Earth 2050
BARU

Listrik

Tenaga Nuklir

Tenaga Nuklir: Ya atau Tidak?

Hanya sedikit topik yang memecah pendapat seperti energi nuklir. Kami menjelaskan bagaimana fisi menghasilkan listrik tanpa membakar bahan bakar fosil, mengapa pasokan yang stabil bisa membantu melengkapi energi terbarukan, dan apa yang sejarah ajarkan tentang kecelakaan dan limbah. Kami juga membahas biaya dan waktu pengerjaan, penyimpanan limbah jangka panjang, serta di mana desain baru seperti reaktor modular kecil (SMR) mungkin akan digunakan berikutnya, dari kapal kontainer bertenaga nuklir hingga pusat data.

Unduh Panduan
DampakKecepatanBiayaKematanganteknologiAlam

3,2keseluruhan

Skor Solusi Ini

  • Dampak5 / 5Pasokan listrik rendah karbon dalam jumlah besar dan stabil, tetap tersedia apa pun cuacanya.
  • Kecepatan2 / 5Pembangkit baru sering butuh satu dekade atau lebih untuk mulai beroperasi.
  • Biaya2 / 5Biaya awal sangat tinggi, dengan riwayat panjang pembengkakan biaya.
  • Kematangan teknologi5 / 5Teknologi matang yang telah digunakan di seluruh dunia selama puluhan tahun; reaktor yang lebih kecil sedang dikembangkan.
  • Alam2 / 5Butuh lahan sangat kecil, tapi penambangan uranium, limbah radioaktif, dan penggunaan air jadi masalah.

Panduan

Ini transkrip bergambar dari film ini. Panduan ini saat ini hanya tersedia dalam bahasa Inggris - bahasa Anda segera menyusul.

Panduan 1/10Panduan 2/10Panduan 3/10Panduan 4/10Panduan 5/10Panduan 6/10Panduan 7/10Panduan 8/10Panduan 9/10Panduan 10/10

Kuis

Pertanyaan 1 dari 10

Siapa yang pertama kali mencetuskan gagasan tentang atom, sekitar 430 SM?

Skor 0 / 10

Transkrip

Atom mungkin terlihat sepele, tapi bahan penyusun mikroskopis ini menyimpan potensi energi besar yang bisa jadi jawaban untuk salah satu tantangan terbesar umat manusia: menjaga lampu tetap menyala tanpa merusak planet.

Masalahnya, memanfaatkan energi atom agak rumit, dan kalau salah, akibatnya bisa tidak enak. Mari kita lihat keajaiban tenaga nuklir.

Meski manusia secara harfiah terbuat dari atom, tak seorang pun tahu atom ada sampai filsuf Yunani Kuno Leukippos dan Demokritos mencetuskan konsepnya sekitar 430 SM [1,2,3]. Tapi tanpa bukti, hampir semua orang mengabaikannya.

Pada tahun 1900-an, keberadaan atom akhirnya terbukti [4,5,6], dan pada 1938, duo dinamis Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassmann, dibantu Lise Meitner yang sering terlewatkan, menemukan cara membelah atom untuk melepaskan energi sangat besar - proses yang disebut Fisi Nuklir [7,8,9].

Wajar saja, hal pertama yang dilakukan manusia adalah membuat bom [10]. Tapi setelah semuanya reda, seseorang sadar bahwa energi atom juga bisa menyalakan pemanggang roti, televisi, dan lampu meja, dan lahirlah tenaga nuklir [11,12].

Tapi bagaimana tepatnya energi atom bisa dilepaskan?

Nah, pertama kamu butuh jenis atom yang tepat. Atom berat dan radioaktif seperti uranium-235 paling mudah dibelah karena sifatnya yang tidak stabil [13,14,15].

Dengan memadatkannya dalam batang bahan bakar, memasukkannya ke reaktor nuklir, dan membombardirnya dengan partikel subatom bernama neutron, atom bisa dipaksa pecah, melepaskan lebih banyak neutron - yang, seperti permainan domino atom, menghantam atom uranium lain dan memicu reaksi berantai.

Ini menghasilkan panas yang mengubah air menjadi uap, lalu memutar turbin untuk menghasilkan listrik, tanpa membakar atau melepaskan karbon [16-19].

Dibandingkan satu kilogram batu bara, satu kilogram uranium menghasilkan lebih dari 150.000 kali lebih banyak energi [20,21,22], dan karena uranium cukup umum di Bumi [23,24,25], sumber energi rendah-karbon ini bisa bertahan berabad-abad [26].

Dengan menggantikan bahan bakar fosil, tenaga nuklir sudah mencegah pelepasan hampir 70 miliar ton metrik karbon dioksida selama 50 tahun terakhir [27] …lebih banyak CO2 daripada yang pernah dikeluarkan Jepang atau India [28].

Tapi mungkin kekuatan terbesarnya adalah keandalannya yang terus-menerus, artinya tenaga nuklir bisa menyelesaikan tantangan terbesar yang dihadapi tenaga angin dan surya: masalah sifatnya yang tidak selalu tersedia. Karena angin dan surya bergantung pada cuaca, keduanya tidak selalu bisa menyediakan listrik saat dibutuhkan [29-32].

Jadi sampai manusia menemukan cara menyimpan cukup energi angin dan surya untuk dipakai pada hari yang mendung dan tak berangin itu [33], nuklir bisa menjadi sumber listrik beban dasar yang stabil dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Tenaga nuklir sudah menyumbang 9% [34-37] dari produksi listrik global.

Jadi kenapa manusia tidak memakai lebih banyak tenaga nuklir?

Mari bahas masalah besar yang sering dihindari: Three Mile Island [38,39], Chernobyl [40,41], Fukushima [42,43]. Kecelakaan nuklir ini jelas tidak bagus untuk citra tenaga nuklir - semuanya melibatkan kegagalan mendinginkan inti reaktor dan kesalahan manusia.

Inti yang terlalu panas bisa meleleh [44,45,46], melepaskan radiasi berbahaya yang bisa bertahan selama puluhan tahun… [47-50] yang membawa kita ke kelemahan besar lainnya: limbah nuklir!

Saat atom uranium terbelah, atom-atom itu bukan cuma melepaskan energi, tapi juga menghasilkan produk fisi yang sangat radioaktif, seperti sesium-137 dan stronsium-90, yang bertahan puluhan tahun dan meninggalkan bahan bakar bekas yang tetap radioaktif selama ribuan tahun [51,52,53].

Limbah nuklir juga bisa diproses ulang untuk mengambil plutonium demi membuat senjata nuklir, menciptakan risiko proliferasi nuklir ketika makin banyak negara memiliki cara untuk membuat bom [54,55,56].

Lalu ada biayanya. Pembangkit listrik tenaga nuklir besar lambat dan mahal untuk dibangun [57,58,59], dengan pembangunan yang kadang memakan waktu puluhan tahun dan biaya puluhan miliar dolar [60,61,62] - jauh lebih besar daripada angin, surya, atau bahkan bahan bakar fosil.

Yang lebih buruk, membangun pembangkit baru makin mahal dalam beberapa dekade terakhir, sementara sumber seperti angin dan surya jadi jauh lebih murah [63,64,65].

Jadi kenapa manusia repot-repot memakai tenaga nuklir?

Anehnya, tenaga nuklir sebenarnya jauh lebih aman daripada bahan bakar fosil, yang memompa polusi udara beracun hingga membunuh jutaan orang setiap tahun [65-71] - jauh lebih banyak daripada jumlah orang yang dibunuh nuklir sepanjang sejarahnya! [72-81].

Bahkan, tenaga nuklir menempati urutan sumber energi teraman kedua setelah surya [82,83].

