Menjinakkan Sampah Atom

Elemen bakar nuklir yang telah digunakan, hanya mengandung sedikit unsur radioaktif kadar tinggi dengan waktu paruh amat panjang. Dalam satu ton elemen bakar nuklir yang sudah digunakan terkandung sekitar 9 kilogram Plutonium dan sekitar satu kilogram aktinida minor. Aktinida adalah unsur kimia trans uranium setelah unsur Aktinium yang bernomor atom 89.

"Aktinida ini pada sampah atom kadar tinggi menentukan kadar racun radioaktifnya", kata Dirk Bosbach dari pusat riste Jerman di Jülich. Terutama paparan radiokatif yang berbahaya dalam jangka panjang, memicu kecemasan para peneliti dalam mencari kemungkinan pembuangan akhir. Karena itu amat logis mengembangkan proses, yang menurunkan drastis kadar racun radioaktif, begitu alasan para peneliti.

Mulai 2014 akan dibangun instalasi ujicoba trans-mutasi di Mol Belgia. Di instalasi itu akan diujicoba, apakah dengan proses trans-mutasi, unsur radioaktif Plutonium dan aktinida minor dapat diubah menjadi produk unsur radioaktif dengan waktu paruh lebih pendek dan tidak terlalu beracun.

Prinsip serupa daur ulang elemen bakar nuklir

Untuk itu, mula-mula unsur radioaktifnya harus dipisahkan dari batangan elemen bakar. Prosedurnya tidak baru. Prinsipnya serupa dengan yang saat ini diterapkan di instalasi daur ulang elemen bakar nuklir, untuk memperoleh kembali Plutonium. Mula-mula batangan elemen bakar nuklir digiling menjadi butiran kecil dan diuraikan dengan bantuan pelarut asam sendawa"

Kebanyakan prosedurnya berbasis pada ekstraksi cairan dengan cairan", kata Andreas Geist dari Institut Teknologi Karlsruhe. "Dengan itu terdapat larutan elemen bakar dan sebuah lapisan pemisah minyak, yang tidak tercampur dengan air. Pada lapisan minyak terdapat apa yang disebut elemen penyeleksi yang dalam proses rumat, memisahkan aktinida dari larutan elemen bakar".

Dalam proses berikutnya, para peneliti kembali melarutkan aktinida yang diperoleh dari proses pertama dalam sebuah larutan air. Dengan menguapkan airnya akan diperoleh material yang dapat dibuat elemen bakar baru.

Reaktor trans-mutasi

Elemen bakar itu pada akhirnya dimasukkan ke instalasi trans-mutasi, yang mirip dengan reaktor atom berpendingin logam cair. Akan tetapi terdapat perbedaan prinsip, karena reaktor transmutasi bersifat tidak kritis. Artinya, tidak akan terjadi reaksi berantai yang dipicu neutron dari elemen radioaktif bersangkutan. Neutron cepat untuk memicu reaksi berantai harus dibubuhkan dari luar. Dengan begitu reaksi berantai dapat dikontrol dan dihentikan setiap saat.

Mula-mula para ilmuwan menembakkan Proton dari sebuah pemercepat partikel pada senyawa logam cair Timbal-Bismuth, untuk mengaktifkan pendinginan reaktor. "Dengan itu terjadi reaksi berantai yang memproduksi Neutron", kata Concetta Fazio, pakar fisika nuklir dari Institut Teknologi Karlsuhe.

"Neutron ini menabrak elemen bakar yang mengandung aktinida minor, dan terjadi reaksi berantai berikutnya, yang disebut trans-mutasi", tambahnya. Dengan begitu aktinida minor dihancurkan dan diubah menjadi produk unsur radioaktif dengan paruh waktu lebih pendek. 

Uranium alami sebagai referensi

"Kami mengambil referensi kadar racun radioaktif unusr uranium alami, yang kami tambang dari Bumi dan diproduksi sebagai elemen bakar", kata pakar nuklir Geist. "Jika aktinida dapat dipisahkan dan ditransmutasi sepenuhnya, kami dapat memperpendek waktu paruh hingga di bawah 1000 tahun", tambahnya.

Sebagai perbandingan, jika disimpan di tempat pembuangan akhir tanpa diolah terlebih dahulu dengan proses transmutasi, diperlukan waktu hingga 200.000 tahun hingga aktinida mencapai kadar racun radioaktif setingkat Uranium alami. 

Bagi manusia, 1000 tahun adalah jangka waktu yang terukur. Misalnya saja terdapat bangunan yang umurnya lebih dari 4000 tahun masih eksis, seperti piramida di Mesir misalnya. Sementara 100.000 tahun tidak ada yang dapat membayangkan apa yang akan terjadi dalam kurun waktu sepanjang itu. Karena itu, proses trans-mutasi untuk memperpendek waktu paruh peluruhan radioaktif menjadi amat logis, untuk mengurangi ancaman bahaya sampah radioaktif.

Fabian Schmidt/Agus Setiawan