Muslim Vs. Masalah

1. Jalan keluar dr setiap masalah adalah sikap taqwa pd Allah. (Qs thalaq, ma man yattaqillah yaj’al lahu makhraja)
[klo ada masalah, cek sikap kita terhadap perintah dan larangan Allah ta’ala. Tentunya juga tetap mengusahakan solusi permasalahan sesuai konteksnya]
2. Optimis, di setiap kesulitan pasti ada kemudahan. (Qs al-insyirah, inna ma’al ‘usri yusran)
[klo ada masalah tetap tenang dan  berfikir jernih melihat solusi2 dan kemudahan dibalik masalah itu].
3. Sebab kemudahan: Menolong saudara kita. Krn dgn nya kita mendapat pertolongan Allah. (Hadits: innallaha fii ‘aunil ‘abdi maa kaanal ‘abdu fii ‘auni akhiihi)
[klo ada masalah cb lihat/dengar sekitar mungkin ada saudara kita yg perlu bantuan]
4. Sebab kemudahan: berkontribusi menolong agama Allah. (Qs Muhammad, in tanshurullah yanshurkum…)
[klo ada masalah coba lihat dan tingkatkan kontribusi kita untuk menolong agama Allah].

Diatas adalah pengembangan dari postingan FB lama tertanggal 6 Agustus 2013, keluar lg di FB karena dishare teh Neneu kemarin (hmm..setelah 5 tahun). Akhirnya sy iket di postingan blog aja deh…sambil nanti coba ditambahin tulisan nash2nya…insyaAllah.

latarbelakang: Sharing nilai2 qur’ani dr jama’ah majelis ba’da shubuh Masjid Asakusa ahad lalu. Setelah malamnya kita singgung hadits ‘innalladzi laisa fii jaufihi syaiun minal qur’an kal baitil khorb –) seseorang yg dlm jiwanya tdk ada bagian dr alquran (yg dia hafal dan/ yg menjadi panduan hidupnya) seperti rumah yg rusak.

 

 

Advertisements

Reuni ama Prof. Zen

Alhamdulillah 29 Juli 2018 lalu bs gabung dalam Reuni Lintas Angkatan Fisika ITB. Naah…selain dengan temen2, salah satu pertemuan yg spesial adalah bs ketemu lagi dengan Prof. Freddy Permana Zen atau simply Prof. Zen, meskipun dulu waktu bimbingan dengan Beliau kita manggilnya masih Pak Freddy krn belum professor.

Menarik juga kli liat tahun angkatan beliau (FI’80) yang mana taun itu sy malahan baru lahir…hehe.

Reuni_Prof.Zen

Setelah beres tahun pertama di ITB yg disebut Tahap Persiapan Bersama (TPB)…hmm sekitar akhir 2000, sy boleh ambil kuliah keatas, akhirnya setelah diskusi dengan Dosen Wali Bu Neni (sayang gak ketemu pas reuni kemarin) akhirnya di Semester Pendek (SP) sy ambil dua kuliah yang masing2 4 sks yaitu Fisika Kuantum dan Elektronika Dasar. Yaa..saat itu ngambil SP (baik ke atas maupun ke bawah) seingat sy gak bayar jadi kita bs ambil sks sesuai dengan ‘kebolehan’ berdasarkan nilai IP kita. Kebetulan IP TPB sy cukup untuk boleh ambil SP 8 sks keatas…yeay.

Sy pilih Fisika Kuantum dan Elektronika Dasar krn memang sy fikir keduanya menarik tp juga berbeda sehingga ada variasi, selain itu juga sy pingin tahu mana yg sebenernya sy lebih tertarik dari keduanya.

Elektronika Dasar (ElDas)…sangat menarik dimulai dengan rangkaian Thevenin sy sangat m

cover_QuantumPhysics_Eisberg

enikmati..dan memang bs dapet nilai A. Fisika Kuantum (FisTum)…sangat menarik juga, dengan tantangan matematis dan fisika yang lebih berat dibanding ElDas…tp gak tau kenapa ternyata sy lebih seneng belajar dan baca tentang FisTum, khususnya Quantum Physics nya Eisberg-Resnick yg jd salah satu rujukan utama saat itu. Hehe…sy cek tumpukan buku ternyata masih ada buku itu yg dulu sy copy dari Perpustakaan Fi ITB. Oh ya, akhirnya sy dpt nilai B untuk FisTum hehe…gak sempurna tp lulus.