Tapi bagaimana dengan masalah limbah nuklir? Selama ini, manusia telah menyimpannya dalam wadah beton besar [84] atau menguburnya di ruang penyimpanan bawah tanah agar tidak bocor [85,86].

Repositori geologi dalam [87,88,89] yang dapat menyimpan limbah dengan aman selama ribuan tahun sedang dibangun di bawah tanah di Finlandia, Swedia, dan Prancis. Jadi meski limbah adalah tantangan, masalah ini bisa diatasi, dan total limbah yang dihasilkan kecil dibanding energi yang dihasilkan [90].

Lalu bagaimana dengan Plutonium yang menyebalkan itu? Kini sangat sulit mengambil bahan tingkat-senjata dari limbah reaktor modern, jadi peluang untuk berbuat nakal sangat kecil! [91,92].

Jadi tinggal masalah terakhir: biaya. Meski pembangkit listrik mahal untuk dibangun, setelah beroperasi biasanya biayanya relatif murah selama 60 hingga 80 tahun [93,94,95] - jauh lebih lama daripada instalasi angin dan surya, yang punya masa-pakai hanya 20 hingga 30 tahun [96,97,98]. Pembangkit listrik tenaga nuklir juga bisa langsung tersambung ke jaringan listrik yang ada, sedangkan angin dan surya butuh peningkatan penyimpanan dan transmisi karena sifatnya yang tidak selalu tersedia [34,35,99,100].

Desain reaktor canggih, seperti reaktor garam cair, bisa makin meningkatkan keselamatan dan efisiensi. Dengan memakai bahan bakar cair, reaktor ini bisa beroperasi dengan efisiensi termal lebih tinggi pada tekanan lebih rendah. Reaktor ini juga punya mekanisme anti-gagal yang lebih baik: jika bahan bakar terlalu panas, sumbatnya meleleh dan bahan bakar otomatis dibuang agar mendingin. Tragedi berhasil dihindari! [101-106]

Ada juga antusiasme yang makin besar pada reaktor modular kecil, yang dibuat di pabrik di luar lokasi, dan bisa memangkas biaya di-muka sekaligus mempercepat pembangunan [107-110]. Raksasa teknologi sudah menjajaki penggunaannya untuk memberi daya pada pusat data mereka [111,112,113], begitu juga perusahaan pelayaran untuk memberi daya pada kapal kontainer masa depan [114-118].

Jadi, pertanyaan besarnya: Haruskah manusia memakai energi nuklir? Yah, tak ada sumber energi yang sempurna, dan fisi nuklir jelas punya kelemahan, terutama karena mahal dan bisa butuh puluhan tahun untuk dibangun.

Sementara itu, ladang angin dan surya lebih cepat dan murah untuk dipasang [119,120,121], dan biayanya - bersama biaya penyimpanan baterai - turun cepat [122,123,124] dan seharusnya terus turun dalam beberapa dekade mendatang [125-128].

Saat pembangkit listrik tenaga nuklir baru atau bahkan reaktor modular mulai beroperasi, teknologi yang bergerak lebih-cepat seperti angin dan surya (didukung penyimpanan baterai) mungkin sudah lebih dulu jadi sorotan [125-131], sehingga nuklir terasa… yah, agak telat datang ke pesta.

Tapi untuk saat ini, nuklir adalah salah satu dari sedikit pilihan rendah-karbon yang bisa menghasilkan listrik terus-menerus, aman, dan andal. Jadi, kalau manusia serius ingin mengurangi karbon mereka [132], setidaknya, menjaga pembangkit listrik tenaga nuklir yang ada tetap berjalan bukan cuma manajemen-risiko yang cerdas - itu mutlak diperlukan.

Entah teknologi nuklir baru bisa menjadi hemat biaya tepat waktu atau solusi penyimpanan energi membuat energi terbarukan jadi jawaban utama, satu hal jelas… Perlombaan sudah dimulai!

Penasihat Ahli

Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada

Prof. Ian Farnan

Universitas Cambridge

Pusat Energi Nuklir Cambridge

Dr. Nathaniel Read

Universitas Cambridge

Departemen Teknik

Prof. Simon Middleburgh

Universitas Bangor

Institut Masa Depan Nuklir

Prof. James Marrow

Mansfield College, University of Oxford

Departemen Material

Video Lainnya

Sumber daya ini tidak berafiliasi. Semua tautan di sini berbahasa Inggris.

Masalah dan Ekonomi — Situasi di Prancis & Jerman

Bacaan Lain

Sumber daya ini tidak berafiliasi. Semua tautan di sini berbahasa Inggris.

Ringkasan Reaktor Nuklir

Sejarah

Kekurangan dan Solusi

Inovasi

Referensi

Semua tautan di sini berbahasa Inggris.

