Bisakah Helium-3 Memecahkan Masalah Energi di Bumi?

Jika Anda menonton film Moon, Anda pasti ingat Helium-3 sebagai zat yang dikirim kembali ke Bumi oleh Sam Bell, selama tiga tahun masa jabatannya yang berat di pangkalan bulan (lunar base) yang bernama Sarang. Helium-3 bukanlah penggalan dari cerita fiksi-ilmiah, namun merupakan sebuah isotop helium yang benar-benar bisa menyediakan semua kebutuhan energi kita di masa yang akan datang. Dengan tanpa menimbulkan polusi sama sekali.

Helium-3 sedikit berbeda dengan gas yang biasa diisikan dalam balon ulang tahun anak  Anda itu. Melainkan, Helium-3 adalah sebuah isotop helium yang stabil yang kehilangan  muatan netronnya, dengan hilangnya muatan netron ini maka Helium-3 memungkinkan digunakan untuk memproduksi energi yang bersih. Bulan mengandung Helium-3 dalam jumlah yang sangat besar pada permukaannya, namun akankah Helium-3 menjadi jawaban terhadap masalah energi kita di Bumi ini?

Energi yang bersih itu hanyalah sebuah netron yang hilang

Dua jenis reaksi fusi menggunakan Helium-3 untuk memproduksi energi. Yang pertama menggunakan deuterium (deuterium adalah hidrogen yang mengandung sebuah netron) yang direaksikan dengan Helium-3 untuk memproduksi helium dan sebuah proton. Reaksi tipe kedua menggunakan dua atom helium-3 untuk menciptakan helium dan dua proton. Proton-proton yang tercipta selama terjadinya reaksi tersebut merupakan permata mahkota dari fusi Helium-3.

Salah satu bagian terbaik dari reaksi Helium-3 adalah tidak adanya produk samping radioaktif. Tidak ada netron yang dipancarkan (emitted), dan tidak ada isotop yang tertinggal sebagai produk yang bisa rusak secara radioaktif. Proton tersebut merupakan sebuah produk samping yang baik, karena energi yang bersih bisa dimanfaatkan dari proton yang menyebar ini dengan cara memanipulasinya di dalam sebuah medan elektrostatik.

Reaksi fisi nuklir tradisional menciptakan panas, yang kemudian bisa digunakan untuk memanasi air. Air yang mendidih tersebut memaksa turbin-turbin berputar dan menciptakan energi. Di dalam proses fusi Helium-3, energi diciptakan melalui reaksi itu sendiri, dengan tanpa melibatkan material radioaktif yang berbahaya bagi generasi mendatang untuk dimonitor.

Proses fusi Helium-3 tidaklah bersifat teroritis melulu—Jurusan Teknologi Fusi Universitas Wisconsin-Madison telah berhasil melakukan eksperimen-eksperimen fusi dengan menggabungkan dua molekul Helium-3. Menurut perkiraan, efisiensi reaksi fusi Helium-3 mencapai tujuhpuluh persen, melampaui efisiensi pembangkit listrik gas alam dan batubara sebanyak duapuluh persen.  

Menemukan Helium-3

Helium-3 ditransmisikan dengan angin surya (solar winds), namun medan magnetik Bumi mendorong isotop keluar. Karena medan magnetnya sangat kecil, bulan tidak mengalami hal ini, sehingga memungkinkan Helium-3 terbentuk di dalam regolith, lapisan batuan dan debu yang menutupi bulan.

Esksistensi Helium-3 di bulan diverfikasi oleh adanya contoh-contoh yang didapat dari misi  Apollo dan Luna. Ahli geologi yang berubah menjadi seorang astronot Harrison Smith menerima dan menganalisis lebih dari 200 pond batuan dari bulan yang diperoleh selama misi Apollo 17 tahun 1972.

Helium-3 terdapat pula di Bumi kita, namun jumlahnya sangat kecil. Tritium (hidrogen dengan total dua netron, atau deuterium dengan sebuah netron ekstra jika Anda lebih suka menyebutnya demikian) secara alami berubah menjadi helium-3 seiring berjalannya  waktu. Dan helium-3 juga tercipta, cukup unik, sebagai sebuah produk samping dari percobaan senjata nuklir. Cadangan Helium-3 milik AS hanya 30 kg, jauh lebih sedikit dari 25 ton Helium-3 yang secara teoritis diperlukan untuk menyediakan kebutuhan energi untuk sebuah negara seukuran AS selama satu tahun.

