Limbah radioaktif adalah jenis limbah yang mengandung atau terkontaminasi radionuklida pada konsentrasi atau aktivitas yang melebihi batas yang diizinkan yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir. Definisi tersebut digunakan di dalam peraturan perundang-undangan. Pengertian limbah radioaktif yang lain mendefinisikan sebagai zat radioaktif yang sudah tidak dapat digunakan lagi, dan/atau bahan serta peralatan yang terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif dan sudah tidak dapat difungsikan/dimanfaatkan. Bahan atau peralatan tersebut terkena atau menjadi radioaktif kemungkinan karena pengoperasian instalasi nuklir atau instalasi yang memanfaatkan radiasi pengion.
Sumber: Lihat artikel asli di Wikipedia
 |
Limbah radioaktif adalah jenis limbah yang mengandung atau terkontaminasi radionuklida pada konsentrasi atau aktivitas yang melebihi batas yang diizinkan (Clearance level) yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir. Definisi tersebut digunakan di dalam peraturan perundang-undangan. Pengertian limbah radioaktif yang lain mendefinisikan sebagai zat radioaktif yang sudah tidak dapat digunakan lagi, dan/atau bahan serta peralatan yang terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif dan sudah tidak dapat difungsikan/dimanfaatkan. Bahan atau peralatan tersebut terkena atau menjadi radioaktif kemungkinan karena pengoperasian instalasi nuklir atau instalasi yang memanfaatkan radiasi pengion.[1][2][3][4][5][6]
Di Prancis, limbah yang dihasilkan dari proses daur ulang diubah menjadi kaca dalam proses yang disebut vitrifikasi, dan kemudian disimpan dalam rak pendingin udara.
Finlandia saat ini merupakan pemimpin dunia dalam kemajuan pembuangan limbah nuklir komersial jangka panjang. Repositori geologi dalam Onkalo mereka diharapkan menjadi repositori komersial pertama di dunia yang beroperasi.
Prancis saat ini mendaur ulang bahan bakar bekas mereka. Mereka memasukkan kembali sisa bahan bakar nuklir yang masih bagus ke dalam reaktor mereka dalam bentuk bahan bakar MOX dan melumpuhkan sisa limbah dalam kaca borosilikat vitrifikasi.
.jpg)
Semua aktivitas yang berkaitan dengan peradaban manusia mengonsumsi sumber daya alam dan menghasilkan limbah. Sementara pengaruh kehidupan hewan terbatas pada habitat aslinya, pengaruh semua aktivitas manusia, terutama aktivitas industri, telah sangat memengaruhi biosfer dan atmosfer, terutama di wilayah padat penduduk seperti Eropa.
Sejak revolusi industri, manusia telah semakin memanfaatkan energi fosil dan sumber daya mineral yang telah habis dan, sampai batas tertentu, telah berubah menjadi produk limbah yang mencemari lingkungan manusia dan diduga memberikan dampak buruk pada iklim global.
Tren historis yang telah lama ada, yang kini diperkuat oleh kepedulian ekologis, telah meningkatkan tekanan untuk mengurangi keluaran limbah dan dampak buruknya. Pengurangan dan daur ulang limbah merupakan salah satu tren terbaru dalam pengelolaan sumber daya dan telah dipelopori oleh komunitas nuklir sejak awal mula tenaga nuklir. Tidak diragukan lagi, karena volume limbah yang dihasilkannya yang kecil, industri nuklir telah menjadi yang terdepan dalam menerapkan strategi "penahanan dan pembuangan" alih-alih strategi "pengenceran dan penyebaran" yang lebih umum. Dari sudut pandang ini, lembaga nuklir, yang menyadari tanggung jawab sosial dan jangka panjangnya, selalu mempertimbangkan dengan cermat pengelolaan masa depan bahan bakar iradiasi yang dibuang setiap tahun dari sekitar 400 pembangkit listrik tenaga nuklir komersial yang saat ini beroperasi di seluruh dunia, termasuk kapasitas listrik nuklir ~120 GWe yang beroperasi di Eropa Barat dan 45 GWe yang beroperasi di negara-negara bekas Uni Soviet dan Eropa Timur.
Berbagai jenis cara pengelolaan dipertimbangkan untuk masing-masing komponen utama bahan bakar iradiasi yang dibuang dari LWR - uranium, plutonium, aktinida, dan produk fisi:
Sebagai ilustrasi, unit PWR 1000 MWe tipikal yang beroperasi pada faktor beban 75% menghasilkan sekitar 21 ton bahan bakar bekas dengan laju pembakaran 43 GWd/t dan ini mengandung sekitar: 20 ton U yang diperkaya; 230 kg Pu; 23 kg aktinida minor; 750 kg produk fisi.
Hingga saat ini, Partisi dan Transmutasi terutama mempertimbangkan aktinida minor, tetapi kini telah diakui bahwa untuk memberikan dampak pada radiotoksisitas jangka panjang dan risiko residu aktual dari limbah yang dibuang, perlu dikembangkan cara yang tepat untuk insinerasi Pu, aktinida minor, dan beberapa produk fisi berumur panjang. Bagi yang awam, mungkin bermanfaat untuk menyampaikan beberapa poin penting pada tahap ini:
Limbah radioaktif nuklir adalah material sisa berbahaya dari berbagai aktivitas nuklir seperti pembangkit listrik, penelitian, medis, dan industri, yang diklasifikasikan berdasarkan tingkat aktivitas dan bentuknya (padat, cair, gas). Pengelolaan limbah ini memerlukan teknologi khusus untuk mencegah pencemaran lingkungan dan bahaya kesehatan seperti kanker akibat paparan radiasi yang bisa merusak DNA sel.
