Tulisan blog ini menjelaskan mengapa teknologi dekontaminasi dianggap sebagai langkah paling krusial dalam proses dekomisioning pembangkit listrik tenaga nuklir yang menua. Tulisan ini mengkaji prinsip-prinsip penghilangan radiasi dan tantangan teknis yang terkait, serta menguraikan kondisi-kondisi penting untuk dekomisioning yang aman.
Pada 19 Juni 2017, Unit 1 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Kori di Korea Selatan menghentikan operasinya secara permanen. Beroperasi selama 40 tahun, Unit 1 Gori mengalami beberapa insiden, termasuk pemadaman listrik total pada Februari 2012. Kasus-kasus ini menjadi bukti kunci yang mendukung argumen untuk menutup dan menonaktifkan pembangkit listrik tenaga nuklir yang menua. Dengan penghentian operasi, Unit 1 Gori sekarang memasuki proses penonaktifan, yang akan memakan waktu setidaknya 30 tahun hingga lokasi tersebut dipulihkan. Penonaktifan pembangkit listrik tenaga nuklir mengacu pada proses penanganan berbagai jenis fasilitas nuklir yang telah mencapai akhir masa operasionalnya secara aman dan ekonomis. Karena pekerjaan harus dilakukan dalam kondisi yang melibatkan paparan radiasi, penonaktifan nuklir memerlukan teknologi yang mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu seperti kimia, teknik radiasi, dan teknik mesin. Tulisan blog ini bertujuan untuk menjelaskan strategi dan proses penonaktifan nuklir, serta masa depan teknologi penonaktifan nuklir.
Strategi dekomisioning pembangkit listrik tenaga nuklir ditentukan berdasarkan variabel teknis dan kebijakan regional. Strategi ini secara luas dikategorikan menjadi pembongkaran segera dan pembongkaran tertunda, berdasarkan masa tunggu sebelum dekomisioning dimulai. Pembongkaran segera melibatkan menunggu hingga tingkat radiasi di bangunan dan lokasi turun di bawah ambang batas tertentu sebelum melanjutkan pembongkaran. Strategi ini memungkinkan pembongkaran dalam waktu yang relatif singkat sekitar 15 tahun dan memfasilitasi pemulihan lingkungan setelahnya. Namun, strategi ini dikritik karena risiko paparan radiasi yang tinggi karena pekerjaan harus dilanjutkan saat radioaktivitas masih ada, dan menghasilkan limbah radioaktif dalam jumlah besar. Sebaliknya, pembongkaran tertunda melibatkan menunggu hingga bahan radioaktif meluruh secara alami sebelum melanjutkan pembongkaran. Mengelola fasilitas sambil menunggu peluruhan bahan radioaktif membutuhkan waktu sekitar 60 tahun, sementara menyegel fasilitas dengan struktur beton membutuhkan waktu lebih dari 100 tahun. Meskipun proses dekontaminasi jangka panjang mengurangi risiko paparan radiasi dan timbulan limbah, proses ini memiliki keterbatasan: biaya pengelolaan berkelanjutan yang tinggi dan kesulitan dalam pemulihan lingkungan pasca-penonaktifan dan penggunaan kembali lokasi.
Dekomisioning PLTN melibatkan enam tahap: penghentian operasional, persiapan dekomisioning, dekontaminasi, pembongkaran, pembuangan limbah, dan pemulihan lingkungan. Proses inti adalah dekontaminasi dan pembongkaran, yang menghilangkan radiasi dari dalam PLTN. Dekontaminasi adalah teknologi yang secara selektif hanya menghilangkan bagian yang terkontaminasi radiasi; jumlah limbah radioaktif dapat dikurangi tergantung pada teknologi dekontaminasi yang diterapkan. Target utama dekontaminasi meliputi pipa air pendingin yang sudah tua dan lapisan oksida tipis dan keras, setebal beberapa mikrometer (μm), yang terbentuk di permukaan bahan bakar nuklir bekas. Lapisan oksida ini mengandung berbagai kontaminan, termasuk kobalt radioaktif yang bocor dari bahan bakar nuklir. Untuk menghilangkan material ini, yang sulit dihilangkan secara langsung oleh manusia atau mesin, beberapa teknologi dekontaminasi telah dikembangkan. Metode representatif meliputi penyuntikan larutan yang mengandung reduktor dan oksidator secara bergantian untuk membersihkan bejana dan pipa, atau menyemprotkan air bertekanan tinggi ke dalam fasilitas untuk mengikis permukaan. Penelitian juga sedang dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dekontaminasi dengan menggunakan larutan dekontaminasi berbentuk busa, yang memiliki luas permukaan lebih besar daripada cairan.
