Fu Yao
Suatu objek yang sangat langka, yaitu reaktor nuklir yang terbentuk pada 2 miliar tahun silam, yang merupakan satu-satunya kasus di dunia, selain itu, model operasionalnya dan metode penanganan limbah nuklirnya yang khas telah memukau para ilmuwan kontemporer.
Cerita berawal dari Republik Gabon, negara kecil di Afrika. Gabon terletak di Afrika Barat Tengah, pada masa awal merupakan koloni Prancis, memiliki luas hanya 270 ribu kilometer persegi, dengan penduduk kurang dari 2 juta orang. Meskipun negaranya kecil, tetapi kaya akan mineral, termasuk minyak bumi, magnesium, besi, emas, uranium dan sebagainya.
Dengan mengekspor mineral tersebut, orang Gabon hidup lebih sejahtera daripada negara di sekitarnya.
Prancis menemukan bahwa daerah Oklo agak kaya dengan kandungan uranium pada 1968 lalu, maka dilakukanlah penggalian. Pada tahun 1972, sebuah pabrik bahan bakar nuklir di Pierat, Prancis telah mengimpor bijih uranium dari Oklo. Pada saat itulah ditemukan sebuah fenomena aneh.
Ketika sedang melakukan analisis rutin produk olahan bijih uranium heksafluorida, anggota staf bernama Bougzigues menemukan bahwa kandungan isotop uranium-235 hanya 0,717%, bukan kandungan alami yang sebagaimana mestinya yakni 0,720%.
Kemudian terukur beberapa kelompok bahan baku uranium dari pertambangan yang sama semua hasilnya cenderung rendah. Fenomena abnormal ini telah menarik perhatian para ilmuwan. Perlu diketahui bahwa hampir di semua tempat di bumi, bahkan di bulan atau di meteorit, kandungan alami isotop uranium-235 selalu 0,720%.
Meskipun perbedaannya sangat mikro, namun maknanya sangat makro. Cukup membuat para ilmuwan mencurigai bahwa bijih uranium Oklo ini mungkin bukan produk alamiah.
Mungkinkah bijih ini sudah pernah dilakukan pemrosesan manual? Dengan penuh keraguan para ilmuwan melakukan investigasi di tempat dan menemukan bahwa meskipun tambang uranium Oklo adalah tambang bermutu tinggi dengan kandungan uranium tinggi, namun kandungan isotop uranium-235 di seluruh area penambangan rata-rata hanya 0,62%, nilai terendah hanya 0,296%. Hal mana adalah sangat abnormal.
Para ilmuwan bergegas melakukan penelitian dan segera menemukan penyebabnya yakni: fisi nuklir. Mengapa? Karena inti atom yang lebih berat ketika membelah akan menghasilkan unsur baru yang ringan, sedangkan kandungan unsur ringan dalam bijih tambang uranium tersebut sangat tinggi, selain pernah terjadi fisi nuklir tidak ada penjelasan lain.
Dengan kata lain, bijih tambang uranium ini pernah digunakan sebagai bahan baku untuk reaksi nuklir.
Penjelasan ini, telah mengejutkan para ilmuwan sendiri. Seperti yang diketahui, Madame Curie menemukan unsur uranium baru bersejarah seratus tahun lebih, dan pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia lahir di Inggris pada 1956. Tambang uranium Oklo terkubur jauh di dalam tanah dan usianya sudah sangat tua sekali, jelas bukan merupakan barang buangan industri nuklir modern, lalu apakah itu?
Setelah hasil survei dilaporkan ke French Academy of Sciences, hal ini telah membang- kitkan minat yang besar dari para fisikawan di seluruh dunia, para ahli datang berbondong- bondong untuk melakukan berbagai penelitian di tambang uranium Oklo tersebut.
Pada Juni 1975, Badan Energi Atom Internasional menyelenggarakan seminar akademis khusus di Libreville, ibu kota Gabon.
Para fisikawan berkumpul untuk berbagi hasil penelitian mereka tentang “fenomena Oklo”, dan akhirnya menyimpulkan bahwa terdapat 16 reaktor nuklir di area pertambangan Oklo yang telah beroperasi secara terputus-putus selama kira-kira 500 ribu tahun, sekitar 2 miliar tahun yang lalu dengan kapasitas pasokan rata-rata 100 kilowatt, yang dapat memasok beberapa puluh pemanggang roti untuk beroperasi.
Ini benar-benar mengejutkan. Jika reaktor nuklir ini terbentuk secara alami, lalu mengapa mereka tidak meledak dan menghancurkan diri sendiri setelah reaksi berantai fisi nuklir terjadi? Mekanisme apakah yang memungkinkan mereka untuk mengatur diri sendiri dan beroperasi secara stabil dan terus-menerus selama ratusan ribu tahun? Dan bagaimana limbah nuklir radioaktif ditangani dengan aman?
