Dibalik Ledakan: Menyingkap Rahasia, Manfaat dan Kontroversi Teknologi Nuklir

Nuklir, sebuah kata yang menggemakan kekuatan luar biasa dan sekaligus menimbulkan keraguan. Di balik potensinya yang menjanjikan, nuklir menyimpan misteri dan manfaat yang tak terhitung jumlahnya, namun di sisi lain juga membangkitkan kekhawatiran tentang bahaya dan konsekuensinya. 

Tenaga nuklir memainkan peran penting sebagai sumber energi listrik rendah emisi, berkontribusi sekitar 10% dari total pembangkitan listrik global. Bagi negara-negara yang mengadopsinya, tenaga nuklir dapat menjadi pelengkap energi terbarukan dalam upaya mengurangi emisi karbon di sektor kelistrikan. Di samping itu, tenaga nuklir juga berkontribusi pada ketahanan energi dengan menjadi sumber daya yang dapat didistribusikan secara merata. Selain menghasilkan listrik, tenaga nuklir juga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan panas dan hidrogen dengan emisi rendah

Energi Nuklir: Pembelahan dan Penggabungan Inti Atom untuk Menghasilkan Energi Dahsyat

Energi nuklir berasal dari reaksi inti atom, yang terbagi menjadi dua jenis utama: fisi dan fusi. Keduanya menghasilkan energi yang sangat besar, namun melalui cara yang berbeda.

Fisi: Inti atom berat seperti uranium-235 dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil, melepaskan energi yang dahsyat. Neutron berperan penting dalam proses ini, memfasilitasi pembelahan dan pelepasan energi.

Fusi: Inti atom ringan digabungkan menjadi inti yang lebih besar, menghasilkan energi yang jauh lebih besar. Proses ini membutuhkan energi awal yang tinggi untuk mengatasi tolakan elektrostatis antara inti bermuatan positif.

Baik fisi maupun fusi merupakan reaksi eksotermik, menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk memulai reaksi. Hal ini memungkinkan pemanfaatan energi nuklir untuk berbagai keperluan, seperti pembangkit listrik.

Pemahaman tentang fisi dan fusi memungkinkan kita untuk mengembangkan dan mengendalikan senjata nuklir, namun juga menimbulkan tanggung jawab besar untuk mencegah penggunaannya. Senjata nuklir merupakan alat peledak yang memanfaatkan energi dahsyat dari reaksi nuklir, baik fisi maupun fusi. Ledakannya dapat menghancurkan kota dengan kekuatan destruktif yang berasal dari pelepasan energi dan massa dalam jumlah besar.

Akar ilmu pengetahuan di balik senjata nuklir berawal dari penemuan radioaktivitas oleh Marie Curie. Penelitian tentang atom dan radioaktivitas ini kemudian berkembang pesat, mengantarkan pada penemuan reaksi pembelahan atom oleh Otto Hahn dan Fritz Strassman di tahun 1938. Energi besar yang dihasilkan dari reaksi ini menarik perhatian para ilmuwan, meskipun pada saat itu belum dapat dikendalikan.

Terobosan penting datang dari Enrico Fermi di tahun 1942 dengan penemuan reaksi inti yang terkendali. Penemuan ini membuka jalan bagi pemanfaatan energi nuklir yang dahsyat, namun sekaligus menimbulkan kekhawatiran akan potensi penggunaannya sebagai senjata.

Puncaknya, bom atom dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki pada akhir Perang Dunia II, menunjukkan kekuatan destruktif yang tak tertandingi. Energi dahsyat ini berasal dari pancaran radiasi atom radioaktif dan reaksi pembelahan inti atom.

Hingga saat ini, senjata nuklir masih menjadi ancaman bagi umat manusia. Memahami prinsip kerjanya dan sejarah penemuannya menjadi kunci penting untuk mencegah penggunaannya dan membangun masa depan yang lebih damai

Manfaat Energi Nuklir

1. Energi Bersih yang Luar Biasa:

Nuklir merupakan sumber daya bersih terbesar di Amerika Serikat, menghasilkan hampir 775 miliar kWh listrik per tahun, setara dengan hampir setengah dari total listrik bebas emisi di negara tersebut. Kontribusi ini membantu menghindari emisi karbon hingga 471 juta metrik ton per tahun, yang setara dengan menghilangkan 100 juta mobil dari jalan raya.

