PANAS DARI FISI NUKLIR
BAB 7 PANAS DARI FISI NUKLIR
7.1. Kembali ke Energi Nuklir Sampai tahun 2005, pembangkit listrik nuklir menyediakan 6.3% dari jumlah
energi dunia, dan 15% dari listrik terpasang dunia. Negara-negara sepertiAmerika Serikat, Perancis, dan Jepang menyumbang 56.5% dari seluruh energi nuklir dunia. Tahun 2007, IAEA melaporkan ada 439 reaktor nuklir yang dioperasikan di 31 negara di dunia. Pada bulan Desember 2009, jumlahnya turun menjadi 436 reaktor. Sejak energi nuklir komersial mulai digunakan tahun 1950an, tahun 2008 adalah tahun pertama dimana tidak ada satu pun reaktor nuklir yang dibangun, meskipun tahun berikutnya ada 2 reaktor baru lagi yang dibangun.
Penggunaan energi nuklir belakangan ini sedikit menurun sejak tahun 2007, turun 1.8% pada tahun 2009 menjadi 2558 TWh dengan menyumbang 13–14% kebutuhan listrik dunia. Salah satu faktor penyebabnya adalah karena penutupan reaktor besar di Jepang di Pembangkit listrik nuklir Kashiwazaki-Kariwa karena adanya Gempa Chūetsu 2007.
Amerika Serikat memproduksi paling banyak energi nuklir, dengan 19% dari konsumsi listrik mereka diambil dari nuklir. Sedangkan Perancis adalah negara pengguna nuklir dengan persentase terbesar- negara ini mengandalkan 80% kebutuhan listriknya pada tahun 2006 dari nuklir. Di Uni Eropa secara keseluruhan, energi nuklir menyediakan 30% kebutuhan listrik di kawasan itu. Peraturan energi nuklir di setiap negara Uni Eropa berbeda-beda. Contohnya, ada beberapa negara Uni Eropa seperti Austria, Estonia, Irlandia dan Italia, tidak mempunyai reaktor nuklir aktif. Di sisi lain, Perancis memiliki pembangkit nuklir dalam jumlah besar, ada 16 pembangkit nuklir multi-unit yang sekarang digunakan.
7.2. Bagaimana Reaksi Fisi Menghasilkan Energi Dalam fisika nuklir dan kimia nuklir, fisi nuklir adalah reaksi nuklir saat nukleus atom terbagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil (nuklei yang lebih ringan), yang seringkali menghasilkan foton dan neutron bebas (dalam bentuk sinar gamma), dan melepaskan energi yang sangat besar. Dua nuklei yang dihasilkan biasanya ukurannya sebanding, dengan rasio massa sekitar 3:2 untuk isotop fisil. Fisi yang biasanya terjadi adalah fisi biner, namun kadang-kadang (2 hingga 4 kali per 1000 peristiwa), tiga pecahan bermuatan positif dihasilkan dalam fisi ternari. Bagian terkecil dari ketiga nuklei ini ukurannya bervariasi antara sebesar proton hingga nukleus argon. Salah satu contoh nya adalah reaksi fisi U-235 seperti pada gambar
7.1. Reaksi nuklir energetik ini biasanya dipicu oleh neutron, meskipun kadang- kadang fisi juga dianggap sebagai salah satu bentuk peluruhan radioaktifspontan, terutama dalam isotop dengan nomor massa yang sangat besar. Komposisi hasil yang tak dapat diprediksi (yang bervariasi dalam kemungkinan yang beragam dan ketidakberaturan) membedakan fisi dari proses penerowongan kuantum murni seperti emisi proton, peluruhan alfa, danpeluruhan kluster, yang menghasilkan produk yang sama setiap saat.
Fisi elemen berat merupakan reaksi eksotermik yang dapat melepaskan energi yang besar, baik sebagai radiasi elektromagnetik maupun energi kinetikpecahan. Agar fisi dapat menghasilkan energi, jumlah energi pengikat dari unsur yang dihasilkan harus lebih besar daripada unsur awal. Fisi merupakan salah satu bentuk transmutasi nuklir karena pecahan yang dihasilkan tidak sama dengan unsur atom awalnya.
Gambar 7.1. Reaksi fisi berantai U-235.
