30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 30: Mari Tingkatkan Literasi Nuklir!

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng. 

Marie Sklodowska-Curie, saintis penemu radioaktivitas, pernah berkata, “Tidak ada dalam hidup ini yang perlu ditakuti, hanya perlu dipahami. Sekarang waktunya untuk memahami lebih, sehingga kita lebih sedikit takut.”

Pernyataan ini, ketika diejawantahkan ke dunia sains dan teknologi, memiliki relevansi sangat tinggi. Mengingat, ketakutan dan penolakan terhadap produk sains dan teknologi sangat sering terjadi, kalau bukan seluruhnya, adalah karena ketidakpahaman terhadap produk saintek tersebut.

Misalnya genetically-modified organism (GMO) dan vaksin. Penolakan sebagian kalangan terhadap kedua produk tersebut lebih sering karena ketidakpahaman mereka, produk seperti apa ini? Untuk apa digunakan? Persepsi risiko manusia cenderung lebih tinggi pada sesuatu yang mereka tidak ketahui, fear of the unknown. Sama seperti kenapa orang sering takut lewat gang gelap pada malam hari, mereka takut pada sesuatu yang tidak mereka ketahui—atau mereka ketahui, tapi tidak tahu apakah di sana ada sesuatu itu atau tidak.

Ketika ketidakpahaman ini berlarut-larut tanpa tindaklanjut tepat, hasilnya adalah desas-desus yang merebak dan mudah dipelintir. Seperti isu vaksin menyebabkan autisme dan GMO membahayakan kesehatan. Walau realitanya, tidak ada bukti ilmiah yang mendukung kedua isu tersebut. Sekalinya ada “bukti” dalam bentuk artikel ilmiah, ternyata artikelnya cacad dan akhirnya ditarik dari peredaran.

Ketidakpahaman hanya bisa diobati dengan cara meningkatkan literasi. Maksud literasi di sini bukan sekadar kemampuan membaca dan menulis, tetapi juga memahami apa yang dimaksud dalam sebuah tulisan. Sehingga, penilaian terhadap sebuah produk saintek tidak lagi berlandaskan sentimen emosional, melainkan karena pemahaman yang cukup memadai terhadap produk saintek tersebut.

Dari 29 seri sebelumnya, kita sudah membahas cukup banyak (walau tidak mencakup keseluruhan) aspek terkait nuklir. Mungkin ada yang baru tahu, ada yang mendapat hal baru, ada yang merasa “oh, ternyata yang saya pahami selama ini salah!” Hal yang bisa dimaklumi, karena literasi nuklir di negeri ini masih relatif… bukan, sangat rendah.

Patut diakui bahwa informasi lurus mengenai seluk beluk teknologi nuklir masih belum cukup tersampaikan pada publik, khususnya baik terkait energi maupun radiasi nuklir. Umumnya, seperti sudah disinggung di awal-awal sekali, asosiasi pertama publik ketika mendengar nuklir adalah senjata pemusnah massal. Memori pembumihangusan kota Hiroshima dan Nagasaki dengan senjata nuklir seolah menjadi image utama teknologi nuklir. Seolah-olah nuklir itu ya bom penghancur kota.

Radiasi nuklir pun menjadi momok. Fear of the unknown memegang peran besar dalam ketakutan ini, mengingat radiasi nuklir tidak bisa dirasakan oleh panca indera. Kita tidak bisa menyentuh, melihat, membaui, mengecap, apalagi mendengar radiasi nuklir. Kita cuma bisa tahu ada radiasi nuklir atau tidak dari jejak yang ditinggalkannya, dan itu butuh detektor yang tidak semua orang punya.

Ketakutan akan silent killer, sesuatu yang tidak terlihat tetapi bisa membunuh manusia, akhirnya membuat orang takut pada radiasi nuklir. Apapun yang terkait radiasi otomatis dianggap sebagai sesuatu yang berbahaya, tanpa dipikir lebih jauh.

Asosiasi ini berlanjut pada PLTN. Masih banyak yang menganggap PLTN dapat meledak, merujuk pada kecelakaan PLTN Chernobyl. Padahal, PLTN tidak bisa meledak seperti senjata nuklir, dan tingkat keselamatan PLTN sangat bergantung pada desain teknologi yang digunakan. Sementara, desain RBMK di Chernobyl tidak mungkin diizinkan untuk digunakan di negara-negara yang lebih waras daripada Soviet.

Isu miring dan hoax tentang radiasi dan PLTN pun merebak kemana-mana, semerbak bau mulut orang yang baru makan nasi goreng pete dobel. Dikiranya ketika PLTN mengalami kecelakaan, PLTN dapat “menyebarkan radiasi” kemana-mana dan membuat sebuah wilayah tidak bisa dihuni selama puluhan ribu tahun (omong kosong, tentu saja). Limbah nuklir pun ditunjuk sebagai “beban antar generasi” bahkan “masalah tanpa solusi,” hanya karena limbah tersebut memancarkan radiasi. Padahal, reaktor nuklir alam di Oklo telah menunjukkan dengan baik bagaimana mengelola limbah nuklir dengan baik dan benar.

Ketakutan akibat literasi minim akan seluk beluk nuklir mengakibatkan persepsi risiko masyarakat bergeser ke level ekstrem: PLTN dianggap entitas berbahaya. Pembicaraan tentang nuklir dianggap tabu. Diskusi-diskusi ilmiah tentang energi seakan-akan menganggap nuklir tidak pernah ada. Nuklir ditolak tanpa diberi kesempatan bersuara.

Celakanya, isu-isu miring ini dimanfaatkan oleh sebagian LSM untuk menggalang massa demi menolak PLTN. Menggunakan sentimen emosional dan propaganda sesat, beberapa LSM membentuk opini keliru di tengah masyarakat untuk menolak PLTN. Kalangan agamawan tidak ketinggalan terpengaruh, sampai muncul fatwa sesat tentang keharaman PLTN Muria.

Lebih ironis bahwa LSM-LSM anti-nuklir sendiri tidak kalah jelek literasinya tentang energi nuklir. Mereka, dengan sok iyey, menggunakan buzzword Chernobyl dan radiasi berulang kali, yang justru jadi indikasi kuat bahwa mereka tidak memahami sama sekali detail teknis PLTN. Apalagi karakteristik fisika reaktor dan sistem keselamatannya, mungkin ditanya bagaimana menghitung periode reaktor dengan bahan bakar uranium-235 ketika diberi sisipan reaktivitas $0,5 akan pusing ribuan keliling. Mereka hanya mampu melontarkan propaganda, tapi bungkam ketika ditagih naskah akademis.

PLTN merupakan kebutuhan urgen untuk menjamin keamanan energi nasional dan menurunkan emisi CO₂. Namun, sulit untuk mewujudkan PLTN dalam kondisi masyarakat yang masih illiterate tentang nuklir. Meningkatkan literasi nuklir adalah harga mati agar masyarakat tidak mudah diprovokasi propaganda sesat anti-nuklir sehingga menggagalkan penerapan energi nuklir di Indonesia.

Di era keberlimpahan informasi, memang ada kesulitan tersendiri untuk meningkatkan level literasi masyarakat tentang nuklir. Ketika mencari informasi dengan mesin pencari, hasil penelusuran yang muncul lebih banyak yang tidak akurat dan cenderung menyesatkan. Sementara, platform informasi yang memberikan informasi secara lurus relatif sedikit dan cenderung tenggelam.

Hal ini diperparah dengan kualitas literasi Indonesia yang terbilang kurang baik. Dari anking PISA 2023 saja terlihat bahwa siswa Indonesia mengalami penurunan kapasitas dalam semua aspek termasuk membaca. Fenomena ini sepertinya tidak hanya menjalar di siswa sekolah saja, melainkan masyarakat secara umum. Apalagi sejak tiktok semakin populer, jadi pada malas baca karena attention span memendek sangat drastis akibat kebanyakan disuguhi video pendek dengan transisi audiovisual terlalu cepat.

Masyarakat umum tidak terbiasa membaca hal-hal berat. Bahkan sering sekali pranala web disebarkan begitu saja tanpa dibaca dulu isinya, berbekal membaca judul yang seringkali umpan klik (clickbait). Dibaca saja tidak, apalagi ditelaah.

Dalam kondisi seperti ini, salah satu strategi untuk meningkatkan literasi nuklir adalah membuat tulisan ilmiah populer. Tulisan yang dengan pondasi keilmuan kokoh tetapi dalam bahasa yang masih mudah dipahami masyarakat umum. Merakyat, tetapi tetap ilmiah.

Sayangnya, publikasi ilmiah populer pun masih minim. Demikian pula, sedikit sekali buku-buku berkualitas tentang nuklir. Sekalinya ada, tidak terdistribusi dengan baik.

Sementara itu, diseminasi iptek nuklir yang telah dilakukan selama ini lebih banyak menggunakan bahasa defensif-apologetik. Seakan-akan mengakui bahwa propaganda tersebut benar, hanya ditambah “tetapi…” Bahasa seperti ini justru disukai oleh kalangan anti-nuklir dan menjauhkan masyarakat dari literasi nuklir yang sebenarnya.

Perbaikan literasi nuklir idealnya dapat menggeser paradigma masyarakat dari sentiment-based decision menjadi fact-based decision. Literatur nuklir yang merakyat, mudah ditemukan, serta tidak defensif-apologetik menjadi kunci utama keberhasilan literasi nuklir. Dengan masyarakat memahami informasi yang benar, ketakutan mereka diharapkan juga berkurang kalau perlu hilang.

Serial 30 Serba Serbi Nuklir ini diharapkan mampu sedikit berkontribusi dalam meningkatkan literasi nuklir masyarakat. Mencoba mengubah bahasa melangit soal teknologi nuklir (susah juga, beberapa memang cukup sulit dimanusiawikan bahasanya) tanpa bersikap defensif-apologetnik. Mulai dari filosofi nuklir itu sendiri, terkait radiasi nuklir, energi nuklir, hingga limbah radioaktif. Jadi masyarakat bisa pelan-pelan diubah salah pahamnya menjadi lebih paham yang benar seperti apa.

Memang tidak mungkin serial ini mengubah 100% pemahaman masyarakat, tetapi setidaknya ada sedikit harapan bahwa kalangan literat bisa lebih bertambah dari sebelumnya. Sehingga, masyarakat bisa beralih dari pemikiran bahwa “nuklir itu berbahaya” menjadi “nuklir itu banyak manfaatnya.”

Semoga serial ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 29: Keselamatan Reaktor Nuklir, Tumit Achilles Energi Nuklir?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng. 

