Tren Teknologi Nuklir 2023 Dari Pengobatan Hingga Propulsi. Perkembangan teknologi nuklir akan terus berlanjut dengan berbagai terobosan. Nuklir bukan hanya untuk senjata atau pembangkit listrik, namun aplikasinya bisa untuk kesehatan dan sistem propulsi. Bagaimana tren teknologi Nuklir 2023? Berikut ulasannya
Nuklir Energi Bersih
Reaktor nuklir konvensional padat modal, membutuhkan permintaan beban dasar konstan, dan menimbulkan risiko lingkungan yang tinggi. Oleh karena itu, para pemula mengembangkan reaktor nuklir canggih seperti mikro dan reaktor modular kecil (SMR) berdasarkan fisi dan fusi.
SMR adalah sistem yang aman secara pasif dan menawarkan modularitas, penggunaan ulang bahan bakar, dan integrasi dengan sumber energi terbarukan seperti angin dan matahari. Utilitas semakin banyak menggunakan SMR untuk memulai produksi listrik bebas karbon.
Reaktor canggih memberikan fleksibilitas untuk menggunakan pendingin berbasis air dan non-air, mengurangi periode pengisian bahan bakar, dan bekerja dengan bahan bakar sintetis. Reaktor garam cair, berbasis thorium, berpendingin gas, dan berpendingin logam cair adalah contoh reaktor canggih yang mengkomersialkan pembangkit energi bersih.
Selanjutnya, startup memanfaatkan portabilitas mikro-reaktor untuk menyediakan sumber energi yang lebih ramah lingkungan di daerah terpencil dan operasi luar angkasa. Selain itu, inovasi ini mendekarbonisasi produksi hidrogen, desalinasi air, dan proses industri lainnya yang membutuhkan energi panas dalam jumlah besar.
- Startup Prancis Jimmy membuat generator termal untuk menghasilkan panas bebas karbon. Generator termal startup menggunakan reaktor mikro nuklir (HTR) suhu tinggi dan bahan bakar nuklir partikel tri-struktural isotropik (TRISO) untuk menghasilkan panas. Mereka menampilkan batang kendali, sirkulator, dan penukar panas industri untuk beradaptasi dan mengangkut panas yang dihasilkan. Startup ini juga menggunakan grafit sebagai moderator nuklir untuk mencekik reaktor dan memungkinkan pembuangan sisa panas jika terjadi kecelakaan. Produsen industri menggunakan generator Jimmy sebagai sumber panas alternatif rendah karbon dan terjangkau dalam proses mereka sambil meningkatkan kualitas dan keamanan udara.
Cairan Ganda membuat Reaktor Cairan Ganda - Startup Kanada Dual Fluid membangun inti reaktor nuklir canggih yang menggabungkan sifat-sifat garam cair dan reaktor berpendingin logam cair. Teknologi yang dipatenkan startup ini menggunakan dual-fluid core di mana satu membawa bahan bakar cair dan yang lainnya mengekstraksi panas untuk menggerakkan pembangkit nuklir.
Desain ini memungkinkan penggunaan bahan fisil apa pun, termasuk limbah nuklir, sebagai bahan bakar dan meningkatkan keamanan dengan menutup sendiri reaktor pada suhu tinggi. Selain itu, meningkatkan efisiensi bahan bakar dan menggunakan kembali limbah fisi dari bahan bakar bekas untuk menciptakan siklus bahan bakar baru, sehingga mengurangi volume limbah. Beberapa inti SMR-nya, DF300, menggantikan pembangkit listrik yang ada untuk menghasilkan produksi energi yang efisien dan bersih di segala kondisi cuaca.
Startup NANO Nuclear yang berbasis di AS mengembangkan μSMR canggih untuk produksi energi bersih sesuai permintaan. Startup menghilangkan pendingin dan pompa dari desain reaktor dengan memanfaatkan inti padat dan konduksi termal untuk perpindahan panas. Desain kompak ini memudahkan pengangkutan hingga pembangkit listrik menggunakan sistem transportasi yang ada. Reaktor nuklir nano seluler yang dapat diganti dari startup diusulkan untuk ditempatkan di jaringan listrik yang ada dan proyek perumahan, komersial, dan industri.