Naah Prof. Zen adalah dosen yg ngasih kuliah itu. Masuk tahun pelajaran selanjutnya…sy ketemu lagi dengan Prof.Zen melalui salah satu senior yg meang lagi TA dengan Beliau, dan sejak itu sy jadi ‘anak fisika teori’ dan ‘Lab. Fisika Teori’ ,yang ada di salah satu pojokan sepi diapit oleh ruangan Prof.Zen dan ruangan Prof.Pantur Silaban, jd home-base sy.

Diantara wisdom yang sy ingat dari Beliau, selain work ethic dan lainnya yg Beliau contohkan, adalah

“Jangan sampe posisimu lebih besar dari kualitasmu sendiri”.

Makasih Prof.Zen semoga semua ilmu dan didikan Prof. bs bermanfaat…

Prof. Samaun: “Dek, sebaiknya tetep di reaktor nuklir…”

Doodle-SamadikunHari ini, 15 April 2016, google menampilkan Prof. Samaun Samadikun sebagai tema doodle-nya. Yap..memang 85 tahun lalu di hari ini, lahirlah Samaun kecil yang kelak berkiprah bahkan sebagai perintis dunia mikroelektronika nasional. Atas kiprahnya itu Beliau dijuluki `Petani Silicon`.

Setelah lulus kuliah master di Fisika ITB, sy sempet setahun beraktivitas dengan Dr.Trio Adiono di Pusat Mikroelektronik ITB membantu beliau coba spin-off teknologi low-bitrate video conference. Pusat Mikroelektronika ITB adalah institusi yang dirintis Prof.Samaun, Dr.Trio sendiri murid generasi kedua beliau yang hingga sekarang melanjutkan impian untuk membangun industri mikroelektronika nasional.

Dalam kesempatan itu, Prof.Samaun, sy kenal dengan baju putih-putih khas Beliau. Naah, suatu saat Dr. Trio mendapat tawaran dari koleganya di Univ. Twente Belanda untuk seleksi calon mahasiswa bimbingan di disana. Untuk itu, anak-anak yang eligible untuk terpilih diminta untuk melakukan presentasi didepan Prof. Belanda tersebut, sy termasuk yang diberi kesempatan presentasi.

Seperti biasa, presentasi memaparkan pengalaman riset kita sebelumnya, sehingga dari sisi ini sy jd beda sendiri..sementara yang lain memang risetnya ttg mikroelektronika, pengalaman sy justru di bidang reaktor nuklir. Meskipun ketika ditanya saat itu sy keluarkan jurus yang didapat dari mantan rektor bahwa spesifikasi sarjana ITB adalah `ready to be trained in any field`.

Prof. Samaun hadir…dan seperti biasa jd salah satu `bintang` dalam acara tersebut dengan komentar, masukan, dan pertanyaannya terhadap para presenter (meskipun presentasi sebenernya untuk Prof. Belanda itu siih). Pas sy presentasi Beliau gak komentar apa-apa, tp setelah selesai dan break Beliau ternyata ngedeketin..lalu bilang “Dek, sebaiknya tetep di reaktor nuklir…jarang orang kita di bidang itu”, yap itu yang saya ingat dari pesan singkat Beliau saat itu. Sy lupa lanjutannya, tp memang gak lama Beliau lanjut untuk ngobrol dengan yang lain.

Bagi Beliau..komentar itu mungkin biasa aja, lahir dari pengalaman dan intuisi Beliau…yang memang sempat jadi Ketua LIPI sehingga sangat mungkin punya perspektif luas terhadap situasi riset dan para pemainnya di Indonesia.

Bagi sy…komentar dr orang  sekaliber Beliau cukup nendang juga. Qadarallah, sy gak dipilih Prof. Belanda itu…kesempatan menambah ilmu dan pengalaman di Pusat Mikroelektronika berakhir karena sejak Mei 2006 diterima di BATAN dan hijrah ke serpong, ditempatkan di Pusat Pengembangan Informatika Nuklir yg kantornya di Puspiptek Serpong.

