Analisis Kriteria Lawson Fusi Nuklir Proton dan Boron-11

Abstract

Reaksi fusi merupakan penggabungan dua inti atom ringan sehingga membentuk inti atom baru yang lebih berat disertai pelepasan sejumlah energi yang berasal dari kelebihan massa inti atom. Kriteria Lawson digunakan standar kerja meninjau fusi nuklir berkelanjutan serta mencapai tahap energi bersih. Penelitian ini bertujuan mengetahui kriteria Lawson fusi proton dan boron-11 dengan variasi temperatur ion 75-500 keV, pengaruh reaktivitas fusi dengan parameter Tentori-Beloni dan Nevins-Swain, serta pengaruh radiasi bremsstrahlung terhadap laju energi bersih yang dihasilkan fusi pada kondisi Te=Ti, Te=0,5 Ti, dan Te=0,25Ti, Nilai kriteria Lawson yang dihasilkan bervariasi dengan rentang 1,322 × 10^(22) - 1,337 × 10^(24) m^(-3) s. Nilai kriteria Lawson pada Ti < 230 keV mengalami penurunan akibat ketidakstabilan dan pendingan plasma, mekanisme pengungkungan plasma dalam reaktor, dan impurity (zat pengotor). Untuk Ti > 230 keV nilai kriteria Lawson mengalami kenaikan hingga Ti = 330 keV dan Ti = 500 keV yang menandakan syarat minimum untuk mencapai tahap ignition dan self-sustained sistem fusi.

Fusion reactions involve the combination of two light atomic nuclei to form a new, heavier atomic nucleus, accompanied by the release of energy derived from the excess mass of the atomic nuclei. Lawson criteria are used as a standard for reviewing sustainable nuclear fusion and achieving clean energy. This study aims to determine the Lawson criterion for proton and boron-11 fusion with varying ion temperatures of 75–500 keV, the effect of fusion reactivity with the Tentori-Beloni and Nevins-Swain parameters, and the effect of bremsstrahlung radiation on the rate of clean energy produced by fusion under conditions of Te=Ti, Te=0,5 Ti, and Te=0,25Ti. The Lawson criterion values obtained vary within the range of 1,322 × 10^(22) - 1,337 × 10^(24) m^(-3) s. The Lawson criterion value for Ti < 230 keV decreases due to plasma instability and cooling, the plasma confinement mechanism in the reactor, and impurities. For Ti > 230 keV, the Lawson criterion value increases up to Ti = 330 keV and Ti = 500 keV, indicating the minimum requirement to achieve the ignition stage and a self-sustained fusion system.