Reaktor nuklir paling canggih India telah mencapai tahap swasembada yang menandai lompatan besar bagi program energi atom negara tersebut, serta membawanya selangkah lebih dekat untuk mengurangi ketergantungan pada uranium.
Prototipe reaktor pembiak cepat (PFBR) di Kalpakkam, negara bagian Tamil Nadu, India selatan, mencapai kritikalitas – tahap di mana reaksi berantai nuklir dapat berlanjut dengan sendirinya – pada Senin. Begitu reaktor beroperasi penuh, India akan menjadi negara kedua setelah Rusia yang memiliki reaktor pembiak cepat komersial.
Kisah-kisah Rekomendasi
Perdana Menteri India Narendra Modi menyebutnya sebagai “momen membanggakan bagi India” dan “langkah penentu” dalam memajukan program nuklir negara.
“Reaktor mutakhir ini, yang mampu memproduksi bahan bakar lebih banyak daripada yang dikonsumsi, mencerminkan kedalaman kemampuan ilmiah dan kekuatan usaha teknik kita. Ini adalah langkah tegas menuju pemanfaatan cadangan torium kita yang luas pada tahap ketiga program,” ungkapnya dalam sebuah unggahan di X pada Senin.
Lantas, apa itu reaktor pembiak cepat, dan mengapa kemajuan terbaru ini penting – bagi India dan dunia?
Berikut yang kita ketahui:
Apa itu Reaktor Pembiak Cepat India?
Reaktor pembiak cepat adalah reaktor nuklir lanjutan yang menghasilkan lebih banyak bahan fisil – bahan bakar yang dapat digunakan untuk reaksi nuklir fisi – daripada yang dikonsumsinya.
Reaktor pembiak cepat India telah dirancang dan dikembangkan oleh Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR), sebuah lembaga penelitian dan pengembangan kunci di bawah Departemen Energi Atom negara itu. Reaktor ini memiliki kapasitas listrik 500 megawatt (MWe).
Reaktor nuklir yang digunakan India dan sebagian besar negara lain adalah reaktor air berat bertekanan. Mereka menggunakan uranium sebagai bahan bakar dan menghasilkan plutonium sebagai limbah.
Namun, reaktor pembiak cepat kemudian dapat menggunakan plutonium yang dikeluarkan itu sebagai bahan bakar untuk memulai reaksi nuklir swasembada. Reaktor pembiak cepat juga menggunakan uranium sebagai bahan bakar, tetapi membutuhkan lebih sedikit karena mereka juga dapat mengonsumsi plutonium. Jadi pada intinya, reaktor Kalpakkam akan membutuhkan lebih sedikit uranium untuk menghasilkan listrik dibandingkan reaktor air berat.
Itulah mengapa ini disebut tahap kedua program nuklir India.
Pada Senin, pemerintah India menyatakan bahwa reaktor ini dirancang untuk memungkinkan “India mengekstrak energi lebih besar dari cadangan uraniumnya yang terbatas, sekaligus membuka jalan untuk penerapan reaktor berbasis torium secara besar-besaran.”
Sebuah laporan Maret 2024 dari kantor Modi menyebutkan PFBR India “awalnya akan menggunakan bahan bakar Uranium-Plutonium Mixed Oxide (MOX). ‘Selimut’ Uranium-238 yang mengelilingi inti bahan bakar akan mengalami transmutasi nuklir untuk menghasilkan lebih banyak bahan bakar, sehingga mendapat julukan ‘Pembiak’.”
Uranium-238 mengacu pada bentuk uranium alami paling melimpah yang hanya bersifat radioaktif lemah dengan sendirinya, tetapi dapat menangkap neutron untuk berubah menjadi plutonium.
“Karena menggunakan bahan bakar bekas dari tahap pertama, FBR [reaktor pembiak cepat] juga menawarkan keunggulan besar dalam hal pengurangan signifikan limbah nuklir yang dihasilkan, sehingga menghindari kebutuhan akan fasilitas pembuangan geologis yang besar,” tambah laporan itu.
Bagaimana Cara Kerja Reaktor Pembiak Cepat?
Paul Norman, seorang profesor fisika nuklir dan energi nuklir di Universitas Birmingham, kepada Al Jazeera mengatakan bahwa – seperti yang dinyatakan kantor perdana menteri India dalam laporannya – reaktor pembiak cepat menggunakan plutonium dan uranium. Uranium tersebut juga dikonversi lebih lanjut menjadi plutonium.
