Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal,(QS. 3:190)
(yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata):` Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka.(QS. 3:191)
Thabrani dan Ibnu Abu Hatim mengetengahkan dari Ibnu Abbas, katanya, "Orang-orang Quraisy datang menemui orang-orang Yahudi, tanya mereka, 'Bukti-bukti apakah yang dibawa oleh Musa kepada tuan-tuan?' Jawab mereka, 'Tongkatnya dan tangannya yang putih bagi mata yang memandang.' Kemudian mereka datangi lagi orang-orang Nasrani, lalu menanyakan, 'Apa mukjizat Isa?' Jawab mereka, 'Menyembuhkan orang yang buta sejak lahirnya, orang yang berpenyakit kusta bahkan menghidupkan orang yang telah mati.' Setelah itu mereka menjumpai Nabi saw., kata mereka, 'Mohonkanlah kepada Tuhanmu untuk kami agar Shafa ini dijadikannya sebagai bukit emas.' Maka Nabi pun memohon kepada Tuhannya, lalu diturunkan-Nyalah ayat, 'Sesungguhnya pada penciptaan langit dan bumi...' (Q.S. Ali Imran 190). Maka hendaklah mereka merenungkannya!"
Ada stigma yang kurang menguntungkan jika kita mendengar kata nuklir. Stigma itu adalah kengerian dari dampak yang ditimbulkannya jika ssuatu saat terjadi hal yang tidak diinginkan, misalnya ketika terjadi kebocoran nuklir. Stigma ini tentu saja harus segera kita cairkan, mengingat nuklir, sebagaimana makhluk/ayat Allah SWT, tentu selain ada mudlorotnya sudah barang tentu juga banyak sekali manfaatnya. Sifat ambivalensi ini sangat tergantung pada "di tangan manusia" mana nuklir itu berada. Di tangan manusialah nuklir itu bisa dikelola menjadi "barang Berharga" atau akan "dibelokkan" menjadi barang yang berbahaya.
Sebenarnya, berbagai hal yang kita nikmati sehari-hari adalah berkaitan dengan adanya reaksi nuklir yang ada di matahari. Yang panas dan sinarnya dimanfaatkan berbagai tanaman serealia untuk menghasilkan karbohidrat sebagai sumber energi yang utama bagi umat manusia di dunia. Fotosintesis, adalah contoh nyata bagaimana hasil reaksi nuklir "terkendali" oleh alam, dapat dimanfaatkan bagi tumbuhan yang akhirnya bermanfaat bagi hewan dan manusia. Untuk memahami hal ini berikut disampaikan reaksi nuklir yang terjadi di matahari.
Reaksi Thermonuklir
Sudah sejak lama orang memikirkan dari mana asal energi matahari yang begitu panas dan setiap hari dipancarkan ke bumi, namun sampai saat ini belum juga habis sumber energi tersebut. Sampai dengan pertengahan abad ke 19, pada saat orang belum mengenal reaksi nuklir, orang masih menganggap bahwa energi matahari berasal dari bola api besar yang sangat panas. Kalau benar bahwa matahari berasal dari bola api besar, lantas timbul pertanyaan apa yang menjadi bahan bakar bola api tersebut?
Para ilmuwan pada saat itu belum bisa menjawab dengan tepat. Mungkinkah kayu, batubara, minyak atau bahan bakar lainnya yang terdapat di matahari yang dibakar berdasarkan reaksi kimia biasa sehingga timbul bola api besar tersebut? Kalau benar bahan-bahan tersebut dibakar untuk menghasilkan energi matahari, maka berdasarkan perhitungan reaksi kimia, energi yang dihasilkan hanya dapat bertahan beberapa ribu tahun saja. Setelah itu matahari akan padam. Padahal matahari telah memancarkan energinya sejak ratusan juta bahkan orde milyard tahun yang lalu. Dengan demikian maka anggapan bahwa sumber energi matahari tersebut berasal dari kayu, batubara, minyak atau bahan bakar lainnya adalah tidak benar.
Para ahli astronomi dan juga astrofisika pada saat ini telah memperkirakan bahwa unsur-unsur kimia yang ada di bumi juga terdapat di matahari. Akan tetapi sebagian besar unsur kimia yang terdapat di matahari tersebut, sekitar 80% berupa gas Hidrogen. Sedangkan unsur kedua yang banyak terdapat di matahari adalah gas Helium, kurang lebih sebanyak 19 % dari seluruh massa matahari. Sisanya yang 1 % terdiri atas unsur-unsur Oksigen, Magnesium, Nitrogen, Silikon, Karbon, Belerang, Besi, Sodium, Kalsium, Nikel serta beberapa unsur lainnya. Unsur-unsur kimia tersebut bercampur menjadi satu dalam bentuk gas sub atomik yang terdiri atas inti atom, elektron, proton, neutron dan positron. Gas sub atomik tersebut memancarkan energi yang amat sangat panas yang disebut "plasma".
Energi matahari dipancarkan ke bumi dalam berbagai macam bentuk gelombang elektromagnetis, mulai dari gelombang radio yang panjang maupun yang pendek, gelombang sinar infra merah, gelombang sinar tampak, gelombang sinar ultra ungu dan gelombang sinar -x. Secara visual yang dapat ditangkap oleh indera mata adalah sinar tampak, sedangkan sinar infra merah terasa sebagai panas. Bentuk gelombang elektromagnetis lainnya hanya dapat ditangkap dengan bantuan peralatan khusus, seperti detektor nuklir berikut piranti lainnya. Pada saat matahari mengalami plage yang mengeluarkan energi amat sangat panas, kemudian diikuti terjadinya flare yaitu semburan partikel sub atomik keluar dari matahari menuju ke ruang angkasa, maka pada sistem matahari diperkirakan telah terjadi suatu reaksi thermonuklir yang sangat dahsyat.
Keadaan ini diduga pertama kali pada tahun 1939 oleh seorang ahli fisika Amerika keturunan Jerman bernama Hans Bethe. Menurut Bethe, energi matahari yang amat sangat panas tersebut disebabkan oleh karena terjadi reaksi fusi atau penggabungan inti ringan menjadi inti yang lebih berat. Reaksi thermonuklir yang berupa reaksi fusi tersebut adalah penggabungan 4 inti Hidrogen menjadi inti Helium, berdasarkan persamaan reaksi inti berikut ini:
(H1 + H1 -> H2 + Beta+ + v + 0,42 MeV) x 2
(H1 + H2 -> He3 + Gamma + 5,5 MeV) x 2
He3 + He3 -> He4 + 2H1 + 12,8 MeV
---------------------------------------- +
H1 -> He4 + 2Beta+ + 2Gamma + 2v + 24,64 MeV
Menurut Bethe, reaksi inti yang serupa reaksi fusi tersebut di atas, dapat menghasilkan energi panas yang amat sangat dahsyat. Selain dari itu, karena sebagian besar massa matahari tersebut tersusun oleh gas Hidrogen (80%) dan gas Helium (19%), maka masih ada kemungkinan terjadinya reaksi fusi lain berdasarkan reaksi rantai proton-proton sebagai berikut:
H1 + H1 -> H2 + Beta+ + v
H1 + H2 -> He3 + Gamma
He3 + He4 -> Be7 + Gamma
Be7 + Beta+ -> Li7 + Gamma + v
------------------------------------ +
Li7 + H1 -> He4 + He4
Terbentuknya gas Helium berdasarkan reaksi thermonuklir tersebut di atas juga menghasilkan energi yang amat sangat panas. Kemungkinan lain, gas Helium juga dapat terbentuk melalui reaksi nuklir berikut ini :
Be7 + H1 -> B8 + Gamma
B8 -> Be8 + Beta+ + v
Be8 -> He4 + He4
Walaupun reaksi inti tersebut di atas sudah dapat menghasilkan energi yang amat sangat panas, ternyata masih ada kemungkinan lain untuk terjadinya reaksi thermonuklir matahari yang menghasilkan energi yang jauh lebih dahsyat dan lebih panas lagi. Reaksi thermonuklir tersebut akan mengikuti reaksi inti rantai Karbon - Nitrogen sebagai berikut :
C12 + H1 -> N13 + Gamma
N13 -> C13 + Beta+ + v
C13 + H1 -> N14 + Gamma
N14 + H1 -> O15 + Gamma
O15 -> N15 + Beta+ + v
N15 + H1 -> C12 + He4
Reaksi ratai Karbon - Nitrogen tersebut di atas, menghasilkan panas yang jauh lebih panas dari pada reaksi rantai Proton - Proton maupun reaksi fusi Hidrogen menjadi Helium. Reaksi-reaksi thermonuklir tersebut di atas dapat terjadi di matahari dan juga di bintang-bintang yang tersebar di jagat raya ini. Reaksi thermonuklir sejauh ini dianggap sebagai sumber energi matahari maupun energi bintang. Bintang yang bersinar lebih terang dari pada matahari kita yang berarti pula bahwa suhunya jauh lebih panas, maka reaksi thermonuklir yang terjadi pada bintang tersebut pada umumnya akan mengikuti reaksi rantai Karbon - Nitrogen.
