Thorium, Bahan Bakar Nuklir Masa Depan

Perkembangan teknologi reaktor nuklir maju membuka peluang bagi pemanfaatan thorium sebagai bahan bakar nuklir. Bagi sebagian kalangan, seperti Thorium Energy Alliance, thorium dianggap sebagai kunci utama revolusi industri nuklir, yang saat ini bisa dikatakan salah arah.

Pemanfaatan thorium di bidang nuklir pertama dilakukan di Manhattan Project pada era Perang Dunia II. Selain digunakan di reaktor nuklir, thorium banyak digunakan di bidang optik dan instrumentasi. Sejumlah kecil thorium juga digunakan pada mantel lampu petromaks untuk menghasilkan cahaya terang ketika dipanaskan dengan api[1]. Ketertarikan terhadap teknologi molten salt reactor turut membangkitkan minat terhadap thorium sebagai bahan bakar nuklir alternatif untuk masa depan.

ada dasarnya nuklir manapun lebih baik daripada bukan nuklir dari sisi banyaknya energi yang dihasilkan. Walau demikian, dibandingkan uranium, thorium memang memiliki beberapa keunggulan yang cukup menarik. Berikut keunggulan-keunggulannya.

1.Ketersediaan melimpah
Uranium bukanlah logam langka. “Red Book” keluaran OECD-NEA mengestimasikan cadangan uranium pada tahun 2015 sebesar 5,7 juta ton. Hampir sepertiganya ditemukan di Australia dengan cadangan substansial lainnya ada di Kazakhstan, Kanada, Rusia, Namibia dan lainnya. Apalagi, konsumsi uranium di reaktor nuklir sangat sedikit. Ketersediaan thorium lebih banyak lagi dari uranium. Kandungan logam berat ini di kerak bumi kira-kira 3-4x lebih banyak dari uranium[3] (10 ppm berbanding 2,5 ppm). Pada tahun 2015, cadangan thorium teridentifikasi di seluruh dunia sebesar 6,3 juta ton, dan tidak seperti uranium, penyebarannya lebih merata. India, Cina, Brazil, Amerika Serikat, Australia, Mesir dan Turki memiliki cadangan thorium lebih dari 300 ribu ton. Berdasarkan estimasi BATAN, Indonesia memiliki cadangan thorium 130 ribu ton.

2.Menghasilkan lebih sedikit limbah umur panjang

Salah satu penentangan terhadap energi nuklir umumnya menggunakan alasan “limbah umur panjang”, dalam hal ini elemen dengan nomor atom yang lebih tinggi dari uranium (transuranik). Kekhawatiran ini karena elemen transuranik membutuhkan waktu ribuan tahun sebelum meluruh menjadi isotop stabil. Walau begitu, secara teknis, alasan ini sebenarnya tidak masuk akal. Sebabnya, metode penanganan elemen transuranik sudah ada dan sangat minim risiko. Thorium memastikan alasan “limbah umur panjang” tidak berlaku lagi. Ketika digunakan di reaktor nuklir, thorium menghasilkan sedikit sekali elemen transuranik. Thorium memiliki nomor massa 232. Untuk bertransmutasi menjadi elemen transuranik terdekat, neptunium-237, thorium perlu menangkap lima netron. Dengan kata lain, jalannya jauh lebih panjang dan sulit daripada uranium-238, yang hanya butuh menangkap satu netron untuk menjadi plutonium-239. Sebagai perbandingan, reaktor nuklir berbahan bakar thorium menghasilkan ± 1 kg elemen transuranik per GWe-tahun. Sementara, reaktor nuklir berbahan bakar uranium menghasilkan hingga 300 kg elemen transuranik per GWe-tahun, sebagian besarnya berupa plutonium. Pengelolaan limbah radioaktif umur panjang yang tidak benar-benar sulit akan jauh lebih mudah lagi dilakukan.

3.Optimal digunakan di reaktor termal
Kecuali dua unit sodium-cooled fast reactor (SFR) di Rusia, seluruh reaktor nuklir di dunia ini merupakan reaktor termal. Reaktor ini menggunakan netron yang diperlambat kecepatannya (dimoderasi) menjadi kecepatan termal (energi 0,0025 eV). Maraknya penggunaan reaktor termal disebabkan kebutuhan bahan bakar startup yang jauh lebih sedikit daripada reaktor cepat dan pengendalian reaktor dalam kondisi transien lebih mudah dilakukan.

Sumber: