Teknolog Nuklir

Pada tahun 1939 diketemukan reaksi pembelahan inti (reaksi fisi). Tiga tahun kemudian (pada tahun 1942) ENRICO FERMI berhasil membuat reaksi fisi berantai yang dikendalikan. Berdasarkan hasil tersebut terciptalah reaktor nuklir, yaitu suatu alat untuk menimbulkan reaksi berantai yang terkendali.
Neutron-neutron yang terjadi pada reaksi fisi dikendalikan jumlahnya, sehingga energi yang timbul juga dapat dikendalikan. Energi yang ditimbulkan pada reaktor nuklir itu dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia.


Perbedaan diantara reaktor atom dengan bom atom, adalah dalam hal laju pembebasan energinya. Pada sebuah bom atom, faktor multiplikasi neutronnya lebih besar dari 1; sehingga reaksi berantai yang terjadi dengan sangat cepat dan timbul ledakan. Pada reaktor atom faktor multiplikasi neutronnya dijaga sangat dekat dengan 1,0 sehingga reaktor tetap tepat sedikit diatas batas “kritis”nya dan energi yang dibebaskan dengan lambat. Reaksi berantainya tetap dan terkontrol sehingga secara rata-rata, hanya satu neutron dari setiap fisi yang menghasilkan fisi selanjutnya.
Banyak persoalan, yang berhubungan dengan reaktor atom; dimulai dari masalah keselamatan hingga pengotoran lingkungan.

- Masalah keselamatan adanya salah fungsi, dalam hal ini bagian-bagian fisi yang berkadar radioaktif tinggi akan terlepas ke atmosfer. Efeknya terhadap kehidupan manusia, dapat sangat serius sekali dan ini bergantung kepada banyaknya radioaktif yang terlepas itu.(Contoh kecelakaan reaktor di “Three mile island” (1979) dan “Chernobil” (1988)).
- Masalah serius lainnya adalah “sisa” bahan bakarnya yang mengandung pecahan-pecahan fisi dengan kadar radioaktivitas tinggi yang dibuang sebagai “sampah” kebocoran “sampah radioaktif”, mungkin saja terjadi dan telah pernah terjadi. Sesungguhnya, suatu cara pembuangan radioaktif yang memuaskan belum ditemukan. Bumi kita yang terbatas ukurannya, tak akan mampu menyimpan semua sampah radioaktif dengan aman.
- Persoalan lain lagi dari pusat pembangkit daya bertenaga nuklir, adalah karena ia memerlukan air pendingin yang akan dibuang pada suhu yang jauh lebih tinggi dari suhu normal, biasanya, dibuang ke laut, sungai atau ke udara. Polusi termal, dapat memusnahkan ekologi air di sekitarnya, atau mempengaruhi cuaca, apabila menggunakan menara pendingin di udara terbuka.
Energi nuklir menjanjikan keuntungan bila dibandingkan energi dari bahan bakar fosil yang konvensional (biasanya, menimbulkan sedikit polusi udara) dan dalam menghadapi krisis persediaan bahan bakar fosil, energi nuklir merupakan sumber energi alternatif. Namun demikian, persediaan uranium yang dapat mengalami proses fisi, juga terbatas. Suatu breeder reactor (reaktor yang dapat memperkaya bahan bakar nuklir) menolong mengatasinya. Suatu breeder reactor adalah suatu reaktor yang memanfaatkan sebagian neutron hasil ²³⁵U₉₂ untuk diserap ²³⁸U₉₂ dan diperoleh ²³⁹PU₉₄ melalui sederetan reaksi.
Berdasarkan fungsinya, reaktor nuklir dibedakan sebagai berikut :
a. Reaktor penelitian, yaitu reaktor yang dipergunakan untuk penelitian di bidang fisika, kimia, biologi, pertanian, industri, kedokteran, dan di bidang teknologi lainnya.
b. Reaktor daya, yaitu reaktor yang dapat menghasilkan tenaga listrik (PLTN).
c. Reaktor produksi isiotop, yaitu reaktor yang dipergunakan untuk memproduksi radioisiotop, yang akan dipergunakan dalam bidang kedokteran, pertanian, industri dan sebagainya.

Indonesia kini telah memiliki tiga reaktor nuklir untuk penelitian dan untuk memprodiksi radioisiotop. Tiga reaktor itu adalah :
a. Reaktor Triga Mark II di Bandung dengan daya 1 mega watt (Triga singkatan dari Training Research and Isotop Production by General Atomic).Reaktor ini berfungsi untuk penelitian dan untuk memproduksi radioisotop.
b. Reaktor Kartini di Jogyakarta. Reaktor dengan daya operasi maksimal 250 kilowatt, juga merupakan reaktor penelitian dan produksi radioisotop.
c. Reaktor serba guna di Serpong, dengan nama MPR 30 (Multi Purpose Reactor) dengan daya operasi 30 megawatt. Reaktor ini berfungsi untuk latihan, penelitian dan memproduksi radioisotop.

