Peneliti UGM berhasil mengembangkan purwarupa baterai nuklir sebagai sumber energi listrik ramah lingkungan dengan perkiraan daya tahan selama 40 tahun. Baterai nuklir dapat dimanfaatkan untuk sumber energi khususnya di daerah terpencil dan memungkinkan untuk digunakan berbagai peralatan elektronik di Indonesia.
Teknologi baterai nuklir telah lama dikembangkan dengan beragam metode konversi energi. Metode konversi energi yang banyak diteliti salah satunya adalah baterai alfa fotovoltaik. Pada baterai alfa fotovoltaik, radiasi sinar alfa yang dipancarkan oleh material radioaktif diubah menjadi foton cahaya ketika melewati material pengonversi radiasi. Sebagian foton yang dihasilkan akan bergerak menuju fotovoltaik dan sebagiannya menumbuk reflektor yang berada di antara sumber dan material pengonversi radiasi. Foton yang menumbuk permukaan reflektor akan direfleksikan kembali ke fotovoltaik dan dikonversikan menjadi listrik. Sebagai sebuah perangkat penghasil energi yang memanfaatkan radiasi sinar alfa, maka baterai alfa fotovoltaik harus ditempatkan di dalam kompartemen. Untuk itu dilakukan desain kompartemen baterai nuklir pada awal tahun 2017 yang memiliki fungsi ganda, yaitu fungsi proteksi radiasi maupun keamanan zat radioaktif.
Manfaat Kompartemen Baterai Nuklir
Kompartemen baterai nuklir memiliki dua fungsi, yaitu fungsi proteksi radiasi dan keamanan zat radioaktif. Proteksi radiasi berhubungan dengan kemampuan dinding kompartemen untuk menahan radiasi yang dipancarkan oleh zat radioaktif maupun pengotornya. Radiasi yang menjadi acuan untuk tindakan proteksi adalah radiasi gamma dengan energi dan aktivitas paling tinggi, baik berasal dari zat radioaktif maupun pengotor.
Perlindungan fisik terhadap baterai alfa fotovoltaik berhubungan dengan kemampuan kompartemen untuk melindungi zat radioaktif berupa sumber alfa dari upaya pencurian. Oleh sebab itu kompartemen harus didesain kokoh agar zat radioaktif tidak mudah dicuri. Persyaratan desain lain yang harus dipenuhi oleh kompartemen baterai nuklir adalah ketahanan terhadap guncangan dan tubrukan. Komponen perangkat baterai nuklir harus terpasang kuat di dalam kompartemen agar tidak mudah bergeser.
Kompartemen baterai nuklir ini ditujukan untuk memanfaatkan potensi baterai alfa fotovoltaik di daerah yang terisolir dengan umur operasi 50 tahun.
Keunggulan Desain Kompartemen Baterai Nuklir
Sumber radiasi untuk baterai alfa umumnya adalah Plutonium 238 dan Americium-241. Sumber alfa ini dipilih karena memiliki kemurnian dan rapat daya yang tinggi.
Purwarupa Baterai Nuklir Karya Peneliti UGM (Dok.UGM)
Kemurnian sumber alfa yang digunakan rendah sehingga harga zat radioaktif lebih murah, namun konsekuensinya adalah radiasi gamma yang berasal dari pengotor lebih besar. Kompartemen baterai nuklir didesain dengan mempertimbangkan keselamatan lingkungan oleh paparan radiasi gamma dari sumber alfa kemurnian rendah. Desain juga mempertimbangkan aspek keamanan dari upaya pencurian sumber zat radioaktif.
Kompartemen baterai nuklir dirancang sebagai kompartemen yang dapat memuat beberapa perangkat baterai nuklir. Dimensi kompartemen baterai nuklir dapat disesuaikan, bergantung pada jumlah perangkat baterai nuklir, aktivitas zat radioaktif serta material pengungkung yang digunakan. Jenis material pengungkung yang digunakan mempengaruhi ketebalan yang diperlukan berkaitan dengan standar proteksi radiasi. Di dalam kompartemen baterai nuklir terdapat sekat-sekat untuk memasang perangkat baterai nuklir sehingga perangkat baterai nuklir tidak bergeser dan ajeg pada posisinya. Desain kompartemen baterai nuklir juga memiliki fungsi pendinginan. Pendinginan memanfaatkan ruang di antara sekat serta ruang kosong di bagian atas perangkat. Panas yang dihasilkan disirkulasi ke lingkungan melalui lubang ventilasi pada kedua sisi kompartemen. Bagian penutup dari kompartemen baterai nuklir menggunakan pintu geser yang dikunci dengan sistem pegas pada bagian gagang pintu geser. Pintu geser yang telah tertutup dan dikunci dengan sistem pegas dapat dikunci permanen menggunakan baut tanpa kepala yang kemudian dilas sehingga kompartemen baterai nuklir semakin sulit untuk dibuka.
Kemungkinan Produksi
Sejak tahun 2018, minat untuk mengembangkan catu daya kompak yang memanfaatkan radiasi pengion (baterai nuklir) di Indonesia mengalami peningkatan. Di tahun 2019, di dunia dan khususnya di Indonesia ada beberapa riset yang sedang berlangsung atau yang akan berlangsung tentang baterai nuklir. Sehingga potensi penggunaan kompartemen baterai nuklir sebagai tempat atau wadah pengungkung baterai nuklir cukup besar.
Pembuatan kompartemen baterai nuklir tidak membutuhkan production line yang rumit. Untuk membuat kompartemen baterai nuklir hanya dibutuhkan desain kompartemen berupa berkas digital yang kemudian diserahkan ke perusahaan manufaktur untuk diproduksi. Pembuatan purwarupa kompartemen baterai nuklir oleh perusahaan manufaktur adalah sekitar 2-3 hari.