  1. [1] Sejarah singkat atomisme: dari Demokritus hingga Bohr | Nature
  2. [2] Atom - perkembangan, teori, struktur | Britannica
  3. [3] Atomisme kuno | Stanford Encyclopedia of Philosophy
  4. [4] Atom: penemuan | Block by Block: The Historical and Theoretical Foundations of Thermodynamics (lihat Catatan Referensi*)
  5. [5] Atom | Matter: A Very Short Introduction (lihat Catatan Referensi*)
  6. [6] 100 tahun teori atom | Science (lihat Catatan Referensi*)
  7. [7] Lise Meitner: kehidupan dalam fisika | California Studies in the History of Science (lihat Catatan Referensi*)
  8. [8] Penemuan fisi nuklir | Max Planck Institute for Chemistry (lihat Catatan Referensi*)
  9. [9] Merintis ilmu nuklir: penemuan fisi nuklir | IAEA (lihat Catatan Referensi*)
  10. [10] Now It Can Be Told: The Story Of The Manhattan Project - General Leslie R. Groves
  11. [11] Sejarah energi nuklir | US Department of Energy
  12. [12] Sejarah tenaga nuklir | The Grainger College of Engineering | University of Illinois Urbana-Champaign
  13. [13] Proses fisi | MIT Nuclear Reactor Laboratory
  14. [14] Uranium 235 - gambaran umum | ScienceDirect Topics
  15. [15] Uranium-235 (U-235) | Definisi, kegunaan, waktu paruh, & fakta | Britannica
  16. [16] NUCLEAR 101: Bagaimana reaktor nuklir bekerja? | US Department of Energy
  17. [17] Dasar-dasar nuklir | World Nuclear Association
  18. [18] Cara kerja reaktor nuklir | NEI
  19. [19] Reaktor tenaga nuklir | World Nuclear Association
  20. [20] Sumber energi di Bumi | The Sun, Energy, and Climate Change (lihat Catatan Referensi*)
  21. [21] Uranium: bahan bakar untuk ekonomi energi utopis | Visual Capitalist (lihat Catatan Referensi*)
  22. [22] Revolusi uranium | Atha Energy (lihat Catatan Referensi*)
  23. [23] Gambaran umum penambangan uranium | World Nuclear Association
  24. [24] Fakta bahan bakar nuklir: uranium | US Department of Energy
  25. [25] Uranium | British Geological Survey
  26. [26] Sumber daya bahan bakar nuklir: Cukup sampai kapan? | OECD Nuclear Energy Agency
  27. [27] Tenaga Nuklir | IEA
  28. [28] Siapa yang paling banyak menyumbang emisi CO2 global? | Our World in Data
  29. [29] Variasi ruang-waktu variabel iklim dan produksi listrik energi terbarukan yang tidak menentu - Tinjauan | Renewable and Sustainable Energy Reviews
  30. [30] Sepuluh Tahun Menganalisis Kurva Bebek: Bagaimana Penemuan NREL pada 2008 Membantu Menambah Energi Surya di Jaringan Listrik Saat Ini | NLR (NREL)
  31. [31] Tenaga Nuklir dalam Sistem Energi Bersih - Analisis | IEA
  32. [32] Sinergi Nuklir-Energi Terbarukan untuk Solusi Energi Bersih | Berita | NLR (NREL) (diarsipkan) (lihat Catatan Referensi*)
  33. [33] Penyimpanan energi penting untuk menciptakan sistem listrik yang terjangkau, andal, dan sangat rendah karbon | MIT News (lihat Catatan Referensi*)
  34. [34] Tenaga Nuklir di Dunia Saat Ini | World Nuclear Association (lihat Catatan Referensi*)
  35. [35] Kemajuan Global Menuju Listrik Energi Terbarukan: Melacak Peran Energi Surya (Versi 3) | IEEE Journal of Photovoltaics (lihat Catatan Referensi*)
  36. [36] Laporan Tinjauan Listrik Global 2024 | Ember Energy (Dikutip dalam: Energi Terbarukan dalam Pasokan Energi | REN21)
  37. [37] Pangsa nuklir dalam listrik pada 2023 | PRIS | IAEA (pangsa nuklir dalam pembangkitan listrik menurut negara)
  38. [38] Kecelakaan Three Mile Island | 1979, Pennsylvania, AS | Britannica
  39. [39] Latar Belakang Kecelakaan Three Mile Island | NRC.gov
  40. [40] Bencana Chernobyl | Penyebab, Dampak, Kematian, Video, Lokasi, & Fakta | Britannica
  41. [41] Latar Belakang Kecelakaan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Chernobyl | NRC.gov
  42. [42] Kecelakaan Fukushima | Ringkasan, Tanggal, Dampak, & Fakta | Britannica
  43. [43] Kecelakaan Nuklir Fukushima Daiichi | IAEA
  44. [44] Pelelehan inti - gambaran umum | ScienceDirect Topics
  45. [45] Pelelehan inti | tenaga nuklir, keselamatan reaktor, termal-hidraulik | Britannica
  46. [46] Bagaimana pelelehan inti nuklir bekerja? (dengan video) | PHYS.org
  47. [47] Fallout dari Detonasi Nuklir | Radiation Emergency Medical Management | US Department of Health
  48. [48] Konsekuensi Jangka-Panjang Fallout Radioaktif Chernobyl: Eksplorasi Data Gabungan | The Millbank Quarterly
  49. [49] Penurunan tajam cesium radioaktif setelah 30 tahun memantau tumbuhan alpen di Norwegia tengah | Journal of Environmental Radioactivity
  50. [50] Cesium-137 pada rumput dari fallout Chernobyl | Journal of Environmental Radioactivity
  51. [51] Status dan Tren Pengelolaan Bahan Bakar Bekas dan Limbah Radioaktif | IAEA
  52. [52] Latar belakang tentang limbah radioaktif | NRC.gov
  53. [53] Limbah radioaktif tingkat tinggi | NIRS
  54. [54] Pemrosesan ulang nuklir: berbahaya, kotor, dan mahal | Union of Concerned Scientists
  55. [55] Siklus bahan bakar nuklir dan “zona bahaya” proliferasi | Journal for Peace and Nuclear Disarmament
  56. [56] Risiko proliferasi dari program tenaga nuklir sipil | National Defense University
  57. [57] Ekonomi tenaga nuklir | World Nuclear Association (lihat Catatan Referensi*)
  58. [58] Kenapa pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir sangat mahal? | Institute for Progress (lihat Catatan Referensi*)
  59. [59] Kenapa pembangkit listrik tenaga nuklir sangat mahal - dan apa yang bisa dilakukan | Bulletin of the Atomic Scientists (lihat Catatan Referensi*)
  60. [60] Hinkley Point C bisa melampaui anggaran sebesar £28 miliar saat EDF memperkirakan penundaan lebih lanjut | News | The Chemical Engineer (lihat Catatan Referensi*)
  61. [61] Pembangkit nuklir Inggris terkena penundaan baru selama beberapa tahun dan bisa menelan biaya hingga £46 miliar | Financial Times (lihat Catatan Referensi*)
  62. [62] Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir El Dabaa, pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di Mesir | Power Technology (lihat Catatan Referensi*)
  63. [63] Biaya nuklir: Kenapa terus naik? | Energy Policy (lihat Catatan Referensi*)
  64. [64] Lebih baik terlambat daripada tidak sama sekali, tapi tidak pernah terlambat itu lebih baik: Penilaian risiko proyek pembangunan tenaga nuklir | Energy Policy
  65. [65] Lazard LCOE+ | Juni 2025 (Dalam: Mengapa energi terbarukan jadi sangat murah begitu cepat? | Our World in Data) (lihat Catatan Referensi*)
  66. [66] Kematian akibat polusi udara dari bahan bakar fosil, 2015 | Our World in Data (lihat Catatan Referensi*)
  67. [67] Kematian global akibat polusi partikel halus di luar ruangan yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil | Environmental Research (lihat Catatan Referensi*)
  68. [68] Kematian akibat polusi udara yang disebabkan oleh bahan bakar fosil: studi observasi dan pemodelan | BMJ (lihat Catatan Referensi*)
  69. [69] Dampak penghapusan emisi bahan bakar fosil dan seluruh emisi manusia terhadap kesehatan masyarakat dan iklim | PNAS (lihat Catatan Referensi*)
  70. [70] Hilangnya harapan hidup akibat polusi udara dibandingkan faktor risiko lain: perspektif global | Cardiovascular Research (lihat Catatan Referensi*)
  71. [71] NASA GISS | Ringkasan sains: Batu bara dan gas jauh lebih berbahaya daripada tenaga nuklir (diarsipkan) (lihat Catatan Referensi*)
  72. [72] Kematian historis akibat energi nuklir | Environmental Progress (lihat Catatan Referensi*)
  73. [73] Taksonomi pengetahuan kecelakaan nuklir | IAEA (lihat Catatan Referensi*)
  74. [74] Berapa jumlah korban tewas akibat Chernobyl dan Fukushima? | Our World in Data (lihat Catatan Referensi*)
  75. [75] Satu dekade setelah Chernobyl | IAEA (lihat Catatan Referensi*)
  76. [76] Perkiraan beban kanker di Eropa akibat dampak radioaktif dari kecelakaan Chernobyl | International Journal of Cancer (lihat Catatan Referensi*)
  77. [77] Laporan khusus: Menghitung korban tewas | Nature (lihat Catatan Referensi*)
  78. [78] Torch 2016: Evaluasi ilmiah independen tentang dampak kesehatan dari bencana nuklir Chernobyl (lihat Catatan Referensi*)
  79. [79] Kecelakaan Fukushima Daiichi | World Nuclear Association (lihat Catatan Referensi*)
  80. [80] The Daily Yomiuri: 573 Kematian terkait krisis nuklir | NRC (lihat Catatan Referensi*)
  81. [81] Dampak radiologis dan psikologis dari kecelakaan Fukushima Daiichi | Bulletin of the Atomic Scientists (lihat Catatan Referensi*)
  82. [82] Apa sumber energi yang paling aman dan bersih? | Our World in Data
  83. [83] Infografik: Apa yang membuat energi nuklir aman? | IAEA
  84. [84] Latar belakang tentang penyimpanan kering bahan bakar nuklir bekas | NRC.gov
  85. [85] Penyimpanan dan pembuangan limbah radioaktif | World Nuclear Association
  86. [86] Fasilitas pembuangan dekat permukaan untuk limbah radioaktif | IAEA
  87. [87] Masa depan tata kelola limbah radioaktif | Pelajaran dari Eropa
  88. [88] Kemajuan terbaru dari R&D Finlandia, mendukung pengoperasian akhir repositori geologi dalam | Waste Management Symposium 2024
  89. [89] Pembuangan geologi dalam limbah radioaktif | Radioactivity in the Environment
  90. [90] Apa itu limbah nuklir, dan apa yang kita lakukan dengannya? | Nuclear Essentials | World Nuclear Association
  91. [91] Perlindungan untuk mencegah proliferasi nuklir | World Nuclear Association
  92. [92] Lembar fakta: Risiko proliferasi nuklir dalam program energi nuklir | Center for Arms Control and Non-Proliferation
  93. [93] Menonaktifkan fasilitas nuklir | World Nuclear Association
  94. [94] Berapa lama usia reaktor nuklir? Jauh lebih lama dari yang mungkin kamu kira | US Department of Energy
  95. [95] Mengapa usia pembangkit nuklir makin panjang | MIT Technology Review
  96. [96] Turbin angin dan panel surya menua terlalu cepat | IER
  97. [97] Berapa lama panel surya bertahan di UK? | The Renewable Energy Hub
  98. [98] Masa pakai turbin angin | The Renewable Energy Hub
  99. [99] Cerdas, stabil, andal | IAEA
  100. [100] Integrasi energi terbarukan dalam jaringan listrik | IRENA
  101. [101] Reaktor garam cair (MSR) | IAEA
  102. [102] Reaktor garam cair - gambaran umum | ScienceDirect Topics
  103. [103] Reaktor garam cair | Gerbang untuk inovasi nuklir yang lebih cepat
  104. [104] Penilaian keamanan reaktor garam cair dibandingkan dengan reaktor air ringan | Journal of Radiation Research and Applied Sciences
  105. [105] Menjelajahi manfaat reaktor garam cair | Digital Chemical Engineering
  106. [106] Reaktor garam cair - Banyak sekali pilihan keamanan | OSTI.GOV
  107. [107] Apa itu Reaktor Modular Kecil (SMR)? | IAEA
  108. [108] Reaktor Modular Kecil Lanjutan (SMR) | US Department of Energy
  109. [109] Reaktor modular kecil: Lebih sederhana, aman, murah? | Energy
  110. [110] Reaktor Modular Kecil - kunci pembangkit listrik nuklir masa depan di AS | EPIC | University of Chicago
  111. [111] Google beralih ke nuklir untuk menghidupkan pusat data AI | BBC News
  112. [112] Amazon menggunakan reaktor modular kecil nuklir untuk menuju nol karbon bersih | Amazon
  113. [113] Microsoft bisa memimpin dalam reaktor modular kecil untuk menghidupkan AI | Forbes
  114. [114] Maersk akan menjajaki kelayakan kapal kontainer bertenaga nuklir | Ship Technology
  115. [115] Kapal kontainer bertenaga nuklir mungkin bisa terwujud dalam dekade ini | The Chemical Engineer
  116. [116] Pilihan nuklir untuk pelayaran menuju nol bersih: Apakah layak? | HFW
  117. [117] Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Terapung Akan Beroperasi di Beberapa Lokasi di Seluruh Dunia pada Akhir 2020-an | The Lyncean Group of San Diego
  118. [118] Thor bertenaga nuklir milik Ulstein dan kapal pendampingnya yang sepenuhnya listrik adalah solusi nol karbon untuk wisata laut | The Lyncean Group of San Diego
  119. [119] Penyebaran historis tenaga nuklir, angin, dan surya: dampaknya bagi jalur mitigasi iklim | Environmental Research Letters
  120. [120] Tenaga nuklir vs. energi terbarukan: perspektif skala | SSRN
  121. [121] Analisis perbandingan biaya pembangkitan listrik dari sumber energi terbarukan, bahan bakar fosil, dan nuklir | Journal of Cleaner Production
  122. [122] Listrik terbarukan berbiaya rendah sebagai pendorong utama transisi energi global menuju keberlanjutan | Energy
  123. [123] Biaya energi terbarukan yang anjlok - Apakah skenario energi tertinggal? | Energy Strategy Reviews
  124. [124] Baterai dan Transisi Energi yang Aman - Analisis | IEA
  125. [125] Penyimpanan baterai dan energi terbarukan: biaya dan pasar hingga 2030 | IRENA
  126. [126] Cost Projections for Utility-Scale Battery Storage: 2023 Update | NLR (NREL)
  127. [127] Rethinking Energy 2020-2030 100% Solar, Wind, and Batteries is Just the Beginning | ReThinkX (diarsipkan)
  128. [128] Apakah kita terlalu pesimis? Proyeksi biaya untuk fotovoltaik surya, tenaga angin, dan baterai terlalu melebihkan biaya nyata di seluruh dunia | Applied Energy (lihat Catatan Referensi*)
  129. [129] Rethinking Energy | ReThinkX (diarsipkan)
  130. [130] Perubahan di sektor listrik adalah peluang, bukan ancaman | RMI
  131. [131] Peran masa depan tenaga nuklir dalam sistem kelistrikan AS yang didekarbonisasi | NLR (NREL)
  132. [132] Perspektif baru untuk membiayai pembangunan baru pembangkit nuklir | Nuclear Technology & Development Economics | OECD NEA