Dekomisioning adalah proses pemotongan dan pembongkaran seluruh fasilitas setelah dekontaminasi. Komponen yang paling menantang dalam proses ini adalah bahan bakar nuklir bekas. Reaktor sulit didekontaminasi sepenuhnya, dan bahan bakar nuklir itu sendiri memancarkan radiasi yang kuat, menciptakan lingkungan di mana pekerja manusia tidak dapat melakukan tugas dekomisioning secara langsung. Oleh karena itu, lengan robot menggantikan pekerja manusia dalam dekomisioning. Pekerja membuka tutup reaktor, memasukkan lengan robot yang terhubung ke derek, lalu menyegelnya. Lengan robot tersebut hanya memotong bagian yang terkontaminasi secara presisi, menempatkannya ke dalam wadah, dan setelah pekerjaan selesai, mengangkutnya ke fasilitas pengolahan limbah radioaktif. Robot untuk dekomisioning PLTN harus beroperasi secara stabil dalam kondisi yang keras, seperti paparan radiasi, dan karena mereka menangani bahan radioaktif, kemampuan kendali presisi jarak jauh menjadi sangat penting. Di Korea, Institut Penelitian Energi Atom Korea (KAERI) sedang mengembangkan robot pemotong untuk dekomisioning Unit 1 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Gori, sementara Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (UNIST) juga telah mengumumkan rencana untuk mengembangkan robot dekomisioning nuklir. Robot yang sedang dikembangkan oleh KAERI ini dirancang untuk melakukan inspeksi reaktor selama operasi pembangkit dan, pada fase dekomisioning, dilengkapi dengan lengan yang mampu memotong dan mengelas.
Pembuangan limbah radioaktif yang tersisa setelah dekomisioning merupakan tantangan krusial lainnya. Limbah radioaktif diklasifikasikan sebagai limbah tingkat rendah atau tingkat tinggi berdasarkan konsentrasi radioaktivitasnya. Limbah tingkat rendah dapat dipadatkan, dipadatkan dalam semen, dan dikubur beberapa meter di bawah tanah. Namun, masalahnya terletak pada limbah radioaktif tingkat tinggi. Sebagian besar limbah tingkat tinggi terdiri dari limbah padat vitrifikasi yang dihasilkan selama pemrosesan ulang bahan bakar bekas. Teknologi untuk pembuangannya secara menyeluruh belum dikembangkan. Metode yang paling realistis adalah mengubur limbah di formasi geologi yang dalam, setidaknya 300 meter di bawah tanah, dan memasang dinding beton untuk memblokir kebocoran radiasi. Namun, hal ini juga belum dianggap sebagai solusi yang lengkap karena masalah seperti kriteria yang tidak memadai dalam memilih lokasi pembuangan.
Limbah radioaktif tidak terbatas pada padatan. Seperti yang terlihat dalam kecelakaan nuklir Fukushima, volume besar air terkontaminasi yang mengandung bahan radioaktif juga dapat dihasilkan. Di Fukushima, fasilitas pemurnian beroperasi yang memisahkan zat radioaktif dengan melewatkan air yang terkontaminasi melalui zeolit yang sangat menyerap. Namun, metode ini tidak menghilangkan zat radioaktif; sebaliknya, ia mengakumulasikannya di filter atau saluran air fasilitas, yang akhirnya menciptakan limbah radioaktif baru. Pada tahun 2017, Institut Penelitian Energi Atom Korea mengembangkan teknologi untuk memurnikan air yang terkontaminasi radioaktif menggunakan mikroorganisme. Teknologi ini melibatkan memasukkan mikroorganisme yang tahan radiasi ke dalam air yang terkontaminasi. Melalui reaksi sulfidasi biologis, ia mengubah cesium radioaktif menjadi bentuk kristal dan mengendapkannya. Ini dianggap sebagai teknologi yang ramah lingkungan karena secara efektif menghilangkan cesium, yang umumnya sulit untuk diendapkan, tanpa menghasilkan limbah tambahan.
Menurut Pusat Informasi dan Keselamatan Nuklir, umur operasional 12 reaktor nuklir Korea, termasuk Unit 1 Gori, dijadwalkan berakhir pada tahun 2030. Seiring bertambahnya jumlah reaktor yang menua, permintaan dan kebutuhan akan teknologi dekomisioning nuklir akan tumbuh secara signifikan. Tidak hanya Korea, tetapi juga negara-negara yang sangat bergantung pada tenaga nuklir seperti Prancis, Inggris, dan AS menghadapi beban yang semakin besar akibat reaktor yang menua. Namun, tidak seperti Korea, yang fondasi kelembagaannya belum sepenuhnya terbentuk, negara-negara ini telah mengembangkan kebijakan dan teknologi untuk dekomisioning nuklir. Model representatif meliputi pendekatan yang dipimpin pemerintah (Prancis, Inggris), di mana pemerintah mempelopori proyek dekomisioning, dan pendekatan yang dipimpin sektor swasta (AS, Jerman), di mana perusahaan swasta memimpin dekomisioning sementara pemerintah menangani regulasi, manajemen, dan pengawasan.
Mengembangkan teknologi dekomisioning nuklir bukanlah hal yang mudah. Pengembangan ini membutuhkan integrasi teknologi yang kompleks di berbagai bidang dan berlangsung secara bertahap selama beberapa dekade. Untuk mendekomisioning PLTN Korea yang menua dengan aman dan, lebih lanjut, berkontribusi dalam memecahkan tantangan global dekomisioning nuklir, pengembangan dan investasi berkelanjutan dalam teknologi ini sangatlah penting.
