Kurangi Dampak Limbah Nuklir, BRIN Temukan Konsep Desain Neutronik Teras Reaktor

Namun, solusi ini mengandung ketidakpastian keamanan ketika disimpan selama ratusan ribu tahun dan juga selalu mendapatkan opini publik yang negatif. Karena itulah, lanjut Ferhat, ide untuk melakukan partisi dan transmutasi limbah radioaktif berumur panjang menjadi isotop stabil atau berumur pendek ini dimunculkan.

"Konsep desain neutronik teras reaktor yang dapat membakar limbahnya sendiri menjadi menarik karena meningkatnya limbah nuklir akibat pengoperasian PLTN. Inggris, misalnya, pernah menunjukkan minatnya terhadap konsep ini mengingat limbah plutonium yang mereka miliki cukup besar dan dapat menjadi ancaman keamanan," ungkap pria kelahiran Curup, Bengkulu, pada 10 November 1958.

Lebih lanjut, Ferhat menjelaskan bahwa penanganan limbah radioaktif yang berasal dari PLTN terus menjadi perhatian masyarakat karena volumenya yang terus meningkat sejalan dengan bertambahnya jumlah PLTN di dunia.

Amerika Serikat yang memiliki PLTN terbanyak di dunia menyimpan sementara 86.000 ton bahan bakar bekas dan limbah ini pun terus bertambah sekitar 2.000 ton setiap tahun. Oleh karena itu, diperlukan strategi penanganan limbah nuklir yang komprehensif.

Seperti diketahui, bahan bakar bekas PLTN PWR terdiri atas 96% uranium, 1% plutonium, dan 3% aktinida minor (minor actinides, MA) dan produk fisi (fission products, FP). Beberapa isotop produk fisi memiliki masa hidup yang sangat panjang (long-life fission products, LLFP) dan berpotensi menimbulkan bahaya radiasi dalam jangka waktu yang sangat lama.

Ferhat juga menjelaskan manfaat konsep reaktor pembakar limbah ini, antara lain, pertama, desain ini memiliki kemampuan untuk mengatasi masalah yang terkait dengan akumulasi Cm, Am, dan Np dengan cara dibakar (melalui proses fisi) dan/atau diubah menjadi isotop stabil melalui transmutasi inti. Kedua, menyederhanakan perlakuan B/T terhadap aktinida minor dengan menggunakan teras reaktor tunggal PWR yang dimodifikasi. Ketiga, konsep ini akan mendukung manajemen limbah radioaktif tingkat tinggi lanjutan yang lebih efektif.

Lebih jauh, Ferhat mengatakan bahwa kemampuan dalam pemodelan dan simulasi berbasis komputasi untuk pengembangan reaktor nuklir ini diharapkan menjadi modal penting bagi upaya pencapaian target net-zero emission melalui pemanfaatan PLTN. Pemanfaatan tenaga nuklir yang dikenal sebagai sumber energi bersih dan efisien penting bagi keberlanjutan dan mengatasi perubahan iklim. Desain reaktor pembakar limbah nuklir ini diharapkan dapat memberikan nilai tambah terhadap upaya tersebut.

Di sisi lain, Ferhat Aziz menjelaskan bahwa pemanfaatan pemodelan simulasi dan komputasi dalam penelitian dan pengembangan reaktor nuklir di Indonesia telah dilakukan sejak awal, yaitu ketika Indonesia mulai mengoperasikan reaktor TRIGA Mark II di Bandung dan Kartini di Yogyakarta. Kegiatan tersebut mendapatkan momentum yang baik ketika RSG-LP Serpong dibangun dan beroperasi sejak akhir 1980-an.

"Teknik simulasi berbasis komputasi telah berhasil kami gunakan untuk memprediksi kritikalitas pertama reaktor RGTT HTR-10 Tiongkok dengan hasil sangat baik dan merupakan program riset kolaborasi internasional yang didukung IAEA," terang peraih gelar Doctor of Engineering dalam bidang nuclear engineering dari Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Jepang tahun 1996.