Dalam mitologi Yunani, Achilles dikenal sebagai pahlawan Perang Troya dan demigod (manusia setengah dewa, bukan lagunya Iwan Fals) Yunani terkuat. Kekuatan utamanya terletak pada kekebalan tubuh, yang didapatkannya ketika Achilles kecil setelah direndam oleh sang ibu, Thetis, di Sungai Styx (satu dari empat sungai di ‘akhirat’ dalam mitologi Yunani). Setelah pengalaman mengerikan direndam di sungai busuk itu, Achilles tidak mempan ditusuk, ditombak, atau serangan fisik apapun. Seluruh tubuhnya benar-benar seperti tembok baja yang jangankan ditembus, tergores saja tidak. Kecuali tumitnya.

Dikisahkan dalam Iliad bahwa Achilles menemui ajal menjelang akhir Perang Troya, ketika Paris menembakkan panah yang menancap di tumitnya. Tumit ini adalah satu-satunya bagian tubuh Achilles yang dulunya tidak terendam air busuk Styx, penambat antara dirinya dengan dunia fana. Satu-satunya titik lemah Achilles akhirnya menjadi titik fatal. Satu saja tusukan panah di tumitnya membawa Achilles pada kematian.

Istilah Tumit Achilles kemudian diadaptasi dari mitologi ini untuk mendeskripsikan kelemahan fatal dari suatu hal. Titik fatal yang dapat membawa sesuatu dalam masalah besar terlepas dari segala kekuatan di bagian lain.

Lantas, apa hubungannya dengan energi nuklir?

Ditengah ancaman perubahan iklim yang makin nyata, ditambah dengan tingkat polusi yang kian membahayakan, seruan untuk beranjak dari energi fosil semakin santer terdengar. Namun, terlepas dari fakta teknis dan historisnya, banyak negara yang enggan untuk beralih ke energi nuklir. Kenapa? Karena energi nuklir dianggap memiliki tumit Achilles: Keselamatan reaktor nuklir.

Sebagaimana kita ketahui, pasca kecelakaan PLTN Chernobyl Unit 4, ekspansi energi nuklir dunia terhambat. Amerika Serikat yang memiliki jumlah PLTN terbanyak di dunia tidak lagi membangun PLTN baru selama 30 tahun, sebelum PLTN Watts Bar 2 disambungkan ke jaringan listrik pada tahun 2016. Italia melakukan referendum untuk berhenti menggunakan energi nuklir dan menyatakan bahwa PLTN ilegal di negara tersebut. Sebelum kecelakaan PLTN Chernobyl, sejumlah 409 PLTN telah dibangun dan beroperasi. Namun, pasca kecelakaan, hanya 194 PLTN yang tersambung ke jaringan listrik selama tiga dekade yang sama.

Kondisi tidak lebih baik ketika PLTN Fukushima Daiichi mengalami kecelakaan pada tahun 2011, tidak lama setelah Jepang dihantam oleh gempa dan tsunami Tohoku. Progres pembangunan PLTN di seluruh dunia distop sementara selagi dilakukan evaluasi besar-besaran terhadap sistem keselamatannya. Jerman, yang sudah dilanda wabah gerakan anti-nuklir kronis, terpaksa menyerah pada tekanan Partai Hijau dan mendeklarasikan bahwa mereka akan phase-out energi nuklir paling lambat pada tahun 2022, walau pada akhirnya baru pada akhir 2023 PLTN terakhir di Jerman ditutup. Swiss awalnya agak tertekan dengan pengaruh Jerman, sebelum referendum kemudian memutuskan untuk tetap menggunakan energi nuklir. Belgia pun ditekan Jerman dan ‘terpaksa’ menutup PLTN pada tahun 2025, kalau tidak ada perubahan rencana. Demikian pula Spanyol, walau terdapat penentangan dari public.

Jika kedua kecelakaan tersebut dipelajari, maka sebenarnya efek ketakutan pasca kecelakaan PLTN ini bisa dikatakan mengherankan. Seolah-olah semua rekam jejak keselamatan PLTN yang luar biasa menjadi tidak ada artinya. Keselamatan reaktor nuklir seakan menjadi tumit Achilles bagi energi nuklir; terjadi kecelakaan sekali, dan akibatnya fatal untuk seluruh industri nuklir.

Bagaimana mungkin, kecelakaan PLTN Chernobyl yang hanya mungkin terjadi dalam kondisi ekstrem, jauh diluar kondisi operasional normal, dijadikan benchmark dari level keselamatan reaktor nuklir? Bagaimana mungkin, kecelakaan yang hanya mungkin menimpa reaktor tipe RBMK, yang tidak pernah ada diluar bekas negara Uni Soviet, dianggap dapat terjadi di reaktor tipe lain? Bahkan seandainya supervisor dan operator Chernobyl Unit 4 mengindahkan peringatan yang dikeluarkan oleh sistem reaktor, dengan sistem keselamatan sedemikian buruknya, kecelakaan itu tidak akan pernah terjadi.

Kecelakaan PLTN Chernobyl pun “hanya” menyebabkan kematian sekitar 30 orang. Ada beragam estimasi tentang “kematian tertunda” akibat efek stokastik radiasi nuklir, entah itu 4.000 orang atau 16.000 orang, tapi tidak pernah tampak buktinya hingga sekarang dan oleh UNSCEAR dianggap angin lalu. Tapi katakanlah memang ada 16.000 kematian tambahan, itu masih jauh lebih rendah daripada 8,7 juga kematian prematur tiap tahun akibat pembakaran energi fosil di seluruh dunia.

Angka 16.000 itu sangat disputable dan dibagi 30 tahun lebih. Sementara 8,7 juta kematian prematur itu tiap tahun. Coba renungkan.

Tidak seperti PLTN Chernobyl, kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi sama sekali tidak menyebabkan korban jiwa. Walau sama-sama merupakan kecelakaan dengan INES Level 7, kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi “hanya” melepaskan material radioaktif volatil ke lingkungan, itupun dalam level yang tidak cukup tinggi untuk membahayakan penduduk setempat. Ironisnya, kecelakaan yang tidak merenggut satupun nyawa manusia ini jauh lebih dibombastisasi daripada tsunami Tohoku yang menyebabkan korban jiwa hingga 19.000 orang.

Bayangkan memfokuskan pemberitaan pada ‘kebocoran radioaktif’ yang tidak membunuh siapapun dan hampir melupakan 19.000 jiwa yang terenggut akibat tsunami dan gempa. Ini bermoral, kah?

Memang terjadi kontaminasi radioaktif di sekitar Prefektur Fukushima, tetapi tidak dalam level membahayakan manusia. Material radioaktif yang terlepas ke lautan Pasifik pun tidak lebih banyak daripada material lepasan uji ledak senjata nuklir di era Perang DIngin. Ikan dan biota laut lainnya di laut sekitar Fukushima tetap hidup dalam damai, dan tetap aman dimakan. Bahkan sekalipun seluruh air tritium di penampungan limbah cair Fukushima Daiichi dibuang sekaligus ke laut dalam satu tahun, biota laut tetap tidak akan terkontaminasi material radioaktif apapun.

Ditengah akses informasi yang jauh lebih luas dibandingkan 25 tahun sebelumnya, kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi memicu gelombang ketakutan yang tidak kalah besar dibandingkan kecelakaan PLTN Chernobyl. Tiap diskusi dan pembicaraan mengenai nuklir, sedikit-sedikit dilontarkan kata “Fukushima!” Bahkan pembicaraan tentang energi nuklir seolah menjadi tabu di berbagai forum ilmiah. Sedikit sekali pertemuan ilmiah tentang energi yang membahas nuklir.

Kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi terjadi karena kelalaian TEPCO selaku operator dalam mendesain tata letak PLTN. Dinding laut yang seharusnya setinggi 10 meter, dipangkas menjadi 5 meter. Mesin Diesel untuk pendinginan pasca-padam ditaruh di basement yang mudah terendam air. Kelalaian ini terbukti fatal, karena ketika tsunami Tohoku sukses melewati dinding laut, mesin Diesel pun terendam, dan sisanya sudah tahu sendiri.

Menilik dua faktor utama ini, sebenarnya layakkah negara-negara yang tidak memiliki risiko tsunami sebesar Jepang untuk mati-matian memperbaiki sistem keselamatan untuk mencegah skenario yang tidak akan terjadi pada mereka? Logiskah kecelakaan minus korban jiwa dan minim dampak radiasi ini menjadi alasan untuk meninggalkan energi nuklir?

Respon berlebihan industri nuklir dalam menyikapi kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi ini bisa jadi justru merupakan bumerang bagi industri itu sendiri; karena seolah mereka mengonfirmasi bahwa keselamatan reaktor nuklir memang tumit Achilles dari energi nuklir, sehingga wajib dilindungi dengan cara apapun.

Di sinilah kita seringkali bersikap tidak adil. Kecelakaan pembangkit yang level terparahnya tidak mungkin menyebabkan bencana massal yang membunuh sepertiga Eropa selayaknya Black Death sudah dianggap cukup menjadi legitimasi bahwa energi ini berbahaya, risk-over-benefit. Padahal, kalau mau dikomparasi, energi nuklir tetaplah yang paling selamat dibandingkan moda energi lain.

Dari data kematian akibat sumber energi, dan didapatkan bahwa nuklir hanya menyebabkan 0,04 kematian per TWh energi dibangkitkan. Itu angkanya juga masih pakai data WHO yang ditambah 4.000 kematian tambahan (sangat dipertanyakan). Bandingkan dengan batubara yang menyebabkan 244 kematian per TWh. Bahkan energi bayu dan surya masing-masing menyebabkan 0,15 dan 0,1 kematian per TWh, masih lebih tinggi dari nuklir! Sementara, Kharecha dan Hansen (2013), mengkalkulasi bahwa secara historis, energi nuklir sukses mencegah 1,84 juta kematian akibat polusi energi fosil selama 50 tahunan sejarah operasionalnya.

Jika dampak radiasi yang ditakutkan publik, maka faktanya hingga saat ini dampak radiasi dari kecelakaan PLTN Chernobyl tidak tampak, dan tingkat ketidakpastian statistiknya terlalu tinggi. Yang ada, hewan dan tumbuhan liar berproliferasi dengan damai di zona eksklusi Chernobyl, tanpa gangguan genetik dan bahkan serigala di sana jadi lebih resisten kanker. Sementara, para pakar radiasi dan kesehatan dunia yang kredibel tidak ada perbedaan pendapat bahwa kecelakaan PLTN Fukushima Daiichi tidak akan menyebabkan dampak kesehatan pada masyarakat sekitar, apalagi dunia.

Energi nuklir menyelamatkan lebih banyak jiwa daripada merenggutnya.

