*Universitas Tanjungpura

PEMANFAATAN THORIUM SEBAGAI BAHAN BAKAR NUKLIR DENGAN WATER GENERATOR PADA KENDARAAN DALAM UPAYA MENGURANGI TINGKAT PEMANASAN GLOBAL AKIBAT PENGGUNAAN BAHAN BAKAR FOSIL

*Muchlis Abstrak Thorium merupakan produk sampingan dari ekstraksi tanah langka dari pasir monasit. Penggunaan bahan nuklir berbasis Thorium telah dikembangankan oleh beberapa negara maju sebagai bahan bakar nuklir untuk mengurangi dan menggantikan Uranium yang banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik (PLTN) di dunia. Penggunaan bahan bakar Uranium sudah mulai ditinggalkan karena dampak negatif yang ditimbulkan terhadap lingkungan dan dapat digunakan sebagai senjata pemusnah masal. Indonesia memiliki cadangan bahan nuklir sekitar 70.000 ton Uranium dan 117.000 ton Thorium (BATAN), Sebagian besar cadangan Uranium kebanyakan berada di Kalimantan Barat, sebagian lagi ada di Papua, Bangka Belitung dan Sulawesi Barat, sedangkan Thorium kebanyakan di Babel dan sebagian di Kalimantan Barat. Thorium (Th) memiliki nomor atom 90, dengan 90 proton dan 90 elektron, dan 4 elektron valensi.Di alam, thorium ditemukan sebagai thorium-232 (100.00%). Dua puluh tujuh radioisotop telah ditandai, dengan kisaran berat atom dari 210 u, yaitu (210 Th) ke 236 u (236 Th). Thorium perlahan meluruh dengan memancarkan sebuah partikel alpha. Waktu paruh dari thorium-232 adalah sekitar 14,05 miliar tahun. Dengan besarnya potensi Thorium yang terdapat di Indonesia, sehingga perlu adanya pemanfaatan Thorium sebagai sumber bahan bakar/energi untuk mengurangi tingkat pemanasan global. Thorium is a byproduct of the extraction of rare earths from monazite sand. The use of thorium-based nuclear materials it has been cultivated by some developed countries as nuclear fuel to reduce and replace Uranium is widely used as fuel for power plants (NPP) in the world. Uranium fuel is becoming obsolete due to negative impacts on the environment and can be used as a weapon of mass destruction. Indonesia has reserves of 70,000 tonnes of nuclear material around 117,000 tonnes of Uranium and Thorium (BATAN), Most of the uranium reserves are mostly located in West Kalimantan, partly in Papua, West Sulawesi and Bangka Belitung, while Thorium mostly in Babylon and partly in West Kalimantan. Thorium (Th) have an atomic number of 90, with 90 protons and 90 electrons, and 4 electrons valensi.Di nature, thorium was found as thorium232 (100.00%). Twenty-seven radioisotopes have been characterized, with the atomic weight range of 210 u, namely (210 Th) to 236 u (236 Th). Thorium decays slowly by emitting an alpha particle. The half-life of thorium-232 is about 14.05 billion years. With the potential of Thorium is found in Indonesia, so the need for the use of thorium as a source of fuel / energy to reduce global warming.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Indonesia merupakan negara kepulauan yang kaya akan sumber daya. Negara ini memiliki jumlah penduduk sekitar 240 juta jiwa yang pertumbuhannya diperkirakan sebesar 1,5 sampai 2 % per tahun. Merupakan suatu kenyataan bahwa kebutuhan energi semakin meningkat seiring dengan pesatnya pembangunan di bidang ekonomi. Maka kebutuhan energi juga mengalami peningkatan 5-6 % tiap tahun (Unjianto, 2011). Kebutuhan energi semakin lama semakin meningkat. Setiap negara berusaha untuk memenuhi kebutuhan energi domestik, tidak peduli apakah negara tersebut memiliki cadangan energi atau tidak. Di Indonesia, terjadi suatu ketimpangan eksplorasi dan eksploitasi energi fosil. Terhitung bahwa rasio cadangan per produksi liquid lebih kecil

*Universitas Tanjungpura

dari rasio cadangan per produksi gas, yakni 8,9 dan 16,3 secara berurutan (Unjianto, 2011). Kepunahan liquid akan lebih cepat dibandingkan dengan kepunahan gas. Hal ini mengindikasikan bahwa Indonesia harus segera mengalihkan fokus pengelolaan energi fosil dari liquid ke gas. Namun pada kenyataannya, energi fosil merupakan energi yang banyak digunakan karena merupakan energi yang paling melimpah di seluruh dunia dan cukup lama dikembangkan. Bahkan hingga tahun 2020 nanti, energi fosil akan tetap menjadi pilihan terutama bahan bakar minyak yang mendominasi. Tantangan terbesar dalam produksi energi fosil khususnya minyak dan gas bumi adalah keterbatasan sumber daya dan penurunan cadangan minyak yang dapat dieksploitasi untuk kepentingan umat

manusia. Sehingga perlu diberdayakan potensi energi lainnya.Indonesia merupakan negara yang memiliki sumber daya alam melimpah, terutama hasil tambang. Hasil tambang yang terdapat di Indonesia tersebar di seluruh wilayah nya, mulai dari hasil tambang Emas, Nikel, Bijih Besi, Minyak, Batubara, Uranium, Thorium dan lain-lain. Logam Thorium tersedia secara global jauh lebih besar dari cadangan Uranium di alam, yaitu sekitar 3 atau 4 kali dibandingkan dengan Uranium, oleh karena itu Thorium dapat menjadi sumber daya yang melimpah dan berkelanjutan. Di Indonesia logam Thorium tersedia cukup melimpah dan murah, karena monasit (yang mengandung thorium sekitar 0,26-14,9%) sudah ada sebagai produk samping dari Tailing Pasir timah dan juga Terak II yang berasal dari Industri tambang timah di Kep. Banka dan belitung, dan juga saat ini sudah ditemukan pula bahan baku pasir timah di Kalimantan, Kep. Riau (Kondur) dan Halmahera. Indonesia memiliki cadangan bahan nuklir sekitar 70.000 ton Uranium dan 117.000 ton Thorium (BATAN). Sebagian besar cadangan Thorium kebanyakan berada di Babel dan sebagian terdapat di Kalimantan Barat. Thorium merupakan logam hasil tambang yang memancarkan sinar radioaktif. Di alam, Thorium ditemukan sebagai thorium-232 (100.00%). Thorium perlahan meluruh dengan memancarkan sebuah partikel alpha. Waktu paruh dari Thorium232 adalah sekitar 14,05 miliar tahun. Hal ini diperkirakan sekitar tiga sampai empat kali lebih banyak dari pada Uranium di kerak bumi. Thorium merupakan produk sampingan dari ekstraksi tanah langka dari pasir monasit. Penggunaan bahan nuklir berbasis Thorium telah dikembangankan oleh beberapa negara maju sebagai bahan bakar nuklir untuk mengurangi dan menggantikan Uranium yang banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik (PLTN) di dunia. Penggunaan bahan bakar Uranium sudah mulai ditinggalkan karena dampak negatif yang ditimbulkan terhadap lingkungan dan dapat digunakan sebagai senjata pemusnah masal.