Kedokteran Nuklir
Radiofarmasi diagnostik dan klinis sangat penting untuk mendiagnosis dan mengobati berbagai penyakit. Namun, paparan radiasi yang sering juga sama berbahayanya. Startup memerangi ini dengan mengembangkan isotop medis baru dan alat yang memungkinkan peningkatan pencitraan dan pengiriman obat yang ditargetkan. Radiotracer canggih untuk tomografi emisi positron (PET) dan radioterapi memberikan presisi pada terapi penyakit yang kompleks.
Ini terutama meningkatkan perawatan kanker dan penyakit kardiovaskular. Radioisotop dengan waktu paruh yang lebih lama memungkinkan pembuatan biomarker penyakit tertentu, menargetkan sel tumor dengan lebih baik, dan mencegah kebocoran radiasi. Startup menggunakan inovasi seperti siklotron medis, akselerator partikel, dan SMR untuk mengembangkan pelacak radioaktif yang bersih dan beragam serta meningkatkan pengobatan nuklir.
- Tetrakit adalah startup Denmark yang menciptakan platform radiolabeling untuk mengembangkan radiofarmasi theranostic. Ini menggunakan kimia klik untuk memberi label radionuklida terapeutik dengan vektor penargetan universal untuk menghasilkan produk yang diinginkan secara hemat biaya. Startup ini mengembangkan senyawa radiofarmasi eksklusif menggunakan platformnya untuk digunakan dalam pencitraan PET dan terapi radionuklida bertarget (TAT). Radiofarmasi lain juga menggunakan platform Tetrakit untuk mengembangkan perawatan yang terjangkau bagi pasien kanker metastatik.
- Startup Spanyol Ysotope mengembangkan radiotracers untuk memantau sel chimeric antigen receptor-T (CAR-T) pada pasien kanker. Radiotracer co-diagnostik startup menggunakan ligan spesifik untuk melacak distribusi dan konsentrasi sel CAR-T dalam jaringan tubuh yang berbeda. Teknik pencitraan nuklir ini memungkinkan ahli hemato-onkologi dan radioterapis untuk memberikan perawatan yang dipersonalisasi kepada pasien kanker darah yang menjalani terapi sel CAR-T.
- Startup Swiss Nemosia mengembangkan pelacak PET yang mendiagnosis gangguan neurologis dan mencegah degenerasi saraf. Pelacak PET startup menargetkan reseptor N-methyl-D-aspartate (NMDA), yang merupakan biomarker penting dari degenerasi saraf. Ini memungkinkan deteksi dini penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer dan multiple sclerosis. Selanjutnya, pelacak startup memajukan pengembangan obat, meningkatkan rekrutmen pasien, dan memungkinkan terapi yang dipersonalisasi.
Kecerdasan Buatan
AI menghadirkan efisiensi, penghematan biaya, dan ketahanan pada operasi tenaga nuklir. Startup membangun alat robotic process automation (RPA) untuk memantau fasilitas nuklir dan survei radiasi untuk pertambangan, keamanan pangan, dan analisis tanah. Otomasi berbasis AI semakin membatasi paparan manusia terhadap kontaminasi radioaktif.
Solusi tersebut memanfaatkan data pemantauan tingkat radiasi dari dosimeter dan menghasilkan peta kontaminasi untuk mengurangi risiko kesehatan penduduk. Selain itu, AI meningkatkan kecepatan analisis informasi dan memberikan dukungan keputusan. Ini meningkatkan operasi pabrik, penghancuran struktur nuklir, dan merancang alur kerja yang rumit.
Startup juga menggunakan simulasi berbasis AI untuk merancang reaktor nuklir generasi mendatang dan penemuan material untuk meningkatkan kinerja dan keamanannya.
- Startup Serva Energy yang berbasis di AS menawarkan perangkat lunak simulasi nuklir untuk merampingkan produksi bahan nuklir pintar. Perangkat lunak ini menggunakan AI untuk analisis elemen hingga (FEA) untuk memodelkan reaksi nuklir dan menciptakan jalur yang efisien untuk pengembangan material. Selain itu, akselerator partikel memantau reaksi nuklir secara akurat sementara AI Serva Energy menganalisis data ini untuk memodifikasi pelet bahan bakar untuk kontrol reaktivitas yang lebih baik. Ini mengurangi waktu pengembangan untuk bahan bakar canggih dan bebas emisi. Startup ini juga mengembangkan berbagai radioisotop medis dan bahan bakar toleran kecelakaan untuk reaktor komersial guna meningkatkan keselamatan, stabilitas, dan usia operasional.
