Apa yang membuat thorium cocok sebagai bahan bakar nuklir adalah bahwa hal itu subur, seperti U-238.

Alam thorium (Th-232) menyerap neutron dan cepat transmute menjadi tidak stabil Th-233 dan kemudian ke protactinium Pa-233, sebelum cepat membusuk menjadi U-233, kata Hashemi-Nezhad. Keindahan dari proses yang rumit adalah bahwa U-233 yang diproduksi pada akhir proses pemuliaan mirip dengan U-235 dan fisil, sehingga cocok sebagai bahan bakar nuklir. Dengan cara ini, itu berbicara seperti uranium dan berjalan seperti uranium, tetapi tidak biasa-atau-taman berbagai uranium Anda.
Dan ini adalah di mana ia mendapat menarik: torium memiliki siklus bahan bakar yang sangat berbeda dengan uranium. Manfaat yang paling signifikan dari perjalanan torium berasal dari kenyataan bahwa itu merupakan unsur yang lebih ringan dari uranium. Sementara itu subur, tidak menghasilkan sebanyak berat dan sebanyak yang sangat radioaktif oleh produk. Ketiadaan U-238 dalam proses tersebut juga berarti bahwa tidak ada plutonium dibiakkan dalam reaktor.

Akibatnya, limbah yang dihasilkan dari pembakaran thorium dalam reaktor secara dramatis kurang radioaktif dari limbah nuklir konvensional. Apabila suatu reaktor berbahan bakar uranium seperti banyak dari operasi yang hari ini mungkin akan menghasilkan satu ton limbah tingkat tinggi yang tetap beracun selama puluhan ribu tahun, reaktor didorong hanya oleh thorium akan menghasilkan sebagian kecil dari jumlah tersebut. Dan itu akan tinggal radioaktif hanya 500 tahun - setelah itu akan sama dikelola sebagai abu batubara.

Jadi tidak hanya akan ada sedikit sampah, limbah yang dihasilkan perlu dikurung hanya lima persen dari waktu dibandingkan dengan kebanyakan limbah nuklir. Tidak mengherankan, tantangan teknis dalam menyimpan jumlah yang lebih kecil untuk 500 tahun jauh lebih rendah dari sesuatu rekayasa untuk menjadi solid, aman dan bijaksana untuk 10.000 tahun.

Tapi tunggu, masih ada lagi: torium memiliki properti lain yang luar biasa. Tambahkan plutonium ke campuran - atau aktinida radioaktif lainnya - dan bahan bakar proses thorium benar-benar akan membakar elemen-elemen ini. Itu benar: itu akan mengunyah limbah nuklir tua sebagai bagian dari proses kekuasaan-generasi. Hal ini tidak bisa hanya menghasilkan tenaga, tetapi juga bertindak sebagai tanaman pembuangan limbah untuk beberapa yang paling keji limbah beracun kemanusiaan. Hal ini sangatlah penting ketika datang ke plutonium, yang telah terbukti sangat sulit untuk membuang menggunakan cara konvensional.

program yang saat ini digunakan untuk pembuangan reaktor plutonium oleh-produk dan bahan senjata-grade menggunakan proses MOX keduanya mahal dan kompleks. Selanjutnya, pendukung thorium mengatakan bahwa dalam reaktor konvensional, bahan bakar MOX tidak menggunakan plutonium sebagai efisien atau dalam volume yang sama sebagai bahan bakar thorium akan dengan biaya lebih rendah.

Jadi thorium hanya mungkin bisa membunuh dua burung dengan satu batu. Tidak hanya reaktor berbahan bakar thorium menghasilkan limbah secara signifikan lebih sedikit tingkat tinggi, tetapi juga dapat membuang senjata nuklir dihentikan dan limbah radioaktif tinggi dari reaktor nuklir menggunakan bahan bakar yang lebih konvensional. Oh ya, itu juga dapat menghasilkan listrik.

JADI MENGAPA TIDAK SEMUA ORANG menggunakan reaktor thorium? Kelemahan utama untuk thorium adalah bahwa hal itu tidak keras fisil, dan membutuhkan sumber neutron untuk memulai reaksi.
Tidak seperti uranium yang diperkaya, yang dapat dibiarkan sendiri untuk mulai memproduksi listrik, thorium membutuhkan sedikit membujuk.

Torium juga tidak dapat mempertahankan kekritisan sendiri, yaitu tidak dapat mempertahankan reaksi nuklir setelah telah dimulai. Ini berarti U-233 yang diproduksi pada akhir siklus bahan bakar torium tidak memompa cukup neutron ketika split untuk menjaga reaksi mandiri: akhirnya reaksi fizzles keluar. Itu sebabnya bahan bakar thorium reaktor menggunakan sering disebut 'sub-kritis' reaktor.
Batu sandungan utama sampai saat ini telah bagaimana menyediakan bahan bakar torium dengan neutron cukup untuk membuat reaksi terjadi, dan melakukannya dengan cara yang efisien dan ekonomis.

Dalam beberapa tahun terakhir dua teknologi baru telah dikembangkan untuk melakukan hal ini.
Salah satu perusahaan yang sudah mulai mengembangkan tenaga nuklir berbahan bakar thorium adalah Torium aptly bernama Power, didasarkan hanya di luar Washington DC. Cara Torium Power mendapat sekitar sub-kekritisan torium adalah untuk menciptakan bahan bakar campuran menggunakan kombinasi diperkaya, plutonium uranium dan thorium.

Di pusat dari batang bahan bakar adalah 'benih' untuk reaksi, yang berisi plutonium.
Melilit inti adalah 'selimut', yang terbuat dari campuran uranium dan thorium. Benih kemudian menyediakan neutron yang diperlukan untuk selimut untuk memulai siklus bahan bakar thorium. Sementara itu, plutonium dan uranium juga mengalami fisi.

Manfaat utama dari sistem Torium Power adalah bahwa hal itu dapat digunakan dalam pembangkit nuklir yang sudah ada dengan sedikit modifikasi, seperti Rusia-1000 reaktor VVER. Seth Grae, presiden dan chief executive Torium Power, dan timnya secara aktif bekerja dengan Rusia untuk mengembangkan produk komersial pada akhir dekade ini. Mereka sudah memiliki bahan bakar thorium berjalan di reaktor-8 penelitian IR di Institut Kurchatov di Moskow.

"Pada kuartal pertama 2008, kami berharap untuk memiliki majelis uji timbal dalam pembangkit listrik ukuran penuh komersial nuklir di Rusia," kata Grae.

Dia percaya bahan bakar torium campuran tidak dapat hanya membuang-grade plutonium senjata, tetapi juga dikembangkan menjadi bahan bakar untuk reaktor konvensional banyak untuk mencegah produksi plutonium apapun lebih lanjut sebagai produk sampingan.

Torium Power percaya ada pasar selama sekitar empat reaktor bertenaga torium masing-masing di Rusia dan Amerika Serikat hanya untuk pembuangan plutonium. Ini juga bertujuan untuk menangani reaktor plutonium komersial oleh-produk di Eropa, Jepang, Rusia dan Amerika Serikat.
Grae juga antusias tentang manfaat bahan bakar thorium menawarkan lingkungan. "Semua nuklir baik dibandingkan batubara, dalam hal tidak ada emisi ke atmosfir, tidak termasuk karbon dioksida," katanya. Kepercayaan lingkungan perusahaannya juga didorong oleh adanya pengacara lingkungan dan mantan anggota Pusat Internasional Hukum Lingkungan, David MacGraw, ia menambahkan. Grae merenung bahwa Torium Power mungkin "hanya perusahaan nuklir di dunia dengan lingkungan di papan".

SEBUAH DESAIN ALTERNATIF tidak jauh dengan persyaratan untuk uranium atau plutonium sama sekali, dan bergantung pada torium sebagai sumber bahan bakar utama. Desain, yang awalnya dijuluki sebuah Amplifier Energi namun baru-baru ini diberi nama sebuah Accelerator Driven System (ADS), diusulkan oleh fisika Italia pemenang Nobel Carlos Rubbia, seorang mantan direktur salah satu laboratorium terkemuka di dunia fisika nuklir, CERN, Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir.

Sebuah reaktor ADS adalah sub-kritis, yang berarti membutuhkan bantuan untuk mendapatkan torium untuk bereaksi. Untuk melakukan ini, kebakaran akselerator partikel proton pada target utama. Ketika dikejutkan oleh proton energi tinggi memimpin, yang disebut target spallation, rilis neutron yang bertabrakan dengan inti dalam bahan bakar torium, yang dimulai siklus bahan bakar yang berakhir dalam fisi U-233.

Sebuah reaktor nuklir yang membutuhkan sinar partikel untuk tetap berjalan mungkin tampak agak aneh. Tetapi sebaliknya, ini adalah salah satu fitur desain ADS yang paling menarik. Jika berkas partikel dimatikan, tidak mungkin untuk bahan bakar untuk memasuki reaksi berantai dan menyebabkan meltdown. Sebaliknya, tingkat fisi akan segera mulai lambat dan bahan bakar pada akhirnya akan mendinginkan dan mati. Menurut-Hashemi Sydney Nezhad, reaktor sub-kritis seperti ini memiliki manfaat keselamatan yang jelas atas reaktor uranium. "Ini memiliki kesempatan nol kecelakaan Chernobyl-type," katanya.

Keuntungan lain utama dari desain ini adalah bahwa ia hanya membutuhkan torium sebagai bahan bakar. Hashemi-Nezhad juga mengatakan thorium adalah sumber daya yang sangat berlimpah "550 kali lebih banyak di alam dari uranium-235".

Ini juga merupakan elemen di mana Australia diberkati baik - kita memiliki cadangan thorium dikenal terbesar di dunia. Torium pertambangan juga kurang kompleks dari pertambangan uranium, dan bijih bahkan tidak memerlukan pengayaan sebelum digunakan dalam reaktor ADS.