Sumber limbah radioaktif nuklir
Bentuk-bentuk limbah radioaktif
Klasifikasi limbah radioaktif
Paparan radiasi dapat merusak DNA, meningkatkan risiko kanker, dan menyebabkan penyakit radiasi akut, terutama pada anak-anak yang lebih sensitif. Jika tidak dikelola dengan baik, limbah ini dapat menyebabkan pencemaran air, tanah, dan udara. Limbah ini membutuhkan teknologi canggih untuk pengolahan dan penyimpanan yang aman. Metode pengelolaan: Beberapa metode meliputi vitrifikasi (mengubah limbah menjadi kaca) dan penyimpanan akhir di lokasi geologi yang stabil. Pengawasan dan pemantauan lingkungan di sekitar instalasi nuklir sangat penting untuk mendeteksi potensi kontaminasi.
Tenaga nuklir adalah satu-satunya teknologi penghasil energi berskala besar yang bertanggung jawab penuh terhadap semua limbahnya dan memperhitungkan biaya sepenuhnya ke dalam produk. Jumlah limbah yang dihasilkan oleh tenaga nuklir sangat kecil dibandingkan dengan teknologi pembangkit listrik termal lainnya. Bahan bakar nuklir bekas dapat diperlakukan sebagai sumber daya atau hanya sebagai limbah. Limbah nuklir tidak terlalu berbahaya atau sulit dikelola dibandingkan dengan limbah industri beracun lainnya. Metode yang aman untuk pembuangan akhir limbah radioaktif tingkat tinggi telah terbukti secara teknis; konsensus internasional adalah bahwa pembuangan geologis adalah pilihan terbaik.
Seperti semua industri, pembangkitan listrik menghasilkan limbah. Apa pun bahan bakar yang digunakan, limbah yang dihasilkan dalam pembangkitan listrik harus dikelola dengan cara yang melindungi kesehatan manusia dan meminimalkan dampak terhadap lingkungan.
Untuk limbah radioaktif, ini berarti mengisolasi atau mengencerkannya sedemikian rupa sehingga laju atau konsentrasi radionuklida yang kembali ke biosfer tidak berbahaya. Untuk mencapai hal ini, hampir semua limbah radioaktif ditampung dan dikelola, dengan beberapa jelas membutuhkan penguburan yang dalam dan permanen. Berbeda dengan semua bentuk pembangkit listrik termal lainnya, semua limbah dari pembangkit listrik tenaga nuklir diatur – tidak ada yang boleh menyebabkan polusi.
Tenaga nuklir dicirikan oleh jumlah energi yang sangat besar yang dihasilkan dari bahan bakar yang sangat sedikit, dan jumlah limbah yang dihasilkan selama proses ini juga relatif kecil. Namun, sebagian besar limbah yang dihasilkan bersifat radioaktif sehingga harus dikelola dengan cermat sebagai bahan berbahaya. Semua bagian dari siklus bahan bakar nuklir menghasilkan limbah radioaktif, dan biaya pengelolaan serta pembuangannya merupakan bagian dari biaya listrik ( yaitu diinternalisasi dan dibayar oleh konsumen listrik).
Semua limbah beracun perlu ditangani dengan aman – bukan hanya limbah radioaktif – dan di negara-negara dengan tenaga nuklir, limbah radioaktif mencakup proporsi yang sangat kecil dari total limbah berbahaya industri yang dihasilkan.
Limbah radioaktif tidak hanya terdapat pada siklus bahan bakar nuklir. Bahan radioaktif digunakan secara luas dalam bidang kedokteran, pertanian, penelitian, manufaktur, uji non-destruktif, dan eksplorasi mineral. Tidak seperti bahan industri berbahaya lainnya, tingkat bahaya semua limbah radioaktif—radioaktivitasnya—berkurang seiring waktu.
Limbah radioaktif mencakup segala bahan yang secara intrinsik radioaktif, atau telah terkontaminasi oleh radioaktivitas, dan dianggap tidak dapat digunakan lagi. Kebijakan pemerintah menentukan apakah bahan-bahan tertentu—seperti bahan bakar nuklir bekas dan plutonium—dikategorikan sebagai limbah.
Setiap radionuklida memiliki waktu paruh – waktu yang dibutuhkan separuh atomnya untuk meluruh, sehingga kehilangan separuh radioaktivitasnya. Radionuklida dengan waktu paruh yang panjang cenderung memancarkan sinar alfa dan beta – sehingga memudahkan penanganannya – sementara radionuklida dengan waktu paruh yang pendek cenderung memancarkan sinar gamma yang lebih tajam. Pada akhirnya, semua limbah radioaktif meluruh menjadi unsur-unsur non-radioaktif. Semakin radioaktif suatu isotop, semakin cepat ia meluruh. Limbah radioaktif biasanya diklasifikasikan sebagai limbah tingkat rendah (LLW), limbah tingkat menengah (ILW), atau limbah tingkat tinggi (HLW), yang terutama bergantung pada tingkat radioaktivitasnya.
Limbah tingkat rendah (LLW) memiliki kandungan radioaktif tidak melebihi empat giga-becquerel per ton (GBq/t) aktivitas alfa atau 12 GBq/t aktivitas beta-gamma. LLW tidak memerlukan pelindung selama penanganan dan pengangkutan, dan cocok untuk dibuang di fasilitas dekat permukaan.
Limbah radioaktif (LLW) dihasilkan dari rumah sakit dan industri, serta siklus bahan bakar nuklir. Limbah ini terdiri dari kertas, kain perca, peralatan, pakaian, filter, dll ., yang mengandung sejumlah kecil radioaktivitas, sebagian besar berumur pendek. Untuk mengurangi volumenya, LLW sering dipadatkan atau dibakar sebelum dibuang. LLW mencakup sekitar 90% volume, tetapi hanya 1% dari radioaktivitas seluruh limbah radioaktif.
Limbah tingkat menengah (ILW) lebih radioaktif daripada LLW, tetapi panas yang dihasilkannya (<2 kW/m³ ) tidak cukup untuk diperhitungkan dalam desain atau pemilihan fasilitas penyimpanan dan pembuangan. Karena tingkat radioaktivitasnya yang lebih tinggi, ILW memerlukan pelindung.