Fisi nuklir menghasilkan energi listrik dan dimanfaatkan sebagai senjata. Pemanfaatan tersebut mungkin dilakukan karena substansi tertentu yang disebut bahan nuklir mengalami fisi saat terkena neutron fisi, dan lalu menghasilkan neutron saat mereka terbagi. Hal ini memungkinkan reaksi berantai yang melepaskan energi dalam tingkat yang terkontrol di reaktor nuklir atau dalam tingkat yang sangat cepat dan tak terkontrol dalam senjata nuklir.
Jumlah energi bebas yang dikandung dalam bahan bakar nuklir adalah jutaan kali jumlah energi bebas dalam bahan bakar kimia dengan massa yang sama (contohnya bensin), sehingga fisi nuklir merupakan sumber energi yang sangat padat. Akan tetapi, hasil dari fisi nuklir memiliki sifat radioaktif yang jauh lebih besar, sehingga menimbulkan masalah limbah nuklir. Kekhawatiran akan limbah nuklir dan daya hancur senjata nuklir telah memicu perdebatan.
7.3. Bagaimana Reaktor Nuklir Memproduksi Listrik Ketika sebuah nukleus atom uranium-235 atau plutonium-239 menyerap neutron dalam jumlah besar, maka hasilnya adalah fisi dari atom. Fisi menyebabkan atom terbelah menjadi 2 bagian atau lebih yang lebih kecil dengan energi kinetik dan juga melepaskan radiasi sinar gamma dan neutron bebas. Sebagian neutron lainnya diserap oleh atom lainnya dan membuat fisi lainnya, yang melepaskan lebih banyak neutron, dan seterusnya.
Reaksi rantai nuklir ini dapat dikontrol dengan menggunakan racun neutron dan moderator neutron, sehingga neutron yang bisa menyebabkan fisi ini jumlahnya bisa diubah-ubah. Reaktor nuklir memiliki sistem manual dan otomotis yang dapat menghentikan reaksi fisi dengan segera jika terdeteksi adanya kondisi yang tidak aman.
Ada banyak macam desain reaktor yang berbeda, menggunakan bahan bakar yang berbeda, sistem pendinginan yang berbeda desain, serta sistem kontrol yang berbeda pula, semuanya diatur sesuai dengan kebutuhan spesifik. Reaktor-reaktor di kapal selam bertenaga nuklir misalnya, membutuhkan uranium yang diperkaya dengan tinggi sebagai bahan bakar. Pemilihan bahan bakar ini dapat meningkatkan kekuatan reaktor dan memperpanjang usia pemakaian, tapi biayanya lebih mahal dan kemungkinan adanya kebocoran nuklir juga lebih tinggi.
Desain-desain terbaru untuk pembangkit nuklir, seperti contohnya Reaktor Generasi 4, sekarang terus menjadi subjek penelitian, dan mungkin akan betul-betul digunakan pada masa depan. Desain-desain ini terus diusahakan agar membuat reaksi fisi nuklir semakin bersih, aman, dan semakin kecil kemungkinan munculnya kebocoran nuklir, atau malah dikembangkan ke senjata nuklir. Keamanan pasif untuk reaktor nuklir (seperti ESBWR) sudah siap untuk dibuat. Desain-desain reaktor ini juga dibuat agar semakin tahan terhadap kesalahan-kesalahan pengoperasian yang dilakukan manusia. Sekarang ini para ilmuwan berusaha untuk mengembangkan reaktor fusi, yang nantinya diharapkan dapat mengurangi atau malah menghilangkan bahaya dari reaktor fusi sekarang ini. Reaktor fusi ini mungkin akan beroperasi pada masa depan.
Sistem pendingin akan mengeluarkan panas dari inti reaktor dan memindahkannya ke tempat lain, dimana panasnya ini dapat digunakan lagi untuk memproduksi listrik. Biasanya, cairan panas ini akan digunakan sebagai sumber panas untuk pendidih, dan panas bertekanan dari pendidih dapat digunakan untuk memberi tenaga pada turbin uap untuk menggerakkan generator elektrik. Diagram sederhana untuk menggambarkan kinerja sebuah reactor nuklir dalam menghasilkan energy listrik dapat dilihat pada gambar 7.2.