- Startup Nuclearn yang berbasis di AS menyediakan platform bertenaga AI untuk mengotomatiskan operasi rutin pembangkit listrik tenaga nuklir. Ini menerapkan model pembelajaran mesin (ML) pra-terlatih siap pakai untuk mengotomatiskan tugas-tugas seperti penyaringan rencana tindakan korektif (CAP) dan penilaian kesiapan kepatuhan. Platform ini menawarkan integrasi tingkat sistem melalui antarmuka pemrograman aplikasi (API) dan memberikan prediksi dan laporan sensitif waktu pada parameter yang dipilih. Pemilik dan operator pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakannya untuk menghasilkan laporan tentang pemantauan kondisi dan penilaian keselamatan sambil meningkatkan efisiensi operasional.
Semikonduktor
Radiasi pengion dari akselerator partikel dan pembangkit listrik tenaga nuklir menurunkan fungsi normal perangkat semikonduktor. Insiden semacam itu membuat proyek pembangkit listrik dan misi kedirgantaraan menjadi tidak efektif dan menimbulkan tantangan desain.
Startup menggunakan bahan semikonduktor yang diperkeras dengan radiasi yang meningkatkan kemampuan kerja perangkat elektronik dan sirkuit digital di lingkungan yang sangat terionisasi. Bahan iradiasi mengubah sifat semikonduktor dan startup memanfaatkan fitur ini untuk memperkenalkan modifikasi khusus aplikasi pada bahan semikonduktor. Ini menghasilkan peningkatan konduktivitas listrik, toleransi cacat, dan umur operasional komponen.
Mereka terutama menemukan aplikasi dalam peralatan militer, perangkat medis, sistem industri, dll. Selain itu, perusahaan rintisan menggunakan kembali produk peluruhan atau fisil dari reaktor di detektor asap dan pelacak industri. Demikian pula, inovasi dalam sirkuit terintegrasi (IC) memungkinkan perusahaan rintisan memproduksi microchip yang mendeteksi tingkat radiasi di lingkungan kerja dan meningkatkan keselamatan secara keseluruhan.
- Startup Actinia yang berbasis di AS mengembangkan semikonduktor perovskite halida semua-anorganik Cesium Lead Bromide (CsPbBr3 atau CLB). Startup ini memanfaatkan teknologi pertumbuhan miliknya untuk menghasilkan kristal CLB tunggal yang dikontrol ukuran, murni. Kristal-kristal ini menunjukkan kemampuan diskriminasi energi tinggi serta sensitivitas dan resolusi tinggi terhadap sinar-X dan sinar gamma. Oleh karena itu, semikonduktor perovskit ini digunakan dalam detektor nuklir untuk keamanan perbatasan, pertahanan, pencitraan medis, dan peralatan keamanan industri.
- Startup Irlandia Varadis mengembangkan RADFET, chip mikroelektronik untuk dosimetri aktif. Ini adalah transistor efek medan logam-oksida-semikonduktor p-channel diskrit (MOSFET) yang mendeteksi sinar gamma, sinar-X, dan proton. Faktor bentuk RADFET yang kecil memungkinkan integrasinya ke dalam sistem elektronik dan menunjukkan toleransi untuk dosis antara 1 centigray (cGy) hingga 1 kilogray (kGy). Selain itu, startup memproduksi RADFET Reader PRO untuk mengukur tegangan keluaran chip RADFET. Badan antariksa, produsen komponen satelit, dan fasilitas penelitian ilmiah menggunakan chip ini untuk memantau dan mengukur tingkat radiasi.