Hmm..semoga cita-cita Beliau membangun riset dan industri mikroelektronika nasional bisa tercapai meskipun melalui murid-murid intelektual Beliau. Untuk reaktor nuklir…semoga sy pun bs mencontoh kiprah dan perjuangan Beliau…insyaAllah.

Lapangan Merah Kremlin

Masih dalam perjalanan dinas ke Moscow mewakili BATAN dalam Delegasi Tim Teknis Kementerian Koordinator Perekonomian.

Setelah mendarat di bandara Demodedowo, lalu diantara ke KBRI Moscow yang dilanjut dengan jamuan teh, kopi, roti croissant yg maknyus jugapara staf dan pejabar KBRI yang hangat. Jamuan dilanjut dengan rapat untuk cek dan ricek dokumen yang disiapkan tim sekaligus menginfokan perkembangan terkini kepada pejabat KBRI terkait. Hampir tengah hari semua selesai dan kami meluncur dengan mobil KBRI Moscow ke hotel Matreshka tempat kami menginap selama di Moscow.

Cek-in dan simpan barang di kamar, kami terus siap-siap mau jalan ke tempat yang menjadi salah satu icon dari kota Moscow yang memang masih dalam walking distance dari  hotel…yap tempat itu Lapangan Merah Kremlin, dgn berbagai situs bersejarah yang ada didalamnya. Bagi sy pribadi…situs2 ini mewakili sejarah bangsa ini (yg sekarang berbentuk negara bernama Rusia), dan menjadi salah satu media mengenal peradaban mereka hihi..mau jalan aja serius amat ya. Dan tentunya misi lain dari perjalanan ini adalah untuk nyari tempat makan siang, yaa itu dia urusan perut!

Naah..berikut bberapa situs yang ada di lapangan merah kremlin

 

Kok mobil di Moskow pd kotor ya?

Selasa pagi, 15 maret 2016, sy mendarat di bandara Demodedovo, Moskow, Rusia. Tergabung sebagai satu dari dua wakil BATAN dalam delegasi Tim Teknis Kementerian Koordinator Perekonomian, dua rekan dari KBRI Moskow sudah menunggu untuk nganter mampir di KBRI sebelum lanjut ke hotel.

Perjalanan dari bandara ke KBRI ternyata gak sedeket yg saya bayangkan…lumayan lama, mungkin ada satu jam. Infrastruktur jalan yang sangat lebar plus kondisi kanan kiri (yg merupakan pinggiran Moscow) masih rame dengan berbagai pembangunan atau renovasi menunjukkan geliat ekonomi dari negerinya Om Putin ini. Sebagai orang yg aktif di bidang nuklir, geliat ekonomi Rusia terasa dari begitu mendominasinya Rosatom dalam industri nuklir akhir-akhir ini. Kesempatan datang langsung ke Moskow menjadi pengalaman menarik melihat langsung ibukota negeri ini. Kedatangan Tim kami ke Moskow sendiri menjadi salah satu signal agresifnya pemerintah Rusia memperluas jejaring industri dalam negerinya. Indonesia…salah satu yang mereka bidik sebagai jejaring, dan misi kita untuk memanfaatkan sebesar mungkin kesempatan ini bagi kepentingan kita sendiri, hmm kurang lebih gitulah hehe.

Namun, sepanjang perjalanan ada hal menarik yang terus berulang saya liat, yaitu mobil-mobil yang kotor. Berikut sebagian yg sempet sy jepret

mobil-kotor-moscow1

mobil-kotor-moscow2

bahkan klo coba liat lebih deket…dekilnya tebel banget hehe.

mobil-kotor-moscow3

Dari pemantauan sekilas, emang jarang sy liat ada tukang cuci mobil di pinggir2 jalan sebagaimana mudah sekali ditemukan di jalan-jalan di daerah serpong atau BSD. Waktu ke Idaho Falls, US, terakhir sebaliknya ada fenomena menarik dimana di tempat pengisian bensin disediakan ember dan alat cuci/ngelap. Jd sambil nunggu ngisi bensin, si mpunya mobil coba ngelap-ngelap sendiri mobil di spot-spot yang mereka anggap perlu. Dan masih di tempat ngisi bensi sy liat biasanya ada tempat nyuci mobil. Itu di Idaho Falls, sy tau karena bolak-balik tiap hari selama sebulan pake sepeda..jd bs berenti sebentar. Di Moskow sementara ini, belum tahu juga gmn di tempat ngisi bensinya…klo sekedar dr perjalanan dari bandara ke KBRI sih emang gak keliatan ada tukang nyuci mobil.

