ATW (ACCLERATOR TRANSMUTATION WASTE) SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

9
SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ATW (ACCLERATOR TRANSMUTATION WASTE) SEBAGAI TEKNOLOGI ALTERNATIF PENUTUP AN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR DJATI H. SALIMY Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) BATAN Gedung Batan Pusat Lt. III C JI. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta Selatan 12710 Tel/Fax: (021) 5204243 E-mail: [email protected] Abstrak ATW SEBAGAI TEKNOLOGI ALTERNATIF PENUTUPAN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR. Telah dilakukan pengkajian ATW (accelerator-driven transmutation waste) sebagai alternatif penutupan daur bahan bakar nuklir. ATW adalah perangkat reaktor nuklir subkritis dengan sumber neutron berasal dari akselerator berdaya tinggi, yang dimanfaatkan untuk memfasilitasi proses transmutasi bahan bakar bekas. Proses transmutasi dilakukan terhadap unsur-unsur aktinida minor dan produk fisi umur palYang. Produk dari proses transmutasi adalah unsur-unsur produk fisi yang lebih stabil dengan umur paruh yang pendek, dan listrik. Konsep ATW mempengaruhi sistem daur bahan bakar nuklir yang diadopsi selama ini. Untuk sistem daur terbuka, konsep ATW bisa menjadi alternatif untuk melakukan penutupan daur, yaitu olah ulang bahan bakar bekas untuk diumpankan pada sistem reaktor subkritis. Pada sistem daur tertutup, aplikasi ATW menawarkan sistem daur dobel strata, yaitu suatu sistem daur yang melibatkan daur tertutup konvensional pada strata pertama, dan daur tertutup berbasis teknologi ATW pada strata kedua. Kata-kata kunci : teknologi ATW, transmutasi, daur dobel strata Abstract ATW AS AN ALTERNATIVE TECHNOLOGY FOR CLOSING THE NUCLEAR FUEL CYCLE. The assessment of ATW (accelerator-driven transmutation waste) as an alternativefor closing the nuclear fuel cycle has been carried out. The ATW is subcritical instrument which utilizes accelerator as neutron source. This system is used to facilitate transmutation of spent fuels. Trnasmutation is done to burn minor actinides and long lived fissile products in subcritical nuclear reactors. Products of the transmutation process are the relatively stable elements which have short lived fissile products, and electricity. The ATW concept significantly influences the system of nuclear fuel cycle that is commonly adopted today. For the open cycle system, ATW can be an alternative for closing the cycle, by partition process of spent fUels for loading them to the subcritical system reactor. While for the closed cycle system, application ATW offers the concept of double strata nuclear fuel cycles. In this concept, the first strata is the transmutation process in critical advanced nuclear reactors, and the second strata is the transmutation process at the subcritical facility called ATW system. Keywords: ATW technology, transmutation, double strata cycle PENDAHULUAN Dalam teknologi daur bahan bakar nuklir, dikenal istilah daur tertutup dan daur terbuka. Daur tertutup adalah suatu sistem daur bahan bakar nuklir dengan melakukan proses olah ulang bahan bakar bekas untuk memungut uranium sisa (recovered uranium) dan bahan plutonium fisil untuk diumpankan kembali sebagai bahan bakar. Pada sistem daur terbuka, Djati H Salimy 51 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN

Transcript of ATW (ACCLERATOR TRANSMUTATION WASTE) SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

ATW (ACCLERATOR TRANSMUTATION WASTE)SEBAGAI TEKNOLOGI ALTERNATIF

PENUTUP AN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR

DJATI H. SALIMY

Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) BATANGedung Batan Pusat Lt. III C

JI. Kuningan Barat, Mampang Prapatan,Jakarta Selatan 12710

Tel/Fax: (021) 5204243E-mail: [email protected]

