Bagaimana teknologi reaktor thorium berbeda dari reaktor nuklir konvensional ?
_Bagaimana teknologi reaktor thorium berbeda dari reaktor nuklir konvensional?_
# *Perbedaan Teknologi Reaktor Thorium dan Reaktor Nuklir Konvensional*
_By Green Berryl & PexAI_
Teknologi reaktor thorium merepresentasikan evolusi signifikan dalam desain dan operasi pembangkit nuklir, menawarkan paradigma baru yang berbeda secara fundamental dari reaktor uranium konvensional. Perbedaan utama terletak pada siklus bahan bakar, desain reaktor, profil keselamatan, pengelolaan limbah, serta implikasi geopolitik dan lingkungan.
## *Perbedaan dalam Siklus Bahan Bakar*
### *Sumber Bahan Bakar dan Kelimpahan*
Reaktor konvensional bergantung pada uranium-235 yang hanya menyusun 0,7% uranium alam, memerlukan proses pengayaan energi-intensif untuk meningkatkan konsentrasinya menjadi 3-5%[3][5]. Sebaliknya, thorium-232—yang menyusun hampir 100% thorium alam—tidak memerlukan pengayaan karena bersifat fertil, bukan fisil[3][4]. Cadangan thorium global diperkirakan 6,4 juta ton, tiga kali lipat uranium, dengan deposit terbesar di India, Brasil, dan China[3][5]. Di Bayan Obo, China, cadangan thorium mencapai 1 juta ton—cukup untuk memasok energi nasional selama 60.000 tahun[4].
### *Mekanisme Konversi dan Efisiensi*
Dalam reaktor thorium, Th-232 menangkap neutron untuk menjadi U-233 fisil melalui reaksi:
232Th+n→233Paβ−233U
Proses ini menghasilkan faktor konversi (η) 2,27—lebih tinggi daripada U-235 (2,07) atau Pu-239 (2,11)—sehingga satu ton thorium setara energi dengan 200 ton uranium atau 3,5 juta ton batubara[3][5]. Berbeda dengan reaktor uranium yang memerlukan penggantian batang bahan bakar setiap 18-24 bulan, reaktor garam cair thorium memungkinkan pengisian bahan bakar kontinu tanpa shutdown[4][7].
## *Desain Reaktor dan Mekanisme Operasi*
### *Sistem Pendinginan dan Tekanan Operasi*
Reaktor air ringan (LWR) konvensional menggunakan air bertekanan tinggi (15-16 MPa) sebagai moderator dan pendingin, menciptakan risiko ledakan uap seperti pada Fukushima[2][8]. Sebaliknya, reaktor thorium berbasis garam cair (MSR) beroperasi pada tekanan atmosfer dengan pendingin fluorida cair (LiF-BeF2-ThF4) yang sekaligus berfungsi sebagai bahan bakar[4][7]. Desain ini menghilangkan kebutuhan pasokan air besar, memungkinkan instalasi di daerah gersang seperti Gurun Gobi[4].
### *Spektrum Neutron dan Moderasi*
LWR menggunakan spektrum neutron termal dengan panjang difusi 6 cm, sementara MSR thorium mencapai 16 cm karena moderasi grafit yang "mengeraskan" spektrum[7]. Perbedaan ini meningkatkan efisiensi konversi thorium menjadi U-233, sekaligus memungkinkan operasi dalam mode *breeder* (penghasil bahan bakar lebih banyak dari yang dikonsumsi) tanpa memerlukan neutron cepat[3][7].
## *Aspek Keselamatan dan Mitigasi Risiko*
### *Mekanisme Shutdown Pasif*
Reaktor konvensional mengandalkan batang kendali boron untuk menyerap neutron saat darurat—proses yang bisa gagal jika daya listrik hilang[2][8]. Pada MSR thorium, sumbat garam beku di dasar reaktor akan meleleh otomatis saat suhu melebihi 700°C, mengalirkan bahan bakar ke tangki penyimpanan pasif melalui gravitasi[4][7]. Sistem ini diuji di Oak Ridge National Laboratory pada 1960-an dan diadopsi dalam desain China modern[3][4].
