Managing Nuclear Wastes

 Managing Nuclear Wastes

Beberapa orang mungkin menganggap karier dalam mengelola limbah nuklir sebagai pekerjaan terburuk yang pernah orang inginkan, tetapi ratusan orang yang terlatih secara teknis telah menghabiskan bertahun-tahun bekerja untuk menyelesaikan masalah yang terkait dengan tenaga nuklir. Bagian utama dari tantangan yang berkelanjutan adalah politik. Pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan sekitar 23% dari listrik di Amerika Serikat.

Sebagian besar limbah nuklir tingkat tinggi (HLW) yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga nuklir - dalam bentuk bahan bakar bekas nuklir (SNF) - dihasilkan di mana banyak orang tinggal, di bagian timur Amerika Serikat. Tempat teraman untuk repositori jauh dari orang-orang, di lokasi yang kering dan terpencil, mungkin di Amerika Serikat bagian barat, di mana ada lebih sedikit orang (dan lebih sedikit suara!). 

SNF merupakan sekitar setengah dari HLW di Amerika Serikat. Setengah lainnya berasal dari konstruksi dan keberadaan senjata nuklir. Semua HLW adalah tanggung jawab federal. Sekitar 90% dari radioaktivitas dalam limbah nuklir berasal dari HLW. Volume limbah nuklir terbesar adalah limbah tingkat rendah (LLW), dan sebagian besar merupakan tanggung jawab negara bagian (atau kelompok negara) tempat limbah itu dihasilkan. LLW agak susah didefinisikan, merupakan segala sesuatu yang bukan HLW atau limbah pertahanan dan terdiri dari limbah dari rumah sakit; laboratorium farmasi; laboratorium penelitian; dan jas, peralatan, dan sejenisnya dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

Di Amerika Serikat bagian timur, sebagian besar LLW adalah dalam bentuk manik-manik plastik yang membentuk resin penukar ion yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir untuk membersihkan berbagai loop air yang digunakan dalam produksi listrik. Limbah plutonium dari Laboratorium Nasional Los Alamos di utara New Mexico dikirim untuk pertama kalinya ke Pusat Percontohan Isolasi Limbah federal di Carlsbad pada bulan Maret 1999. Limbah 600 pon (270 kg) terdiri dari pakaian dan kaleng logam yang terkontaminasi plutonium. dikemas dalam kotak dan wadah stainless steel. Sebagian besar bahan berasal dari pembuatan laboratorium baterai nuklir yang digunakan dalam wahana antariksa NASA dan akan disimpan di gua garam kuno sekitar 0,8 km di bawah tanah.

Perhatian saat ini difokuskan pada SNF karena dua alasan. Ini sangat radioaktif dan dapat dilihat sebagai masalah "lokal" karena dibuat di mana pelanggan listrik tinggal. Eropa telah memproses ulang pabrik untuk mendapatkan kembali material fisi yang tidak terpakai untuk bahan bakar baru, tetapi Amerika Serikat melarang praktik tersebut pada tahun 1970-an. Ini sebagian menjelaskan mengapa batang bahan bakar bekas telah menumpuk di pabrik nuklir AS.

Penelitian difokuskan pada Yucca Mountain, Nevada, di tepi barat Situs Uji Nasional, untuk kesesuaiannya sebagai tempat penyimpanan limbah nuklir untuk SNF dan beberapa limbah pertahanan. Pada Juli 2002, setelah kedua majelis Kongres AS memilih untuk mengesampingkan veto oleh Negara Bagian Nevada, Presiden George W. Bush menandatangani undang-undang yang menjadikan Gunung Yucca sebagai pusat penyimpanan limbah nuklir negara tersebut. Banyak pemimpin politik dan penduduk Nevada sangat menentang rencana ini, dan mereka dengan serius mempertanyakan bahwa limbah nuklir dapat dengan aman dijauhkan dari lingkungan manusia selama 10.000 tahun, seperti yang disyaratkan dalam Undang-Undang Kebijakan Limbah Nuklir federal.

Angka-angka yang menggambarkan SNF hampir tidak dapat dipahami oleh kebanyakan orang. Volume semua SNF yang ada dapat mencakup stadion sepak bola besar hingga kedalaman 4 atau 5 kaki, tetapi tidak ada orang yang masuk akal yang ingin mengurung banyak panas dan radioaktivitas di satu tempat. Deskripsi lain adalah 70.000 metrik ton SNF yang dihasilkan hingga saat ini di pembangkit listrik, angka yang berarti sedikit kecuali seseorang memahami jumlah ribuan kilogram dan mengetahui kepadatan produk-produk fisi ini. Rencana untuk Gunung Yucca adalah bahwa ia akan menampung, dalam bermil-mil terowongan dan gua-gua, semua SNF yang sejauh ini dihasilkan dan diharapkan akan dihasilkan dalam beberapa tahun ke depan.