Catatan Referensi

4-9

Siapa yang pertama membelah atom vs fisi nuklir

Cockroft dan Walton membelah atom Li-7 dengan menembakinya menggunakan proton pada 1932. Penelitian ini memberi bukti eksperimental tentang kesetaraan massa/energi (E=mc2) yang membuat mereka menerima Hadiah Nobel, serta menunjukkan pelepasan ‘energi nuklir’ (sekitar 8 MeV - megaelektronvolt). Meitner, Hahn, dan Strassman kemudian menembaki uranium dengan neutron untuk menyebabkan fisi inti uranium, melepaskan energi sebesar 200 MeV dan membebaskan 2-3 neutron sehingga memungkinkan reaksi berantai nuklir, yang pertama kali dicetuskan pada 1933 oleh Leo Szilard.

20,21,22

Kepadatan energi uranium

Beberapa sumber menyebut kepadatan energi uranium jutaan kali lebih tinggi daripada batu bara. Meskipun benar, pernyataan ini menyesatkan karena hanya sebagian kecil energi ini yang dapat dimanfaatkan di reaktor.

  • U-235 = 3.900.000 MJ/kg
  • Batu bara = 24 MJ/kg
  • Minyak mentah = 44 MJ/kg
32-35

Listrik beban dasar nuklir - dapat diatur vs mengikuti beban

Setelah dibangun, pembangkit listrik tenaga nuklir dapat menyediakan listrik yang terus-menerus, andal, mudah diintegrasikan, dan ‘dapat diatur’ yang menghindari biaya serta kerumitan sambungan jaringan listrik, distribusi, dan penyimpanan yang saat ini terkait dengan tenaga angin dan surya skala jaringan listrik, faktor-faktor yang sering tidak dimasukkan dalam analisis biaya-manfaat. Namun, tenaga nuklir merupakan sumber energi ‘beban dasar’ yang bukan ‘mengikuti beban’, sehingga tidak dapat dengan cepat dinaikkan atau diturunkan sebagai respons terhadap kelebihan energi atau lonjakan permintaan. Karena itu, pembangkit ini menghadapi tantangan yang sama seperti sumber listrik beban dasar tradisional A. Untuk mengatasi masalah ini, reaktor canggih menggunakan reservoir panas dari garam cair untuk menyimpan kelebihan listrik, dan jaringan reaktor nuklir seperti di Prancis dapat merespons secara efektif lewat penyesuaian produksi yang relatif kecil dan saling melengkapi.

