Home / Artikel / Superkonduktor Sebagai Super Energi

Superkonduktor Sebagai Super Energi

KRISIS energi yang pernah melanda dunia dalam tahun 1970-an, menyebabkan para ahli mencari energi lain yang dapat menggantikan energi Fossil. Sampai saat ini, bahkan sampai tahun 2000 diperkirakan belum nampak penemuan baru untuk menggantikan energi yang konvensional.

Dalam bidang trasportasi darat telah nampak perkembangan seperti misalnya penggunaan kereta api super cepat dengan kecepatan 520 km/jam, sehingga transportasi darat sangat kompetitif untuk masa depan, seperti halnya di Jepang, Perancis serta Jerman Barat.

Kereta api tersebut menggunakan magnet sebagai bantahan di mana magnet tersebut ditimbulkan oleh superkonduktor. kereta api seolah-olah terbang di atas bantalan dengan berada (10-15 mm) di atas medan magnet elektro magnet. Maglev (magnet levitation) prinsipnya terjadi seperti gaya tarik menarik serta tolak menolak (Iihat gambar 1 dan 2). Pada saat ini dua negara yang kuat dalam perkereta apian yaitu Jerman dan Perancis juga mengembangkan kereta api berdasarkan Maglev. Maglev tersebut diputar dengan motor induksi. Kawat statornya terdapat dalam roda pengarah (pada sistem Jepang dan Jerman hanya berbeda penempatanya saja).

Jika arus listrik mengalir melewati kawat stator arus bolak-balik tersebut terjadi 2 katub yang akan menarik dan menolak dari magnetik rotor, sehingga kereta bergerak maju (Iihat gambar 2).

APA, BAGAIMANA CARA KERJANYA BUPERKONDUKTOR ITU?
Pada umumnya suatu bahan logam antara satu dan lainnya berbeda sifat fisikanya. Suatu bahan logam biasanya mempunyai tahanan listrik yang berbeda tergantung dari suhu bekerjanya. Pada logam tertentu jika bekerja di bawah titik kritisnya (Tc), maka tahanan listriknya hampir nol, karakteristik demikian merupakan ciri dari sifat superkonduktor.

Percobaan ini mula-mula dilakukan oleh Fisikawan Bclanda H. KansLingh Onnes (1911), di mana logam air raksa (Hg) pada suhu 4,2°K (suhu mutlak) tahanannya mendekati nol, selanjutnya sifat-sifat Fisika yang demikian sangat menarik untuk diamati, sebab tahanan yang tidak ada, seakan-akan arus yang ditransmisi tidak terjadi kerugian (losses). Mengingat hal ini para ahli berupaya mutlak untuk menemukan material baru SUPERKONDUKTOR yang dapat bekerja pada suhu tinggi (suhu kamar). Bahan-bahan superkonduktor pada umumnya bekerja pada suhu sangat rendah sekali. Seperti pada percobaan pertama kali dengan menggunakan gas Helium cair dengan di bawah titik beku. Kini, material superkonduktor telah mengalami perkembangan pesat (lihat gambar 3). Kronologis perkembangan bahan superkonduktor hingga dekade 1992).

Sifat bahan superkonduktor pada umumnya bekerja di bawah suhu mutlak (°K), seperti pada bahan semi konduktor terdapat zat-zat tertentu yang ditambahkan sehingga sifat suhu kritisnya kira-kira mendekati suhu kamar. Zat-zat pengotor (imperities) yang ditambahkan adalah merupakan hasil percobaan di laboratorium terutama dengan unsur-unsur Lantanida. Karena zat pengotor (unsur-unsur lantanida) yang ditambahkan itu sulit diperoleh menyebabkan penelitian suporkoduktor sangat mahal.

Penggunaan lainnya dari superkonduktor adalah:
1. Transmisi tenaga listrik dari suatu tempat ke tempat lain, tanpa kerugian akibat panas yang timbul,
2. Penyimpanan energi listrik,
3. Pemakaian pada alat transpartasi seperti disinggung di depan, kapal laut seperti dilakukan di Jepang,
4. Pemercepat partikel pada energi tinggi, seperti dilakukan Pusat Tenaga Eropa (CERN) untuk penelitian-penelitian fisika,
5. Pengolah data proses, dengan gangguan (noise) sangat rendah, namun berkemampuan tinggi,
6. Penggunaan pada alat-alat medis, seperti NMR (Nuclear Magnetic Resonance), suatu alat instrumen-tasi diagnosis.