Gambar 7.2. Digram sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir
7.4. Tenaga Nuklir di Dunia Pemasangan energi nuklir untuk elektrifikasi tumbuh sangat cepat, dari sebelumnya kurang dari 1 gigawatt (GW) pada tahun 1960 menjadi 100 GW di akhir 1970-an, dan 300 GW di akhir 1980-an. Sejak akhir 1980-an pertumbuhannya mulai melambat sampai akhirnya mencapai 366 GW tahun 2005. Lebih dari dua pertiga pembangkit nuklir yang direncanakan akan dibangun, akhirnya dibatalkan setelah awal tahun 1970. Total ada 63 pembangkit yang dibatalkan di AS antara tahun 1975 dan 1980.
Selama tahun 1970-an dan 1980-an, biaya ekonomi naik (ditandai dengan banyaknya pembangunan baru) dan harga minyak mentah yang turun drastis membuat pembangkit nuklir tidak lagi menarik. Pertumbuhan energi listrik yang melambat dan adanya liberalisasi listrik juga menyebabkan kurangnya minat untuk membangun pembangkit baru.
Krisis minyak 1973 menyebabkan efek yang sangat drastis di beberapa negara, seperti Perancis dan Jepang, karena mereka mengandalkan minyak bumi sangat besar sebagai sumber bahan bakar pembangkit mereka (Perancis 39% dari total kebutuhan dan Jepang 73% dari total kebutuhan) sehingga mereka berinvestasi besar-besaran di nuklir. Saat ini, Perancis mengandalkan 80% kebutuhan listriknya dari nuklir dan Jepang mengandalkan 30% kebutuhan listriknya dari nuklir.
Beberapa oposisi lokal yang menolak energi nuklir mulai merebak di awal 1960-an, dan di akhir 1960-an beberapa anggota komunitas peneliti mulai memberikan perhatian mereka. Perhatian mereka mengarah ke kecelakaan nuklir, proliferasi nuklir, mahalnya pembangunan pembangkit nuklir, terorisme nuklir, dan limbah radioaktif. Awal tahun 1970-an, ada protes besar tentang pembangkit nuklir yang akan dibangun di Wyhl, Jerman. Akhirnya proyek ini dibatalkan tahun 1975, dan Beberapa oposisi lokal yang menolak energi nuklir mulai merebak di awal 1960-an, dan di akhir 1960-an beberapa anggota komunitas peneliti mulai memberikan perhatian mereka. Perhatian mereka mengarah ke kecelakaan nuklir, proliferasi nuklir, mahalnya pembangunan pembangkit nuklir, terorisme nuklir, dan limbah radioaktif. Awal tahun 1970-an, ada protes besar tentang pembangkit nuklir yang akan dibangun di Wyhl, Jerman. Akhirnya proyek ini dibatalkan tahun 1975, dan
Di pertengahan 1970-an, aktivitas anti nuklir menjadi daya tarik bagi para politisi lokal untuk mendapatkan simpati luas dai masyarakat, sehingga energi nuklir menjadi isu protes utama di kalangan publik. Di beberapa negara, debat energi nuklir ini "telah mencapai puncak intensitas dari semua kontroversi sepanjang sejarah teknologi." Di Perancis, antara tahun 1975 dan 1977, ada 175.000 orang dalam 10 kali demontrasi menolak adanya energi nuklir.
Di Jerman Barat, antara Februari 1975 dan April 1979, ada 280.000 orang dalam 7 demonstrasi berorasi di 7 lokasi nuklir. Beberapa lokasi itu juga dicoba untuk diduduki oleh mereka. Setelah adanya musibah Three Mile Island tahun 1979, 120.000 orang melakukan demonstrasi menolak energi nuklir di Bonn. Bulan Mei 1979, ada sekitar 70.000 orang, termasuk Gubernur California Jerry Brown, melakukan pawai menolak nuklir di Washington, D.C. Grup anti nuklir lainnya kemudian tumbuh di setiap negara yang memiliki energi nuklir. Di beberapa negara, para pemrotes ini juga memasang iklan-iklan mengenai isu nuklir dan energi.
Tumbuhnya kesadaran mengenai keselamatan dan kesehatan, ditambah musibah nuklir di Three Mile Island tahun 1979 dan Bencana Chernobyl tahun 1986, memainkan peran penting dalam penyetopan pembangunan pembangkit listrik nuklir baru di banyak negara.