Mengerikan sekali jika sebuah kecelakaan dengan dampak riil tidak begitu besar menghilangkan kepercayaan pada seluruh industri. Jika orang-orang tetap mau naik pesawat walau sudah berulang kali terjadi kecelakaan fatal dengan ratusan korban jiwa, kenapa orang tidak mau menggunakan PLTN hanya karena pernah terjadi kecelakaan yang menyebabkan korban jiwa jauh lebih sedikit?

Sesungguhnya keselamatan reaktor nuklir bukanlah tumit Achilles bagi energi nuklir. Jikalau ada, tumit Achilles itu adalah misinformasi terhadap keselamatan reaktor nuklir itu sendiri.

 

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 25: Apa Indonesia Punya PLTN?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng. 

Energi nuklir sudah terbukti memiliki banyak kegunaan. Potensi energinya yang mahadahsyat bisa digunakan untuk membangkitkan energi secara efisien, murah, selamat, andal, dan berkelanjutan. Selain listrik, bisa juga digunakan untuk keperluan proses termal baik temperatur tinggi maupun rendah, walau untuk temperatur tinggi harus menunggu Reaktor Generasi IV dulu. Selain energi, radiasi nuklir juga bermanfaat untuk berbagai macam keperluan di bidang medis, industri, pertanian, dan lainnya.

Dengan segala kemanfaatannya ini, apakah Indonesia memiliki program nuklir? Baik di sektor energi maupun non-energi?

Untuk sektor energi, sayang sekali, Indonesia belum memanfaatkannya. Mayoritas pembangkitan energi di Indonesia masih menggunakan energi fosil, khususnya batubara dan gas alam. Pemilihan batubara agak bisa dipahami karena cadangan batubara Indonesia cukup besar. Sayangnya, batubara melepaskan emisi CO₂ dan polutan lain dalam jumlah besar ke udara, yang mana CO₂ adalah penyebab pemanasan global dan perubahan iklim, sementara polutan lain menghasilkan polusi udara ambien yang menyebabkan berbagai penyakit kardiovaskuler.

Ide untuk menggunakan PLTN di Indonesia sebenarnya sudah sejak lama, setidaknya tahun 1970-an. Namun, program itu tidak pernah terealisasi hingga akhir masa Orde Baru. Pada tahun 1990-an, wacana pembangunan PLTN diajukan di Semenanjung Muria, yang mana lokasi tapaknya sudah dipelajari dan dinyatakan layak. Indonesia kemudian dihantam krisis moneter 1998, mengacaukan semua rencana. Sekitar tahun 2007-an, rencana pembangunan PLTN Muria dimunculkan lagi, sebelum kemudian penentangan warga sekitar yang dikompori oleh LSM anti-nuklir dan dibekingi fatwa sesat “PLTN Muria Haram” kembali membatalkan rencana ini untuk kesekian kalinya.

Apakah mayoritas orang Indonesia anti-PLTN? Tidak juga. Survei yang dilakukan oleh BATAN pada tahun 2016 menunjukkan bahwa 77,53% masyarakat mendukung PLTN. Bahkan di Kalimantan Barat, penerimaan pemangku kepentingan (stakeholder) terhadap PLTN mencapai 93,67%. Jadi, sebenarnya hanya sedikit masyarakat yang tidak mau ada PLTN. Hanya saja, untuk alasan tertentu, pemerintah tidak pernah kelihatan serius mendukung program PLTN.

Bukan berarti pengembangan konsep PLTN tidak pernah ada di Indonesia. BATAN pernah mengembangkan desain konsep Reaktor Berpendingin Gas tipe VHTR, dengan daya 200 MWt dan temperatur luaran 950 °C. Pada tahun 2014-2019, BATAN mengembangkan program Reaktor Daya Eksperimental (RDE), yang juga berbasis Reaktor Berpendingin Gas, HTGR, dengan daya 10 MWt dan temperatur luaran 700 °C. Reaktor ini tujuannya untuk non-komersial, semata untuk menunjukkan bahwa SDM Indonesia mampu mendesain reaktor daya nuklir sendiri. Memang RDE basisnya diambil dari HTR-10 yang sudah beroperasi di Cina, tetapi ada beberapa modifikasi yang dilakukan untuk optimasi desain.

Program RDE dilanjutkan dalam bentuk Pembangkit Listrik dan Uap untuk Industri (PeLUIt), awalnya dengan daya 150 MWt, lalu untuk purwarupa, dipilih daya kecil 40 MWt. Desain awal yang masih mengadopsi HTR-10 kemudian dikembangkan lagi untuk dioptimalkan desainnya dan ditingkatkan keekonomiannya, dengan mengubah geometri teras reaktor dan menggunakan daur bahan bakar once through then out (OTTO).

Prodi Teknik Nuklir di Universitas Gadjah Mada (UGM) juga terlibat dalam riset teknologi PLTN, meski tidak seintens di BATAN. Desain yang dikembangkan pertama kali adalah MSR, dengan nama Passive Compact Molten Salt Reactor (PCMSR), yang merupakan Reaktor Berpendingin Garam dengan temperatur luaran mencapai 1200 °C pada desain awal, yang kemudian diturunkan menjadi 900 °C pada desain lanjutannya. Selain untuk produksi listrik dan kalor temperatur tinggi, PCMSR juga bisa digunakan untuk produksi radioisotop medis. Selain PCMSR, baru-baru ini dikembangkan juga Gama Microreactor, yang merupakan konsep desain PLTN Mikro dengan daya 13 MWt/5 MWe. Reaktor ini berbasis pada Reaktor Berpendingin Logam, dengan bahan bakar berbentuk serbuk dan sistem transfer panas menggunakan pipa kalor (heat pipe).

Di beberapa universitas lain, riset tentang reaktor daya nuklir juga dilakukan, tetapi tidak secara khusus mengembangkan desain tertentu.

Sejak munculnya isu Net Zero Emission, wacana penggunaan energi nuklir di Indonesia semakin menguat, setelah sebelumnya dipinggirkan seperti remah-remah rengginang di dalam kaleng Khong Guan pada Rencana Umum Energi Nasional (RUEN) 2017. Wacana utama yang berdengung adalah penggunaan SMR untuk daerah-daerah luar Jawa, seperti Kalimantan Barat. Calon tapak PLTN di Pantai Gosong, Bengkayang, Kalimantan Barat, sedang diuji kelayakannya. Perusahaan PLTN SMR dari Amerika Serikat, NuScale, sedang menjajak upaya kerjasama pengkajian kelayakan pembangunan unit VOYAGR desain NuScale di Kalimantan Barat. Desain reaktor NuScale, yang berbasis PWR, sudah terlisensi di US NRC, regulator nuklir Amerika Serikat.

Perusahaan rintisan lain, ThorCon Power, mengajukan sesuatu yang lebih ambisius: membangun industri PLTN di Indonesia, bukan hanya PLTN. Jadi dalam jangka panjang, pembangunan PLTN mayoritas dilakukan di dalam negeri. ThorCon menawarkan TMSR-500, yang berbasis pada teknologi MSR, dengan daya 500 MWe. Tapi karena MSR belum ada yang komersial, mereka mengajukan dulu pembangunan non-fission test bed untuk menguji aspek keselamatan reaktornya tanpa reaksi fisi nuklir, baru berlanjut ke unit purwarupa dan kemudian unit komersial. PLTN TMSR-500 sedianya akan dibangun di atas kapal tongkang, yang secara praktis menjadikannya sebagai PLTN terapung. ThorCon menargetkan tahun 2032 PLTN TMSR-500 mereka sudah bisa beroperasi di Indonesia. Target ini belum tentu mustahil, walau patut diakui sangat ambisius.

Tidak cukup sampai di sana, wacana PLTN Mikro pun mulai menggeliat. Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC), perusahaan rintisan lain, mengajukan kerjasama riset dan potensi penerapan PLTN Mikro di Indonesia, dengan tujuan utama untuk de-Diesel-isasi. Menghapuskan PLTD dari bumi Indonesia dan menggantinya dengan PLTN Mikro. Micro Modular Reactor (MMR) yang ditawarkan USNC menerapkan teknologi HTGR, dengan tipe bahan bakar prismatik dengan daya antara 5-15 MWe, dengan temperatur luaran 630 °C dan mampu beroperasi hingga 20 tahun tanpa mengganti bahan bakar. MMR tidak perlu air untuk pendinginan reaktor, jadi sepertinya ditaruh di tengah hutan pun tidak masalah.

Untuk PLTN besar, malah belum ada tanda-tandanya. Dulu, BATAN sempat ada MoU dengan Korean Hydro and Nuclear Power (KHNP) untuk studi pembangunan dua unit PLTN OPR-1000 di Indonesia, tapi MoU itu tidak berlanjut. Rusia berulang kali menawarkan teknologi VVER mereka ke Indonesia, tetapi respon pemerintah masih sedingin salju di Siberia. Sementara, vendor lain belum ada pendekatan khusus ke sini.

Jadi, Indonesia memang belum menggunakan energi nuklir hingga saat ini. BATAN (sekarang dilebur ke BRIN) dan Teknik Nuklir UGM masih mengembangkan desain PLTN yang sekiranya cocok untuk diaplikasikan di Indonesia. Perjalanan masih panjang, dan butuh dukungan politik dan anggaran yang memadai dari negara agar pengembangan desain ini bisa benar-benar diwujudkan. Karena kalau ditinjau, potensi penerapannya cukup tinggi. Semoga saja dalam waktu dekat ada ketegasan dukungan supaya negeri ini bisa segera menggunakan energi nuklir.

Kalau sektor energi nuklir masih belum diterapkan di Indonesia, lantas bagaimana dengan sektor non-energi?

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 24: Apakah PLTN Bisa Dipasang di Wahana Transportasi?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng. 

Secara praktis, 99% PLTN dibangun di atas tanah. Statik, tidak bergerak. Sama seperti pembangkit termal lainnya. Ada juga yang dipasang di atas kapal, untuk keperluan yang lebih mobile. PLTN terapung akan sangat berguna untuk wilayah-wilayah yang membutuhkan listrik bersih dan andal, tetapi kesulitan untuk mendapatkan lokasi tapak pembangunan PLTN, yang perizinannya saja bisa makan bertahun-tahun dengan kondisi regulasi saat ini.

Mengingat betapa dahsyatnya lepasan energi nuklir, dan betapa sedikitnya bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi begitu besar, mungkin sebagian orang akan berpikir, bagaimana kalau energi nuklir tidak cuma untuk dipakai di PLTN? Apakah bisa dipakai di mobil? Pesawat terbang? Kereta api? Wahana luar angkasa? Roket? Kan, luar biasa, tuh, kalau bisa dipakai untuk berbagai hal?

Ya, kedengarannya menyenangkan sekali. Sayangnya, realita tidak selalu sesuai harapan.

