Tenaga Nuklir: Sumber Energi yang Bersih namun Berisiko

Pada Konferensi Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa (COP26) tahun 2021, para pendukung tenaga nuklir menyatakan bahwa kapasitasnya perlu ditingkatkan lebih dari 200 persen pada tahun 2050 agar negara-negara dapat mencapai target pengurangan emisi. Para penentang berpendapat bahwa energi nuklir mahal, berisiko, dan berbahaya bagi lingkungan karena bergantung pada penambangan mineral langka seperti uranium dan menghasilkan bahan limbah radioaktif yang sulit dibuang dengan aman. 

Mereka juga mengutip kekhawatiran tentang keselamatan dan keamanan pembangkit listrik tenaga nuklir, termasuk kemungkinan kecelakaan atau serangan teroris yang dapat menyebabkan konsekuensi bencana bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Mereka juga khawatir bahwa teknologi nuklir sipil dapat digunakan untuk tujuan militer atau proliferasi.

Cara Kerja Energi Nuklir

Inti atom terdiri dari partikel subatomik padat yang dikenal sebagai proton dan neutron. Energi yang mengikat komponen-komponen inti atom merupakan salah satu kekuatan alam terkuat yang diketahui. Melepaskan dan menangkap energi ini adalah tujuan akhir dari pembangkit listrik tenaga nuklir. Ada tiga teknik yang dapat digunakan untuk mencapai tujuan ini: fisi, fusi, dan peluruhan radioaktif. 

Fisi nuklir melibatkan pemboman inti atom dengan neutron tambahan, dengan tabrakan yang dihasilkan menyebabkan atom-atom terpecah dan melepaskan sejumlah besar energi. 

Fusi nuklir adalah kebalikan dari fisi: fusi nuklir dicapai dengan memaksa partikel atom yang lebih ringan dari satu elemen (hidrogen) untuk bertabrakan, yang meleburnya menjadi partikel yang lebih berat yang membentuk inti elemen lain (helium) dalam proses yang melepaskan sejumlah besar energi. Peluruhan radioaktif terjadi ketika inti atom terurai, melepaskan energi panas yang dapat dipanen oleh jenis reaktor nuklir khusus.

Pada tahun 2022, sebagian besar tenaga nuklir dihasilkan oleh fisi nuklir, dan fusi nuklir masih merupakan proses eksperimental dalam pembangkit listrik. Dibandingkan dengan fisi, fusi lebih aman, menghasilkan lebih sedikit limbah radioaktif, dan mengandalkan elemen yang lebih umum tersedia seperti hidrogen.
Pada awal tahun 2022, para ilmuwan di Inggris melaporkan keberhasilan memproduksi energi melalui fusi nuklir, meningkatkan optimisme bahwa proses tersebut pada akhirnya akan menjadi layak secara komersial.

Peluruhan radioaktif telah digunakan untuk memberi daya pada pesawat ruang angkasa dan stasiun penelitian di daerah-daerah terpencil di Bumi, tetapi teknologi masih dalam tahap pengembangan untuk aplikasi pembangkitan listrik yang melibatkan jaringan listrik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir memiliki reaktor khusus, di mana para petugas memandu proses terkontrol untuk membombardir inti atom dengan neutron untuk melepaskan energi melalui pembelahan. Uranium, yang memiliki sembilan puluh dua proton dan menempati peringkat sebagai elemen alami terberat, adalah bahan baku yang disukai untuk fisi nuklir. Kepadatan energinya sangat baik dibandingkan dengan sumber lainnya. Sebagai contoh, satu pon uranium melalui fisi nuklir menghasilkan energi yang sama banyaknya dengan tiga juta pon batu bara yang dihasilkan melalui pembakaran tradisional.

Ketika atom-atom uranium terpecah, mereka mengeluarkan neutron yang menabrak dan membelah atom-atom yang berdekatan, menciptakan efek fisi berkelanjutan yang dikenal sebagai reaksi berantai. Reaktor nuklir juga mengandung air dan komponen yang dikenal sebagai batang kendali. Energi yang dilepaskan oleh proses fisi memanaskan air hingga mencapai suhu yang sangat tinggi, menciptakan uap yang memutar turbin. 

Turbin adalah bagian dari sistem pembangkit listrik, dan energi kinetik yang dihasilkannya menghasilkan listrik yang kemudian dapat disimpan dan didistribusikan melalui jaringan listrik. Batang kendali menyerap neutron yang melayang-layang di dalam inti reaktor, menstabilkan reaksi berantai yang disebabkan oleh proses pemboman atom. Proses fisi juga menghasilkan limbah nuklir yang sangat radioaktif, yang harus dibuang dengan hati-hati dan disimpan di unit penampungan khusus di lokasi yang aman untuk mencegah kontaminasi lingkungan yang berpotensi mematikan.