Tidak seperti insiden Three Mile Island, bencana di Chernobyl yang lebih besar pada tahun 1986 tidak membawa banyak pengaruh bagi perubahan regulasi di negara-negara barat. Hal ini terjadi karena insiden di Chernobyl menggunakan reaktor yang memang hanya didesain di Uni Soviet, yang pada dasarnya memiliki banyak masalah. Sampai sekarang, masih banyak reaktor zaman Uni Soviet yang masih dipakai, hanya saja dengan banyak perubahan, misalnya dengan menggunakan uranium yang diperkaya lebih rendah, dan kontrol yang lebih ketat untuk menghindari adanya kecelakaan lain. Sebuah organisasi internasional, Asosiasi Dunia untuk Operator Nuklir, didirikan tahun 1989 untuk meningkatkan keselamatan dan pengembangan profesional bagi fasilitas nuklir. Gambaran tentang kondisi penggunaan tenaga nuklir di dunia dapat diamati pada gambar 7.3 dan 7.4.
Gambar 7.3. Gambaran reaktor yang aktif beroperasi (Desember 2005)
Gambar 7.4. Persentase penggunaan energi nuklir di beberapa Negara (November 2005)
7.5. Radioktivitas Radioaktivitas atau peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses "acak" (random) sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.
Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.
Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-reaksi tersebut disarikan dalam gambar 7.5 berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).
Gambar 7.5. Seri peluruhan U-235.
7.6. Mundur ke Belakang atau Maju ke Depan Pasca Perang Dunia II, kemungkinan digunakannya energi atom untuk penggunaan sehari-hari, tidak untuk perang, diusahakan secara meluas sehingga digunakan sebagai alasan agar semua penelitian nuklir tidak mesti diawasi oleh sebuah lembaga militer. Meski begitu, para peneliti tetap setuju kalau seorang sipil yang belajar nuklir membutuhkan sedikitnya satu dekade untuk dapat menguasai nuklir. Fakta lainnya adalah reaktor nuklir juga dapat digunakan untuk memproduksi senjata nuklir (plutonium) yang membuat pemerintahan di berbagai negara (termasuk Amerika Serikat, Britania Raya, Kanada, dan Uni Soviet) mencoba menerapkan aturan agar semua percobaan nuklir berada di bawah kontrol dan klasifikasi pemerintah. Di Amerika Serikat, penelitian reaktor berada di bawah Komisi Energi Atom Amerika Serikat, yang berlokasi di Oak Ridge, Tennessee, Situs Hanford, dan Laboratorium Nasional Argonne.
Pekerjaan mengenai nuklir terus berlanjut di Amerika Serikat, Kanada, Inggris, dan Uni Soviet di akhir 1940-an dan awal 1950-an. Listrik pertama yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk pertama kali terjadi pada tanggal 20 Desember 1950 di stasiun percobaan EBR-I dekat Arco, Idaho, dan berhasil memproduksi listrik sekitar 100 kW. Nuklir juga digunakan pada kapal selam Amerika Serikat, seperti pada kapal selam USS Nautilus milik AS yang diluncurkan tahun 1955. Tahun 1953, Presiden Amerika Dwight Eisenhower memberikan pidatonya yang berjudul "Atom untuk Perdamaian" di Perserikatan Bangsa-Bangsa, ia menginginkan agar pengembangan energi nuklir untuk tujuan "damai" dapat terealisasi dengan cepat.
7.7. Radioaktivitas dan Anda Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak serta merta diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali diamati oleh insinyur listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik (health physics); untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari.
Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun 1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini.
Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang memasarkan obat paten yang mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia memperingatkan efek radiasai pada tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie dikemudian hari meninggal akibat Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya ia terpapar Radium). Pada tahun 1930-an produk pengobatan yang mengandung bahan radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas.
7.8. Limbah Nuklir: Sekarang dan Besok Sekitar 5% dari bahan bakar nuklir direaksikan di dalam reaktor nuklir sampai bahan bakar tersebut tidak dapat digunakan lagi. Sekarang ini, para peneliti sedang melakukan percobaan bagaimana untuk mendaur ulang bahan bakar ini sehingga bisa mengurangi banyaknya limbah, dan juga menggunakan aktinida yang tersisa sebagai bahan bakar lagi (pemrosesan ulang ini telah dilakukan di beberapa negara).
Sebuah reaktor nuklir berkapasitas 1000-MWe akan menghasilkan sekitar 27 ton bahan bakar nuklir terpakai setiap tahunnya. Tapi, volume padatnya sendiri hanya sekitar 3 meter kubik jika diproses ulang. Bahan bakar nuklir terpakai yang sekarang dihasilkan oleh semua pembangkit nuklir komersial di Amerika Serikat dapat menutupi sebuah lapangan sepakbola setinggi satu meter.