Apakah PLTN bisa dipasang di mobil? Jawaban singkatnya, tidak bisa.

Jawaban agak panjang, sistem PLTN itu pembangkit termal, bukan sejenis internal combustion engine (ICE). Tidak ada bahan bakar yang direaksikan dengan udara untuk kemudian menghasilkan panas dan menggerakkan mesin. Jadi uranium tidak bisa digunakan untuk menggantikan bensin/solar.

Kalau taruh reaktor nuklir kecil di dalam kap mesin bisa, tidak? Jawabannya juga tidak. Sistem reaktor nuklir terlalu rumit untuk ditaruh di kap mesin Avanza, apalagi Sigra. Plus, butuh perisai radiasi cukup tebal dan berat untuk melindungi pengguna dari bombardir radiasi gamma yang bisa membuat sopir dan penumpang bertemu malaikat Izrail sebelum sempat berjalan dari rumah di Cibinong sampai ke Tol Jagorawi. Untuk segala tujuan praktis, perisai radiasi ini (plus sistem reaktornya) akan membuat mobil jadi super berat dan super besar. Dengan ukuran mobil sekarang saja jalanan sudah macet dan bikin orang-orang tua di jalan. Apalagi kalau diperbesar lagi mobilnya.

Plus, reaktor nuklir tidak bisa diurus oleh bengkel pinggir jalan. Kalau misal ada masalah dalam sistem konversi energinya, tidak semua orang boleh diizinkan untuk membongkar kap mesin dan mengecek isinya. Apalagi mamang bengkel yang cuma tahu nuklir itu dari bakso nuklir. Coba bongkar-bongkar seenaknya, tanpa prosedur keselamatan yang baik, itu material radioaktif akan tersebar kemana-mana dan bikin kekacauan nasional.

Menaruh reaktor nuklir di dalam mobil adalah ide buruk dan tidak seharusnya dipertimbangkan sama sekali. Apalagi motor. Don’t even think about it.

Paling memungkinkan adalah mobil (dan tentu saja sepeda motor) tetap menggunakan sistem ICE, tetapi bahan bakarnya diganti jadi bensin/solar sintetis zero emission yang diproduksi menggunakan energi nuklir. Alternatifnya adalah mobil hydrogen fuel cell (HFC) yang mana hidrogennya diproduksi menggunakan reaktor nuklir temperatur tinggi. Bisa juga mobil listrik, yang mana listriknya disuplai dari PLTN.

Kalau tidak bisa di mobil, apakah bisa untuk pesawat terbang? Kan, dimensinya lebih besar?

Tidak semudah itu, Ferguso.

Pesawat terbang memiliki limitasi dari segi beban maksimum yang mampu diangkat agar bisa tinggal landas. Masalahnya, lagi-lagi, adalah dari segi perisai radiasi dan konversi energi. Mesin turbojet langsung membakar avtur untuk menggerakkan mesin. Reaktor nuklir harus mengonversi energi agar panas yang dihasilkan bisa digunakan untuk menggerakkan mesin jet, kemungkinan menggunakan turbin gas. Pesawat badan lebar yang biasa dipakai untuk penerbangan jarak jauh membutuhkan sekitar 130-220 MW energi untuk bisa lepas landas, dibagi menjadi empat reaktor, berarti butuh daya kira-kira 32,5-55 MW per reaktor. Dimensi reaktor, perisai radiasi, dan sistem konversi energi yang dibutuhkan cukup… besar. Ditambah lagi soal dimensi pesawat, aerodinamika, material, kesetimbangan berat, ribet.

Jangan lupa, kalau terjadi kecelakaan pesawat yang membuatnya sampai jatuh dan hancur, dekontaminasi area yang terpapar bahan bakar nuklir akan sangat menyulitkan. Bahkan korban jiwa dari kecelakaanya bisa jadi terlupakan, karena semua orang akan fokus pada kontaminasi radioaktifnya. What a disgrace.

Amerika Serikat pernah membuat program aircraft reactor experiment (ARE), yang sedianya akan digunakan di pesawat supersonik untuk keperluan militer. Sudah pernah diuji dan reaktornya, sih, oke. Meski ada masalah lumayan di aspek korosi. Hanya saja, setelah dipertimbangkan terus, ide ini dihentikan pengembangannya, dan ARE dikembangkan jadi MSR.

Jadi, tidak, sebaiknya pesawat terbang tidak usah pakai reaktor nuklir. Bukan tidak mungkin sama sekali, tapi risikonya lebih tinggi daripada manfaatnya. Kalau mau pakai nuklir, pakai saja avtur sintetis yang diproduksi dari energi nuklir. Lebih masuk akal.

Kereta api? Sama saja. Bukannya tidak pernah ada ide untuk itu, menggerakkan lokomotif menggunakan kereta api sudah pernah diajukan di AS, Soviet, Jerman, dan Inggris sejak 1950-an. Tetapi, masalah perisai radiasi, kekhawatiran akan keselamatan, dan lainnya membuat tidak ada program lokomotif kereta bertenaga nuklir yang terealisasikan. Belum lagi beban ke rel, batas kecepatan, dan sebagainya.

Tapi, dibandingkan ide menaruh reaktor nuklir di mobil dan pesawat terbang, lokomotif bertenaga nuklir masih agak lebih masuk akal. Apakah akan terwujud sebelum dunia ini kiamat? Tidak tahu. Tidak jelas juga apakah ide ini masih akan relevan dalam beberapa puluh tahun ke depan, ketika kereta cepat tenaga listrik dan levitasi magnet sudah lebih efisien dalam memindahkan manusia dari satu stasiun ke stasiun lain.

Untuk wahana luar angkasa, maka sampai saat ini sudah banyak menggunakan energi nuklir, walau dalam bentuk RTG. Jadi ada isotop bernama plutonium-238, karakternya melepaskan panas dari peluruhan alfa. Panas ini dikonversi menggunakan generator termoelektrik menjadi listrik, yang cukup untuk menggerakkan wahana di Mars selama beberapa kilometer tanpa peduli siang atau malam. Bisa juga untuk mendayai probe yang dikirim ke ruang angkasa nun jauh di sana. Foto-foto planet dan objek langit jauh dikirim menggunakan sinyal yang mana listrik untuk menghasilkan sinyalnya bersumber dari RTG bertenaga nuklir.

Cuma, memang tidak banyak keperluan luar angkasa ini.

Kesimpulannya, agak sulit untuk mengharapkan energi nuklir bisa digunakan langsung di wahana lain seperti mobil, sepeda motor, pesawat terbang, dan kereta. Kalau secara tidak langsung, peluangnya sangat besar. Karakteristik unik energi nuklir agak menyulitkan untuk membuatnya bisa dipakai langsung di berbagai wahana transportasi. Setiap moda pembangkitan energi ada plus minusnya, dan minusnya energi nuklir ada di sini.

Setidaknya, kekurangan ini masih bisa dikompensasi dengan satu dan lain jalan, yakni dengan proses termal temperatur tinggi untuk sintetis bahan bakar. Jadi masih bisa berperan walau tidak secara langsung.

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 23: Apa Itu PLTN Terapung?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng.

Sejauh ini, kita memahami PLTN itu dibangun di atas tanah. Lahan sekitar 1 km² dikosongkan, lalu dibangun PLTN di atasnya. Dibuat zonasi untuk mencegah ada ancaman keselamatan maupun keamanan terhadap PLTN. Tidak ada yang boleh masuk ke dalam PLTN kecuali dengan izin. Dengan kata lain, business as usual, tidak ada bedanya dengan instalasi pembangkit listrik lain.

Di sisi lain, beberapa negara seperti Indonesia agak rawan gempa bumi. Meski tidak berarti PLTN tidak bisa dibangun, karena itu adalah masalah struktur bangunan, tetapi kadang isu ini agak menyulitkan untuk mencari lokasi tapak yang pas. Selain itu, kontur negara kepulauan juga kadang agak menyulitkan untuk membangun PLTN di pulau-pulau kecil.

Dalam kondisi seperti ini, apakah PLTN bisa dibangun di atas kapal? Supaya tidak perlu repot-repot membangunnya di atas lahan tanah ketika kondisi tidak memungkinkan?

Menariknya, Reaktor Berpendingin Air tipe PWR itu pada awalnya memang didesain untuk dibangun di atas kapal. Tepatnya untuk propulsi kapal selam. Lalu faktanya, saat ini sudah banyak PLTN yang dipasang di atas berbagai jenis kapal, khususnya kapal selam dan kapal induk.

Militer Amerika Serikat dan Prancis memiliki kapal induk bertenaga nuklir. Kapal induk seperti ini bisa dioperasikan selama 30-an tahun tanpa perlu mengisi ulang bahan bakar dan memiliki jangkauan di laut practically unlimited, terbatas hanya dari cadangan makanan. Demikian pula kapal selam nuklir, yang dimiliki oleh AS, Prancis, Rusia, Cina, hingga India.

Rusia memiliki sederetan kapal pemecah es untuk membuka jalur laut di Samudera Arktik, agar kapal pembawa batubara dan migas bisa lewat jalur utara bumi. Kapal pemecah es ini merupakan kapal bertenaga nuklir yang digunakan untuk keperluan sipil, yang menunjukkan bahwa PLTN bisa dipasang di atas kapal. Instalasi ini kita sebut sebagai PLTN terapung.

Ada beberapa jenis PLTN terapung, tapi di sini kita hanya akan membahas soal offshore nuclear power plant (ONPP). Jadi PLTN ini dipasang komplit semuanya di atas kapal, mulai dari reaktor nuklir hingga sistem konversi energinya. Unit reaktornya bisa 1, 2, 4, terserah desainernya. Listrik yang dibangkitkan dari PLTN ini bisa digunakan untuk menggerakkan kapal dari tempat pembangunan ke tempat tujuan, lalu setelah sampai, diparkir di dermaga (atau beberapa km dari garis pantai, tergantung maunya seperti apa) dan mengalirkan listrik ke jaringan listrik di lokasi tujuan.

Ada beberapa keunggulan dari penggunaan PLTN terapung untuk wilayah kepulauan. Pertama, karena dipasang di atas kapal, maka kendala-kendala tentang pembebasan lahan praktis tidak ada. Cuma butuh sambungan ke jaringan listrik saja. Isu patahan tektonik yang menjadi perhatian dalam pembangunan PLTN pun secara otomatis lenyap. Gempa tidak lagi menjadi persoalan.

Kedua, PLTN terapung bisa menjangkau kawasan-kawasan kepulauan kecil dan wilayah yang sulit dijangkau melalui darat seperti beberapa kawasan di Papua. Karena PLTN terapung sudah dibangun dan terpasang di kapal sejak sebelum pemberangkatan, tidak ada pembangunan yang perlu dilakukan di kepulauan kecil dan wilayah yang sulit terjangkau tersebut selain fasilitas sambungan jaringan listrik. Jauh lebih memudahkan daripada harus membangun pembangkit di lokasi.