Di bandingkan Uranium, penggunaan Thorium sebagai sumber energi lebih efisien dan aman, Thorium keluar dari tanah sebagai isotop murni 100% dapat langsung dimanfaatkan, yang tidak memerlukan pengayaan, sedangkan uranium alam hanya mengandung 0,7% fisi U-235. Selain itu Thorium menghasilkan limbah radioaktif 10 sampai 10.000 kali lebih panjang daripada Uranium sehingga limbah radioaktif dari Thorium dapat di manfaatkan kembali sebagai sumber energi.. Untuk itu perlu adanya suatu gagasan mengenai pemanfaatan logam thorium atau limbah thorium sebagai bahan bakar kendaraan yang ramah lingkungan. 1.2 TUJUAN Tujuan dari penulisan karya ilmiah ini adalah untuk menciptakan gagasan mengenai bahan bakar kendaraan yang ramah lingkungan menggunakan bahan bakar nuklir dari logam Thorium sebagai upaya untuk mengurangi tingkat pemanasan global dari penggunaaan bahan bakar fosil. 1.3 PENDEKATAN MASALAH 1.

2.

PEMECAHAN

Bagaimana memanfaatkan Thorium menjadi bahan bakar nuklir untuk kendaraan yang ramah lingkungan ? Bagaimana dampak yang di timbulkan dari penggunaan bahan bakar nuklir Thorium terhadap lingkungan sekitar ?

1.4 HIPOTESIS Pemanfaatan Thorium sebagai bahan bakar nuklir yaitu Thorium akan di dorong dengan sebuah akselator yang akan menghasilkan energi panas. Energi panas yang di hasilkan tersebur akan memanaskan air dan menghasilkan uap dalam sistem Close-loop. Uap tersebut akan menggerakkan turbin dan memutar generator untuk menghasilkan listrik. Untuk melindungi dari radiasi ringan Thorium maka digunakan lembaran aluminium foil dan elemen tersebut tidak dapat menjadi bahan senjata sehingga sangat cocok sebagai sumber tenaga kendaraan. Dengan menggunakan 8 gram Thorium di perkirakan mampu menggerakkan mobil hingga jarak 300 mil atau sekira 482803.2

km. Penggunaan Thorium sebagai bahan bakar kendaraan dapat dijadikan alternatif yang ramah lingkungan karena dengan

menggunakan bahan bakar nuklir, tidak ada sama sekali menghasilkan gas karbondioksid

BAB II PEMBAHASAN

akhir abad 20, gerakan menentang energi nuklir mulai dilakukan. Hal ini didasarkan ketakutan adanya nuclear accident dan ketakutan tentang bahaya radiasi dari nuklir itu sendiri, serta kekhawatiran akan kebocoran dari sistem penyimpanan nuklir. Gerakan tersebut makin gencar setelah adanya kecelakaan nuklir di Three mile Island dan Chernobyl. Sejauh ini, energi nuklir adalah sumber energi yang yang paling padat dari semua sumber energi di alam ini yang bisa dikembangkan manusia. Artinya, kita dapat mengekstrak lebih banyak panas dan listrik dari jumlah yang diberikan dibandingkan sumber lainnnya dengan jumlah yang setara. Sebagai pembanding, 1 kg batu bara dan uranium yang sama2 berasal dari perut bumi. Jika kita mengekstrak energi listrik dari 1 kg batubara, kita dapat menyalakan lampu bohlam 100W selama 4 hari. Dengan 1 kg uranium, kita dapat menyalakan bohlam paling sedikit selama 180 tahun.

2.1 ENERGI NUKLIR Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha dan menghasilkan panas. Ada bermacam-macam sumber energi yang te rdapat dialam ini. Pada hakekatnya sumber energi ini dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu fosil, renewable dan nuklir (fissile). Bahan bakar fosil terbentuk secara geologi da n tak dapat dengan cepat terpebarukan (non renewable) contohnya minyak bumi, batubara, bitumen, gas alam, oil shale dan tar sands. Sumber energi renewable seperti biomasa, tenaga air, angin, matahari, panas bumi dan energi laut. Sumber energi nuklir terutama adalah uranium dan thorium

Energi Nuklir adalah energi yang dihasilkan dengan mengendalikan reaksi nuklir. “Energi nuklir merupakan salah satu sumber energi di alam ini yang diketahui manusia bagaimana mengubahnya menjadi energi panas dan listrik. Percobaan pertama yang berhasil untuk energi nuklir dilakukan oleh fisikawan jerman Otto Hanh, Lise Meiner, dan Fritz Strassman pada tahun 1938. Setelah itu, pada tahun 1942 Enrico Fermi menemukan reaksi berantai dari nuklir yang menghasilkan energi tinggi dengan menggunakan bahan Plutonium. Energi nuklir sebagai pembangkit listrik dengan menggunakan reaktor nuklir pertama kali digunakan pada tanggal 20 Desember 1951 di dekat kota arco, Idaho (Ruslan,2003). Pada


Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi. Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia. Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi

adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium) Di dalam inti atom nuklir terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperan penting, yaitu gaya nuklir kuat, gaya elektromagnetik dan gaya nuklir ringan pada jangka panjang. Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua jenis reaksi, reaksi fisi dan reaksi fusi (Hari,2009). Reaksi fusi nuklir hanya terjadi pada temperatur yang sangat tinggi, hingga mencapai temperatur matahari dengan tekanan berjuta kali tekanan atmosfer. Pada kondisi tersebut, materi berada pada keadaan plasma dimana materi berupa ion yang bergerak sangat cepat. Pada fase plasma inilah reaksi fusi nuklir berlangsung. Temperatur plasma dapat mencapai seratus juta derajat celcius, sehingga tidak mungkin menggunakan suatu reaktor yang bersentuhan langsung dengan plasma. Pada kenyataannya, reaksi fusi nuklir dilakukan di dalam kontainer yang berupa medan magnet. Hal ini dapat dilakukan karena plasma merupakan partikel bermuatan sehingga dapat berinteraksi dengan medan magnet. Metode lain yang digunakan adalah Inertial Confinement dimana suatu bahan bakar fusi nuklir diinisiasi oleh laser berenergi tinggi secara bertahap. Bahan bakar fusi nuklir ini dimasukkan ke dalam reaktor lalu ditembak dengan laser berenergi tinggi sehingga reaksi berlangsung seketika. Hingga saat ini, reaksi fusi nuklir belum dianggap menguntungkan karena besarnya energi yang dibutuhkan untuk menginisiasi reaksi nuklir. Jika proses tersebut dapat dibuat efisien, maka reaktor fusi nuklir memiliki beberapa keuntungan (Hari, 2009). Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia. Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit


listrik tenaga nuklir. Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

2.2 BAHAN BAKAR NUKLIR Terdapat dua jenis bahan bakar nuklir, yaitu Bahan Fisil dan Bahan Fertil. Bahan fisil adalah unsur/atom yang langsung dapat memberikan reaksi pembelahan apabila apabila dirinya menangkap neutron. Contoh bahan fisil adalah Uranium-233, Uranium235, Plutonium-239 dan Plutonium-241. Sedangkan Bahan Fertil adalah unsur/atom yang menangkap neutron tidak dapat langsung membelah, namun membentuk bahan fisil. Contoh bahan fertil adalah Thorium-232 dan Uranium-238. Pada kenyataannya, sebagian besar bahan bakar nuklir yang ada di alam adalah bahan fertil. Sebagai contoh, isotop thorium di alam 100% bahan fertil (Th-232), sedangkan isotop Uranium hanya 0,7% saja yang merupakan bahan fisil (U-235), selebihnya sebesar 99,35% merupakan bahan fertil (U-238) (Hari,2009). Karena alasan fisis, elemen bakar suatu reaktor dibuat dengan kadar isotop fisilnya lebih besar dari kondisi alamnya (disebut dengan isotop yang diperkaya). Sebaliknya, untuk kadar isotop fisil yang lebih kecil dari kondisi alamnya, disebut sebagai isotop yang susut kadar (biasanya ditemui pada elemen bakar bekas). Pada dasawarsa terakhir ini, elemen bakar banyak dikembangkan dalam bentuk silisida. Contoh elemen silisida yang banyak dipakai adalah UO24, U3O8-Al, UzrH, U3Si2-Al dan lainlain. Tujuan utama dibuat campuran tersebut adalah agar diperoleh elemen bakar yang nilai bakarnya tinggi, titik lelehnya tinggi, penghantaran panasnya baik, tahan korosi, serta mampu menahan produk fisi yang terlepas. 2.3 REAKSI FISI Reaksi fisi nuklir adalah proses pembelahan inti atom menjadi dua inti atom

yang lebih kecil. Reaksi ini menghasilkan foton dan neutron bebas (dalam bentuk sinar gamma) serta melepaskan energi yang sangat besar. Dua inti yang dihasilkan umumnya memiliki ukuran yang sama, dengan rasio massa 3:2 untuk isotop fisil (Parmanto, 2007). Fisi elemen berat merupakan reaksi eksotermik yang dapat melepaskan energi besar, baik radiasi elektromagnetik maupun energi kinetik pecahan. Agar fisi dapat menghasilkan energi, jumlah energi pengikat unsur yang dihasilkan harus lebih besar dari unsur awal. Fisi merupakan salah satu bentuk transmutasi nuklir karena pecahan yang dihasilkan tidak sama dengan unsur atom awal (Parmanto, 2007). Saat fisi nuklir berada dalam fase peluruhan radioaktif, reaksi dapat muncul tanpa penembakan neutron. Tipe ini disebut dengan fisi spontan dan jarang terjadi, kecuali pada jenis isotop yang berat. Pada alat yang berteknologi nuklir, semua fisi nuklirnya merupakan sebuah proses yang dijalankan oleh penembakan yang dihasilkan dari tabrakan 2 partikel subatomik. Fisi nuklir sama sekali berbeda dengan reaksi nuklir lainnya. Fisi nuklir dapat diperkuat dan dapat dikontrol melalui reaksi rantai nuklir. Dalam sebuah reaksi, setiap neutron yang dilepaskan dapat menyebabkan reaksi fisi lainnya, sehingga akan melepaskan lebih banyak neutron lagi dan lebih banyak menghasilkan reaksi fisi lagi (Parmanto,2007). 2.4 REAKSI FUSI Fusi nuklir merupakan sebuah proses saat dua inti bergabung menjadi satu, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Proses penggabungan inti nuklir membutuhkan energi yang sangat besar, namun energi yang dihasilkan saat kedua inti telah bergabung lebih besar lagi dan begitu seterusnya. Energi yang dilepas dari reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang menggabungkan kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom (Hari, 2009). Fusi nuklir terjadi di alam bebas pada aktivitas bintang atau matahari. Saat ini, reaksi fusi buatan manusia sudah umum terjadi, meskipun sekarang belum semua


teknologi tentang sumber pembangkit tenaga nuklir dikuasai oleh manusia. Apabila rangkaian reaksi fusi menjadi tak terkontrol, maka reaksi akan menghasilkan ledakan termonuklir yang biasa disebut dengan Hydrogen Bomb (Parmanto, 2007). 2.5 SUMBER RADIASI Berdasarkan asalnya sumber radiasi pengion dapat dibedakan menjadi dua yaitu sumber radiasi alam yang sudah ada di alam ini sejak terbentuknya, dan sumber radiasi buatan yang sengaja dibuat oleh manusia untuk berbagai tujuan. 1. Sumber Radiasi Alam Radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi alam disebut juga sebagai radiasi latar belakang. Radiasi ini setiap harinya memajan manusia dan merupakan radiasi terbesar yang diterima oleh manusia yang tidak bekerja di tempat yang menggunakan radioaktif atau yang tidak menerima radiasi berkaitan dengan kedokteran atau kesehatan. Radiasi latar belakang yang diterima oleh seseorang dapat berasal dari tiga sumber utama yaitu : a. Sumber radiasi kosmis Radiasi kosmis berasal dari angkasa luar, sebagian berasal dari ruang antar bintang dan matahari. Radiasi ini terdiri dari partikel dan sinar yang berenergi tinggi dan berinteraksi dengan inti atom stabil di atmosfir membentuk inti radioaktif seperti Carbon -14, Helium-3, Natrium -22, dan Be-7. Atmosfir bumi dapat mengurangi radiasi kosmik yang diterima oleh manusia. Tingkat radiasi dari sumber kosmik ini bergantung kepada ketinggian, yaitu radiasi yang diterima akan semakin besar apabila posisinya semakin tinggi. Tingkat radiasi yang diterima seseorang juga tergantung pada letak geografisnya. b. Sumber radiasi terestrial Radiasi terestrial secara natural dipancarkan oleh radionuklida di dalam kerak bumi. Radiasi ini dipancarkan oleh radionuklida yang disebut primordial yang ada sejak terbentuknya bumi. Radionuklida yang ada dalam kerak bumi terutama adalah deret Uranium, yaitu

peluruhan berantai mulai dari Uranium238, Plumbum-206, deret Actinium (U235, Pb-207) dan deret Thorium (Th-232, Pb-208). Radiasi teresterial terbesar yang diterima manusia berasal dari Radon (R222) dan Thoron (Ra-220) karena dua radionuklida ini berbentuk gas sehingga bisa menyebar kemana-mana. Tingkat radiasi yang diterima seseorang dari radiasi teresterial ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain bergantung pada konsentrasi sumber radiasi di dalam kerak bumi. Beberapa tempat di bumi yang memiliki tingkat radiasi diatas rata-rata misalnya Pocos de Caldas dan Guarapari di Brazil, Kerala dan Tamil Nadu di India, dan Ramsar di Iran. c. Sumber radiasi internal yang berasal dari dalam tubuh sendiri Sumber radiasi ini ada di dalam tubuh manusia sejak dilahirkan, dan bisa juga masuk ke dalam tubuh melalui makanan, minuman, pernafasan, atau luka. Radiasi internal ini terutama diterima dari radionuklida C-14, H-3, K40, Radon, selain itu masih ada sumber lain seperti Pb-210, Po-210, yang banyak berasal dari ikan dan kerang-kerangan. Buah-buahan biasanya mengandung unsur K-40. 2. Sumber Radiasi Buatan Sumber radiasi buatan telah diproduksi sejak abad ke 20, dengan ditemuk-annya sinar-X oleh WC Rontgen. Saat ini sudah banyak sekali jenis dari sumber radiasi buatan baik yang berupa zat radioaktif dan sumber pembangkit radiasi (pesawat sinar-X dan akselerator). Radioaktif dapat dibuat oleh manusia berdasarkan reaksi inti antara nuklida yang tidak radioaktif dengan neutron atau biasa disebut sebagai reaksi fisi di dalam reactor atom. Radionuklida buatan ini bisa memancarkan radiasi alpha, beta, gamma dan neutron. Sumber pembangkit radiasi yang lazim dipakai yakni pesawat sinar-X dan akselerator. Proses terbentuknya sinar-X adalah sebagai akibat adanya arus listrik pada filamen yang dapat menghasilkan awan


elektron di dalam tabung hampa. Sinar-X akan terbentuk ketika berkas elektron ditumbukan pada bahan target. 2.6 NUKLIR SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK Pembangkit Listrik tenaga Nuklir adalah sebuah pembangkit daya thermal yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panas. Prinsip kerja sebuah PLTN hampir sama dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap, menggunakan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin yang diubah menjadi energi listrik. Perbedaannya adalah sumber panas yang digunakan, PLTN menggunakan Uranium sebagai sumber panasnya. Daya sebuah PLTN berkisar antara 40 MWe sampai mencapai 2000 Mwe. Sampai tahun 2005, terdapat 441 PLTN yang beroperasi di dunia, yang secara keseluruhan menghasilkan daya sekitar 1/6 dari energi listrik dunia (Parmanto,2007). Dalam sebuah reaktor nuklir, butiran Uranium yang sudah diperkaya disusun dalam sebuah balok dan dikumpulkan dalam sebuah bundelan (reaktor). Bundelan tersebut direndam dalam air sebagai pendingin dalam sebuah bejana tekan. Bundelan Uranium yang digunakan pada reaktor nuklir berada pada keadaan superkritis yang menyebabkan Uranium menjadi panas dan meleleh dengan mudah. Untuk mencegahnya, dibuat sebuah balok kontrol dengan bahan yang menyerap neutron. Balok kontrol dimasukkan ke dalam bundelan Uranium dengan menggunakan sebuah mekanisme yang dapat menaikkan dan menurunkan balok kontrol tersebut. Pengangkatan dan penurunan balok untuk mengatur jumlah reaksi nuklir (Parmanto,2007). Bundelan Uranium digunakan sebagai sumber energi panas yang sangat tinggi. Panas ini dapat mengubah air menjadi uap air yang yang digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang memutar rotor pada generator. Berdasarkan hukum Faraday, putaran rotor dikonversi menjadi tenaga listrik. Dalam beberapa reaktor, uap air akan mengalami tahap kedua sebagai pengubah panas medium untuk mengubah air menjadi uap air yang menggerakkan turbin.

Keuntungan dari desain ini adalah air atau uap air yang tercemar bahan radioaktif tidak akan mengenai turbin. Dalam reaktor nuklir yang sama, fluida pendingin dalam kontak dengan inti reaktor dapat berupa gas karbondioksida atau logam cair (sodim, potasium). Tipe reaktor ini menerima inti Uranium untuk beroperasi pada suhu yang lebih tinggi (Parmanto,2007). Energi nuklir merupakan sumber energi alternatif paling kontroversial di muka bumi. Sumber energi ini mampu menjadi sesuatu yang sangat berguna bagi umat manusia sekaligus menjadi musibah terbesar bagi dunia. Namun demikian apabila sumber energi nuklir dikembangkan secara seksama untuk mensejahterakan manusia, maka energi nuklir akan sangat bermanfaat. Sejarah pengembangan energi nuklir masih berkaitan dengan fungsinya sebagai senjata pemusnah massal. Dewasa ini reaktor nuklir sebagai pembangkit listrik telah menjadi sesuatu yang umum ditemukan di negara-negara dunia pertama. Keunggulan energi nuklir sebagai sumber energi alternatif terletak pada jumlah energi yang bisa dihasilkan dari pembelahan inti atom bahan bakar nuklir, biasanya uranium atau plutonium, dalam sebuah reaktor nuklir. Jumlah energi yang bisa dihasilkan oleh sebuah reaktor sangat beragam, tergantung berapa banyak jumlah bahan bakar yang digunakan. Energi nuklir dihasilkan dengan memperlambat energi dari pembelahan inti atom untuk menghasilkan uap. Uap tersebut kelak akan menghasilkan arus listrik untuk keperluan masyarakat. Ketidakberuntungan dalam PLTN dapat menimbulkan masalah yang besar, diantaranya (Parmanto, 2007): · Penambangan dan pemurnian Uranium, berdasarkan sejarah tidak mempunyai proses yang cukup bersih. · Penggunaan PLTN yang tidak tepat dapat menimbulkan masalah yang besar, seperti pada kasus Chernobyl. · Limbah PLTN merupakan racun yang dapat bertahan dalaam ratusan tahun, hal ini tidak aman jika fasilitas penyimpanan yang digunakan tidak permanen.


Adapun dampak positif dan negatif dari penggunaan energi nuklir, yaitu : a. Bagi kesehatan -Efek positif Nuklir bagi dunia kesehatan adalah untuk mendiagnosa penyakit sekaligus sebagai terapi dari suatu penyakit. Henry Bacquerel adalah seorang penemu radioaktivitas yang membuka cakrawala nuklir untuk dunia kesehatan. Adapula Wilhelm Rontgen sebagai penemu sinar X yang saat ini digunakan di dunia kedokteran untuk mengetahui penyakit dari pasien,dan alat ini saat ini dikenal sebagai Rontgen. Selain itu juga ada Marie Currie yang merupakan penemu dari radioisotope Radium, sebagai alat untuk pengobatan kanker, yang dikenal sebagai Brakiterapi. Radioisotop juga untuk mendiagnosa penyakit dengan memanfaatkan instrument yang disebut Pesawat Gamma Kamera. -Efek negatif Nuklir pada dasarnya memiliki manfaat yang luar biasa besarnya bagi kehidupan umat manusia, karena nuklir merupakan salah satu pengganti energi fosil yang saat ini sudah jarang dijumpai atau relatif terbatas. Tidak hanya itu, nuklir juga sangat bermanfaat bagi dunia kesehatan. Salah satunya adalah untuk mendiagnosa suatu penyakit, dan juga untuk terapi penyakit kanker. Akan tetapi nuklir juga memiliki efek negatif yang sangat berbahaya bagi kehidupan manusia, terutama dari segi kesehatan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi dampak negatif dari radiasi nuklir, yaitu seberapa banyak sinar radiasi mengenai kita, seberapa dekat dengan sumber radiasi tersebut, seberapa lama terkena sinar radiasi. Dari ketiga faktor tersebut memiliki dampak yang sangat besar bagi seseorang yang terkena paparan radiasi nuklir secara terus menerus. Radiasi yang sangat tinggi dapat berakibat fatal terhadap kehidupan manusia. Walaupun pada saat ini tidak merasakan gejala yang ditimbulkan oleh radiasi, bukan berarti radiasi nuklir ini tidak berbahaya, karena radiasi dapat menimbulkan dampak jangka panjang yang lebih berbahaya. Gejala yang timbul akibat

radiasi nuklir yang sangat tinggi antara lain mual muntah, diare, sakit kepala, demam, pusing, mata berkunang- kunanglemah, letih, terjadi kerontokan rambut dan kebotakan, tekanan darah rendah, luka susah sembuh, selain itu pada embrio atau janin akan berakibat terjadinya keterbelakangan mental atau cacat, bahkan bias juga berakibat kematian. Dampak reaktor nuklir yang berkepanjangan biasanya dengan radiasi yang relatif rendah tetapi secara terus menerus. Adapun dampak dari paparan radiasi nuklir yang berkepanjangan adalah penuaan dini, gangguan sistem saraf dan reproduksi, serta terjadi mutasi genetika, dan juga kanker. Berbagai jenis kanker yang terjadi akibat dari radiasi nuklir salah satunya adalah kanker kulit,kanker darah, kanker kelenjar getah bening, dll. Secara alami tubuh manusia memiliki sistem untuk melindungi diri dari kerusakan sel akibat radiasi nuklir maupun zat kimia berbahaya lainnya. Akan tetapi, akibat dari radiasi nuklir yang tinggi dapat mengalahkan perlindungan ini. Namun hal ini bisa dikurangi dengan cara yang tersebut di atas yaitu dengan cara jangan terlalu dekat dengan sumber radiasi dan juga mengurangi potensi terkena radiasi nuklir. b. Bagi Lingkungan Pada dasarnya nuklir memberikan manfaat yang luar biasa terhadap kehidupan manusia di dunia ini. Persediaan energi fosil sudah mulai habis, dengan adanya energi nuklir ini di harapkan dapat membantu pemenuhan kebutuhan manusia akan energi. Selain itu, karena ketersediaan dari bahan dasar pembuat energi nuklir masih sangat melimpah. Dan kita akan mengurangi penggunaan energi fosil yang merusak struktur dari alam (Parmanto,2007). Ditinjau dari kesediaan bahan bakarnya, energi nuklir masih tersedia banyak dan dapat digunakan dalam pembangkit listrik untuk beberapa abad mendatang. Penggunaan nuklir pada operasi normal sangat bersih dan pada kondisi abnormal masih dapat diatasi dengan sistem pertahanan yang berlapislapis, sehingga zat radioaktif dapat dicegah untuk tidak keluar dari sisem pengukung reaktor mengelu. PLTN tidak mengeluarkan asap atau debu dari hasil pembakaran lewat cerobong sebagaimana halnya pembangkit


listrik tenaga batubara, minyak dan gas sehingga lebih ramah lingkungan. Selain itu pembangkit listrik dengan tenaga nuklir tidak ada proses pembakaran unsur karbon sehingga tidak menimbulkan emisi CO2, SOx, VHC, NOx, yang menjadi efek rumah kaca dan hujan asam (Ruslan,2003). 1.

Limbah Nuklir

Limbah nuklir merupakan hasil dari kegiatan manusia dalam pemanfaatan teknologi nuklir. Secara ilmiah, istilah limbah nuklir dikaitkan dengan segenap bahan yang tidak dapat digunakan lagi (didaur ulang), karena tingkat radioaktivitas bahan tersebut tidak mungkin dilepas atau dibuang langsung ke lingkungan. Dalam limbah nuklir terdapat unsur – unsur radioaktif yang mampu memancarkan radiasi. Limbah nuklir tidak akan dibuang ke lingkungan karena radiasi yang dipancarkan berpotensi memberikan efek merugikan terhadap kesehatan manusia (Hari, 2009). Ditinjau dari sumbernya, 90 % dari volume limbah nuklir berasal dari kegiatan – kegiatan yang berkaitan dengan pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dan fasilitas daur ulang bahan bakar nuklir bekas, sedang 10 % volume limbah nuklir lainnya berasal dari penggunaan zat radioaktif di rumah sakit untuk keperluan diagnosa dan terapi, industri-industri yang memanfaatkan zat radioaktif untuk radiografi dan lembagalembaga penelitian untuk radioanalisis, perunut dan sebagainya. Beberapa aktivitas manusia yang dapat berperan sebagai sumber penghasil limbah nuklir yang potensial adalah : penambangan uranium, pengolahan bijih uranium, fabrikasi elemen bakar nuklir, pengoperasian reaktor nuklir, proses olah ulang bahan bakar nuklir bekas dan berbagai aktivitas dalam penelitian dan pengembangan bahan bakar nuklir. Pengoperasian reaktor nuklir pada suatu PLTN dapat mengeluarkan unsur-unsur radioaktif melalui proses fisi maupun aktivasi. Unsur-unsur tersebut dapat berada dalam bentuk padat, cair maupun gas. Unsur-unsur hasil fisi dapat dikelompokkan ke dalam unsur-unsur ringan dengan nomor massa dari 85 hingga 104 dan unsur-unsur berat dengan nomor massa 130 hingga 149. Sebagian besar unsur-unsur hasil fisi bahan

bakar nuklir 235U mempunyai nomor massa dari 95 hingga 135 (Hari, 2009).