Jika superkonduktor yang ditemukan dapat bekerja pada suhu kamar, akan terjadi revolusi teknologi dimana manusia yang dibayangkan dalam film serial Superman, seperti dapat terbang ke manca negara dapat dilakukan dengan bantuan tenaga luar biasa dari superkonduktor. Sehingga dampak kehidupan pada umat manusia tidak terbayangkan.

Pada tahun 1956 Alex Mullcr dan Georg Bednorz (Caen University) telah menemukan superkonduktor yang bekerja pada suhu 40°K dari jenis keramik dengan struktur perovskites dengan unsur-unsurnya seperti Barium (Ba), Lantanida (La), Copper (Cu) dengan rumus molekulnya: La2-x BaxCu O4.

Pada tahun 1987 Paul Chu (USA) telah menemukan superkonduktor dengan suhu transisi 90° yakni YBa2 Cu3 O7.

Hingga kini diupayakan superkonduktor ditamhahkan zat pengotor (iniperities) lainnya untuk mem perbaharui suhu transisi yang ada dengan menambahkan unsur logam kelompok lantanida seperti: Scandium (Sc), Eropium (Er).

Dengan memahami sifat-sifat Fisis, listrik, magnet bahan superkonduktor dapat dilakukan dengan merekayasa unsur-unsur yang ada di dalamnya agar dapat bekerja.

Pada suhu transisi yang lebih tinggi, misalnya:

No Bahan Suh Superkonduktor Suhu Kritis (Tc)
1. Bi2 Sr2 Ca Cu2 O8 85°K
2. Bi2 Sr2 Ca2 Cu3 O10 115°K
3. Ti2 Ba2 Ca Cu2 O8 108°K
4. Ti2 Ba2 Cu3 O10 125°K

Adanya fenomena superkonduktor dapat memberikan sumbangan sangat besar untuk materials Science dan Elektro teknik. Seperti diketahui kerapatan arus listrik sampai saat ini kurang dari 102 Å/mm2 yang dapat membcrikan medan listrik kira-kira nol. Perkembangan selanjutnya diaplikasikan ke industri yang menimbulkan masalah antara lain: Fabrikasi bahan tersebut, rapat arus kritis serta bahan yang resistan pada suhu rendah.

Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan superkonduktor harus memenuhi beberapa kondisi antara lain, struktur atom bahan apakah perubahan struktur bahan dapat mengalami dalam medan elektro magnet. Ditinjau dari bahan superkonduktor dapat digolongkan menjadi 2 bagian:

1.Jenis La.X.Cu 0 (dimana X dapat digantikan untuk logam-logam alkali tanah seperti Ba, Sr) sedang titik kritisnya kira-kira 40°K.
2.Jenis R.Ba.Cu 0 (dimana R = Y Cytrium) digantikan dari jenis logam jarang (Lantamida) sedangkan titik kritisnya di atas 90°K. Bahan penyetabil superkonduktor adalah Copper Oxide Cu O.

Dalam penelitian bahan superkonduktor, masih terdapat kerangka teori yang kadang-kadang menyimpang, superkonduktor bersifat empiris. Misalnya tentang zat-zat apa yang harus ditambahkan untuk memperbaiki karakterisitknya. Akibatnya penelitian superkonduktor tentang hal ini membutuhkan dana yang sangat besar, khususnya bagi negara-negara maju riset tentang bahan ini berlangsung secara sinambung.

MENGAPA HAL INI TERJADI?
Bahan-bahan superkonduktor hampir tidak mempunyai tahanan listrik,
listrik yang timbul karena adanya elektron yang melingkari kulit terluar dari atom bahan tentunya hal ini berbeda sifatnya seperti bahan-bahan:

ISOLATOR: yang berfungsi sebagai penahan arus listrik atau panas.
KONDUKTOR: yang berfungsi sebagai penghantar panas dan listrik yang bagus.
SEMI KONDUKTOR: yang bersifat sebagai konduktor jika ditambahkan bahan-bahan tertentu di dalam bahan.