Tidak hanya itu, kebutuhan bahan bakar nuklir sedikit dan siklus operasinya panjang, sekitar 24-36 bulan. Jadi, bahan bakar untuk 10-20 tahun operasi dapat dimuat di dalam kapal. Atau, untuk alasan keamanan, baru dikirim ke lokasi menjelang akhir siklus bahan bakarnya. Sehingga, suplai bahan bakar sama sekali bukan masalah bagi PLTN terapung, tidak seperti PLTU atau PLTG.

Ketiga, PLTN terapung umumnya memiliki daya kecil, antara 40-120 MWe. Itu cukup untuk daerah-daerah kepulauan yang notabene kebutuhan listriknya tidak sebanyak di Jawa. Membangun PLTN darat dengan daya lebih dari 250 MWe jelas sebuah pemborosan yang tidak perlu, jadi PLTN terapung memiliki skala rentang daya lebih pas.

Keempat, lebih selamat dari tsunami. Sifat gelombang tsunami adalah baru mulai meninggi ketika mencapai air dangkal, tapi di air yang lebih dalam nyaris tidak terasa. Karena panjang gelombang tsunami di permukaan laut dalam sangat panjang, amplitudonya jadi kecil. Sehingga, PLTN terapung yang doknya berada di permukaan laut dalam tidak akan terpengaruh oleh gelombang tsunami.

Secara teoretis, eksistensi PLTN terapung ada kemungkinan bisa membantu dalam peringatan dini tsunami. Sistem instrumentasi pendeteksi dini tsunami bisa dipasang di PLTN terapung. Karena tidak ada masyarakat yang bisa begitu saja naik ke atas kapal pengangkut PLTN ini, vandalisme dan pencurian terhadap komponen sistem peringatan dini tsunami bisa dikatakan tidak akan terjadi. Tapi ini butuh konfirmasi dari pakar di bidangnya.

Kelima, PLTN terapung bisa digunakan untuk desalinasi air laut. Hal ini penting untuk wilayah-wilayah yang sering kekurangan air bersih, misalkan di daerah Nusa Tenggara. Selain membangkitkan listrik, panas buangan dari PLTN terapung bisa digunakan untuk desalinasi air laut, menghasilkan air bersih yang layak digunakan untuk keperluan sehari-hari masyarakat.

Ke depannya, selain desalinasi air laut, PLTN terapung berpotensi juga memproduksi bahan bakar sintetis. Jadi, PLTN terapung digunakan untuk hidrolisis air dan memisahkan CO₂ dari air laut. Hidrogen dan CO₂ yang dihasilkan kemudian disintetis untuk menghasilkan bahan bakar mirip bensin untuk keperluan transportasi. Keunggulan dari bahan bakar sintetis ini adalah netral emisi CO₂ dan tidak ada kontamintasi pengotor.

Keenam, level keselamatan tinggi. Kontras dengan asumsi sebagian orang ketika pertama mendengar PLTN terapung, tingkat keselamatannya tidak berkurang, malah mungkin lebih baik. Setidaknya, dari segi termohidrolik. Karena posisinya berada di atas permukaan laut, PLTN terapung memiliki akses pendingin yang secara praktis tidak terbatas. Air laut menjadi heat sink alami bagi reaktor nuklirnya. Ketika misalnya terjadi overheating, pendinginan reaktor dapat dilakukan tanpa harus khawatir kekurangan suplai pendingin eksternal seperti di Fukushima Daiichi.

Bagaimana kalau terjadi sebuah skenario tidak diinginkan yang menyebabkan kapalnya tenggelam? Bahan bakar nuklir akan tetap tersegel di dalam reaktor. Lalu, air laut secara otomatis akan mendinginkan reaktor sehingga pelelehan bahan bakar dapat dicegah (kecuali Reaktor Berpedingin Garam, maka bahan bakarnya akan memadat, yang juga berita bagus). Ketiadaan pelelehan menyebabkan pelepasan radioaktivitas akan sangat minim, kalau bukan tidak ada. Air laut tidak akan terkontaminasi material radioaktif dari reaktor nuklir yang tenggelam.

Rusia dan Cina tengah mengembangkan PLTN terapung tipe ONPP. Akademik Lomonosov, kapal bertenaga nuklir desain Rusia, adalah PLTN terapung pertama di dunia. Saat ini, Akademik Lomonosov telah beroperasi di Pevek, Rusia. Akademik Lomonosov memiliki dua unit PLTN tipe PWR berdaya total 70 MWe, dengan fungsi lain untuk menyediakan pemanasan ruang dan desalinasi air laut.

Namanya teknologi, pasti ada saja kekurangannya. Karena tidak ada perimeter seperti di PLTN darat, sistem proteksi fisik PLTN terapung harus lebih diperhatikan. Masalah proteksi fisik sebaiknya juga dikoordinasikan dengan militer, kalau di Indonesia dengan TNI AL. Perawatan pun mengharuskan si kapal dibawa kembali ke pabrikannya, walau memang jadwal perawatannya tidak sering. Masalah keselamatan radiasi juga mesti disosialisasikan dengan baik pada nelayan-nelayan yang melaut di sekitar sana, jika ada. Tujuannya supaya resistensi masyarakat sekitar terhadap PLTN terapung bisa diminimalisir dan tidak mudah diprovokasi oleh kalangan anti-nuklir, jadi tidak mudah ditipu oleh LSM anti-nuklir seolah-olah PLTN terapung membuat ikan-ikan jadi radioaktif or something.

Ringkasnya, PLTN memang bisa dipasang di atas PLTN dan bisa untuk keperluan komersial. Sudah ada pengalaman puluhan tahun dari kapal militer dan sipil yang menggunakan energi nuklir. Bahkan belakangan ini wacana untuk menggunakan energi nuklir untuk menggerakkan kapal kargo mulai banyak bermunculan, sebagai pengganti mesin Diesel yang kotor dan polutif. Jadi, potensi energi nuklir untuk diterapkan di kapal sebagai PLTN terapung, baik untuk listrik maupun propulsi kapal, sangat terbuka lebar. Kapan bisa diterapkan? Tidak tahu, tergantung regulasi internasional yang seringkali rewel secara tidak perlu. 

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 22: Apakah Limbah Nuklir Ribuan Tahun Bisa Dilenyapkan?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng. 

Limbah radioaktif dari PLTN, sebagaimana namanya, bersifat radioaktif. Jadi limbahnya memancarkan radiasi dan kadar radiasinya berkurang seiring berjalannya waktu. Yang beda-beda mungkin berapa lama limbah ini memancarkan radiasi yang, seperti disinggung sebelumnya, seringkali membuat orang jiper duluan terhadap limbah radioaktif. Seolah-olah bahaya radiasi lebih berbahaya daripada bahaya kimiawi.

Berita baiknya, volume limbah radioaktif itu kecil sekali. Kalau warga Indonesia menggunakan listrik seumur hidupnya dari energi nuklir, maka volume limbah yang dihasilkan cuma setara segelas teh bandulan. Sedikit sekali. Tidak susah mencari tempat untuk mengubur limbah sekecil itu.

Tapi, kan, tetap saja limbah radioaktif itu umur paruhnya panjang sekali? Bisa ribuan bahkan jutaan tahun! Apa tidak bisa dilenyapkan saja?

Pertanyaan bagus. Interestingly… hal itu bisa dilakukan.

Kembali sedikit ke prinsip reaksi nuklir. Ada tiga reaksi yang paling berpengaruh dalam mengubah sebuah kondisi atom, yakni reaksi fisi, transmutasi, dan peluruhan. Reaksi fisi paling mudah terjadi pada atom-atom yang mudah belah, misalkan uranium-233, uranium-235, plutonium-239, dan plutonium-241. Transmutasi bisa terjadi pada practically semua atom, tetapi peluang terjadinya transmutasi ini yang beda-beda, tergantung seberapa kemaruk atom tersebut terhadap netron. Peluruhan terjadi pada atom bersifat radioaktif, melepaskan elektron dan atau radiasi alfa untuk mengurangi jumlah massa dan atomnya sehingga berubah menjadi atom stabil.

Pada limbah radioaktif, kalau limbah itu tidak diapa-apakan, reaksi paling dominan adalah reaksi peluruhan, yang waktunya bergantung pada umur paruhnya. Kadang-kadang ada yang mengalami reaksi fisi spontan (walau tidak uhuy), tapi sedikit sekali yang bisa mengalaminya. Kalau bergantung saja pada reaksi peluruhan, tentu akan makan waktu lama agar limbah PLTN ini berubah ke kondisi stabil.

Reaksi fisi pun tidak selalu bisa dilakukan, karena elemen transuranik rerata tidak bisa mengalami reaksi fisi. Dua isotop plutonium bisa, tapi plutonium bisa dipakai lagi di reaktor nuklir, dan itu tidak menyelesaikan isu di unsur-unsur lain.

Berarti kemungkinannya tinggal reaksi transmutasi. Reaksi inilah yang bisa kita manfaatkan untuk melenyapkan limbah PLTN, khususnya aktinida minor. Caranya seperti apa? Ada beberapa kemungkinan, kita bahas dua secara umum.

Opsi pertama adalah menggunakan reaktor eksisting, baik reaktor daya nuklir maupun reaktor riset. Kalau menggunakan reaktor riset, maka target berupa aktinida minor dimasukkan ke dalam slot kosong di dalam teras reaktor, dan diiradiasi sebagaimana mengiradiasi target uranium. Studi yang dilakukan oleh Setiawan (2020) menunjukkan bahwa isotop americium-241 yang dihasilkan oleh 4 unit PLTN tipe PWR 1000 MWe tiap tahun bisa dilenyapkan dengan menggunakan reaktor riset berdaya 30 MWe. Studi lain oleh Dwijayanto (2021) menunjukkan bahwa selama dua tahun iradiasi di reaktor riset berdaya sama, 1 kg aktinida minor berhasil dilenyapkan. Tidak terlalu banyak, tapi lumayan, lah.