Awalnya sy fikir ini hanya fenomena di pinggiran kota saja (krn bandara biasanya ada di pinggir bahkan luar kota), tp hingga kemarin rapat di kantor Kementerian Pembangungan Ekonomi nya Rusia, ternyata yg parkir disitu sama juga…gampang sekali liat mobil-mobil dekil seperti gambar diatas.

Klo dari reporter detik yang sempet ikut perjalanan Pak SBY ke Moskow, katanya

Seringnya turun hujan membuat jalan becek, dan tentu saja menyebabkan mobil superdekil.Sementara untuk mencuci mobil di musim dingin ini tidak disarankan karena justru bisa menyebabkan pintu mobil tak bisa terbuka.

Beliau bilang itu fenomena akhir tahun yg sangat dingin, ok emang ada korelasinya dengan situasi di bulan maret saat ini dimana temperatur masih dingin. Selasa kemarin ternyata suhu diluar -7 derajat C. Hmm..meskipun sy gak liat jalanan becek selama dua hari wara-wiri disini.

Hmm..kenapa ya?

Sementara bg sy pribadi…bs nunjukin foto2 diatas ke istri dan bilang…”…tuh orang-orang Rusia juga pd males nyuci mobil”, hehe…modus!

Belajar PEBBED ke INL

Berikut adalah catatan (bagian dari proposal) terkait rencana perjalanan dinas untuk mempelajari software PEBBED ke tempat lahirnya di Idaho National Laboratory (INL) Amerika. Informasi dan perkembangan lebih lengkap dapat dilihat dan diikuti di CatatanStudi.

Pada tahun 2014, sebagai bagian dari kebijakan Nasional, BATAN memulai program Reaktor Daya Eksperimental (RDE) untuk mendesain, membangun, dan mengoperasikan sebuah reaktor eksperimen kecil yang menghasilkan daya listrik. Tipe dari RDE ini adalah Pebble Bed Reactor (PBR).

Untuk mendukung program RDE, peningkatan kemampuan BATAN dalam melakukan desain dan analisis keselamatan reaktor tipe PBR adalah salah satu faktor penting. Salah satu lembaga riset yang unggul dalam bidang ini adalah Idaho National Laboratory (INL). Sejak tahun 2000, dibawah program Next Generation Nuclear Power Plant (NGNP) yang dikoordinasi oleh Departement of Energy (DOE) Amerika Serikat, INL melakukan riset tentang PBR. Salah satunya adalah pengembangan perangkat lunak untuk desain dan analisis reaktor PBR bernama PEBBED [11]. Sama dengan BATAN-MPASS, PEBBED juga melakukan analisis teras ekuilibrium tanpa melalui fase awal (running-in phase). Namun, PEBBED memiliki algoritma solusi persamaan difusi yang mencakup metoda nodal (selain metoda beda hingga), juga metoda yang berbeda dalam memperoleh kondisi ekuilibrium dimana burnup diperlakukan sebagai fluida incompressible yang kemudian dapat dimodelkan dalam persamaan kontinu. Fitur lain yang unik dan menjadi keunggulan dari PEBBED adalah keberadaan metoda optimasi desain menggunakan algoritma genetik [12]. Algoritma optimasi ini sangat efektif dalam mencari desain optimum yang diinginkan. PEBBED telah digunakan untuk desan dan optimasi berbagai desain PBR, juga telah diverifikasi melalui perbandingan hasil analisis dengan perangkat lunak VSOP dari Julich Jerman [13,14,15]. Memperoleh perangkat lunak PEBBED, memahami metoda yang digunakannya dan mampu untuk menggunakannya akan meningkatkan kemampuan BATAN dalam desain dan analisis keselamatan PBR. Kunjungan riset ke INL untuk mempelajari PEBBED langsung dibawah bimbingan pengembangnya adalah cara terbaik dan efektif untuk bisa mendapatkan dan menguasai perangkat lunak ini.