### *Pengurangan Risiko Proliferasi*
Uranium-233 hasil konversi thorium terkontaminasi U-232 yang memancarkan sinar gamma energi tinggi, membuatnya tidak praktis untuk senjata nuklir[3][4]. Sebaliknya, reaktor uranium menghasilkan Pu-239 yang mudah diisolasi—seperti dalam kasus program nuklir Korea Utara[3]. Karakteristik ini membuat teknologi thorium mendapat dukungan IAEA sebagai solusi energi nuklir sipil[4].
## *Pengelolaan Limbah Radioaktif*
### *Volume dan Waktu Paruh*
Limbah reaktor thorium memiliki volume 90% lebih kecil dibanding reaktor uranium, dengan waktu paruh dominan 500 tahun versus 10.000 tahun untuk produk fisi U-235[3][5]. MSR memungkinkan pemisahan *online* isotop-usang seperti ^137Cs dan ^90Sr melalui proses fluorinasi, mengurangi akumulasi limbah dalam teras[4][7].
### *Toksisitas dan Penyimpanan*
Dosis radiasi limbah thorium setelah 100 tahun turun ke tingkat batuan alam, sedangkan limbah uranium tetap berbahaya selama millennia[3]. China telah mengembangkan fasilitas penyimpanan geologis di Formasi Granit Guangdong yang dirancang untuk 300 tahun—jauh lebih singkat daripada fasilitas Yucca Mountain AS yang menargetkan 10.000 tahun[4].
## *Efisiensi Energi dan Aplikasi Tambahan*
### *Pemanfaatan Panas Tinggi*
Suhu operasi MSR thorium mencapai 700-1000°C—dua kali lipat LWR konvensional—memungkinkan produksi hidrogen melalui siklus sulfur-iodin atau penyulingan air laut[4][7]. Pada 2025, China menguji integrasi MSR 2 MW dengan pabrik desalinasi di Tianjin, menghasilkan 8.000 m³ air tawar/hari sekaligus listrik 480 MWh[4].
### *Fleksibilitas Beban*
MSR thorium memiliki kemampuan *load-following* unggul, mampu menurunkan daya dari 100% ke 40% dalam 30 menit—bandingkan dengan 6 jam pada LWR[4][7]. Fleksibilitas ini ideal untuk mendukung grid dengan penetrasi energi terbarukan tinggi, seperti di Provinsi Gansu yang memiliki 45% PLTB dan PLTS[4].
## *Tantangan Teknis dan Ekonomi*
### *Korosi Material*
Garam fluorida bersuhu tinggi menyebabkan korosi pada paduan nikel (Hastelloy-N) dengan laju 0,1 mm/tahun—isu yang belum sepenuhnya teratasi meski China mengklaim kemajuan dengan lapisan keramik SiC[2][4]. Uji coba di SINAP menunjukkan peningkatan ketahanan material hingga 5 tahun operasi kontinu, masih di bawah target 20 tahun[4].
### *Biaya Modal dan Skala Ekonomi*
Pembangunan MSR thorium memerlukan investasi awal 30% lebih tinggi daripada LWR konvensional karena material khusus dan sistem pengolahan bahan bakar terintegrasi[2][6]. Namun, biaya operasional 60% lebih rendah berkat efisiensi bahan bakar dan otomasi[4]. Analisis ekonomi China memproyeksikan LCOE (Levelized Cost of Electricity) MSR thorium mencapai $45/MWh pada 2030—setara dengan PLTU batubara[4].
## *Implikasi Geopolitik dan Lingkungan*
### *Diversifikasi Pasokan Energi*
China—dengan 23% cadangan thorium global—dapat mengurangi impor energi dari $540 miliar/tahun menjadi nol pada 2060 jika membangun 100 reaktor thorium 100 MW[4]. Transisi ini mengancam dominasi eksportir uranium seperti Kazakhstan dan Kanada[3].
### *Dampak Pertambangan*
Meski klaim "energi bersih", pertambangan monazit (bijih thorium) di Bayan Obo menyebabkan kerusakan ekosistem seluas 120 km², dengan tingkat erosi tanah 3 kali lebih tinggi dari area belum terganggu[4]. Upaya rehabilitasi dengan phytomining menggunakan tanaman penyerap logam berat masih dalam tahap uji coba[4].
