Kemajuan dalam Reaktor Nuklir Neutron Cepat untuk Pengurangan Limbah

Salah satu kendala utama dalam penggunaan energi nuklir adalah biaya pembangunan pembangkit yang sangat mahal, terutama di negara seperti Amerika Serikat. Namun, sebuah studi baru menunjukkan bahwa China berhasil mengatasi masalah ini dengan biaya yang jauh lebih rendah. Penelitian yang dilakukan oleh para akademisi dari berbagai universitas ternama membandingkan biaya pembangunan dan operasi pembangkit nuklir di AS, Prancis, dan China. Hasilnya, China dapat membangun dengan biaya sekitar 2 dolar per watt, jauh lebih murah dibandingkan AS dan Prancis. Rahasia keberhasilan China adalah perencanaan jangka panjang yang matang, regulasi yang ketat, dan fokus pada produksi komponen secara domestik sehingga mengurangi biaya impor. China juga menggunakan tenaga kerja dan perusahaan lokal untuk konstruksi dan produksi komponen. Para ahli berharap negara lain dapat belajar dari pengalaman China dalam menstandarisasi proyek dan mengembangkan kemampuan lokal sehingga biaya pembangunan bisa ditekan. Kerjasama antara negara pengeskpor dan pengimpor juga sangat penting untuk melatih tenaga kerja dan produksi lokal. Meskipun biaya energi nuklir masih tidak murah, pendekatan China membuka peluang agar pembangkit nuklir dapat dikembangkan dengan biaya lebih terjangkau di seluruh dunia, membantu upaya global untuk beralih ke energi yang lebih bersih.

China mengembangkan desain reaktor nuklir generasi keempat bernama CFR-1000 yang menggunakan teknologi neutron cepat. Reaktor ini diperkirakan bisa menghasilkan tenaga listrik sebesar 1,2 gigawatt, cukup untuk memasok sekitar satu juta rumah. Teknologi ini menandai langkah besar China dalam rencana energi bersih dan mandiri mereka di masa depan. Berbeda dengan reaktor nuklir saat ini yang menggunakan neutron lambat dan moderator seperti air, CFR-1000 menggunakan neutron cepat tanpa moderator. Teknologi ini memungkinkan reaktor menjadi lebih efisien dalam menggunakan bahan bakar nuklir dan bahkan dapat membuat bahan bakar baru dari material yang biasanya tidak dapat digunakan, seperti uranium-238. CFR-1000 juga menggunakan sodium cair sebagai pendingin untuk mentransfer panas lebih efisien dan memungkinkan reaktor beroperasi pada suhu lebih tinggi. Pendekatan ini membantu meningkatkan efisiensi keseluruhan dan mendukung teknologi reaktor cepat yang lebih maju. Teknologi reaktor cepat ini juga merupakan bagian dari strategi nuklir tiga langkah China, yang mencakup reaktor termal saat ini, reaktor cepat generasi baru seperti CFR-1000, dan ambisi jangka panjang mengembangkan reaktor fusi. China mengklaim telah berhasil menguasai semua teknologi penting dan rantai produksi untuk reaktor cepat pada skala industri. Meski memberi banyak manfaat, teknologi ini juga menimbulkan kekhawatiran terkait potensi penyalahgunaan bahan nuklir untuk senjata. Namun, China bersama negara lain dalam Gen IV International Forum berkomitmen mengembangkan teknologi ini demi keselamatan, efisiensi, dan keberlanjutan energi dunia.