Untuk menjawab pertanyaan di atas, para ilmuwan telah melakukan banyak penelitian selama lebih dari 40 tahun, namun dengan semakin terungkapnya teka-teki, orang-orang semakin cenderung memercayai bahwa reaktor nuklir Oklo mungkin bukan terbentuk secara alami.
Mengapa dikatakan demikian? Marilah kita lihat tiga keunikan reaktor nuklir Oklo yang diungkap oleh para ilmuwan.
Kandungan Uranium yang Luar Biasa
Uranium-235 hendaknya cukup melimpah dan mencapai titik kritis baru dapat menyebabkan reaksi berantai fisi nuklir. Saat ini, bahkan urat tambang uranium dengan cadangan terbesar dan konsentrasi tertinggi juga tidak dapat menjadi reaktor nuklir karena konsentrasi uranium-235 terlalu rendah, bahkan kurang dari 1%.
Menurut perkiraan, ketika urat tambang uranium Oklo terbentuk 2 miliar tahun yang lalu, proporsi uranium-235 mendekati 4%, yang kira-kira setara dengan konsentrasi bahan bakar uranium yang ditingkatkan secara artifisial yang digunakan di sebagian besar pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini. Dengan kata lain, bijih tambang uranium Oklo sangat mungkin juga telah dimurnikan secara artifisia.
Pola “Geyser” Ajaib yang Tidak Berubah Selama 500.000 Tahun
Di sini, akan dibahas dahulu pengetahuan tentang nuklir: fisi nuklir dimulai dengan neutron yang secara kebetulan menerobos masuk. Ini akan menyebabkan inti uranium-235 membelah, fisi menghasilkan lebih banyak neutron, dan kemudian akan menyebabkan inti lain terus membelah, dan seterusnya, maka terbentuklah reaksi berantai.
Agar reaktor nuklir uranium-235 dapat beroperasi secara stabil, harus ada “moderator” neutron untuk mengkatalisasi fisi nuklir, dan “racun neutron” untuk mengontrol laju reaksi nuklir. Keduanya satu pun tidak boleh kurang.
Fisi uranium-235 menghasilkan energi hanya di bawah tumbukan neutron lambat, sedangkan neutron yang dihasilkan ketika atom uranium baru terbelah kecepatannya sangat tinggi, maka itu diperlukan adanya semacam “moderator” neutron untuk memperlambat kecepatan neutron yang dilepaskan selama fisi, dengan demikian reaksi nuklir dapat berlanjut. Pada pembangkit listrik tenaga nuklir pada umumnya digunakan “air ringan” atau “air berat” sebagai moderator.
Pada saat yang sama demi memastikan bahwa reaktor nuklir dapat beroperasi secara stabil tanpa terjadi ledakan nuklir, reaktor nuklir akan menggunakan “racun neutron” untuk mengontrol kecepatan reaksi berantai nuklir dengan menyerap kelebihan neutron bebas. Bahan penyerap neutron ini biasanya ditempatkan di batang kendali reaktor.
Reaktor nuklir Oklo dengan cerdik menggunakan model geyser (sejenis mata air panas yang menyembur secara periodik, mengeluarkan air panas dan uap air ke udara). Penelitian oleh ilmuwan Rusia Prof. Alex P. Meshik menunjukkan bahwa reaktor Oklo digunakan hanya sebentar-sebentar, beroperasi selama 30 menit, kemudian dimatikan setidaknya selama dua setengah jam, untuk kemudian dioperasikan lagi. Ia menggunakan air tanah sebagai moderator neutron untuk memperlambat neutron cepat yang dihasilkan selama fisi uranium-235, sehingga reaksi nuklir berantai berlanjut. Panas yang dilepaskan oleh reaksi nuklir memanaskan air tanah hingga mendidih dan menguap, dan kemudian dalam letusan spektakuler, semua air bawah tanah yang mendidih dibuang, jadi tanpa moderator neutron, reaksi berantai juga berhenti.
Kemudian air perlahan-lahan kembali ke zona reaksi, neutron mengalami perlambatan yang memadai, fisi nuklir dimulai lagi, dan reaktor mulai bekerja lagi. Berulang kali dengan cara ini, masuknya air, perebusan air dan penguapan air secara terus menerus yang bertindak bagaikan batang kendali reaktor modern, memungkinkan reaktor untuk beroperasi secara stabil selama puluhan ribu tahun tanpa kasus kehancuran ataupun ledakan.
Namun, geyser sangat langka di alam bebas, karena kondisi pembentukan yang sangat keras. Selain harus ada sumber panas bumi dan air tanah, juga harus ada struktur hidrogeologi khusus. Permukaan tanah harus memiliki sistem celah yang mengarah langsung ke daerah panas bumi, lagi pula harus memiliki semacam bahan khusus, silikon dioksida (SiO2), yang dilarutkan dari batu dan diendapkan di dinding bagian dalam sistem pipa geyser agar kedap udara, sehingga tekanan yang terjadi di bawah bisa dibawa sampai ke atas tanpa kebocoran, dengan demikian air dapat tersembur.
Dan karena volume air dan suhu air tanah mudah terpengaruh oleh lingkungan sekitar, hampir tidak ada geyser yang stabil terus menyembur secara teratur. Saat ini, hanya air mancur Old Faithful di Yellowstone Park di Amerika Serikat yang agak tepat waktu. Namun air mancur Old Faithful tersebut juga tidak stabil, pada tahun 1939, interval rata-rata adalah 66,5 menit, dan sekarang lambat laun telah meningkat menjadi 90 menit. Jika ini terus berlanjut, setelah seribu tahun, kita mungkin tidak akan melihat air mancur Old Faithful lagi. Di sisi lain, sistem geyser Oklo telah beroperasi secara stabil selama 500 ribu tahun, dan menyembur secara tepat waktu, serta tidak berubah seiring dengan perubahan faktor eksternal. Jika tidak ada sistem kontrol cerdas untuk mengatur dan menyeimbangkannya setiap saat, sangat sulit dibayangkan bagaimana dapat melakukannya.
Metode Penanganan Limbah Nuklir yang Cerdik
Seperti diketahui bahwa penanganan limbah nuklir adalah hal yang sangat merepotkan dalam industri nuklir modern.
Reaktor nuklir Oklo panjangnya beberapa kilometer, untuk reaktor nuklir sebesar itu, gangguan termal terhadap lingkungan sekitarnya hanya dibatasi 40 meter di sekitar zona reaksi. Yang lebih mengejutkan lagi adalah, limbah yang dihasilkan dari reaksi nuklir tersebut tidak menyebar, melainkan terbatas di sekitar area pertambangan. Bagaimana hal ini dilakukan?
Salah satu produk sampingan yang paling berbahaya dari fisi nuklir adalah radioaktif Cesium, yang dapat menyebabkan masalah kesehatan serius jika bocor ke tanah atau air. Dr. Evan Groopman dari US Naval Research Laboratory menemukan dalam penelitian- nya bahwa Cesium yang dihasilkan oleh reaktor nuklir Oklo secara cerdik dikombinasikan dengan struktur molekul Rutenium, semacam produk fisi lain, sehingga tidak ada kebocoran dari reaktor nuklir purba itu.
Sedangkan produk fisi nuklir lainnya, gas mulia radioaktif Xenon, pada umumnya dilepaskan ke atmosfer oleh pembangkit listrik tenaga nuklir modern. Padahal penelitian Prof Meschick menunjukkan bahwa aluminium fosfat akan diendapkan ketika suhu air di geyser Oklo turun setelah semburan, dan partikel aluminium fosfat akan menangkap gas Xenon yang keluar selama proses pembentukan dan menguncinya dengan kuat dalam kristalnya sendiri.
Ini benar-benar sangat menakjubkan. Siapakah yang menemukan efek istimewa dari Rutenium dan aluminium fosfat, dan metode cerdik apakah yang digunakan untuk membuat bahan radioaktif itu patuh dan masuk sendiri ke dalam kandang?
Dr. Groopman pernah mengatakan dengan kagum, ”Apa yang terjadi di dalam reaktor telah terkumpul bersama bagaikan suatu mukjizat, yang sulit dipercaya.” Jika semua desain rumit ini satu demi satu hanyalah secara kebetulan terjadi di alam, maka hanya bisa dikatakan sebagai karya kekuatan supernatural.
Para ilmuwan mengatakan bahwa usia bumi adalah 4,5 miliar tahun, sedangkan catatan sejarah umat manusia hanyalah sekitar 5 ribu tahun. Bagaimana dengan sebelum 5 ribu tahun? Primitif. Lantas bagaimana dengan sebelum primitif? Tidak ada yang tahu. Tapi sejarah justru adalah eksistensi abadi di luar kehidupan kita.
Sering dikatakan bahwa sejarah itu berulang. Jika demikian halnya, berapa banyak peradaban dan berapa banyak manusia yang pernah bereinkarnasi dalam penciptaan, kemakmuran, kemunduran, dan keheningan dalam 4,5 miliar tahun terakhir?
Apakah bumi pada masa perdananya 2 miliar tahun yang lalu adalah planet yang sebatang kara? (sud)