Pada pengoperasian fasilitas olah ulang selain HLW juga dihasilkan LRA aktifitas rendah.

Bahan atau sumber radioaktif biasanya berasal dari laboratorium riset yang menggunakan radioaktif. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari tambang dan pabrik konsentral biasanya tidak terlalu membahayakan karena dapat larut dalam air. Unsur – unsur yang merupakan bahaya utama dalam tambang uranium adalah radon dan turunannya.

Limbah Uranium dihasilkan dari proses konversi dan fabrikasi bahan bakar serta dari mesin sentrifugal pada saat proses pengayaan. Jenis limbah mempunyai waktu paro yag sangat panjang walaupun aktifitas radiasinya rendah dan tidak dapat disimpan pada fasilitas penyimpanan dangkal.

Satu hal yang juga perlu diketahui bahwa reaktor nuklir menghasilkan limbah radioaktif yang memiliki aktivitas rendah. Laboratorium produksi radioaktif menghasilkan limbah aktivitas tinggi dengan jumlah besar bila memproses isotop hasil fisi. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian reaktor dapat berbentuk padat, cair dan gas. Limbah cair dapat dikelompokkan menjadi limbah organik dan non-organik. Berdasarkan tingkat radioaktifitasnya, limbah dapat dikelompokkan menjadi tingkat rendah, dan asalnya dikelompokkan menjadi HLW (High Level Waste) dan LLW (Low Level Waste). HLW (High Level Waste) dihasilkan dari pemisahan uranium dan plutonium dari bahan bakar bekas pada fasilitas olah ulang. Sebagian besar radionuklida HLW berasal dari unsur hasil belahan yang diperoleh dari proses ekstrosi uranium dan plutonium hasil penguraian bahan bakar bekas. Limbah ini disebut limbah radioaktif cair tingkat tinggi yang akan distabilkan dengan cara vitrivikasi (blog gelas) sebagai LRA tingkat tinggi (HLW). Sedangkan LLW (Low Level Waste) adalah limbah yang dihasilkan dari proses dismatling dan pengoperasian PLTN, terutama nuklitida yang memancarkan beta dan gamma dengan waktu pendek. Limbah jenis ini akan disimpan pada fasilitas penyimpanan tanah dangkal seperti yang ada di Rokkashomura-Jepang. Pada limbah hasil dismatling terdapat rentang tingkat radioaktifitas yang lebar, dan dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu tinggi (pemancar beta-gamma), sedang, dan rendah.


Aplikasi radio isotop mencangkup bidang yag sangat luas, misalnya dalam bidang kedokteran (diagnostik dan terapi), farmasi (sebagai perunut), serta industri. Dari kegiatan tersebut dihasilkan limbah radioaktif. Sedangkan limbah yang berasal dari laboratorium (pusat riset, universitas, swasta) yang berhubungan dengan penelitian seperti penggunaan sumber radiasi, bahanbahan reaktor, fasilitas pengolahan bahan bakar, disebut sebagai limbah laboratorium. Limbah tersebut akan disimpan dalam sistem penyimpanan sederhana pada fasilitas tanah dangkal. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian fasilitas nuklir, sangat bervariasi baik jenis, bentuk maupun tingkat radioaktivitasnya. Pada proses penyimpanan, keselamatan merupakan syarat utama, dan pengelompokannya disesuaikan dengan konsentrasi, jenis material radioaktif dan kondisi limbah. Limbah radioaktif dikelompokkan berdasarkan bentuknya, dapat berupa cair, padat dan gas. Pelepasan paparan radiasi ke lingkungan dikendalikan agar konsentrasi limbah selalu berada pada nilai ambang batas yang diizinkan. Proses pengolahan limbah cair dan padat diupayakan dengan cara meminimalkan limbah melalui proses reduksi volume dan solidifikasi. Limbah dari fasilitas radioisotop dan laboratorium mempunyai aktivitas jenis radionuklida yang bervariasi. Pengelolaan dan pemisahan berbagai jenis radionuklida yang terkandung dalam limbah tergantung dari bentuk limbah. Berdasarkan umur paro, radionuklida pemancar beta dan gamma mempunyai umur paro pendek dan aktivitas rendah. Penyimpanan tanah dangkal merupakan cara yang sederhana untuk menunggu berkurangnya tingkat radioaktivitas limbah radioaktif. Limbah radioaktif berumur paro pendek disimpan

pada sistem penyimpanan tanah dangkal. Sedangkan penyimpanan limbah radioaktif aktivitas tinggi perlu mempertimbangkan situasi dan kondisi penelitian dan pengembangan yang dilakukan di masingmasing negara. Penyimpanan limbah nuklida pemancar alfa yang berumur paro panjang mengacu pada limbah uranium serta limbah yang mengandung TRU. Sebagai pertahanan lapis pertama, yaitu pencegahan kondisi abnormal yang harus diimplementasikan sejak perancangan system dan komponen. Sistem dan komponen reaktor harus memenuhi prosedur administrasi dan jaminan kualitas. Untuk mencegah terjadinya kesalahan operasi dan prosedur yang membawa pengaruh sangat besar pada keselamatan reaktor harus digunakan material yang berkualitas tinggi dan andal, sehingga dapat diwujudkan sistem fail-safe dan system interlock. Yang disebut fail-safe adalah jika sistem mengalami kerusakan sebagian, sistem pengaman akan bekerja otomatis. Contoh pada sistem batang kendali yang jika terjadi abnormalitas maka akan bergerak secara otomatis dengan gaya gravitasi. Sedangkan yang disebut dengan sistem interlock adalah sistem yang dapat secara otomatis mengunci untuk mencegah suatu tindakan seorang operator yang dapat menyebabkan kondisi abnormal/kecelakaan. Sebagai pertahanan keselamatan lapis kedua, yaitu ” pencegahan berkembangnya kondisi abnormal menjadi kecelakaan”. Ini berari kondisi abnormal harus dicegah perkembangannya, misalnya menemukan abnormalitas secara cepat, dan jika telah terjadi kondisi abnormal, agar tidak berkembang lebih jauh harus dilakukan perlakuan khusus, misalnya reaktor harus dimatikan. Sebagai contoh kasus misalnya oleh karena suatu sebab tekanan didalam reactor meningkat dengan tiba-tiba, harus segera dilakukan pemeriksaan segera dan secara otomatis batang kendali disisipkan kedalam teras reaktor, sehingga reaktor dipaksa untuk berhenti. Berbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi pekerja dan anggota masyarakat dari bahaya radiasi ini. Sistem keselamatan reaktor dirancang mampu menjamin agar unsur-unsur radioaktif di


dalam teras reaktor tidak terlepas ke lingkungan. Agar unsur-unsur hasil fisi tetap dalam keadaan terkungkung, maka reaktor nuklir memiliki sistem keamanan yang ketat dan berlapis-lapis.

