Para ahli penanganan limbah radioaktif menyadari bahwa penelitian mengenai penyimpanan akhir limah radioaktif skala laboratorium tidaklah cukup. Ini dikarenakan usia limbah radioaktif yang pada umumnya sangat panjang. Namun, manusia masih beruntung karena alam telah memberikan banyak contoh tentang bagaimana zat radioaktif dapat disimpan dengan aman di suatu tempat selama jutaan tahun dan tanpa berpindah/bermigrasi ke tempat yang dapat membahayakan lingkungan dan manusia. Ilmu yang menggunakan alam sebagai analogi dari penyimpanan akhir limbah radioaktif disebut dengan studi analogi alam (natural analog study) dan bidang ini telah dipelajari selama beberapa dekade di banyak negara. Ada banyak contoh fenomena alam yang digunakan untuk analogi penyimpanan akhir limbah radioaktif, namun yang paling fenomenal adalah reaktor alam Oklo di Negara Gabon Afrika.
Oklo Mine Site in Oklo, Gabon
Natural Analog
Studi analogi alam dalam pengelolaan limbah radioaktif juga bukan sesuatu yang baru, paling tidak sama dengan usia temuan tentang reaktor alam Oklo. Studi ini terus berkembang, bahkan temuan pra-sejarah yang mampu bertahan ribuan tahun sekalipun yang tidak ada zat radioaktifnya bisa digunakanan untuk analogi dalam penyimpanan akhir limbah radioaktif.
Reaktor nuklir alam Oklo
Pada tahun 1972 sekelompok ilmuwan Perancis yang dipimpin oleh Francis Perrin secara tidak sengaja menemukan kejanggalan pada uranium di pertambangan Oklo, Negara Gabon Afrika Barat, yaitu bahwa kandungan isotop uranium-235 di lokasi ini setengah kali lebih rendah dibandingkan isotop uranium-235 di seluruh dunia. Kondisi abnormal ini sangat mirip dengan jumlah kandungan uranium-235 yang ada di bahan bakar nuklir bekas yang telah selesai digunakan di reaktor nuklir.
Selain itu, komposisi dan kandungan isotop-isotop lain dipertambangan tersebut sangat mirip dengan komposisi dan kandungan isotop-isotop yang ada di bahan bakar bekas PLTN. Sehingga disimpulkan bahwa di Oklo telah terjadi paling tidak enam reaktor nuklir yang beroperasi secara alami tanpa campur tangan manusia.
Pada awalnya banyak pihak yang skeptis terhadap kesimpulan tersebut, karena reaksi nuklir berantai antara uranium-235 dengan partikel netron hanya dapat terjadi pada kondisi tertentu. Selain itu, kandungan uranium-235 di alam hanya 0,7% saja dari total uranium (disamping neutron, uranium-235 adalah pemeran utama dalam reaksi berantai di reaktor nuklir), dan agar dapat digunakan sebagai bahan bakar nuklir, isotop ini harus dinaikkan prosentasenya melalui proses pengkayaan.
Dengan penelitian yang intensif, para ahli dari banyak negara kemudian berkesimpulan bahwa reaktor nuklir alam di bawah tanah pada situs tersebut bisa terjadi karena dua alasan, yaitu peran air dalam reaksi dan kandungan uranium-235 yang relatif tinggi pada saat reaktor beroperasi. Tanpa air, reaksi fisi berantai tidakakan pernah terjadi. Selain itu, air juga berfungsi untuk memperlambat neutron sehingga mampu bereaksi dengan uranium-235.
Kandungan uranium-235 pada saat reaksi tersebut terjadi (sekitar 1,7 milyar tahun yang lalu) sebesar 3% (atau 4 kali lebih tinggi dari prosentase saat ini) dari uranium total, dan jumlah ini sudah sangat cukup untuk pengoperasian reaktor nuklir. Banyak ahli menyatakan bahwa reaktor nuklir alam ini beroperasi selama jutaan tahun dan berhenti dengan sendirinya karena dengan berjalannya waktu, jumlah isotop uranium-235 semakin berkurang sehingga sulit menimbulkan reaksi nuklir berantai secara alami, dan dengan demikian fenomena reaktor alam tidak akan pernah terjadi lagi di zaman modern ini.
Limbah radioaktif dari reaktor Oklo
Seperti halnya PLTN di masa ini, reaktor alam Oklo juga menghasilkan limbah radioaktif yang komposisinya sangat mirip dengan limbah radioaktif dari reaktor nuklir buatan manusia, dan limbah ini tetap berada di bawah tanah, dikelilingi oleh batuan granit, sandstone dan tanah liat selama ratusan juta tahun tanpa pernah berpindah ke tempat lain. Bahkan plutonium hasil reaksi nuklir 2 milyar tahun lalu juga hanya bergeser sekitar 4 meter dari posisi awal.Sampai saat ini tidak ada bukti bahwa limbah radioaktif tersebut terlepas dari lingkungan aslinya atau bahkan mencapai manusia.
