Limbah nuklir adalah limbah radioaktif yang dihasilkan oleh reaktor nuklir, atau sisa dari proyek penelitian, penggunaan medis, dan pembuatan senjata nuklir. Metode klasifikasi dapat sedikit berbeda dari satu negara ke negara lain, tetapi dua kategori — limbah tingkat tinggi (HLW), dan limbah tingkat rendah (LLW) — umumnya dikenali, berdasarkan radioaktivitas, sumber dan waktu paruh. Bahan-bahan ini berpotensi berbahaya karena memancarkan radiasi pengion, yang dapat merusak atau membunuh sel, menghasilkan mutasi dan cacat lahir, serta menyebabkan kanker. Tingkat risiko tergantung pada tingkat, dan jenis, radioaktivitas, dengan beberapa bahan yang sangat berbahaya dalam bentuk mentah, dan yang lain menimbulkan sedikit ancaman di sebagian besar keadaan. Pembuangan limbah nuklir secara aman merupakan isu yang sedang berlangsung dan kontroversial.
Jenis dan Sumber
Limbah tingkat tinggi terutama terdiri dari batang bahan bakar bekas dari reaktor nuklir. Pembangkit listrik ini mengandalkan fisi nuklir untuk menghasilkan panas, dan bahan bakarnya dibuat menjadi batangan yang dapat dipindahkan masuk dan keluar dari inti reaktor untuk mengontrol prosesnya. Setelah beberapa waktu, laju pembelahan dalam sebuah batang akan berkurang sampai pada titik di mana ia tidak lagi efisien, dan batang tersebut akan dihilangkan. Batang yang dilepas dikenal sebagai batang bahan bakar bekas dan sangat radioaktif, mengandung sejumlah produk fisi — unsur radioaktif yang dibuat oleh proses fisi. Unsur-unsur ini meluruh pada tingkat yang berbeda, dan seiring waktu, batang menjadi kurang radioaktif, tetapi akan tetap berpotensi berbahaya selama ribuan tahun.
Sampah tingkat rendah, di AS, pada dasarnya mencakup segala sesuatu yang tidak termasuk dalam kategori sampah tingkat tinggi. Itu berasal dari berbagai macam sumber. Ini terdiri dari bahan-bahan yang telah bersentuhan dengan zat radioaktif, atau yang telah menjadi radioaktif sendiri karena terpapar beberapa bentuk radiasi, serta sejumlah kecil radioisotop dari lembaga penelitian dan rumah sakit. Contohnya adalah item pakaian pelindung yang dikenakan oleh staf yang bekerja dengan bahan radioaktif, dan alat suntik dan jarum yang digunakan untuk injeksi radioisotop untuk tujuan medis. Biasanya tetap berpotensi berbahaya antara beberapa puluh dan beberapa ratus tahun.
Beberapa negara memiliki kategori sampah menengah. Ini tidak diakui di AS, tetapi digunakan di Eropa, dan termasuk bagian reaktor nuklir yang dibuang yang bersentuhan dengan bahan bakar nuklir, dan bahan yang dihasilkan dari penghentian reaktor. Kategori lainnya adalah “mill tailing”, yang merupakan sisa dari ekstraksi uranium dari bijihnya. Ini hanya sedikit radioaktif, dan biasanya dianggap menimbulkan lebih banyak bahan kimia daripada bahaya radiologis, karena sering mengandung logam berat beracun.
Pembuangan
Limbah tingkat tinggi umumnya disimpan di lokasi di pembangkit listrik tenaga nuklir sampai tempat pembuangan yang layak tersedia. Selama periode penyimpanan awal ini disimpan di bawah setidaknya 20 kaki (6 meter) air, yang menyerap radiasi. Pilihan yang disukai untuk pembuangan jangka panjang adalah jauh di bawah tanah, dengan bahan radioaktif terbungkus kaca, dan dipantau dengan cermat. Menemukan tempat pembuangan yang cocok, bagaimanapun, bermasalah, karena rencana untuk menyimpan limbah radioaktif tinggi di lokasi tertentu cenderung menemui tentangan sengit. Batang bahan bakar bekas juga dapat disimpan di atas tanah dalam wadah logam dan beton besar.
Pilihan lain untuk batang bahan bakar bekas adalah pemrosesan ulang. Setelah bundel bahan bakar nuklir dikeluarkan dari reaktor, ia masih mengandung sebagian besar uranium aslinya, tetapi dicampur dengan produk fisi yang sangat radioaktif. Koktail radioaktif ini dapat dipisahkan melalui proses yang disebut pemrosesan ulang nuklir, yang memilah unsur-unsur dalam bahan bakar bekas, dan memungkinkan bahan bakar yang berguna untuk dipulihkan dan digunakan kembali. Proses ini masih menyisakan beberapa limbah radioaktif tinggi yang perlu dibuang, tetapi jumlahnya jauh lebih kecil. Pada 2013, pemrosesan ulang tidak dilakukan di AS, tetapi dilakukan di Inggris dan Prancis.
Limbah tingkat rendah disimpan dalam wadah khusus yang, bila perlu, memiliki tingkat pelindung yang sesuai dengan tingkat dan jenis radioaktivitas. Zat yang memancarkan radiasi alfa tidak memerlukan pelindung, karena hanya berbahaya jika tertelan atau terhirup. Radiasi gamma dan pemancar neutron, bagaimanapun, membutuhkan perisai yang signifikan. Seperti halnya limbah tingkat tinggi, material terkubur di bawah tanah, tetapi biasanya relatif dekat dengan permukaan.
Risiko yang Ditimbulkan oleh Limbah Nuklir
Limbah nuklir berpotensi berbahaya karena memancarkan jenis radiasi yang memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi atom, artinya atom menjadi bermuatan listrik karena, misalnya, elektron terlepas. Dalam tubuh manusia, atom bermuatan ini dapat berinteraksi dengan atom lain, menyebabkan perubahan kimia dalam sel dan DNA. Tingkat radiasi pengion yang tinggi membunuh sel dan dapat menyebabkan efek yang mengancam jiwa, sementara tingkat yang lebih rendah dapat menyebabkan kerusakan genetik dan kanker. Untuk menempatkan segala sesuatunya dalam perspektif, bagaimanapun, limbah nuklir tidak selalu lebih berbahaya daripada racun kimia, yang diproduksi dalam jumlah yang jauh lebih besar. Diperkirakan bahwa paparan publik terhadap agen penyebab kanker dari pembangkit listrik tenaga batu bara jauh lebih besar daripada dari limbah nuklir, karena bahan kimia, dan unsur radioaktif alami, yang dilepaskan ke atmosfer dari pembakaran batu bara.