Menurut jenis pendingin yang dipergunakan, reaktor dibedakan sebagai berikut:
a. Reaktor pendingin air ringan (H₂O). Ada dua macam, yaitu reaktor air tekan (PWR = Pressurized Water Reactor) dan reaktor air didih (BWR = Boiling Water Reactor).
b. Reaktor pendingin air berat (D₂O).
c. Reaktor pendingin gas
d. Reaktor pendingin logam cair (Sodium).
Reaktor atom yang dibicarakan diatas disebut THERMAL REACTOR (reaktor panas) sebab proses fisinya disebabkan oleh neutron lambat dengan energi panas; yaitu energi yang sama dengan energi kinetik rata-rata dari atom-atom yang melingkunginya.
Bahan bakar.
Bahan bakar sebagai sumber energi terdapat di dalam teras reaktor, yaitu berupa Uranium-235. Uranium dibungkus dalam klongsong agar hasil radioaktif dari reaksi fisi tetap terselubung (tidak terpancar keluar).
Moderator.
Moderator berfungsi untuk menurunkan energi neutron dari energi tinggi ke energi thermal (rendah) melalui tumbukan. Pada reaksi fisi, neutron yang dihasilkan memiliki energi tinggi, sedangkan untuk menghasilkan reaksi fisi diperlukan neutron yang memiliki energi thermal (rendah) yaitu kurang lebih 0,025 eV. Dengan demikian, syarat yang harus dipenuhi sebagai bahan moderator adalah setiap neutron yang menumbuknya akan kehilangan energi sebesar mungkin.
Biasanya bahan moderator yang dipilih adalah unsur-unsur yang nomor massanya kecil, misalnya H₂O (air ringan), D₂O (air berat) dan grafit, sekaligus sebagai pendingin primer.
Batang Kendali (pengontrol).
Batang kendali terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menyerap neutron sangat besar. Alat ini berfungsi untuk mengendalikan jumlah populasi neutron yang terdapat di dalam teras reaktor, yang berarti pula mengendalikan reaksi fisi dan energi yang terjadi. Bahan batang kendali yang biasa dipergunakan adalah Kadmium, boron, dan hafnium.
Perisai radiasi (Shielding)/ dinding pelindung.
Perisai radiasi berfungsi untuk menahan radiasi yang dihasilkan proses pembelahan inti. Hal ini bertujuan supaya para pekerja dapat bekerja dengan aman di sekitar reaktor.
Pendingin sekunder atau pemindahan panas.
Alat ini berfungsi untuk memindahkan panas dari pendingin primer. Panas dapat dipindahkan dengan mengalirkan air ke tempat pemindah panas, kemudian keluar reaktor untuk didinginkan.
RADIOISOTOP.
Radioisotop yang dipergunakan di berbagai bidang seperti pertanian, kedokteran dan industri, tidak terdapat di alam. Oleh karena itu harus dibuat darinuklida stabil dalam reaktor.
Unsur radioaktif buatan yang pertama, dihasilkan oleh Irene Joliot – Currie (anak perempuan penemu radium – Marie Currie) dan suaminya. Mereka “menembaki” alumunium dengan partikel-partikel dan sebagai hasil dari reaksi inti yang terjadi, diperoleh isotop fosfor yang tidak stabil :
²⁷Al₁₃ + ⁴He₂ ³⁰P₁₅ + ¹n₀
atau
²⁷Al₁₃ ( a , n ) ³⁰P₁₅
Semenjak itu, radioisotop buatan (= isotop sesuatu unsur yang bersifat radioaktif) dari setiap unsur, telah dihasilkan dan pada masa sekarang, telah dikenal sekitar 1500 unsur. Radioisotop, dibuat dengan cara “menembaki” suatu unsur yang stabil dengan neutron di dalam reaktor atom, atau dengan partikel-partikel bermuatan di dalam suatu “accelerator partikel”. Contoh radioisotop yang telah dibuat BATAN, yaitu Na²⁴, P³², Cr⁵¹, I¹³¹.
KEGUNAAN RADIOISOTOP.
A. Bidang kedokteran.
Dengan menggunakan detektor, radioisotop di dalam tubuh manusia dapat di deteksi :
Adapun fungsi radioisotop adalah untuk :
1. Mengetahui keefektifan kerja jantung dengan menggunakan Sodium – 24.
2. Menentukan lokasi tumor otak, mendekati tumor kelenjar gondok, dipergunakan Yodium – 131.
3. Penanganan penderita Leukimia, dengan Phosporus – 32.
4. Penyembuhan kanker dan tumor dengan cara penyinaran, seperti sinar x dan untuk steril alat-alat kedokteran.
Bidang industri.
Dengan menggunakan sinar gamma, dapat diketahui suatu pipa logam dalam keadaan bocor atau tidak. Sinar gamma dapat dipancarkan dari radioisotop Cobalt – 60 dan Iridium – 192 yang dilewatkan pada bagian logam yang diperiksa. Sinar gamma dapat dideteksi dengan menggunakan detektor. Dengan detektor ini dapat diketahui keadaan logam bocor atau tidak.
Bidang hidrologi.
Salah satu kegunaan radioisotop di bidang hidrologi adalah untuk mengukur kecepatan aliran atau debit aliran. Dalam hal ini sebagai perunut, diukur dari perubahan intensitas pancaran di dalam aliran untuk jangka waktu yang sama.
Bidang pertanian.
Dengan radiasi sinar gamma dari Co-60 akan didapatkan mutasi sel tumbuhan hingga dapat menimbulkan generasi yang lebih baik dan mendapatkan bibit yang lebih unggul daripada induknya.
Bidang industri.
Contoh, kaos lampu petromaks menggunakan larutan radioisotop thorium dalam batas yang diperkenankan, agar nyalanya lebih terang.