2. Menciptakan Lapangan Kerja yang Menguntungkan:

Industri nuklir di Amerika Serikat mendukung hampir setengah juta pekerjaan, dengan gaji yang ditawarkan di pembangkit listrik tenaga nuklir domestik rata-rata 50% lebih tinggi dibandingkan sumber pembangkit lainnya. Pembangkit nuklir juga menyumbang miliaran dolar setiap tahunnya bagi ekonomi lokal melalui pendapatan pajak federal dan negara bagian.

3. Memperkuat Keamanan Nasional dan Diplomasi Energi:

Sektor nuklir sipil yang kokoh sangat penting untuk keamanan nasional dan diplomasi energi Amerika Serikat. Mempertahankan kepemimpinan global di bidang ini memungkinkan AS untuk memengaruhi penggunaan teknologi nuklir secara damai. Pemerintah AS bekerja sama dengan negara-negara lain dalam kapasitas ini untuk membangun hubungan dan mengembangkan peluang baru bagi teknologi nuklirnya.

Tantangan yang dihadapi

1. Kesalahpahaman dan Upaya Meningkatkan Pemahaman Publik Terhadap Energi Nuklir

Energi nuklir, meskipun memiliki potensi besar sebagai sumber energi bersih, seringkali disalahpahami oleh masyarakat. Persepsi negatif ini umumnya berakar dari tiga kecelakaan nuklir global yaitu kecelakaan Chernobyl, Three Mile Island, dan Fukushima meninggalkan trauma dan ketakutan yang mendalam bagi banyak orang, Kesalahpahaman tentang hubungan antara energi nuklir dan senjata nuklir masih marak terjadi, serta Film dan acara televisi yang menampilkan nuklir sebagai sumber ketakutan dan kehancuran turut memperkuat persepsi negatif.

Menyadari hal ini, Departemen Energi (DOE) dan laboratorium nasionalnya bekerja sama dengan industri untuk mengembangkan teknologi nuklir yang lebih aman dan efisien. Reaktor dan bahan bakar baru yang dirancang untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi limbah nuklir sedang dipelajari.

Upaya lain yang dilakukan DOE adalah dengan menyediakan informasi akurat dan berdasarkan fakta tentang energi nuklir melalui media sosial dan program STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Tujuannya adalah untuk mendidik masyarakat tentang manfaat energi nuklir dan mengubah stigma negatif yang melekat padanya.

Upaya ini penting untuk membuka jalan bagi pemanfaatan energi nuklir yang lebih luas dan bertanggung jawab di masa depan. Dengan teknologi yang lebih aman dan edukasi publik yang lebih baik, energi nuklir dapat menjadi bagian penting dari solusi untuk mengatasi krisis energi dan perubahan iklim.

2. Mencari solusi permanen dari pengangkutan, penyimpanan, dan pembuangan bahan bakar bekas nuklir

Bahan bakar bekas nuklir, seringkali menjadi sumber kekhawatiran publik, terkait dengan pengangkutan, penyimpanan, dan pembuangannya. Departemen Energi (DOE) bertanggung jawab atas pengelolaan bahan bakar bekas ini, yang saat ini disimpan dengan aman di lebih dari 70 lokasi di 35 negara bagian

Solusi permanen untuk pembuangan bahan bakar bekas masih dalam proses penentuan oleh Kongres. Sementara itu, DOE fokus pada penyimpanan aman di lokasi-lokasi tersebut hingga solusi permanen tercapai. DOE saat ini mengevaluasi lokasi pembangkit listrik tenaga nuklir dan infrastruktur transportasi yang memadai untuk mendukung pengangkutan bahan bakar bekas. Dengan alokasi dana yang tersedia, DOE akan melanjutkan proyek pembangunan Fasilitas Penyimpanan Sementara Terkonsolidasi milik pemerintah yang mencakup transportasi kereta api.

Pemilihan lokasi fasilitas penyimpanan akan dilakukan melalui proses penentuan lokasi berbasis persetujuan DOE yang mengutamakan partisipasi masyarakat. Tujuannya adalah untuk mengurangi jumlah lokasi penyimpanan bahan bakar nuklir bekas komersial di Amerika Serikat.

Solusi permanen untuk pengangkutan, penyimpanan, dan pembuangan bahan bakar nuklir bekas melibatkan penggunaan penyimpanan interim terpusat dan fasilitas penyimpanan geologis permanen. Hal ini memerlukan perubahan pada Undang-Undang Kebijakan Limbah Nuklir tahun 1982 untuk memungkinkan proses penentuan lokasi berbasis konsensus serta restrukturisasi Dana Limbah Nuklir guna memastikan pendanaan yang memadai. Penyimpanan interim dilakukan dengan kolam atau sistem penyimpanan kering dalam kontainer khusus yang dirancang untuk menahan radiasi dan menghilangkan panas. Pemerintah AS telah menghabiskan miliaran dolar untuk penyimpanan sementara ini di lokasi reaktor nuklir. Pembuangan permanen, seperti yang direncanakan di Gunung Yucca, Nevada, menghadapi kebuntuan politik. Para ahli merekomendasikan pengembangan strategi pengelolaan limbah yang terintegrasi dan finalisasi proses penentuan lokasi berbasis konsensus untuk mengatasi tantangan ini.

3. Biaya Operasional Tinggi 

Industri nuklir menghadapi tantangan ekonomi yang signifikan karena kondisi pasar yang sulit. Program Keberlanjutan Reaktor Air Ringan (LWRS) Departemen Energi (DOE) berusaha mengatasi hal ini dengan fokus pada beberapa langkah:

• Modernisasi sistem pabrik: Tujuannya adalah untuk mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan, serta meningkatkan kinerja.

• Penelitian material: Hal ini dilakukan untuk mendukung operasi jangka panjang armada reaktor nasional.

• Diversifikasi produk: Program ini menjajaki aplikasi non-listrik seperti desalinasi air dan produksi hidrogen untuk meningkatkan nilai ekonomis.

Lebih lanjut, DOE bekerja sama dengan industri untuk mengembangkan bahan bakar dan pelapis baru yang disebut "bahan bakar tahan kecelakaan". Bahan bakar ini menawarkan beberapa keuntungan:

• Meningkatkan kinerja pabrik: Memungkinkan waktu respons yang lebih lama.

• Mengurangi limbah: Lebih efisien dan menghasilkan lebih sedikit limbah.

Bahan bakar tahan kecelakaan ditargetkan untuk penggunaan luas pada tahun 2025, yang diharapkan dapat semakin meningkatkan efisiensi biaya operasi nuklir.

Referensi 

U.S. Government Accountability Office (GAO). "Commercial Spent Nuclear Fuel: Congressional Action Needed to Break Impasse and Develop a Permanent Disposal Solution." GAO-21-603, 2021. URL: [www.gao.gov/assets/gao-21-603.pdf](https://www.gao.gov/assets/gao-21-603.pdf)  .

U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC). "Transportation of Spent Nuclear Fuel." NRC.gov, Updated May 16, 2023. URL:[www.nrc.gov/waste/spent-fuel-transp.html](https://www.nrc.gov/waste/spent-fuel-transp.html)  .

Susdarwono, E. T. (2021). Reaksi fisi dan reaksi fusi dalam mekanisme bom atom dan senjata termonuklir. Vektor: Jurnal Pendidikan IPA, 2(1), 16-30.

"The Future of Nuclear Energy" oleh International Energy Agency (IEA) (2022): https://www.iea.org/energy-system/electricity/nuclear-power

"Nuclear Energy: Benefits, Risks, and Challenges" oleh World Nuclear Association (WNA) (2023): https://www.energy.gov/ne/articles/advantages-and-challenges-nuclear-energy

Penulis:

1. Sabrina Widya Pratiwi 

2. Avri Nur Anisa

3. Litha Ayu Savira

4. Aulia Rahma