(Komentar dari Prof. Ian Farnan, 2024)

57-63

Biaya nuklir

Perkiraan biaya dan kinerja untuk teknologi pembangkit listrik baru berskala utilitas. (2019 - hanya AS) B

Perkiraan biaya dasar:

  • Nuklir Lanjutan: $6.041/kW
  • Pembangkit Listrik Tenaga Air 100 MW: $5.316/kW
  • Angin Lepas Pantai: $4.375/kW
  • Biomassa: $4.097/kW
  • Batu Bara Ultra-Superkritis (tanpa Penangkapan CO2): $3.676/kW
  • Pembangkit Panas Bumi: $2.521/kW
  • Angin Darat, Kecil: $1.677/kW
  • Angin Darat, Besar: $1.265/kW
  • Surya PV: $1.313/kW
  • Gas (Siklus gabungan - poros tunggal): $1.084/kW
  • Gas (Siklus gabungan - multi poros): $958/kW
  • Gas (Turbin pembakaran - turunan aeroderivatif): $1.175/kW
  • Gas (Turbin pembakaran - rangka industri): $713/kW

“Unit nuklir baru saat ini menunjukkan bahwa total biayanya akan menjadi $5.500/kW hingga $8.100/kW atau antara $6 miliar dan $9 miliar untuk setiap pembangkit 1.100 MW.” (2008) C

“Pada 2007, Moody’s menyebut “harga total” reaktor tenaga nuklir baru 1.000 MW di AS berkisar antara $5-6 miliar per unit.” D

(Lihat Materi Tambahan untuk Masa Depan Ekonomi Nuklir)

65

Grafik Biaya Energi Tersetarakan (LCOE)

Grafik yang ditampilkan merangkum data yang diterbitkan dalam laporan LCOE+ Lazard pada Juni 2025, dan menunjukkan nilai rata-rata LCOE tanpa subsidi dari studi LCOE tahunan. Grafik ini terutama terkait lanskap energi Amerika Utara, tetapi juga mencerminkan perkembangan biaya yang lebih luas/global. Tren LCOE skala utilitas rata-rata global untuk teknologi energi terbarukan lain dapat dilihat di sumber E.

66-71

Komentar tentang kematian terkait bahan bakar fosil

Jumlah pasti kematian dini yang dikaitkan dengan penggunaan bahan bakar fosil sangat berbeda antar sumber dan semuanya berupa perkiraan karena penentuan penyebab pastinya sulit, jadi angka yang benar-benar tepat tidak bisa diberikan.

  • [66] Menetapkan angka kematian berlebih tahunan pada 2015 akibat dampak kesehatan dari polusi udara yang dihasilkan pembakaran bahan bakar fosil. Studi ini mencatat 3,61 juta kematian secara global, dengan China melaporkan jumlah kematian tertinggi, yakni 1,5 juta di negara itu saja.
  • [67] Memperkirakan 10,2 juta kematian dini pada 2012 akibat paparan PM2,5 (partikel halus di udara yang dilepas dari pembakaran bahan bakar fosil), 3,9 juta di China dan 2,5 juta di India.
  • [68] Memperkirakan 8,34 juta kematian berlebih pada 2019 akibat polusi partikel halus dan ozon, dengan sebagian besar (52%) disebabkan kondisi kardiometabolik yang muncul langsung akibat polusi tersebut.
  • [69] Memodelkan total angka kematian berlebih tahunan sebesar 8,79 juta per tahun secara global akibat polusi udara (paparan ozon dan partikel halus), dengan rata-rata penurunan harapan hidup 26,5 tahun per orang terdampak, serta rata-rata kehilangan harapan hidup global sebesar 2,9 tahun, akibat komplikasi kesehatan yang buruk. Model ini melibatkan model kimia atmosfer-sirkulasi umum dan model kematian akibat paparan global, yang berjalan selama periode 20 dan 30 tahun sesuai rekomendasi IPCC.
  • [70] Menggunakan metode serupa dengan [69] tetapi untuk tahun 2015, memperkirakan 8,8 juta kematian berlebih global tiap tahun dari seluruh polusi udara ambien, termasuk emisi bahan bakar fosil buatan manusia dan polusi udara alami (dari kebakaran hutan, yang dapat dikatakan merupakan akibat tidak langsung dari emisi bahan bakar fosil, karena semakin parah dan sering akibat pemanasan global yang meningkat). Juga memperkirakan rata-rata penurunan harapan hidup global sebesar 2,9 tahun, dengan 1,7 tahun berasal dari semua emisi buatan manusia dan 1,1 tahun berasal hanya dari emisi bahan bakar fosil. Sebagai perbandingan, tembakau membunuh 7,2 juta orang per tahun dengan kehilangan harapan hidup 2,2 tahun.
  • [71] Merangkum argumen tentang mengganti bahan bakar fosil dengan energi nuklir dan penurunan angka kematian setelahnya, dengan menyatakan pencegahan bersih 1,8 juta kematian dari 1971-2009, rata-rata 76.000 per tahun, dengan rentang 19.000-300.000. Studi ini juga menjelaskan bahwa tenaga nuklir menyebabkan 99,9% lebih sedikit kematian daripada lignit, 99,8% lebih sedikit daripada batu bara, 99,7% lebih sedikit daripada minyak, dan 97,6% lebih sedikit daripada gas.
72-81

Komentar tentang kematian terkait nuklir

Jumlah pasti kematian dini akibat tenaga nuklir dan insiden terkait hampir mustahil dihitung secara tepat karena dampak jangka panjang radiasi nuklir, tingkat risiko yang terlibat, dan kualitas pelaporan insiden.

  • [72] Daftar kematian langsung akibat pemeliharaan pembangkit listrik tenaga nuklir. Semuanya non-sipil, dengan total 50 orang.
  • [73] Sebanyak 30 insiden telah dilaporkan secara global sejak awal penggunaan tenaga nuklir, yang paling besar dan penting adalah Chernobyl (1986), Fukushima Daiichi (2011), dan Three Mile Island (1979).
  • [74] Insiden Chernobyl mewakili dampak paling parah dari insiden tenaga nuklir. Sebanyak 30 orang meninggal segera setelahnya. Namun, jumlah pasti kematian akibat kondisi terkait masih diperdebatkan, dengan jumlah kematian maksimum diperkirakan bisa mencapai 16.000-60.000 pada 2.065 akibat risiko kanker, menurut beberapa laporan dari awal tahun 2000-an. WHO merilis laporan pada 2005 yang menyatakan jumlah kematian maksimum lebih dekat ke 4.000 berdasarkan paparan, dan pada 2018 UNSCEAR menerbitkan laporan lanjutan dengan kesimpulan yang sama seperti temuan mereka pada 2008, yaitu paparan terhadap masyarakat umum sangat rendah.
  • [75] Menjadi dasar bagi laporan WHO yang disebut sebelumnya, dirilis segera setelah insiden, yang memperkirakan jumlah kematian lebih dekat ke 9.000. Namun, hanya Belarus, Federasi Rusia, dan Ukraina yang masuk dalam penelitian ini.
  • [76] Laporan terbaru setelah [75] oleh penulis yang sama, kini mencakup seluruh Eropa dan dirilis setelah laporan WHO, memperkirakan 14.000 kematian akibat berbagai jenis kanker.
  • [77] Menjelaskan perbedaan jumlah kematian dan menyoroti perbedaannya, sambil mengkritik kurangnya konteks dari WHO.
  • [78] Laporan yang lebih baru yang menurunkan perkiraan jumlah kematian di seluruh Eropa dari 60.000 menjadi 40.000, sekaligus menyoroti besarnya margin ketidakpastian, dengan konteks [76].
  • [79] Dalam konteks bencana nuklir paling parah berikutnya - Fukushima - [79] melaporkan jumlah kematian 0 yang terkait dengan kecelakaan nuklir itu sendiri, serta 0 akibat penyakit radiasi, tetapi melaporkan jumlah kematian 2.313 sebagai ‘kematian terkait bencana’ akibat evakuasi, ketika 100.000 orang dievakuasi demi keselamatan mereka. Angka ini tidak mencakup kematian akibat gempa bumi atau tsunami.
  • [80] Laporan resmi dari 2012 mencatat 0 kematian akibat radiasi (Fukushima). Namun, mereka menyebut jumlah kematian 573 akibat stres evakuasi.
  • [81] Studi ini memperkirakan maksimum 1.000 kematian akibat radiasi, meski angka ini diperdebatkan karena kurangnya data jangka panjang dan perkiraan paparan (Fukushima).