Bagian SNF dari HLW dapat dipahami oleh ahli kimia yang melihat di dalamnya hampir setiap elemen pada grafik periodik unsur. Setelah inti 235U mengalami fisi dan melepaskan kelebihan energi pengikat nuklirnya, ia meninggalkan sepasang atom baru. Produk-produk fisi ini seperti unsur-unsur  yang baru lahir yang sudah terkenal dan, seperti bayi baru lahir, tidak stabil hingga matang. Ada sekitar 1000 isotop dari sekitar 100 elemen berbeda di SNF, dan sebagian besar adalah radioaktif. Mereka membusuk menjadi unsur-unsur yang stabil dengan laju yang berbeda, mengeluarkan emisi alfa, beta, dan gamma. Ini akan memakan waktu sekitar 7000 tahun hingga SNF mengandung radioaktif seperti halnya batuan dan mineral yang membentuk planet kita.

Produk fisi ini ditempatkan di batang titanium panjang, masing-masing seukuran diameter pensil, yang merupakan rakitan bahan bakar di pembangkit listrik tenaga nuklir. Pekerja yang mengenakan sarung tangan dapat menangani rakitan bahan bakar sebelum dimasukan ke reaktor nuklir. Tapi setelah dikeluarkan dari reaktor nuklir, rakitan bahan bakar disimpan di kolam pendingin air di samping reaktor selama setidaknya 10 tahun. Jika pembangkit listrik memiliki kolam pendingin kecil, penyimpanan rakitan bahan bakar tertua di lokasi terjadi di tong beton yang dibangun secara khusus sampai pemerintah federal mengambil kepemilikan dan menemukan tempat yang cocok untuk itu. Konsolidasi batang bahan bakar kadang-kadang dilakukan untuk menghemat ruang karena ada banyak ruang dalam rakitan bahan bakar sehingga air pembangkit listrik dapat dengan mudah melewati dan mengambil panas yang dihasilkan oleh proses pemisahan.

Pilihan lain yang telah dipertimbangkan untuk HLW termasuk pembuangan ke luar angkasa dan penguburan di parit laut dalam. Konsensus di seluruh dunia adalah bahwa isolasi geologi yang mendalam adalah pilihan terbaik. Amerika Serikat memimpin dalam mempelajari situs spesifik, Gunung Yucca. Di negara lain, bahkan yang menghasilkan persentase lebih besar dari tenaga mereka dengan tenaga nuklir, sejumlah limbah dengan volume kecil yang menunggu penguburan memungkinkan mereka lebih banyak waktu untuk memilih lokasi. Bagi siswa yang menyukai tantangan, pengelolaan limbah nuklir adalah yang baik. Dari analisis biaya-manfaat dari semua cara kami membuat dan menggunakan tenaga listrik hingga cara penanganan limbah, orang dapat menemukan masalah atau karier. Berikut adalah beberapa masalah utama untuk dipelajari dan dibahas:

• Pengangkutan limbah ke repositori. Haruskah itu dilakukan dengan kereta api atau truk? Haruskah ada pemberitahuan publik tentang waktu transportasi? Apakah ada langkah-langkah respons yang dilakukan jika terjadi kecelakaan?

• kegempaan situs. Apakah akan ada aktivitas vulkanik atau seismik yang signifikan di dekat lokasi dalam 10.000 tahun ke depan?

• Hidrologi. Apakah ada cukup bukti untuk memastikan bahwa radionuklida tidak akan meresap ke air tanah sampai tingkat yang signifikan?

• Edukasi publik. Haruskah konservasi diajarkan, dan haruskah guru mempromosikan atau mengecilkan peran tenaga nuklir?

• Opsi teknis lainnya. Haruskah seseorang menyelidiki opsi fisika nuklir yang mungkin mentransmisikan radioisotop yang berumur panjang menjadi radioisotop dengan paruh yang lebih pendek terlepas dari biayanya?

• Perlucutan senjata. Haruskah plutonium dari senjata nuklir "dilucuti" akhirnya diubah menjadi bahan bakar nuklir atau dibuat tidak berguna segera dan dikubur dengan HLW lainnya?

Sumber :Kenneth W. Whitten, General Chemistry