Tabel. 2.6 Perbandingan Uranium dan Thorium

2.7 THORIUM Unsur Thorium ditemukan pada tahun 1828 dan namanya diambil dari Thor, nama Dewa Petir bangsa Viking atau Norseman.Thorium murni adalah logam perak-putih yang stabil dan mempertahankan berkilau selama beberapa bulan. Ketika terkontaminasi dengan udara menjadi thorium dioksida perlahan berubah menjadi abu-abu dan akhirnya hitam. Sifat fisik thorium sangat dipengaruhi oleh tingkat kontaminasi dengan oksida. Spesimen paling murni sering mengandung beberapa persepuluh persen oksida. Thorium murni lembut, sangat ulet dan dapat cold-rolled, swaged dan ditarik. Thorium adalah dimorfik dapat berubah pada temperatur1360°C. Logam thorium bubuk sering piroforik dan membutuhkan penanganan yang cermat. Ketika dipanaskan di udara, logam thorium menyala dan membakar cemerlang dengan cahaya putih. Thorium memiliki salah satu dari berbagai elemen cair terbesar pun, 2946° C, antara titik leleh dan titik didih. logam

Thorium adalah paramagnetik keadaan dasar dari 6d2 7s2.

dengan

Di alam, bisa dikatakan semua thorium adalah thorium-232, dan mempunyai waktu paruh sekitar 14.05 milyar tahun. Jumlah thorium di kulit bumi diperkirakan sekitar empat kali lebih banyak dari uranium. Saat ini Thorium biasanya digunakan sebagai elemen dalam bola lampu dan sebagai bahan campuran logam. Thorium perlahan meluruh dengan

memancarkan sebuah partikel alpha. Waktu paruh dari thorium-232 adalah sekitar 14,05 miliar tahun. Hal ini diperkirakan sekitar tiga sampai empat kali lebih banyak dari pada uranium di kerak bumi. Thorium merupakan produk sampingan dari ekstraksi tanah langka dari pasir monasit. Awal penggunaan thorium sebagai bahan yang

(mengurangi biaya bahan bakar) dan kelimpahan relatif (karena beberapa negara, termasuk India, memiliki cadangan besar dari uranium-thorium). Banyak negara di seluruh dunia mulai mempertimbangkan rencana untuk menggunakan thorium sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir karena keamanannya dan ketersediaan bahan baku yang lebih banyak di banding uranium. Thorium dapat terbakar lebih lama dan suhu lebih tinggi untuk mendapatkan efisiensi lebih banyak dibanding bahan bakar konvensional lainnya, termasuk penggunaan bahan bakar, tidak perlu mengemas limbah, dan secara signifikan mengurangi isotop radioaktif yang memiliki waktu paruh yang lama. Sebagai perbandingan, 1 kilogram thorium akan menghasilkan energi yang setara dengan yang dihasilkan oleh 300 kilogram uranium atau 3,5 juta kilogram batubara, tanpa efek lingkungan dari batubara di atmosfir atau resiko yang berhubungan dengan limbah uranium. Thorium menghasilkan limbah 90% lebih sedikit dibanding uranium, dan hanya membutuhkan sekitar 200 tahun untuk menyimpan limbahnya, dibanding uranium yang membutuhkan waktu 10.000 tahun untuk menyimpan limbahnya. 2.8 THORIUM SEBAGAI BAHAN NUKLIR RAMAH LINGKUNGAN

memancarkan cahaya dalam gas atau sebagai bahan paduan dalam beberapa logam. Penggunaan ini mengalami penurunan karena kekhawatiran tentang radioaktivitasnya. Thorium-232 digunakan untuk pemuliaan bahan bakar nuklir uranium-233, contohnya dalam percobaan reaktor cairgaram (MSR) yang dilakukan di Amerika Serikat 1964-1969. Sebagian besar pengujian awal reaktor ditutup. Namun, negara-negara termasuk Rusia, India dan Cina, memiliki rencana untuk menggunakan thorium untuk tenaga nuklir. Hal ini disebabkan masalah keamanan, kelimpahan yang tinggi mutlak


Thorium merupakan bahan bakar nuklir yang lebih unggul dari uranium di hampir semua aspek. Namun memang belum banyak didengar. Jika ada istilah nuklir hijau, maka thorium-lah itu. Reaktor nuklir bertenaga thorium tidak pernah dapat meleleh. Hal ini karena thorium sedikit lebih ringan daripada uranium dan tidak fissile - artinya kita bisa menumpuknya dan tidak akan mengalami reaksi runaway berantai. Sebaliknya, kita perlu menyuntikkan energi ke dalam reaktor thorium agar menyala atau kick off. Beberapa desain menggunakan uranium atau plutonium sebagai pemicu kick off. Desain yang lebih aman lagi menggunakan berkas partikel untuk memicu reaksi. Desain tersebut dikenal sebagai sistem acceleratordriven, reaktor menggunakan akselerator partikel untuk menghasilkan berkas proton

yang ditembakkan ke thorium, menghasilkan neutron. Thorium merupakan pilihan yang baik karena memiliki neutron-yield yang tinggi per neutron yang diserap. Jika ada masalah, kita dapat mematikan berkas, dan reaktor akan mendingin dengan sendirinya. Pelelehan dihindari dengan tidak melakukan apa-apa. Sedangkan untuk reaktor uranium, pada keadaan operasi normal, diperlukan intervensi konstan yang aktif untuk mencegah pelelehan atau meltdown. Oleh karena thorium lebih ringan dari uranium, maka thorium menghasilkan by-product limbah radioaktif tingkat tinggi yang lebih sedikit. Limbah ini umum dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir. Jika reaktor berbahan bakar uranium menghasilkan limbah berton-ton selama hidup reaktor, dan tetap beracun selama 10.000 tahun kedepan, maka reaktor thorium menghasilkan lebih sedikit limbah, yang tetap beracun hanya untuk sekitar 500 tahun kedepan. Jelas lebih aman dari Uranium. Sumber daya Thorium sendiri juga sangat berlimpah, jauh lebih banyak daripada uranium. Australia memiliki cadangan terbesar thorium di dunia, diikuti oleh India. Thorium langsung dapat diekstraksi dari tanah, dan jauh lebih aman terhadap lingkungan. International Atomic Energy Agency (IAEA) memperkirakan bahwa potensi sumber daya thorium adalah antara tiga dan empat kali lebih banyak daripada potensi sumber daya uranium dan juga jauh lebih efisien dalam siklus bahan bakar antara 100 dan 300 kali lebih efisien daripada reaktor standar light-water. Thorium juga tidak memerlukan pengayaan; sebagian besar uranium (sekitar 99,3 persen) yang ditambang dari tanah tidak cocok untuk reaktor nuklir, sehingga harus diproses di dalam alat sentrifugasi untuk mengekstraksi fissile uranium-235. Di sisi lain, thorium dapat digunakan langsung setelah diekstraksi dari tanah, artinya per ton galian tambang, dapat menghasilkan sekitar 40 kali lebih banyak energi dibandingkan dengan uranium. Singkatnya, thorium mudah didapat, dapat membangkitkan beban-dasar listrik tanpa risiko pelelehan atau meltdown, tanpa risiko proliferasi senjata seperti halnya uranium, menghasilkan jauh lebih sedikit limbah, dan ada beberapa desain reaktor yang


