By: Irwanuddin H.I. Kulla (Tenaga Ahli Menteri ESDM RI Bid. Pengembangan Potensi Pemanfaatan Tenaga Nuklir/ Dekan FT UPDM (B) / Direktur PUSPINEBT ICMI).
TRANSINDONESIA.co, JAKARTA – Salah satu kajian paling menarik dan menjadi tren utama di bidang ketenaganukliran dunia adalah riset global yang berfokus pada teknologi reaktor Generasi IV (Gen-IV), yang menawarkan efisiensi bahan bakar lebih tinggi dan meminimalisasi limbah. Jenis teknologi reaktor Gen-IV, antara lain adalah HTGR (High Temperature Gas-Cooled Reactors), VHTR (Very High Temperature Reactor) dan SMR (Small Modular Reactor).
Reaktor-reaktor ini menggunakan gas (seperti helium) dan bahan bakar khusus (seperti partikel TRISO), yang sangat efisien dalam menghasilkan panas proses bersuhu tinggi secara ideal untuk kepentingan industri kimia, penyulingan minyak, produksi hidrogen bersih dan produksi amonia, serta menghasilkan listrik dengan tingkat efisiensi termal yang sangat tinggi.
Yang menjadi lebih menarik dalam apalikasi teknologi reaktor Gen-IV adalah penggunaan bahan bakar khusus, yakni partikel TRISO (Tri-structural Isotropic). Partikel ini merupakan unit bahan bakar nuklir mikro yang berbentuk seperti biji wijen, yang dikenal sebagai salah satu bahan bakar terkuat di bumi. Partikel ini dirancang dengan dengan fitur keselamatan pasif yang sangat tinggi sehingga secara teoritis tidak dapat meleleh (meltdown), bahkan dalam kondisi suhu ekstrem sekalipun.
Anatomi partikel TRISO berukuran sangat kecil, dengan diameter sekitar 0,8 mm yang terdiri dari inti dan beberapa lapisan pelindung (Inti Bahan Bakar/Kernel; Lapisan Penyangga/Buffer; Lapisan Pirokarbon Dalam/IPyC = Inner Pyrolytic Carbon; Lapisan Silikon Karbon/SIC = Silicon Carbide; dan Lapisan Piro Karbon Luar/OPyC = Outer Pyrolytic Carbon). Keistimewaan TRISO adalah karena keamanan melekat (inherent savety), dimana lapisan keramiknya dirancang untuk tidak retak akibat tekanan termal pada suhu di atas 1.600 0C. Karena kekuatannya, partikel ini secara efektif menahan zat radioaktif di dalam inti.
Selain itu merupakan bahan bakar masa depan, yang biasa dikemas lagi menjadi ribuan atau jutaan butir ke dalam bentuk bola grafit (disebut pebble) atau pelet silinder. Bahan bakar khusus ini, banyak digunakan untuk reaktor nuklir generasi baru yang bersuhu tinggi.
Partikel TRISO mencegah kebocoran radiasi dan zat radioaktif dengan cara mengurung inti uranium di dalam tiga lapisan pelindung keramik yang sangat kuat. Lapisan ini bekerja sebagai wadah penahan mandiri untuk mengunci limbah fisi di dalam bola bahan bakar. Cara menghasilkan atau membuat partikel TRISO melibatkan dua tahap utama, yakni pembuatan inti bahan bakar dan pelapisan berlapis: 1) Pembuatan inti (Kernel): Uranium (biasanya uranium dioksida (UO2) atau uranium oksikarbida (UCO) diubah menjadi bola-bola inti kecil berukuran mikron menggunakan metode sol-gel (pembentukan gel atau granulasi basah; 2) Pelapisan (Coating): Lapisan pelindung ditambahkan ke inti uranium menggunakan teknologi FBCVD (Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition). Partikel ini disuspensikan dalam gas panas untuk mengendapkan empat lapisan secara presisi; 3) Pemadatan (Compaction): Ribuan partikel TRISO kemudian dicampur dengan matriks grafit dan dipadatkan menjadi pelet silinder atau bola besar seukuran bola biliar (pebble) untuk dimasukkan ke reaktor.
Negara-negara yang telah melakukan penelitian pengembangan dan penerapan teknologi partikel TRISO dalam beberapa dekade ini, antara lain Amerika Serikat melalui program AGR (Advanced Gas Reactor) milik Departemen Energi USA; China melalui program reaktor HTR-PM di Shidaowan; Jerman merupakan salah satu penemu dan kontributor awal desain partikel TRISO yang sangat berkualitas; Perancis melalui perusahaan Framatome secara aktif membangun fasilitas produksi bahan bakar TRISO di dalam negerinya; yang saat ini melakukan riset dan pengembangan adalah Rusia, Afrika Selatan, Korea Selatan dan Kanada.
Dalam industri nuklir, efisiensi bahan bakar biasanya diukur dengan metrik yang disebut Burn Up (Tingkat Bakar) dan FIMA (Fissions per Initial Metal Atom), bukan efisiensi termal murni. Bahan bakar partikel TRISO memiliki tingkat bakar (FIMA) mencapai Tingkat bakar hingga 20% FIMA (artinya hingga 20% dari seluruh atom uranium awal telah mengalami fisi dan melepaskan energi.
Dibandingkan dengan bahan bakar biasa, angka 20% ini sekitar tiga kali lebih efisien dibandingkan bahan bakar konvensional reaktor air ringan (LWR), yang biasanya hanya mencapai batas sekitar 5% FIMA sebelum harus diganti. Sebagai bahan bakar reaktor modern, estimasi biaya bahan bakar (levelized fuel cost) berkisar antara $7,48 hingga $10,4 per MWh (sekitar Rp 130.702 – Rp 184.506 per kWh, dengan nilai kurs per dollar = Rp 17.741).
Salam Peradaban Bangsa
Jakarta, 28 Juni 2026