BWX Technologies telah menyelesaikan lini produksi baru yang dapat membuat bahan bakar Uranium Nitride TRISO menggunakan teknologi manufaktur aditif. Ini adalah langkah penting dalam mendukung pengembangan reaktor Generasi IV di Amerika Serikat. Lini produksi ini berada di pusat teknologi BWXT di Lynchburg, Amerika Serikat. Bahan bakar TRISO memiliki struktur yang tahan terhadap suhu sangat tinggi karena lapisan karbon dan silikon karbida yang mengelilingi inti uranium. Dengan metode manufaktur baru, lini produksi ini dapat menempatkan lebih banyak partikel TRISO dalam satu pelet bahan bakar sehingga meningkatkan efisiensi bahan bakar dan potensi pengurangan biaya sistem reaktor. BWXT juga bekerja sama dengan laboratorium nasional di Idaho dan Oak Ridge untuk menguji dan mengkualifikasi bahan bakar Uranium Nitride TRISO tersebut. Ini penting untuk memastikan keamanan dan performa bahan bakar baru dalam reaktor. Selain itu, ada rencana kerjasama dengan pihak lain untuk memilih lokasi fasilitas produksi bahan bakar baru di Wyoming. Dukungan dari Departemen Energi Amerika Serikat dan berbagai usaha kolaborasi membantu BWXT mengembangkan kemampuan manufaktur bahan bakar TRISO yang penting untuk pasar kecil dan mikroreaktor. Program ini juga sejalan dengan upaya nasional untuk memastikan Amerika menjadi pemimpin di bidang energi nuklir maju. Selain itu, NASA juga sedang mengembangkan bahan bakar nuklir baru berupa americium-241 untuk menggantikan plutonium-238 pada misi luar angkasa panjang. Hal ini menunjukkan fokus Amerika Serikat pada pengembangan bahan bakar nuklir yang aman, efisien, dan dapat diandalkan untuk berbagai aplikasi masa depan.

Perkembangan pesat AI dan komputasi berperforma tinggi meningkatkan kebutuhan listrik pusat data secara signifikan. Saat ini, banyak pusat data masih bergantung pada jaringan listrik konvensional yang rentan dan berdampak besar pada lingkungan, sehingga solusi energi baru yang efisien dan ramah lingkungan sangat diperlukan. Oklo, perusahaan teknologi nuklir dari California, bekerja sama dengan Vertiv, pemimpin global dalam infrastruktur digital, untuk menciptakan sistem terintegrasi yang menggabungkan tenaga dan pendinginan guna mendukung pusat data berskala besar dengan energi nuklir modular kecil (SMR). Sistem ini akan menggunakan tenaga dan uap yang dihasilkan dari reaktor modular Oklo, menjadikannya solusi hemat energi dan ramah lingkungan. Penempatan reaktor dekat dengan pusat data memungkinkan operasi yang lebih efisien dan andal, serta kemudahan pengaturan sistem. Oklo telah menandatangani beberapa kesepakatan penting dengan perusahaan pusat data besar seperti Switch, Equinix, dan Prometheus Hyperscale untuk memasok daya SMR dalam kapasitas besar, menandakan potensi besar dalam memenuhi kebutuhan energi pusat data masa depan. Meskipun menjanjikan, kolaborasi ini tetap menghadapi tantangan terkait eksekusi, regulasi, dan penerimaan publik. Namun, upaya ini membuka jalan baru bagi infrastruktur pusat data yang lebih hijau, stabil, dan siap menghadapi permintaan energi di era AI.

Perusahaan startup asal Prancis bernama Stellaria tengah mengembangkan sebuah reaktor nuklir generasi keempat yang menggunakan teknologi garam cair dengan bahan bakar dari garam klorida. Reaktor ini dirancang agar dapat menghasilkan energi bersih sekaligus menghancurkan limbah nuklir jangka panjang lebih banyak daripada yang dihasilkannya. Stellaria berhasil mengumpulkan dana sebesar €33 juta, sebagian berasal dari program pendanaan pemerintah Prancis bernama France 2030. Dengan dana ini, mereka berencana untuk memulai reaksi fisi pertama pada tahun 2029 dan meluncurkan reaktor secara komersial pada tahun 2035. Keunggulan utama reaktor Stellarium ini adalah penggunaan sistem pendinginan pasif dengan konveksi alami dan siklus bahan bakar tertutup, sehingga menjamin keselamatan yang lebih baik dan pengoperasian tanpa perlu pengisian bahan bakar selama lebih dari 20 tahun. Energi yang dihasilkan sangat tinggi, bisa menggerakkan sebuah kota berpenduduk 400.000 orang. Investasi besar datang dari beberapa pihak, termasuk At One Ventures dan Supernova Invest. Para investor tertarik karena teknologi ini menawarkan biaya modal rendah, keamanan tinggi, dan bisa dikembangkan secara cepat di masa depan, cocok untuk industri yang membutuhkan energi stabil dan intensif. Selain mengembangkan teknologi, Stellaria juga fokus pada pengurusan izin di Prancis, perluasan tim riset di Grenoble, serta bekerja sama dengan banyak mitra industri dan ilmiah untuk mempercepat pengujian dan penerapan reaktor di lapangan demi mendukung transisi energi bersih dunia.