Abstrak

ATW SEBAGAI TEKNOLOGI ALTERNATIF PENUTUPAN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR. Telahdilakukan pengkajian ATW (accelerator-driven transmutation waste) sebagai alternatif penutupan daurbahan bakar nuklir. ATW adalah perangkat reaktor nuklir subkritis dengan sumber neutron berasal dariakselerator berdaya tinggi, yang dimanfaatkan untuk memfasilitasi proses transmutasi bahan bakar bekas.Proses transmutasi dilakukan terhadap unsur-unsur aktinida minor dan produk fisi umur palYang. Produkdari proses transmutasi adalah unsur-unsur produk fisi yang lebih stabil dengan umur paruh yang pendek,dan listrik. Konsep ATW mempengaruhi sistem daur bahan bakar nuklir yang diadopsi selama ini. Untuksistem daur terbuka, konsep ATW bisa menjadi alternatif untuk melakukan penutupan daur, yaitu olah ulangbahan bakar bekas untuk diumpankan pada sistem reaktor subkritis. Pada sistem daur tertutup, aplikasiATW menawarkan sistem daur dobel strata, yaitu suatu sistem daur yang melibatkan daur tertutupkonvensional pada strata pertama, dan daur tertutup berbasis teknologi ATW pada strata kedua.

Kata-kata kunci : teknologi ATW, transmutasi, daur dobel strata

Abstract

ATW AS AN ALTERNATIVE TECHNOLOGY FOR CLOSING THE NUCLEAR FUEL CYCLE. The

assessment of ATW (accelerator-driven transmutation waste) as an alternativefor closing the nuclear fuelcycle has been carried out. The ATW is subcritical instrument which utilizes accelerator as neutron source.This system is used to facilitate transmutation of spent fuels. Trnasmutation is done to burn minor actinidesand long lived fissile products in subcritical nuclear reactors. Products of the transmutation process are therelatively stable elements which have short lived fissile products, and electricity. The ATW conceptsignificantly influences the system of nuclear fuel cycle that is commonly adopted today. For the open cyclesystem, ATW can be an alternative for closing the cycle, by partition process of spent fUels for loading themto the subcritical system reactor. While for the closed cycle system, application ATW offers the concept ofdouble strata nuclear fuel cycles. In this concept, the first strata is the transmutation process in criticaladvanced nuclear reactors, and the second strata is the transmutation process at the subcritical facilitycalled ATW system.

Keywords: ATW technology, transmutation, double strata cycle

PENDAHULUAN

Dalam teknologi daur bahan bakar nuklir,dikenal istilah daur tertutup dan daur terbuka.Daur tertutup adalah suatu sistem daur bahan

bakar nuklir dengan melakukan proses olahulang bahan bakar bekas untuk memunguturanium sisa (recovered uranium) dan bahanplutonium fisil untuk diumpankan kembalisebagai bahan bakar. Pada sistem daur terbuka,

Djati H Salimy 51 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN

tidak dilakukan proses olah ulang. Bahan bakarbekas setelah habis masa pakainya disimpanpada penyimpanan sementara untuk suatu saatdikirim ke fasilitas penyimpanan lestari. Sistemdaur terbuka juga bisa berarti wait and see,masih terbuka untuk pilihan apakah memilihdaur dengan olah ulang atau daur tanpa olahulang. Pada kenyataannya banyak negara yangmengoperasikan PLTN, pada awalnyamenganut sistem yang bersifat wait and see.Hal ini mengingat sejak saat bahan bakar habismasa pakainya di reaktor sampai proses olahulang atau penyimpanan lestari membutuhkanwaktu yang relatif cukup lama. Selain itu,teknologi olah ulang yang ada sampai saat inidianggap merupakan teknologi yang rentanterhadap proliferasi nuklir, mengingat denganteknlogi tersebut dimungkinkan pemungutanbahan plutonium fisil untuk keperluan militer.Karena itu, berbagai penelitian proses olahulang yang dianggap lebih aman terusdilakukan. Salah satunya adalah teknologiATW yang melibatkan proses partisi bahanbakar bekas untuk kemudian dilakukan prosestransmutasi pada fasilitas reaktor subkritis yangsumber neutronnya berasal dari akseleratorberdaya tinggi.

