Hidrogen-3 (H-3)

Hidrogen ketiga

Hidrogen memiliki tiga isotop dan hanya merekalah yang punya nama sendiri, karena melipatduakan lalu melipattigakan massa atom teringan mengubah perilakunya dengan cara yang tak dilakukan penambahan satu neutron pada karbon.

Protium adalah satu proton tunggal, 99,98 % dari seluruh hidrogen. Deuterium menambah satu neutron. Tritium menambah dua, dan tak stabil — ia berubah menjadi helium 3 dengan waktu paruh 12,32 tahun.

⚠️ Partikel beta itu luar biasa lemah, rata-rata 5,7 kiloelektronvolt. Ia tak menembus kulit, tak menembus selembar kertas, tak menembus dinding tabung kaca tempatnya biasa disimpan. Tritium salah satu dari sedikit bahan radioaktif yang tak berbahaya bila berada di dekat kita.

Produksi alaminya sedikit: sinar kosmik membuat beberapa kilogram setahun di seluruh atmosfer, seimbang dengan yang meluruh. Semua yang dipakai dibuat.

Cahaya tanpa listrik

Tanda pintu keluar bertritium adalah tabung kaca tersegel berisi gas tritium dengan fosfor pada dinding dalamnya. Partikel beta menumbuk fosfor dan ia berpendar.

Tak ada lagi yang diperlukan. Tanpa baterai, tanpa kabel, tanpa lampu yang harus diganti. Tandanya menyala saat listrik padam, yaitu tepat ketika ia dibutuhkan, dan terus menyala sekitar lima belas tahun sebelum tritiumnya terlalu berkurang.

⚠️ Bagi wilayah dengan pasokan listrik yang tak selalu andal, sifat itu bukan kemewahan melainkan alasan utamanya. Tanda darurat yang bergantung pada listrik gedung adalah tanda yang padam bersama gedungnya.

Asas yang sama menerangi alat bidik, muka jam tangan dan penanda kompas, menggantikan radium yang dahulu melakukan pekerjaan itu — dengan sepersekian bahayanya, sebab beta tritium tak keluar dari kaca sedangkan keturunan alfa radium keluar dari catnya.

Masalah fusi

Reaksi fusi yang paling mudah dicapai memadukan deuterium dan tritium:

D + T  →  He-4 + n  +  17,6 MeV

Ia menyala pada suhu lebih rendah daripada yang lain, yang menjelaskan mengapa setiap proyek besar memakainya. Deuterium melimpah — sebagian dari seluruh hidrogen dalam air laut. Tritium tidak.

Persediaan dunia dihitung dalam puluhan kilogram, dihasilkan terutama sebagai hasil sampingan reaktor air berat Kanada. Satu reaktor fusi seukuran pembangkit akan menghabiskan lebih dari itu dalam setahun.

Reaktor fusi karena itu harus membuat sendiri. Rencananya adalah selimut litium yang mengelilingi plasma:

Li-6 + n  →  He-4 + T

Setiap reaksi fusi menghasilkan satu neutron, dan setiap neutron harus menghasilkan lebih dari satu atom tritium agar siklusnya tertutup — sebagian hilang, terserap di tempat lain, atau lolos.

⚠️ Belum seorang pun membuktikan nisbah pembiakan di atas satu dalam reaktor yang bekerja. ITER akan menguji modul selimut alih-alih membiakkan pasokannya sendiri, dan pertanyaan apakah siklus tritium dapat ditutup tetap salah satu bagian program yang paling belum mapan. Ia jauh kurang diperhatikan dibandingkan pengurungan plasma, dan bisa jadi lebih sulit.

Menanggali air

Tritium atmosfer bergabung dengan oksigen menjadi air tertritiasi, yang turun sebagai hujan dan masuk ke air tanah.

Begitu di bawah tanah ia terputus dari pasokan dan meluruh dengan waktu paruhnya 12,32 tahun. Mengukur sisanya memberi tahu kira-kira kapan air itu terakhir kali melihat langit.

Uji coba atmosfer pada 1950-an dan 1960-an menaikkan kadarnya dua orde besaran sebelum membiarkannya turun — puncak tajam yang dipakai ahli hidrogeologi sebagai penanda. Air yang membawa tritium bom turun setelah 1952 dan sebelum kira-kira 1970.

⚠️ Bagi negara kepulauan yang bergantung pada air tanah, penanggalan itu bukan sekadar akademis. Ia membedakan air yang terisi ulang cepat dari air purba yang, sekali diambil, tak akan kembali dalam hitungan generasi — pertanyaan yang menentukan apakah sebuah akuifer dapat dipompa berkelanjutan atau sedang ditambang.

Puncaknya memudar seiring tritium meluruh, dan metodenya bersamanya. Penanggalan air tanah beralih ke perunut lain, meski tritium tetap acuan untuk air berumur kurang dari enam puluh tahun.

Pelepasan, dan perdebatannya

Pembangkit nuklir melepaskan tritium, karena ia terbentuk dalam air pendingin utama dan tak ada penyaring yang memisahkannya dari air biasa — secara kimia ia adalah air.

Pelepasannya diukur, dilaporkan dan diatur, dan dosis yang bersangkutan sangat rendah. Meski begitu ia membangkitkan kontroversi berkala, di Asia seputar pelepasan air Fukushima yang dimulai pada 2023.

⚠️ Perdebatan itu terasa dekat di kawasan ini. Beberapa negara tetangga menyampaikan keberatan, dan pemantauan produk laut ditingkatkan. Perdebatannya lebih menyangkut kepercayaan kepada yang menerbitkan angkanya daripada angkanya sendiri, yang terbuka dan rendah — pola yang sama berulang setiap kali persoalan nuklir menyeberangi perbatasan.