Tujuan Kunjungan Riset

  1. Mempelajari aspek fisis dan komputasi dari metoda desain dan analisis keselamatan PBR berdasarkan perangkat lunak PEBBED.

  2. Mempelajari penggunaan perangkat lunak PEBBED dan melakukan studi kasus untuk desain dan analisis keselamatan PBR.

  3. Melakukan riset awal optimasi desain PBR.

Dampak dan Tindak Lanjut Kunjungan Riset

  1. Meningkatnya pemahaman akan aspek fisis dan komputasi dari desain dan analisis keselamatan PBR. Hal ini sangat penting untuk mendukung pencapaian program pengembangan perangkat lunak untuk desain dan analisis PBR yang telah dimulai secara inter di PTKRN-BATAN. Pemahaman inipun bermanfaat dalam melakukan pendampingan dalam proses desain RDE.

  2. Mampu melakukan desain dan analisis keselematan PBR (dengan siklus OTTO ataupun Multipass) menggunakan perangkat lunak PEBBED. Kemampuan ini bermanfaat secara khusus mendukung pencapaian riset desain PBR yang secara internal dimulai di PTKRN-BATAN. Dalam tahap desain RDE, dengan kemampuan ini maka PTKRN-BATAN bisa berperan lebih baik dengan memberikan analisis pembanding terhadap analisis yang diberikan oleh konsultan desain RDE.

  3. Semakin kuat dan meluasnya jejaring dan kolaborasi riset BATAN dengan pusat-pusat keunggulan dunia khususnya di bidang desain PBR.

  4. Terbukanya peluang untuk melakukan diseminasi perangkat lunak dan metoda untuk desain dan analisis PBR kepada lembaga riset dan perguruan tinggi di Indonesia. Keberadaan perangkat lunak PEBBED dapat mempercepat diseminasi ini, sementara melakukan pengembangan secara internal. Diseminasi ini sangat strategis untuk memperbanyak lembaga dan periset yang melakukan R&D terkait PBR. Hal ini akan memperkuat performa riset BATAN bahkan secara nasional dan pada akhirnya dapat mendukung pencapaian program RDE.

Untuk mencapai hal-hal diatas, direncakan untuk melakukan tindak lanjut yang akan dilaksanakan setelah kunjungan riset ini yang mencakup:

1. Coaching internal di PTKRN-BATAN sebagai bentuk diseminasi perangkat lunak PEBBED secara internal. Dan lebih jauh memanfaatkan PEBBED sebagai salah satu sarana riset di PTKRN-BATAN. Untuk riset desain PBR maka PEBBED dapat langsung digunakan sebagai alat desain dan analisis keselamatan. Sedangkan untuk riset pengembangan perangkat lunak maka PEBBED menjadi salah satu perangkat lunak referensi yang menjadi objek dalam proses reverse engineering yang akan dilakukan di PTKRN-BATAN.

2. Memanfaatkan PEBBED dalam program RDE sebagai salah satu sarana dari Tim Imbangan BATAN khususnya terkait desain konseptual dan laporan analisis keselamatan.

3. Melakukan komunikasi kepada jejaring riset BATAN di lembaga penelitian atau perguruan tinggi untuk bisa melakukan kerjasama mengadakan diseminasi perangkat lunak PEBBED juga menawarkan kolaborasi riset terkait desain dan analisis PBR.

Lokasi dan Pendamping Kunjungan Riset

Kunjungan riset ini akan dilakukan di Idaho National Laboratory (INL), 2525 Fremont Avenue, Idaho Falls, Amerika Serikat. Secara khusus, kunjugan riset ini akan dibimbing dan didampingi oleh Dr. Hans D Gougar, Deputy Technical Director of Advanced Reactor Technology – High Temperature Reactor Technology Development Office. Dr. Gougar terlibat dalam proses pengembangan, uji, dan pemanfaatan PEBBED sejak awal.

Jadwal Kunjungan Riset

Kunjungan riset dijadwalkan selama 4 pekan, 31 August – 25 September 2015. Jadwal detail pekanan dari kunjungan riset adalah sebagai berikut :

Waktu

Activities

Pekan Pertama

(31 August – 4 Sept.)

