Secaraumum sistem tenaga listrik terdiri dari : 1. Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant) Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik. Biasanya dipusat pembangkit listrik juga terdapat gardu induk. Peralatan utama
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Energi Konversi yang Dibimbing Oleh Bapak Hasbullah, MT Dilihat dari proses berlangsungnya,ada dua jenis reaksi nuklir,yaitu reaksi berantai tak terkendali dan reaksi nuklir berantai nuklir tak terkendali terjadi misal pada ledakan bom peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang reaksi nuklir ang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan energi yang dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat dimanfaatkan,maka manusia berusaha untuk membuat suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir berantai terkendali dapat berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir. A. PENGERTIAN PLTN Ø Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah sumber energi alternatif yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik. Ø Pembangkit listrik tenaga nuklir adalah stasiun pembangkit listrik thermal dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. B. SEJARAH PLTN Pada dasarnya PLTN sama dengan PLTU hanya saja ruang bakar PLTU diganti dengan reaktor nuklir yang menghasilkan panas kalor . Dalam reaktor nuklir, terjadi proses fission fisi , dimana bahan bakar nuklir uranium mengalami fission menjadi unsur-unsur lain. Pada proses fission ini timbul panas yang digunakan untuk menimbulkan uap. Pembangkit listrik tenaga nuklir dikembangkan karena sumber energi minyak bumi adalah satu – satunya sumber energi untuk pembangkit listrik. Reaktor nuklir yang pertama kali adalah stasiun pembangkit percobaan EBR-I pada 2O Desember 1951 di dekat Arco, Idaho, Amerika Serikat. Pada 27 Juni 1954, PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk jaringan listrik power grid mulai beroperasi di Obnins, Uni Soviet. C. JENIS PLTN Ø Reaktor Air Tekan PWR Pressure Water Reactor. Ø Reaktor Temperatur Tinggi atau HTGR High Temperature Gas Reactor. Ø Reaktor Air Didih atu BWR Boiling Water Reactor. Ø LMFBR Liquid Metal Fast Breeding Reactor. Ø Reaktor Pendingin Gas Gas Cooled Reactor, GCR . D. REAKSI FISI DAN FUSI Ø Reaksi Fisi pemisahan inti Reaksi Fisi adalah reaksi pembelahan inti atom berat menjadi beberapa inti atom ringan dan partikel elementer, disertai pelepasan energi yang besar. Saat ini, semua reaktor nuklir komersial berbasis pada reaksi fissi nuklir, dan sering dipertimbangkan masalah risiko keselamatannya. Sebaliknya, beberapa kalangan menyatakan PLTN merupakan cara yang aman dan bebas polusi untuk membangkitkan listrik. Daya fusi merupakan teknologi ekperimental yang berbasis pada reaksi fusi nuklir. Ada beberapa piranti lain untuk mengendalikan reaksi nuklir, termasuk di dalamnya pembangkit thermoelektrik radioisotop dan baterai atom, yang membangkitkan panas dan daya dengan cara memanfaatkan peluruhan radioaktif pasif, seperti halnya Farnsworth-Hirsch fusor, dimana reaksi fusi nuklir terkendali digunakan untuk menghasilkan radiasi neutron. Reaktor tak lain adalah tempat bereaksi. Dalam hal ini, pengertian sehari hari yang dipakai ialah reaksi inti. Reaksi fisi adalah suatu reaksi pembelahan, yang disebabkan oleh neutron yang secara umum dapat ditulis sebagai X + n ——> X1 + X2 + 2 - 3 n + E. Beberapa hal yang perlu diketahui dalam jenis reaksi tersebut adalah 1. X disebut inti bahan fisil fisile material, yang secara populer disebut "bahan bakar" karena dalam reaksi ini dibebaskan sejumlah energi. Hanya beberapa inti dapat bereaksi fisi yaitu 238U, 235U, 233U dan 239Pu di mana kedua unsur terakhir merupakan unsur buatan manusia karena tidak terdapat di alam sebagai hasil dari reaksi inti-inti 232Th dan dan 238U dengan neutron. 2. Keboleh jadian suatu inti berfisi dinyatakan dengan sf fission microscopic cross section = penampang fisi mikroskopik, di mana besaran tersebut tergantung dari energi neutron yang bereaksi dengan suatu inti-tertentu. Sebagai contoh dapat disebutkan bahwa nilai sf 238U besar pada energi neutron rendah termal tetapi kecil pada energi tinggi. Sebaliknya nilai sf 238U kecil pada saat neutron berenergi besar. Untuk 239Pu dan 233U mempunyai sf besar pada energi tinggi, oleh karena itu bahan ini digunakan sebagai bahan bakar pada reaktor cepat. 3. Dari reaksi dihasilkan dua inti baru sebaga hasil fisi, X1 dan X2 yang berupa inti-inti yang tidak stabil. Untuk menjadi stabil inti-inti tersebut meluruh decay dengan mengeluarkan sinar-sinar maupun partikel. 4. Adanya neutron-neutron baru yang dihasilkan dari reaksi inti tersebut dapat melanjutkan reaksi fisi hingga mungkin terjadi reaksi berantai, dan pada keadaan tertentu bila tidak dikendalikan maka reaksi berantai tersebut dapat menjadi suatu ledakan. Reaksi nuklir yang tidak terkendali merupakan prinsip kerja bom nuklir. Neutron yang dihasilkan oleh fisi mempunyai energi yang tinggi, ± 2 MeV, jika fisii diharapkan terjadi pada En rendah energi termal 0,025 eV, maka neutron yang baru lahir tersebut harus diturunkan energinya dahulu dengan jalan hamburan-hamburan. Di dalarn reaktor neutron mempunyai kemungkinan-kemungkinan untuk a. diserap tanpa menimbulkan fisi b. diserap mengakibatkan fisi c. hilang dari sistim d. hamburan Jadi penurunan energi neutron berkompetisi dengan kemungkinankemungkinan yang lain, dan untuk dapat menghitung masing-masing kemungkinan perlu diselidiki mekanisme reaksi masing-masing. 5. Reaksi fisi mengeluarkan energi total E, sebesar 200 MeV. Dengan menggunakan data konversi satuan dan data fisika, dapat dihitung bahwa bila semua inti-inti 1 gram uranium melakukan fisi maka kalor yang dikeluarkan setara dengan kalor yang dihasilkan oleh pembakaran 1 ton batu bara. Jelas dari gambaran tersebut bahwa, kalor yang dikeluarkan dari reaksi inti sangat besar. Telah dijelaskan bahwa reaktor yang lazim dipakai saat ini bekerja atas dasar reaksi fisi pemecahan inti atom. Sebagai bahan bakar umumnya digunakan Uranium 235U yang kandungannya telah diperkaya. Uranium alam mempunyai kandungan 235U hanya sekitar 0,7 persen, selebihnya adalah 238U. Untuk memecah inti isotop Uranium digunakan neutron lambat 'thermalneutron'. Uranium yang menangkap neutron segera menjadi tidak stabil. Inti Uranium yang tidak stabil hanya dapat bertahan selama kurang lebih sepertriliun detik 10-12 detik sebelum mengalami proses fisi menjadi inti-inti X1 dan X2 serta sekitar dua sampai tiga neutron yang siap untuk memecah inti 235U lainnya. Kemudian ketiga neutron tadi diserap oleh inti-inti isotop Uranium lain, tiga proses yang sama akan terjadi dengan produksi akhir sekitar sembilan neutron. Proses berulang-ulang ini dinamakan reaksi berantai 'chain reaction' yang merupakan prinsip kerja reaktor. Pada setiap proses pemecahan tadi, inti atom akan melepaskan energi yang sesuai dengan hilangnya jumlah massa inti-inti di akhir proses rumus E=mc2. Jadi jumlah energi yang dihasilkan akan sebanding dengan banyak proses yang terjadi dan sebanding dengan jumlah neutron yang dihasilkan. Untuk mengendalikan atau mengatur reaksi berantai dalam reaktor nuklir digunakan bahan yang dapat menyerap neutron misalnya Boron dan Cadmium, yang bertujuan untuk mengatur populasi neutron. Dengan mengatur populasi neutron ini dapat ditentukan tingkat daya raktor, bahkan reaksi dapat dihentikan sama sekali tingkat daya mencapai titik 0 pada saat semua neutron terserap oleh bahan penyerap. Perangkat pengatur populasi neutron pada reaktor ini disebut batang kendali. Jika batang kendali disisipkan penuh diantara elemen bakar, maka batang kendali akan menyerap neutron secara maksimum sehingga reaksi berantai akan dihentikan dan daya serap batang kendali akan berkurang bila batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar. Reaksi fusi penggabungan inti Reaksi fusi deuterium-tritium D-T dipertimbangkan sebagai proses yang paling menjanjikan dalam memproduksi tenaga fusi. Dalam fisika, fusi nuklir reaksi termonuklir adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir. Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka - sebuah reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya. Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah elektronvolt - lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T seperti gambar di samping. Ø Sumber Energi Utama SUMBER ENERGI Energi Bahan bakar per 1000 MWe per kg bahan bakar plant per tahun Fisi Nuklir kWh 30 ton Batu bara 3 kWh ton Minyak bumi 4 kWh ton E. PRINSIP KERJA REAKTOR AIR DIDIH BOILING WATER REACTOR, BWR Pada reaktor air didih, air pendingin dididihkan di dalam bejana reaktor sehingga menghasilkan uap. Uap ini kemudian secara langsung dialirkan ke turbin yang memutar generator listrik. Setelah uap air menggerakkan turbin,uap disalurkan ke kondenser dan diubah menjadi air kembali. Dengan pompa utama, air kemudian dikembalikan ke bejana reaktor. Sebagian air pendingin yang berada dalam bejana reaktor disirkulasi dengan pompa disebut pompa resirkulasi. Air yang keluar dari pompa resirkulasi disalurkan ke bagian bawah teras reaktor melalui katup yang bekerja sebagai pompa jet. Tekanan dari pompa resirkulasi ini akan menaikkan kecepatan aliran air pendingin dalam teras reaktor. Reaktor tipe ini menggunakan air H2O sebagai pendingin dan moderator, Air pendingin digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan dalam teras reaktor reactor core sehingga temperatur air akan naik. Temperatur air dibiarkan meningkat hingga mencapai titik didih. Uap yang dihasilkan pada proses pendidihan air kemudian disalurkan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik. Ø Reaktor Nuklir Reaktor nuklir adalah tempat/perangkat dimana reaksi nuklir berantai dibuat, diatur dan dijaga kesinambungannya pada laju yang tetap berlawanan dengan bom nuklir, dimana reaksi berantai terjadi pada orde pecahan detik, reaksi ini tidak terkontrol. Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan. Saat ini, reaktor nuklir paling banyak digunakan untuk membangkitkan listrik. Reaktor penelitian digunakan untuk pembuatan radioisotop isotop radioaktif dan untuk penelitian. Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir. Reaktor Air Didih adalah salah satu tipe reaktor nuklir yang digunakan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN. Reaktor tipe ini menggunakan air H2O sebagai pendingin dan moderator. Moderator adalah medium untuk memperlambat kecepatan partikel neutron cepat. Air pendingin digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan dalam teras reaktor reactor core sehingga temperatur air akan naik. Temperatur air dibiarkan meningkat hingga mencapai titik didih. Uap yang dihasilkan pada proses pendidihan air kemudian disalurkan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik. Dalam reaktor tipe ini, uap yang terbentuk akan menyebabkan reaktivitas reaktor menjadi negatif. Reaktivitas negatif dapat menahan kenaikan daya reaktor, sehingga penambahan reaktivitas penaikan daya reaktor dapat dikendalikan secara stabil dengan batang kendali. Pada saat ini reaktor tipe air didih telah banyak dioperasikan, bahkan modifikasi dari tipe reaktor ini yang disebut Reaktor Air Didih Maju Advanced Boiling Water Reactor, ABWR juga sudah mulai dioperasikan di beberapa negara maju. Keberadaan Reaktor Air Didih Maju, pengembangan Reaktor Air Didih Kompak Simplified Boiling Water Reactor, SBWR oleh General Electric, Amerika Serikat menjadi terhenti. Pengembangan reaktor tipe air didih tidak berhenti sampai di sini. Perusahaan ABB-Atom sedang mengembangkan suatu reaktor air didih yang mempunyai keselamatan dan efisiensi ekonomi yang tinggi dengan kode BWR90+. Reaktor nuklir tipe Reaktor Air Didih pertama kali dikembangkan oleh perusahaan General Electric, Amerika Serikat. PLTN Dresden 1 dengan daya 200 MWe Mega Watt electric merupakan PLTN dengan reaktor tipe air didih yang pertama kali dioperasikan secara komersial pada Juli 1960. Setelah beroperasinya Dresden 1, General Electric banyak mendapat pesanan dari perusahaan dari luar Amerika, di antaranya Siemens KWU - Jerman, ABB-Atom - Swiss/Swedia, Toshiba-Jepang, dan Hitachi-Jepang. 1. Karakteristik Reaktor Air Didih Konstruksi dasar Bentuk konstruksi dari Reaktor Air Didih secara umum diperlihatkan pada reaktor air didih, air pendingin dididihkan di dalam bejana reaktor sehingga menghasilkan uap. Uap ini kemudian secara langsung dialirkan ke turbin yang memutar generator listrik. Setelah uap air menggerakkan turbin, uap disalurkan ke kondenser dan diubah menjadi air kembali. Dengan pompa utama, air kemudian dikembalikan ke bejana reaktor. Sebagian air pendingin yang berada dalam bejana reaktor disirkulasikan dengan pompa disebut pompa resirkulasi. Air yang keluar dari pompa resirkulasi disalurkan ke bagian bawah teras reaktor melalui katup yang bekerja sebagai pompa jet. Tekanan dari pompa resirkulasi ini akan menaikkan kecepatan aliran air pendingin dalam teras reaktor. Konstruksi bejana tekan reactor Konstruksi utama bejana tekan reaktor untuk Reaktor Air Didih dengan kapasitas daya 1100 MWe dapat di lihat pada bejana tekan. Dalam bejana tekan ini terdapat sekumpulan bahan bakar, batang kendali dan konstruksi penyangga yang membentuk suatu konstruksi yang disebut teras reaktor. Di atas teras reaktor terdapat konstruksi perangkat pemisah uap-air steam separator dan di atas perangkat pemisah terdapat perangkat pengering uap. Pemasangan kedua perangkat ini ditujukan untuk menjamin agar uap yang akan dipakai untuk memutar turbin benar-benar berupa uap kering. Di bagian bawah teras terdapat perangkat pengendali daya reaktor berupa pengarah batang kendali, penggerak batang kendali dan batang kendali. Dengan perangkat ini, batang kendali dapat bergerak dari bawah ke atas masuk ke teras reaktor melalui pengarahnya. Di sekitar teras terdapat konstruksi lorong-lorong saluran pendingin dan pompa jet. Salah satu contoh perangkat bahan bakar terdiri atas 62 batang bahan bakar dan 2 batang yang berisi air membentuk matriks 8 x 8. Bentuk susunan matriks batang bahan bakar dapat pula berupa matriks 6 x 6 atau 9 x 9. Matriks kemudian dibungkus dengan lempeng logam Zirkalloy. Keseluruhan susunan matriks batang bahan bakar dan pembungkusnya serta spacer penjaga jarak antar batang bahan bakar ini disebut perangkat bahan bakar. Batang bahan bakar yang jumlahnya 62 buah tersebut terbuat dari pipa Zirkalloy dan berisi pelet uranium oksida. Pipa pembungkus pelet bahan bakar uranium oksida ini disebut kelongsong. Di kedua ujung kelongsong terdapat ruang yang disebut plenum. Dalam kelongsong juga terdapat pegas penekan pelet bahan bakar. Dalam pelet bahan bakar terjadi reaksi fisi. Bahan hasil fisi ditampung dalam ruang plenum, karena itu tekanan dalam kelongsong tidak melonjak terlalu besar. Konstruksi batang kendali Reaktor Air Didih mempunyai bentuk seperti tanda + yang berada di antara empat buah perangkat bahan bakar . Batang kendali berfungsi sebagai penyerap partikel neutron. Batang kendali terbuat dari boron karbida dan atau hafnium. Pada bagian bawah perangkat kendali terdapat konstruksi yang berbentuk payung yang dapat menghambat jatuhnya batang kendali ke bawah keluar dari teras agar sesuai dengan batas kecepatan yang diperbolehkan. Pada bagian bawah batang kendali ini juga terdapat suatu soket mekanik untuk menghubungkan batang kendali dengan penggeraknya. Terdapat dua macam penggerak batang kendali yaitu penggerak elektrik dan hidrolik. Untuk mempercepat gerak perangkat batang kendali masuk ke teras terdapat perangkat akumulator yang menggerakkan perangkat batang kendali dengan tekanan gas. Dalam kondisi kecelakaan atau kelainan operasi yang dianggap membahayakan, keseluruhan perangkat batang kendali yang ada harus segera dimasukkan ke dalam teras reaktor dengan kecepatan tinggi untuk menghentikan reaktor. Penghentian reaktor secara mendadak oleh karena suatu sebab yang dianggap membahayakan seperti ini disebut sebagai pancung daya scram. Jika perangkat batang kendali oleh karena suatu hal tak dapat dimasukkan ke teras reaktor dan reaktor tidak dapat dihentikan pada temperatur rendah, maka dalam kondisi seperti ini ke dalam reaktor dimasukkan cairan asam borat yang mampu menyerap partikel neutron sehingga operasi reaktor dapat berhenti. Pengendalian daya reactor Reaktor air didih beroperasi pada tekanan 70 . Air pendingin mendidih dan menghasilkan uap di dalam bejana reaktor. Air dalam kondisi uap dan cair disirkulasikan kembali ke teras reaktor dengan menggunakan pompa sirkulasi. Dengan mengatur aliran resirkulasi, reaktivitas reaktor, yang berarti juga daya reaktor, dapat dinaik-turunkan atau dikendalikan. Ini adalah salah satu cara pengendalian reaktor air didih yang disebut metode pengendalian resirkulasi. Cara lain untuk menaikkan reaktivitas daya reaktor adalah dengan menarik batang kendali dari teras reaktor. Jika batang kendali ditarik keluar dari teras, reaktivitas atau reaksi fisi bertambah dan menghasilkan energi panas lebih banyak lagi daya reaktor naik . Energi panas ini akan mendidihkan air lebih banyak, dan dengan demikian uap yang dihasilkan juga bertambah. Meningkatnya kandungan uap dalam air akan menurunkan kemampuan air dalam memoderasi partikel neutron. Jumlah neutron kecepatan rendah neutron termal yang akan menimbulkan reaksi fisi menjadi berkurang, sehingga akibatnya reaksi fisi reaktivitas juga berkurang. Jadi menaikkan daya reaktor dengan cara menarik batang kendali akan selalu dikompensasi oleh produksi uap yang menekan daya. Proses kompensasi ini akan berakhir pada suatu kondisi stabil pada daya setimbang tertentu. Sebaliknya jika batang kendali disisipkan masuk ke dalam teras, reaksi fisi berkurang dengan hadirnya penyerap neutron batang kendali dalam teras. Produksi uap yang dihasilkan juga menurun karena produksi energi panas dari reaksi fisi berkurang. Akibatnya kemampuan air dalam memoderasi neutron bertambah, dan reaksi fisi akan mulai meningkat. Proses penurunan daya oleh batang kendali yang kemudian dikompensasi oleh penurunan daya karena membaiknya kemampuan moderasi akan terus berlangsung hingga tercapai kondisi stabil pada suatu daya setimbang tertentu. Fenomena kompensasi oleh uap-air menjadi salah satu sarana penting dalam pengendalian-diri self control reaktor dan merupakan salah satu keunikan reaktor air didih. Dalam perpindahan panas, luas penampang penghasil panas dan perbedaan temperatur sangat mempengaruhi jumlah panas yang dapat dipindahkan. Jika kondisi air dalam keadaan pendidihan transisi, sifat perpindahan panas menjadi buruk dan temperatur permukaan kelongsong bahan bakar akan naik. Dalam reaktor air didih, proses perpindahan panas dilakukan dalam kondisi air mendidih, sehingga jika terjadi kecelakaan atau anomali dalam operasi reaktor, perpindahan panas pada pendidihan transisi dapat dihindarkan. Pada reaktor air didih, jika terjadi perubahan beban permintaan beban listrik dari luar, pengendalian pembangkitan daya dilakukan dengan menaik-turunkan batang kendali dalam teras reaktor atau dengan menyesuaikan kecepatan aliran resirkulasi air pendingin. Pada saat terjadi penyesuaian terhadap permintaan beban, tekanan pendingin dalam bejana reaktor dapat naik atau turun. Untuk mengatasi kenaikan dan penurunan tekanan dalam bejana reaktor, digunakan cara pengendalian dengan mengatur bukaan katup uap dari reaktor ke turbin. Metode ini disebut Reactor-master/Turbin-slave metode mengikuti beban. Jika pada suatu ketika, oleh suatu sebab yang tak terduga, turbin mendadak berhenti, aliran uap yang menuju turbin dibelokkan ke jalur pintas tidak melalui turbin melalui katup pintas. Dengan cara ini kenaikan tekanan yang cukup tinggi dalam bejana reaktor dapat dihindarkan. Sistem keselamatan rekayasa Sebelumnya telah dijelaskan salah satu sistem keselamatan yang dapat menjamin reaktor akan berhenti jika terjadi kondisi anomali / kecelakaan. Bila suatu ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan pipa saluran air pendingin terputus atau bocor sehingga pendinginan reaktor tidak cukup, maka fasilitas sistem pendinginan teras darurat Emergency Core Cooling System, ECCS seperti terlihat pada Gambar 5-1 dan 5-2 bekerja. Dalam sistem ECCS ini terdapat sistem penyemprot teras core spray system, sistem susut-tekanan mandiri self-depressurization system dan penyemprot teras tekanan rendah. Pada saat terjadi kerusakan batang bahan bakar, air pendingin dari teras yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi akan mengandung bahan radioaktif yang berasal dari batang bahan bakar. Air pendingin yang mengandung bahan radioaktif tidak boleh keluar dari reaktor karena berbahaya. Untuk menghindari lepasnya bahan radioaktif dalam reaktor terdapat bejana reaktor yang berfungsi sebagai pengungkung containment material berbahaya jika terjadi kecelakaan, dan terdapat juga katup isolasi yang mengisolasi bejana reaktor dan sistem di luarnya. Peningkatan tekanan pada saat terjadi isolasi bejana reaktor dihindari dengan sistem supresi. Sistem ini akan mengalirkan uap yang terbentuk ke kolam supresi. Dalam kolam supresi yang berisi air, uap akan besentuhan dengan air dan mengalami kondensasi yang mengakibatkan turunnya tekanan uap. Apabila kecelakaan berlangsung dalam waktu yang lama, teras reaktor dapat meleleh. Kondisi ini akan menyebabkan terjadinya kenaikan tekanan yang diikuti dengan kenaikan temperatur dalam bejana reaktor. Apabila bejana reaktor tidak didinginkan, strukturbejana kemungkinan akan rusak. Untuk mengatasi hal ini, disediakan sistem penyemprot untuk melakukan tugas-tugas pendinginan dan penurunan tekanan. Dalam hal terjadi kebocoran bejana reaktor, disediakan pula sistem pengelolaan bocoran gas agar tetap tidak menyebarluas ke lingkungan. Pada kecelakaan kebocoran pendingin, temperatur bahan bakar dan kelongsongnya akan naik. Kenaikan temperatur ini akan memicu reaksi antara air dan logam yang menghasilkan gas hidrogen. Hidrogen yang bertemperatur tinggi ini dapat mengancam keutuhan struktur bejana reaktor. Untuk mencegah kejadian ini, bejana reaktor dilengkapi dengan ruang kosong khusus untuk menampung gas bentukan. Di samping itu, terdapat fasilitas untuk mereaksikan hidrogen yang timbul, agar dapat bergabung kembali dengan oksigen menjadi air. v Jenis – Jenis Reaktor 1. Reaktor Air Didih 2. Reaktor Air Didih Maju Advanced Boiling WaterReactor, ABWR F. BAHAN BAKAR NUKLIR Bahan bakar nuklir adalah semua jenis material yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, demikian bila dianalogikan dengan bahan bakar kimia yang dibakar untuk menghasilkan energi. Hingga saat ini, bahan bakar nuklir yang umum dipakai adalah unsur berat fissil yang dapat menghasilkan reaksi nuklir berantai di dalam reaktor nuklir; Bahan bakar nuklir dapat juga berarti material atau objek fisik sebagai contoh bundel bahan bakar yang terdiri dari batang bahan bakar yang disusun oleh material bahan bakar, bisa juga dicampur dengan material struktural, material moderator atau material pemantul reflector neturon. Bahan bakar nuklir fissil yang seirng digunakan adalah 235U dan 239Pu, dan kegiatan yang berkaitan dengan penambangan, pemurnian, penggunaan dan pembuangan dari material-material ini termasuk dalam siklus bahan bakar nuklir. Siklus bahan bakar nuklir penting adanya karena terkait dengan PLTN dan senjata nuklir. Tidak semua bahan bakar nuklir digunakan dalam reaksi fissi berantai. Sebagai contoh, 238Pu dan beberapa unsur ringan lainnya digunakan untuk menghasilkan sejumlah daya nuklir melalui proses peluruhan radioaktif dalam generator radiothermal, dan baterai atom. Isotop ringan seperti 3H tritium digunakan sebagai bahan bakar fussi nuklir. Bila melihat pada energi ikat pada isotop tertentu, terdapat sejumlah energi yang bisa diperoleh dengan memfusikan unsur-unsur dengan nomor atom lebih kecil dari besi, dan memfisikan unsur-unsur dengan nomor atom yang lebih besar dari besi. v 1 Uranium ore - material dasar bahan bakar nuklir 2 Yellowcake - bentuk uranium guna dikirim ke pabrik pengkayaan uranium 3 UF6 - uranium dalam pengkayaan 4 Bahan bakar nuklir - berbentuk padat, secara kimia bersifat inert Bahan bakar nuklir tradisional yang digunakan di USA dan beberapa negara yang tidak melakukan mendaur ulang bahan bakar nuklir bekas mengikuti empat tahapan seperti yang tampak dalam gambar di atas. Proses di atas berdasarkan siklus bahan bakar nuklir. Pertama, uranium diperoleh dari pertambangan. Kedua, uranium di proses menjadi "yellow cake". Langkah berikutnya bisa berupa mengubah "yellow cake" menjadi UF6 guna proses pengkayaan dan kemudian diubah menjadi uranium dioksida, atau tanpa proses pengkayaan untuk kemudian langsung ke tahap 4 sebagaimana yang terjadi untuk bahan bakar reaktor CANDU. v Bentuk kimia umum dari bahan bakar nuklir Ø Bahan bakar oksida Konduktivitas panas dari uranium dioksida sangat rendah, hal ini dipengaruhi oleh porositas and proses pembakaran burn-up. Burn-up menghasilkan produk fissi dalam bahan bakar seperti lantanida, penyisipan produk fissi seperti palladium, pembentukan gelembung gas fissi seperti xenon dan kripton dan kerusakan bahan bakar akibat radiasi. Rendahnya konduktivitas panas dapat berakibat pada pemanasan berlebih pada pusat pellet bahan bakar. Porositas berakibat pada penurunan konduktivitas panas dan pengembangan bahan bakar ketika digunakan. Menurut International Nuclear Safety Center [1] konduktivitas panas dari uranium dioksida dapat dihitung dengan menggunakan serangkaian persamaan dalam kondisi yang berbeda-beda. Densitas bahan bakar dapat dihubungkan dengan konduktivitas panas menurut persamaan berikut p = ρtd-ρ/ρ Dengan ρ adalah densitas bahan bakar dan ρtd adalah densitas teori dari uranium dioksida. Konduktivitas panas dari fase porous Kf dihubungkan dengan konduktivitas fase sempurna Ko, tidak ada porositas dengan persamaan berikut. Perlu dicatat bahwa s adalah faktor shape bentuk dari lubang. Kf = Ko.1-p/1+s-1p Selain metode pengukuran konduktivitas panas tradisional seperti lees's disk, Forbes' method atau Searle's bar, saat ini biasa digunakan metode sinar laser. Dalam metode sinar laser sebuah cakram bahan bakar berukuran kecil diletakkan dalam pemanggang, setelah dipanaskan sampai suhu tertentu cakram tersebut disinari dengan laser. Waktu yang diperlukan gelombang panas untuk merambat melalui cakram, densitas cakram, dan ketebalan cakram dapat digunakan untuk menghitung konduktivitas panas. λ = ρCpα Jika t1/2 didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan permukaan non-iluminasi untuk mencapai separuh temperatur yang dibangkitkan maka α = L2 / t1/2 L adalah ketebalan cakram. Ø UOX Uranium dioksida adalah padatan semikonduktor berwarna hitam. Bahan ini dapat dibuat dengan mereaksikan uranil nitrat dengan "base" amonia untuk membentuk padatan ammonium uranat. Selanjutnya dipanaskan calcined untuk membentuk U3O8 yang dapat diubah dengan memanaskannya dalam campuran argon / hidrogen dengan suhu 700 oC untuk membentuk UO2. UO2 kemudian dicampur dengan pengikat organik dan ditekan menjadi pellet. Pellet ini kemudian di bakar dalam suhu yang jauh lebih tinggi dalam H2/Ar kemudian menjalani proses sintering guna menghasilkan padatan dengan sedikit pori. Konduktivitas panas uranium dioksida tergolong rendah bila dibandingkan dengan metal zirconium, dan terus terus menurun seiring dengan naiknya suhu. Penting untuk dicatat bahwa penanganan karat corrosion pada uranium dioksida pada lingkungan cair serupa dengan proses elektrokimia pada karat galvanik galvanic corrosion dari permukaan metal. Ø MOX Mixed oxide atau Bahan bakar MOX, adalah campuran dari plutonium dan uranium alam atau uranium depleted yang bersifat serupa meskipun tidak persis sama dengan uranium dengan pengkayaan yang digunakan dalam sebagian besar reaktor nuklir. Bahan bakar MOX adalah bahan bakar alternatif dari bahan bakar uranium dengan pengkayaan rendah yang digunakan dalam reaktor air ringan light water reactor yang mendominasi jenis PLTN. Beberapa keprihatinan telah disampaikan berkaitan dengan penggunaan MOX, bahwa penggunaan MOX akan menimbulkan masalah pembuangan limbah baru, meskipun MOX itu sendiri merupakan salah satu cara penanganan kelebihan produksi plutonium. Ø Bahan bakar TRIGA Bahan bakar TRIGA di gunanakan di reaktor-reaktor TRIGA Training, Research, Isotopes, General Atomics. Bahan bakar TRIGA tersusun dari matriks uranium zirconium hidrida. Bahan bakar jenis ini aman secara inheren. Semakin tinggi temperatur bahan bakar maka semakin tinggi pula tampang lintang ukuran penyerapan neutron hidrogen yang ada dalam bahan bakar, sehingga semakin banyak neutron yang hilang akibat serapan ini dan semakin sedikit yang dithermalkan. Sebagian besar teras core reaktor jenis ini mempunyai tingkat kebocoran yang tinggi dimana neutron bocor tersebut digunakan untuk penelitian. v Bentuk kimia bahan bakar nuklir yang jarang digunakan Bahan bakar jenis ini sering menjadi pilihan reaktor yang didesain oleh NASA. Uranium nitrida mempunyai konduktivitas panas yang lebih baik dari pada UO2 dan mempunyai titik lebur yang sangat tinggi. Kekurangan bahan bakar ini adalah bahwa nitrogen yang digunakan, 15N bukannya 14N yang lebih berlimpah jumlahnya, akan menghasilkan 14C dari reaksi pn. Karena nitrogen yang digunakan pada bahan bakar ini sangat mahal harganya, bahan bakar ini dapat didaur ulang dengan metode pyro untuk mendapatkan 15N kembali. Ini adalah bahan bakar nuklir lainnya yang mempunyai konduktivitas panas yang lebih baik dari pada uranium oksida. Bahan bakar jenis ini dilarutkan dalan pendingin reaktor dan biasa digunakan dalam reaktor molten salt percobaan dan sejumlah reaktor percobaan dengan bahan bakar cair lainnya. Bahan bakar cair ini tersusun dari LiF-BeF2-ThF4-UF4 mol%, yang mempunyai titik temperatur operasi maksimum 705 °C pada saat. percobaan, tapi sebenarnya bisa lebih tinggi lagi karena titik didihnya lebih dari 1400 °C. Reaktor homogen cair menggunakan uranyl sulfate atau garam uranium lainnya dalam air. Reaktor homogen tidak pernah digunakan sebagai reaktor pembangkit daya skala besar. Salah satu kekurangan reaktor ini adalah bentuk bahan bakarnya yang cair, mudah menyebar bila terjadi kecelakaan. G. DAMPAK DARI PLTN Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh PLTN Ø Limbah Radioaktif limbah radioaktif yang dihasilkan termasuk dalam kategori limbah khusus berbahaya Ø Radiasi Radiasi yang berasal dari bahan radioaktif dapat menimbulkan kontaminasi terhadap manusia dan biosfernya. H. KEUNGGULAN PLTN Ø Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca Ø tidak menghasilkan gas-gas berbahaya Ø Sedikit menghasilkan limbah padat Ø Biaya bahan bakar rendah Ø Sangat sedikit menghasilkan CO2 sehingga dapat menhgurangi pemanasan global I. KEKURANGAN PLTN Ø bahaya radiasi yang dapat membahayakan makhluk hidup Ø limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun Ø Resiko kecelakaan nuklir kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobylyang tidak mempunyai containment building. J. KESIMPULAN Energi tenaga nuklir saat ini di Indonesia masih hanya sekedar teori dan perencanaan, namun untuk mereallisasikannya masih sulit karena banyak pro dan kontra, padahal jika dikelola dengan baik dan benar dapat mengatasi krisis energi yang terjadi di Indonesia.Semogamakalah ini dapsat dipergunakan sebagai salah satu acuan, PLTN ( Pembangkit Lisrtik Tenaga Nuklir ) Pembangkit tenaga listrik, mesin uap, bahkan sampai rumah tangga banyak menggunakan batu bara, meski sedikit demi sedikit tergeser oleh minyak bumi. Namun, dengan adanya kemajuan teknologi, menyebabkan bahan tersebut dapat didaur
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR ... Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke ...merupakan ... 13 Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Sampah 3 ... Karakter desain dari penimbunan darat yang modern diantaranya adalah metode pengumpulan air sampah menggunakan bahan tanah liat atau pelapis biasanya dipadatkan untuk menambah kepadatan dan kestabilannya , ... 16 Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Angin 3 ... tiang pembangkit listrik tenaga angin dapat mengganggu permukaan dasar ...ladang pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai menambah 80 – 110 dB kepada noise frekuensi rendah ... 9 MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL 4 ... Kepadatan beban selalu dipakai sebagai ukuran dalam menentukan kebutuhan listrik. Sesuatu daerah kepadatan beban satuannya dapat berupa MVA/km2 atau KVA/m2 umumnya satuan yang dipakai adalah MVA/km2. Beban puncak ... 40 MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS 1 ... apakah pembangkit-pembangkit ini memakai tenaga panas bumi lebih cepat daripada diisi kembali dari kedalaman yang lebih jauh, atau apakah akuifer yang menyediakannya mulai ... 19 RPP KTSP 2006 RPPIPAKelasVISDsms2 ... Elaborasi Dalam kegiatan elaborasi, guru Mengerjakan kegiatan Menyebutkan penggerak pembangkit listrik - Tenaga air - Tenaga diesel - Tenaga uap - Tenaga nuklir - Tenaga panas [r] ... 39 Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Air PL 1 ... Tenaga air merupakan sumber daya terpenting. Tenaga air memiliki beberapa keuntungan yang tidak dapat dipisahkan. Bahan bakar untuk PLTU adakah batubara. Berdasarkan pengertian yang sama, kita dapat ... 18 SILABUS DAN PENILAIAN Kelas 6 ... Tagihan Instrumen Instrumen o Menyebutkan penggerak pembangkit listrik - Tenaga air - Tenaga diesel - Tenaga uap - Tenaga nuklir - Tenaga panas bumi - Tenaga matahari - Tenaga angin o [r] ... 22 MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR PL ... laut surut, permukaan air kolam lebih tinggi dari permukaan air laut. Air kolam kan mengalir ke Laut melalui bangunan sentral dan akan memutar sudu-sudu turbin yang seporos dengan generator sehingga didapat energi ... 9 Pembangkit listrik tenaga nuklir Schemat ... Reaktor Magnox menggunakan bahan bakar dalam bentuk logam uranium atau paduannya yang dimasukkan ke dalam kelongsong paduan magnesium Mg. Reaktor ini dikembangkan dan banyak dioperasikan oleh Inggris. Termasuk dalam ... 26 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTN 5 ... Dalam pembangkit listrik konvensional, air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran bahan fosil minyak, batubara dan ...dihasilkan tenaga listrik. Pembangkit listrik ... 9 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR Autosav 1 ... energi listrik yang mencapai lebih dari 3 kali lipat dari kondisi semula, yaitu dari 29 GWe di tahun 2000 menjadi sekitar 100 GWe di tahun ...jaringan listrik Jawa-Madura-Bali ...pembangkitan listrik ... 13 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR 5 ... Biaya untuk membangun sebuah PLTN over head cost untuk permulaan sangat tinggi sekali, sehingga perlu pemikiran yang serius dalam memperoleh dana yang tidak merugikan masyarakat. harga uranium dunia terus naik sejalan ... 8 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir 6 ... Dibandingkan pembangkit listrik lainnya, PLTN mempunyai faktor keselamatan yang lebih tinggi. Hal ini ditunjukkan oleh studi banding kecelakaan yang pernah terjadi di semua pembangkit listrik. ... 12
PLTP(Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi) pada pengoperasiannya sama sekali tidak menghasilkan gas karbon sehingga benar benar ramah terhadap lingkungan, hal seperti inilah yang diharapkan oleh masyarakat dari berbagai penjuru dunia. PLTP pertama di Indonesia yang saat ini tengah beropersi adalah di Kamojang Garut Jawa Barat yang dibangun
TUGAS MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTN Di Susun Oleh 1. Nur imam 2014110005 2. Satria Diguna 2014110006 3. Boni Marianto 2014110011 4. Ulia Rahman 2014110014 5. Wahyu Hidayatul F. 2014110015 INSTITUT TEKNOLOGI PADANG TA 2014 / 2015 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masyarakat pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan sampai sekarang. Di samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir dalam bidang energi saat ini sudah berkembang dan dimanfaatkan secara besar-besaran dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN, dimana tenaga nuklir digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik yang relatif murah, aman dan tidak mencemari lingkungan. Energy nuklir merupakan salah satu sumber energi yang sangat besar potensinya untuk digunakan dalam kehidupan manusia. Energy nuklir merupakan suatu teknologi yang melibatkan penggunaan terkendali dari reaksi fisi nuklir untuk melepaskan energy. Energi nuklir diproduksi oleh reaksi nuklir terkendali yang menciptakan panas yang lalu digunakan untuk memanaskan air, memprodukai uap, dan mengendalikan turbin uap. Turbin ini digunakan untuk menghasilkan energy listrik dan melakukan pekerjaan mekanis. Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut 1. Mengenal secara umum proses pembangkitan listrik tenaga nuklir 2. Membuktikan bahwasanya energy nuklir dalam hal ini dapat digunakan sebagai bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan Rumusan Masalah Berdasarkan uraian tersebut, dapat diuraikan beberapa masalah yaitu sebagai berikut; 1. Bagaimana cara kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir? 2. Apakah keuntungan dan kerugian pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir sebagai pembangkit? BAB II PEMBAHASAN Komponen Dasar Reaktor Nuklir Elemen Bahan Bakar Elemen bahan bakar ini berbentuk batang-batang tipis dengan diameter kira-kira 1 cm. Dalam suatu reaktor daya besar, ada ribuan elemen bahan bakar yang diletakkan saling berdekatan. Seluruh elemen bahan bakar dan daerah sekitarnya dinamakan teras reaktor. Umumnya, bahan bakar reaktor adalah uranium-235. Moderator Netron Netron yang mudah membelah inti adalah netron lambat yang memiliki energi sekitar 0,04 eV atau lebih kecil, sedangkan netron-netron yang dilepaskan selama proses pembelahan inti fisi memiliki energi sekitar 2 MeV. Oleh karena itu, sebuah reaktor atom harus memiliki materaial yang dapat mengurangi kelajuan netron-netron yang energinya sangat besar sehingga netron-netron ini dapat dengan mudah membelah inti. Material yang memperlambat kelajuan netron dinamakan moderator. Moderator yang umum digunakan adalah air. Ketika netron berenergi tinggi keluar dari sebuah elemen bahan bakar, netron tersebut memasuki air di sekitarnya dan bertumbukan dengan molekul-molekul air. Netron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk molekul air moderator terutama dengan atom-atom hidrogen. Sebagai hasilnya netron tersebut diperlambat. Batang Kendali Jika keluaran daya dari sebuah reactor dikehendaki konstan, maka jumlah netron yang dihasilkan harus dikendalikan. Sebagaimana diketahui, setiap terjadi proses fisi ada sekitar 2 sampai 3 netron baru terbentuk yang selanjutnya menyebakan proses berantai. Batang kendalli terbuat dari bahan-bahan penyerap netron, seperti boron dan kadmium. Jika reaktor menjadi superkritis, batang kendali secara otomatis bergerak masuk lebih dalam ke dalam teras reaktor untuk menyerap kelebihan netron yang menyebabkan kondisi itu kembali ke kondisi kritis. Sebaliknya, jika reaktor menjadi subkritis batang kendali sebagian ditarik menjauhi teras reactor sehingga lebih sedikit netron yang diserap. Dengan demikian, lebih banyak netron tersedia untuk reaksi fisi dan reaktor kembali ke kondisi kritis. Untuk menghentikan operasi reaktor missal untuk perawatan batang kendali turun penuh sehingga seluruh netron diserap dan reaksi fisi berhenti. Pendingin Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi meningkatkan suhu reaktor. Suhu ini dipindahkan dari reaktor dengan menggunakan bahan pendingin misalnya air atau karbon dioksida. Bahan pendingin air disirkulasikan melalui system pompa, sehingga air yang keluar dari bagian atas teras reactor digantikan air dingin yang masuk melalui bagian bawah teras reactor. Perisai/Wadah Terbuat dari bahan yang mampu menahan radiasi agar pekerja reactor dapat bekerja dengan aman dari radiasi. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Listrik pada umumnya dibangkitkan dari turbin yang digerakkan uap air. Uap air dihasilkan dengan mendidihkan air dalam bejana boiller. Bahan bakar yang sering digunakan untuk mendidihkan air inilah yang membedakan nama pembangkit listrik. Ada yang menggunakan bahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas, batu bara atau nuklir. Pembangkit yang menggunakan bahan bakar fosil, biasanya disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap PLTU dan yang menggunakan nuklir disebut telah banyak didirikan di Indonesia, dan telah banyak pula pengalaman yang kita rasakan, baik masalah pergiliran pasokan arus listrik, harga, dan polusi. Masalah pergiliran pasokan arus listrik disebabkan masalah pasokan yang terbatas, karena tak adanya cadangan sumber listrik. Harga telah dipastikan naik terus mengikuti harga minyak bumi. Padahal minyak bumi dan gas dapat dimanfaatkan untuk pembuatan plastik, pupuk, kain, kendaraan bermotor atau keperluan lain yang lebih bermanfaat untuk kehidupan. PLTN memang merupakan salah satu pilihan yang tepat untuk mengatasi krisis ekonomi di Indonesia. Selain bersih dan tak mencemari lingkungan, harga listriknya sangat murah dan dapat bersaing. Bahkan dengan reaktor temperatur tinggi, selain listrik yang dihasilkan, pendinginnya dapat digunakan untuk memproses batu bara menjadi bahan bakar minyak dan gas untuk kendaraan bermotor, serta desalinasi air laut, untuk menjadi air minum dan garam. Harga listrik yang murah tidak hanya didukung harga bahan bakar nuklir yang lebih murah dari harga minyak bumi atau batu bara, tetapi volume bahan bakar nuklir yang diperlukan jauh lebih kecil, sehingga harga transportasinya murah. Prinsip Kerja PLTN Pada dasarnya sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Perbedaannya pada pembangkit listrik konvensional bahan bakar untuk menghasilkan panas menggunakan bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak dan gas. Dampak dari pembakaran bahan bakar fosil ini, akan mengeluarkan karbon dioksida CO2, sulfur dioksida S02 dan nitrogen oksida Nox, serta debu yang mengandung logam berat. Sisa pembakaran tersebut akan teremisikan ke udara dan berpotensi mencemari lingkungan hidup, yang bias menimbulkan hujan asam dan peningkatan suhu global. Sedangkan pada PLTN panas yang akan digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisi uranium dalam reaktor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disalurkan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel sperti C02, S02, atau Nox, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian LTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari. Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut • Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar. • Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan. • Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak kinetik. Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik. Perbandingan Energi Densitas energi nuklir sangat tinggi, lebih tinggi dibandingkan dengan batu bara ataupun minyak bumi. Sebagai ilustrasi, dalam 1 kg uranium dapat menghasilkan energi listrik sebesar kWh bahkan dengan proses lebih lanjut dapat mencapai kWh. Sementara 1 kg batu bara dan 1 kg minyak bumi hanya dapat menghasilkan energi sebesar 3 kWh dan 4 kWh. Pada sebuah pembangkit listrik non-nuklir berkapasitas 1000 MWe diperlukan ton batu bara atau 2,000,000 ton minyak bumi sebagai bahan bakarnya. Sementara pada pembangkit listrik tenaga nuklir dengan kapasitas listrik yang sama hanya memerlukan 30 ton uranium dengan teras reaktor 10 m3, sebagai bahan bakarnya. Saat ini, kontribusi energi nuklir terhadap pasokan kebutuhan energi primer dunia sekitar 6% dan pasokan kebutuhan energi listrik global sekitar 17%. Proteksi PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkan sangat kecil. Desain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis defence in depth. Pertahanan berlapis ini meliputi a. Lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan diperasikan sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yg tinggi dan teknologi mutakhir. b. PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan/ keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-akibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN. . c. PLTN dilengkapi dengan sistim pengamanan tambahan, yang dapat diandalkan untuk dapat mengatasi kecelakaan hipotesis, atau kecelakaan terparah yang diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. Namun kecelakaan tersebut kemungkinannya tidak akan pernah terjadi selama umur PLTN. Keuntungan dan Kekurangan Keuntungan PLTN Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah a. Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca selama operasi normal – gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas b. Tidak mencemari udara – tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia c. Sedikit menghasilkan limbah padat selama operasi normal d. Biaya bahan bakar rendah – hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan e. Ketersedian bahan bakar yang melimpah – sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan Kekurangan PLTN a. Resiko kecelakaan nuklir – kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl yang tidak mempunyai containment building b. Limbah nuklir – limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat berthan hingga ribuan Skema Proses PLTN BAB III PENUTUP Kesimpulan PLTN akan menghasilkan sumber energi listrik yang sangat besar dengan tingkat efisiensi yang tinggi. Meskipun PLTN dianggap sebagai sumber energy yang menjanjikan karena tidak memerlukan banyak bahan bakar, tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, tidak mencemari lingkungan, dan ketersedian bahan bakar yang melimpah, namun kekhawatiran akan risiko kecelakaan dan limbah radioaktif yang dihasilkan tetap menjadi bahan pertimbangan yang mendasar diseluruh Negara
Namundemikian, saat ini masih terdapat kendala-kendala bidang keilmuan, teknik, dan ekonomi yang menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. C. Keuntungan dan Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Adapun keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, diantaranya : a. Tidak menghasilkan gas efek rumah kaca.
