Keselamatan Reaktor Nuklir

Berdasarkan arti sesungguhnya reaktor adalah tempat berlangsungnya reaksi. Sedang ditinjau dari proses reaksinya terdapat beberapa jenis reaktor, yaitu reaktor kimia, reaktor bakar, dan reaktor nuklir.

Ditinjau dari fungsinya, reaktor nuklir dapat dibedakan menjadi dua jenis, yakni reaktor penelitian/riset dan reaktor daya. Dari reaktor penelitian, yang diutamakan adalah pemanfaatan neutron yang dihasilkan dari reaksi nuklir untuk keperluan penelitian dan produk radioisotop, sedangkan panas yang dihasilkan dirancang sekecil mungkin, sehingga dapat dibuang ke lingkungan. Dari reaktor daya, yang dimanfaatkan adalah uap yang bersuhu dan bertekanan tinggi, yang dihasilkan reaksi fisi untuk memutar turbin, sedangkan neutron yang dihasilkan sebagian diserap dengan elemen kendali dan sebagian diubah menjadi neutron untuk berlangsungnya reaksi berantai.

Reaktor nuklir pada PLTN merupakan bagian yang sangat vital dari fasilitas bangunan PLTN di samping turbin dan generator. Sangat vital karena dalam reaktor nuklir terjadi proses fisi yang menghasilkan bahan radioaktif (hasil belah) yang berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Oleh karena itu, desain dan struktur bangunan reaktor nuklir harus benar-benar kukuh, tangguh, komponennya harus memenuhi standar kualitas yang tinggi dan andal, menjamin tidak akan ada efek kecelakaan yang mengakibatkan bahan radioatif tersebar ke lingkungan.

IAEA (International Atomic Energy Agency) menerbitkan persyaratan keselamatan desain reaktor nuklir yaitu Safety of Nuclear Power Plants: Design Safety Requirements (Safety Standards Series No. NS-R-1. Diterbitkan juga beberapa pedoman teknis desain dan struktur komponen utama reaktor nuklir sebagai penjabaran persyaratan tersebut. Di tingkat nasional, BATAN telah menyiapkan pedoman pemanfaatan Sistem Energi Nuklir sebagaimana diatur dalam Peraturan Kepala BATAN No 144/KA/X/2006 tentang "Pedoman Penerapan dan Pengembangan Sistem Energi Nuklir Berkelanjutan di Indonesia".

Setelah peristiwa Cherno- byl 22 tahun yang lalu, Keselamatan Reaktor Nuklir makin diperketat dengan berbagai aturan yang dikeluarkan oleh IAEA yang harus ditaati dan dilaksanakan.

Reaktor nuklir terdiri dari beberapa komponen utama.

Pertama, tangki/bejana reaktor, bisa berupa tabung (silinder) atau bola yang dibuat dari baja dengan ketebalan sekitar 25 cm. Fungsinya sebagai wadah komponen reaktor lainnya dan tempat berlangsungnya reaksi nuklir. Tangki berdinding tebal ini juga berfungsi sebagai penahan radiasi agar tidak keluar dari sistem reaktor.

Kedua, teras reaktor yang berfungsi sebagai tempat bahan bakar. Teras reaktor dilengkapi dengan kisi penyangga untuk menempatkan bahan bakar yang berbentuk batang. Teras reaktor dibuat dari logam yang tahan panas dan tahan korosi.

Ketiga, bahan bakar nuklir, yakni komponen utama yang memegang peranan penting untuk berlangsungnya reaksi nuklir. Bahan bakar dibuat dari isotop alam seperti uranium dan thorium yang dapat membelah apabila bereaksi dengan neutron.

Keempat, bahan pendingin, berfungsi mencegah agar tidak terjadi akumulasi panas yang berlebihan pada teras reaktor. Bahan pendingin ini bisa berupa air atau gas.

Kelima, elemen kendali. Reaksi nuklir bisa tidak terkendali apabila sebagian partikel neutron yang dihasilkan dari reaksi sebelumnya tidak ditangkap atau diserap. Untuk mengendalikan reaksi, reaktor dilengkapi dengan elemen kendali yang dibuat dari bahan yang dapat menangkap atau menyerap neutron. Elemen kendali juga berfungsi untuk menghentikan operasi reaktor sewaktu-waktu bila terjadi kecelakaan.

Keenam, moderator, fungsinya untuk memperlambat laju neutron cepat (moderasi) yang dihasilkan dari reaksi fisi, hingga mencapai kecepatan neutron thermal untuk memperbesar kemungkinan terjadinya reaksi nuklir selanjutnya (reaksi berantai). Bahan yang digunakan untuk moderator adalah air atau grafit.

Pertahanan Berlapis

Prinsip keselamatan yang diterapkan pada reaktor nuklir disebut sistem pertahanan berlapis, yaitu mencegah terjadinya kecelakaan (preventif), mengendalikan dan melindungi reaktor dari akibat kecelakaan (proteksi) dan memperkecil dampak yang dapat diakibatkan oleh kecelakaan (mitigasi).

Tindakan preventif di antaranya mensyaratkan bahwa semua komponen reaktor nuklir harus memenuhi standar kualitas yang tinggi dan andal, sehingga kemungkinan kegagalan komponen sangat kecil.

Sistem proteksi dan mitigasi didesain dengan memanfaatkan sifat-sifat alam yang menjamin adanya keselamatan inheren, sehingga reaktor nuklir memiliki sistem yang dapat mentolerir kekeliruan operator. Di samping itu, sistem dirancang menggunakan prinsip-prinsip, redundansi (lebih dari satu komponen dari yang diperlukan), pemisahan (sistem keselamatan yang sejenis dipisahkan sehingga apabila terjadi gangguan pada satu lokasi tidak akan mempengaruhi unjuk kerja sistem yang lain), diversity (selalu terdapat lebih dari satu cara untuk melakukan suatu pekerjaan/fungsi), saling tak gayut (sistem keselamatan yang tidak saling tergantung satu sama lainnya, dan kegagalan yang aman (apabila terjadi kegagalan pada satu komponen secara otomatis akan cenderung pada kondisi yang aman).

Implementasi prinsip pertahanan berlapis yang bertujuan untuk mencegah keluarnya produk radioaktif ke lingkungan, ditunjukkan secara fisik dengan penghalang ganda.

Pertama, matriks bahan bakar (fuel pellet). Biasanya berupa oksida yang dipadatkan, sehingga tidak mudah pecah dan tersebar. Bentuk padat ini, radioaktif hasil belah dapat terkungkung dengan baik didalam matriks bahan bakar.

Kedua, kelongsong bahan bakar (cladding), yang terbuat dari logam, sebagai pembungkus bahan bakar, sehingga apabila unsur hasil belahan lepas dari bahan bakar, maka kelongsong berfungsi menahan hasil belah tetap berada dalam kelongsong.

Ketiga, sistem pendingin primer, yang terdiri dari sistem pipa, katup, pompa, dan bejana reaktor serta pembangkit uap, berfungsi sebagai penghambat hasil belah seandainya kelongsong tidak dapat menghambat bocornya hasil belah.

Keempat, bangunan pengungkung (containment building) sebagai bangunan lapisan terakhir yang melindungi semua komponen reaktor. Bangunan ini terbuat dari beton dengan ketebalan satu meter. Bangunan pengungkung ini di samping sebagai pelindung tidak keluarnya radioaktif ke lingkungan luar akibat kebocoran atau kecelakaan reaktor, juga didesain untuk dapat menahan gangguan dari luar seperti badai, banjir, dan jatuhnya pesawat terbang.

Berdasarkan pertahanan berlapis dari reaktor nuklir PLTN, pengalaman pengoperasian reaktor nuklir selama ini dan didukung perkembangan iptek nuklir, secara ilmiah diperhitungkan tidak akan terjadi kebocoran dan kecelakaan fatal atas reaktor nuklir yang membahayakan keselamatan manusia dan lingkungan. Buktinya, selama 54 tahun sejak PLTN pertama di Obninks, Rusia beroperasi tidak pernah terjadi kecelakaan fatal kecuali peristiwa Cherno-byl 22 tahun lalu, yang memakan korban 56 orang meninggal dalam kurun waktu tertentu, karena struktur dan desainnya tidak memenuhi syarat (antara lain tidak memiliki pertahanan berlapis) sebagaimana di-syaratkan oleh IAEA di samping human error.

Oleh karena itu, tidak ada alasan bagi bangsa ini untuk khawatir atas kehadiran PLTN karena keraguan atas struktur, desain, dan teknologinya. Pengalaman selama 54 tahun pengoperasian PLTN di seluruh dunia membuktikan bahwa pemanfaatan iptek nuklir untuk PLTN sangat menjamin keselamatan manusia dan lingkungan.

Penulis adalah anggota Himpunan Masyarakat Nuklir Indonesia, mantan anggota DPR-MPR