  • Administratif.

  • Orientasi laboratorium.

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Instalasi dan pengenalan umum

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Data nuklir dan perhitungan spektrum

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Perhitungan neutronik teras dan analisis burnup (1).

Pekan Kedua

(7 – 11 Sept.)

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Perhitungan neutronik teras dan analisis burnup (2).

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Perhitungan termal hidraulik teras.

  • Studi perangkat lunak PEBBED : Analisis transien dan kecelakaan.

Pekan Ketiga

(14 – 18 Sept.)

  • Studi kasus desain dan analisis kecelakaan PBR menggunakan PEBBED.

Pekan Ketiga

(21 – 25 Sept.)

  • Diskusi hasil studi kasus.

  • Diskusi studi lanjutan dan rencana kolaborasi riset.

Thorium sebagai Alternatif Bahan Bakar Nuklir: Aspek Neutronik*

Mayoritas sistem energi nuklir untuk mensuplai listrik dunia masih mengandalkan bahan bakar berbasis uranium dengan pengayaan rendah (Low-enriched-uranium). Ketersediaan uroanium yang terbatas dan semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia membutuhkan alternatif. Estimasi total ketersediaan uranium saat ini sekitar 1.92×107 hingga 3,93×107 ton uranium. Dengan memperhitungkan semakin berkembangnya kebutuhan energi dunia, seandainya sistem energi nuklir masih mengandalkan bahan bakar berbasis uranium maka ketersediaan uranium hanya dapat bertahan hingga tahun 2160[1]. Dengan ketersediaan sekitar 3-4 kali uranium dan berbagai keunggulan dari sisi neutronik, thorium sangat layak untuk dipertimbangkan dan mulai dimanfaatkan secara komersial dalam sistem energi nuklir untuk mensuplai kebutuhan energi dunia. Meskipun tidak banyak berkembang hingga tahap komersial, sejak awal berkembangnya teknologi reaktor nuklir, thorium sebenarnya telah digunakan sebagai bahan bakar nuklir.

Karakteristik Siklus Thorium

Secara alami, dalam unsur uranium alam terdapat lebih dari 99% U-238 dan kurang dari 1% U-235 yang merupakan nuklida fisil. Komposisi uranium alam ini dapat langsung dimanfaatkan dengan desain reaktor neutron cepat atau high pressurized water-cooled reactor (HPWR). Pada desain reaktor lain, rasio dari nuklida fisil ini harus diperbesar dengan melakukan pengayaan hingga sekitar 5% untuk desain light water reactor (LWR) atau sekitar 10% untuk desain high temperature gas-cooled reactor (HTG). Sedangkan thorium alam tidak memiliki isotop fisil, dan hanya mengandalkan Th-232 yang merupakan nuklida fertil. Sehingga pada siklus bahan bakar thorium, khususnya di tahap awal pembakaran, perlu ditambahkan nuklida fisil misalnya U-233, U-235, atau Pu-239.

Perbandingan terhadap dua siklus bahan bakar ini dapat difahami dengan membandingkan nuklida yang terlibat dalam masing-masing siklus. Gambar 1. menunjukkan masing-masing nuklida dari siklus Thorium dan Uranium.

Gambar 1. Nuklida utama pada siklus Thorium dan Uranium

Gambar 1. Nuklida utama pada siklus Thorium dan Uranium

Gambar 1. Nuklida utama pada siklus Thorium dan Uranium

Cadangan Thorium

– Th-232 memiliki waktu paruh yang jauh lebih besar dibandingkan U-238

Ini menjadi salah satu alasan mengapa ketersediaan thorium sekitar 3-4 kali lebih banyak dibandingkan uranium alam. Selain itu, thorium pun tersebar di banyak negara sebagai bahan alam yang mudah dieksploitasi.

Faktor Konversi yang tinggi

– Th-232 memiliki penampang lintang serapan neutron thermal yang lebih besar dibandingkan U-238. Secara neutronik hal ini menjadi keuntungan bagi bahan bakar berbasis Thorium karena akan memperbesar kemungkinan konversi bahan fertil menjadi bahan fisil.

– U-233 yang merupakan nuklir fisil utama pada siklus bahan bakar berbasis thorium memiliki produksi neutron per absorpsi yang lebih besar dibandingkan dengan U-235 ataupun Pu-239 yang merupakan isotop fisil utama pada siklus bahan bakar uranium.

Nilai faktor konversi yang tinggi merupakan salah satu sifat unggul sebuah desain reaktor karena dengan faktor konversi yang tinggi maka efisiensi pemanfaatan bahan bakar nuklir pada desain itu makin baik, desain seperti ini biasa disebut high convertion reactor design. Faktor konversi yang ti nggi juga dapat dimanfaatkan untuk desain teras berumur panjang, misalnya pada reaktor LWR [2,3] juga tipe high temperature gas-cooled reactor (HTGR) [4]. Bahkan salah satu target ideal dari desain reaktor nuklir adalah mampu mendesain reaktor dengan faktor konversi satu atau lebih tinggi dari satu dimana dengan desain itu maka pada prinsipnya desain reaktor tersebut bukan menghabiskan bahan bakar nuklir tetapi malah menghasilkan bahan bakar nuklir. Desain seperti ini disebut reaktor pembiak (breeder reactor). Pada spektrum neutron cepat, tipe fast breeder reactor banyak dikembangkan berbasis bahan bakar uranium. Studi reaktor pembiak pada spektrum termal, dengan memanfaatkan thorium, telah lama dilakukan pada HTGR tipe pebble bed [5] dan kembali diminati seiring menguatnya trend bahan bakar thorium[6].

Sampah nuklir

– Th-232 memiliki nomor atom yang rendah, sehingga secara umum produksi nuklida transuranik dan aktinida minor akan lebih rendah dibandingkan siklus uranium. Nuklida yang berkontribusi terhadap radiotoksisitas sampah nuklir dalam jangka lama umumnya adalah nuklida transuranik dan aktinida minor.

– Laju rilis produk fisi bahan bakar berbasis thorium satu orde lebih kecil dibandingkan dengan siklus bahan bakar uranium.

Hal-hal diatas menjadi kelebihan bagi siklus berbasis thorium karena sampah nuklir yang dihasilkan akan memiliki radiotoksisitas yang lebih kecil.

(Nuklida transuranik adalah nuklida yang memiliki nomor atom lebih besar dari uranium. Sampah nuklir yang terkontaminasi nuklida ini disebut sampah transuranik (transuranic waste), aktinida minor termasuk Np, Am, dan Cm).

Desain reaktor dengan siklus thorium merupakan alternatif yang sangat bagus untuk insinerasi plutonium [7] (baik weapon grade Pu dari hulu ledak nuklir ataupun civilian Pu yang berasal dari sampah reaktor nuklir), karena pada desain reaktor berbasis thorium akan diproduksi Pu yang minimum. Pada siklus uranium, insinerasi Pu tidak efektif karena pada saat yang sama juga dihasilkan nuklida Pu dalam jumlah yang tidak sedikit.

– Siklus bahan bakar Thorium mengandung U-232 (diperoleh dari Th-232 yang mengalami reaksi (n,2n)), Pa-233, dan U-233.

Ketiga nuklida diatas menguntungkan dari sisi resistensi proliferasi (proliferation-resistance) karena memiliki daughter yang merupakan pengemisi gamma sperti Bi-212 dan Tl-208. Secara umum kandungan nuklida-nuklida ini membuat penanganan terhadap sampah berbasis Th menjadi lebih rumit. Hal ini bisa dianggap sebagai sisi positif dari aspek resistensi proliferasi, namun juga menambah kerumitan penanganan sampah bahan bakar berbasis Thorium.

Pengalaman Bahan Bakar Berbasis Thorium

Data terkait proses pemanfaatan thorium dan proses yang terkait masih dinilai terbatas bila dibandingkan dengan bahan bakar uranium bahkan Pu. Optimasi dari data-data yang diperoleh dari pemanfaatan thorium pada berbagai reaktor daya ataupun eksperimental perlu ditingkatkan. Tabel 1. menunjukkan data pemanfaatan thorium untuk berbagasi reaktor.

Tabel 1. Pemanfaatan Thorum pada berbagai reaktor [8]

Nama, Negara

Tipe Reaktor

Daya

Bahan bakar

Waktu Operasi

AVR, Jerman

Eksperimental Pebble Bed HTGR

15 MWe

Th + U-235,

oxide dan dicarbides.