Ke tiga bahan di atas dapat dijelaskan dengan pemahaman kedudukan elektron pada kulit terluar, struktur atom dan kisi-kisinya, ikatan-ikatan kimia yang ada dalam bahan tersebut. Hal tersebut dapat dijelaskan dengan fisika klasik.

Pada superkonduktor dapat dijelaskan hubungan arus listrik yang mengalir dengan flux magnet (kerapatan magnet) yang dihasilkan. Karena vektor medan listrik mejadi nol (0) sehingga harga flux magnet menjadi konstan terhadap waktu, flux magnet yang konstan karena adanya tahanan listrik (tahanan listrik nol). Tahanan listrik nol terjadi pada suhu yang sangat rendah. Penjelasan rinci ten-tang bahan superkonduktor dapat dijelaskan dengan Efek Meissner.

Walter Meissner (1933) dan R. Ochsenfeld, melakukan eksperimen dengan sebatang logam didinginkan sampai 3,72°K (- 459,2° F) terjadi bahan bersifat diamagnet sempurnya, magnet terjadi pe-netrasi pada lapisan tipis (thin film), pada lapisan tersebut terjadi aliran arus.

Pada tahun 1957 J. Bardeen. LN Cooper, J.R. Schrieffer (BCS Theory) mejelaskan secara terinci tentang superkonduktor, “BCS teori” menjelaskan banyak tentang eksperimen, yang dilakukan oleh ahli-ahli sehingga saat ini. Teori ini dilatar belakangi oleh gerakan elektron dalam kisi kristal. Elektron yang bergcrak dalam kisi-kisi cenderung menciptakan gerakan distorsi. Karena elektron bermuatan negatif gaya Coulomb yang terjadi akan memberi muatan pada kisi. Gerakan distarsi ini sepanjang waktu, sehingga kisi akan rusak, lintasan-lintasan elektron yang sangat berpengaruh akan memberikan interaksi gaya Coulomb yang semakin lemah. Gaya Coulomb yang lemah tadi dikompensasi oleh elektron.

Demikian pula elektron yang membuat lintasan akan membuat fungsi gelombang. Fungsi gelombang tadi mempunyai keterikatan dengan keseimbangan thermodinamika. Dengan teori “BCS” ini dapat memprediksi energy gap (energi sela) untuk suatu bahan superkonduktor yang dibuat.

Superkonduktor, enak dilihat, tapi sulit teorinya. Walaupun dem ikian, seandainya tercipta superkonduktor yang dapat bekerja pada suhu ruang, tentu akan memberikan dampak pada semua kehidupan manusia.

oleh: ZULKARNAEN YUSUF

Sumber: Majalah AKU TAHU/ MEI 1992
——————————————–

Superkonduktor Menguak Cakrawala

Ketika transistor pertama kali ditemukan, para ilmuwan hanya tahu bahwa akan menggantikan tabung-tabung listrik. Namun kemudian, ternyata ia bisa dibuat menjadi sirkuit-sirkuit integrasi besar. Begitu pula superkonduktor ini. Banyak pihak akan tercengang menyaksikan berbagai kemudahan bila sifat superkonduktor bisa tercipta pada suhu ruang.

SAAT ini beberapa ilmuwan di laboratorium fisika di dunia sedang giat meneliti bahan yang dapat bersifat sebagai superkonduktor. Bahan ini harus nyaris sempurna mampu membawa arus listrik tanpa kehilangan energi. Bahan superkonduktor ini juga mampu membangkitkan medan magnit yang sangat kuat pada suhu tertentu.

Bahan superkonduktor ini terus diburu oleh para ilmuwan fisika material. Apabila kelak bahan superkonduktor yang mampu bekerja pada suhu ruang, 20-30 °C itu ditemukan, maka berbagai penerapannya cukup membentang.

Munculnya superkonduktor itu jelas sangat menguntungkan. Mengapa? Berbagai kerugian saat ini harus diterima akibat hilangnya energi listrik sekitar 20% bila melewati kabel listrik yang terbuat dari tembaga. Coba bayangkan berapa milyar rupiah per tahun akibat kebocoran ‘alamiah’ itu. Bila ada bahan superkonduktor, maka arus listrik akan mengalir sempurna, tanpa ada hambatan. Energi listrik pun bisa dikatakan tidak ada yang hilang.

