BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia dengan berbagai macam sumber data alam yang terkandung di dalamnya. Eksplorasi dan Eksploitasi dilakukan demi memanfaatkan kekayaan yang dimiliki negara ini. Eksploitasi serta eksplorasi yang dilakukan mulai dari minyak mentah sampai dengan tambang dilakukan besar-besaran untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Pemerintah juga mendirikan beberapa Badan Usaha Milik Negara (BUMN) untuk melakukan pemanfaatan demi kebutuhan negara. Salah satu BUMN yang didirikan adalah PT. Timah Indonesia bertempat di provinsi Bangka Belitung. Seperti namanya PT. Timah Indonesia adalah BUMN yang bergerak di bidang penambangan Timah di Bangka Belitung sejak 37 tahun yang lalu. Dalam produksinya PT. Timah menghasilkan limbah timah yang berbentuk monasit dengan jumlah yang cukup banyak. Selama ini monasit tersebut dijual dengan harga murah ke beberapa negara mengekspor seperti Singapura, China dan beberapa negara lain. Namun, penelitian terkait monasit menyatakan bahwa 3% sampai dengan 5% dari monasit limbah PT. Timah mengandung unsur thorium yang bahkan memiliki energi lebih besar dari uranium. Temuan ini mendorong penelitian-penelitian selanjutnya, terutama dalam pemurnian thorium dari monasit yang ada dan pemanfaatan thorium itu sendiri. Jumlah thorium yang dikandung dalam monasit-monasit tersebut cukuplah banyak bila melihat dari besarnya monasit yang dihasilkan oleh PT. Timah Indonesia selama ini. Kandungan dari limbah produksi ini bila di olah sendiri maka sangat besar manfaatnya bagi perusahaan, mengingat banyak kendala yang dialami PT.Timah terutama dalam persyaratan penjualan bahan tambang yang melemahkan perusahaan. Hal ini juga dipengaruhi oleh adanya izin yang harus dimiliki oleh perusahaan untuk melakukan perdagangan timah keluar negeri. Sadar akan potensi ini, PT. Timah mencanangkan melakukan sebuah proyek besar untuk mengolah dan memanfaatkan monasit yang ada sehingga dapat menambahkan keuntungan bagi perusahaan. Proyek ini diawali dengan membuat 1

2 2 sebuah proses pemurnian thorium dari monasit. Pemurnian ini bukanlah pemurnian yang sembarangan karena dalam pemurnian thorium ini akan digunakan sebagai bahan bakar dari sebuah reaktor dari kelanjutan proyek ini. Proses pemisahan ini diharapkan dapat menghasilkan sebuah bahan bakar thorium dengan acuan nuclear grade sehingga nantinya dapat dimanfaat sebagai bahan bakar. Kelebihan utama dari thorium bila diimplementasikan di Indonesia sebagai bahan bakar adalah proses penggunaanya. Penggunaan thorium sebagai bahan bakar tidaklah memerlukan proses pengayaan berbeda dengan uranium, yang memerlukan proses pengayaan sebelum digunakan. Hal ini tentu menjadi keuntungan sebab apabila menggunakan uranium diperlukan import bahan bakar terus menerus, karena Indonesia sendiri tidak diperbolehkan untuk melakukan proses pengayakan uranium menilik dari perjanjian non-proleferasi yang telah disepakati oleh Indonesia. Namun, thorium dalam penggunaannya pada bahan bakar haruslah dibentuk terlebih dahulu menjadi elemen bakar. Salah satu elemen bakar yang dapat digunakan dalam pemanfaatan thorium adalah Thorium Sulfate (ThO2(SO4)). Bahan bakar inilah yang nantinya digunakan untuk menjadi bahan bakar dari sebuah reaktor. Berbeda dengan reaktor biasa, apabila menggunakan thorium tetaplah dibutuhkan uranium sebagai startup dari reaktor yang digunakan karena dibutuhkannya pembangkitan neutron dari uranium tersebut. Masih untuk memanfaatkan monasit yang ada akan juga dilakukan pembangun sebuah reaktor dengan bahan bakar thorium hasil dari pemurnian yang dilakukan sebelumnya. Dibutuhkan sebuah reaktor yang dapat menghasilkan Gambar Sebaran Produsen Molybdenum di Dunia

3 3 sebuah komoditas barang jual yang dibutuhkan oleh manusia pada masa modern ini. PT. Timah menjatuhkan pada reaktor yang dapat menghasilkan isotop yang dibutuhkan dalam dunia kesehatan yaitu reaktor Aqueous Homogeneous Reactor (AHR). Reaktor ini adalah reaktor nuklir yang dapat menggunakan thorium sebagai bahan bakarnya. AHR dapat menghasilkan isotop yang berguna bagi dunia kesehatan. Isotop tersebut adalah Molybdenum-99 (Mo-99). Pembentukan Mo-99 pada reaktor AHR ini dapat menjadi komoditas barang dagang baru yang dapat dimiliki oleh perusahaan untuk menjawab permasalah yang dialami. Jumlah permintaan yang terus meningkat tidak dibarengi dengan jumlah produsen di dunia. Nampak pada Gambar 1.1 menunjukkan sebaran produsen molybdenum. Molibdenum-99 merupakan isotop yang sangat dibutuhkan dalam dunia kesehatan. Mo-99 dapat menghasilkan Tc-99 yang digunakan untuk melakukan diagnose penyakit pada pasien. Kebutuhan di dunia untuk Mo-99 sangatlah besar, namun produksinya masih sedikit. Hal ini dapat menjadi nilai tambah penggunaan AHR untuk memanfaatkan thorium yang ada, dengan demikian maka nilai tambah dari monasit yang dikeluarkan akan bertambah serta tidak akan limbah yang terbuang sia-sia. Produksi Mo-99 dapat dilakukan pada Aqueous Homogeneous Reactor subkritis dan breeder, oleh sebab itu harus dipastikan terlebih dahulu apakah desain Aqueous Homogeneous Reactor yang akan digunakan dapat tergolong dalam reaktor subkritis dan breeder. Penelitian dibutuhkan untuk memastikan reaktor dapat berfungsi dengan kekritisan yang tepat dan sifat neutronik yang sesuai sehingga dapat nantinya dilakukan pengambilan Mo-99. I.2 Perumusan Masalah Dalam penelitian terdapat banyak sekali permasalahan yang perlu diselesaikan. Namun, dalam sebuah penelitian kali ini terdapat dua masalah utama yang mendasari penelitian ini. Permasalahan ini merupakan fondasi dari penelitian ini sehingga nantinya penelitian ini dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya sampai dengan terbentuknya sebuah perangkat yang dapat dipergunakan secara masal.

4 4 Permasalahan tersebut adalah sebagai berikut dibawah; 1. Komposisi %mol pada core dan blanket Aqueous Homogeneous Reactor yang tepat sehingga didapatkan nilai kekritisan dibawah 1 atau dengan kata lain memiliki sifat subkritis. Nilai kekritisan reaktor diharapkan dapat mencapai sebesar-besarnya 0,98 2. Memastikan Aqueous Homogeneous Reactor tergolong reaktor breeder. Sistem ini mengharuskan reaktor memiliki nilai banding antara laju reaksi neutron capture pada bahan bakar thorium pada blanket dengan laju reaksi neutron absorbs uranium berada pada nilai diatas 1 dengan mengubah besar perbandingan nilai core dan blanket. Nilai banding atau biasa disebut CR ini dharapkan dapat mencapai nilai 1,15. Kedua permasalahan desain awal Aqueous Homogeneous Reactor yang telah di jelaskan diatas akan didekati dengan metode probabilistik yang diterapkan dalam software Monte Carlo n-particles (MNCP). Penggunakan metode Monte Carlo akan dapat menggambarkan probabilitas terjadi interaksi pada core dan blanket pada reaktor. Running program akan dilakukan sebanyak minimal dua kali, kedua running program ini memiliki fungsi yang berbeda namun saling terikat satu sama lainya. Running yang pertama adalah bertujuan untuk memastikan desain Aqueous Homogeneous Reactor yang telah dibuat dapat mencapai nilai kekritisan sebesarbesarnya 0,98 atau pada keadaan sub kritis. Running kedua bertujuan untuk mengetahui berapakah fluks neutron yang dibangkitkan pada core dan blanket reaktor sehingga nantinya didapatkan nilai CR yang benilai 1,15 atau lebih sehingga dapat dikatakan breeding. I.3 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui %mol bahan bakar core, blanket dari Aqueous Homogeneous Reactor sehingga dihasilkan reaktor yang subkritis dengan petunjuk nilai kekritisan 0,98 atau kurang serta memastikan reaktor tergolong pada reaktor breeder dengan petunjuk nilai CR 1,15. Parameter tersebut

5 5 diatas menunjukkan bahwa reaktor yang dibangun mencapai standar sebagai reaktor yang dapat digunakan untuk memproduksi Molybdenum-99 (Mo-99). I.4 Manfaat Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui %mol yang akan digunakan dalam pembangunan AHR untuk memproduksi Mo-99 dalam keadaan ideal. Penelitian ini akan mendapatkan nilai kekritisan yang didapatkan dari pembangunan reaktor serta nilau fluks neutron pada core dan blanket reaktor. Fluks pada core dan blanket ini akan menjadi acuan apakah reaktor AHR dapat dijalankan pada keadaan breeder. Keadaan ini dikarenakan nilai perbandingan dari laju reaksi neutron core dan blanket yang harus lebih dari 1. Hasil dari penelitian ini juga bermanfaat untuk menjadi parameter berikutnya dalam pembuatan reaktor AHR untuk melakukan produksi Mo-99. Sehingga penelitian ini akan menjadi sebuah fondasi pada penelitian selanjutnya yang akan dilakukan untuk menghasilkan reaktor yang dapat diterapkan dan dibangun untuk kepentngan perusahaan yang terkait. Sampai nantinya akan dapat dibangun Aqueous Homogeneous Reactor produksi Mo-99 untuk memanfaatkan thorium yang terkandung dalam monasit perusahaan.