Sistem ATW (Accelerator-drivenTransmutation Waste) adalah fasilitas reaktornuklir subkritis dengan memanfaatkanakselerator berdaya tinggi sebagai sumberneutron. Teknologi ini muncul untukmemfasilitasi proses transmutasi bahan bakarbekas. Sebelum dilakukan proses transmutasipada fasilitas ATW terlebih dahulu dilakukanproses partisi bahan bakar bekas. Proses partisibahan bakar bekas yang dipakai adalah proseskering yang disebut proses pirokimia. Berbedadengan proses olah ulang terdahulu (pUREXdan UREX), proses ini tidak memungkinkanpemungutan bahan plutonium fisil kadar tinggiyang mudah diselewengkan. Proses partisimemungkinkan untuk memisahkan bahan­bahan sangat beracun seperti plutonium, unsur­unsur aktinida minor (neptunium, americium,curium) dan beberapa produk fisi umur panjangdari bahan bakar bekas. Kemudian prosestransmutasi dilakukan terhadap bahan-bahanyang dipisahkan sebelurnnya, memungkinkanterjadinya konversi bahan-bahan tersebutmenjadi produk yang lebih stabil dan berumurparuh pendek. Teknologi ATW ini dikenal juga

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006

ISSN 1978-0176

sebagai reaktor hibrida, karena selain sebagaireaktor transmutasi limbah, juga dapatmenghasilkan listrik.

Secara garis besarnya, sistem ATWbertujuan untuk [1,2]:

1. Memperbaiki penerimaan publik terhadapmasalah keselamatan nuklir jangka panjangmelalui pengurangan dosis radiotoksisitas

2. Mengurangi aspek akumulasi panasmaupun massa pada penyimpanan lestariyang bisa menimbulkan bahaya kekritisan

3. Mengurangi resiko penggunaan dalamproliferasi nuklir

4. Meningkatkan prospek energi nuklirdengan memperbaiki aspek penerimaanpublik dan kesinambungan pasokan.

Konsep teknologi ATW ini padaperkembangannya mempengaruhi sistem daurbahan bakar nuklir, karena dengan teknologiATW dimungkinkan suatu penutupan daurbahan bakar, yaitu mengubah daur terbukamenjadi tertutup. Pada daur tertutup, teknologiini memunculkan konsep daur tertutup dobelstrata. Sistem daur dobel strata, adalahgabungan antara daur tertutup konvensionalyang melibatkan reaktor-reaktor daya majukomersial, dan daur tertutup yang melibatkanreaktor subkritis untuk membakar bahan bakarbekas reaktor komersial.

Pada makalah ini dikaji konsep ATWsebagai teknologi alternatif untuk menutupsistem daur, serta beberapa model implementasidaur bahan bakar nuklir terkait teknologi ATW.

TEKNOLOGI ATW

Berbagai studi tentang bahan bakar bekasmenunjukkan bahwa resiko radiologi jangkapanjang berkaitan dengan penyimpanan bahanbakar bekas pada fasilitas penyimpanan lestarimeliputi[3,4]: elemen-elemen trans-uraniumberumur paruh sangat panjang, produk fisi Tc­99 dan 1-129 yang mempunyai radiotoksisitassangat tinggi, serta akumulasi beban panas yangmuncul akibat produk fisi Sr-90 dan Cs-137yang berumur paruh pendek. Untuk mengatasimasalah-masalah tersebut muncullah konsepATW yang pada prinsipnya bertujuan untukmemperpendek waktu paruh produk fisi yangwaktu paruhnya sangat panjang, danmenstabilkan produk fisi transuranium.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN 52 Djati H Salimy

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

Sistem ATW

Sistem ATW melibatkan beberapaelemen penting yang saling terkait sepertiterlihat pada Gambar 1. Elemen-elementersebut meliputi :1) akselerator proton linierberdaya tinggi, 2) instalasi proses pirokimiayang merupakan teknologi kunci proses

penanganan bahan bakar bekas sebelumdiumpankan sebagai bahan bakar padaperangkat reaktor subkritis, dan 3) reaktorsubkritis berpendingin lead-bismuth cairsebagai perangkat transmutasi dengan sumberneutron dari akselerator berdaya tinggi.