Adanya energi listrik yang hilang, sebagian menjadi panas, tentu menyebabkan kerugian pula. Berbagai peralatan, misalnya saja komputer masih perlu adanya kipas angin untuk mendinginkan chip-chip yang kecil bertumpukan erat itu. Apabila bahan superkonduktor itu ada, tentu kekuatiran adanya hambatan yang menyebabkan timbulnya panas, dapat ditiadakan, sehingga bisa diciptakan sirkuit-sirkuit yang kian mini.

Selama ini untuk menjadi suatu bahan yang superkonduktor, maka bahan itu harus didinginkan. Berbagai logam akan berubah sifatnya bila didinginkan mendekati suhu nol absolut (O K atau -273 °C). Pada suhu dingin itu, beberapa logam akan kehilangan daya tahan listriknya hingga menjadi superkonduktor. Fenomena superkonduktivitas, sifat dari logam-logam tertentu yang bisa membawa arus listrik tanpa kehilangan daya bila berada dalam kondisi sangat dingin. Sebuah percobaan untuk mengetahui sifat superkonduktivitas itu dilakukan secara sederhana. Dalam tabung gelas yang didinginkan dengan helium cair (suhu 4 K, atau -269 °C), dimasukkan kawat terbuat dari bahan niobium yang berupa cincin. Kawat ini dihubungkan dengan sumber listrik dari baterai yang berada di luar tabung gelas. Di atas kawat niobium dalam tabung gelas itu, diletakkan bola kecil yang dilapisi timah.

Kemudian arus listrik dari baterai dialirkan ke kawat niobium. Seketika, bola itu melompat dan mengambang di atas kawat cincin niobium. Ketika baterai itu dilepas (tidak ada arus listrik yang dialirkan lagi), ternyata bola itu tetap mengambang.

Bola yang bisa mengambang itu merupakan fenomena yang disebut superkonduktivitas. Sekali arus listrik terdapat dalam kawat niobium, arus itu tetap di sana. Hal ini disebabkan niobium dan bola timah itu berperan sebagai superkonduktor. Cincin niobium itu menunjukkan sifat magnetik (yang tolak menolak) bila ada arus listrik yang mengalir.

Berbagai magnit besar atau kecil terdapat pada berbagai peralatan rumah tangga, mobil, radio, TV dan sebagainya. Ada magnit yang memang berupa magnit biasa, yang bisa untuk menempelkan paku dan sebagainya (disebut magnit permanen). Tetapi ada juga magnit yang sifatnya itu timbul bila diberi arus listrik. Magnit yang demikian disebut elektromagnit, seperti yang ada pada berbagai peralatan rumah tangga dan elektronik lainnya.

Kenyataan inilah kunci penggunaan superkonduktivitas dalam elektromagnit. Sekali arus listrik men-galir dalam suatu bahan, ia akan tetap mengalir tanpa perlu sumber listrik lagi untuk mempertahankan gerak elektronnnya. Dengan fenomena seperti itu, tentu akan menghemat biaya listrik. Hanya saja, sifat seperti ini hanya terjadi pada suhu yang amat dingin. Seandainya bisa pada suhu ruang.

Aplikasi magnit superkonduktif ini bisa dirancang untuk membuat kereta melaju sangat cepat, misalnya 450 km/jam. Supaya kereta bisa melaju cepat maka perlu meniadakan peranan roda yang menggesek rel. Kalau begitu, kereta super cepat itu harus tanpa roda dan larinya mengambang di atas rel. Bagaimana bisa?

Apabila terdapat magnit yang cukup kuat dalam kereta dan rel, maka kereta itu akan mengambang. Pulsa magnit yang timbul secara teratur, dapat menyebabkan kereta itu bergerak ke depan. Kereta magnit yang mengambang semacam ini disebut maglev (magnetic levitation), lihat artikel berjudul…..

Sifat elektromagnit itu masih digerakkan oleh bantuan listrik yang terus menerus. Masalahnya belum ditemukan bahan yang mampu bersifat sebagai superkonduktor pada suhu ruang.

Makin panas, tapi tetap masih dingin. Oleh karena itu, tantangan untuk menemukan bahan yang bersifat superkonduktif, masih terus dilakukan. Berbagai paduan logam, logam keramik terus diteliti. Kalau pada awalnya sifat superkonduktivitas itu hanya terjadi pada suhu yang amat dingin, pada -269 °C, maka kini sudah ditemukan suatu bahan yang sifat superkonduktivitasnya bisa terjadi bila suhunya ‘hanya’ – 32,5 °C. Walaupun sudah ‘makin panas’, tapi tentu saja suhu itu ya masih tetap dingin.