“Salah satu keuntungan sistem semacam ini adalah dapat meningkatkan cadangan bahan bakar nuklir secara luar biasa, dengan secara teori memanfaatkan ‘seluruh uranium’ [melalui konversi plutonium] daripada hanya sebagian kecilnya,” katanya.
“Teknologi ini juga dapat disesuaikan untuk sistem torium, dan diyakini ada lebih banyak torium di bumi daripada uranium, memberikan dorongan besar tambahan dalam jumlah bahan bakar nuklir,” jelasnya.
Secara global, cadangan torium empat kali lebih besar daripada cadangan uranium.
Dan di India, persamaan ini bahkan lebih condong: Negara ini adalah rumah bagi sekitar 1-2 persen uranium dunia, tetapi memiliki lebih dari 25 persen torium dunia.
Bagaimana Cadangan Torium yang Meluas Membantu India?
Konstruksi PFBR secara resmi dimulai pada 2004 setelah berbagai penundaan. Namun pentingnya telah disorot oleh ilmuwan negara itu jauh lebih awal.
Sebuah laporan Oktober 1996 yang ditulis oleh ilmuwan India Shivram Baburao Bhoje dan Perumal Chellapandi untuk Badan Energi Atom Internasional menyatakan bahwa program reaktor cepat penting di India karena permintaan listrik negara yang terus tumbuh dan berkelanjutan.
India adalah konsumen energi terbesar ketiga di dunia, setelah China dan Amerika Serikat. Dengan populasi terbesar di dunia dan ekonomi yang tumbuh cepat, konsumsi energi India hanya diproyeksikan akan tumbuh lebih jauh.
Sebagaimana yang diperlihatkan perang di Iran, dan dampaknya terhadap harga energi global, ketergantungan berlebihan yang terus-menerus pada bahan bakar fosil menimbulkan risiko bagi ekonomi seperti India.
Saat ini, energi nuklir hanya mewakili 3 persen dari bauran energi negara, tetapi India ingin meningkatkannya secara dramatis, dari 8.180MW pada 2024 menjadi 100GW pada 2047.
Di sinilah program nuklir tiga tahap dan torium berperan.
Pada tahap kedua, reaktor pembiak cepat menggunakan uranium dan limbah plutonium dari reaktor air berat untuk menghasilkan listrik. Mereka juga memproduksi lebih banyak plutonium dan isotop uranium yang lebih ringan disebut uranium-233, yang merupakan bahan siap pakai dan fisil yang dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor tahap ketiga.
Reaktor tahap ketiga itu, sekali dirancang, akan berbasis torium. Mereka akan diisi dengan torium – yang melimpah di India – dan uranium-233.
Limbah yang dihasilkan reaktor-reaktor tersebut: juga uranium-233, yang dapat diumpankan kembali sebagai bahan bakar bagi reaktor-reaktor itu.
Setelah India menyelesaikan proses tiga tahapnya, pada dasarnya mereka akan mampu mengurangi kebutuhan akan uranium alam secara signifikan, dan malah menggunakan torium untuk sebagian besar kebutuhan energi nuklirnya.
**Mengapa Hal Ini Penting bagi Dunia Internasional?**
Negara-negara lain—termasuk AS, Prancis, Inggris, Jepang, dan Rusia—telah mengembangkan teknologi reaktor pembiak cepat.
Namun hingga kini, hanya Rusia yang memiliki reaktor pembiak cepat komersial.
Norman menyatakan bahwa tantangan terkait material reaktor, daur ulang bahan bakar, serta aspek ekonomi dari keseluruhan proses seringkali juga menghambat penerapan skala besar sistem semacam ini.
Jika India berhasil mengubah kesuksesan reaktor prototipenya menjadi model komersial penghasil energi nuklir, hal ini dapat menginspirasi negara-negara lain untuk mengikuti jejak mereka.
Meski demikian, Koroush Shirvan, seorang profesor di Departemen Ilmu dan Teknik Nuklir di Massachusetts Institute of Technology, mengingatkan agar tidak *terlalu* menekankan pencapaian India.
Dia menunjukkan bahwa India membutuhkan waktu lebih dari 20 tahun sejak pembangunan reaktor dimulai untuk mencapai tonggak sejarah ini.
“China baru-baru ini juga membangun reaktor pembiak cepat plutonium yang sedikit lebih besar hanya dalam enam tahun,” ujarnya. “India perlu mempercepat program energi nuklirnya dengan lebih cepat jika ingin dampaknya benar-benar berarti bagi sektor energi mereka.”