telah diuji dan terbukti bekerja. Saat ini beberapa negara berinvestasi dalam penelitian untuk membangun reaktor nuklir berbahan bakar thorium. Pemenang Nobel, Carlo Rubbia dari CERN (European Organization for Nuclear Research), telah meneliti tentang pengembangan penggunaan thorium sebagai alternatif yang murah, bersih dan aman sebagai pengganti uranium di reaktor. Rubbia menyatakan bahwa satu ton torium dapat menghasilkan energi sebanyak 200 ton uranium, atau 3.500.000 ton batubara. Salah satu pionir teknologi ini adalah fisikawan AS Alvin Weinberg dari Oak Ridge National Laboratory di Tennessee, yang membantu mengembangkan PLTN berbahan bakar cair pada tahun 1960. Perusahaan Norwegia Aker Solutions membeli paten dari Carlo Rubbia untuk siklus bahan bakar thorium, dan saat ini mengerjakan desain untuk akselerator proton. Menurut suatu sumber proyek ini menghabiskan $ 1,8 miliar dan dapat menghasilkan jaringan reaktor nuklir bawah tanah, dengan masing-masing unit menghasilkan sekitar 600 MW. Ukurannya yang kecil akan meniadakan instalasi keamanan besar yang umum disyaratkan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir berukuran penuh. Di bulan Mei 2010, periset dari universitas Ben-Gurion Israel dan Brookhaven National Laboratory di New York bekerjasama untuk membuat suatu siklus bahan bakar berkelanjutan untuk reaktor light water. Siklus bahan bakar berkelanjutan artinya, reaktor yang akan memproduksi dan mengkonsumsi jumlah bahan bakar yang sama, dimana hal ini tidak mungkin jika menggunakan uranium. Insinyur dari universitas Ben-Gurion tersebut mengatakan, "pilihan yang lebih baik adalah thorium, yang memiliki sifat yang lebih fleksibel dalam mendesain core reaktor." Beberapa ahli percaya bahwa energi yang tersimpan dalam thorium lebih besar dari energi yang tersedia dari gabungan semua energi fosil dan bahan bakar nuklir. China National Academy of Sciences mengumumkan sebuah inisiatif pada bulan Januari untuk mengembangkan teknologi reaktor thorium dengan jenis molten-salt reaktor. Penelitian ini akan dipimpin oleh Dr

Jiang Mianheng, lulusan Drexel University di bidang teknik listrik. Salah satu tujuan utama inisiatif menurut Wenhui News, adalah untuk mengamankan hak kekayaan intelektual global atas teknologi reaktor thorium. (http://www.den.go.id/)

2.9 THORIUM SEBAGAI BAHAN BAKAR KENDARAAN RAMAH LINGKUNGAN Thorium merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, penggunaannya sebagai sumber tenaga/energi juga tidak terbatas termasuk pada sumber energi kendaraan. Dengan tidak ada nya pelepasan gas CO2 dari penggunaan bahan bakar nuklir ini sehingga perlu pengembangan bahan bakar thorium sebagai bahan bakar nuklir untuk kendaraan yang ramah lingkungan. Sistem kerja dari penggunaan energi dari thorium sebagai sumber tenaga pada kendaraan yaitu thorium akan di reaksikan kedalam reaktor kecil yang di tempatkan di dalam mobil untuk menghasilkan energi panas. Energi panas tersebut akan memanaskan generator yang berisi air sehingga menguap. Uap tersebut akan menggerakkan turbin dan akan menghasilkan listrik secara kontiniu yang di gunakan untuk menjalankan mesin kendaraan. Reaktor tersebut di lapisi alluminium foil agar radiasi tidak terpancar ke luar reaktor. Sistem ini sangat efisien dan ramah lingkungan mengingat thorium juga merupakan limbah radioaktif dari sisa pengayaan uranium. Oleh karena itu perlu diadakan penelitian dan pengembangan mengenai bahan bakar kendaraan berbasis nuklir yang ramah lingkungan.


BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari karya ilmiah ini adalah bahwa penggunaan thorium sebagai sumber energi dan bahan bakar sangat efektif dan ramah lingkungan. Mengingat bahwa kandungan thorium di dunia sangat melimpah dan juga limbah thorium yang di hasilkan dari pengayaan uranium perlu untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi kembali agar limbah radioaktif thorium tidak membahayakan lingkungan dan manusia

3.2 SARAN Saran untuk penggunaan bahan bakar nuklir ini yaitu perlu diadakannya penelitian lebih lanjut tentang dampak penggunaan thorium sebagai bahan bakar kendaraan yang ramah lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

Hari, Bayu Sapta. 2009. Energi Nuklir, Pengertian dan Pemanfaatannya. http://netsains.com/2009/04/energi-nuklirpengertian-dan-pemanfaatannya. Diakses tanggal 20 september 2013 Harjanto, Nur Tri. Dampak Lingkungan Pusat Listrik Tenaga Fosil dan Prospek PLTN Sebagai Sumber Energi Listrik Nasional. Jakarta : Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, 2008.


Kolang, Jhoni. Peluang Energi Terbarukan Indonesia, Pengganti Energi Fosil. http://vibiznews.com/column/commodity/20 11/05/27/peluang-energi-terbarukanindonesia-pengganti-energi-fosil/.2011. Ruslan, Wahyudi, Eko Purwito Hidayat , Agus Rial dan Muhammad Shiddiq. Mengenal Reaktor Nuklir dan Manfaatnya. Jakarta : Batan.2003 http://esqnews.com/2011/berita/09/08/ilmuwanrancang-mobil-nuklir.html (di akses tanggal 20 september jam 12.00 WIB)

LAMPIRAN

Moltan Salt Reaktor



*Universitas Tanjungpura

Recommend Documents