Limbah radioaktif (ILW) biasanya terdiri dari resin, lumpur kimia, dan pelapis bahan bakar logam, serta material terkontaminasi dari dekomisioning reaktor. Benda-benda yang lebih kecil dan non-padatan apa pun dapat dipadatkan dalam beton atau bitumen untuk dibuang. Limbah radioaktif ini mencakup sekitar 7% volume dan memiliki 4% radioaktivitas dari semua limbah radioaktif.
Limbah tingkat tinggi (HLW) cukup radioaktif sehingga panas peluruhannya (>2 kW/m³ ) dapat meningkatkan suhunya, dan suhu lingkungan sekitarnya, secara signifikan. Akibatnya, HLW memerlukan pendinginan dan pelindung.
HLW muncul dari 'pembakaran' bahan bakar uranium dalam reaktor nuklir. HLW mengandung produk fisi dan unsur transuranik yang dihasilkan di teras reaktor. HLW hanya menyumbang 3% dari volume, tetapi 95% dari total radioaktivitas limbah yang dihasilkan. Terdapat dua jenis HLW yang berbeda:
HLW memiliki komponen berumur panjang dan berumur pendek, tergantung pada lamanya waktu yang dibutuhkan radioaktivitas radionuklida tertentu untuk menurun ke tingkat yang dianggap tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan sekitarnya. Jika produk fisi yang umumnya berumur pendek dapat dipisahkan dari aktinida berumur panjang, perbedaan ini menjadi penting dalam pengelolaan dan pembuangan HLW. HLW menjadi fokus perhatian penting terkait tenaga nuklir, dan dikelola sebagaimana mestinya.
Limbah bebas dan limbah tingkat sangat rendah (VLLW) mengandung bahan radioaktif pada tingkat yang tidak dianggap berbahaya bagi manusia atau lingkungan sekitar. Limbah ini terutama terdiri dari material yang telah dihancurkan (seperti beton, plester, batu bata, logam, katup, pipa, dll. ) yang dihasilkan selama operasi rehabilitasi atau pembongkaran di lokasi industri nuklir. Industri lain, seperti pengolahan makanan, kimia, baja, dll ., juga menghasilkan VLLW sebagai akibat dari konsentrasi radioaktivitas alami yang terdapat dalam mineral tertentu yang digunakan dalam proses pembuatannya (lihat juga halaman informasi tentang Bahan Radioaktif yang Terjadi Secara Alami ). Oleh karena itu, limbah tersebut dibuang bersama sampah rumah tangga, meskipun negara-negara seperti Prancis saat ini sedang mengembangkan fasilitas pembuangan VLLW yang dirancang khusus.
Limbah radioaktif dihasilkan di semua tahap siklus bahan bakar nuklir – proses produksi listrik dari bahan nuklir. Siklus bahan bakar meliputi penambangan dan penggilingan bijih uranium, pemrosesan dan fabrikasinya menjadi bahan bakar nuklir, penggunaannya di reaktor, pemrosesan ulangnya (jika dilakukan), pengolahan bahan bakar bekas yang diambil dari reaktor, dan terakhir, pembuangan limbah. Meskipun limbah dihasilkan selama penambangan, penggilingan, dan fabrikasi bahan bakar, sebagian besar (dalam hal radioaktivitas) berasal dari 'pembakaran' uranium untuk menghasilkan listrik. Ketika bahan bakar bekas diproses ulang, jumlah limbah berkurang secara signifikan.
Penambangan uranium tradisional menghasilkan tailing berpasir halus, yang mengandung hampir semua unsur radioaktif alami yang terdapat dalam bijih uranium. Tailing tersebut dikumpulkan dalam bendungan rekayasa dan akhirnya ditutup dengan lapisan tanah liat dan batu untuk mencegah kebocoran gas radon, dan untuk memastikan stabilitas jangka panjang. Dalam jangka pendek, material tailing seringkali ditutup dengan air. Setelah beberapa bulan, material tailing tersebut mengandung sekitar 75% radioaktivitas bijih aslinya. Secara tegas, material ini tidak diklasifikasikan sebagai limbah radioaktif.
Konsentrat uranium oksida dari pertambangan, pada dasarnya 'yellowcake' (U₂O₄ ) , tidak terlalu radioaktif – hanya sedikit lebih radioaktif daripada granit yang digunakan dalam bangunan. Konsentrat ini dimurnikan kemudian diubah menjadi gas uranium heksafluorida (UF₄ ) . Sebagai gas, konsentrat ini mengalami pengayaan untuk meningkatkan kandungan U-235 dari 0,7% menjadi sekitar 3,5%. Konsentrat ini kemudian diubah menjadi oksida keramik keras (UO₄ ) untuk dirakit sebagai elemen bahan bakar reaktor.
Produk sampingan utama pengayaan adalah uranium terdeplesi (DU), terutama isotop U-238, yang disimpan sebagai UF6 atau U3O8 . Sebagian DU digunakan dalam aplikasi yang membuatnya berharga karena densitasnya yang sangat tinggi, seperti untuk lunas kapal pesiar dan proyektil militer. DU juga digunakan (bersama plutonium yang diproses ulang) untuk membuat bahan bakar oksida campuran (MOX) dan untuk mengencerkan uranium yang sangat diperkaya dari senjata yang dibongkar, yang kemudian dapat digunakan untuk bahan bakar reaktor (lihat halaman tentang Uranium dan Uranium Terdeplesi serta Hulu Ledak Militer sebagai Sumber Bahan Bakar Nuklir ).
Dalam hal radioaktivitas, sumber utama yang timbul dari penggunaan reaktor nuklir untuk menghasilkan listrik berasal dari material yang diklasifikasikan sebagai HLW. Produk fisi yang sangat radioaktif dan unsur transuranik dihasilkan dari uranium dan plutonium selama operasi reaktor, dan terkandung dalam bahan bakar bekas. Negara-negara yang telah mengadopsi siklus tertutup dan memproses ulang bahan bakar bekas, produk fisi dan aktinida minor dipisahkan dari uranium dan plutonium dan diperlakukan sebagai HLW (lihat di bawah). Di negara-negara yang tidak memproses ulang bahan bakar bekas, bahan bakar bekas itu sendiri dianggap sebagai limbah dan oleh karena itu diklasifikasikan sebagai HLW.