SEJARAH PENEMUAN
Adanya sifat superkonduktivitas ini pada mulanya ditemukan oleh ahli fisika dari Belanda, Heike Kamerlingh Onnes, pada tahun 1911.

Saat itu hanya ada satu cara untuk menghasilkan fenomena superkonduk-tivitas ini, yaitu dengan merendam logam-logam tertentu dalam helium cair yang suhunya mencapai -269 °C (4,2 K).

Tentu saja penemuan itu kurang berkembang, mengingat helium sendiri harganya mahal, juga tentu saja tidak mungkin menghasilkan penerapan praktis pada suhu sedingin itti.

Pada waktu itu, Kamerlingh Onnes sudah meramalkan bahwa adanya bahan yang bersifat superkonduktor, akan menyumbangkan kegunaan yang sangat besar.

Pada mulanya penelitian mengenai bahan superkonduktor hanya ditujukan pada paduan logam, seperti niobium-timah, niobium-titanium dan sebagainya. Tetapi suhu yang menyebabkan sifat superkonduktivitas itu masih belum beranjak naik. Sejak tahun 1911 sampai 1973, kenaikan suhu yang menimbulkan sifat superkonduktivitas hanya naik dari 4,2 K menjadi 23 K.

Penemuan bahan superkonduktor yang spektakuler kemudian muncul pada tahun 1985. Suhu yang dapat menimbulkan sifat superkonduktivitas itu muncul pada 35 K. Bahan itu tersusun dari komposisi barium, lantanium, tembaga dan oksigen Penemunya, ahli-ahli dari laboratorium IBM di Zurich, antara lain Karl Alex Muller.

Hasil ini menggugah peneliti yang ada di Universitas Houston, yaitu Paul C.W. Chu. Ia mencoba mengganti barium dengan strontium yang secara kimiawi sama, tetapi memiliki struktur atom yang lebih kecil. Setelah diuji coba, bahan ini memiliki sifat super-konduktivitas pada suhu 54 K.

Kemudian Chu dan rekan sekerjanya mengganti barium itu dengan logam yttrium. Ternyata sifat superkonduktivitas itu bisa muncul pada suhu 93 K. Bukan main. Peneliti-peneliti lain kemudian berlomba-lom-ba mencari bahan yang mampu menimbulkan sifat superkonduktivitas ini pada suhu yang lebih ‘hangat’ lagi. Dan pada tahun 1987 sudah diperoleh suatu bahan yang sifat superkonduktivitasnya tercapai pada suhu 240 K atau -32,5 °C.

mgs

Sumber: Majalah AKU TAHU/ MEI 1992
———————————————————–

Kapal Dengan Teknologi Superkonduktor

Dunia saat ini dikejutkan dengan munculnya teknologi terapan dari superkonduktor. Satu di antaranya yaitu kapal yang tenaga geraknya memakai teknologi superkonduktor. Kapal ini diluncurkan oleh perusahaan Mitsubishi Heary Industry, Kobe, Jepang.

Kapal dengan bobot 185 ton, disebut Yamato I, panjangnya 30 meter dan lear 10 meter itu dapat memuat 10 penumpang. Kapal ini diciptakan berkat kerjasama lembaga pengemban-gan kapal Jepang, pihak universitas, industri dan pemerintah.

Kapal tersebut menggunakan pendorong dengan teknologi superkonduktor, di samping propeler konvensional. Dua silinder pendorong yang dilengkapi dengan koil magnetik dan elektroda ditempatkan di bawah kapal. Air dipompa ke dalam silinder dan didorong ke luar untuk menggerakkan kapal. Daya dorong ini terjadi karena medan elektromagnetik bekerja secara langsung pada molekul-molekul air.

Koil superkonduktor itu terbuat dari campuran mobium-tetanium yang direndam dalam helium cair pada suhu -269°C dalam bagian tertentu di dalam silinder.

Saat ini kapal tersebut baru melaju pada kecepatan 8 knots. Walaupun demikian, kapal seperti ini memiliki potensi yang manrik di masa depan.

mgs

Sumber: Majalah AKUT AHU/ MEI 1992
————————————–

Kapal Jet

Dengan mengganti baling-baling kapal dengan magit superkonduktor, suatu hari kapal jet dapat mengarungi lautan dengan kecepatan 100 knot atau 100 mil/jam.

SUATU benda meluncur di bawah lapisan es kutub dengan cepat, kemudian lenyap dan tanpa menimbulkan bunyi. Berlapiskan baja, benda itu melaju dengan kecepatan febih dari 100 mil/jam, meninggalkan bekas semacam kabut air di belakangnya. Tidak terlihat turbin yang mengocok air atau sistem baling-baling yang menggerakkan benda tersebut. Kapal yang besar tersebut meluncur di bawah air dengan tenaga yang tidak terlihat yang dihasilkan oleh dorongan air , melalui tabung yang terletak pada sisi-sisi kapal selam.

Sesuatu yang kedengarannya seper-ti angan-angan. Tenaga penggerak dari kapal ini sebenamya dibuat ber-dasarkan ilmu fisika yang diajarkan di sekolah yang disebut Hukum Tangan Kiri Fleming, suatu dasar ilmu elektromagnetik yang menyatakan bahwa pertemuan antara medan magnit dan aliran listrik yang melalui air akan menyebabkan cairan terputar ke satu arah. Namun baru saat ini fenomena hukum tersebut dilirik oleh kalangan ilmuwan, antara lain untuk mewujudkan kapal selam itu. Di laboratoriurn Jepang dan Amerika Serikat, sudah dikembangkan sebuah kapal kecil eksperimental yang menggunakan sistem Magnetohydrodynamic MHD. Suatu sistem yang berdasarkan Hukum Tangan Kiri Fleming. Pihak militer Amerika Serikat telah bertahun-tahun melakukan peneiitian mengenai MHD ini dan model kapal yang dihasilkannya dijadikan figuran dalam pem-buatan film “The Hunt for Red October” yang dibuat berdasar novel Tom Clancy.

KAPAL SUPER BUATAN JEPANG
Walaupun konsep itu pertama kali dikemukakan pada tahun 1961 oleh muwan Amerika bernama W.A. Rice, namun peneliti di jepang yang berupaya untuk menerapkan sistem MHD ini secara komersial. Proyek bernilai 40 juta-dollar AS yang dibiayai oleh Japanese Foundation for Ship-building Advancement (JAFSA), digunakan untuk membuat model kapal yang panjangnya dua meter. Setelah itu, mereka menciptakan kapal bernama Yamato-I, berbobot 150 ton, panjang 90 kaki, yang diluncurkan awal tahun 1992.

Walaupun disain itu hanya dapat melaju 8 knot dan relatif tidak efisien, MHD mempunyai potensi untuk dikembangkan lebih lanjut. Kita tidak perlu mengkuatirkan adanya masalah korosi dari baling- baling dengan sistem MHD ini. “Karenya tidak ada batas kecepatan”, kata Dr. Michael Petrick, yang banyak melakukan penelitian tentang MHD di laboratorium Argonne National di linois. Orang Jepang meramalkan bahwa suatu hari kapal MHD dapat berlayar dari Yokohama ke San Francisco dalam 3 hari saja. Efisiensinya amat tinggi, meningkatnya sebanding dengan kuadrat dari kekuatan medan magnet. Keberhasilan sistem MHD ini bergantung pada pengembangan dari magnit yang berkekuatan tinggi tetapi bobotnya cukup ringan untuk dimuatkan dalam kapal.

Kemajuan sistem di bidang MHD ini cukup pesat, terutama dengan ditemukannya bahan superkonduktor yang dapat dibentuk menjadi gulungan elektromagnit. Saat ini bahan superkonduktor yang paling mutakhir terbuat dari campuran yttrium-barium dan tembaga oksida yang bekerja pada suhu nitrogen cair.

KEMASAN TENAGA
Dengan adanya magnet yang lebih kuat dan efisien, kini timbul tantangan baru untuk memadukan magnet dan superkonduktor itu menjadi suatu alat penggerak yang cukup kuat pada suhu yang rendah. Orang Jepang mencoba dua macam pendekatan. yang paling sederhana adalah memasang magnit superkonduksi kuat yang meengarah ke dasar kapal. Arus elektroda di lam-bung kapal berinteraksi dengan medan magnit pada air di sekitarnya. Walaupun sederahana dan efisien, ran-cangan ini akan menyebabkan gangguan magnetik luar biasa yang mengacau kehidupan laut dan kapal lainnya.