## *Sintesis dan Proyeksi Masa Depan*
Teknologi reaktor thorium menawarkan solusi energi berkelanjutan dengan mengurangi ketergantungan pada uranium, meningkatkan keselamatan, dan meminimalkan limbah radioaktif. Meski tantangan teknis seperti korosi dan ekonomi skala besar masih ada, kemajuan China dalam komersialisasi MSR thorium menunjukkan potensi disrupsi dalam lanskap energi global. Kolaborasi internasional melalui program OBOR dan pengembangan standar keamanan IAEA akan menjadi kunci adopsi luas teknologi ini.
Kutipan:
[1] Keunggulan Thorium, Bahan Bakar Pembangkit Nuklir yang Diklaim ... https://www.tempo.co/sains/keunggulan-thorium-bahan-bakar-pembangkit-nuklir-yang-diklaim-lebih-hijau-dibanding-uranium-34404
[2] MSR vs LWR : r/NuclearPower - Reddit https://www.reddit.com/r/NuclearPower/comments/giub5x/msr_vs_lwr/
[3] Thorium-based nuclear power - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Thorium-based_nuclear_power
[4] Reaktor torium fluorida cair - Wikipedia https://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_torium_fluorida_cair
[5] [PDF] analisis potensi thorium sebagai bahan bakar nuklir alternatif pltn https://media.neliti.com/media/publications/124548-none-823ea08b.pdf
[6] [PDF] desain teras reakto reactor(htgr) mode berbahan bakar th http://digilib.unila.ac.id/57324/3/SKRIPSI%20TANPA%20BAB%20PEMBAHASAN.pdf
[7] [PDF] Module 4: MSR Neutronics. - Nuclear Regulatory Commission https://www.nrc.gov/docs/ML1733/ML17331B116.pdf
[8] Reaktor nuklir - P2K Stekom https://p2k.stekom.ac.id/ensiklopedia/Reaktor_nuklir
[9] Keunggulan dan Tantangan Bahan Bakar Berbasis Thorium ... - BRIN https://www.brin.go.id/news/115539/keunggulan-dan-tantangan-bahan-bakar-berbasis-thorium-pada-reaktor-nuklir
[10] Reaktor nuklir - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas https://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_nuklir
[11] [PDF] Bab II Tinjauan Pustaka - Perpustakaan Digital ITB https://digilib.itb.ac.id/assets/files/2024/MjAyNCBEUyBQUCBCT05JIFBBSExBTk9QIExBUEFOUE9STzEgLSBCQUIgMi5wZGY.pdf
[12] 'It's an efficient machine to destroy nuclear waste ... - Chemistry World https://www.chemistryworld.com/news/its-an-efficient-machine-to-destroy-nuclear-waste-nuclear-future-powered-by-thorium-beckons/4019310.article
[13] China Temukan Thorium yang Bisa Cukupi Energi hingga 60 Ribu ... https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-7809981/china-temukan-thorium-yang-bisa-cukupi-energi-hingga-60-ribu-tahun-apa-itu
[14] Uranium-233 - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas https://id.wikipedia.org/wiki/Uranium-233
[15] Thorium : Sebuah Revolusi Energi Halaman all - Kompasiana.com https://www.kompasiana.com/bob911/559fe2a56023bdfa088b4567/thorium-sebuah-revolusi-energi?page=all&page_images=1
[16] Molten-salt reactor - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Molten-salt_reactor
[17] Thorium - World Nuclear Association https://world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/thorium
[18] China Kembali Menggebrak Dunia Otomotif, Luncurkan Baterai ... https://radarselatan.bacakoran.co/read/17075/china-kembali-menggebrak-dunia-otomotif-luncurkan-baterai-thorium-mobil-listrik-tak-perlu-lagi-dicas
[19] Energi Nuklir: Arti, Sumber, Contoh, dan Dampak Negatifnya! https://www.gramedia.com/literasi/energi-nuklir/
[20] Reaktor pembiak - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas https://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_pembiak
Diposting ulang oleh POINT Consultant