LLW dan ILW dihasilkan sebagai hasil dari operasi umum, seperti pembersihan sistem pendingin reaktor dan kolam penyimpanan bahan bakar, serta dekontaminasi peralatan, filter, dan komponen logam yang menjadi radioaktif akibat penggunaannya di dalam atau di dekat reaktor.
Setiap bahan bakar bekas akan tetap mengandung sebagian U-235 asli serta berbagai isotop plutonium yang telah terbentuk di dalam teras reaktor, dan U-238. Secara total, isotop-isotop ini mencakup sekitar 96% uranium asli dan lebih dari setengah kandungan energi asli (tidak termasuk U-238). Bahan bakar nuklir bekas telah lama diproses ulang untuk mengekstrak bahan fisil agar dapat didaur ulang dan untuk mengurangi volume HLW (lihat juga halaman informasi tentang Pengolahan Bahan Bakar Nuklir Bekas ). Beberapa negara Eropa, serta Rusia, Tiongkok, dan Jepang, memiliki kebijakan untuk memproses ulang bahan bakar nuklir bekas.
Pemrosesan ulang memungkinkan plutonium dalam jumlah signifikan untuk diekstraksi dari bahan bakar bekas, yang kemudian dicampur dengan uranium oksida terdeplesi di pabrik fabrikasi MOX untuk menghasilkan bahan bakar baru. Proses ini memungkinkan sekitar 25-30% lebih banyak energi untuk diekstraksi dari bijih uranium asli, dan secara signifikan mengurangi volume HLW (sekitar 85%). IAEA memperkirakan bahwa dari 390.000 metrik ton logam berat (MTHM) yang dihasilkan sejak munculnya produksi tenaga nuklir sipil, 127.000 MTHM telah diproses ulang.1 Selain itu, HLW yang tersisa secara signifikan kurang radioaktif – meluruh ke tingkat yang sama dengan bijih asli dalam waktu 9.000 tahun (dibandingkan 300.000 tahun). (Lihat juga halaman informasi tentang Bahan Bakar Oksida Campuran dan Pemrosesan Bahan Bakar Nuklir Bekas .)
Pabrik pemrosesan ulang komersial saat ini beroperasi di Prancis dan Rusia. Pabrik lain sedang dibangun di Jepang, dan Tiongkok juga berencana membangunnya. Prancis juga melakukan pemrosesan ulang untuk utilitas di negara lain, dan banyak bahan bakar Jepang telah diproses ulang di sana, dengan limbah dan plutonium daur ulang dalam bahan bakar MOX dikembalikan ke Jepang. (Lihat juga halaman informasi tentang Pengiriman Limbah dan MOX Jepang dari Eropa .)
Proses utama yang telah ada dan sedang berlangsung adalah Purex, sebuah proses hidrometalurgi. Proses prospektif utamanya adalah elektrometalurgi – sering disebut piroproses karena panasnya. Dengan proses ini, semua anion aktinida (terutama uranium dan plutonium) diekstraksi bersama. Meskipun belum beroperasi, teknologi ini akan menghasilkan limbah yang hanya membutuhkan 300 tahun untuk mencapai tingkat radioaktivitas yang sama dengan bijih yang ditambang.
Dalam kasus reaktor nuklir, sekitar 99% radioaktivitas berkaitan dengan bahan bakar. Terlepas dari kontaminasi permukaan instalasi, radioaktivitas yang tersisa berasal dari 'produk aktivasi' seperti komponen baja yang telah lama terpapar radiasi neutron. Atom-atomnya diubah menjadi berbagai isotop seperti besi-55, kobalt-60, nikel-63, dan karbon-14. Dua isotop pertama sangat radioaktif, memancarkan sinar gamma, tetapi memiliki waktu paruh yang pendek sehingga setelah 50 tahun sejak penghentian terakhir, bahayanya jauh berkurang. Beberapa cesium-137 juga dapat ditemukan dalam limbah dekomisioning.
Sebagian material sisa dari penghentian operasional dapat didaur ulang, tetapi untuk penggunaan di luar industri, tingkat pembersihan yang diterapkan sangat rendah, jadi sebagian besar dikubur dan sebagian lagi didaur ulang dalam industri.
Selain limbah rutin dari pembangkit listrik tenaga nuklir saat ini, terdapat limbah radioaktif lain yang disebut sebagai 'limbah warisan'. Limbah ini terdapat di beberapa negara pelopor tenaga nuklir, terutama di negara-negara yang program pembangkit listriknya dikembangkan dari program militer. Limbah ini terkadang sangat banyak dan sulit dikelola, serta muncul seiring negara-negara tersebut mencapai posisi di mana teknologi nuklir menjadi proposisi komersial untuk pembangkit listrik. Limbah ini merupakan liabilitas yang tidak ditanggung oleh pengaturan pendanaan saat ini. Di Inggris, sekitar £164 miliar (tidak didiskontokan) diperkirakan terlibat dalam penanganan limbah ini – terutama dari Magnox dan beberapa pengembangan AGR awal – dan sekitar 30% dari totalnya berasal dari program militer. Di AS, liabilitasnya juga cukup besar.
Dalam beberapa tahun terakhir, baik di komunitas proteksi radiologi maupun pengelolaan limbah radioaktif, perhatian terhadap cara efektif mengelola limbah nuklir non-listrik semakin meningkat. Semua negara, termasuk yang tidak memiliki pembangkit listrik tenaga nuklir, harus mengelola limbah radioaktif yang dihasilkan oleh kegiatan yang tidak terkait dengan produksi energi nuklir, termasuk: kegiatan penelitian laboratorium nasional dan universitas; alat ukur industri dan sumber radiografi yang terpakai dan hilang; serta kegiatan kedokteran nuklir di rumah sakit. Meskipun sebagian besar limbah ini tidak berumur panjang, keragaman sumbernya menyulitkan penilaian umum terhadap karakteristik fisik atau radiologi. Sifat limbah yang relatif spesifik terhadap sumbernya menimbulkan pertanyaan dan tantangan bagi pengelolaannya di tingkat nasional.
Sebagian besar LLW dan ILW berumur pendek biasanya langsung dibuang ke darat setelah dikemas. Ini berarti bahwa untuk sebagian besar (>90% volume) semua jenis limbah, sarana pembuangan yang memadai telah dikembangkan dan sedang diterapkan di seluruh dunia.
Fasilitas pembuangan dekat permukaan saat ini beroperasi di banyak negara, termasuk:
Beberapa limbah cair tingkat rendah dari pabrik pengolahan ulang dibuang ke laut. Ini termasuk radionuklida yang khas, terutama teknesium-99 (terkadang digunakan sebagai pelacak dalam studi lingkungan), dan ini dapat terdeteksi hingga ratusan kilometer jauhnya. Namun, pembuangan tersebut diatur dan dikendalikan, dan dosis radiasi maksimum yang diterima siapa pun darinya hanyalah sebagian kecil dari radiasi latar belakang alami.
Pembangkit listrik tenaga nuklir dan pabrik pemrosesan ulang melepaskan sejumlah kecil gas radioaktif ( misalnya kripton-85 dan xenon-133) dan sejumlah kecil yodium-131 ke atmosfer. Namun, kripton-85 dan xenon-133 bersifat inert secara kimia, ketiga gas tersebut memiliki waktu paruh yang pendek, dan radioaktivitas dalam emisi berkurang dengan menunda pelepasannya. Efek bersihnya terlalu kecil untuk dipertimbangkan dalam analisis siklus hidup apa pun. Tritium juga diproduksi dalam jumlah kecil, tetapi regulator tidak menganggap pelepasannya signifikan.
Jangka waktu yang panjang di mana beberapa ILW dan HLW – termasuk bahan bakar bekas yang dianggap limbah – tetap radioaktif telah mendorong penerimaan universal terhadap konsep pembuangan geologi dalam. Banyak opsi pengelolaan limbah jangka panjang lainnya telah diteliti, tetapi pembuangan dalam di tempat penyimpanan bekas tambang kini menjadi pilihan yang lebih disukai di sebagian besar negara. Tempat penyimpanan limbah geologi dalam Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) sedang beroperasi di AS untuk pembuangan limbah transuranik – ILW berumur panjang dari sumber militer, yang terkontaminasi plutonium.
Hingga saat ini, belum ada kebutuhan praktis untuk penyimpanan akhir bahan bakar bekas. Sebagaimana diuraikan di atas, bahan bakar bekas dapat diproses ulang atau dibuang langsung. Bagaimanapun, terdapat insentif teknis yang kuat untuk menunda pembuangan akhir bahan bakar bekas selama sekitar 40-50 tahun setelah pembuangan, di mana panas dan radioaktivitasnya akan berkurang lebih dari 99%. Penyimpanan sementara bahan bakar bekas sebagian besar dilakukan di kolam-kolam yang terhubung dengan reaktor individual, atau di kolam bersama di lokasi multi-reaktor, atau terkadang di lokasi pusat. Saat ini terdapat sekitar 263.000 ton bahan bakar bekas yang disimpan. Lebih dari dua pertiganya berada di kolam penyimpanan, dengan proporsi yang meningkat di penyimpanan kering.
Ketika inti atom terbelah, sebagian besar energi dilepaskan segera dan dibawa oleh pendingin untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Namun, energi terus dilepaskan selama ribuan tahun setelah atom terbelah. Panas sisa pembakaran inilah yang membuat limbah nuklir berbahaya. Tidak seperti kebanyakan limbah beracun, fakta bahwa limbah nuklir menjadi kurang beracun seiring waktu cukup unik.
Emisi energi yang tertunda ini berarti bahwa limbah nuklir sangat radioaktif. Ketika pertama kali keluar dari reaktor, limbah tersebut sangat berbahaya sehingga jika Anda berdiri di dekatnya saat tidak terlindungi, Anda akan menerima dosis radiasi yang mematikan dalam beberapa detik dan akan meninggal karena penyakit radiasi akut [wikipedia] dalam beberapa hari. Seiring munculnya energi, limbah menjadi kurang radioaktif (dan juga kurang berbahaya) setiap saat. Namun, limbah tersebut tidak berubah dari berbahaya menjadi tidak berbahaya selama ribuan tahun.
Pertanyaan tentang limbah nuklir pada dasarnya mempertanyakan apakah umat manusia dapat mencegah bahan radioaktif ini menyebabkan kerusakan pada manusia dan lingkungan. Pertanyaan ini telah disadari sejak awal sejarah nuklir, oleh Enrico Fermi sendiri (ilmuwan utama yang bertanggung jawab atas reaksi berantai nuklir buatan manusia pertama di dunia).
Dalam praktiknya, bahan bakar bekas tidak pernah dibiarkan terbuka. Bahan bakar tersebut disimpan di bawah air (air adalah pelindung yang sangat baik) selama 5–8 tahun di kolam bahan bakar bekas hingga tingkat radiasinya menurun ke tingkat yang dapat didinginkan tanpa air.
Setelah pendinginan di kolam bahan bakar bekas, limbah nuklir didaur ulang (Prancis) atau dipindahkan ke dalam tabung beton besar yang disebut tong kering (di sebagian besar tempat lain). Setiap tong ini menampung beberapa rakitan bahan bakar bekas.
Selama ini, tidak ada yang terluka atau terbunuh oleh limbah nuklir komersial di tempat penyimpanan tong kering. Anda dapat berdiri tepat di samping limbah nuklir tingkat tinggi di tempat penyimpanan. Meskipun insiden di masa mendatang mungkin terjadi, cukup jelas bahwa tingkat cedera akibat material ini hampir tidak ada apa-apanya dibandingkan dengan 8 juta orang per tahun yang benar-benar meninggal akibat komplikasi polusi udara yang disebabkan oleh emisi partikulat bahan bakar fosil dan biofuel (angka WHO). Belum lagi potensi kematian di masa mendatang akibat perubahan iklim.