Seperti yang disorot, hampir semua kematian sipil akibat energi nuklir berasal dari dua insiden, dengan total jumlah kematian yang diproyeksikan hingga masa depan, sedangkan dampak polusi udara terkait bahan bakar fosil terjadi di semua wilayah dunia dan terus-menerus. Karena itu, meski ada ketidakpastian besar saat menghitung kematian yang dikaitkan dengan bahan bakar fosil dan energi nuklir, karena perkiraan, atribusi kematian dan penyakit, serta kurangnya data berkualitas tinggi, kematian yang dikaitkan dengan pembakaran bahan bakar fosil jauh melebihi yang dikaitkan dengan insiden energi nuklir, dengan angka kematian berlebih jutaan per tahun dari bahan bakar fosil, dibandingkan total jumlah kematian yang diproyeksikan ~60.000 (perkiraan tertinggi) sejak 1950-an untuk seluruh energi nuklir.

128

Grafik biaya surya PV, angin, dan baterai serta proyeksi masa depan

Grafik yang ditampilkan ini menyajikan biaya rata-rata global yang diproyeksikan untuk pembangkitan listrik dari sumber energi terbarukan angin darat dan surya PV skala utilitas (LCOE dalam USD per MWh), serta biaya penyimpanan energi yang diproyeksikan dalam Baterai Li-Ion 4-jam stasioner (BESS) (CAPEX dalam USD per kWh-kapasitas penyimpanan terpasang), dari 2020 hingga 2050. Data ini dikumpulkan dari [128] yang menyajikan penilaian global atas proyeksi biaya rata-rata. Untuk setiap teknologi dan metrik biaya (LCOE & CAPEX), studi ini menggabungkan proyeksi biaya rata-rata dari banyak studi regional dan global. Di berbagai studi ini, estimasi tahunan yang diproyeksikan dilaporkan dengan berbagai resolusi waktu, jangka waktu (misalnya setiap tahun atau tiap 5 tahun, hingga 2030, 2040 atau 2050), dan tingkat konsistensi. Rata-rata keseluruhan dari proyeksi yang tersedia dihitung untuk membuat satu lintasan representatif bagi tiap teknologi untuk grafik yang ditampilkan ini.

Karena proyeksi tahunan tidak konsisten, pola rata-rata kadang melenceng pada interval tertentu saat jumlah sampel estimasi yang berkontribusi berbeda-beda. Resolusi proyeksi, interval, dan celah data yang dihasilkan, meski begitu, konsisten di sebagian besar set data. Karena itu, interpolasi linear sederhana diterapkan pada semua data untuk menghasilkan nilai tahunan antara estimasi pertama dan terakhir yang dilaporkan dari tiap studi, berdasarkan estimasi yang tersedia. Proyeksi tidak diekstrapolasi melampaui rentang masing-masing studi; karena itu, sumber yang tidak memiliki estimasi hingga 2050 atau baru dimulai setelah sekitar 2020 dikeluarkan.

Sampel akhir terdiri dari 11 set data terinterpolasi untuk surya PV, 9 untuk angin, dan 9 untuk baterai. Rata-rata proyeksi biaya tahunan dihitung dari sumber-sumber ini dan diplot seperti yang terlihat. LCOE angin/surya ditampilkan dalam USD/MWh listrik yang dihasilkan, sedangkan CAPEX baterai ditampilkan dalam USD/kWh-kapasitas sebagai metrik biaya standar untuk penyimpanan. Levelized Cost of Electricity (LCOE) menggambarkan seluruh biaya sistem pembangkitan listrik yang dirata-ratakan sepanjang waktu, termasuk semua biaya modal, operasi, dan pemeliharaan. Baterai tidak menghasilkan listrik sendiri, dan Levelized Cost of Storage (LCOS) yang setara tidak disediakan oleh [128]. Sebagai gantinya, studi ini menyediakan CAPEX yang menggambarkan investasi awal. Walau tidak bisa langsung dibandingkan dengan LCOE yang dibobot berdasarkan pembangkitan seumur hidup, proyeksi biaya CAPEX tingkat sistem yang dimodelkan oleh [128] untuk BESS Li-ion 4-jam yang terpasang penuh mencakup batas sistem yang luas dan menyeluruh, termasuk modul baterai dan semua biaya balance-of-system, sehingga pada praktiknya menjadi metrik terbaik dan paling sebanding yang menghindari konversi data, asumsi tambahan, dan keluar dari cakupan kerja [128].

Masing-masing proyeksi ini merupakan rata-rata dari berbagai studi dan karena itu menunjukkan konsensus jelas tentang lintasan biaya untuk tiap teknologi ini. Namun, perlu dicatat bahwa [128] menyatakan proyeksi ini mungkin terlalu ‘pesimistis’. Mereka membandingkannya dengan data pasar global historis yang dikumpulkan dari beberapa sumber empiris untuk menyoroti perkiraan biaya yang jelas terlalu tinggi, dan perkiraan laju penurunan biaya beberapa tahun terakhir yang jelas terlalu rendah. Sejak awal sebagian besar proyeksi hingga sekarang (~2020-2024), nilai proyeksi rata-rata umumnya lebih besar daripada nilai historis untuk masing-masing surya PV skala utilitas, angin darat dan BESS Li-Ion. Surya agak sesuai dengan nilai proyeksi tetapi biaya angin darat dan baterai yang diprediksi jauh lebih tinggi daripada yang dilaporkan. Semua telah turun lebih cepat dari yang diperkirakan. Jika tren yang menyimpang ini berlanjut, maka biaya nyata teknologi-teknologi ini di masa depan mungkin bahkan lebih rendah daripada yang ditunjukkan proyeksi saat ini, memperkuat harapan bahwa biaya energi terbarukan dan penyimpanan energi turun cepat dan akan terus turun menuju 2050.

Materi Tambahan

13-19

Bom vs Reaktor

Berbeda dengan bom nuklir, reaksi berantai fisi di reaktor pembangkit listrik diatur dengan proses umpan balik termal pasif, batang kendali, moderator, dan bahan bakar ‘diperkaya rendah’.

Reaktor dirancang dengan bahan dan jenis bahan bakar yang memiliki koefisien reaktivitas suhu negatif, artinya saat panas dilepas dan suhu bahan bakar naik, reaktivitas inti berkurang. Suhu yang lebih tinggi meningkatkan getaran dan jarak antaratom, sehingga peluang menangkap neutron berkurang. Perilaku alami ini menjaga reaksi tetap stabil dan terkendali (yaitu kritis†), memberi lapisan keselamatan bawaan jika sistem mulai terlalu panas.

Batang kendali, yang terbuat dari bahan penyerap neutron dan tidak dapat mengalami fisi (biasanya boron), menyerap neutron berlebih dan membantu menjaga reaksi berantai tetap terkendali. Operator dapat mengatur reaksi berantai dengan menaikkan atau menurunkan batang kendali, sehingga menyesuaikan daya keluaran reaktor: menaikkan batang mempercepat reaksi, sementara menurunkannya memperlambat atau menghentikannya sama sekali. Batang kendali dirancang agar aman saat gagal, sehingga otomatis mematikan reaktor dalam keadaan darurat atau jika terjadi malfungsi atau listrik padam. Di luar keadaan itu, batang ini dipakai untuk penyetelan halus, sementara proses umpan balik pasif melakukan sebagian besar pekerjaan.