Proses Pirokimia Bahan Bakar Bekas

1Limbah

Limik ke J.ring.n

Gambar 1. Skema Sistem ATW

untuk menggerakkanslsanya disambungkan ke

Untuk memenuhi tujuan transmutasibahan bakar bekas, sistem ATW harns mampuuntuk 15,61:

1. Menghancurkan lebih dari 99,9% unsur­unsur transuranium yang berumur panjangdan membebani akumulasi panas padafasilitas penyimpanan lestari

2. Menghancurkan lebih dari 99,9% produkfisi Tc-99 dan 1-129 yang berumur panjangdan mempunyai tingkat radiotoksisitastinggi

3. Memisahkan Sr-90 dan Cs-137 dari bahan

bakar bekas, meskipun merupakan produkfisi umur pendek, kedua isotop ini akanmeningkatkan akumulasi panas dalamjangka pendek pada penyimpanan lestari

4. Memisahkan uranium untuk dimanfaatkan

kembali, mengingat uranium yangterkandung dalam bahan bakar bekas masihmempunyai kadar U-235 yang lebih tinggidaripada U-alam.

5. Produksi listrik. ATW adalah perangkatsub-kritis yang dari reaksi fisinyamenghasilkan energi yang dapat dikonversimenjadi listrik. Listrik ini sejumlah kecil

digunakanakselerator,jaringan

Perangkat Reaktor Subkritis

Pada prinsipnya semua jenis reaktornuklir (baik reaktor termal, cepat, maupunfasilitas subkritis) dapat digunakan untukmentransmutasi bahan bakar bekas. Diantarareaktor-reaktor kritis, reaktor cepat memilikikeuntungan yang cukup signifikan jika ditinjaudari parameter fisika neutron. Ini berhubungandengan sifat unsur-unsur transuranium yangmerupakan sumber neutron, tetapi pada sistemreaktor termal justru akan berfungsi sebagairacun neutron. Adanya unsur-unsur aktinidaminor pada bahan bakar memberikan efeknegatif tersendiri baik pada sistem termalmaupun cepat. Fraksi neutron tertunda (delayedneutron) dan koefisien Doppler akan menurun,sementara pada reaktor-reaktor berpendinginlogam cair, reaktivitas void positif akanmeningkat. Karena efek negatif terhadapparameter fisika neutron yang merupakan aspekpenting pada sistem keselamatan reaktor,

Djati H Sa/imy 53 Se/w/ah Tinggi Tekn%gi Nuk/ir- SATAN

keberadaan aktinida minor pada bahan bakaryang akan ditransmutasi harus dibatasi sekecilmungkin, yang berakibat pada berkurangnyalaju transmutasi limbah.

Teknologi ATW dirancang untukmengatasi efek negatif karena adanya unsur­unsur minor aktinida yang sangat tidakmenguntungkan jika ditransmutasi padafasilitas reaktor kritis yang sudah ada. Disamping itu sistem ATW ini lebih mudahdikontrol dan fleksibel dalampengoperasiannya, karena bekerja dalamkondisi subkritis. Pada sistem reaktor sub-kritis,sistem kontrol dan perubahan daya tidaktergantung pada neutron tunda, tapi dipicu olehsumber neutron yang dibangkitkan dari luarsistem. Batang kendali dan reactivity feedbackjuga bukan masalah penting, karena sistem inisecara netronik terpisah dari sumber netronsehingga memungkinkan beroperasi denganberbagai komposisi bahan bakar. Jadidimungkinkan untuk menghancurkan isotop­isotop trans-uranium atau produk fisi atau

Pompa Primer

Jalur Berkas Proton

Jendela Bernas

Teras

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

keduanya tanpa terlalu terpengaruh dengan sifatnetroniknya.

Desain konseptual fasilitas subkritis telahdilakukan oleh JAERI Jepang. Sistem reaktorberpendingin Pb-Bi yang terpilih merupakanpengembangan teknologi reaktor pembiak cepatberpendingin logam cair dan teknologi reaktorkapal selam berpendingin Pb-Bi milik USSR [71.

Dengan sumber neutron akselerator berdayaberkas proton sebesar 1 GeV - 45 mA,target/teras mampu melakukan faktor pelipatanneutron efektif sebesar 0,95 menghasilkan dayatermal sebesar 800 MWth.

Dengan asumsi faktor beban sebesar80%, laju transmutasi diperkirakan 250kgltahun. Produksi listrik 240 MWe (efisiensitermal 30%), sekitar 115 MWe digunakanuntuk mengoperasikan akselerator dan sisanyadisambungkan ke jaringan listrik komersial.Dengan pola ini, berarti sistem ATW mampumemasok kebutuhan listriknya dari sistem itusendiri. Pada Gambar 2 ditunjukkan desainkonseptual reaktor ATW.

Bejana Reaktor

Header Air Umpan

Header uap

Tabung 'helical coil'

Pembangkit Uap

Struktur Pendukung Teras

F5m

Gambar 2. Konsep desain Reaktor Subkritis ATW [7J Daur Bahan Bakar Nuklir

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN 54 Djati H Salimy

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

Daur Bahan Bakar Konvensional

Secara umum sistem daur bahan bakarnuklir dibagi menjadi daur tertutup (denganolah ulang) dan daur terbuka (tanpa olah ulang)seperti terlihat pada Gambar 3 dan 4. Padasistem daur dengan olah ulang, proses olahulang bahan bakar bekas dilakukan untukmemungut uranium sisa dan bahan plutoniumfisil guna dimanfaatkan kembali sebagai bahanbakar baik pada reaktor termal berbahan bakar

Fabrikasi BON

MOX atau pada reaktor cepat berbahan bakarplutonium dengan blangket bahan fertiluranium. Pada sistem daur tanpa olah ulang,proses olah ulang tidak dilakukan karenadianggap teknologi olah ulang yang ada sampaisaat ini merupakan adopsi teknologipemungutan bahan plutonium fisil untukkeperluan militer, sehingga sangat rentanterhadap proliferasi nuklir.

Penvimpanansementara

Penyimpanan Lestari

Gambar 3. Daur bahan bakar tanpa olah ulang[8]

Fabrikasi BBN Olah-ulang

u, puj

Penyimpanan Lestari

Gambar 4. Daur bahan bakar dengan olah ulang[8]

Djati H Salimy 55 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN

Berbagai litbang di negara-negara maju terusdilakukan untuk mendapatkan suatu teknologiolah u1ang bahan bakar bekas yang lebih amanterhadap proliferasi nuklir. Konsep ATWmerupakan salah satu altematif penangananbahan bakar bekas yang lebih aman darikemungkinan proliferasi nuklir. Munculnyateknologi ATW mendorong beberapa negarayang menganut sistem daur terbuka untukmeninjau kembali sistem daumya. Bagi negara­negara yang sebelumnya menganut sistem daur

F••b•.ik ••••i BBN

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

tertutup, teknologi ini diadopsi untuk lebihmenyempumakan sistem daur tertutupnya.

Daur Bahan Bakar Dobel Strata

Konsep daur dobel strata merupakanimplementasi dari munculnya konsep teknologiATW. Sistem daur terbuka bisa diubah menjadidaur tertutup sebagian, yaitu tetap daur terbukapada sistem reaktor daya tetapi menerapkandaur tertutup pada sistem reaktor subkritis.Skema daumya dapat dilihat pada Gambar 5,yang merupakan implementasi strategi I daurdobel strata.

Penyimpanansementam

+-I+-R••••ktor LWR

MA,LLf'P••••

F••bdkasJO ON

"'A, LLFP

R•••••kt:o •.ADStATWBO •..•• OOOMWt.

SLFP

Gambar5. DaurDobel Strata,Strategi 1[3,8]

P••rtlsl1·•.I•III•

I,:~d·I,~SUf'PI

••

Bagi negara yang selama ini telah menganutsistem daur tertutup, munculnya konsep ATWlebih menyempumakan sistem daur tertutupyang sudah ada. Skemanya dapat dilihat pada

Gambar 6, yang merupakan strategi 2 daurdobel strata. Pada strategi ini, strata pertamamerupakan daur tertutup yang melibatkanreaktor-reaktor daya, sedang pada strata kedua

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN 56 Djati H Salimy

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

merupakan daur tertutup yang melibatkansistem ATW.

Dallu'8BN Strata Pert·ant8

TI

U••••f••'Elements

SI.FP.,

••

..•••

E~'::>I

SLFP :••••.. ._.J

•••

Gambar 6. Dam Dobel Strata, Strategi i7•8]

Konsep daur berbasis teknologi ATWjuga menawarkan pemanfaatan bahan bakarbekas bagi negara yang menghentikan program

PenyimrHlI1ansementma

nuklirnya, seperti Jerman. Konsep pemanfaatanbahan bakar bekas dengan sistem ATW dapatdilihat pada Gambar 7.

