Di balik nama spent fuel, batang bahan bakar nuklir bekas ternyata masih jauh dari kata kosong. Setelah keluar dari reaktor, material itu masih menyimpan sekitar 90 persen potensi energinya, tetapi energi tersebut tidak lagi mudah diambil dengan cara yang praktis dan aman.
Itulah sebabnya bahan bakar ini disebut dibuang, meski di dalamnya belum benar-benar habis. Yang berubah terutama adalah komposisinya, sehingga bahan itu tidak lagi cocok dipakai untuk menggerakkan reaktor seperti semula.
Di dalam reaktor, uranium bekerja dengan memicu reaksi fisi untuk melepaskan panas dalam jumlah sangat besar. Sebelum dipakai, uranium itu dibentuk menjadi pelet keramik uranium rendah pengayaan, dimasukkan ke selubung logam, lalu disusun menjadi fuel rods.
Setelah digunakan, bahan bakar bekas masih mengandung sekitar 96 persen uranium awal. Namun kadar isotop U-235 yang bisa dibelah turun menjadi kurang dari 1 persen, sehingga bahan tersebut tidak lagi layak menjalankan reaktor dengan cara yang sama.
Mengapa tidak diolah ulang saja
Pertanyaan yang sering muncul adalah mengapa bahan bakar ini tidak langsung diproses ulang. Jawabannya terutama terletak pada biaya dan risiko, karena bijih uranium mentah masih jauh lebih murah untuk ditambang dan diolah.
Komposisi bahan bakar bekas juga tidak memudahkan proses itu. Sekitar 3 persen berubah menjadi limbah yang tidak bisa digunakan, sedangkan 1 persen sisanya berupa plutonium yang terbentuk di dalam reaktor.
Reprocessing sendiri bukan pekerjaan sederhana. Pemerintah Amerika Serikat menghentikan reprocessing pada akhir 1970-an dan juga berhenti bereksperimen dengan bahan bakar hasil olahan ulang karena biaya serta kerumitan teknisnya.
Sebagian pihak memang mendorong metode lain seperti pyroprocessing. Dalam metode ini, limbah dimasukkan ke garam cair, lalu bahan bakar yang masih bisa dipakai dipisahkan dan diubah menjadi gas sebelum diolah lagi.
Namun pendekatan itu juga memunculkan kekhawatiran baru. Prosesnya mahal, berbahaya, dan berpotensi menghasilkan material berkadar senjata, sehingga minat terhadapnya tidak luas selama uranium baru masih mudah didapat.
Sebuah studi MIT dari 2003 yang diperbarui pada 2009 bahkan merekomendasikan penggunaan uranium segar untuk 50 tahun berikutnya. Studi itu secara eksplisit mendorong bahan bakar bekas dibuang setelah dipakai, bukan diproses ulang.
Masalah logistik ikut menambah beban
Selain biaya, pembuangan ulang juga menimbulkan persoalan perjalanan. Limbah yang akan diproses ulang harus dikirim ke fasilitas reprocessing, biasanya lebih jauh daripada lokasi pembuangan biasa dan kadang melintasi negara.
Setelah diproses, material itu juga harus kembali lagi ke lokasi reaktor. Perjalanan bolak-balik ini menambah risiko, dan para ahli menilai jarak tempuh yang lebih panjang membuka peluang lebih besar bagi kecelakaan atau pencurian.
Di Amerika Serikat, limbah jenis ini disimpan dan dibuang secara aman di lebih dari 70 lokasi di 35 negara bagian. Meski begitu, proses pengiriman ke fasilitas reprocessing tetap dianggap lebih rumit dibanding penyimpanan dan pembuangan biasa.
Daur ulang memang ada, tetapi belum jadi pilihan utama
Meski belum jadi pilihan utama, daur ulang limbah nuklir tetap berlangsung di beberapa tempat. Orano di La Hague, Prancis, telah menjalankan fasilitas reprocessing selama lebih dari 50 tahun bersama pabrik Melox dan menghasilkan bahan bakar daur ulang bernama MOX.
Jepang juga mengembangkan fasilitas serupa, tetapi proyek itu beberapa kali tertunda sejak pembangunan awal pada 1993. Sebelum memiliki fasilitas sendiri, Jepang mengirim limbahnya ke Prancis dan Inggris untuk diproses oleh Orano.
MOX sendiri bukan jalan keluar akhir. Bahan bakar itu tetap menghasilkan limbah, dan limbah tersebut masih harus disimpan serta dibuang dengan aman di tempat lain.
Ada pula upaya baru dari startup nuklir Oklo yang ingin menunjukkan reaktor baru yang bisa memakai material hasil reprocessing sebagai bahan bakar segar. Namun kritiknya, teknologi pyroprocessing disebut sudah lama ada, sementara kelayakannya dinilai belum didukung riset yang dapat diverifikasi.
Di sisi lain, reaktor generasi berikutnya bisa mengubah jumlah limbah yang dihasilkan. Reaktor yang lebih efisien diperkirakan menghasilkan limbah lebih sedikit, meski tetap tidak menghapus persoalan limbah sepenuhnya.
