Bahan bakar nuklir bekas

Bahan bakar nuklir bekas adalah bahan bakar nuklir yang sudah mengalami iradiasi di dalam sebuah reaktor nuklir (biasanya di pembangkit listrik tenaga nuklir). Bahan bakar ini sudah tidak dapat lagi dimanfaatkan untuk menghasilkan reaksi nuklir di dalam sebuah reaktor termal. Tergantung pada tahapannya dalam siklus bahan bakar nuklir, bahan bakar nuklir bekas mungkin memiliki isotop yang berbeda.

Kolam bahan bakar nuklir bekas di sebuah reaktor nuklir.

Bahan bakar nuklir bekas masih mengeluarkan panas meskipun reaktornya sudah dimatikan dan reaksi fisi nuklir sudah tidak lagi berlangsung. Hal ini diakibatkan oleh peluruhan beta produk fisi. Pada saat reaktor dimatikan, panasnya diperkirakan sekitar 7% dari panas inti sebelumnya apabila reaktornya memiliki sejarah yang panjang. Sekitar 1 jam setelah dimatikan, panas yang tersisa masih sekitar 1,5%. Setelah sehari, panas ini turun menjadi 0,4%, dan kemudian setelah seminggu menjadi 0,2%.

Bahan bakar nuklir bekas yang sudah tidak digunakan disimpan di dalam kolam bahan bakar nuklir bekas selama setahun atau lebih (di beberapa tempat bahkan bisa mencapai 10 hingga 20 tahun) untuk mendinginkannya dan juga agar radiasinya tidak menyebar ke tempat lain.

Risiko

Terdapat kekhawatiran bahwa kolam bahan bakar nuklir bekas rentan kecelakaan yang diakibatkan oleh gempa bumi atau serangan teroris yang dapat mengakibatkan pelepasan radiasi. Di Amerika Serikat, semenjak serangan 11 September, Komisi Regulasi Nuklir telah mengeluarkan sejumlah aturan yang menyatakan bahwa kolam bahan bakar nuklir bekas harus tahan bencana alam dan serangan teroris. Oleh sebab itu, kolam ini biasanya dilindungi dengan baja dan beton yang tebal, dan sering diperiksa untuk memastikan agar kolam tersebut tetap tahan gempa bumi, tornado, atau badai.

Produk fisi

Deret radioaktif uranium

3% dari massa terdiri dari produk fisi ²³⁵U dan ²³⁹Pu (juga produk tidak langsung dalam rantai peluruhan); ini dianggap sebagai limbah radioaktif atau dapat dipisahkan lebih lanjut untuk berbagai keperluan industri dan medis. Produk fisi meliputi setiap unsur dari seng sampai lantanida ; sebagian besar hasil fisi terkonsentrasi di dua puncak, satu di baris transisi kedua (Zr, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag) dan yang lainnya di tabel periodik (I, Xe, Cs, Ba, La, Ce, Nd). Banyak produk fisi adalah radioisotop non-radioaktif atau hanya berumur pendek, tetapi sejumlah besar adalah radioisotop berumur menengah sampai panjang seperti ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ⁹⁹Tc dan ¹²⁹I. Penelitian telah dilakukan oleh beberapa negara berbeda untuk memisahkan isotop langka dalam limbah fisi termasuk "platinoid fisi" (Ru, Rh, Pd) dan perak (Ag) sebagai cara untuk mengimbangi biaya pemrosesan ulang; tetapi saat ini tidak dilakukan secara komersial.

Produk fisi dapat memodifikasi sifat termal dari uranium dioksida; oksida lantanida cenderung menurunkan konduktivitas termal bahan bakar, sedangkan nanopartikel logam sedikit meningkatkan konduktivitas termal bahan bakar.

Tabel data kimia

Bentuk kimia dari produk fisi dalam uranium dioksida

Element	Gas	Logam	Oksida	Larutan padat
Br Kr	Ya	-	-	-
Rb	Ya	-	Ya	-
Sr	-	-	Ya	Ya
Y	-	-	-	Ya
Zr	-	-	Ya	Ya
Nb	-	-	Ya	-
Mo	-	Ya	Ya	-
Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sb	-	Ya	-	-
Te	Ya	Ya	Ya	Ya
I Xe	Ya	-	-	-
Cs	Ya	-	Ya	-
Ba	-	-	Ya	Ya
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu	-	-	-	Ya

Lihat pula

• Limbah radioaktif
• Kecelakaan dan insiden nuklir
• Pencemaran radioaktif
• Pemrosesan ulang nuklir
• Radiasi alam
• Peluruhan radioaktif
• Produk peluruhan
• Rantai peluruhan
• Deret radioaktif
• Tangkapan neutron
• Tangkapan elektron
• Radiasi pengion
• Racun neutron