ATLANTA (AP) — Ledakan yang merusak pembangkit listrik tenaga nuklir Jepang yang lumpuh selama bencana yang memaksa evakuasi massal pada tahun 2011 menunjukkan apa yang bisa terjadi jika bahan bakar nuklir terlalu panas.

Menanggapi kecelakaan pembangkit listrik tenaga nuklir Fukushima Dai-ichi, pemerintah AS telah meningkatkan pendanaan secara besar-besaran untuk mengembangkan wadah bahan bakar nuklir yang lebih kuat, dengan harapan dapat memacu inovasi dalam desain yang tidak banyak berubah selama bertahun-tahun. Sebelum terjadinya kecelakaan, Departemen Energi AS menghabiskan sekitar $2 juta per tahun untuk merancang bahan bakar nuklir baru, namun kini angka tersebut telah meningkat menjadi $30 juta.

Saat ini, para ilmuwan di beberapa institusi sedang mengembangkan desain yang dapat mulai mencapai reaktor pada musim panas ini, diikuti dengan pengujian yang lebih luas di masa depan.

Tujuannya adalah untuk menciptakan bahan bakar nuklir yang lebih tahan terhadap kerusakan dan pelelehan dalam situasi ekstrem, serta tidak terlalu rentan terhadap reaksi kimia yang menggerogoti lapisan logamnya dan menghasilkan hidrogen, gas yang mudah meledak. Jika para peneliti berhasil, maka pekerja di pembangkit listrik tenaga nuklir akan memiliki lebih banyak waktu untuk mencegah kecelakaan yang menyebabkan kehancuran yang mengeluarkan radiasi. Apa yang mereka coba bukanlah obat untuk menghindari semua kecelakaan, namun cara untuk mengurangi risiko.

“Ini pada dasarnya merupakan kebijakan asuransi untuk reaktor,” kata Andrew Griffith, direktur penelitian dan pengembangan siklus bahan bakar di Departemen Energi.

Para ilmuwan yang bekerja dalam proyek yang didanai oleh pemerintah dan industri bereksperimen dengan berbagai solusi sebelum berfokus pada teknologi yang paling menjanjikan.

Bahan bakar nuklir tidak banyak berubah selama beberapa dekade. Uranium dioksida dikompres menjadi butiran seukuran kuku jari tangan, kemudian ditempatkan pada batang bahan bakar setinggi sekitar 4,5 meter, yang selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung yang terbuat dari paduan zirkonium. Lapisan ini menahan korosi di dalam reaktor, melindungi terhadap panas dan bertindak sebagai penghalang yang menjaga unsur-unsur radioaktif tetap di tempatnya tanpa terlalu mempengaruhi energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir.

Bahan bakar nuklir dirancang untuk tahan terhadap kecelakaan, namun bencana di pembangkit listrik Fukushima Dai-ichi menunjukkan bahwa pembangkit listrik tersebut dapat rusak dalam kondisi ekstrim.

Setelah gempa bumi, gelombang tsunami menghantam pemecah gelombang pembangkit listrik dan merusak peralatan listrik yang diperlukan untuk menjaga sistem pendingin pembangkit tetap berjalan. Ketika permukaan air turun, lapisan pelindung bereaksi dengan uap dan teroksidasi, menghasilkan hidrogen. Para ilmuwan mengatakan bahwa hidrogen menyebabkan beberapa ledakan yang merusak tanaman.

Reaksi yang sama juga menghasilkan panas, berkontribusi terhadap suhu ekstrem yang memungkinkan bahan bakar meleleh dan menghasilkan produk sampingan radioaktif yang terlepas ke lingkungan. Selama pengoperasian reaktor normal, terjadi oksidasi, namun tidak seperti yang terjadi pada kecelakaan ekstrem.

Para ilmuwan sedang mempelajari serangkaian perbaikan.

Beberapa mengusulkan perubahan mendasar. Lembaga Penelitian Tenaga Listrik sedang bereksperimen dengan lapisan molibdenum yang mempertahankan kekuatannya lebih baik daripada lapisan zirkonium saat ini pada suhu tinggi. Dan logam yang lebih kuat akan mencegah bahan bakar melebur dan mengendap di dalam reaktor jika terjadi kecelakaan ekstrem.

Pada gilirannya, para insinyur di Universitas Tennessee sedang menguji casing keramik yang dapat menahan suhu lebih tinggi dibandingkan casing konvensional, sementara Westinghouse Electric Co. berharap untuk menggunakan silikon karbida sebagai dasar casingnya dalam desain masa depan.

Namun perbaikan yang lebih cepat dapat dihasilkan dari modifikasi desain yang sudah ada. Brent Heuser, seorang insinyur nuklir di Universitas Illinois, telah menerima dana dari pemerintah federal untuk mengembangkan pelapis yang dapat diterapkan pada pelapis yang digunakan untuk mencegah reaksi kimia yang menghasilkan hidrogen, panas, dan melemahkan kekuatan lapisan. Timnya juga tertarik pada bahan bakar yang dapat beregenerasi sendiri yang memiliki bahan yang bermigrasi ke permukaan batang saat terjadi kecelakaan untuk membentuk lapisan pelindung.