Reaktor nuklir biasanya memakai uranium-235 (U-235) sebagai bahan bakar utama di dalam intinya, tetapi juga mengandung berbagai isotop uranium lain yang kurang ‘fisil’ atau kurang efektif dalam mempertahankan reaksi berantai. Pengayaan bahan bakar adalah proses meningkatkan konsentrasi U-235 di dalam inti, dibandingkan dengan isotop lain. Uranium alami hanya mengandung sekitar 0,7% U-235, sementara sisanya sebagian besar U-238. Kebanyakan reaktor sipil memakai uranium diperkaya rendah (LEU), biasanya diperkaya hingga 3-5% U-235 agar reaksi dan pelepasan energinya stabil serta mudah dikelola, sedangkan uranium diperkaya tinggi (HEU) tingkat senjata mengandung sekitar 90% U-235, cukup untuk reaksi berantai yang cepat dan tak terkendali serta pelepasan energi cepat dan eksplosif yang diperlukan untuk bom. Pengayaan hingga tingkat ini sulit dan dibatasi oleh aturan internasional, serta dikendalikan dan dipantau dengan ketat untuk mencegah proliferasi nuklir (lihat selengkapnya di bawah). LEU mungkin cukup untuk menghasilkan lonjakan daya yang besar hingga melelehkan reaktor, tetapi jauh dari cukup untuk menyamai bom nuklir.

Terakhir, banyak reaktor nuklir memakai moderator. U-235, meski lebih fisil, tidak mudah menyerap neutron berenergi tinggi sejak awal, jadi perlu sedikit bantuan. Untuk mendorong penangkapan neutron, neutron diperlambat memakai moderator, biasanya air biasa atau ‘air ringan’ yang digunakan untuk mendinginkan inti reaktor, air berat terdeuterasi (D2O), dan grafit dengan kemurnian tinggi, yang keduanya sangat baik dalam memperlambat neutron tanpa menyerapnya.

-

†Reaktor disebut ‘kritis’ saat beroperasi dengan laju yang stabil dan terkendali.

54-56, 91-92

Daur Ulang, Pemrosesan Ulang, dan Proliferasi Nuklir

Selama beroperasi, bahan bakar reaktor akan menyerap neutron dan berubah menjadi unsur berat lain, atau mengalami fisi dan melepas energi (serta lebih banyak neutron bebas) dengan terbelah menjadi unsur yang jauh lebih ringan bernama ‘produk fisi’.

Sebagian uranium-238 (U-238), isotop yang melimpah dalam bahan bakar reaktor, menangkap neutron dan akhirnya berubah menjadi plutonium-239 (Pu-239). Pu-239 jauh lebih ‘fisil’ dan lebih diinginkan sebagai isotop utama yang digunakan untuk senjata nuklir di seluruh dunia, karena kemampuannya mempertahankan reaksi berantai yang cepat dan eksplosif. Saat Pu-239 terbentuk, ia menyerap neutron lebih lanjut untuk menghasilkan isotop plutonium lain yang kurang fisil (seperti Pu-240), yang cepat menumpuk di dalam reaktor dan kurang ideal untuk senjata - agak seperti LEU.

Bahan bakar nuklir bekas mengandung campuran isotop plutonium ini dan produk fisi lainnya; sebagian uranium sisa yang belum terpakai; serta isotop uranium terdeplesi yang kurang fisil sebagai limbah. Para ilmuwan sedang mengembangkan cara untuk mendaur ulang limbah ini, dengan beberapa desain reaktor, seperti reaktor pembiak cepat (FBR), bahkan mampu memakainya kembali sebagai bahan bakar. Biasanya, ini berbentuk bahan bakar MOX (oksida campuran), yang mengandung campuran isotop uranium dan plutonium yang dalam bentuk lain kurang cocok untuk reaktor konvensional.

FBR bekerja dengan membombardir bahan bakar bekas memakai neutron yang lebih cepat tanpa menggunakan moderator untuk memperlambat neutron (dan akibatnya memerlukan fitur keselamatan yang lebih canggih). Ini memicu reaksi berantai yang lebih cepat dan dapat memanfaatkan bahan bakar campuran seperti MOX secara efektif, dengan konsentrasi plutonium lebih tinggi dan isotop yang kurang fisil untuk melepas energi. Reaktor ini bahkan dapat mengubahnya menjadi isotop baru yang lebih fisil dan bisa dipakai ulang sebagai bahan bakar konvensional. Ini dikenal sebagai ‘pembiakan’ karena menciptakan lebih banyak bahan fisil daripada yang ada pada awalnya. Karena itu, FBR meningkatkan pemanfaatan bahan bakar, memperpanjang masa pakai sumber daya uranium dan mengurangi limbah jangka panjang.

Namun, sebelum limbah nuklir bisa dipakai ulang sebagai bahan bakar, limbah itu harus diproses ulang secara kimia untuk menghilangkan produk lain yang tidak bisa didaur ulang dan menumpuk selama fisi††. Produk fisi ini juga menyerap neutron dan mengganggu reaksi berantai, sehingga menurunkan efisiensi reaktor dan meningkatkan tantangan pengendalian reaktivitas. Reaktor juga memerlukan konsentrasi tertentu bahan fisil (seperti Pu-239 atau U-235) untuk mempertahankan reaksi berantai. Pemrosesan ulang memungkinkan bahan-bahan ini diekstrak dan dipusatkan ke dalam MOX, sementara produk fisi lainnya ditinggalkan.

Pemrosesan ulang juga dapat digunakan untuk memusatkan dan mengekstrak Pu-239 guna membuat senjata nuklir. Namun, garda aman internasional telah diterapkan untuk secara efektif mencegah pengalihan plutonium bagi penggunaan senjata, termasuk aturan ketat, pemantauan dan langkah pengendalian pada kegiatan siklus bahan bakar nasional dan internasional. Reaktor sipil biasanya menggunakan neutron yang diperlambat, yang terutama diserap untuk fisi U-235 (bukan U-238) dan menghasilkan Pu-239 dengan kurang efisien†††. Plutonium apa pun yang diperoleh dari bahan bakar reaktor komersial bekas memiliki komposisi isotop campuran yang membuatnya tidak cocok untuk senjata. Untuk mendapatkan Pu-239 murni tingkat senjata, plutonium itu perlu diekstrak dan diproses ulang lebih awal dalam siklus reaktor sebelum isotop lain menumpuk. Jika tidak, proses pemisahannya sangat sulit, rumit dan mahal, serta membutuhkan teknik khusus, sumber daya besar dan keahlian luas.

Senjata nuklir biasanya dibuat lewat jalur yang lebih praktis berdasarkan pengayaan uranium atau menggunakan reaktor khusus, seperti yang ada dalam program militer, yang didedikasikan dan dioptimalkan untuk menghasilkan plutonium tingkat senjata. Karena itu, pembangkit listrik tenaga nuklir sipil sendiri tidak dianggap berisiko tinggi dalam proliferasi karena sulit membuat bahan yang dapat dipakai untuk senjata dari bahan bakar reaktor. Namun, ada yang berpendapat risikonya tetap ada karena negara dapat memakai siklus bahan bakar nuklir sipil sebagai sumber atau kedok untuk bahan, teknologi dan keahlian yang dibutuhkan guna mengembangkan senjata nuklir.

-

††Tidak seperti reaktor konvensional, FBR dapat mengonsumsi sebagian produk samping fisi seperti aktinida minor (unsur seperti amerisium dan kurium), yang termasuk komponen limbah nuklir paling tahan lama dan paling radiotoksik. Ini dikenal sebagai ‘pembakaran aktinida’. Pabrik pemrosesan ulang dapat memisahkan banyak produk fisi sambil membiarkan aktinida tetap berada dalam campuran bahan bakar untuk dikonsumsi, alih-alih perlu disimpan. Dengan begitu, FBR makin berkontribusi mengurangi limbah radioaktif jangka panjang yang berpotensi berbahaya.