Fenomena Oklo menarik perhatian banyak ilmuwan yang bergerak di bidang penyimpanan akhir (disposal) limbah radioaktif. Karena di Oklo, limbah radioaktif yang berumur panjang tetap berada di tempat aslinya selama waktu hampir 2 milyar tahun, dan studi fenomena ini tidak bisa di dapat dari eksperimen di dalam laboratorium. Para ahli mempelajari secara seksama komposisi batuan Oklo dimana limbah tersimpan secara alami untuk waktu yang sangat panjang. Dari studi tersebut, ditambah dengan hasil eksperimen di laboratorium untuk kondisi lokal masing-masing calon tempat penyimpanan akhir, saat ini para ahli limbah radioaktif mampu merancang konsep tempat penyimpanan akhir limbah radioaktif yang dapat bertahan untuk jangka waktu yang sangat lama seperti halnya di Oklo.
Saat ini limbah radioaktif aktivitas rendah dan sedang serta berumur hingga 300 tahun, disimpan dalam penyimpanan dekat permukaan tanah (near surface disposal) dalam kedalaman beberapa meter, dan untuk limbah aktivitas tinggi dengan umur lebih dari 300 tahun direncanakan disimpan dalam fasilitas penyimpanan tanah dalam (deep geological disposal) pada kedalaman ratusan meter.Limbah radioaktif hasil dari reaksi fisi reactor alam Oklo yang terjadi pada 1,7 milyar tahun yang lalu di Gabon, Afrika tetap ditempatnya terkungkung oleh formasi geologi sekitarnya.
Tidak hanya Oklo
Fenomena zat radioaktif yang tidak terlepas keluar dari lingkungannya selama waktu yang sanagt lama tidak hanya terjadi di Oklo saja, tetapi juga terjadi di lokasi deposit uranium di Kanada, Australia dan banyak daerah lain, meskipun pada lokasi-lokasi tersebut tidak terjadi fenomena reaktor nuklir alam seperti di Oklo.
Lokasi Cigar Lake, Kanada juga memberikan pelajaran yang sangat berharga mengenai penyimpanan limbah radioaktif jangka panjang. Di tempat tersebut pada kedalaman 430 meter di bawah permukaan tanah terdapat deposit uranium dengan kandungan tinggi (11% dari total cadangan uranium dunia) yang tidak berpindah sejak sekitar 1,3 milyar tahun lalu, dan yang mengagumkan adalah sama sekali tidak ditemukan uranium dipermukaan tanah di lokasi tersebut.
Strukur tanah yang melindungi uranium di Cigar Lake sangat mirip dengan konsep penyimpanan limbah radioaktif modern yang disusun oleh para ahli, yaitu, kedalaman deposit beberapa ratus meter, faktor kendali air tanah, dan uranium tersebut dikelilingi oleh tanah liat (bahan yang digunakan pula sebagai bahan penyangga antara wadah limbah radioaktif dan lingkungan di fasilitas penyimpanan akhir).
Uranium di kedalaman 430 meter ini bertahan selama ratusan juta tahun meskipun terjadi perubahan alam seperti terbentuknya pegunungan (Rocky Mountain dan Applachians), zaman es, perubahan bentuk benua dan erosi.Kanada menggunakan analogi yang terjadi di Cigar Lake yang dikombinasikan dengan hasil eksperimen dan simulasi di laboratorium mereka (underground research laboratory) di Manitoba untuk membuat konsep fasilitas penyimpanan akhir limbah radioaktif yang diperkirakan jauh lebih aman dari pada yang ada di Cigar Lake.
Masih banyak lokasi di dunia yang bisa menjadi analogi penyimpanan limbah radioaktif untuk jangka waktu yang sangat lama. Lock-Lomond di Skotlandia bisa menjadi analogi interkasi zat radioaktif dengan tanah liat selama 6000 tahun, lokasi Morro de Ferro Brazil, suatu daerah yang secara alam relatif tinggi tingkat radiasinya merupakan contoh analogi perpindahan/migrasi plutonium, dan Alligator River di Australia adalah contoh perpindahan/migrasi uranium untuk jangka yang sangat lama. Kesemua contoh tersebut menunjukkan bahwa zat radioaktif yang terbentuk tidak banyak bergeser dari lokasi awal sejak mulai terbentuk pada masa lalu.
Bahkan para ahli menggunakan fenomena alam yang tidak terkait dengan zat radioaktif untuk memperkuat penelitian penyimpanan akhir. Tanah liat yang berada di batuan volkanik Sardinia merupakan contoh suatu keadaan di mana tanah liat mampu bertahan pada suhu sampai 100 derajat Celsius suatu kondisi yang sama dengan limbah aktivitas tinggi dalam wadahnya. Akhir-akhir ini ada kecenderungan tentang analogi dari peninggalan ribuan tahun lalu (termasuk piramida Mesir dan bahkan temuan pra-sejarah) yang beberapa parameternya seperti suhu, tingkat kekeringan, kandungan air dan mineral, mampu memberikan data tambahan dalam meningkatkan faktor keselamatan konsep penyimpanan limbah radioaktif. Semua ini membuktikan bahwa angan-angan mengenai tempat penyimpanan limbah radioaktif yang benar-benar aman tidak hanya sekedar impian belaka, karena dengan teknologi dan dengan bantuan alam hal tersebut pasti dapat diwujudkan.
0 komentar:
Posting Komentar