Jadi, JAFSA mengambil pendekatan cara lain. Yamato-I bertenaga duaselongsong jet yang diletakkan di bawah kapal. Setiap selongsong berisi enam magnit dipole superkonduksi yang berbentuk silinder, yang diatur melingkari suatu poros. Air dihisap masuk melalui bagian depan dari selongsong dan diputar melalui saluran yang bermuatan listrik, mengalir melalui pusat setiap magnit, dan selanjutnya air disemburkan keluar. Untuk menggerakkan kapal itu cukup dengan mengatur arus listrik.

MEGA MAGNIT BUATAN AMERIKA
Selama ini ilmuwan Jepang menggunakaq magnit-magnit kecil yang ditumpuk-tumpuk seperti roket jaman dahulu. Sedangkan ilmuwan di laboratorium dipole yang beratnya sekitar 200 ton yang pada mulanya dibangun untuk percobaan pembangkit tenaga listrik. Penelitian dari laboratorium Argonne National ini pada dasarnya adalah mempelajari medan magnet yang super kuat yang memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki performansi magnit pada kondisi air laut tanpa meninggalkan laboratorium.

ERA JET
Jika penelitian ini berhasil, Dr. Petrick melihat berbagai peluang penggunaan sistem MHD di dunia ini. Sebagai contoh digunakan dalam sistem pompa untuk pendingin cairan-logam dalam reaktornuklir. Yang lebih mengagumkan dari sistem MHD ini yaitu pemanfaatannya dalam bidang perkapalan. Keuntungan sistem MHD ini tidak hanya dalam mempercepat laju kapal serta efisiensinya yang besar, tetapi juga dalam mengurangi biaya perawatan karena tidak diperlukannya baling-baling. JAFSA telah menghasilkan konsep yang luar biasa seperti kapal selam pengangkut barang dan manusia. Kapal ini lebih mengun-tungkan karena meniadakan gesekan air yang terjadi bila kapal tersebut berada di permukaan air, dan juga dapat menyelam untuk menghindari badai di lautan. Kapal ini juga dapat dimanfaatkan untuk penelitian di dasar laut karena menimbulkan gangguan yang lcbih kecil untuk ekosistem laut.

Dengan adanya penemuan di atas, kelak pemanfaatan baling-baling dan layar akan semakin sedikit.

Agnes A/Sumber dari Pupuler Mechanics/August 1990

Sumber: Majalah AKU TAHU/MEI 1992
———————————————————————————-

Melaju di Atas Udara

Mary E. Hurley walikota Springfield Massachuset berniat untuk membuat kotanya menjadi tempat istirahat bagi pekerja Boston. Apabila mereka melakukan perjalanan dari Boston ke kotanya maka jarak 80 mil akan ditempuh dalam waktu 25 menit menggunakan kereta stream line yang halus dengan kecepatan 180 mil per jam. “Ini merupakan alat transportasi ekonomis yang belum pernah kita lihat kesamaannya sejak ditemukannya mesin uap” komentar Hurley pada konferensi kereta berkecepatan tinggi musim gugur lalu di Albany, New York.

Apakah dengan melayang dan didorong di atas sebuah jalan menggunakan magnit yang berkekuatan tinggi, seperti pada Maglev Jerman dan Jepang atau dengan roda besi konvensional seperti kereta A Grande Vitesse (TGV) di Perancis. kereta berkecepatan tinggi saat ini banyak menarik perhatian karena tidak menyebabkan polusi, efisien, dan merupakan alternatif untuk menghilangkan antrian di jalan raya atau sekeliling lapangan terbang.

Developer swasta dan pemerintah negara bagian saat ini telah memiliki lebih dari selusin proyek tersebut. Di antaranya sebuah askan digunakan maglev Jerman untuk menghubungkan antara bandara -Orlando di Florida dan Dunia Fantasi Walt Disney serta daerah wisata lainnya. Sementara developer yang lain di Texas sedang membuat proporsal untuk menghubungkan kota-kota utama menggunakan teknologi TGV Perancis.

