PENGELOLAAN LIMBAH NUKLIR

PENGELOLAAN LIMBAH NUKLIR

Keputusan untuk lokasi limbah radioaktif umumnya dipilih berdasarkan pertimbangan politik dan sosiologi. Berikut adalah aspek teknis dari bagaimana limbah radioaktif diperlakukan.

ü  Limbah radioaktif berasosiasi dengan reaktor nuklir memiliki dua kategori :

1.      limbah komersil – hasil dari operasi fasilitas listrik tenaga nuklir. 
2.      limbah militer – hasil dari operasi reaktor yang berasosiasi dengan pabrikasi senjata. Karena bahan bakar dalam reaktor produksi plutonium diperlukan oleh senjata memiliki radiasi yang lebih lemah daripada nuklir yang digunakan di PLTN, limbah militer mengandung lebih sedikit produk fisi dan tidak seaktif limbah PLTN baik secara radiologis maupun termal. Walau begitu, mereka masih cukup berbahaya dan memerlukan pembuangan yang hati-hati.

PLTN menggunakan batang-batang bahan bakar dengan rentang usia sekitar tiga tahun. Tiap tahun, sekitar sepertiga batang bahan bakar yang habis dibuang dan disimpan dalam lembah pendingin, baik dalam lokasi reaktor maupun di tempat lain. PLTN modern umumnya membuang sekitar 30 ton bahan bakar yang telah habis per reaktor per tahun. ”Sedikit bagian dari limbah ini masih dapat di daur ulang dan kembali digunakan.” Sebenarnya, daur ulang justru meningkatkan volume limbah radioaktif, namun seperti dalam kasus limbah militer, limbah dari daur ulang limbah sebelumnya ini lebih lemah dalam jangka panjang. Walau begitu, limbah dari daur ulang juga harus dibuang dengan hati-hati.

Bahan bakar yang habis dari sebuah reaktor mengandung uranium tak berguna dan plutonium-239 yang telah dibuat dengan pengeboman neutron saat proses fisi. Campuran lain limbah ini adalah cesium-137 dan strontium-90 yang merupakan produk fisi yang sangat radioaktif dan berbahaya. Karena bahan bakar daur ulang mengandung plutonium, sesuai untuk membuat senjata nuklir, terdapat pertimbangan keamanan atas kemungkinan limbah ini direbut oleh agen atau teroris yang tidak memiliki kapabilitas senjata nuklir.

 

> Kategori limbah menurut isi

Selain kategori berdasarkan sumber, limbah radioaktif juga dapat digolongkan berdasarkan isinya:

Limbah tingkat tinggi mengandung 99.9% produk fisi nonvolatil, 0.5% uranium dan plutonium, dan semua aktinida yang terbentuk oleh transmutasi uranium dan plutonium di reaktor. Diantara aktinida ini adalah neptunium dan americium. Limbah tingkat tinggi dapat berupa cairan dari daur ulang atau berupa batang bahan bakar yang dibuang tanpa daur ulang.

Limbah wadah terdiri dari potongan padat Zircaloy dan wadah baja tahan karat (tabung dimana bahan bakar disimpan) serta unsur struktural lainnya rakitan bahan bakar yang tersisa setelah inti akhir telah terlarut.

Limbah transuranik tingkat rendah adalah bahan padat atau dipadatkan yang mengandung plutonium atau pemancar partikel alfa berumur panjang lainnya dalam konsentrasi yang diketahui atau diduga lebih tinggi dari 10 nanocurie per gram dan tingkat radiasi eksternal setelah pengemasan cukup rendah untuk memungkinkan penanganan langsung.

Limbah transuranik tingkat sedang adalah bahan padat atau dipadatkan yang mengandung pemancar partikel alpha berumur panjang dengan konsentrasi lebih dari 10 nanocurie per gram dan setelah pengemasan memiliki dosis permukaan antara 10 dan 1000 mrem/jam karena pencemaran produk fisi.

Limbah tingkat rendah non transuranik adalah beraneka bahan yang tercemar dengan isotop pemancar beta dan gamma tingkat rendah, namun mengandung kurang dari 10 nanocurie aktivitas alfa berumur panjang per gram.

> Metode pembuangan permanen

Karena banyak keraguan diantara para pemerintah dengan penyimpanan geologis permanen, seperti telah disebutkan sebelumnya, berbagai usaha terus dilakukan dalam metode penyimpanan permanen dan semipermanen. Banyak metode melibatkan pendekatan “barisan penghalang”. Penghalang pertama adalah badan limbah dimana bahan radioaktif disimpan – vitrifikasi, pengapuran, dsb. Persyaratan penghalang pertama adalah ia tidak korosif dan memiliki stabilitas termal dan integritas mekanis yang baik. Limbah menghasilkan banyak panas saat dekade pertama penyimpanannya. Hal ini mempengaruhi keputusan mengenai bentuk limbah dan penghalang kedua, wadah yang menyelubungi badan limbah. Fungsi utama wadah ini adalah melindungi bahan saat pengumpulan dan transportasi (ke lokasi geologis). Wadah ini juga menjadi pelindung yang baik untuk isinya selama minimal 50 tahun, untuk berjaga-jaga bila limbah ini akan diambil lagi di masa depan. Wadah ini harus mampu menahan zat kimia korosif, mereka harus tahan terhadap fluks radiasi sangat tinggi yang disebabkan peluruhan produk fisi dan panas yang dibangkitkan oleh limbah yang meluruh. Wadah baja tahan karat tak terlindungi tidak akan mampu menahan peluruhan struktur yang terjadi akibat penumpukan garam untuk periode selama itu. Persediaan harus ada untuk mendinginkan wadah, baik dengan udara maupun air. Wadah ini harus dirancang untuk memungkinkan transfer panas maksimum dan saat ini, konfigurasi silinder atau anulus yang digunakan. Penghalang ketiga adalah lokasi geologis itu sendiri, jelas harus tahan terhadap penetrasi air dan merupakan lokasi yang stabil secara seismik. Untuk memenuhi semua persyaratan lebih jauh, pertimbangan diberikan untuk membuat pembuangan limbah secara bertahap, mungkin menyimpan wadah dalam air pendingin selama beberapa  tahun pertama, kemudian menggantinya dengan pendingin udara.

Pilihan dominan tampaknya adalah penyimpanan bawah tanah. Masih ada metode lain yang diajukan para ilmuan nuklir.

> Metode rongga tambang larutan, dimana larutan kimia digunakan untuk menggali rongga dalam media yang sesuai, seperti garam batu.

> Metode matriks lubang bor dilakukan dengan sederetan lubang berdiameter besar yang dibor dalam media geologis hingga kedalaman 2 kilometer untuk membentuk kisi-kisi lubang, limbah padat kemudian dikemas ke dalam lubang ini dan disegel.

> Metode pelelehan batuan diajukan untuk menangani limbah cair yang tidak dapat memadat, dimana limbah dituang kedalam rongga bawah tanah yang dibuat lewat ledakan bawah tanah.

> Metode hidrofraktura juga diajukan untuk limbah cair, dimana limbah ini diubah menjadi semacam semen (grout). Grout ini dipompakan dengan tekanan tinggi kedalam landas sedalam 1 kilometer.  Tekanan operasi menyebabkan landas ini retak dan lembah mengisi retakan dan memadat. Prosedur ini telah digunakan selama bertahun-tahun dalam bidang perminyakan.

> Metode es kutub memperlakukan limbah yang dilelehkan lewat bantuan es (walaupun metode ini akan memerlukan teknologi baru); atau limbah harus diletakkan diatas permukaan es atau ditanamkan kedalam es. Manfaatnya adalah jarak yang jauh dari populasi dan pendinginan termal yang baik. Kerugiannya adalah transportasi yang ekstensif dan kesulitan dalam pengambilan kembali. Metode ini tidak menarik untuk dipilih karena terlalu banyak faktor yang tidak diketahui sehingga masih memerlukan penelitian lebih jauh.

> Metode disposisi samudera, dimana proses yang sama dengan metode es kutub dilakukan pada zona subduksi dan parit laut dalam atau daerah endapan cepat lainnya.