Teknologi Propulsi
Sistem propulsi nuklir menghasilkan lebih banyak daya dorong dan hemat bahan bakar daripada sistem propulsi kimiawi konvensional. Kemajuan dalam SMR juga memajukan propulsi termal, listrik, dan solar hybrid karena sistem ini memungkinkan perakitan modular. Perusahaan rintisan dan peningkatan skala dalam industri teknologi luar angkasa, kedirgantaraan, kelautan, dan otomotif menggabungkan tenaga nuklir dalam desain mesin mereka. Desain sistem luar angkasa lebih memilih mesin propulsi termal dan listrik nuklir karena merupakan sumber energi yang andal untuk misi luar angkasa yang dalam. Selain itu, mereka menawarkan kapasitas muatan yang lebih besar dan waktu penerbangan yang lebih singkat. Selain efisiensi daya, propulsi nuklir menurunkan jejak karbon dan karenanya semakin banyak diujicobakan dalam teknologi konsumen lainnya.
Nearstar Fusion menyediakan Teknologi Propulsi Fusion
- Startup yang berbasis di AS Nearstar Fusion membuat pembangkit listrik hypervelocity gradient field fusion (HGFF) berdasarkan teknologi propulsi fusi dan reaktor garam cair. Pabrik HGFF menghasilkan reaksi fusi berdenyut terus menerus melalui peluncur hypervelocity untuk mempercepat kapsul bahan bakar ke kumparan medan. Mekanisme ini memberikan energi terus menerus dan mengurangi kompleksitas pabrik. Akibatnya, ia memajukan propulsi pesawat ruang angkasa dengan energi terbarukan yang bersih.
Core Power memajukan Marine Propulsion - Startup Core Power yang berbasis di Inggris mengembangkan propulsi listrik nuklir untuk kapal. Reaktor startup dan sistem konversi daya menghasilkan dan mendistribusikan daya untuk semua sistem propulsi dan tambahan kapal. Reaktor untuk kapal semacam itu terletak di lambung, bukan di buritan seperti di kapal tradisional dan menawarkan efisiensi propulsi yang lebih tinggi. Solusi startup mendekarbonisasi industri perkapalan, meningkatkan efisiensi energi di atas kapal, dan meningkatkan kecepatan kapal kargo listrik.
Pengelolaan Limbah Nuklir
Pengelolaan limbah nuklir sangat penting untuk membuat teknologi nuklir berkelanjutan. Limbah tingkat tinggi dan transuranik adalah zat radioaktif utama yang dihasilkan dari reaktor nuklir, penambangan tanah jarang, dan pemrosesan senjata. Inovasi dalam teknologi pengelolaan limbah memungkinkan perusahaan rintisan memanfaatkan limbah radioaktif untuk produksi energi. Solusi limbah menjadi energi (WTE) memisahkan plutonium dan uranium bekas dari limbah nuklir dan memprosesnya kembali untuk membuat bahan bakar reaktor dan memajukan siklus bahan bakar. Startup juga sedang mengembangkan solusi perbaikan lingkungan dan penyimpanan limbah radioaktif untuk bencana nuklir dan penonaktifan pembangkit listrik.
Newcleo menawarkan Bahan Bakar Nuklir Daur Ulang
- Startup Newcleo yang berbasis di Inggris menciptakan bahan bakar campuran oksida (MOX) dari limbah nuklir. Ini terdiri dari Uranium yang habis dari reaktor yang diberi makan Uranium, Plutonium dari bahan bakar nuklir bekas, dan Thorium. Selain itu, startup ini mengembangkan reaktor cepat berpendingin timbal (LFR) yang diumpankan dengan bahan bakar MOX yang dibuat dari limbah nuklir yang diproses ulang. Dengan demikian, ini memungkinkan penyelesaian siklus bahan bakar dan mengurangi limbah nuklir dan kardiotoksisitas, meningkatkan efektivitas biaya dan keberlanjutan.
- Startup NDB yang berbasis di AS mengembangkan sel volta atom yang dapat diisi sendiri yang menghasilkan daya yang stabil. Baterai nuklir startup, NBD Cell, mengubah energi yang dilepaskan dari peluruhan radioaktif isotop dari bahan bakar nuklir daur ulang menjadi energi yang dapat digunakan. Teknologi nanodiamondnya membuat baterai ini cocok untuk aplikasi berdaya tinggi. Selanjutnya, sel volta nuklir menggunakan spektrum radioisotop yang luas sebagai sumber tenaga, membuat sistem baterai tidak berpolusi. Baterai nuklir NDB menemukan aplikasi di pusat data, teknologi medis, elektronik konsumen, kelautan, otomotif, penerbangan, dan teknologi luar angkasa.
Sumber: www.startus-insights.com