Reak'tor AD-S/ATWaoo·1a8oM'\lift

MA.LLFP

L. :i··~~.---­~f It

L ,•I•;iI

~9t..E'p

•••

••

MA.I.LFP

Gambar 7. Daur Dobe1 Strata, Strategi 3[3,8] Disknsi Dan Pembahasan

Djati H Salimy 57 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN

Konsep ATW yang pada prinsipnyamerupakan gabungan proses partisi bahan bakarbekas, dan kemudian membakamya(transmutasi) pada perangkat subkritis dengansumber neutron dari akselerator, menawarkansistem penutupan daur terbuka sertapenyempumaan sistem daur tertutup.

Negara yang selama ini menganut sistemdaur terbuka seperti Swedia misalnya, karenaalasan tertentu tidak memungut plutonium daribahan bakar bekas reaktor komersialnya. Padakasus ini, plutonium dibiarkan tetap bersama­sarna dengan minor aktinida diproses sebagaibahan bakar reaktor subkritis ATW. Padasistem daur ini (strategi 1), pada strata pertamatetap merupakan daur terbuka tanpa melakukanolah ulang bahan bakar bekas. Olah ulangdilakukan pada daur strata kedua yangmerupakan daur tertutup berbasis teknologiATW. Strategi ini berimplikasi padadibutuhkannya jumlah fasilitas ATW yang lebihbesar dan lebih banyak karena aliran masaterakumulasi pada sistem ATW. Tetapi ditinjaudari sisi proliferasi nuklir, sistem ini lebih amankarena tidak melibatkan proses pemungutanplutonium fisil.

Negara-negara yang program nuklimyasudah sangat mantap seperti Jepang, Inggris,dan Perancis, beranggapan bahwa daur ulangplutonium dan uranium dari bahan bakar bekasmerupakan hal yang sangat penting. Karenaalasan tersebut, negara-negara itumengimplementasikan sistem daur bahan bakarnuklir dobel strata secara lengkap (strategi 2).Pada sistem ini, transmutasi bahan bakar bekasdilakukan dengan 2 langkah. Pada stratapertama, bahan bakar bekas luaran reaktorkonvensional diproses untuk dipungutplutonium dan uraniurnnya. Uranium didaur­ulang untuk diproses menjadi bahan bakaroksida konvensional, sedangkan plutoniumdidaur-ulang untuk diproses sebagai bahanbakar MOX, atau sebagai bahan bakar reaktormaju baik sistem termal maupun sistem cepat.Pada strata kedua, bahan bakar bekas reaktor­reaktor berbahan bakar plutonium tadidicampur dengan minor aktinida sisa bahanbakar bekas reaktor konvensional yang telahdipungut plutonium dan uraniurnnya, kemudiandiproses sebagai bahan bakar berbasis minoraktinida untuk diumpankan pada sistemtransmutasi pada reaktor ATW. Dengan pola

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006

ISSN 1978-0176

daur bahan bakar dobel strata seperti ini,diharapkan aliran massa pada strata kedua lebihkecil sehingga fasilitas subkritis ATW bisadirancang lebih kompak dengan kapasitas kecildan bisa dibangun di dekat fasilitas reaktorkomersial.

Sistem daur bahan bakar berbasis prosesteknologi ATW juga memungkinkan untukdiadopsi oleh negara yang berminat untukmenghentikan program nuklimya. Sebagaicontoh, Jerman yang kebijakan pemerintahnyasudah tidak akan membangun PLTN lagi danhanya mengoperasikan PLTN yang masih ada,bisa memanfaatkan teknologi ATW denganmodel transmutasi strategi 3. Pada strategi ini,semua bahan bakar bekas yang disimpan padafasilitas penyimpanan sementara, diprosessebagai bahan bakar ATW, tanpa dilakukanpemungutan plutonium fisil. Dengan sistem ini,olah ulang bahan bakar bekas dapat dilakukantanpa harus membangun PLTN baru. Hasil olahulang ditransmutasi pada sistem reaktorsubkritis menghasilkan limbah dengan umurparuh lebih pendek, tingkat radiotoksisitas lebihrendah, juga dihasilkan listrik yang sebagiandipakai untuk mengoperasikan akselerator dansisanya biasanya disambungkan ke jaringan

Konsep ATW berperan penting padasistem daur bahan bakar nuklir pada masa yangakan datang. Meskipun pada prinsipnya semuareaktor nuklir (kritis maupun subkritis) bisadimanfaatkan sebagai reaktor transmutasi,tetapi fasilitas kritis kurang menguntungkanditinjau dari aspek keselamatan yang berkaitandengan parameter fisika teras. Keberadaanunsur-unsur minor aktinida pada bahan bakarbekas yang akan ditransmutasi, akanmenurunkan reaktivitas pada reaktor kritis.Tetapi pada fasilitas ATW, karena beroperasipada daerah subkritis, jenis dan sistem bahanbakar untuk mengoperasikannya bisa lebihfleksibel.

KESIMPULAN

1. Teknologi ATW memainkan peran yangpenting pada sistem daur bahan bakar nuklirdi masa yang akan datang, terutama terkaitdengan penanganan bahan bakar bekas.

2. Daur dobel strata merupakan implementasikonsep ATW. Untuk sistem daur terbuka,pada strata pertama, tetap menganut daurterbuka tanpa olah ulang, sedang pada strata

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN 58 Djati H Salimy

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006

kedua dilakukan penutupan daur denganmelakukan olah ulang bahan bakar bekasuntuk ditransmutasikan pada reaktorsubkritis ATW.

3. Untuk sistem daur tertutup konvensional,implementasi A TW menawarkan sistemolah ulang dan daur ulang baik pada stratapertama pada reaktor-reaktor daya majuberbahan bakar MOX dan plutonium,maupun strata kedua pada perangkatsubkritis A TW yang dapat beroperasidengan komposisi bahan bakar yang lebihfleksibel.

DAFT AR PUSTAKA

1. GLATS, J. P., HAAS, D., MAGILL, J., andWIDER, H., 1999, "Partitioning and Trans­mutation in Spent Fuel management",Proceeding of the 3rd International Con­ference on Accelerator Driven TransmutationTechnologies and Applications, Praha.

2. BAXTER, A., 1999, "Accelerator Driven GT­MHRS for waste Disposal and Proliferation­Resistant Fuel Cycles", Proceeding of the 3rdInternational Conference on AcceleratorDriven Transmutation Technologies andApplications, Praha.

3. THE EUROPEAN TECHNICAL WORKINGGROUP ON ADS, 2001, "A EuropeanRoadmap for Developing Accelerator DrivenSystems (ADS) for Nuclear Waste Incin­eration", ENEA, Roma.

4. DOE, 2003, "Report to Congress on AdvancedFuel Cycle initiative: The Future Path forAdvanced Spent Fuel Treatment and Trans­mutation Research", U.S. Department ofEnergy Office of Nuclear Energy, Science,and Technology.

5. VENNER!, F., WILLIAMSON, M., LI, N.,HOUTS, M., MORLEY, R., BELLER, D.,SAILOR, W., and LAWRENCE, G., 1999,"Disposition of Nuclear Waste Using Sub­critical Accelerator-driven Systems: Techno­logy Choiches and a Possible ImplementationScenario", The Uranium Institute 24th annualInternational Symposium.

6. DURPEL, L. V., WYDLER, P., SAKURAI, S.,NA, B. C., DOMAE, M., and OECD/NEA,1999, "Comparative Study on ADS & FR inAdvance Fuel Cycles", Proceeding of the 3rdInternational Conference on Accelerator

Driven Transmutation Technologies andApplications, Praha.

7. TAKIZUKA, T., TSUJIMOTO, K., SASA, T.,and TAKANO, H., 1999, "Dedicated Accel­erator Driven System for nuclear wasteTransmutation", Proceeding of the 3rd Inter­national Conference on Accelerator DrivenTransmutation Technologies and Applic­ations, Praha.

8. NEA-OECD, 2001, "Trend in Nuclear FuelCycle: Economic", Environmental, andSocial Aspects, NEA-OECD Publication.

TANYAJAWAB

Tidak ada.

Djati H Salimy 59 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN