Batang bahan bakar nuklir tidak benar-benar dianggap kosong saat keluar dari reaktor. Setelah dipakai, material ini masih menyimpan sebagian besar potensi energinya, tetapi energi itu tidak lagi mudah diambil dengan cara yang praktis dan aman.
Alasan itulah yang membuat bahan bakar bekas kerap dibuang, bukan karena nilainya sudah hilang sama sekali. Di dalamnya masih tersisa sekitar 90 persen potensi energi, namun komposisinya sudah berubah sehingga tidak layak lagi dipakai seperti bahan bakar awal.
Di reaktor, uranium bekerja dengan memicu reaksi fisi untuk melepas panas dalam jumlah sangat besar. Bahan bakar itu mula-mula dibuat dari pelet keramik uranium rendah pengayaan yang dimasukkan ke dalam selubung logam, lalu disusun menjadi batang bahan bakar sebelum dipakai.
Setelah melalui proses pembakaran di reaktor, bahan bakar bekas masih mengandung sekitar 96 persen uranium awal. Masalahnya, kadar isotop U-235 yang bisa dibelah turun menjadi kurang dari 1 persen, sehingga bahan itu tidak lagi cocok untuk menjalankan reaktor dengan cara yang sama seperti sebelumnya.
Mengapa tidak diproses ulang
Secara teori, bahan bakar bekas masih bisa diolah lagi. Namun, proses itu sering dianggap tidak sepadan karena biaya dan risikonya lebih besar dibanding memakai uranium baru yang masih jauh lebih murah untuk ditambang dan diproses.
Komposisi bahan bakar bekas juga menyulitkan. Sekitar 3 persen berubah menjadi limbah yang tidak bisa digunakan, sementara sekitar 1 persen sisanya berupa plutonium yang terbentuk di dalam reaktor.
Proses reprocessing sendiri rumit dan tidak sederhana untuk dijalankan. Pemerintah Amerika Serikat menghentikan reprocessing pada akhir 1970-an, lalu juga berhenti bereksperimen dengan bahan bakar hasil olahan ulang karena pertimbangan biaya dan kerumitan teknis.
Sebagian pihak kemudian 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.
Meski begitu, metode tersebut memunculkan kekhawatiran baru. Prosesnya mahal, berbahaya, dan berpotensi menghasilkan material berkadar senjata, sehingga minat terhadapnya tidak besar ketika 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.
Masalahnya bukan hanya teknis
Pembuangan limbah nuklir juga menyangkut logistik dan keamanan. Limbah yang akan diproses ulang harus dikirim ke fasilitas reprocessing, yang biasanya lebih jauh daripada lokasi pembuangan biasa dan kadang melintasi negara.
Sesudah diolah, material itu harus kembali lagi ke lokasi reaktor. Perjalanan bolak-balik seperti ini menambah risiko, dan para ahli menilai jarak tempuh yang lebih panjang membuka peluang lebih besar bagi kecelakaan atau pencurian.
Di Amerika Serikat, limbah ini disimpan dan dibuang secara aman di lebih dari 70 lokasi di 35 negara bagian. Itu menunjukkan bahwa pengelolaan tetap dimungkinkan, meski jalur reprocessing bukan pilihan yang paling praktis.
Daur ulang tetap ada, tetapi belum dominan
Daur ulang limbah nuklir memang bukan hal mustahil. Orano di La Hague, Prancis, sudah menjalankan fasilitas reprocessing selama lebih dari 50 tahun bersama pabrik Melox, dan dari sana lahir 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.
Namun MOX bukan jawaban akhir. Bahan bakar itu tetap menghasilkan limbah, dan limbah tersebut masih harus disimpan serta dibuang dengan aman di tempat lain.
Ada juga upaya baru dari startup nuklir Oklo yang ingin menunjukkan reaktor baru yang bisa memakai material hasil reprocessing sebagai bahan bakar segar. Meski demikian, kritiknya menyebut teknologi pyroprocessing sudah lama ada, sementara kelayakannya dinilai belum didukung riset yang dapat diverifikasi.
Di sisi lain, reaktor generasi berikutnya berpotensi mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan. Reaktor yang lebih efisien diperkirakan menghasilkan limbah lebih sedikit, meski persoalan limbah nuklir tetap belum hilang sepenuhnya.