Fakta bahwa pembangkit listrik tenaga nuklir menyimpan semua limbahnya di lokasi selama siklus hidupnya dapat dianggap sebagai atribut lingkungan positif yang signifikan dibandingkan dengan sumber energi yang mengeluarkan limbah dalam jumlah besar ke atmosfer atau menghasilkan limbah manufaktur dalam jumlah besar selama proses fabrikasi.
Di Prancis, limbah yang dihasilkan dari proses daur ulang diubah menjadi kaca dalam proses yang disebut vitrifikasi, dan kemudian disimpan dalam rak pendingin udara.
Penyimpanan tong kering di atas tanah cukup stabil, tetapi baik pendukung maupun penentang nuklir sepakat bahwa ada alasan untuk mencoba memindahkannya lebih jauh dari biosfer.
Terdapat konsensus ilmiah bahwa menempatkan limbah nuklir dalam formasi geologi yang diperkirakan stabil selama jutaan tahun adalah tepat (misalnya, lihat laporan Komisi Pita Biru (pdf) dan laporan OECD 2020 (pdf) tentang pembuangan limbah). Dengan cara ini, jika material tersebut dilepaskan di masa mendatang, material tersebut telah melepaskan semua panas sisa pembakarannya dan akan menjadi inert secara radiologis. AS mempelajari dan membangun sebagian besar Pegunungan Yucca sebagai lokasi pembuangan bahan bakar bekas nasional.
AS memang memiliki tempat penyimpanan limbah nuklir operasional di formasi garam masif di New Mexico di sebuah lokasi yang disebut Pabrik Percontohan Isolasi Limbah. Tempat ini dirancang untuk limbah nuklir militer, bukan sipil, tetapi banyak tantangannya terkait.
Finlandia saat ini merupakan pemimpin dunia dalam kemajuan pembuangan limbah nuklir komersial jangka panjang. Repositori geologi dalam Onkalo mereka diharapkan menjadi repositori komersial pertama di dunia yang beroperasi.
Bentuk repositori geologi yang berbeda, yang disebut sumur bor dalam, telah diusulkan oleh para ilmuwan sejak tahun 1950-an, dan baru-baru ini mendapatkan lebih banyak perhatian berkat kemajuan teknik pengeboran. Sumur bor dalam melibatkan pengeboran lubang sedalam sekitar 5.000 meter dan menumpuk rakitan bahan bakar bekas di sana sebelum menutupnya. Dengan menggali sekitar 10 kali lebih dalam dari desain repositori tradisional, material tersebut kemungkinan akan lebih terisolasi dari biosfer untuk waktu yang lebih lama.
Departemen Energi AS merencanakan Uji Lapangan Sumur Bor Dalam untuk lebih memahami sains di balik opsi teknologi ini (tanpa limbah nuklir yang sebenarnya), tetapi proyek tersebut dibatalkan pada tahun 2017 karena penolakan publik yang kuat. Sumur bor dalam sedang dikomersialkan oleh sebuah perusahaan bernama Deep Isolation.
Limbah nuklir umumnya mengandung lebih dari 90% uranium. Dengan demikian, bahan bakar bekas (limbah) masih mengandung 90% bahan bakar yang dapat digunakan! Limbah ini dapat diproses secara kimia dan ditempatkan di reaktor lain untuk menutup siklus bahan bakar. Siklus bahan bakar tertutup berarti limbah nuklir yang jauh lebih sedikit dan lebih banyak energi yang diekstraksi dari bijih mentah. Selain itu, proses ini memungkinkan Anda untuk mengubah limbah menjadi bentuk kimia yang sepenuhnya tidak dapat bergerak.
Prancis saat ini mendaur ulang bahan bakar bekas mereka. Mereka memasukkan kembali sisa bahan bakar nuklir yang masih bagus ke dalam reaktor mereka dalam bentuk bahan bakar MOX dan melumpuhkan sisa limbah dalam kaca borosilikat vitrifikasi.
AS memiliki program daur ulang yang menampilkan penggunaan reaktor cepat canggih (yang belum digunakan dalam skala besar) yang dihentikan karena menghasilkan Plutonium, yang dapat digunakan untuk membuat senjata nuklir. Jika ada plutonium yang dialihkan dalam proses daur ulang, entitas non-nuklir dapat selangkah lebih dekat untuk membangun bom. Namun, di bawah program seperti GNEP [wikipedia] (yang sekarang terhenti), di mana hanya negara-negara yang telah memiliki senjata nuklir yang mendaur ulang, daur ulang limbah bebas proliferasi dapat terwujud. Karena banyak pengguna energi terbesar sudah menjadi negara-negara pemilik senjata nuklir, ekspansi nuklir besar-besaran dapat dilakukan di sana tanpa kekhawatiran proliferasi tambahan apa pun.
Nuklida yang paling lama hidup dalam limbah nuklir adalah yang dapat digunakan sebagai bahan bakar: plutonium dan aktinida minor. Jika bahan-bahan ini dibakar dalam bahan bakar melalui daur ulang, limbah nuklir hanya akan tetap radioaktif selama beberapa ratus tahun, bukan beberapa ratus ribu tahun. Hal ini secara signifikan mengurangi kekhawatiran terkait penyimpanan jangka panjang. Konsep ini disebut Partisi dan Transmutasi dan dibahas secara rinci dalam laporan IAEA.
Limbah nuklir dipindahkan dari reaktor ke lokasi pembuangan dengan kontainer yang dapat menangani bahaya pengangkutan tanpa pecah. Departemen Energi AS dan pihak-pihak lain, misalnya, telah menguji kontainer-kontainer ini dengan membakarnya dalam bahan bakar jet, menabrakkannya dengan kereta api bertenaga roket, menabrakkannya ke dinding semen, dan menjatuhkannya ke paku-paku.
Namun, beberapa komunitas telah menyatakan kekhawatiran bahwa, meskipun radiasi tidak bocor, lalu lintas kereta api dapat mengalami penundaan yang lama jika terjadi anjlok. Hal ini dapat menjadi kekhawatiran utama di wilayah ladang minyak Texas, di mana jutaan dolar minyak diangkut dengan kereta api setiap harinya. Ini bukan hanya tentang keselamatan radiologis, tetapi juga masalah-masalah yang lebih halus seperti ini yang perlu dipertimbangkan.
