815. Pengayaan Air Berat untuk Apa?

Duta besar Republik Islam Iran, Dr Behrouz Kamalvandi, Minggu, 10 Februari 2008 sepekan lalu mengumumkan perkembangan teknologi Air Berat di negaranya. Menurutnya, saat ini, Iran berada di posisi kelima dunia untuk pengayaan Air Berat tersebut. (Seperti diketahui, Kanada adalah negara terdepan dalam pengayaan deuterium dalam bentuk air berat). Dubes Iran mengungkapkan hal itu pada pertemuan konsilidasi Iranian Corner di Islamic Cultural Centre (ICC) di Jakarta. Dalam kesempatan itu, dubes Iran mengatakan, kampanye yang dilakukan Amerika tentang Nuklir Iran hanya untuk menutupi kemajuan Iran dalam teknologi Air Berat. Kemajuan teknologi ini, tidak diekspos Amerika. Dijelaskan Behrouz nantinya, kalau pengayaan Air Berat itu sampai pada titik puncaknya, nuklir tidak lagi membutuhkan uranium untuk pembangkit tenaga. "Dan Air Berat ini juga ramah lingkungan," katanya. Sebenarnya Ahmadinejad Resmikan Tahap Baru Fasilitas Reaktor Nuklir Air-Berat Iran pada 26/08/2006, dibangun dekat Arak, 200 Km sebelah baratdaya Teheran. Pabrik Air berat itu akan digunakan untuk memproduksi plutonium setelah pabrik itu rampung pada tahun 2009.

Apa itu Air Berat? Ada tiga bentuk isotop hidrogen, yaitu Protium (1H), punya sebutir inti yaitu proton (p); Deuterium (2H), punya dua butir inti yaitu satu butir p dan satu butir neutron (n) dan Tritium (3H). punya tiga butir inti satu butir p dan dua butir n. Deuterium disebut juga Hidrogen-2, atau Hidrogen Berat,juga biasa ditulis dengan simbol D. Deuterium merupakan isotop stabil dengan kelimpahan alami di samudra Bumi kira-kira satu dari 6500 atom Hidrogen. Dengan demikian Deuterium merupakan 0.015% (0.030% berat) dari semua Hidrogen yang terbentuk secara alami. Inti Deuterium, disebut deuteron. Deuterium dapat menggantikan Hidrogen normal dalam molekul air untuk membentuk Air Berat, yang 10,6% lebih padat daripada air biasa (es yang terbuat darinya akan tenggelam di air biasa). Konsumsi Air Berat bukan merupakan ancaman bagi manusia kecuali dalam jumlah yang sangat besar (melebihi 10 liter). Dosis kecil Air Berat (beberapa gram adalah jumlah yang sebanding dengan yang ada di dalam tubuh) secara rutin digunakan sebagai pelacak metabolis yang tak berbahaya bagi manusia dan binatang. Keberadaan Deuterium di Bumi, di Tata Surya dan pada spektrum bintang, adalah sebuah fakta penting di dalam kosmologi. Reaksi fusi nuklir ((penyusunan inti atom) di dalam bintang menghancurkan Deuterium, dan tidak ada proses alami penciptaan Deuterium yang diketahui selain nukleosintesis Big Bang, yang bisa jadi telah memproduksi Deuterium dalam kelimpahan yang teramati saat ini. Kelimpahan ini nampak sebagai fraksi Hidrogen yang tidak berubah banyak dimanapun Hidrogen ditemukan. Jadi, keberadaan Deuterium adalah salah satu argumen yang mendukung teori Big Bang.

***
Proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), mendapatkan persediaan panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi dan gas alam. Sedangkan proses kerja pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), persediaan panas didapatkan dari dari reaksi fisi nuklir (pemecahana inti atom). Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut : Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar. Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air. Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin uap sehingga dihasilkan energi kinetik. Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik. PLTN yang pertama kali beroperasi menggunakan reaktor berbahan bakar Uranium alam. Namun dalam perkembangan berikutnya, PLTN berbahan bakar Uranium diperkaya.

Reaktor Air Berat atau HWR (Heavy Water Reactor)
Reaktor Air Berat merupakan jenis reaktor yang menggunakan D2O sebagai moderator sekaligus pendingin. Reaktor ini menggunakan bahan bakar Uranium alam sehingga harus digunakan Air Berat. PLTN dengan Reaktor Air Berat yang paling terkenal adalah CANDU (Canadian Deuterium Uranium) yang pertama kali dikembangkan oleh Canada. Reaktor CANDU mempunyai sistim pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistim pendingin primer. D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai sistim pendingin primer, sedang sistim pendingin sekundernya menggunakan H2O.

***
Seperti disebutkan di atas, Deuterium merupakan isotop stabil dengan kelimpahan alami di samudra Bumi. Jika Deuterium dijadikan bahan bakar dalam proses fusi nuklir (penyusunan inti atom) yang disebut reaksi thermonuklir seperti yang tejadi dalam inti matahari, maka Deuterium merupakan bahan bakar tak terhabiskan (non-exhausted) dan juga tidak menghasilkan sampah nuklir seperti pada energi panas yang diperoleh dari fisi nuklir (pemecahan inti atom). Secara sederhana bagaimana proses penyusunan inti atom itu dari Deterium, seprti berikut:

D + D = 3He + n + energi sebesar 3.25 juta elektron volt [MeV], di mana 3He adalah isotop Helium dengan 3 inti, yaitu dua butir p dan satu butir n

3He + D = 4He + p + energi sebesar 18.3 MeV, di mana 4He adalah He biasa dengan 4 inti, yaitu dua butir p dan dua butir n.

Sehingga tiga biji Deuterium yang berfusi menjadi satu biji Helium normal dapat menghasilkan energi sebanyak 21.55 MeV.
Sayangnya energi yang didapatkan itu sampai sekarang belum bisa dikontrol, jadi tidak bisa dipakai untuk PLTN, hanya bisa dipakai untuk bom nuklir saja yang disebut H-bom.
Maka memang di dalam laut sangat banyak tersimpan energi, seperti Firman Allah:
-- WALBhR ALMSJWR (S. ALThWR, 52:6), dibaca:
-- walbahril masju-r, artinya:
-- Perhatikan laut yang berapi

Api adalah energi panas, dan sekali lagi ditekankan jika reaksi thermonuklir sudah dapat dikontrol, maka laut merupakan sumber energi yang tak terhabiskan. WaLlahu a'lamu bisshawab.
***
Makassar, 17 Februari 2008