†††FBR secara khusus dirancang untuk membiakkan isotop fisil seperti Pu-239 dari U-238 (yang juga terjadi di reaktor konvensional tetapi kurang efisien), sehingga berpotensi menambah risiko proliferasi nuklir. Namun, FBR menghasilkan (membiakkan) sekaligus mengonsumsi (membakar) Pu-239 saat terbentuk dalam siklus yang seimbang. Dan seperti reaktor konvensional, plutonium yang belum dikonsumsi cepat tercampur atau berubah menjadi isotop plutonium lain yang kurang fisil seperti Pu-240. Dengan mengubah plutonium menjadi bahan bakar yang bisa digunakan alih-alih membiarkannya menumpuk sebagai limbah, FBR juga membantu mengurangi jumlah plutonium yang tersedia untuk kemungkinan pengalihan atau pencurian.

(Berdasarkan referensi tambahan dan ulasan berikut dari Dr. Nathaniel Read, 2024).

Referensi & bacaan tambahan

Siklus bahan bakar nuklir & pengayaan

Gambaran siklus bahan bakar nuklir | World Nuclear Association

Pengayaan uranium | World Nuclear Association

Pemrosesan uranium | Penambangan, pemurnian & pengayaan | Britannica

Reaktor neutron cepat | World Nuclear Association

Mendaur ulang limbah

Tren dan perspektif pengelolaan limbah nuklir: Memulihkan, mendaur ulang, dan menggunakan kembali | Journal of Nuclear Engineering

Pemrosesan ulang | NRC.gov

Pemrosesan ulang bahan bakar nuklir | Idaho National Laboratory | Departemen Energi AS

Pemrosesan bahan bakar nuklir bekas | World Nuclear Association

Implikasi pemisahan dan transmutasi dalam pengelolaan limbah radioaktif | IAEA

Mengurangi limbah nuklir dan meningkatkan efisiensi untuk masa depan energi berkelanjutan | IAEA

Saat limbah nuklir adalah aset, bukan beban | IAEA

Sistem kendali dan keselamatan nuklir

Keselamatan reaktor tenaga nuklir | World Nuclear Association

Prinsip keselamatan dasar untuk pembangkit listrik tenaga nuklir | INSAG | IAEA

Keselamatan nuklir - gambaran umum | ScienceDirect Topics

Ketahanan dan keselamatan tenaga nuklir menghadapi peristiwa ekstrem | IAEA

Menata ulang regulasi nuklir | Environmental Health Perspectives

Sistem kontainmen | IAEA

Struktur kontainmen - gambaran umum | ScienceDirect Topics

57-63

Masa Depan Ekonomi Nuklir

Dari melonjaknya biaya proyek pembangunan tenaga nuklir, hingga dua pertiganya bisa berasal dari biaya pembiayaan. Proyek-proyek ini biasanya didanai oleh perusahaan utilitas dan investor lain lewat pembiayaan proyek dengan bunga tinggi. Dengan biaya awal yang besar (terutama biaya modal dan asuransi untuk menutup risiko konstruksi), masa pembangunan yang panjang dan keterlambatan yang sering terjadi, harga total pembangkit baru bisa naik lebih dari tiga kali lipat selama pembangunan, sehingga banyak proyek dihapus dari pembukuan dan dibatalkan. Hal ini makin diperparah oleh faktor rumit seperti penolakan publik, proses dekomisioning yang panjang dan hilangnya keahlian nuklir secara bertahap.

Namun, cara energi nuklir dibiayai mungkin akan segera berubah. SMR bisa mengatasi banyak masalah ini berkat biaya awal yang lebih kecil dan waktu pembangunan yang lebih cepat. Meski pada dasarnya teknologinya sama, reaktor ini mengubah komitmen keuangan dan ekonomi tenaga nuklir sehingga banyak negara kini mempertimbangkannya untuk integrasi skala jaringan listrik. Penyedia AI dan pusat data mungkin membayar tunai, begitu juga perusahaan kimia, industri, dan pertambangan besar, sehingga terhindar dari bunga. Dengan pembangkitan energi nuklir di lokasi, mereka juga bisa menghindari biaya sambungan jaringan listrik dan distribusi untuk energi terbarukan yang tidak selalu tersedia.

(Berdasarkan referensi tambahan dan komentar berikut dari Prof. Ian Farnan & Prof. Simon Middleburgh, 2024)

Referensi & bacaan tambahan

Pengurangan biaya pembangunan nuklir baru | Kelompok Kerja Kesepakatan Sektor | NIA (diarsipkan)

Nol bersih membutuhkan energi nuklir: Melipatgandakan energi nuklir membutuhkan pembiayaan | OECD Nuclear Energy Agency

Sumber pembengkakan biaya dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir membutuhkan pendekatan baru untuk desain teknik | Joule

Keselamatan nuklir dan reaktor terjangkau: Bisakah kita punya keduanya? | Bulletin of the Atomic Scientists

Keterlambatan pembangunan membuat pembangkit listrik tenaga nuklir baru lebih mahal dari sebelumnya | Imperial News | Imperial College London

Penilaian penolakan publik terhadap pembangunan infrastruktur: Kasus proyek tenaga nuklir | Construction Research Congress 2012

Pendapat publik tentang energi nuklir dan senjata nuklir: Keterkaitan sikap di Amerika Serikat | Energy Research & Social Science

Tantangan penerimaan sosial | Meletakkan dasar bagi reaktor nuklir baru dan canggih di AS | The National Academies Press

Penghentian operasi nuklir | IAEA

Biaya penghentian operasi pembangkit listrik tenaga nuklir | OECD Nuclear Energy Agency

Tenaga kerja nuklir masa depan - Peluang dan kebutuhan bagi sektor nuklir internasional | European Nuclear Society

Tenaga kerja teknik nuklir di Amerika Serikat | Journal of Applied Clinical Medical Physics

Kesenjangan keterampilan nuklir dan keragaman kita di masa depan | Nuclear Institute

Nuklir terbuang: Mengapa biaya energi nuklir sering disalahpahami | Mackinac Center

Manfaat Tambahan Tenaga Nuklir

  • Produksi panas - Karena termodinamika dasar, dua pertiga panas yang dihasilkan reaktor nuklir terbuang sia-sia. Produksi gabungan panas dan listrik adalah bidang yang makin diminati dan punya banyak peluang di berbagai bentuk pembangkitan listrik, termasuk nuklir. Panas sisa bisa dipulihkan dan dialihkan untuk berbagai penggunaan pelengkap, seperti pemanas distrik atau desalinasi, agar efisiensi keseluruhan meningkat. Panas sisa bisa dialihkan untuk menggerakkan penangkapan karbon langsung dari udara, dan ada makin banyak antusiasme terhadap reaktor bersuhu tinggi untuk memasok proses industri yang sulit didekarbonisasi.
  • Kedokteran nuklir - Radioisotop rutin dipakai untuk diagnosis dan pengobatan kanker serta kondisi lainnya. Kekurangan pasokan makin terjadi karena reaktor yang diandalkan untuk menghasilkan produk ini sudah tua dan perlahan ditutup. Investasi dalam tenaga nuklir dan pembangunan reaktor baru bisa membantu mengatasi masalah ini.

(Berdasarkan referensi tambahan dan komentar berikut dari Dr. Nathaniel Read, 2024)

Referensi & bacaan tambahan

Tinjauan menyeluruh tentang integrasi energi terbarukan untuk produksi gabungan panas dan listrik | Konversi Energi dan Manajemen

Radioisotop dalam pengobatan | World Nuclear Association

Apakah Anda pendana, ilmuwan, pendidik, atau pembuat kebijakan?

Tertarik mendukung atau bekerja sama dengan Earth 2050? Hubungi kami.

info@earth2050.com