Bahan bakar nuklir terpakai pada dasarnya bersifat sangat radioaktif dan harus ditangani secara matang. Tingkat radioaktif bahan-bahan ini akan berkurang secara bertahap seiring berjalannya waktu. Setelah 40 tahun, pancaran radioaktifnya 99.9% lebih rendah daripada saat bahan itu baru saja selesai digunakan. Tapi, sisa 0,1% radioaktif ini masih berbahaya. Setelah 10.000 tahun meluruh, barulah sisa bahan bakar nuklir ini tidak lagi berbahaya bagi kesehatan dan keamanan.
Ketika pertama kali diekstrak, bahan bakar nuklir terpakai disimpan di baskom terlindung yang terisi air, biasanya terletak secara on-site. Air tersebut digunakan untuk mendinginkan hasil reaksi fisi tersebut, dan melindungi dari proses radioaktif yang terus berjalan. Setelah beberapa tahun (biasanya 5 tahun untuk reaktor di AS), sisa bahan nuklir tadi telah mengalami pendinginan dan tingkat radioaktivitasnya sudah rendah, maka dipindahkan lagi ke tempat penyimpanan kering, dimana bahan bakar tadi disimpan di ruangan berdinding baja dan bata.
Sampai tahun 2007, Amerika Serikat sudah mengumpulkan lebih dari 50.000 metrik ton bahan bakar nuklir terpakai dari reaktor-reaktor nuklir mereka Tempat Sampai tahun 2007, Amerika Serikat sudah mengumpulkan lebih dari 50.000 metrik ton bahan bakar nuklir terpakai dari reaktor-reaktor nuklir mereka Tempat
Jumlah limbah tingkat tinggi yang banyak ini dapat dikurangi dengan proses ulang nuklir. Meski begitu, sifat radioaktifnya masih akan bertahan selama paling tidak 300 tahun (kalau aktinidanya dihilangkan) dan bisa memakan ribuan tahun kalau aktinidanya tidak dihilangkan. Masalah ini menjadi masalah dengan jangka waktu yang lama. Jika menggunakan Reaktor subcritical ataureaktor fusi, maka dapat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menyimpan limbahnya.
Menurut cerita penayangan 60 Minutes pada tahun 2007, energi nuklir membuat Perancis menjadi negara yang udaranya paling bersih di antara semua negara industri lainnya, dan juga biaya listriknya paling murah di antara semua negara Eropa. Perancis memproses ulang limbah nuklir sehingga massanya berkurang dan bisa memproduksi energi lagi. Meski begitu, artikel itu juga mengatakan bahwa, "Hari ini kita menyimpan berkontainer-kontainer limbah karena para peneliti yang sekarang tidak tahu bagaimana cara mengurangi atau menghilangkan tingkat beracunnya. Tapi mungkin 100 tahun lagi para peneliti itu akan bisa... Limbah nuklir sampai saat ini menjadi problem serius sehingga sampai saat ini belum ada negara yang bisa menemukan jalan keluarnya. Jika Perancis tidak tahu cara menyelesaikan masalah ini, kata Mandil, maka "aku tidak bisa melihat bagaimana kita akan melanjutkan program nuklir ini." Tambah lagi, pemrosesan ulang nuklir ini juga dikritik oleh Union of Concerned Scientists.
7.9. Penanganan Limbah Nuklir Limbah radioaktif adalah jenis limbah yang mengandung atau terkontaminasi radionuklida pada konsentrasi atau aktivitas yang melebihi batas yang diijinkan (Clearance level) yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir. Definisi tersebut digunakan di dalam peraturan perundang-undangan. Pengertian limbah radioaktif yang lain mendefinisikan sebagai zat radioaktif yang sudah tidak dapat digunakan lagi, dan/atau bahan serta peralatan yang terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif dan sudah tidak dapat difungsikan/dimanfaatkan. Bahan atau peralatan tersebut terkena atau menjadi radioaktif kemungkinan karena pengoperasian instalasi nuklir atau instalasi yang memanfaatkan radiasi pengion. Limbah radioaktif umumnya berasal dari setiap pemanfaatan tenaga nuklir, baik pemanfaatan untuk pembangkitan daya listrik menggunakan reaktor nuklir, maupun pemanfaatan nuklir untuk keperluan industri dan rumah sakit.
Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, Bab VI Pengelolaan Limbah Radioaktif Pasal 23, Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan oleh Badan Pelaksana. Sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, Pasal 5 dan penjelasannya ditentukan bahwa Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) adalah instansi pengelola limbah radioaktif. Selain itu, limbah radioaktif juga diatur dalam Peraturan pemerintah No. 27 tahun 2002 tentang Pengelolaan Limbah Radioaktif. Dengan demikian, BATAN merupakan satu-satunya institusi resmi di Indonesia yang melaksanakan pengelolaan limbah radioaktif. BATAN memiliki satu Pusat yang khusus bertugas dalam Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, Bab VI Pengelolaan Limbah Radioaktif Pasal 23, Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan oleh Badan Pelaksana. Sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, Pasal 5 dan penjelasannya ditentukan bahwa Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) adalah instansi pengelola limbah radioaktif. Selain itu, limbah radioaktif juga diatur dalam Peraturan pemerintah No. 27 tahun 2002 tentang Pengelolaan Limbah Radioaktif. Dengan demikian, BATAN merupakan satu-satunya institusi resmi di Indonesia yang melaksanakan pengelolaan limbah radioaktif. BATAN memiliki satu Pusat yang khusus bertugas dalam
7.10. Senjata Nuklir Senjata nuklir adalah senjata yang mendapat tenaga dari reaksi nuklir dan
mempunyai daya pemusnah yang dahsyat - sebuah bom nuklir mampu memusnahkan sebuah kota. Senjata nuklir telah digunakan hanya dua kali dalam pertempuran - semasa Perang Dunia II oleh Amerika Serikat terhadap kota-kota Jepang, Hiroshima dan Nagasaki. Pada masa itu daya ledak bom nuklir yg dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki sebesar 20 kilo (ribuan) ton TNT. Sedangkan bom nuklir sekarang ini berdaya ledak lebih dari 70 mega (jutaan) ton TNT
Gambar 7.6. Awan cendawan pengeboman Nagasaki, Jepang, 1945, menjulang sampai 18 km di atas hiposentrum.
Negara pemilik senjata nuklir yang dikonfirmasi adalah Amerika Serikat, Rusia, Britania Raya (Inggris), Perancis, Republik Rakyat Cina, India, Korea Utara dan Pakistan. Selain itu, negara Israel dipercayai mempunyai senjata nuklir, walaupun tidak diuji dan Israel enggan mengkonfirmasi apakah memiliki senjata nuklir ataupun tidak. Lihat daftar negara dengan senjata nuklir lebih lanjut.
Gambar 7.7. Bentuk bom nuklir yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki
Senjata nuklir kini dapat dilancarkan melalui berbagai cara, seperti melalui pesawat pengebom, peluru kendali, peluru kendali balistik, dan Peluru kendali balistik jarak benua.
Senjata nuklir mempunyai dua tipe dasar. Tipe pertama menghasilkan energi ledakannya hanya dari proses reaksi fisi. Senjata tipe ini secara umum dinamai bom atom (atomic bomb, A-bombs). Energinya hanya diproduksi dari inti atom.
Pada senjata tipe fisi, masa fissile material (uranium yang diperkaya atau plutonium) dirancang mencapai supercritical mass - jumlah massa yang diperlukan untuk membentuk reaksi rantai- dengan menabrakkan sebutir bahan sub-critical terhadap butiran lainnya (the "gun" method), atau dengan memampatkan bulatan bahan sub-critical menggunakan bahan peledak kimia sehingga mencapai tingkat kepadatan beberapa kali lipat dari nilai semula. (the "implosion" method). Metoda yang kedua dianggap lebih canggih dibandingkan yang pertama. Dan juga penggunaan plutonium sebagai bahan fisil hanya bisa di metoda kedua.
Tantangan utama di semua desain senjata nuklir adalah untuk memastikan sebanyak mungkin bahan bakar fisi terkonsumsi sebelum senjata itu hancur. Jumlah energi yang dilepaskan oleh pembelahan bom dapat berkisar dari sekitar satu ton TNT ke sekitar 500.000 ton (500 kilotons) dari TNT.
