Katie Spence
Di provinsi Gansu di barat laut Tiongkok yang terpencil, para ilmuwan Tiongkok berhasil merancang dan membangun, experimental Thorium – Molten Salt Reactor (MSR) atau reaktor nuklir yang bahan bakarnya adalah garam cair bertenaga thorium—dan mereka akan mengaktifkannya.
Awalnya, 2024 adalah tanggal penyelesaian yang diproyeksikan untuk prototipe. Akan tetapi anggaran penelitian dan desain yang sehat, ditambah dorongan dari Beijing, membuat penyelesaian reaktor lebih cepat dari jadwal semula.
Teknologi di balik reaktor garam cair bukanlah hal baru—Alvin Weinberg di Laboratorium Nasional Oak Ridge mengoperasikan prototipe serupa pada 1960-an; tetapi reaktor berpendingin air konvensional digunakan sebagai gantinya.
Jika Tiongkok berhasil beralih dari uranium ke thorium dan membuktikan kelayakan komersial reaktor nuklir baru mereka, mereka berharap mendapatkan hak kekayaan intelektual penuh.
‘Pertama dari Jenisnya’
Pada Januari 2011, Institut Fisika Terapan Shanghai (SINAP) meluncurkan program penelitian dan desain senilai $444 juta untuk reaktor garam cair (TMSR) pemuliaan thorium. R&D berhasil, dan pada September 2018, konstruksi TMSR dimulai, dengan perkiraan waktu penyelesaian 2024.
Namun, 2024 terlalu lama bagi sebagian orang. Setelah berhasil mempercepat konstruksi, Kementerian Ekologi dan Lingkungan menyetujui permintaan SINAP untuk memulai reaktor termal (MWt) 2 megawatt pada 2 Agustus, menurut Asosiasi Nuklir Dunia.
“Biro kami telah melakukan tinjauan teknis terhadap dokumen aplikasi yang Anda kirimkan, dan percaya bahwa rencana komisioning reaktor eksperimental garam cair berbasis thorium 2 MWt Anda dapat diterima dan dengan ini disetujui.”
Kementerian menetapkan bahwa jika ada “kelainan besar terjadi” selama proses commissioning, kelainan tersebut perlu dilaporkan ke Stasiun Pengawasan Keselamatan Nuklir dan Radiasi Northwest “pada waktunya.”
Mengenai pembangkit energi, 2 MWt dapat memberi daya pada sekitar 1.000 rumah, yang berarti prototipe tidak akan menghasilkan energi dalam jumlah signifikan dibandingkan dengan reaktor nuklir tradisional. Tetapi jika prototipe berhasil, Tiongkok berharap bisa membangun 373 MWt pada tahun 2030.
Awalnya, thorium hanya akan menyumbang 20 persen dari sumber bahan bakar TMSR. Rencananya, dari 20 persen fisi thorium menjadi 80 persen.
Tiongkok sangat menjaga desain TMSR-nya. Namun, Asosiasi Nuklir Dunia melaporkan bahwa desain baru dibangun di atas molten salt reactor experiment (MSRE) tahun 1965 dari Laboratorium Nasional Oak Ridge.
Seperti Tiongkok, MSRE Oak Ridge dimulai dengan campuran bahan bakar uranium yang dideplesi dan diperkaya. Kemudian pada tahun 1968, uranium-233 ditambahkan ke dalam campuran—thorium tidak membelah dan melepaskan energi; sebaliknya, thorium berubah menjadi isotop uranium-233 ketika menyerap neutron.
Terpenting, inti dari reaktor garam cair terdiri dari garam cair dan thorium yang diubah, sehingga memungkinkan cairan bertindak sebagai pendingin dan bahan bakar. Sebagai manfaat tambahan, reaktor garam cair beroperasi pada tekanan rendah yang mengurangi risiko ledakan ledakan, demikian klaim para ahli.
Setelah memasukkan U-233, MSRE Oak Ridge beroperasi dengan sukses hingga Desember 1968. Namun, kemajuan teknologi nuklir yang bersaing dan kurangnya dukungan politik menyebabkan penutupannya. Akibatnya, MSRE Oak Ridge Lab tak pernah mencapai kelayakan komersial.
Thorium Versus Uranium
Teknologi nuklir saat ini bergantung pada bijih uranium untuk bahan bakar, yang hampir sama dengan seng atau timah tetapi bukan sumber daya terbarukan.
Selain itu, total sumber daya uranium dunia tidak diketahui, sumber yang diketahui saat ini cukup untuk memasok reaktor konvensional selama kurang lebih 90 tahun. Meskipun kedengarannya mengkhawatirkan, ini adalah “tingkat sumber daya terjamin yang lebih tinggi daripada biasanya untuk sebagian besar mineral,” menurut Asosiasi Nuklir Dunia.
Namun demikian, ada beberapa kelemahan reaktor nuklir uranium, tidak sedikit di antaranya adalah limbah uranium bersifat radioaktif selama ribuan tahun.
Sebaliknya, thorium juga berlimpah, mungkin tiga kali lebih banyak dari uranium, dan menghasilkan lebih sedikit limbah radioaktif dengan masa pakai berbahaya sekitar 300 tahun. Ditambah lagi lebih stabil secara kimiawi dan relatif lembam, membuat penyimpanan dan pembuangan menjadi lebih sederhana.
Sebagai manfaat tambahan, reaktor garam cair tak memerlukan air untuk pendinginan, yang berarti mereka dapat beroperasi di daerah gurun. Tiongkok berencana untuk mengambil keuntungan penuh dari faktor ini dengan membangun TMSR di wilayah gurun baratnya, demikian laporan Nuclear Engineering International.
Namun, reaktor thorium memiliki beberapa kelemahan.
Misalnya, bahan yang digunakan membuat komponen reaktor garam cair harus menjaga integritasnya di lingkungan yang sangat korosif dan radioaktif.
Pada 1995, Dewan Keamanan Fasilitas Nuklir Pertahanan meninjau MSRE di Laboratorium Nasional Oak Ridge. “Tangki Pembuangan Bahan Bakar diyakini terkorosi dan ada potensi retak korosi tegangan di sistem perpipaan off-gas dan bejana arang,” demikian temuan laporan tersebut.
Masalah terkait melibatkan produk fisi radioaktif. Secara khusus, produk fisi dan aktinida bersifat radioaktif, dan efek kimianya dapat menggerogoti penahanan dan bermigrasi ke area lain, yang terjadi di Oak Ridge MSRE.
“Sejak Eksperimen Reaktor Garam Cair ditutup 25 tahun lalu, beberapa kilogram uranium fisil (kebanyakan 233U) telah bermigrasi dari Tangki Pembuangan Bahan Bakar melalui perpipaan sistem off-gas dan disimpan di bagian pendek lapisan arang,” demikian laporan Dewan Nuklir Pertahanan.
Terlepas dari kekurangannya, Beijing percaya masa depan tenaga nuklir melibatkan reaktor garam cair thorium. Dan, jika berhasil membuktikan kelayakan komersial TMSR-nya, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok berencana untuk mengejar hak kekayaan intelektual penuh atas teknologi tersebut, demikian menurut Asosiasi Nuklir Dunia. (asr)