Dalam arti non-proliferasi, ada juga alasan yang baik untuk lebih memilih reaktor torium sub-kritis, karena tidak mungkin untuk membuat bahan senjata-grade dari thorium.
Bahkan bekas terbakar U-233 dalam produk-produk limbah torium reaktor lebih sulit untuk diubah menjadi senjata nuklir bisa digunakan dari U-235 atau Pu-239. Bayangkan ADS Barat menawarkan reaktor berbahan bakar thorium untuk negara-negara seperti Iran atau Korea Utara: ini akan memenuhi tuntutan mereka untuk tenaga nuklir murah, tapi seluruhnya menghindari risiko program nuklir sipil mengarah ke pengembangan senjata nuklir.

Keuntungan utama lain dari desain ADS adalah bahwa hal itu dapat digunakan untuk membuang bahan senjata-grade berbahaya dan reaktor komersial-produk dalam cara yang mirip dengan bahan bakar campuran thorium.

Sementara desain ADS telah janji, itu tantangan. Pertama, ada desain sendiri: sementara tes laboratorium telah terbukti konsep menggunakan berkas partikel untuk memulai siklus thorium bahan bakar, fisika dari skala itu ke ukuran reaktor komersial dan terbukti bisa lebih kompleks. Lalu ada cara balok partikel berinteraksi dengan target spallation dan bahan bakar untuk beroperasi secara efisien. Selain itu, sementara ada banyak reaktor nuklir konvensional yang ada yang dapat cukup murah dikonversi menjadi bahan bakar thorium dicampur, reaktor ADS harus dirancang, dibangun dan membayar dari awal.

Retrofitting reaktor tua bukanlah pilihan.
Apakah ini membuat reaktor ADS skala besar layak? CERN berpikir begitu. Baru-baru ini merilis sebuah laporan rinci yang mencakup kelangsungan keuangan dari desain ADS untuk pembangkit listrik, dan menemukan hal itu terjadi setidaknya tiga kali lebih murah daripada batu bara dan 4,8 kali lebih murah dibandingkan gas alam. Setiap reaktor nuklir akan memiliki biaya pendirian yang tinggi, tetapi CERN menekankan bahwa reaktor lama hidup akan sangat kompetitif dibandingkan dengan bahan bakar fosil dan energi terbarukan.

Hashemi-Nezhad telah bekerja pada konsep reaktor ADS dengan rekan di Jerman, Rusia, India dan Eropa Timur, dan sangat antusias tentang hal itu. "Masa depan reaktor nuklir di ADS karena beroperasi dalam kondisi sub-kritis Hanya di bawah kondisi ini adalah mungkin untuk mengubah isotop sampah sambil mendapatkan energi dan memproduksi bahan bakar dengan biaya rendah.. Dan itu aman," katanya.

Dia juga berpikir Australia dapat memainkan peran utama dalam pengembangan dan promosi reaktor berbahan bakar thorium. "Terserah pemerintah Australia untuk melakukan investasi dalam penelitian ini sumber daya torium besar di Australia dapat. Menyediakan energi hijau dengan biaya rendah selama beberapa abad." Sebuah prospek menarik, untuk sedikitnya.

BISA ATOMIC POWER menjadi hijau? Fisika menyarankan bisa. Dan kita konsumsi energi mempercepat pada saat yang sama iklim sedang dipengaruhi oleh pembangkit listrik.

Kecuali kita mulai serius mengeksplorasi alternatif energi untuk bahan bakar fosil, kondisi cuaca tak menentu dan merusak bisa bersama kami untuk generasi yang akan datang. energi terbarukan seperti angin dan surya memiliki masa depan cerah, dan akan memainkan peran besar dalam setiap program energi masa depan - tetapi mereka tidak pernah bisa berharap untuk memenuhi persyaratan beban-dasar dari sebuah kota.

daya PLTA adalah sebuah pilihan - tapi kebanyakan dari situs ekonomis telah dimanfaatkan, dan keanekaragaman hayati menderita ketika lembah yang tergenang untuk membuat bendungan. Jadi, kecuali beberapa penemuan inovatif dalam fusi nuklir dibuat, sehingga tidak hanya mungkin tapi efisien dan ekonomis - maka fisi nuklir akan tetap pada agenda untuk alternatif energi beban-basis yang menjanjikan.

Walaupun kekurangannya, tenaga nuklir berbahan bakar uranium konvensional adalah pilihan yang realistis yang kemungkinan akan dilanjutkan di seluruh dunia.
Tetapi torium reaktor yang hadir lompatan kuantum maju yang sesungguhnya. thorium Humble berpotensi mengurangi tiga masalah yang paling mendesak yang dihadapi peradaban modern di abad ke-21: rasa lapar untuk energi, ancaman perubahan iklim dan kebutuhan untuk menghilangkan senjata nuklir. (dimas irawan)