Pemanfaatan Teknologi Nuklir

Nuklir adalah sebutan untuk bentuk energi yang dihasilkan melalui reaksi inti, baik itu reaksi fisi(pemisahan) maupun reaksi fusi (penggabungan). Sumber energi nuklir yang paling sering digunakan untuk PLTN adalah sebuah unsur radioaktif yang bernama Uranium. Bagaimana caranya sebuah unsur radioaktif mampu menghasilkan panas yang besar? Tentu saja bukan dengan dibakar. Namun melalui reaksi pemisahan inti (reaksi fisi).

Skemanya:

Atom uranium (U-235) (digambarkan dengan warna hitam merah di sebelah kiri) memiliki inti yang tidak stabil ketika ada neutron (warna hitam di paling kiri) yang ditembakkan pada inti atom tersebut, maka inti atom uranium akan membelah menjadi dua buah inti atom, yakni atom Barium (Ba-141) dan atom Kripton (Kr-92) serta tiga neutron (warna hitam di kanan). Karena massa atom sebelum pembelahan lebih besar dari pada massa atom setelah pembelahan, maka selisih massa (disebut defek massa) tersebut berubah menjadi energi panas yang besarnya sekitar 200 MeV (Mega elektron volt), ini baru satu buah inti atom. Satu gram uranium saja tentu memiliki banyak inti. Sehingga panas yang dihasilkan pun luar biasa besar.

Energi yang dibebaskan oleh reaksi fisi Uranium ini berupa energi panas. Energi panas digunakan untuk menguapkan air sehingga timbul uap bertekanan tinggi yang dapat memutar turbin, turbin memutar generator dan terciptalah listrik  Dibandingkan dengan sumber energi yang lain, Energi Nuklir merupakan sumber energi yang paling tinggi kerapatan energinya (jumlah energi persatuan volume atau massa) 1 kg uranium dapat menghasilkan energi sekitar 50.000 kwh (kilo watt jam), 1 kg batubara hanya dapat menghasilkan energi sekitar 3 kwh, 1 kg minyak bumi hanya dapat menghasilkan sekitar 4 kwh

Desain PLTN

Salah satu jenis PLTN adalah Pressurized Water Reactor (PWR), Reaktor jenis ini adalah reaktor paling umum, 230 PLTN di seluruh dunia menggunakan jenis ini.

gambar skemanya :

Lihat, air yang bersuhu tinggi dan yang bersentuhan langsung dengan bahan bakar Uranuim (warna merah) selalu berada di dalam containment, containmentnya sendiri dibuat dengan bahan struktur yang tidak mampu ditembus oleh radiasi yang dipancarkan saat terjadi reaksi inti. di dalam reactor vesseljuga terdapat control rod yang berfungsi sebagai batang pengendali reaksi inti

Dalam teknologi reaktor dikenal istilah sistem keselamatan berlapis yaitu lapisan penghalang terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan. Sebagai gambaran disajikan sistem penghalang pada suatu reaktor daya, yaitu:

* Kristal bahan bakar * Kelongsong elemen bakar * Bejana tekan * Bejana keselamatan

* Sistem penahan gas dan cairan aktif * Perisai biologis * Gedung reaktor * Sistem tekanan negatif

Bila prisisp-prisip keselamatan ini digunakan dalam pembangunan reaktor, niscaya keselamatan operasi reaktor akan terjamin.

Dampak Penggunaan PLTN

bahaya yang ditimbulkan dari pembangkitan listrik menggunakan energi nuklir hanyalah pada masalah radiasi. selama radiasi ini dapat ditahan agar tidak bocor ke lingkungan, maka PLTN akan aman. lalu apa akibatnya jika terjadi kebocoran sedikit saja, misal ketika terjadi gempa dan tsunami di jepang? selama dosis radiasi yang mengenai tubuh kita masih di bawah ambang batas, maka tidak ada efek yang berarti bagi tubuh. ambang batas dosis serapan radiasi yang ditetapkan saat ini adalah 50 milisevert (mSv) per tahun. waktu gema jepang kemarin dosis radiasi di batas luar PLTN (bukan daerah evakuasi) ketika terjadi ledakan Unit 3 adalah sekitar 700 micro Sv per jam. Artinya, jika seseorang berada di lokasi tersebut selama satu jam terus menerus, tanpa berpindah-pindah, dia akan menerima dosis sebesar 700 micro Sv. atau jika dikonversikan dalam satu tahun berarti 6,1 Sv.  Jika dosis serapan radiasi yang mengenai tubuh kita melebihi ambang batas yang telah ditetapkan tadi, efeknya adalah kerusakan sel tubuh dan kelainan gen (DNA). akibatnya adalah cacat, kanker, mandul, dls.

