Bagaimana kita memulai
Thorium ditemukan hampir 200 ratus tahun yang lalu oleh ilmuwan Swedia Jakob Berzelius (1779-1848), yang menamai unsur baru itu dengan namanya. Thor, mitos Nordik dewa petir. Meskipun tersebar luas di alam dan lebih berlimpah daripada, misalnya, uranium, Torium tidak terdapat dalam endapan apa pun dalam konsentrasi tinggi. Sebaliknya, seringkali merupakan “kontaminan” tingkat rendah di beberapa mineral seperti monasit, serium fosfat.
Sejak penemuannya, thorium tetap menjadi non-entitas dalam teknologi dan perdagangan. Kecuali untuk beberapa aplikasi khusus, sebenarnya belum ada kegunaan utamanya – sampai sekarang. Perubahan penting yang diantisipasi adalah karena keberadaannya di banyak isotop yang berbeda (hanya beberapa di antaranya yang terjadi secara alami) dan kemampuan untuk mengirimkan tenaga melalui proses fisi nuklir, mirip dengan uranium, dengan kata lain, sebagai jenis nuklir yang berbeda. . bahan bakar reaktor untuk pembangkit listrik.
Keuntungan, keterbatasan, dan kerugian uranium
Reaktor berbasis uranium pada dasarnya sederhana. Mereka membutuhkan bahan yang diperkaya isotop uranium-235 (235U) (dari 3 hingga 20%, tergantung pada jenis reaktor) untuk bekerja. Dalam bijih alami, isotop 235U hanya terdapat dalam 0,7%. Untuk mendapatkan bahan fusi, uranium tingkat rendah perlu diperkaya, menggunakan ribuan sentrifugal berkecepatan tinggi untuk mengeksploitasi perbedaan berat molekul dalam heksafluorida antara isotop uranium yang berbeda. Namun, proses pengayaan ini membutuhkan banyak energi.
Reaktor nuklir berbasis uranium menciptakan sejumlah besar material “habis”, tetapi masih sangat radioaktif. Ini perlu disimpan di fasilitas yang aman – selama jutaan tahun – untuk memungkinkan proses peluruhan alami “membuang” radioaktivitasnya. Masalah pembuangan limbah ini dalam jangka panjang dan aman telah ada selama beberapa dekade, baik di Amerika Utara maupun di Eropa, tetapi belum ada tempat peristirahatan yang dapat diterima.
Baru-baru ini, batasan lain dari reaktor uranium menjadi jelas. Meskipun simpanan baru ditemukan dan ditambang secara teratur, pasokan uranium yang mudah ditambang mungkin tidak dapat memenuhi permintaan yang dapat diprediksi dalam beberapa dekade mendatang. Faktanya, saat ini, banyak uranium dalam fusi tidak berasal dari tambang, tetapi dari hulu ledak nuklir yang dibangun oleh negara adidaya sejak Perang Dunia II. Pasokan ini diperkirakan akan habis dalam beberapa tahun.
Keuntungan Thorium untuk Tenaga Nuklir
Reaktor nuklir berbasis thorium pertama tidak berhasil, terutama karena masalah teknis. Oleh karena itu, sistem berbasis uranium dikembangkan sebagai gantinya. Mereka saat ini menyediakan antara 25 dan 50% kebutuhan listrik Amerika Utara, tergantung pada negara bagian atau provinsi. Sekarang, kebangkitan mungkin sedang menuju thorium. Alasannya adalah sebagai berikut.
Dengan metode penambangan dan pengolahan bijih yang modern, cadangan thorium dapat dengan mudah ditingkatkan untuk mempertahankan tingkat produksi yang lebih tinggi. Ada banyak bahan yang tersedia di banyak benua, termasuk Amerika Utara. Menurut Aliansi Energi Torium [1]sebuah organisasi advokasi pendidikan, “ada cukup thorium di Amerika Serikat saja untuk memberi daya pada negara pada tingkat energi saat ini selama lebih dari 1.000 tahun.”
Keuntungan nyata dari reaktor thorium berasal dari proses nuklir yang terlibat. Tidak seperti uranium, proses thorium mengkonsumsi 100% elemen fisi dibandingkan dengan kurang dari 1% dalam proses uranium. Ini juga berarti bahwa ia menghasilkan bahan limbah radioaktif yang berumur jauh lebih pendek daripada reaktor uranium. Salah satu kelemahan dengan reaktor thorium adalah membutuhkan priming konstan dengan 235U atau sumber neutron serupa untuk mempertahankan proses nuklirnya. Namun, kerugian ini juga membawa keuntungan lain: Reaktor thorium tidak dapat mengalami “pencairan” inti, seperti yang terjadi di Chernobyl. Oleh karena itu, meskipun torium menciptakan lebih banyak kendala teknologi, torium juga akan lebih aman di sekitarnya.
Masalah teknologi yang dialami dengan upaya sebelumnya untuk membangun reaktor thorium terutama terkait dengan pemisahan thorium oksida tingkat rendah dari bahan lain. Namun, kimia modern tampaknya telah memecahkan masalah ini.
Keuntungan lain dari reaktor thorium adalah sulit untuk membuat bahan bom nuklir dengannya. Tentu saja, beberapa orang mungkin melihat ini sebagai kerugian.
Perkembangan baru
Baru-baru ini, beberapa negara seperti Cina, India, Jepang, Rusia, dan Amerika Serikat berencana menggunakan thorium untuk reaktor nuklir baru. Bahkan, India telah membangun desain canggih yang diklaim siap beroperasi pada 2011. Tidak ada pembaruan yang tersedia, tetapi lebih banyak informasi dan kemajuan teknologi dapat diharapkan pada waktunya.
Di Amerika Serikat, Inggris Raya, Kanada, Jerman, tidak ada reaktor nuklir baru yang dibangun selama beberapa dekade. Beberapa pabrik yang ada sedang mendekati umur rencana mereka; beberapa sudah melampaui “tanggal terbaik sebelum” mereka.
Kesimpulan
Reaktor nuklir saat ini menyediakan sebagian besar listrik yang digunakan di Amerika Utara. Banyak dari reaktor ini perlu diganti di masa mendatang. Saya pikir ini adalah waktu yang tepat untuk berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan teknologi berbasis thorium yang menjanjikan untuk penggantinya.
[1] http://www.thoriumenergyalliance.com