Menambang bulan

Memperoleh helium-3 dari regolith bulan bukanlah perkara mudah. Perkiraan tertinggi konten Helium-3 hanya terdapat sebanyak 50 bagian (parts) per miliar di dalam tanah bulan, sehingga untuk mengumpulkan Helium-3 dalam jumlah yang cukup untuk digunakan dalam reaksi-reaksi fusi di Bumi kita perlu menambang jutaan ton tanah bulan. Apakah kita akan begitu saja menambang tanah bulan dan menghancurkan permukaannya untuk mencukupi energi di Bumi kita?

Setelah bebatuan dan tanah bulan tersebut ditambang, Helium-3 dipisahkan dengan cara memanaskan massa bebatuan dan tanah bulan tersebut di atas 600 derajat Celsius, yang memerlukan energi dalam jumlah besar untuk melakukannya.

Sementara itu, untuk mengangkut Helium-3 dalam jumlah yang besar ke Bumi bukanlah masalah yang mudah pula. Sebuah pesawat ruang angkasa kemungkinan hanya mampu membawa beberapa ton saja sebagai muatannya, sehingga diperlukan penerbangan bolak-balik berkali-kali untuk mensuplai Helium-3 yang cukup guna mencukupi kebutuhan energi Bumi. Dengan demikian, tampaknya Helium-3 lebih besar kemungkinannya menjadi sumber bahan bakar bagi bulan itu sendiri, karena bulan tidak memerlukan suplai helium tambahan dari luar yang memakan biaya yang mahal untuk menerbangkannya.

Sehubungan dengan beratnya upaya dan energi yang diperlukan untuk menambang, memanaskan, dan mengangkut Helium-3 dari bulan ke Bumi, maka bisa disimpulkan bahwa helium-3 bukanlah sumber energi yang murah, namun merupakan sebuah alternatif energi yang bersih, yang mungkin perlu kita lirik 100 tahun mendatang. Perjalanan yang sering kali ke Bulan boleh jadi juga akan menumbuhkan industri wisata ke Bulan kelak di kemudian hari, sehingga kita bisa meminta para wisatawan ke bulan membawa kaleng untuk mengangkut  Helium-3 untuk digunakan dalam reaksi fusi di Bumi.

“Mengklaim” Bulan

Negara pertama (atau kumpulan negara) yang kelak berhasil membangun sebuah koloni di Bulan dan mulai melakukan penambangan tampaknya akan membuat standar bagi pengelolaan sumber daya alam di Bulan, khususnya jika eksplorasi dari belahan dunia Barat memainkan peran sebagai sebuah preseden. Mari berharap negara tersebut mempunyai motif yang baik, motif yang altruistik—karena kalau tidak maka kita lebih baik bekerja sama dengan sebuah perusahaan swasta (seperti dalam film Moon) untuk pergi ke bulan terlebih dahulu, dengan tujuan untuk memanen sumber daya alam yang ada di sana.

Perusahaan Rusia Energia mengklaim pada tahun 2006 bahwa mereka akan mempunyai markas di Bulan pada tahun 2015 dan memanen Helium-3 pada tahun 2020. Namun perusahaan tersebut tampaknya akan gigit jari dan tertinggal dalam mewujudkan impian mereka tersebut.

Monopoli dalam bidang energi yang bersih akan membuat negara besar manapun menjadi sebuah negara “ultrapower”—akankah kita menyaksikan hal ini terjadi di abad depan? Akankah negara pertama yang membangun sebuah markas di Bulan membagi-bagikan harta karun itu dan membantu negara-negara berkembang menciptakan sebuah suplai energi yang bersih?

Dan bila cadangan Helium-3 di Bulan kelak masih terlalu mahal untuk diangkut ke Bumi, tapi satu-satunya satelit alami kita (Bulan) mungkin suatu hari nanti bisa menjadi sebuah “stasiun bahan bakar” di angkasa yang menyediakan bahan bakar bagi pesawat-pesawat ruang angkasa yang sedang melakukan penerbangan, kelak ketika manusia sudah mulai merambah bintang. (BY KEITH VERONESE)

Top image courtesy of NASA. Helium-3 reaction diagram courtesy of the Artemis Project. Additional image courtesy of Sony Pictures. Sources linked within the article.

http://digg.com/newsbar/Technology/could_helium_3_really_solve_earth_s_energy_problems