Tetapi perlu diingat pula bahwa material radioaktif itu meluruh, sehingga dosisnya juga akan berkurang seiring waktu. Cepat atau lambatnya tergantung dari jenis material radioaktifnya. Dengan kata lain, secara akumulatif nilai dosisnya akan lebih rendah daripada 6 Sv. Faktor yang lain adalah meterologis. Mengingat adanya aliran udara, maka kemungkinan besar akan ada efek dilution (pengenceran), jadi kembali ada pengurangan dosis juga untuk jangka panjang. Lagipula, tidak mungkin kan kita diem aja selama satu tahun di situ. Jika kita pernah melakukan foto rontgen (sinar X) di dada, maka kita menerima 100 micro Sv. Sinar X di perut menyumbang 600 micro Sv dan di pinggul sebesar 700 micro Sv. Bahkan kalau kita pernah melakukan CT scan, kita menerima dosis sebesar 10000 micro Sv. Bahkan, sebenarnya dalam keseharian kita, kita pasti menerima pancaran radiasi baik dari makanan, bahan bangunan, radiasi sinar kosmis dari luar angkasa, dll. Tapi dosisnya sangat rendah.

Tetapi tahukah anda? bahwa pembangkit listrik tenaga batubara (yang saat ini kita pakai) pun mengandung bahaya yang tidak kalah dengan bahaya radiasi nuklir. pembakaran batu bara menghasilkan gas-gas berbahaya, juga gas-gas yang termasuk gas rumah kaca penyebab global warming, hujan asam, gangguan pernafasan dan lain-lain. parahnya lagi, gas-gas ini kebanyakan dibuang begitu saja ke lingkungan, berbeda dengan teknologi PLTN yang senantiasa menjaga agar radiasinya tetap berada di dalam reaktor. Data yang ane dapat nih, pembakaran batubara di seluruh dunia menciptakan sekitar 9 milyar ton CO2 per tahun.

 Pemanfaatan Limbah Nuklir Radioaktif

Dalam 40 tahun, bahanbakar yang telah digunakan hanya akan memancarkan seperseribu radioaktivitas dibandingkan pada waktu bahanbakar itu dikeluarkan dari reaktor. Dan sebenarnya sangatlah tidak benar jika dikatakan itu sebagai sampah (atau limbah), karena 95% potensi energinya masih tersimpan di dalam bahanbakar bekas pada siklus pertama. berikut skemanya :

Ketika masyarakat umum menemukan kata ”radioaktif” maka yang muncul di dalam benak adalah bom nuklir Hiroshima-Nagasaki, kecelakaan reaktor Chernobyl, atau bahkan khayalan dalam film science fiction tentang pengaruh radiasi yang merubah manusia menjadi makhluk berbeda yang menyeramkan. Fakta bom nuklir atau kecelakaan Chernobyl memang benar adanya, namun lebih dari itu Aplikasi Nuklir dan Radiasi bagi kesejahteraan umat manusia terus berkembang dan tidak pernah berhenti sejak lebih 1 abad lalu. Sedangkan kata ”limbah” atau sampah di masyarakat Indonesia dicitrakan sebagai sesuatu yang berbau busuk, tidak enak dilihat, tak terkelola dan selalu menimbulkan masalah.

Kita mulai dari sejarah pemanfaatan zat radioaktif di Indonesia. Penggunaan zat radioaktif di negeri kita dimulai pada era akhir tahun 50an, yaitu pemanfaatan sumber radiasi untuk industri dan rumah sakit. Pemanfaatan di industri antara lain untuk kendali ketebalan, kerapatan produk, menentukan tinggi permukaan cairan dalam suatu wadah terutup dan banyak lagi. Pemanfaatan di Rumah Sakit antara lain untuk diagnosis dan radiotherapy. Selain itu tentu saja laboratorium di BATAN juga memanfaatkan zat radioaktif dalam dalam eksperimennya. Sampai saat ini terdapat lebih dari 300 perusahaan atau institusi yang terdaftar sebagai pengguna zat radioaktif. Pertanyaan kemudian adalah, akan dibawa kemana dan diapakan zat radioaktif yang sudah tidak digunakan lagi? Jawabnya adalah dikirim ke Pusat Teknologi Limbah Radioaktif dan mengalami proses yang dinamakan pengelolaan limbah radioaktif.

Menurut Undang-undang No. 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran maka tugas pengelolaan limbah radioaktif adalah tanggung jawab BATAN, dan dalam hal ini dilaksanakan oleh Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). Jadi Pusat ini merupakan satu-satunya institusi di Indonesia yang wajib mengelola limbah radioaktif.

Bagaimana nasib akhir dari limbah radioaktif?  Salah satu prinsip utama pengelolaan limbah radioaktif adalah, limbah radioaktif tidak boleh menjadi beban bagi generasi mendatang atau undue burden for the next generation. Sebagian besar limbah radioaktif yang tersimpan di PTLR mempunyai umur yang pendek sehingga diharapkan untuk waktu yang tidak terlalu lama menjadi bahan yang tidak radioaktif, hanya sebagian kecil saja mempunyai usia yang panjang dari puluhan sampai ribuan tahun.
Untuk limbah usia panjang ini, PTLR telah mengembangkan teknologi penyimpanan akhir, yaitu penyimpanan limbah di kedalaman tertentu di bawah tanah. Teknologi penyimpanan akhir ini mirip dengan yang sudah diaplikasikan di banyak negara maju, dan terbukti aman sampai saat ini dan diperhitungkan tidak membahayakan generasi mendatang baik menggunakan model komputasi maupun analogi kejadian alam.