Maglev penghantar-super pertama kali diusulkan oleh ilmuwan AS kurang lebih 25 tahun yang lalu, namun perkembangannya mengalami kemandekan sejak pertengahan tahun 70-an. Jepang dan Jerman sekarang tak dapat disangsikan lagi merupakan pemimpin dalam teknologi maglev. Ke dua negara tersebut telah melakukan pengujian model sesudah menanamkan modal lebih dari 1 milyar dollar AS dengan menggunakan dana dari masyarakat. Sekalipun demikian, beberapa ahli berpendapat bahwa teknologi yang digunakan kedua negara tersebut masih dapat dikejar oleh AS.

Sebelum semua hal tersebut dilakukan masih diperlukan beberapa studi kelayakan untuk mengetahui mengenai keselamtan penumpang, ekonomi dan pengaruhnya terhadap lingkungan. Rancangan pengaturan kereta ini yang melaju di atas rel pada kecepatan sampai 300 mil perjam. Dampak medan elektromagnetik pada penumpang dan sistem elektronik sensitif pada kendaraan yang berjalan pada jalan raya yang berdekatan juga harus dipikirkan. Perhatikan terhadap keselamatan penumpang dilakukan cukup serius setelah kejadian bulan Oktober 1991 ketika pada suatu pengujian di Jepang, sebuah maglev terbakar dan hancur pada rel pengujian sepanjang 4 mil.

Ilmuwan Amerika dari berbagai perusahaan saat ini banyak yang beker-ja pada proyek pembuatan maglev. Diharapkan desain baru yang dihasilkannya dapat bersaing dengan maglev Jerman atau Jepang. Sekalipun demikian maglev berkeceptan tinggi yang pertama diharapkan akan beroperasi di Florida pada tahun 1995, dengan menggunakan teknologi penghantar super Jerman. Proyek ini diorganisasikan oleh investor Jerman, Jepang dan AS. Dana yang digunakan mencapai 500 juta dollar AS untuk membeli teknologi maglev transrapid Jerman. kendaraan tersebut akan melaju kurang lebih 14 mil dari bandara Orlando ke daerah-daerah wisata di sekelilingnya hanya dalam waktu 6 menit.

Perusahaan-perusahaan Perancis, Jerman, dan Swedia secara aktif menjajakan perangkat kerasnya kepada developer proyek rel kereta maglev.

Rencana yang paling aktif dilakukan oleh konsorsium pimpinan morrison Knudsen di Idaho Construstion and Engineering yang berencana untuk menghubungkan lima kota Texas dengan teknologi TGV, konsorsium tersebut masih harus menaikkan dana 7 milyar dollar dari sumber privat sebelum menyelesaikan pekerjaannya.

Yusak Yahya / Scientific American/Februari 1992
———————————————

Rancangan Kereta Maglev di AS

PEMERINTAH Amerika Serikat menginvestasikan 12 juta dollar AS untuk membiayai riset program pengembangan kereta api yang dapat mengambang atau disebut dengan kereta maglev. Adanya rencana ini jelas akan berkompetisi dengan produk sejenis yang sedang dikembangkan di Jennan dan Jepang.

Untuk mengembangkan program ini, sudah ditcrima sebanyak 250 proposal riset. Ada beberapa kemungkinan untuk mengembangkan maglev di AS ini. Pertama membeli teknologi dari Jerman atau Jepang. Kemungkinan kedua, mengembangkan maglev bekerjasama dengan Jerman ata Jepang. Kemungkinan ketiga, mendisain sendiri teknologinya hasil kerja peneliti-peneliti di AS. Menurut Rote, ahli fisika dari laboratorium Nasional Argonne, dibutuhkan dana berkisar 500 juta sampai 1 milyar dollar AS untuk menghasilkan satu prototipe.

Program riset itu dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama mengembangkan sistem untuk pengembangan, dan pengontrolan kereta api. Tahap kedua mengevaluasi sistem, termasuk dampaknya terhadap lingkungan dan dampak fisiologis medan magnit terhadap masyarakat pengguna maupun sekitarnya.

Kereta maglev yang dirancang bisa melaju dengan kecepatan 480 km perjam, dapat nantinya mengganti sistem penerbangan pesawat antar kota yang berjarak sekitar 960 km. —mgs/NS

Sumber: Majalah AKU TAHU/ MEI 1992

Share
%d blogger menyukai ini: