China capai tonggak kemandirian energi dengan ‘membiakkan’ uranium dari torium

• Reaktor eksperimental yang dikembangkan Akademi Ilmu Pengetahuan China di Gurun Gobi berhasil dalam konversi bahan bakar yang mengubah torium menjadi uranium
• Reaktor garam cair berbasis torium berbahan bakar cair (TMSR) berkapasitas 2 megawatt ini merupakan satu-satunya kasus di dunia yang benar-benar memuat dan menggunakan bahan bakar torium
• Hasil eksperimen dinilai sebagai bukti awal yang menunjukkan kelayakan pemanfaatan teknis sumber daya torium dalam sistem reaktor garam cair
• Akademi Ilmu Pengetahuan China menjelaskan capaian ini sebagai lompatan besar dalam pengembangan teknologi energi nuklir yang bersih dan berkelanjutan
• Teknologi ini memiliki arti penting bagi kemandirian energi China dan pengamanan stabilitas pasokan bahan bakar nuklir jangka panjang

---

Capaian reaktor torium eksperimental di Gurun Gobi

• Institut Fisika Terapan Shanghai di bawah Akademi Ilmu Pengetahuan China berhasil mengubah torium menjadi uranium melalui reaktor eksperimental yang dikembangkan di Gurun Gobi
  • Reaktor ini berbentuk reaktor garam cair berbasis torium berbahan bakar cair (TMSR) berkapasitas 2 megawatt
  • Eksperimen ini dinilai sebagai implementasi sukses teknologi inovatif berbasis fisi nuklir

Reaktor satu-satunya di dunia yang menggunakan bahan bakar torium

• TMSR tersebut saat ini dikonfirmasi sebagai satu-satunya reaktor di dunia yang benar-benar memuat dan menggunakan bahan bakar torium
  • Hal ini mendapat perhatian sebagai contoh pembuktian siklus bahan bakar torium-uranium yang berbeda dari sistem bahan bakar nuklir konvensional

Makna teknis dan prospek ke depan

• Akademi Ilmu Pengetahuan China mengumumkan bahwa eksperimen ini telah membuktikan kelayakan teknis sumber daya torium dalam sistem reaktor garam cair
  • Hasil ini dianggap sebagai kemajuan teknis besar untuk mewujudkan energi nuklir yang bersih dan berkelanjutan
• Artikel ini tidak menyebutkan rencana komersialisasi tambahan maupun jadwalnya

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Sebelum terlalu bersemangat, kita perlu memahami dengan tepat apa arti eksperimen ini
  China mengoperasikan reaktor eksperimental yang mengubah torium menjadi uranium, tetapi rasio konversinya hanya 0,1
  Artinya, untuk membuat satu atom fisil baru, mereka menghabiskan 10 unit bahan bakar nuklir yang sudah ada
  Konversi seperti ini juga terjadi di reaktor biasa; reaktor air ringan memiliki rasio sekitar 0,6, dan reaktor air berat sekitar 0,8
  Jadi, pencapaian China secara teknis masih di bawah yang sudah ada, tetapi hal baru di sini adalah penggunaan torium
  Kelayakan ekonominya masih belum pasti, tetapi jika diinvestasikan jangka panjang pada level negara, mungkin dalam 30 tahun bisa muncul hasil yang berarti
  Artikel terkait: World Nuclear News, Wikipedia - Breeder reactor

  • Masalah mendasarnya adalah kepadatan energi dan kelimpahan uranium
    Saat ini uranium masih cukup, jadi tidak ada alasan ekonomi untuk membangun sistem daur ulang yang rumit
  • Bahkan di reaktor biasa pun, plutonium terbentuk seiring waktu dan akhirnya menyumbang porsi energi yang besar
    Dengan torium, energi bisa diperoleh lewat urutan torium → uranium → plutonium, tetapi jika rasio konversinya rendah, akan sulit mempertahankan kondisi kritis
  • Ada kesan bahwa China sedang mengambil strategi untuk memantapkan diri sebagai negara kuat di bidang sains sebelum perlambatan pertumbuhan industrinya makin terasa

• Inti eksperimen ini adalah desain reaktor garam cair (MSR)
  Karena bahan bakarnya digunakan dengan dilarutkan dalam garam cair FLiBe, tidak seperti batang bahan bakar padat yang harus diganti di dalam bejana tekan tertutup, sistem ini memungkinkan pemrosesan bahan bakar secara real-time
  Berkat struktur ini, siklus bahan bakar torium juga bisa diuji
  Penelitian ini didasarkan pada eksperimen Oak Ridge di masa lalu

  • Hal yang unik bukan MSR-nya sendiri, melainkan fakta bahwa sistem ini membakar torium
  • MSR punya karakteristik yang menarik, tetapi kelemahan besarnya adalah kerusakan material akibat paparan neutron
    Karena bahan bakarnya dalam keadaan cair, radiasi dapat mencapai dinding bejana, dan bahkan dengan perisai grafit pun tetap muncul masalah kerusakan dan kontaminasi
    Eksperimen Oak Ridge juga pernah mencapai batas umur pakai akibat radiasi
    Sebaliknya, pada reaktor air ringan, air berfungsi sebagai penyangga sehingga umur struktur jauh lebih panjang
  • Lalu muncul pertanyaan, “Kalau begitu, siapa yang menyerap neutron?”

• Artikel yang menjelaskan makna pencapaian ini dengan baik: Science and Technology Daily

  • Menurut artikel itu, China berencana menyelesaikan dan mengoperasikan reaktor demonstrasi TMSR berkapasitas 100 megawatt pada 2035
    Skala ini adalah sepersepuluh dari PLTN komersial (1 gigawatt), dan merupakan eksperimen perantara menuju tahap berikutnya

• Tulisan ini adalah kutipan dari bagian awal artikel SCMP yang terdiri dari 29 paragraf
  Teks asli: tautan archive.is

  • Disebutkan bahwa setelah menemukan tautan asli, sumber di bagian atas diganti dari HumanProgress.org menjadi artikel aslinya

• Dalam beberapa minggu terakhir, topik ini sudah beberapa kali muncul tetapi tidak banyak mendapat perhatian
  Mungkin sekarang saatnya Barat mengejar teknologi China

  • Namun MSR torium punya nilai ekonomi yang rendah di wilayah yang kaya uranium (AS, Eropa, Australia)
    Solusi yang berbeda kemungkinan akan muncul sesuai kondisi geologi masing-masing wilayah
  • Sebenarnya ini adalah teknologi AS yang diteruskan oleh China
    Selama 60 tahun terakhir, penghentiannya bukan karena keterbatasan teknis, melainkan alasan politik
  • Pada 1950-an, Rickover juga melakukan eksperimen breeding torium di Shippingport, AS
    Jadi, upaya China ini bukan sesuatu yang sepenuhnya baru
  • Sebaliknya, ada juga pendapat bahwa “China justru pihak yang menyalin teknologi Barat”
  • Pada akhirnya, teknologi breeding adalah teknologi yang tidak ekonomis
    Di pasar saat ini, menggunakan uranium segar jauh lebih murah

• Torium banyak dihasilkan sebagai produk sampingan dari proses pemurnian rare earth
  China sudah memiliki pasokan dalam jumlah besar, jadi mereka sedang mencari cara untuk memanfaatkannya

• Yang menarik dari reaktor ini adalah bahwa ia tidak memerlukan air dan bisa dibangun di wilayah pedalaman
  Kebanyakan PLTN memutar turbin dengan uap, jadi ini tampaknya memakai struktur yang berbeda

  • Desain ini menggunakan CO₂ superkritis sebagai media perpindahan panas sehingga tidak memerlukan air
    Lebih aman, dan selain untuk listrik juga bisa dimanfaatkan untuk produksi bahan bakar sintetis
    Misalnya, CO₂ dapat diekstraksi dari air laut dan hidrogen dibuat lewat elektrolisis air untuk menghasilkan bahan bakar hidrokarbon sintetis
  • Tentu saja, banyak PLTN juga berada di pedalaman, bukan di pesisir, dan mendapatkan air pendingin dari danau buatan atau sungai

• Saya pernah mendengar bahwa teknologi ini awalnya merupakan gagasan yang bermula di AS, lalu dilanjutkan oleh China

  • Memang, pada 1960-an Oak Ridge di AS menjalankan Molten-Salt Reactor Experiment
    Saat itu uranium-233 dibiakkan dari torium lalu digunakan, tetapi proyeknya dihentikan karena nilai ekonomi rendah dan biaya dekomisioning tinggi
    Pada 1994 bahkan ditemukan kondisi berbahaya seperti penumpukan gas fluor
  • Karena siklus bahan bakar torium tidak cocok untuk produksi senjata, ia tidak punya daya tarik militer,
    dan setelah kecelakaan Three Mile Island, minat AS terhadap energi nuklir turun tajam sehingga riset pun dihentikan
  • Ada juga upaya swasta seperti proyek MSTR yang didanai Bill Gates,
    tetapi hambatan regulasi masih besar dan tidak efisien
  • Referensi sejarah terkait: Wikipedia - Thorium-based nuclear power
  • India adalah salah satu negara yang paling serius berinvestasi di bidang ini

• Copenhagen Atomics dari Denmark sedang mengembangkan MSR modular seukuran kontainer
  Situs resmi

  • Mereka sudah membuat beberapa prototipe, dan menargetkan reaksi berantai nuklir pertama pada 2027 di PSI
    Tampaknya mereka membidik komersialisasi yang selaras dengan target 2050, bukan 2030

• Lapisan pasir di pantai barat Sri Lanka kaya akan torium
  Penambangan dimungkinkan dengan kapal keruk pada kedalaman 10–100 m

  • Sebenarnya, torium bisa diperoleh di mana pun ada tambang rare earth
    Bukan lewat penambangan terpisah, melainkan dapat diekstraksi dari tailing tambang yang sudah ada