Jika seluruh penggunaan listrik di Amerika Serikat didistribusikan secara merata di antara penduduknya, dan semuanya berasal dari tenaga nuklir, maka jumlah limbah nuklir yang dihasilkan setiap orang per tahun adalah 34 gram. Itu setara dengan berat tujuh koin 25 sen dolar AS limbah, per tahun! Penjelasan rinci tentang perhitungan ini ada di sini. Jika kita mendapatkan seluruh listrik kita dari batu bara dan gas alam, perkirakan akan ada lebih dari 10.000 kilogram CO2/tahun yang diatribusikan kepada setiap orang, belum lagi emisi beracun lainnya yang langsung ke biosfer (berdasarkan data emisi EIA).
Jika Anda ingin angka mentah: pada tahun 2018, terdapat lebih dari 80.000 metrik ton limbah tingkat tinggi di Amerika Serikat. Antara tahun 1971 dan 2018, reaktor nuklir di Amerika Serikat menghasilkan listrik sebesar 3.000 GW-tahun untuk menghasilkan limbah ini.
Sebagai perbandingan, pada tahun 2007 saja, AS membakar 948.000.000 metrik ton batu bara. Ini berarti pembangkit listrik tenaga batu bara menghasilkan limbah 32 kali lebih banyak setiap hari daripada yang dihasilkan armada nuklir AS dalam 45 tahun terakhir! Memang, batu bara menghasilkan fraksi listrik negara yang lebih tinggi, tetapi angkanya tetap sangat mengesankan untuk nuklir. Jumlah limbah nuklir yang sangat rendah ini berkat kepadatan energi atom.
Komposisi bahan bakar nuklir bekas bervariasi tergantung pada apa yang dimasukkan ke dalam reaktor, berapa lama reaktor beroperasi, dan berapa lama limbah berada di luar reaktor. Sebagian besar Uranium masih berada dalam bahan bakar ketika meninggalkan reaktor, meskipun pengayaannya telah turun secara signifikan. Uranium ini dapat digunakan dalam reaktor cepat canggih sebagai bahan bakar dan merupakan sumber energi yang berharga. Aktinida minor, yang meliputi Neptunium, Amerisium, dan Kurium, merupakan nuklida berumur panjang yang menimbulkan kekhawatiran serius jika disimpan selama lebih dari 100.000 tahun. Untungnya, nuklida ini dapat mengalami fisi dalam reaktor cepat sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar! Namun, kita tetap akan mendapatkan produk fisi. Peluruhan setiap nuklida terhadap waktu ditunjukkan di bawah ini.
| Bahan bakar nuklir yang diperkaya 4,5% | Muatan | Pelepasan |
|---|---|---|
| Uranium | 100% | 94.1% |
| Neptunium | 0.00% | 0.0760% |
| Plutonium | 0.00% | 1.13% |
| Americium | 0.00% | 0.0218% |
| Curium | 0.00% | 0.00774% |
| Produk fisi | 0.00% | 4.68% |
| Tritium | 0.00% | 7.87e-6% |
| Helium-4 | 0.00% | 1.58e-4% |
| Elemen ringan lainnya | 0.00% | 4.58e-6% |
| Pengayaan U-235 | 4.50% | 1.14% |
Komposisi bahan bakar nuklir yang diperkaya 4,5% sebelum dan sesudah beroperasi selama sekitar 3 tahun (45.000 MWd/MT). Tabel ini tidak mencakup oksigen dalam UO2 atau material struktural seperti zirkonium.
Dengan beroperasinya pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) saat ini, sebagian plutonium yang dipisahkan di pabrik pemrosesan ulang digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor air bertekanan (PWR). Sifat fisil plutonium ini dimanfaatkan dengan baik dengan mengganti sebagian (sepertiga) sub-rakitan uranium oksida yang diperkaya dengan sub-rakitan MoX (Oksida campuran: campuran uranium dan plutonium oksida) saat mengisi ulang sebagian reaktor ini.
Dengan cara ini, persediaan plutonium jc menjadi stabil saat listrik dihasilkan. Namun, selama daur ulang berturut-turut ini dalam PWR konvensional, semakin banyak isotop plutonium 238, 240, dan 242 yang terbentuk, dan ini merupakan penyerap neutron.
Oleh karena itu, daur ulang berturut-turut mungkin dibatasi hanya sekali atau dua kali. Namun, hal ini memperlambat pertumbuhan inventaris plutonium hingga 30% dibandingkan dengan yang akan terjadi tanpa penggunaan bahan bakar MoX dalam PWR. Lebih lanjut, mengingat waktu yang dibutuhkan untuk fabrikasi bahan bakar, penempatan di instalasi, dan penyimpanan sementara sebelum pemrosesan ulang, penggunaan bahan bakar MoX menunda 15 hingga 30 tahun waktu ketika pertanyaan tentang bagaimana menghilangkan plutonium dengan cara lain harus dijawab. Perlu dicatat juga bahwa eksperimen telah menunjukkan bahwa pemrosesan plutonium daur ulang seharusnya memungkinkan untuk meningkatkan jumlah tahap daur ulang.
Lebih lanjut, studi saat ini sedang berlangsung untuk merancang reaktor air ringan dengan sub-rakitan bahan bakar MoX 100%. Teknologi reaktor cepat yang dibutuhkan untuk mengendalikan dan menyesuaikan inventaris plutonium telah dikembangkan, meskipun pengalaman operasional kita yang terbatas saat ini perlu diperluas: reaktor pembiak cepat yang ada di AS (EBR2), di Inggris (PFR), di Prancis (Phenix, Superphenix), di Jepang (Monju), di Kazakhstan (BN-350), dan di Rusia (BN-600). Pada reaktor jenis ini, reaksi berantai dipertahankan oleh campuran bahan bakar uranium dan plutonium oksida. Evolusi jumlah plutonium bergantung pada keseimbangan produksinya melalui penangkapan neutron U-238 dan penghancurannya melalui berbagai reaksi nuklir.
Bergantung pada proporsi isotop U238 di teras, reaktor cepat dapat berfungsi sebagai pembiak, regenerator, atau pembakar plutonium. Selain itu, karakteristik neutronik reaktor-reaktor ini memungkinkan penggunaan plutonium yang mengandung proporsi isotop genap yang tinggi dan oleh karena itu dapat membakar plutonium dari berbagai sumber, terutama plutonium yang telah didaur ulang satu kali atau lebih dalam reaktor PWR.
Daur ulang aktinida minor dalam reaktor cepat dan reaktor PWR dimungkinkan, tetapi dalam kasus reaktor PWR, konsekuensi yang tidak menguntungkan bagi siklus bahan bakar (peningkatan sumber neutron dan gamma) jauh lebih besar. Lebih lanjut, pengayaan bahan bakar yang lebih tinggi diperlukan. Fakta bahwa setiap isotop memiliki karakteristik yang berbeda berarti bahwa solusi yang berbeda harus ditemukan untuk masing-masing isotop. Pertimbangan pertama adalah dapat memisahkannya (akan lebih efektif untuk menghancurkan berbagai aktinida minor secara terpisah asalkan kita memiliki metode pemisahan yang efisien). Dengan beberapa modifikasi kecil, pabrik pemrosesan ulang yang ada saat ini dapat memisahkan sekitar 80% neptunium. Partisi tingkat tinggi neptunium, amerisium, dan kurium merupakan tujuan program penelitian di banyak negara (Prancis, MEE, Jepang, AS) dengan tujuan mengembangkan metode partisi cair dan padat yang efisien.
Penting untuk dicatat bahwa eliminasi aktinida minor tidak memberikan manfaat radiologis kecuali plutonium juga dieliminasi. Mengingat fakta ini, kita harus mempertimbangkan skenario jangka panjang di mana PWR dan reaktor cepat digunakan untuk daur ulang dan pembakaran aktinida.
Pengembangan reaktor baru yang menggunakan plutonium dan aktinida minor sebagai bahan bakar diperlukan untuk mengatasi masalah ini. Studi desain reaktor pembakar aktinida telah dilakukan di Jepang dan AS dan perlu dilanjutkan di Eropa.
Karena produk fisi tidak fisil, transmutasinya menjadi unsur stabil harus dilakukan melalui reaksi nuklir spesifik yang diinduksi oleh partikel seperti neutron, proton, foton, atau inti ringan. Kemungkinan reaksi-reaksi ini sangat rendah: oleh karena itu, waktu iradiasi yang sangat lama atau fluks yang sangat tinggi harus digunakan untuk mendapatkan hasil yang dapat diterima.
Mungkin saja pembakaran produk fisi dalam sub-rakitan termoderasi di zona inti luar reaktor cepat akan dimungkinkan. Jika tidak, perancangan reaktor fluks tinggi di mana aktinida dan produk fisi dapat diolah secara bersamaan tampaknya menghadapi kesulitan yang tidak mudah diatasi. Oleh karena itu, penggunaan akselerator partikel atau sistem yang menggabungkan akselerator proton dengan reaktor subkritis kini sedang dipertimbangkan. Penelitian sedang berlangsung, terutama di AS dan Jepang, tetapi ketidakpastian teknologi dari proyek-proyek semacam itu cukup besar.
Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, Bab VI Pengelolaan Limbah Radioaktif Pasal 23, Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan oleh Badan Pelaksana. Sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, Pasal 5 dan penjelasannya ditentukan bahwa Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) adalah instansi pengelola limbah radioaktif. Selain itu, limbah radioaktif juga diatur dalam Peraturan pemerintah No. 27 tahun 2002 tentang Pengelolaan Limbah Radioaktif.
Dengan demikian, BATAN merupakan satu-satunya institusi resmi di Indonesia yang melaksanakan pengelolaan limbah radioaktif. BATAN memiliki satu Pusat yang khusus bertugas dalam pengelolaan limbah radioaktif yaitu Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). Bagi industri atau rumah sakit yang menghasilkan limbah radioaktif dapat mengirim limbahnya ke PTLR. Pengelolaan limbah radioaktif di Indonesia diawasi pelaksanaannya oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN). Penghasil limbah radioaktif dari luar BATAN wajib membayar tarif pengelolaan ke PTLR sesuai Peraturan Pemerintah No 8 tahun 2019 Diarsipkan 2019-10-17 di Wayback Machine. tentang Jenis dan Tarif atas Jenis Penerimaan Negara Bukan Pajak yang berlaku pada Badan Tenaga Nuklir Nasional. Sumber radioaktif bekas yang disimpan sebagai limbah radioaktif di PTLR punya potensi untuk dimanfaatkan kembali (reuse) oleh pihak swasta, lembaga pendidikan, maupun lembaga penelitian melalui beberapa persyaratan keselamatan. Tujuan reuse adalah mengurangi impor sumber radioaktif dan mengurangi jumlah limbah radioaktif yang tersimpan di Indonesia.[7][8][9][10][11][12][13]
Ada material-material yang secara alami bersifat radioaktif. Mengolah material-material ini dapat menghasilkan limbah radioaktif dan biasanya dikategorikan dalam NORM. Kebanyakan limbah ini adalah material pemancar partikel alpha yang berasal dari rantai peluruhan uranium dan torium. Di Indonesia, menurut Undang-undang Nomor 10 tahun 1997, limbah NORM tidak dimasukkan sebagai limbah radioaktif, sehingga tidak disimpan di PTLR.
Recycling used nuclear fuel - The Orano la Hague site has been recycling 96% of nuclear materials in used nuclear fuel into new fuel for decades. The remaining 4% nuclear waste is vitrified in canisters, which then require storage for about 300 years, significantly less than the storage time required for unprocessed used nuclear fuel.Pemeliharaan CS1: Status URL (link)
| Internasional | |
|---|---|
| Nasional | |
| Lain-lain | |