Dorong Pemanfaatan AI untuk Kembangkan Design Reaktor Masa Depan

Pemanfaatan pemodelan dan simulasi berbasis komputasi untuk pengembangan desain reaktor nuklir di Indonesia masih menghadapi masalah dengan kurangnya minat peneliti di bidang ini sehingga critical mass dirasakan belum tercapai. Menurut Ferhat, hal ini tak lepas dari belum tegasnya program pembangunan PLTN saat ini, padahal nuklir sebagai sumber energi bersih yang bebas karbon telah diakui dan diterima di banyak negara lain.

Di sisi lain, Ferhat menyebutkan cepatnya perkembangan teknologi informasi dan kecerdasan buatan, khususnya generative Artificial Intellegence (AI), merupakan hal yang harus diantisipasi dalam aplikasi energi nuklir karena kemampuannya yang sangat baik dalam membuat visualisasi, narasi teks, video, dan suara. "Cukup baiknya minat periset dalam memanfaatkan IT secara umum bisa menjadi oportunitas untuk diarahkan ke bidang reaktor nuklir," kata Pria yang pernah menjabat Deputi Bidang Sains dan Aplikasi Teknologi Nuklir BATAN tahun 2014 sampai 2016 itu.

Ferhat menjelaskan bahwa AI ke depan dapat memberikan banyak manfaat dalam pemodelan dan simulasi berbasis komputasi untuk perhitungan desain dan analisis teras reaktor nuklir.

Penggunaan AI dapat meningkatkan proses desain dan analisis reaktor maju, meningkatkan karakterisasi margin keamanan, menghasilkan model yang lebih akurat dalam waktu lebih singkat, serta mengurangi biaya selama proses desain dan operasi reaktor.

Menurutnya, AI juga dapat digunakan untuk memantau kinerja reaktor nuklir, mengidentifikasi masalah potensial, dan memprediksi kebutuhan pemeliharaan reaktor. Namun, penggunaan AI dalam bidang ini juga memiliki tantangan. Salah satunya adalah memastikan bahwa model AI yang digunakan dapat diandalkan dan akurat dalam memprediksi perilaku dunia nyata.

Untuk itu, lanjut Ferhat, perlu peningkatan kompetensi nuklir para pelaku komputasi dengan didukung atmosfer yang baik. Para pemangku kepentingan dapat memfasilitasi hal ini dengan cara memastikan keterbaruan sarana pemodelan dan simulasi berbasis komputasi, menyelenggarakan forum brainstorming, dan diskusi, khususnya di bidang desain reaktor nuklir.

Dijelaskan Ferhat, kecenderungan munculnya desain reaktor inovatif baru dan reaktor Generasi IV termasuk desain reaktor pembakar limbah nuklir semestinya menjadi tantangan sekaligus kesempatan bagi peneliti untuk mengembangkan kapasitas, kapabilitas, dan daya inovasinya.

Pengembangan kapasitas itu selain melalui jalur pendidikan bisa juga melalui keterlibatan dalam program riset kolaboratif nasional maupun internasional. Hal ini diyakini akan membuat makin banyak pelaku pengembangan yang tertarik untuk menggeluti dunia pemodelan dan simulasi berbasis komputasi.

Pada akhirnya, simulasi berbasis komputasi adalah sebuah alat yang telah dimanfaatkan dalam perhitungan desain reaktor atau pengembangan bahan struktur reaktor.

Oleh karena itu, pengembangan kompetensi periset sebagai pelaku komputasi harus selalu diutamakan. Para pelaku pengembangan iptek nuklir yang hidup di era Industri 4.0 ini memiliki keistimewaan untuk secara cepat, akurat, aman, dan selamat mendapatkan solusi itu dengan memanfaatkan pemodelan dan simulasi berbasis komputasi.

(Taufik Fajar)