Pakai reaktor daya nuklir lebih bagus lagi, karena daya reaktornya puluhan kali lebih besar. Kalau dilenyapkan di Reaktor Berpendingin Air, opsinya adalah dengan melapisi bahan bakar dengan coating berupa aktinida minor. Sifatnya jadi seperti racun dapat-bakar. Netron bakalan disedot duluan oleh coating aktinida minor ini sampai habis, baru setelah itu bahan bakarnya bisa menyerap netron. Dengan begini, aktinida minornya sudah tereliminasi duluan. Prinsip yang sama bisa diterpakan di Reaktor Berpendingin Logam. Opsi lainnya, aktinida minor tidak dipisahkan dari plutonium, tapi disatukan dan dibakar di dalam reaktor nuklir bersama thorium. Karena atom thorium lebih ringan, seperti dijelaskan di Bagian 13, butuh jalan sangat panjang supaya bisa produksi aktinida minor. Imbasnya, aktinida minor bisa dieliminasi tanpa adanya pembentukan aktinida minor baru. Kalau dicampur uranium-238, aktinida minor bukannya berkurang malah nambah. Jadi memang harus pakai thorium.

Di Reaktor Berpendingin Garam, aktinida minor bisa langsung dilarutkan ke dalam garam cair dan dibiarkan saja sampai lenyap semuanya setelah dibombardir netron. Syaratnya? Pakai thorium sebagai bahan bakarnya. Studi oleh Ashraf (2020) menunjukkan bahwa transmutasi aktinida minor selama 40 tahun di MSR termal dan cepat dapat mengeliminasi 41% dan 88% aktinida minor dari kondisi awal. Artinya, MSR berbahan bakar thorium sangat potensial untuk melenyapkan aktinida minor.

Opsi kedua adalah menggunakan sistem khusus yang ditujukan untuk melenyapkan aktinida minor. Teknologi yang diajukan adalah accelerator-driven system (ADS). Sistem ADS ini meningkatkan kecepatan partikel subatomik, biasanya proton, memberinya energi cukup untuk berinteraksi dengan inti atom aktinida minor. Proton ditembakkan oleh ADS untuk kemudian ditangkap oleh aktinida minor, mentransmutasikannya menjadi atom berbeda. Kemungkinan lain adalah proton ditembakkan ke target spalasi, biasanya tungsten, yang kemudian dari tungsten itu akan dihasilkan netron yang bisa digunakan untuk transmutasi aktinida minor. ADS ini belum ada yang komersial untuk tujuan melenyapkan aktinida minor, dan biayanya mahal.

Pada dasarnya, aktinida minor tidak perlu-perlu amat dilenyapkan karena volumenya rendah dan cuma berbahaya kalau terhirup atau tertelan, yang mana kedua kondisi ini sulit sekali terjadi. Tapi kalau semisal kondisi politik agak-agak rewel dan mengharuskan aktinida minor untuk dieliminasi sebagian besarnya, ya sudah basmi saja pakai transmutasi. Sebisa mungkin pakai Generasi IV, supaya tuntas sama sekali.

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 21: Limbah Nuklir Harus Dikubur Ribuan Tahun?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng.

Limbah nuklir, dalam 97% kasus, tidak lebih berbahaya daripada limbah rumah tangga dan limbah industri lain, sehingga bisa dikelola sebagaimana biasa tanpa perlu perlakuan berlebih. Tinggal 3% kasus, yang termanifestasi dalam bentuk bahan bakar bekas PLTN, yang mungkin membuat sebagian orang kalangkabut. Bahan bakar bekas ini yang kemudian dianggap sebagai limbah nuklir paling berbahaya dan harus diawasi serta diberitakan ramai-ramai tanpa henti seolah-olah ini masalah yang begitu besar. Sampai-sampai muncul klaim bahwa limbah nuklir itu harus dikubur selama ribuan hingga jutaan tahun baru bisa aman.

Apa iya seperti itu?

Di satu sisi, pernyataan mungkin ini ada benarnya. Mungkin. Bold, italic, underscore di kata mungkin. Yang jadi perhatian, seringkali kalangan yang mempersoalkan masalah ini menganggap bahwa limbah industri lain tidak berbahaya. Yang menghasilkan limbah berbahaya selama puluhan ribu tahun bukan cuma nuklir. Semua industri menghasilkan limbah dengan intensitas serupa, bahkan bisa lebih buruk lagi. Pencemaran Minamata, sebagai contoh, sumbernya dari limbah merkuri dari industri kimia dan sudah menyebabkan korban jiwa. Limbah PLTN, di sisi lain, tidak pernah membunuh seorang pun manusia hingga saat ini, dan kemungkinan besar hingga jutaan tahun ke depan.

Kenapa mungkin ada benarnya? Karena ada komponen di dalam bahan bakar bekas yang butuh waktu ribuan hingga jutaan tahun hingga radioaktivitasnya turun setara dengan radioaktivitas alam. Apa kalau radioaktivitas lebih tinggi daripada radioaktivitas alam itu jadi berbahaya? Tidak juga, karena radioaktivitas alam sendiri berbeda-beda antar satu daerah dengan daerah lain. Jadi kenapa harus dibiarkan meluruh selama itu? Bingung?

Supaya tidak tambah pusing, coba kita breakdown dulu komponen bahan bakar bekas PLTN.

Tiap tahun, PLTN tipe PWR dengan daya 1000 MWe menghasilkan setidaknya 30 ton bahan bakar bekas. Dari 30 ton ini, 95% adalah uranium-238 yang radioaktivitasnya sama dengan radioaktivitas uranium-238 yang ada di alam. Artinya, 28,5 ton bukan masalah radiasi. Bisa disimpan dulu atau diolah untuk dipakai di PLTN Generasi IV. Sisa 1,5 ton.

Kemudian, 1% adalah uranium-235 yang tidak sempat mengalami reaksi fisi. Artinya sekitar 300 kg uranium-235. Ada sedikit pengotor berupa uranium-236, tapi tidak mengubah radioaktivitas secara signifikan. Masih bisa dipakai lagi di Reaktor Generasi IV. Sisa 1,2 ton.

Berikutnya, 3% adalah produk fisi. Ini adalah hasil pembelahan atom-atom uranium-235, dan sebagian kecil plutonium-239 dari hasil transmutasi uranium-238. Artinya sekitar 900 kg. Produk fisi bermacam-macam umur paruhnya, tapi jarang sekali yang berumur sangat panjang. Caesium-137 adalah produk fisi berjumlah signifikan yang punya umur paruh paling panjang, yakni 30 tahun. Prinsipnya, radioaktivitas bisa dinyatakan menghilang ketika sudah lewat 10 kali umur paruh. Dari sini, caesium-137 secara praktis sudah berubah semua menjadi atom stabil setelah 300 tahun. Menyimpan produk fisi ini selama 300 tahun bukan perkara sulit, sudah banyak struktur geologis dan bangunan yang bisa bertahan jauh lebih lama daripada itu. Sisa 300 kg.

Komponen terakhir yang seringkali dipersoalkan itu elemen transuranik. Elemen ini merupakan elemen-elemen berat dengan nomor massa lebih tinggi dari nomor massa uranium. Umumnya, elemen transuranik yang terdapat pada bahan bakar nuklir bekas adalah neptunium, plutonium, americium, dan curium. Dari keempat elemen ini, plutonium adalah yang paling banyak, sekitar 90%. Plutonium sering dituduh butuh dikubur jutaan tahun, tapi kalau negaranya punya akal sehat, plutonium ini tidak akan dikubur begitu saja. Plutonium bisa dipakai di reaktor nuklir, baik Generasi II hingga Generasi IV, untuk menghasilkan energi. Sayang sekali kalau dibuang-buang. Jadi plutonium ini bukan masalah besar. Sisa 30 kg.

Dari isotop-isotop lain, yang kita sebut aktinida minor, neptunium jumlahnya sekitar 40%. Kegunaan utamanya adalah untuk bahan baku produksi plutonium-238, yang bisa dipakai untuk radioisotope thermoelectric generator (RTG). Benda itu umumnya digunakan untuk misi luar angkasa, seperti ke Mars atau Saturnus. Bahkan misi luar tata surya, ketika sinar matahari tidak cukup untuk menyalakan perangkat elektronik. Namun, kalau tidak punya proyek luar angkasa, neptunium ini tidak terlampau berguna.

Americium terdiri dari isotop americium-241 dan americium-243. Yang terakhir tidak berguna, sementara yang pertama bisa digunakan untuk berbagai keperluan radioisotop seperti pengganti plutonium-238 untuk RTG dan untuk alarm kebakaran. Tidak banyak opsi penggunaannya.

Curium, di sisi lain, adalah yang paling tidak berguna. Tidak ada manfaatnya secara biologi, kimia, termal, atau apapun. Curium biasanya hanya 2% dari elemen aktinida minor, atau 600 gram.

Anggap saja aktinida minor tidak ada gunanya semua, tidak mau dimanfaatkan ulang. Maka tiap tahunnya, limbah umur panjang yang dihasilkan hanya 30 kg. Volumenya seberapa besar? Kalau dibentuk jadi kotak, ukurannya sekitar 13,6 × 13,6 × 13,6 cm.

Kecil? Memang. Cuma segini limbah PLTN yang katanya harus dikubur selama jutaan tahun. Kalau misalkan Indonesia punya 100 PLTN, dan beroperasi selama 100 tahun, maka akan dihasilkan 10 ribu kubus aktinida minor, yang kalau ditumpuk di Lapangan Tenis Senayan masih sisa ruangan banyak sekali.

Apa iya limbah sebegitu sedikitnya akan membahayakan?

Lagipula, ada ketigau berita bagus dari limbah yang katanya harus disimpan jutaan tahun ini.

Pertama, seluruh elemen transuranik itu pemancar radiasi alfa. Sebagaimana kita ketahui, radiasi alfa hanya berbahaya kalau tertelan atau terhirup. Itu juga bahayanya tidak langsung kelihatan. Sementara, ketika limbah ini dikubur, tidak ada jalan manusia bisa menghirup atau menelannya. Kecuali dengan sengaja mendatangi repositori limbah, membongkarnya, dan menelannya. Yang mana, hanya orang gangguan jiwa yang akan repot-repot melakukannya. Jadi, secara praktis, tidak ada jalur untuk radiasi alfa itu agar masuk ke tubuh manusia, kecuali melalui kebocoran perlahan dalam rentang waktu jutaan tahun. Cohen (1991) mengkalkulasi bahwa, kalau limbah PLTN di AS disimpan semua di Gunung Yucca, Nevada, maka dalam 13 juta tahun, hanya dapat terjadi 0,0014 kematian.

Angka macam apa ini? Apa itu yang dikatakan sebagai bahaya antar generasi?

Kedua, umur paruh panjang itu berkorelasi dengan rendahnya radioaktivitas. Semakin pendek umur paruh, semakin tinggi radioaktivitasnya, dan sebaliknya. Kenapa? Karena prinsip fisikanya begitu. Persamaan aktivitas terhadap umur paruh dapat dinyatakan sebagai berikut.