Belajar dari ayat kauniah yang ada pada matahari tersebut, kini telah dikembangkan "replika-replika" matahari dalam bentuk pusat-pusat Listrik tenaga Nuklir (PLTN). Berikut Jenis-jenis PLTN.
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor yang berbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkan mempunyai sistem keamanan pasif.
Reaktor Fisi
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissil uranium dan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:
Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan dengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi fissi.
Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-masing.
Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep teori saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah dilaksanakan.
Reaktor thermal
Light water reactor (LWR)
Boiling water reactor (BWR)
Pressurized water reactor (PWR)
SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
Moderator Grafit:
Magnox
Advanced gas-cooled reactor (AGR)
High temperature gas cooled reactor (HTGR)
RBMK
Pebble bed reactor (PBMR)
Moderator Air berat:
SGHWR
CANDU
Reaktor cepat
Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.
Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang dimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan juga dapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.
Lebih dari 20 purwarupa (prototype) reaktor cepat sudah dibangun di Amerika Serikat, Inggris, Uni Sovyet, Perancis, Jerman, Jepang, India, dan hingga 2004 1 unit reaktor sedang dibangun di China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia:
EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.
Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.
Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.
EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.
Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.
BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.
Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.
BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.
Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.
FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.
Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.
PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.
(Daya listrik yang ditampilkan adalah daya listrik maksimum, tanggal yang ditampilkan adalah tanggal ketika reaktor mencapai kritis pertama kali, dan ketika reaktor kritis untuk teakhir kali bila reaktor tersebut sudah di dekomisi (decommissioned).
Reaktor Fusi
Artikel utama: daya fusi
Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Namun demikian, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.
Keuntungan dan kekurangan
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:
Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)
Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia
Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)
Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan
Baterai nuklir - (lihat SSTAR)
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)
Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
Jepang adalah negara yang secara ainul dan haqqul yakin telah merasakan secara empirik betapa dahsyatnya kerugian yang dihasilkan oleh ledakan "bom atom" di Hirosima dan Nagasaki. Oleh karena itu, jika boleh beralasan untuk menolak menghindar dari PLTN, maka Jepanglah yang "berhak". Namun demikian Kita bisa lihat sendiri betapa hebatnya Negara maju ini membangun PLTN - PLTN nya. Apa yang terjadi di Fukushima akhibat bencana alam Tsunami tidak adil untuk dijadikan alasan untuk menyerang keberadaan PLTN. Sebaliknya adalah lebih bijak jika hal itu menjadi hal yang diperhitungkan untuk pembangunan PLTN di Negara kita.
Stigma Terhadap kemampuan Anak Bangsa
Stigma ke dua adalah stigma akan kemampuan anak bangsa. Stereotipe karakter bangsa indonesia yang seolah-olah tidak disiplin, korup, dan karakter negatif lainnya dikedepankan sebagai argumentasi penolakan terhadap rencana pembangunan PLTN. Sudah barang tentu, hal ini sangat tidak adil bahkan mendzalimi anak-anak bangsa yang telah dengan tekun belajar, bekerja, berkaraya dengan penuh resiko di bidang teknologi nuklir.
Jika kita berkesempatan berkunjung sekali saja ke BATAN di Serpong, meski bukan PLTN, anak-anak bangsa yang bekerja di situ begitu disiplin menerapkan standar yang seharusny yang diperlukan. Oleh karenanya, Seminar Nuklir besok, 28 Maret 2011 semoga akan menjadi :
1. Proses pembelajaran bagi semua anak bangsa untuk memahami masalah nuklir khususnya PLTN secara proporsional
2. Pencairan berbagai stigma merugikan bagi pengembangan Tenaga Nuklir dan Teknologi lain pada umumnya
3. Mendapatkan input bagi BATAN untuk mengembangkan Teknologi Nuklir yang aman dalam kontek Indonesia dan dunia.
Mudah-mudahan Allah memberi kesempatan bagi saya untuk Hadir Seminar Nuklir Esok.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar