Limbah Nuklir Berpotensi Jadi Sumber Bahan Bakar Reaktor Masa Depan

KOMPAS.com - Teknologi modern seperti mobil listrik dan pusat data AI membutuhkan listrik dalam jumlah besar.

Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, beberapa cara dilakukan. Misalnya dengan memanfaatkan fusi nuklir.

Secara teori, fusi nuklir atau proses yang menggabungkan atom untuk menghasilkan panas dan menggerakkan generator dapat menyediakan energi dalam jumlah besar dengan emisi minimal.

Dalam proses ini, sebuah atom plutonium atau uranium membelah untuk melepaskan energi dan partikel yang disebut neutron. Neutron ini kemudian membelah lebih banyak atom, menciptakan reaksi berantai fisi yang menyediakan aliran energi yang stabil.

Namun, fusi nuklir merupakan proyek yang mahal karena salah satu bahan bakar utamanya, yaitu tritium adalah versi hidrogen yang langka.

Kendati demikian, para peneliti sedang mengembangkan sistem baru untuk membuat tritium dari limbah nuklir.

Baca juga: Korsel Genjot Kapasitas Nuklir, Diprediksi Jadi 29,8 GW pada 2035

Melansir Techxplore, Senin (18/8/2025), Tritium terbentuk secara alami di atmosfer bagian atas. Sumber komersial utamanya saat ini berasal dari reaktor fisi di Kanada.

"Total cadangan tritium di planet ini sekitar 25 kilogram dengan toleransi plus minus sekitar 14 kilogram," kata Terence Tarnowsky, fisikawan di Los Alamos National Laboratory (LANL).

Berdasarkan beberapa asumsi, sekitar 25 kilogram tritium cukup untuk memasok listrik bagi lebih dari 500.000 rumah selama enam bulan.

Tarnowsky kemudian melihat adanya peluang untuk menilai kelayakan penggunaan limbah nuklir yang masih radioaktif untuk menghasilkan tritium yang bernilai.

Dalam kasus ini, ia melihat potensi limbah tersebut di Amerika Serikat yang memiliki ribuan ton limbah nuklir yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir komersial.

Limbah ini mengandung bahan radioaktif tingkat tinggi yang memerlukan penyimpanan mahal agar tetap aman. Penyimpanan jangka panjang menimbulkan kekhawatiran tentang kebocoran radiasi ke lingkungan, yang berpotensi membahayakan tumbuhan dan satwa liar, atau menyebabkan kanker pada manusia.

Dalam studinya, ia telah melakukan beberapa simulasi komputer pada desain reaktor tritium potensial untuk mengevaluasi efisiensi produksi dan energinya.

Desain reaktor yang disimulasikan menggunakan akselerator partikel untuk memicu reaksi pembelahan atom dalam limbah nuklir. Saat atom-atom membelah dalam simulasi, mereka melepaskan neutron dan pada akhirnya menghasilkan tritium setelah serangkaian transisi nuklir lainnya.

Fitur akselerator ini memungkinkan operator untuk menyalakan atau mematikan reaksi, sehingga dianggap lebih aman daripada reaksi berantai yang terjadi di pembangkit listrik tenaga nuklir pada umumnya.

Sejauh ini, dia memperkirakan bahwa sistem teoretis ini, yang beroperasi dengan energi 1 gigawatt dapat menghasilkan sekitar 2 kilogram tritium per tahun.

Salah satu keunggulan utama dari sistem yang dikembangkan oleh Tarnowsky adalah efisiensi dalam produksi tritium. Ia memperkirakan bahwa desain tersebut akan menghasilkan lebih dari 10 kali lipat tritium dibandingkan reaktor fusi dengan daya termal yang sama.

Baca juga: Energi Nuklir Eropa Perlu Suntikan Dana Lebih dari 240 Miliar Euro

Selanjutnya, Tarnowsky akan menghitung biaya produksi tritium setelah ia mendapatkan perhitungan yang lebih canggih mengenai efisiensi reaktor.

Ia akan menyempurnakan simulasinya untuk mengevaluasi lebih akurat efisiensi dan keamanan desain reaktor tersebut. Desain-desain ini sebagian besar sudah pernah dibuat sebelumnya, tetapi belum pernah digabungkan dengan cara seperti ini.

Sebagai contoh, ia berencana mengembangkan kode baru untuk model yang akan melapisi limbah nuklir dengan lelehan garam litium, sebuah desain yang sudah ada untuk reaktor berbahan bakar uranium tetapi baru digunakan untuk eksperimen ilmiah.

Semua ini mungkin terlihat rumit, tetapi bagi Tarnowsky, ini adalah bagian dari rencana untuk menggunakan teknologi yang sudah ada demi menekan biaya.

"Transisi energi adalah urusan yang mahal, dan kapan pun kita bisa mempermudahnya, kita harus mencobanya," katanya.

Temuan ini dipresentasikan pada pertemuan musim gugur American Chemical Society (ACS Fall 2025) yang diadakan pada 17-21 Agustus.

Baca juga: Demi AI, Meta Kontrak Pakai Nuklir dari Pembangkit yang Nyaris Tutup