Tipe kedua memproduksi sebagian besar energinya melalui reaksi fusi nuklir. Senjata jenis ini disebut senjata termonuklir atau bom hidrogen (disingkat sebagai bom-H), karena tipe ini didasari proses fusi nuklir yang menggabungkan isotop-isotop hidrogen (deuterium dan tritium). Meski, semua senjata tipe ini mendapatkan kebanyakan energinya dari proses fisi (termasuk fisi yang dihasilkan karena induksi neutron dari hasil reaksi fusi.) Tidak seperti tipe senjata fisi, senjata fusi tidak memiliki batasan besarnya energi yang dapat dihasilkan dari sebuah sejata termonuklir.
Gambar 7.8. Dasar kerja desain Tellr-Ulam pada bomb hidrogen: sebuah bomb fisi menghasilkan radiasi yang kemudian mengkompresi dan memanasi butiran bahan fusi pada bagian lain.
7.11. Resiko dan Keuntungan Energi Nuklir Ekonomi yang dihasilkan dari sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir sampai saat ini masih merupakan seseatu yang kontroversial. Pembangkit listrik tenaga nuklir membutuhkan biaya yang tinggi untuk membangun reaktornya, tapi biaya bahan bakarnya rendah. Biaya ini juga mesti ditambah dengan biaya penutupan reaktor jika sudah tidak lagi digunakan serta biaya limbah radioaktif. Di sisi lain, adanya pemanasan global juga bisa memberikan manfaat ekonomi lebih bagi energi nuklir.
Pada tahun-tahun belakangan ini, permintaaan listrik agak menurun serta keadaan keuangan juga semakin sulit, sehingga proyek-proyek besar seperti reaktor nuklir pasti akan terkena dampaknya. Di Eropa Timur, proyek nuklir mengalami masalah keuangan, seperti di Belene (Bulgaria) dan reaktor tambahan di Cernavoda (Romania). Selain itu, harga gas yang cukup murah menjadikan proyek nuklir ini menjadi hambatan bagi proyek nuklir.
Setelah adanya kecelakaan nuklir di reaktor Fukushima I di Jepang tahun 2011, ongkos untuk mengoperasikan reaktor baru kelihatannya akan semakin mahal dikarenakan adanya penambahan biaya untuk manajemen dan desain dasar.
Sebuah bahaya nuklir dideklarasikan setelah munculnya tsunami dan kegagalan dari bencana nuklir Fukushima di Jepang. Hal ini merupakan pertama kalinya bencana nuklir dideklarasikan di Jepang. Sebanyak 140.000 penduduk dievakuasi dari jarak 20 km dari pembangkit nuklir.
Beberapa negara, seperti Britania Raya, Perancis, dan beberapa negara lain menginstruksikan warganya untuk keluar dari Tokyo agar tidak terkontaminasi nuklir. Kecelakaan ini menyebabkan pemerintah Jepang ingin mengevaluasi ulang program nuklirnya. Sampai bulan April 2011, air masih dialirkan ke reaktor yang rusak untuk mendinginkan bahan nuklir yang meleleh. John Price, mantan anggota Safety Policy Unit di Lembaga Nuklir Nasional Britania Raya, berkata bahwa masalah nuklir Fukushima di Jepang mungkin akan membutuhkan 100 tahun sampai pembangkit itu benar-benar aman.
Banyaknya teknologi dan material yang digunakan dalam program energi nuklir dapat menjadi dualisme, yaitu negara yang bersangkutan juga bisa membuat senjata nuklir kalau mereka mau. Ketika mereka memilih untuk melakukan program senjata nuklir, hal ini dapat berujung ke pembuatan bom nuklir. Hal ini juga yang sekarang menjadi perhatian di Iran. Seluruh negara di dunia berusaha memperkecil adanya resiko menuju senjata nuklir, karena jika nuklir tidak dimanajemen dengan baik, masa depannya akan menjadi sangat berbahaya.
7.12. Bagaimana Masa Depan Energi Nuklir? Reaksi fusi nuklir mempunyai potensi karena diyakini lebih aman dan mengeluarkan sifat radioaktif lebih kecil daripada fisi nuklir. Meski begitu, secara teknik masih susah untuk direalisasikan, dan masih butuh pengembangan lagi sehingga skala penggunaannya bisa cocok untuk sebuah pembangkit listrik. Penelitian terhadap digunakannya fusi nuklir sudah dilakukan sejak tahun 1950-an.
Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir.
Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka -- sebuah reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13.6 elektronvolt -- lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T seperti gambar 7.9.
Gambar 7.9. Reaksi fusi deuterium-tritium (D-T) dipertimbangkan sebagai proses yang paling menjanjikan dalam memproduksi tenaga fusi.