I = I₀.exp(-λ.t)

Dengan λ adalah ln 2/umur paruh. Karena korelasi eksponensial negatif, dengan umur paruh sebagai penyebut, maka semakin panjang umur paruh, faktor pengali I₀ semakin kecil, sehingga radioaktivitas I pada waktu t jadi lebih besar daripada jika umur paruhnya pendek. Radioaktivitas lebih besar menunjukkan perubahan radioaktivitas terhadap waktu lebih kecil, yang berarti aktivitas peluruhannya lebih rendah. Semakin rendah radioaktivitas, semakin rendah pula ancaman radiasinya. Jadi, tidak serta merta umur paruh panjang lantas bisa dikatakan berbahaya.

Ketiga, umur paruh panjang itu berarti pada suatu saat semua bahan radioaktif itu akan menjadi stabil dan tidak berbahaya. Tidak lagi beracun dan mengancam lingkungan serta manusia. Beda dengan, katakanlah, arsenik dan merkuri yang dilepaskan dari industri kimia, kadmium yang bocor dari instalasi panel surya, yang semuanya akan tetap beracun sampai kiamat dan matahari menelan bumi. Jadi, mana yang sesungguhnya lebih bahaya?

Ada baiknya melihat ‘reaktor nuklir alam’ yang ada di Oklo, Gabon. Sekitar 2 milyar tahun yang lalu, ketika tidak ada organisme multiseluler di permukaan bumi, kompleks batu pasir di daerah yang kini bernama Oklo mengandung cukup bijih uranium dan air untuk melakukan reaksi fisi nuklir berantai secara alami. Waktu itu, kadar uranium-235 di bumi mencapai 3%. Reaksi fisi itu terjadi selama 500 ribu tahun sebelum akhirnya berhenti. Ditemukan lebih dari 6 ton material radioaktif berupa produk fisi dan plutonium di 16 situs reaktor alam, tersentralisasi, dan hanya ‘bergeser’ tidak lebih dari 10 meter dari lokasi awalnya.

Kalau alam sudah menunjukkan dengan sukses bahwa elemen transuranik bisa dijaga tetap stabil dalam struktur geologis selama miliaran tahun, apa yang membuat orang-orang berpikir bahwa produk fisi dan elemen transuranik yang butuh dikubur ‘hanya’ ribuan tahun tidak bisa diisolasi dengan semestinya?

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 20: Bagaimana Dengan Limbah PLTN?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng.

Semua aspek kehidupan menghasilkan limbah. Pembakaran BBM menghasilkan limbah, dalam bentuk polutan mikro, CO₂, CO, NOX, dan SO₂. Pembakaran batubara menghasilkan limbah CO₂, polutan mikro, dan berbagai jenis abu dengan kandungan bermacam-macam. Konsumsi rumah tangga menghasilkan limbah rumah tangga, khususnya para manusia sombong yang doyan buang-buang makanan padahal tetangganya banyak yang miskin. Bahkan manusia mengeluarkan limbah, baik berbentuk cairan maupun padatan, yang mana keduanya tidak perlu dijelaskan lebih lanjut. Tidak terkecuali energi nuklir, akan ada limbah yang dihasilkan dari pengoperasiannya.

Tapi untuk alasan tertentu, limbah nuklir mendapat penentangan yang lebih keras dibandingkan limbah lainnya.

Alasannya apa? Radiasi. Bahwa limbah nuklir melepaskan radiasi dan membuatnya lebih berbahaya or something dibandingkan limbah lainnya. Limbah nuklir ini berbahaya dan tidak ada solusinya. Katanya, sih, begitu.

Di satu sisi, benar bahwa limbah nuklir melepaskan radiasi. Namanya juga hasil reaksi nuklir, apakah itu fisi, transmutasi, atau peluruhan. Di sisi lain, seperti sering disebutkan sebelumnya, adanya radiasi tidak serta merta menjelaskan sesuatu itu bahaya atau tidak.

Jadi, apakah benar limbah nuklir, khususnya limbah PLTN itu tidak ada solusinya?

Seandainya pernyataan ini benar, maka teknologi nuklir kemungkinan besar tidak akan pernah berkembang sejak awal ditemukannya reaktor nuklir oleh Enrico Fermi dan Leo Szilard.

Faktanya, industri nuklir jelas memiliki solusi terhadap pengelolaan limbah radioaktif yang dihasilkan, terutama limbah PLTN. Hingga sekarang pun, metode pengelolaan limbah yang dikembangkan sebagian besar sudah diterapkan dan berjalan baik-baik saja. Yang belum sepenuhnya diterapkan bukan karena persoalan teknologi, melainkan politik.

Sebelumnya, perlu dipahami dulu kategorisasi terhadap limbah radioaktif. Karena tiap jenis limbah punya cara penanganan berbeda.

Limbah radioaktif dapat dibagi menjadi tiga atau empat kategori. Di sini kita pakai empat kategori, yaitu Very Low Level Waste (VLLW), Low Level Waste (LLW), Intermediate Level Waste (ILW), dan High Level Waste (HLW). Tiap kategori memiliki metode pengelolaan masing-masing, dan sebagian besar sudah digunakan.

VLLW memiliki kadar radiasi sangat rendah dan tidak berbahaya bagi manusia maupun lingkungan. Biasanya terdiri dari material seperti beton, semen, batu bata, logam, dan sebagainya, dari industri umum, seperti industri besi, industri kimia, dsb. Sebabnya adalah beberapa jenis mineral yang digunakan dalam industri-industri tersebut secara alami bersifat radioaktif, yang kita sebut naturally occurring radioactive material (NORM). Bisa juga berasal dari bangunan industri nuklir yang entah mengalami rehabilitasi atau pembongkaran. Karena rendahnya kadar radiasi VVLW, limbah ini bisa dikelola sebagaimana limbah domestik lain. Tidak perlu perlakuan khusus.

VLW memiliki kadar radiasi rendah, biasanya mengandung sedikit unsur radioaktif dengan waktu paruh pendek. VLW berasal dari rumah sakit dan industri nuklir, termasuk daur bahan bakar nuklir, seperti kertas, pakaian, penyaring, serta alat-alat sejenis. Penanganannya tidak perlu menggunakan perisai radiasi dan limbahnya bisa dikubur di tanah dangkal. Untuk mengurangi volume, limbah ini bisa juga dikompaksi/dipadatkan, seperti padatnya jadwal pejabat Eselon I, supaya tidak makan tempat. Bisa juga dibakar, selama dibakarnya di tempat khusus bukan di halaman rumah tetangga. VLW memiliki volume mencapai 90% limbah radioaktif, tapi hanya mewakili 1% radioaktivitas total. Volumenya paling banyak, tapi radioaktivitas sekadarnya saja. Bukan sesuatu yang penting.

ILW memiliki kadar radiasi sedang dan sebagian membutuhkan perisai radiasi dalam pengelolaannya. Asalnya dari resin, limbah kimiawi dan kelongsong bahan bakar, juga material yang terkontaminasi dari dekomisioning reaktor. Limbah-limbah berukuran kecil atau cair dapat dipadatkan dalam beton atau bitumen sebelum dikubur di tanah dangkal seperti VLW. ILW mewakili 7% volume limbah dan 4% radioaktivitas total.

Pengelolaan limbah dengan tiga level radioaktivitas di atas sudah dipraktikkan di banyak negara selama puluhan tahun tanpa ada masalah terhadap manusia maupun lingkungan. Di Indonesia, VLW dan ILW dari industri dulunya dikelola oleh Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR) BATAN, kalau sekarang di Direktorat Pengelolaan Fasilitas Ketenaganukliran (DPFK) BRIN.

HLW memiliki kadar radiasi sangat tinggi dan merupakan sisa dari pembakaran uranium di dalam reaktor nuklir. Kandungannya terdiri dari produk fisi dan elemen transuranik yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir. Selain intensitas radiasi yang sangat tinggi, HLW juga sangat panas sehingga perlu didinginkan dan menggunakan perisai radiasi tebal untuk mengelolanya. Volume HLW hanya 3% dari limbah radioaktif, tapi mewakili 95% radioaktivitas. Dengan kata lain, limbah paling berbahaya memiliki volume paling sedikit.

Mengelolanya bagaimana? Ambil contoh Reaktor Berpendingin Air. Ketika dikeluarkan dari teras reaktor, kelongsong bahan bakar bekas yang mengandung HLW akan sangat panas dan luar biasa radioaktif. Pegang benda itu dua detik dan orang yang memegangnya akan mendapatkan luka bakar parah yang mungkin tidak bisa diobati, dan paparan radiasi dosis tinggi yang bisa menyebabkannya bertemu malaikat Izrail dalam waktu beberapa jam sampai beberapa hari. Jadi, kelongsong ini disimpan dulu di kolam penampungan limbah sementara untuk didinginkan. Kolam ini berada di dalam bangunan reaktor, dibuat dari beton tebal dan dilapisi besi. Isi kolamnya adalah air, yang merupakan perisai radiasi cukup efektif dan murah, dengan catatan tidak ada yang berenang di dekat permukaan bahan bakar bekasnya.

Bahan bakar bekas didinginkan dalam kolam selama setidaknya lima tahun. Setelah sekitar lima tahun, radioaktivitas limbah akan turun hingga tinggal 5% dari radioaktivitas awal ketika dikeluarkan dari teras reaktor nuklir. Sebabnya apa? Produk fisi umur pendek sebagian besar meluruh dengan cepat dan berubah menjadi unsur stabil bebas radiasi. Lalu, bahan bakar bekas ini bisa dikeluarkan dari kolam dan disimpan dalam kontainer penyimpanan beton kering, didinginkan dengan udara.

Untuk sekitar 300 tahun, metode penyimpanan interim ini cukup memadai. Apalagi, setelah 40 tahun, radioaktivitas makin turun lagi sampai tinggal seperseribu radioaktivitas ketika dikeluarkan dari teras reaktor, seiring makin banyaknya produk fisi yang meluruh ke kondisi stabil.

Walau begitu, untuk jangka panjang, sebagian berpendapat bahwa HLW harus disimpan dalam repositori abadi, pembuangan limbah lestari. Metode yang banyak disepakati adalah limbah disimpan dalam repositori berupa tanah dalam stabil. Beberapa tempat sudah diajukan untuk repositori abadi, seperti di Finlandia, Swedia, Prancis ataupun Amerika Serikat. Yang sudah hampir operasional itu di Onkalo, Finlandia. Di repositori ini, limbah HLW bisa disimpan dengan selamat hingga ribuan tahun ke depan.

Walau demikian, saat ini, kebutuhan akan repositori abadi belum mendesak, karena bahan bakar bekas itu sebenarnya bisa dieksploitasi lagi menjadi bahan bakar untuk Reaktor Generasi IV.

