PEMANASAN SEKUNDER REAKSI FUSI PLASMA DENGAN MENGGUNAKAN RADIO FREQUENCY
FAHMI RAHMATIA
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanasan Sekunder Reaksi Fusi Plasma dengan Menggunakan Radio Frequency adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2015 Fahmi Rahmatia NIM G74100026
ABSTRAK FAHMI RAHMATIA. Pemanasan Sekunder Reaksi Fusi Plasma dengan Menggunakan Radio Frequency. Dibimbing oleh ABD DJAMIL HUSIN. Plasma merupakan bentuk ke-empat dari materi setelah padat, cair dan gas yang terbentuk dari proses ionisasi gas. Plasma dapat digunakan dalam reaksi fusi, yaitu reaksi penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom yang lebih berat sambil melepaskan energi. Untuk mendapatkan energi dari reaksi fusi, inti yang akan direaksikan harus dipanaskan pada temperatur yang sangat ekstrem tingginya. Salah satu cara agar dapat mencapai kondisi ini adalah memberikan pemanasan tambahan atau pemanasan sekunder kepada plasma dalam reaksi fusi tersebut. Nilai daya serap rata-rata ion Deuterium yang sesuai dengan selang nilai daya dari data ITER adalah daya yang menggunakan frekuensi 50 MHz sampai dengan 60 MHz. Dengan menggunakan frekuensi 60 Hz diperoleh nilai daya rata-rata yang diserap sebesar 1,235.10-12 W. Kata kunci: gelombang radio, pemanasan sekunder, plasma, reaksi fusi
ABSTRACT FAHMI RAHMATIA. Secondary of Plasma Heating in Fussion with Radio Frequency. Supervised by ABD DJAMIL HUSIN. Plasma is a form of fourth matter after solid, liquid and gas formed of ionization process gas. Plasma can be used in fusion, that is reaction two coalescing light nuclei into heavier nuclei while release energy. To get energy from fusion, nuclei reaction will have to be heated in very high temperature. One way to achieve this condition is give additional heating or warming secondary to plasma in fusion. The average absorb power of ion Deuterium which is on ITER intervals data is using frequency 50 MHz until 60 MHz. By using 60 MHz, this equation can obtained the average value of absorb power about 1,235.10-12 W. Keywords: fussion, plasma, radio frequency, secondary heating
PEMANASAN SEKUNDER REAKSI FUSI PLASMA DENGAN MENGGUNAKAN RADIO FREQUENCY
FAHMI RAHMATIA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah Pemanasan Sekunder Reaksi Fusi Plasma dengan Menggunakan Radio Frequency. Terima kasih penulis ucapkan kepada 1. Kedua orang tua tercinta, Ayah Amril dan Ibu Nurhayati Wahab, kakak Zaturrahmi M.Pd beserta abang Syatri S.E dan kakak Miftahul Hidayati M.A serta adik tersayang Meily Fauziah dan seluruh keluarga besar yang dengan sepenuh hati memberi kasih sayang, doa dan dukungan 2. Bapak Abd Djamil Husin, M.Si selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan arahan, motivasi dan dukungan dari awal sampai akhir proses penelitian 3. Bapak Drs. M.N. Indro, M.Sc dan Bapak Heriyanto Syafutra, M.Si selaku dosen penguji 4. Bapak Dr. Irzaman M.Si selaku dosen pembimbing akademik, segenap dosen beserta staf tata usaha Departemen Fisika yang telah membantu penulis selama berkuliah di Departemen Fisika 5. Teman sebimbingan Siska Clara Sari S.Si yang banyak membantu dan memberi arahan. Sahabat-sahabat yang terus memberi semangat GM_Bells, keluarga wisma Cendrawasih, Fisika 47 serta kakak-kakak dan adik-adik Fisika angkatan 45, 46, 48. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, April 2015 Fahmi Rahmatia
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
TINJAUAN PUSTAKA
2
Plasma
2
Reaksi Fusi
3
Pemanasan Plasma dan Radio Frequency Heating
4
METODE
5
Waktu dan Tempat Penelitian
5
Metode Penelitian
5
HASIL DAN PEMBAHASAN SIMPULAN DAN SARAN
5 11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
13
RIWAYAT HIDUP
15
DAFTAR TABEL 1 Jenis-jenis Radio Frekuensi 2 Konversi satuan eV 3 Besaran yang digunakan dalam perhitungan nilai daya rata-rata
4 14 14
DAFTAR GAMBAR 1 Ilustrasi Fase Materi Keempat Setelah Fase Padat, Cair dan Gas
2
DAFTAR LAMPIRAN 1 Data Konfigurasi Reaktor Fusi ITER 2 Konversi Satuan dan Perhitungan
13 14
PENDAHULUAN Latar Belakang Konsumsi energi oleh manusia selalu bertambah seiring dengan bertambahnya penghuni bumi dan meningkatnya kemampuan manusia dalam hal teknologi. Melalui kemampuannya manusia selalu mencoba mencari alternatifalternatif penyelesaian dalam persoalan keberlangsungan hidupnya termasuk dalam sektor energi. Teknologi energi terbarukan yang ramah lingkungan seperti energi surya, air, angin, biomassa, dan geotermal terus dikembangkan, namun masih dirasa kurang untuk memenuhi kebutuhan energi. Salah satu solusi menjanjikan dari masalah krisis energi adalah dengan melakukan reaksi fusi yaitu penggabungan dua atau lebih inti atom ringan menjadi inti atom baru yang lebih berat dan disertai pembebasan energi yang lebih besar. Reaksi fusi nuklir tergolong kepada reaksi yang bersih karena tidak menghasilkan limbah yang radioaktif, sehingga menjadi pilihan yang sangat cocok untuk kebutuhan energi saat ini. Reaksi fusi terjadi dalam satu bentuk materi yang disebut dengan fasa plasma yaitu bentuk materi yang dicirikan dengan bentuk fisis gas yang terionisasi.1 Untuk mendapatkan energi dari reaksi fusi, dibutuhkan beberapa kondisi khusus diantaranya adalah temperatur yang sangat tinggi. Sampai saat ini masih dicari metode yang tepat untuk dapat melakukan reaksi fusi pada plasma dengan lebih mudah, salah satu caranya adalah dengan malakukan pemanasan sekunder pada plasma sehingga dapat dicapai temperatur reaksi fusi dengan lebih cepat. Pemanasan sekunder dilakukan untuk membantu pemanasan primer memperoleh temperatur yang dibutuhkan dan menjaga kestabilan plasma. Terdapat beberapa metode pemanasan sekunder, satu diantaranya adalah dengan menggunakan gelombang radio atau Radio Frequency Heating. Perumusan Masalah Diperlukan pemanasan sekunder untuk meningkatkan suhu plasma, salah satu metodenya adalah dengan menggunakan Radio Frequency Heating. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui daya yang diserap ion karena pengaruh Radio Frequency Heating pada plasma.
2
TINJAUAN PUSTAKA Plasma Konsep tentang plasma pertama kali dikemukakan oleh Langmuir dan Tonks pada tahun 1928. Mereka mendefinisikan plasma sebagai gas yang terionisasi yang dikenal sebagai fase materi ke-empat setelah fase padat, cair, dan fase gas.1 Plasma dapat terjadi ketika temperatur atau energi suatu gas dinaikkan sehingga memungkinkan atom-atom gas terionisasi dan akan membuat gas tersebut melepaskan elektron-elektronnya yang pada keadaan normal mengelilingi inti.2
Gambar 1 Ilustrasi fase materi keempat setelah fase padat, cair dan gas
Ilustrasi pada Gambar 1 menunjukkan terbentuknya plasma dari proses perubahan melalui urutan padat, cair, gas dan akhirnya plasma. Gambar tersebut menunjukkan bahwa jika es (dalam wujud padat) mendapat energi, maka ia akan mencair menjadi air pada suhu diatas 0oC. Jika air diberi energi maka setelah melewati suhu 100oC air akan menjadi uap air dengan molekul H2O. Pemberian energi terus menerus pada uap air akan memecahkan molekul H2 dan O2 sehingga akhirnya molekul-molekul ini akan terionisasi menjadi ion-ion positif dan elektron yang dalam keadaan tertentu dan ruang tertentu terjadi keseimbangan antara ion dan elektron. Pada keadaan ini disebut plasma.3
3 Plasma terdiri dari partikel-partikel bermuatan listrik yang saling terikat oleh gaya Coulomb sehingga memberikan sifat kolektif pada plasma. Sifat listrik yang dimiliki plasma inilah yang membedakannya dengan fluida lain karena muatan-muatan pada plasma saling berkumpul membangkitkan konsentrasi muatan positif atau muatan negatif sehingga menghasilkan medan listrik. Selain itu gerak dari muatan ini juga membangkitkan arus listrik dan medan magnet.4 Persamaan gelombang dan persamaan gerak satu dimensi pada plasma didefinisikan sebagai berikut (
)
( (
) )
(1) (2)
Dimana merupakan potensial gelombang, merupakan amplitudo potensial gelombang, adalah muatan partikel. Pada saat , posisi partikel adalah dan kecepatan adalah .5 Reaksi Fusi Reaksi fusi pada dasarnya merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat dimanfaatkan menghadapi krisis energi yang terjadi akibat perkembangan zaman. Reaksi fusi merupakan sebuah proses dimana dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan disertai dengan pelepasan energi. Reaksi fusi adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan bom meledak. Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi reaksi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkannya.6 Reaksi fusi secara alamiah terjadi pada inti matahari, dimana salah satu syarat terjadinya adalah suhu yang sangat tinggi yaitu sekitar 107 K. Reaksi fusi di matahari dapat berlangsung karena temperatur dan tekanan di dalam inti matahari yang sangat tinggi. Masalah utama reaktor fusi adalah mempertahankan proses reaksi fusi yang membutuhkan kondisi sangat spesial, sementara kondisi tersebut sangat mudah berubah.7 Contoh reaksi fusi adalah pembentukan partikel dan melalui penggabungan dua deuterium.5 3 (3) 2 4 (4) 2 Energi yang dibebaskan pada reaksi fusi dari inti-inti ringan menjadi inti berat sangat besar sehingga reaksi fusi nuklir menjadi alternatif sumber energi di dunia. Beberapa keuntungan reaksi fusi dibandingkan dengan reaksi fisi adalah: 1. Reaksi fusi tidak menghasilkan zat radioaktif 2. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar 3. Bahan bakar untuk reaksi fusi melimpah
4 Pemanasan Plasma dan Radio Frequency Heating Pemanasan utama pada plasma disebut pemanasan primer, salah satu pemanasan primer adalah Pemanasan Ohmic. Pemanasan Ohmic pada plasma dapat terjadi karena adanya resistansi ketika arus mengalir pada plasma, sehingga terjadi perubahan energi listrik menjadi energi termal dan menaikkan temperature plasma. Ketika terjadi kenaikan temperatur sekitar jutaan Kelvin atau lebih, plasma menjadi konduktor listrik yang sangat baik, hambatan menurun dan pemanasan Ohmic tidak lagi berperan. Untuk memanaskan plasma dengan temperatur yang lebih tinggi, pemanasan Ohmic ini harus diikuti dengan pemanasan sekunder. Pemanasan sekunder digunakan untuk menaikkan suhu plasma dan menjaga kestabilan kondisi tersebut.7 Beberapa jenis pemanasan sekunder, diantaranya adalah Magnetic Compression, yaitu memberikan tekanan kepada partikel bermuatan pada plasma yang terkungkung sehingga medan magnetnya menjadi lebih besar dan suhu menjadi lebih tinggi. Contoh pemanasan sekunder lainnya adalah Neutral Beam Injection, yaitu pemanasan dengan cara menembakkan partikel energi tinggi ke dalam plasma sehingga menyebabkan terjadinya tumbukan antara ion-ion, elektron dengan partikel energi tinggi ini. Selain itu, pemanasan sekunder yang dapat digunakan adalah pemanasan sekunder dengan menggunakan Radio Frekuensi.8 Pemanasan Radio Frekuensi mentransfer energi dari sebuah sumber eksternal ke plasma melalui gelombang elektromagnetik. Ketika gelombang elektromagnetik merambat melalui medan listrik plasma, gelombang akan mempercepat gerak partikel bermuatan saling bertumbukan sehingga menyebabkan kenaikan suhu pada plasma. Tabel 1 Jenis-jenis Radio Frekuensi.9 Mode
Rentang Frekuensi
Shear Alfven Ion Cyclotron Fast Alfven Lower Hibrid Electron Cyclotron
1<ω<2M z 5 < ω < 60 M z 10 < ω < 120 M z 0.5 < ω < 2.5 G z 15 < ω < 300 G z
Rentang Panjang Gelombang 300 > λ > 150 m 60 > λ > 5 m 30 > λ > 2.5 m 60 > λ > 12 cm 27 > λ > 0.1 cm
5
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai bulan November 2014. Tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Teori dan Komputasi Departemen Fisika Institut Pertanian Bogor. Metode Penelitian Prosedur pengerjaan dalam penelitian ini adalah dengan memformulasikan daya yang diserap ion saat diberi gangguan berupa Radio Frekuensi dengan menggunakan beberapa metode diantaranya penggunakaan deret Taylor, fungsi delta dan distribusi Maxwell-Boltzmann, selanjutnya mencari nilai daya tersebut dengan frekuensi yang ditentukan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Plasma terbentuk karena pemanasan terus menerus yang menyebabkan rusaknya energi ikat elektron dan inti atom sehingga elektron keluar dari orbitalnya dan terpisah dengan inti atom. Reaksi fusi dengan menggunakan plasma dinilai lebih baik karena plasma yang merupakan wujud gas yang terionisasi mempunyai ion positif dan ion negatif yang sudah terpisah sehingga energi yang dibutuhkan untuk melakukan reaksi fusi pada plasma lebih sedikit jika dibandingkan dengan melakukan reaksi fusi dengan menembakkan ion-ion yang akan direaksikan tersebut. Plasma yang digunakan untuk melakukan reaksi fusi biasanya dikungkung dalam suatu wadah yang diisolasi. Wadah tersebut diatur sedemikian rupa berdasarkan sifat plasma yang bergerak dengan suhu tinggi agar tidak merusak dinding wadah kungkungan tersebut. Penelitian para ilmuwan sampai saat ini menganggap wadah kungkungan terbaik untuk reaksi fusi plasma adalah bentuk donat yang dikontrol dengan memberikan medan magnet dan medan listrik untuk mengatur gerak plasma bersuhu tinggi agar tidak menambah dan merusak dinding wadah. Wadah seperti ini disebut dengan Tokamak. Pemanasan primer pada plasma sebenarnya sudah mampu membuat reaksi fusi berlangsung namun dengan suhu yang belum begitu tinggi dan kondisi suhu serta tekanan yang mudah berubah-ubah dan tidak stabil. Dengan menambahkan pemanasan sekunder, suhu dalam wadah kungkungan itu akan lebih tinggi dan kondisi itu dapat berlangsung lebih lama atau lebih stabil. Pemanasan sekunder dengan menggunakan gelombang radio yang berasal dari sumber eksternal dapat mempercepat gerak partikel bermuatan sehingga meningkatkan kemungkinan tumbukan antar partikel dan menyebabkan kenaikan suhu pada plasma. Untuk mengidentifikasi pergerakan partikel pada plasma dengan pemanasan sekunder menggunakan Radio Frekuensi dapat dilihat dari daya serap ion pada plasma.
6 Fasa gelombang pada partikel dimisalkan sebagai Turunan pertama dan kedua dari adalah
. (5) (6)
Substitusi Persamaan (2) yaitu persamaan gerak partikel pada plasma ke Persamaan (6) sehingga diperoleh (7) Dengan mendefinisikan frekuensi sudut pantulan adalah (8) dan waktu pantulan (9) maka, Persamaan (7) menjadi seperti persamaan pendulum seperti dibawah ini
Dengan menggunakan Persamaan (9), diperoleh hubungan dengan *
+
Agar persamaan diatas sama dengan nol, dikeluarkan sehingga yang harus diperhatikan adalah persamaan didalam kurung, yaitu (10)
Selanjutnya Persamaan (10) diintegrasikan dengan faktor persamaan diferensial yang nilainya adalah nol. * ( [( )
agar diperoleh
+ )
( ]
) (11)
7 Persamaan diferensial diatas bernilai nol sehingga artinya konstanta agar turunan terhadap adalah nol ( )
adalah sebuah
(12)
( )
( )
(13)
Substitusi Persamaan (5) ke Persamaan (13), dimisalkan dengan ( )
diperoleh persamaan yang (14)
dan fasa gelombang menjadi (13) Substitusi Persamaan (13) ke Persamaan (12), maka dihasilkan persamaan berikut ( )
(
(
) (
)
(
)
) (
(16)
)
(17) ) adalah energi kinetik dan Dimana merupakan energi total, ( adalah energi potensial gelombang. Jika , maka partikel akan terperangkap di dalam gelombang yang dilaluinya. Namun, jika partikel itu tidak terperangkap dan bergerak terus menerus dalam arah yang sama. Nilai batas tersebut diperoleh dari nilai terkecil dan nilai terbesar dari . Untuk partikel yang tidak terperangkap di dalam gelombang mempunyai energi kinetik yang jauh lebih besar dari pada energi potensial. Dengan yang berbanding terbalik dengan amplitudo gelombang dan . Kecepatan gerak partikel yang tidak terperangkap di dalam gelombang dapat dituliskan sebagai berikut (
)
(
)
(18)
Sehingga energi kinetiknya menjadi [( )
( ) ]
(19)
8 ) Persamaan (12) ke Persamaan (19), sehingga diperoleh Substitusi ( persamaan berikut [( )
]
λ
*
( )
*
(20)
+
(21)
( )
+
*
(22)
+ *
+
*
+
(23)
Substitusi Persamaan (10) ke Persamaan (23), maka laju energi kinetik terhadap waktu menjadi (
*
)
+
*
+
(24)
Berdasarkan Persamaan (12) (
)
( )
(25)
Substitusi Persamaan (17) ke Persamaan (25) ( ) √ ( )
√
( (
(
)
)
)
( ) ( ) (26) Menggunakan deret Taylor, Persamaan (26) dapat disederhanakan menjadi persamaan ( )
(27)
9 Integral Persamaan (27) dihasilkan persamaan ( )
(
)
[(
)
)
( )]
(30)
didefinisikan sebagai (
( ) [ 〈
〉
)
)
〈
(
〈 〈
〉
〈
)
(
(33)
)
+
(
)〉
(
〈
(
〉
)〉
]
)〉
(34)
) (
〈
)〉
)〉
( 〉
(
)〉
〈
〉
(32)
)〉
)
[
〈
〈*
(
(
)]
)〉 (
(
〈
(
(
〉
Gunakan identitas
(31)
( 〈
〈
〈
(29) (
( )
dimana fungsi
(28)
) (
)
(35)
10 Dengan menggunakan fungsi delta ( ) |
|
(
)
(36)
maka 〈
〈
〉
〉
( )
( )
( )
∫
(38)
∫
( )
(
∫
( )
(
)
(39)
)
( ) +
* 〉
〈
(37)
(40)
( )+
*
(41)
Plasma dianggap sebagai gas ideal sehingga berlaku persamaan distribusi Maxwell-Boltzmann ( )
( (
) )
( (
)
)
(42)
(
)
(43)
Gunakan Persamaan (43) ke Persamaan (41) 〈 dengan
〉
(
merupakan suhu,dan
) ( ) ( ) ( merupakan bilangan gelombang.
〈
〉
(
)
(
)
〈
〉
(
)
(
)
〈
〉
(
)
(
)
)
(44)
(45)
Persamaan (45) merupakan persamaan untuk daya rata-rata yang diserap oleh tiap ion pada plasma dengan menggunakan pemanasan sekunder berupa Radio Frekuensi. Untuk mengetahui nilai daya rata-rata yang diserap plasma dengan memasukkan frekuensi radio dapat digunakan tabel data konfigurasi reaktor ITER (Lampiran 1) yang berfungsi sebagai sumber data penentu nilai konstanta persamaan. Menurut data ITER, daya rata-rata yang diserap ion Deuterium dalam 1020 partikel adalah 100-150 MW. Artinya untuk daya rata-rata yang diserap untuk tiap-tiap ion berdasarkan data ITER adalah 1.10-12 W sampai 1,5.10-12 W. Dengan
11 menggunakan bagian dari Radio Frekuensi yaitu ICRF dengan frekuensi 5 MHz sampai 60 MHz dan potensial amplitudo yang digunakan sekitar 35.103 V dapat diperoleh nilai daya rata-rata yang diserap ion Deuterium yang berada dalam rentang data ITER adalah pada frekuensi 50 MHz sampai 60 MHz. Pada frekuensi 60 MHz, nilai daya rata-rata yang diserap ion adalah sebesar 1,235.10-12 W. Nilai daya ini merupakan nilai rataan yang diserap oleh ion pada plasma, artinya ada ion-ion dengan temperatur lebih tinggi dan ada yang lebih rendah yang dalam perumusannya menggunakan distribusi. Nilai ini sangat bergantung pada frekuensi dan potensial amplitudo yang digunakan.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pemanasan menggunakan Radio Frekuensi merupakan salah satu pemanasan sekunder yang digunakan untuk melengkapi pemanasan primer agar suhu plasma menjadi lebih tinggi. Diperoleh analisis persamaan daya rata-rata yang diserap oleh ion pada plasma terhadap pemanasan sekunder menggunakan Radio Frekuensi. Nilai daya rata-rata yang diserap ion Deuterium yang sesuai dengan selang nilai daya dari data ITER adalah daya yang menggunakan frekuensi 50 MHz sampai dengan 60 MHz. Dengan menggunakan frekuensi 60 Hz diperoleh nilai daya rata-rata yang diserap sebesar 1,235.10-12 W. Saran Untuk penelitian selanjutnya dapat diperhatikan pengaruh medan magnet terhadap pemanasan plasma karena penelitian ini tidak memperhatikan pengaruh medan magnet terhadap pemanasan tersebut.
12
DAFTAR PUSTAKA 1 Nur, M. Fisika Plasma dan Aplikasinya. Badan Penerbit Universitas Diponegoro. Semarang. 2011 2 Kruer, William. The Physics of Laser Plasma Interactions. Addison-Wesley Publishing Company. United States of America. 1998 3 Bellan, Paul M. Fundamentals of Plasma Physics. Pasadena. California. 2004 4 Parkolab, Miklos dan Edward T. Fusion Part B Magnetic Confinement. Academy Press. New York. 1981 5 Krane, Kenneth S. Introductory Nuclear Physics. John Willey & Sons, Inc. New York. 1988 6 Beiser, Arthur. Konsep Fisika Modern Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta. 1992 7 Alwi, Muhammad M. [Skripsi]. Pemanasan Sekunder Plasma Menggunakan Gelombang Mikro Untuk Reaksi Fusi Terkontrol. Program Studi Fisika. FMIPA. IPB. 2008 8 Glasstone, Samuel. Ralph H Lovberg. Controlled Thermonuclear Reactions. Van Nostrand Reinhold Company. United Stated State. 1960 9 Gautreau, Ronald. William Savin. Schaum’s Outlines Fisika Modern Edisi Kedua. Erlangga: Jakarta. 1999 10 McCracken, Garry. Peter Stott. Fusion The Energy of The Universe. Elsevier, Inc. USA. 2005
13 LAMPIRAN 1 Data-data Konstanta yang bersumber dari reaktor ITER (Internasional Thermonuclear Experimental Reactor)
14 LAMPIRAN 2 Konversi satuan dan perhitungan Tabel 2 Konversi satuan eV
Konversi 1 Joule 1 Hz 1 /m 1K
eV 6,25 x 1018 4,13 x 10-15 1,24 x 10-6 8,621 x 10-5
Tabel 3 Besaran yang digunakan dalam perhitungan nilai daya rata-rata
Berikut adalah contoh perhitungan daya serap rata-rata oleh tiap ion pada plasma dengan menggunakan frekuensi 60 MHz Besaran yang digunakan Dalam SI Dalam eV -19 Muatan 3,2 x 10 C 104 V Potensial Amplitudo 60 MHz 2,479 x 10-7 Frekuensi 5m Panjang Gelombang 1,256 /m 1,0129 x 106 Bilangan Gelombang 3,344 x 10-27 kg 1875,58 x 106 Massa Deuterium 7 Suhu Ambang 40,6 10 K 35 x 103 Dengan memasukkan nilai dari besaran-besaran pada Tabel 3 ke Persamaan (45) maka diperoleh nilai daya rata-rata yang diserap oleh tiap-tiap ion Deuterium adalah 1,235.10-12 W.
15
RIWAYAT HIDUP FAHMI RAHMATIA dilahirkan di Bukittinggi tanggal 20 Agustus 1992 dari pasangan Amril dan Nurhayati Wahab. Penulis merupakan alumni dari TK Aisyiah II Bukittinggi, SD Negeri 10 ATTS Bukittinggi, MTsN 1 Model Bukittinggi dan SMA Negeri 3 Bukittinggi. Pada tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 3 Bukittinggi dan diterima di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dengan program studi Fisika. Selama masa perkuliahan penulis menjadi Asisten Praktikum mata kuliah Fisika untuk mahasiswa Tingkat Persiapan Bersama (TPB) selama dua tahun berturut-turut mulai tahun 2012 sampai tahun 2014. Selain itu penulis pernah menjadi Sekretaris Himpunan Mahasiswa Fisika tahun 2013, Sekretaris Komisi III DPM G 2012, serta aktif dalam Sanggar Sarumpun IPMM Bogor sebagai Manager.