1967 – 1988

THTR, Jerman

Eksperimental Pebble Bed HTGR

300 MWe

Th + U-235,

oxide dan dicarbides.

1985 – 1989

Lingen, Jerman

BWR

irradiation-testing

60 MWe

(Th,Pu)O2,

pelet bahan bakar uji

…-1973

Dragon, UK

Eksperimental Prismatik HTGR

20 MWt

Th + U-235 driver fuel, coated fuel particle,

dicarbides.

1966 – 1973

Peach Bottom,

USA

Eksperimental Prismatik HTGR

40 MWe

Th + U-235 driver fuel, coated fuel particle, oxides and

dicarbides.

1966 – 1972

Fort St. Vrain,

USA

Eksperimental Prismatik HTGR

330 MWe

Th + U-235 driver fuel, coated fuel particle,

dicarbides.

1976 – 1989

MSRE ORNL,

USA

MSBR

7.5 MWt

U233,

Molten Flourides

1964 – 1969

Borax IV & Elk River Reactors,

USA

BWRs

2.4 MWe , 24 MWe

Th +U235 driver fuel, pelet oksida.

1963 – 1968

Shippingport & Indian Point,

USA

LWBR, PWR

100 MWe, 285 MWe

Th +U233 driver fuel, pelet oksida.

1977 – 1982, 1962 – 1980

SUSPOP/KSTR KEMA,

Belanda

Aqueous Homogeneous Suspension

1 MWt

Th+ HEU, pelet oksida

1974 – 197

NRU&NRX,

Kanada

Material Testing Reactor (MTR)

Th + U235

KAMINI,

CIRUS,

DHRUVA,

India

Material Testing Reactor (MTR)

30 kWt

40 MWt

100 MWt

Th + U235 driver

beroperasi

KAPS 1&2,

KGS 1&2,

RAPS 2,3,4

India

Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR)

220 MWe

Pelet ThO2

Berlanjut untuk desain PHWR setelahnya.

FBTR,

India

Liquid Metal Fast Breeder Reactor (LMFBR)

40 MWt

ThO2 blanket

beroperasi

Referensi:

  1. S.F. Ashley, B.A. Lindley, G.T. Parks, W.J. Nuttal, R. Gregg, K.W. Hesketh, U. Kannan, P.D. Krishnani, B.Singh, A. Thakur, M.Cowper, A. Talamo, Fuel cycle modelling of open cycle thorium-fuelled nuclear energy systems, Ann. Nucl. Energy 69 (2014) 314

  2. Iyos Subki, A Pramutadi, S.N.M. Rida, Z. Su’ud, R. E. Sapta, S.M. Nurul, S. Topan, Yuliastuti, S. Soentono, The utiization of thorium for long-life small thermal reactors without on-site refueling, Prog. Nucl. Energy 50 (2008) 152.

  3. T. Setiadipura, S. Nurul, Yuliastuti, Z. Su’ud, Neutronic design study of small long-live PWR with (Th,U)O2 fuel, Proceedings of thre International Conference on Nuclear Energy Systems for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005), Japan, 2005.

  4. M. Ding, J.L.Kloosterman, Thorium utilization in a small long-life HTR. Part I: Th/U MOX fuel blocks, Nucl. Eng. Des. (2013)

  5. E. Teuchert, Near breeding thorium fuel cycle in the pebble bed HTR, IAEA-OECD Symposium on Gas Cooled Reactors, Julich, 1975.

  6. F.J. Wols, J.L. Kloosterman, D. Lathouwers, T.H.J.J van der Hagen, Conceptual design of a passively safe thorium breeder pebble bed reactor, Ann. Nucl. Energy 75 (2015) 542

  7. H.J. Rutten, K.A. Haas, Researh on the incineration of plutonium in a modular HTR using thorium-based fuel, Nucl. Eng. Des. 195 (2000) 353

  8. Thorium fuel cycle – Potential benefit and challenges, IAEA-TECDOC-1450, 2006.

*Rangkuman prospek pemanfaaatan thorium sebagai alternatif bahan bakar nuklir khususnya dari sudut pandang neutronik.