Dalam repositori abadi, limbah divitrifikasi dalam bentuk gelas borosilikat dan dienkapsulasi dalam dalam silinder baja tahan karat. Tujuannya supaya secara struktural kuat dan mencegah kebocoran bahan radioaktif dari dalam matriks limbah.

Jadi, salah besar kalau teknologi nuklir dianggap tidak memiliki solusi mengenai limbah. Apalagi kalau menuduh seperti itu sembari mengimplikasikan bahwa teknologi industri lain tidak mengalami masalah dengan limbahnya. Padahal, pengelolaan limbah industri selain PLTN justru sangat buruk dan jauh tertinggal. Lebih mudah mengelola limbah nuklir daripada limbah kimia.

Untuk semua jenis limbah, teknologi nuklir memiliki metode pengelolaan yang jelas, terstruktur dan sebagian besar sudah dilaksanakan selama puluhan tahun dengan sukses. Keputusan mengenai HLW sendiri bukan masalah teknologi, melainkan urusan politik. Sementara, urusan politik sedikit sekali terkait dengan persoalan-persoalan saintifik.

Dari sini, jelas bahwa pengelolaan limbah PLTN jauh lebih unggul dibandingkan pengelolaan limbah energi lain, termasuk PLTU batubara, yang notabene sebagian besarnya terlepas ke udara tanpa bisa dipungut, karena sistem penangkapan CO₂ itu secara sistem boros sekali dan sama sekali tidak efisien. Atau dibandingkan industri-industri kimia, tekstil dan sebagainya yang membuang limbah beracun ke sungai, meracuni air sungai nyaris permanen dan merusak biota di dalamnya. Limbah PLTN baru diduga berbahaya terhadap generasi, sementara limbah industri kimia sudah terbukti membahayakan umat manusia selama sekian generasi.

Menunjuk limbah PLTN sebagai berbahaya dan tidak ada solusi tetapi tidak menganggap serius dampak lingkungan limbah kimia adalah bentuk pengkhianatan intelektual.

Read More

30 Serba Serbi Nuklir, Bagian 19: Apa Itu Reaktor Riset?

Oleh: R. Andika Putra Dwijayanto, M.Eng.

Selama ini, kita sudah memahami bahwa reaktor nuklir banyak digunakan sebagai kompor bagi PLTN. Panas yang dihasilkan oleh reaktor nuklir kemudian diambil oleh medium pendingin untuk kemudian digunakan menggerakkan turbin, yang kemudian menghasilkan listrik. Hal ini tidak terlepas dari potensi energi nuklir yang mahadahsyat, mampu menghasilkan energi 8 juta kali lebih besar daripada batubara. Selain untuk menghasilkan listrik, PLTN juga berguna untuk berbagai proses termal industri temperatur rendah dan tinggi, walau proses termal temperatur tinggi masih harus menunggu PLTN Generasi IV untuk komersial.

Namun, reaktor nuklir pertama dibangun bukan untuk membangkitkan listrik, melainkan untuk program senjata nuklir. Tidak ada sistem konversi energi untuk mengubah energi nuklir menjadi energi panas lalu menjadi energi nuklir. Apa ini mengindikasikan bahwa selain untuk produksi energi dan keperluan militer, energi nuklir memiliki kegunaan lain?

Jawabannya, ya, tentu saja.

Berdasarkan kegunaannya, reaktor nuklir dapat dibagi menjadi reaktor daya dan reaktor non-daya. Reaktor daya sudah banyak sekali dibahas sebelumnya, yakni untuk diekstrak panasnya sebagai bahan baku untuk menghasilkan listrik. Reaktor non-daya, di sisi lain, digunakan bukan untuk diekstrak panasnya, melainkan untuk diambil netronnya. Reaktor non-daya ini seringkali disebut juga sebagai reaktor riset.

Sebagaimana namanya, reaktor riset digunakan utamanya untuk… riset. Penelitian, pengembangan, pengujian, dan sebagainya. Sebagai side quest (dan kadang lebih profitable) juga digunakan untuk produksi radioisotop serta radiofarmaka. Hal ini dicapai dengan memanfaatkan, seperti disebut sebelumnya, netron. Bukan panas.

Reaktor riset umumnya berbentuk kolam. Teras reaktor, yang terdiri dari perangkat bakar dan susunan batang kendali (sebagai sistem kendali reaktivitas), direndam dalam kolam air demineral dengan kedalaman belasan meter. Air ini berfungsi sebagai pendingin, dan panasnya dijaga agar tidak lebih dari 50 °C. Panas yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir diambil oleh air untuk kemudian dibuang melalui menara pendingin. Karena yang diambil bukan panasnya, reaktor riset memiliki daya rendah, antara 10 kW sampai 50 MW saja.

Tiap reaksi fisi nuklir menghasilkan 2-3 netron hasil fisi baru. Sebagian netron ini kemudian diserap oleh struktur reaktor dan hilang tanpa guna, sebagian digunakan untuk memantik reaksi fisi baru, dan sebagian lagi digunakan untuk melaksanakan fungsi iradiasi. Dari fungsi iradiasi menggunakan netron inilah, produk-produk reaktor riset bisa dihasilkan.

Caranya bagaimana?

Ada dua metode iradiasi, yakni iradiasi dalam teras dan iradiasi luar teras. Iradiasi dalam teras biasanya dilakukan untuk produksi radioisotop. Misalnya molybdenum-99, yang merupakan produk fisi dari uranium-235. Jadi, ada perangkat bakar berisi uranium-235 dimasukkan ke dalam slot kosong di dalam teras reaktor. Di dalam reaktor riset, uranium-235 itu mengalami reaksi fisi, dan menghasilkan produk bernama molybdenum-99. Setelah 5-6 hari iradiasi, perangkat bakar itu diambil dari dalam teras reaktor untuk diproses di fasilitas pengolahan bahan bakar dan diambil molybdenum-99 yang terkandung di dalamnya.

Molybdenum-99 banyak digunakan di dunia kedokteran sebagai perunut kanker. Lebih dari 85 juta tes kanker di seluruh dunia menggunakan radioisotop ini.

Kobalt-60 diproduksi dengan cara memasukkan kobalt alam ke dalam slot kosong di teras reaktor riset, lalu membiarkannya dibombardir netron selama beberapa waktu. Kobalt alam dengan nomor massa 59 akan menerima tambahan satu populasi netron dan bertransmutasi menjadi kobalt-60. Isotop ini banyak digunakan di industri untuk keperluan uji tak merusak (non-destructive test), untuk iradiasi pangan, dan di dunia medis untuk keperluan radioterapi.

Selain produksi radioisotop, radiasi netron di dalam teras reaktor juga bisa digunakan untuk uji material struktur reaktor nuklir. Misalkan mau buat kelongsong bahan bakar dengan bahan baru dan mau dites seberapa kuat terhadap radiasi, ya dimasukkan lah ke dalam slot kosong di dalam teras reaktor riset. Setelah dipapari radiasi sekian lama, nanti bisa dicek dampak kerusakan ke kelongsong dan sebagainya.

Selain di dalam teras reaktor, netron juga bisa dikonsentrasikan menggunakan perangkat Bernama beam tube, supaya netronnya bisa diarahkan menuju titik tertentu dan digunakan di luar reaktor nuklirnya. Istilahnya iradiasi luar teras. Kegunaan netron yang dikonsentrasikan lewat beam tube ini apa? Banyak. Contohnya untuk analisis aktivasi netron. Biasanya untuk uji kandungan material, alloy baja ini berapa persen kandungan karbon dan nikelnya, dan sebagainya.

Bisa juga untuk radiografi netron. Kalau biasanya radiografi pakai radiasi gamma untuk material berat, maka radiografi netron bisa digunakan untuk jenis material yang lebih luas. Selain itu, netron dari beam tube berguna untuk iradiasi polimer. Bahan polimer yang dipapari netron akan mengalami perubahan sifat, jadi lebih tahan panas atau strukturnya jadi lebih kuat.

Saat ini, sedang dikembangkan metode terapi kanker yang relatif baru Bernama boron neutron capture therapy (BNCT). Mekanismenya adalah pasien disuntik dengan unsur boron di dekat atau di sel kankernya, lalu bagian kankernya itu diiradiasi dengan netron yang dikonsentrasikan melalui beam tube. Boron yang menangkap netron akan meluruh berdasarkan reaksi berikut.

B-10 + n -> B-11 -> Li-7 + α

Peluruhan boron-11 pasca menangkap netron akan melepaskan radiasi alfa, yang sangat mematikan untuk sel. Nah, radiasi alfa ini yang kemudian membunuh sel-sel kanker di tubuh pasien. Keuntungannya adalah dosis radiasinya sangat terlokalisir, jadi tidak membunuh sel-sel sehat.

Dan masih banyak lagi.

Reaktor riset pun berguna sekali untuk pendidikan. Mahasiswa Teknik Nuklir biasanya harus menempuh praktikum fisika reaktor nuklir. Dalam praktikum ini, para mahasiswa akan mempelajari karakteristik fisika reaktor secara langsung. Misalkan menghitung periode reaktor, control rod worth, kondisi SCRAM, dan lainnya. Dengan begini, mahasiswa Teknik Nuklir akan mendapatkan pendekatan langsung tentang bagaimana menganalisis aspek-aspek fisika reaktor nuklir, dinamika reaktor nuklir, keselamatan reaktor nuklir, instrumentasi, dan lain sebagainya.

Secara tipe, setidaknya ada reaktor riset tipe Training, Research, Isotope production General Atomic (TRIGA) dan material testing reactor (MTR). TRIGA adalah tipe reaktor riset yang sudah cukup usang dan tidak diproduksi lagi (bahan bakarnya sekalipun) oleh General Atomic. Mayoritas reaktor riset sekarang bertipe MTR, yang bisa digunakan untuk uji material nuklir, selain untuk keperluan iradiasi dan praktikum.

Selain TRIGA dan MTR, sebenarnya ada juga reaktor non-daya lain yang bernama aqueous homogeneous reactor (AHR). Reaktor ini berbahan bakar uranium nitrat atau sulfat yang dilarutkan dalam air. AHR biasanya ditujukan untuk keperluan produksi radioisotop. Namun, saat ini AHR masih belum digunakan secara luas. Kurchatov Institute di Rusia pernah membangun AHR, tapi tidak jelas nasibnya sekarang. Sangat tertutup informasinya.

Jadi, tidak hanya bisa diekstrak panasnya, energi nuklir juga bisa diekstrak netronnya untuk keperluan yang tidak memerlukan energi mahadahsyat. Partikel netron yang saking kecilnya tidak bisa dilihat instrumen pembesar apapun (meski lebih besar daripada shiratal mustaqim) bisa digunakan untuk menghasilkan produk-produk yang berguna dalam berbagai aspek dan membantu memperbaiki kehidupan manusia.

Read More