Kompasiana adalah platform blog. Konten ini menjadi tanggung jawab bloger dan tidak mewakili pandangan redaksi Kompas. MAKALAH“Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN”Disusun Oleh Herman Santoso Purba 41610010001YodiFallenAgusPROGRAM STUDY TEKNIK INDUSTRIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIUNIVERSITAS MERCU BUANAJAKARTA2011Bab pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yangdijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapatdirasakan sampai sekarang. Di samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lamaorang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraanumat manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakansecara luas dalam berbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian,peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan,bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satupemanfaatan teknik nuklir dalam bidang energi saat ini sudah berkembang dan dimanfaatkansecara besar-besaran dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga nuklir PLTN, dimana tenaganuklir digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik yang relatif murah, aman dan tidak mencemari tenaga nuklir dalam bentuk PLTN mulai dikembangkan secara komersialsejak tahun 1954. Pada waktu itu di Rusia USSR, dibangun dan dioperasikan satu unitPLTN air ringan bertekanan tinggi VVER = PWR yang setahun kemudian mencapai daya 5Mwe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan PLTN jenis Gas Cooled Reactor GCR +Reaktor berpendingin gas dengan daya 100 Mwe. Pada tahun 1997 di seluruh dunia baik dinegara maju maupun negara sedang berkembang telah dioperasikan sebanyak 443 unit PLTNyang tersebar di 31 negara dengan kontribusi sekitar 18 % dari pasokan tenaga listrik duniadengan total pembangkitan dayanya mencapai Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalamtahap kontruksi di 18 PLTNPembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN adalah stasiun pembangkit listrik thermal dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketikadaya keluarannya konstan meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari. Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya 600-1200 MWe. Hingga tahun 2005 terdapat 443 PLTN berlisensi di dunia, dengan 441diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai17% dayalistrik Kerja PLTNProses kerja PLTN sebenarnya sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap PLTU, yang umumnya sedah dikenal secara luas. Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedangkan PLTUmendapatkan panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalu daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari rekasi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka rekator daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orderatusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalahsebagai berikut Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat hasil reaksi tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisapendingin primer maupun sekunder bergantung pada tiper reaktor nuklir yangdigunakanUap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak kinetikEnergi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik Pembangkit Listrik Konvensional PLK dengan PLTN Dalam pembangkit listrik konvensional, air diuapkan di dalam suatu ketel melaluipembakaran bahan fosil minyak, batubara dan gas. Uang yang dihasilkan dialirkan ke turbinuap yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin selanjutnya digunakanuntuk menggerakkan generator, sehingga akan dihasilkan tenaga listrik. Pembangkit listrik dengan bahan bakar batubara, minyak dan gas mempunyai potensi yang dapat menimbulkandampak lingkungan dan masalah transportasi bahanbakar dari tambang menuju lokasipembangkitan. Dampak lingkungan akibat pembakaran bahan fosil tersebut dapat berupa CO2karbon dioksida, SO2 sulfur dioksida dan NOx nitrogen oksida, serta debu yangmengandung logam berat. Kekhawatiran terbesar dalam pembangkit listrik dengan bahanbakar fosil adalah dapat menimbulkan hujan asam dan peningkatan pemanasan berperasi dengan prinsip yang sama seperti PLK, hanya panas yang digunakan untuk menghasilkan uap tidak dihasilkan dari pembakaran bahan fosil, tetapi dihasilkan dari reaksipembelahan inti bahan fisil uranium dalam suatu reaktor nuklir. Tenaga panas tersebutdigunakan untuk membangkitkan uap di dalam sistem pembangkit uap Steam Generator dan selanjutnya sama seperti pada PLK, uap digunakan untuk menggerakkan turbin generator sebagai pembangkit tenaga listrik. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkitan listrik initidak membebaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dibuang kelingkungan atau melepaskan partikel yang berbahaya seperti CO2, SO2, NOx ke lingkungan,sehingga PLTN ini merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN sebelumdilakukan penyimpanan secara PLTNPLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga PLTNyang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor yangberbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkanmempunyai sistem keamanan FisiReaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissiluranium dan reaktor daya fisi dikelompokkan lagi menjadiReaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me- moderate neutron sehingga mereka dapatmenghasilkanreaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalamkeadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau di lambatkan dibua thermal olehmoderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitandengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda denganreaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan gunamenjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermalmenggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalamproses reaksi fissi sub kritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksiberantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsepteori saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa ujikelayakan sudah dilaksanakan.§Reaktor thermal§Light water reactor LWRBoiling water reactor WRPressurized water reactor PWRSSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR Moderator GrafitMagnoxAdvanced gas-cooled reactor AGRHigh temperature gas cooled reactor HTGRRBMK Pebble bed reactor PBMR§Moderator Air beratoSGHWR oCANDUReaktor cepatMeski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yangdimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan jugadapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjaminkelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan proliferasi dari 20 purwarupa prototype reaktor cepat sudah dibangun di Amerika Serikat,Inggris, Uni Sovyet, Perancis, Jerman, Jepang, India, dan hingga 2004 1 unit reaktor sedangdibangun di China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia 1 2 Lihat Nature Selengkapnya
Prancis Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di Prancis (Foto: ist) Pada posisi kedua adalah Prancis. Negara ini menggunakan 59 PLTN untuk menyuplai listrik ke seluruh warganya. Prancis dipaksa memiliki banyak reaktor nuklir karena negara ini tidak memiliki sumber energi lain untuk menggerakan pembangkin listrik selain nuklir.
BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini. Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan. Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi. Tujuan 1. Mengetahui pengertian energi nuklir 2. Mengetahui pemanfaatan nuklir sebagai energi alternatif 3. Mengetahui potensi energi nuklir di Indonesia 4. Mengetahui tingkat bahaya nuklir Rumusan Masalah 1. Apa pengertian energi nuklir; 2. Bagaimana pemanfaatan energi nuklir sebagai energi alternatif; 3. Bagaimana potensi energi nuklir di Indonesia; 4. Bagaimana tingkat bahaya nuklir; BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Energi Nuklir Nuklir berarti bagian dari atau yang berhubungan dengan nukleus atom inti atom. Nuklir adalah sebutan untuk bentuk energi yang dihasilkan melalui reaksi inti, baik itu reaksi fisi pemisahan maupun reaksi fusi penggabungan. Sumber energi nuklir yang paling sering digunakan untuk PLTN adalah sebuah unsur radioaktif yang bernama Uranium. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sagat berbahaya bagi manusia. Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogenterutama Lithium-6, Deuterium, Tritium. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium terutama Plutonium-239, Uranium-235. Gambar 1. Reaksi Fisi Pada reaksi fisi atom uranium U-235 hitam merah memiliki inti yang tidak stabil ketika ada neutron hitam yang ditembakkan pada inti atom tersebut, maka inti atom uranium akan membelah menjadi dua buah inti atom, yakni atom Barium Ba-141 dan atom Kripton Kr-92 serta tiga neutron warna hitam di kanan. Gambar 2. Reaksi Fusi Reaksi jenis ini tidak terjadi secara alamiah di permukaan bumi, namun merupakan prinsip kerja pembakaran Hidrogen di pusat matahari serta bintang-bintang. Terdapat banyak tipe reaksi fusi yang dapat terjadi di matahari yang sering disebut siklus protonproton, mulai dari penggabungan dua inti Hidrogen menjadi inti Deuterium hingga penggabungan inti Deuterium dan inti Tritium. Reaksi ini membutuhkan kondisi tertentu yang hanya terdapat di dalam inti matahari ataupun bintang-bintang, misalnya tekanan yang sangat tinggi. Di dalam inti matahari, tekanan yang sangat tinggi dihasilkan oleh gaya gravitasi. Gaya gravitasi pada pusat matahari haruslah sangat besar untuk mempertahankan strukturnya, mengingat komposisi matahari kebanyakan terdiri dari gas Hidrogen. Reaksi fusi di dalam teras reaktor membutuhkan Deuterium dan Tritium sebagai bahan bakar, yang jika bergabung pada kondisi tertentu akan menghasilkan inti Helium yang stabil disertai sebuah neutron yang membawa sebagian besar energi hasil fusi. Pemanfaatan Nuklir sebagai Energi Alternatif Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah stasiun pembangkit listrik thermal dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan meskipun boiling water reaktor dapat trun hingga setengan dayanya ketika malam hari. Daya yang dibangkitkan perunit pembangkit berkisar dari 40 Mwe hingga 1000 MWe. Pada dasarnya sistem kerja dari PLTN sama denga pembangkit listrik konvensional, yaitu air diuapkan didalam suatu ketel melalui pembakaran. Uap yang dihasilkan dilarkan keturbin yang akan bergerak apabila ada tekana uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fosil uranium dalam reaktor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau Nox juga tidak mengerluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karean itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa di simpan di lokasi PLTN Jenis-Jenis Reaktor Nuklir LWR Light Water Reactor / Reaktor air Ringan Reaktor air ringan merupakan reaktor nuklir yang menggunakan H2O dengan kemurnian tinggi sebagai bahan moderator sekaligus pendingin reaktor. Reaktor jenis ini pertama kali di kembangkan di Amerika Serikat dan Rusia. Reaktor ini terdiri atas Reaktor Air tekan atau PWR Pressurized Water Reactor dan Reaktor Air Didih atau BWR Boiling Water Reactor dengan jumlah yang dioperasikan masing-masing mencapai 52 % dan 21,5 % dari total reaktor daya nuklir yang beroperasi. Sedang sisanya sebesar 26,5 % terdiri atas berbagai type reaktor daya lainnya. a. PWR Presured Water Reactor / Reaktor Air Tekan Reaktor sekaligus Air Tekan moderator. penggunaan dua sekunder. Panas juga menggunakan Bedanya macam dengan pendingin, yang dihasilkan H2O Reaktor yaitu sebagai Air pendingin pendingin Didih primer adalah dan dari reaksi fisi dipakai untuk memanaskan air pendingin primer. Dalam reaktor ini dilengkapi dengan alat pengontrol tekanan pessurizer yang dipakai untuk mempertahankan tekanan sistim pendingin primer. Pada pendigin primer memakai air dan dipanaskan inti sampai 600˚F tetapi air ini tidak mendidih karena berada didalam bejana yang bertekanan tinggi sebesar 2250 psi. Air ini dimasukkan kedalam pembangkit uap satu atau dua dengan tekanan 1000 psi, dan suhu 500˚F. Setelah melalui turbin uap dikembalikan ke kondensor. Sistim pressurizer terdiri atas sebuah tangki yang dilengkapi dengan pemanas listrik dan penyemprot air. Jika tekanan dalam teras reaktor berkurang, pemanas listrik akan memanaskan air yang terdapat di dalam tangki pressurizer sehingga terbentuklah uap tambahan yang akan menaikkan tekanan dalam sistim pendingin primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistim penyemprot air pendingin primer bertambah, maka sistim akan mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan uap berkurang dan sistim pendingin primer akan kembali ke keadaan semula. Tekanan pada sistim pendingin primer dipertahankan pada posisi 150 Atm untuk mencegah agar air pendingin primer tidak mendidih pada suhu sekitar 300 ºC. Pada tekanan udara normal, air akan mendidih dan menguap pada suhu 100 ºC. Dalam proses pembangkit kerjanya, uap air pendingin sehingga terjadi primer pertukaran dialirkan panas ke sistim antara sistim pendingin primer dan sistim pendingin sekunder. Dalam hal ini antara kedua pendingin tersebut hanya terjadi pertukaran panas tanpa terjadi kontak atau percampuran, karena antara kedua pendingin itu dipisahkan oleh sistim pipa. Terjadinya pertukaran panas menyebabkan air pendingin sekunder menguap. Tekanan pada sistim pendingin sekunder dipertahankan pada tekanan udara normal sehingga air dapat menguap pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk di dalam sistim pembangkit uap ini selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin. Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistim pendingin primernya betulbetul tertutup, sehingga apabila terjadi kebocoran bahan radioaktif di dalam teras reaktor tidak akan menyebabkan kontaminasi pada turbin. Reaktor Air Tekan juga mempunyai keandalan operasi dan keselamatan yang sangat baik. Salah satu faktor penunjangnya adalah karena reaktor ini mempunyai koefisien reaktivitas negatif. Apabila terjadi kenaikan suhu dalam teras reaktor secara mendadak, maka daya reaktor akan segera turun dengan sendirinya. Namun karena menggunakan dua sistim pendingin, maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah dibandingkan dengan Reaktor Air Didih. Gambar 3. Reaktor Air Tekan b. BWR Boiling Water Reactor / Reaktor Air Mendidih Reaktor jenis ini menggunakan air biasa H2O sebagai moderator maupun pendinginnya, sehingga termasuk kelompok reaktor air biasa / ringan. Pada reaktor air didih ini, panas hasil fisi dipakai secara langsung untuk menguapkan air pendingin dan uap yang terbentuk langsung dipakai untuk memutar turbin. Turbin tekanan tinggi menerima uap pada suhu sekitar 290 ºC dan tekanan sebesar 7,2 MPa. Sebagian uap diteruskan lagi ke turbin tekanan rendah. Dengan sistim ini dapat diperoleh efisiensi thermal sebesar 34 %. Efisiensi thermal ini menunjukkan prosentase panas hasil fisi yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik. Setelah melalui turbin, uap tersebut akan mengalami proses pendinginan sehingga berubah menjadi air yang langsung dialirkan ke teras reaktor untuk diuapkan lagi dan seterusnya. Dalam reaktor ini digunakan bahan bakar U235 dengan tingkat pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2. Gambar 4. Reaktor Air Didih . HWR Heavy Water Reactor / Reaktor Air Berat Reaktor ini mempergunakan air berat D2O, D = Deuterium sebagai moderatornya. Jenis reaktor ini sering disebut CANDU Canada Deuterium Uranium dan dikembangkan oleh Atomic Energi Commission dari Kanada. Bilamana pada reaktor air biasa moderator H2O berada dalam sebuah bejana, pada reaktor ini moderatornya D2O berada didalam pipa-pipa tekanan yang besar calandria. Selanjutnya dapat pula dikemukakan, bahwa sebuah reaktor air berat uranium dioksida alam UO2 dapat dipakai sebagai bahan bakar. Reaktor ini menggunakan bahan bakar uranium alam sehingga harus digunakan air berat yang penampang lintang serapannya terhadap neutron sangat kecil. Seperti halnya Reaktor Air tekan, Reaktor CANDU juga mempunyai sistim pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistim pendingin primer. D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai sistim pendingin primer, sedang sistim pendingin sekundernya menggunakan H2O. Dalam pengoperasian reaktor CANDU, kemurnian D2O harus dijaga pada tingkat 95-99,8 %. Air berat merupakan bahan yang harganya sangat mahal dan secara fisik maupun kimia tidak dapat dibedakan secara langsung dengan H2O. Oleh sebab itu, perlu adanya usaha penanggulangan kebocoran D2O baik dalam bentuk uap maupun cairan. Aliran ventilasi dari ruangan dilakukan secara tertutup dan selalu dipantau tingkat kebasahannya, sehingga kemungkinan adanya kebocoran D2O dapat diketahui secara dini. Gambar 5. Reaktor Air Berat Keuntungan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Keuntungan PLTN 1. Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca. Gas rumah kaca akan dihasilkan ketika genarot diesel darurat dinyalakan. 2. Tidak mencemari udara. Tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, merkuri, nitrogen oksida, partikulat, atau asap fotokimia. 3. Sedikit menghasilkan limbah padat 4. Biaya bahan bakar rendah Hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan 5. Ketersediaan bahan bakar yang melimpah Kekurangan PLTN 1. resiko kecelakaan nuklir Kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobylcontainment building. Bencana Chernobyl adalah kecelakaan nuklir yang terjadi pada tanggal 26 April 1986 di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Chernobyl di Republik Sosialis Soviet waktu itu bagian dari Uni Soviet, sekarang di Ukraina. Ini merupakan kecelakaan nuklir terburuk dalam ledakan pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang menggemparkan dunia, chernobyl , Ukraina. Akibat kejadian tersebut sampai sekarang kota chernobyl masih dijuluki sebagai kota mati. Penyebab terjadinya sudah diketahui dan dampak yang ditimbulkan begitu mengerikan. reaktor nomor empat di PLTN Chernobyl yang terletak di Uni Soviet di dekat Pripyat di Ukraina meledak. Akibatnya, kebakaran dan radioaktif menyebar. Tragedi ini menyebabkan kontaminasi radiasi meluas di Ukraina, hingga sampai ke Belarus dan Rusia. Butuh dua hari bagi Uni Soviet untuk membeberkan informasi mengenai ledakan ini kepada publik. Tragedi ini juga membuka mata dunia, melalui Badan Energi Atom Internasional IAEA, bahwa dunia perlu menjalin kerjasama dan berbagai informasi dalam penggunaan energi nuklir. Hingga saat ini, rehabilitasi untuk korban-korban Chernobyl masih terus berlanjut. Rusia, Ukraina dan Belarus masih terus dibebani dengan biaya dekontaminasi dan perawatan kesehatan bagi korban. Korban tewas tragedi ini 50 orang, terdiri dari para staf reaktor dan tim penyelamat. Kecelakaan ini merupakan salah satu bencana nuklir yang terdahsyat sampai saat ini. Kota ini seperti terhenti pada 1986 dan kini seperti museum hidup. Semua dibiarkan dan ditinggalkan, tumbuh sendiri selama 26 tahun. Chernobil Pripyat seperti tersembunyi di dalam belantara. Tidak ada kepastian berapa sebenarnya jumlah korban akibat tragedi Chernobyl. Organisasi Kesehatan Dunia WHO menyebut angka orang yang menjadi korban akibat radiasi. Organisasi lingkungan hidup Greenpeace memperkirakan jumlah korban bisa mencapai orang. Ratusan dari ribuan orang berhasil dievakuasi. PBB menyatakan, sekitar 7 juta orang masih hidup di wilayah berbahaya karena memiliki tingkat radiasi di luar ambang batas aman. Hasil yang didapat sampai saat ini adalah kanker ganas pada anak-anak yang baru lahir, kematian dalam jangka waktu yang diprediksi bagi para pekerja saat membereskan reruntuhan ledakan di kota itu, mutasi genetik luar biasa turun temurun yang menyebar di hampir sebagian dari wilayah Eropa. Tabel 3 Beberapa kecelakaan yang pernah terjadi pada PLTN di beberapa lokasi Industri di dunia yang berkisaran pada tahun 1976 – 1986. 2. Limbah Radioaktif Limbah radioaktif adalah jenis limbah yang mengandung atau terkontaminasi radionuklida pada konsentrasi atau aktivitas yang melebihi batas yang diijinkan Clearance level yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir. Limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun. Potensi Energi Nuklir di Indonesia Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di Indonesia Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui Pusat Listrik Tenaga Nuklir PLTN dimulai beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir berantai terkendali yang pertama pada tahun 1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion olah raga Universitas Chicago. Mulai saat itu manusia berusaha mengembangkan pemanfaatan sumber tenaga baru tersebut. Namun pada mulanya, pengembangan pemanfaatan energi nuklir masih sangat terbatas, yaitu baru dilakukan di Amerika Serikat dan Jerman. Tidak lama kemudian, Inggris, Perancis, Kanada dan Rusia juga mulai menjalankan program energi nuklirnya. Listrik pertama yang dihasilkan dari PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia. PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat komersial dioperasikan pertama kali pada bulan Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland. Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar 80 juta Watt tenaga listrik. Sukses pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami munculnya beberapa PLTN dengan model yang sama di berbagai tempat. Proses rencana pembangunan PLTN di Indonesia cukup panjang. Tahun 1972, telah dimulai pembahasan awal dengan membentuk Komisi Persiapan Pembangunan PLTN. Komisi ini kemudian melakukan pemilihan lokasi dan tahun 1975 terpilih 14 lokasi potensial, 5 di antaranya terletak di Jawa Tengah. Lokasi tersebut diteliti Badan Tenaga Nuklir Nasional BATAN bekerjasama dengan NIRA dari Italia. Dari keempat belas lokasi tersebut, 11 lokasi di pantai utara dan 3 lokasi di pantai selatan. pemanfaatan Tenaga Nuklir di Indonesia Berlawanan dengan kebanyakan pendapat orang, tenaga nuklir memberikan banyak manfaat bagi peradaban manusia. Berbagai macam penggunaan tenaga nuklir muncul dalam kehidupan kita. Selama lebih dari seratus tahun, tenaga nuklir telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia dan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Kontribusi nyata tampak dalam peningkatan kesehatan masyarakat. Dalam bidang pertanian, kita menggunakan teknik nuklir untuk menghasilkan varietas padi unggul dan murah, sehingga mampu memenuhi kebutuhan nutrisi kita. Selain itu, teknologi radiasi juga telah banyak digunakan industri, terutama untuk memeriksa volume produk minuman dalam kemasan, ketebalan kertas, kualitas pipa dan lain sebagainya. Sinar radiasi juga dapat digunakan sebagai teknik perunut, diagnosa proses industri, analisa komposisi dan uji bahan tak rusak. Radiasi sinar gamma juga banyak digunakan untuk membasmi bakteria dalam proses sterilisasi makanan. Di berbagai belahan dunia, tenaga nuklir telah dan akan menjadi alternatif penting dalam menyediakan tenaga listrik tanpa menghasilkan gas rumah kaca, sehingga bisa mengurangi efek rumah kaca di planet kita ini. Memandang hal di atas, pemerintah Indonesia, bersama dengan Dewan Perwakilan Rakyat, membuat UU No 10 Tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, yang menunjukkan pentingnya energi nuklir bagi kesejahteraan kita dan perlunya keselamatan dalam penggunaanya. Usaha untuk meningkatkan manfaat dari energi nuklir dilaksanakan oleh Badan Tenaga Nuklir Nasional BATAN, sedangkan Badan Pengawas Tenaga Nuklir BAPETEN diberikan wewenang dan tanggung jawab melalui tugas pengawasan untuk meminimalisasi resiko yang berkaitan dengan penggunaan tenaga nuklir di Indonesia. Pengawasan penggunaan tenaga nuklir dimaksudkan untuk menjamin pemakaian yang baik dan benar dengan tetap menjaga penggunaan khusus untuk tujuan damai dan memberikan manfaat dan kesejahteraan pada masyarakat seluas-luasnya. tingkat bahaya nuklir International Atomic Energy Agency IAEA telah memperkenalkan 8 level skala kejadian kecelakaan nuklir agar menjadi informasi yang tepat terhadap masyarakat luas. Level level tersebut dikatagorikan berdasarkan tingkatan pengaruh/efek baik dalam PLTN itu sendiri maupun keluar PLTN. Delapan level tersebut adalah Level 7 Level ini mengkatagorikan kecelakaan nuklir yang mengakibatkan efek yang sangat besar terhadap kesehatan dan lingkungan di dan sekitar PLTN. Yang termasuk dalam level ini adalah kecelakaan Chernobyl yang terjadi di Negara bekas Uni Soviet, sekarang Ukraina pada tahun 1986. Level ini bisa disamakan dengan kasus kecelakaan non-nuklir di Bhopal, India pada tahun 1984 dimana ribuan orang dikabarkan meninggal dunia. Level 6 Pada level ini, kecelakaan nuklir diindikasikan dengan keluarnya radioaktif yang cukup signifikan, baik PLTN maupun kegiatan industri yang berbasis raioaktif. Contohnya adalah kecelakaan di Mayak, bekas Negara Uni Soviet pada tahun 1957. Level 5 Level ini mengindikasikan kecelakaan yang mengeluarkan zat radioaktif yang terbatas, sehingga memerlukan pengukuran lebih lanjut. Contoh dari level ini yaitu kecelakaan/kebakaran pada rekator nuklir di Windscale, Inggris tahun 1957. Contoh lainnya yaitu kecelakaan di Three Mile Island yang merusak inti reaktor pada tahun 1979 Level 4 Level ini mengelompokkan kecelakaan nuklir yang mengakibatkan efek yang kecil terhadap lingkungan sekitar, inti reaktor dan pekerja sesuai dengan batas limit yang diizinkan. Beberapa contoh kejadian kecelakaan dalam level ini yaitu kecelakaan pada Sellafield Inggris, terjadi sebanyak 5 kali dari 1955 sampai 1979 PLTN Saint-Laurent Perancis tahun 1980 Buenos Aires Argentina tahun 1983 PLTN Tokaimura Jepang tahun 1999. Level 3 Kecelakaan yang dikelompokkan dalam level ini yaitu kecelakaan yang mengakibatkan efek yang sangat kecil dimana masih dibawah level/batas yang diizinkan, namun tidak ada perangkat keselamatan yang memadai. Contoh dari kecelakaan level ini yaitu kecelakaan pada THORP plant Sellafield di Inggris tahun 2005. Level 2 Kecelakaan pada level ini tidak mengakibatkan efek apapun keluar larea, namun tetap ada kontaminasi didalam area. Level ini juga mengindikasikan kecelakaan yang disebabkan oleh kegagalan untuk memenuhi syarat syarat keselamatan yang seharusnya ada. Contoh kecelakaan dalam level ini adalah kecelakaan pada PLTN Forsmark Swedia pada bulan Juli 2006 yang lalu. Level 1 Pada level ini, dikatagorikan kecelakaan yang merupakan anomaly dari pengoperasian sistem . Level 0 Pada level ini tidak memerlukan tingkat keselamatan yang signifikan dan relevan. Disebut juga sebagai “out of scale”. Anonim. 2009. “Reaksi Fusi dan Reaksi Fisi”. [15 Oktober 2014] Thadmin, Irham dkk. 2012. “Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir”. [ 15 Oktober 2014] Julio. 2013. “Ledakan Reaktor Nuklir di Chernobyl”. [15 Oktober 2014]
Tenagaair tersebut menggerakkan turbin air dan turbin air memutar generator listrik. Pusat listrik ini menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer. Pembangkit Listrik Tenaga Air dibagi menjadi 2 (dua), yaitu: a) Pembangkit listrik tenaga air daerah bukit, memanfaatkan selisih tinggi jatuhnya air yang tinggi.
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTN Di Susun Oleh 1. AFRI YAHDI 2013110067 2. 2013110071 3. SYAFA RIDHO ILHAM 2013110073 4. IKMARIO 2013110079 5. CAKSONO WIDOYONO 2014110003 JURUSAN TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG 2015 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Masyarakat pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yang dijatuhkan diHiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalamberbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir dalam bidang energi saat ini sudah berkembang dan dimanfaatkan secara besar-besaran dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga nuklir PLTN, dimana tenaga nuklir digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik yang relatif murah, aman dan tidak mencemari lingkungan. Pemanfaatan tenaga nuklir dalam bentuk PLTN mulai dikembangkan secara komersial sejak tahun 1954. Pada waktu itu di Rusia USSR, dibangun dan dioperasikan satu unit PLTN air ringan bertekanan tinggi VVER = PWR yang setahun kemudian mencapai daya 5 Mwe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan PLTN jenis Gas Cooled Reactor GCR + Reaktor berpendingin gas dengan daya 100 Mwe. Pada tahun 1997 di seluruh dunia baik di negara maju maupun negara sedang berkembang telah dioperasikan sebanyak 443 unit PLTN yang tersebar di 31 negara dengan kontribusi sekitar 18 % dari pasokan tenaga listrik dunia dengan total pembangkitan dayanya mencapai Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalam tahap kontruksi di 18 negara. Seiring dengan krisis energi yang sedang menimpa Indonesia saat ini yang ditandai dengan semakin menipisnya cadangan minyak yang dimiliki Indonesia, maka pemerintah berniat membangun PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di Indonesia. Pemerintah merasa pembangkit-pembangkit listrik yang sudah ada sekarang dirasa masih kurang untuk memenuhi konsumsi listrik di Indonesia. Pengertian dari PLTN sendiri adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. Cara kerja PLTN tidak jauh dengan PLTU Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Bedanya pada PLTN energi panas yang dihasilkan berasal dari reaksi nuklir. Panas yang dihasilkan dari reaksi nuklir ini digunakan untuk menguapkan air pendingin. Uap ini digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga diperoleh energi kinetik. Energi kinetik yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator yang akhirnya menghasilkan energi listrik. Namun masih terdapat pro dan kontra dalam masyarakat mengenai rencana pemerintahan karena itu pemerintah harus memberikan penyuluhan mengenai teknologi nuklir kepada masyarakat. Selain itu pemerintah juga harus menerapkan standar keamanan yang ketat terhadap PLTN yang akan didirikan. B. TUJUAN 1. Meningkatkan pengetahuan mahasiswa tentang PLTN. 2. Menambah cara berfikir mahasiswa untuk menganalisis suatu permasalahan. 3. Agar mahasiswa bisa mengaplikasikan dalam kehidupan bermasyarakat. C. RUMUSAN MASALAH Dalam penulisan makalah ini ada beberapa permasalahan yang perlu dibahas antara lain 1. Bagaimana prinsip kerja dari PLTN? 2. Bagaimana proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN? 3. Keuntungan dan kerugian dari PLTN ? BAB II PERALATAN Reaktor Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi pembelahan inti nuklir atau dikenal dengan reaksi fisi berantai yang terkendali. Bagian utama dari reaktor nuklir yaitu elemen bakar, perisai, moderator dan elemen kendali. Reaksi fisi berantai terjadi apabila inti dari suatu unsur dapat belah Uranium-235, Uranium-233 bereaksi dengan neutron termal/lambat yang akan menghasilkan unsur-unsur lain dengan cepat serta menimbulkan energi panas dan neutron-neutron baru. Reaktor nuklir berdasarkan fungsinya dapat dibedakan menjadi 2 dua, yaitu Komponen Dasar Reaktor Nuklir Elemen Bahan Bakar Elemen bahan bakar ini berbentuk batang-batang tipis dengan diameter kirakira 1 cm. Dalam suatu reaktor daya besar, ada ribuan elemen bahan bakar yang diletakkan saling berdekatan. Seluruh elemen bahan bakar dan daerah sekitarnya dinamakan teras reaktor. Umumnya, bahan bakar reaktor adalah uranium-235. Moderator Netron Netron yang mudah membelah inti adalah netron lambat yang memiliki energi sekitar 0,04 eV atau lebih kecil, sedangkan netron-netron yang dilepaskan selama proses pembelahan inti fisi memiliki energi sekitar 2 MeV. Oleh karena itu, sebuah reaktor atom harus memiliki materaial yang dapat mengurangi kelajuan netron-netron yang energinya sangat besar sehingga netron-netron ini dapat dengan mudah membelah inti. Material yang memperlambat kelajuan netron dinamakan moderator. Moderator yang umum digunakan adalah air. Ketika netron berenergi tinggi keluar dari sebuah elemen bahan bakar, netron tersebut memasuki air di sekitarnya dan bertumbukan dengan molekul-molekul air. Netron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk molekul air moderator terutama dengan atom-atom hidrogen. Sebagai hasilnya netron tersebut diperlambat. Batang Kendali Jika keluaran daya dari sebuah reactor dikehendaki konstan, maka jumlah netron yang dihasilkan harus dikendalikan. Sebagaimana diketahui, setiap terjadi proses fisi ada sekitar 2 sampai 3 netron baru terbentuk yang selanjutnya menyebakan proses berantai. Batang kendalli terbuat dari bahan-bahan penyerap netron, seperti boron dan kadmium. Jika reaktor menjadi superkritis, batang kendali secara otomatis bergerak masuk lebih dalam ke dalam teras reaktor untuk menyerap kelebihan netron yang menyebabkan kondisi itu kembali ke kondisi kritis. Sebaliknya, jika reaktor menjadi subkritis batang kendali sebagian ditarik menjauhi teras reactor sehingga lebih sedikit netron yang diserap. Dengan demikian, lebih banyak netron tersedia untuk reaksi fisi dan reaktor kembali ke kondisi kritis. Untuk menghentikan operasi reaktor missal untuk perawatan batang kendali turun penuh sehingga seluruh netron diserap dan reaksi fisi berhenti. Pendingin Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi meningkatkan suhu reaktor. Suhu ini dipindahkan dari reaktor dengan menggunakan bahan pendingin misalnya air atau karbon dioksida. Bahan pendingin air disirkulasikan melalui system pompa, sehingga air yang keluar dari bagian atas teras reactor digantikan air dingin yang masuk melalui bagian bawah teras reactor. Perisai/Wadah Terbuat dari bahan yang mampu menahan radiasi agar pekerja reactor dapat bekerja dengan aman dari radiasi. BAB III PEMBAHASAN 1. Prinsip kerja dari PLTN Prinsip kerja PLTN sebenarnya mirip dengan pembangkit listrik lainnya, misalnya Pembangkit Listrik Tenaga Uap PLTU. Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi. Uap bertekanan tinggi pada PLTU digunakan untuk memutar turbin. Tenaga gerak putar turbin ini kemudian diubah menjadi tenaga listrik dalam sebuah generator. Perbedaan PLTN dengan pembangkit lain terletak pada bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan uap, yaitu Uranium. Reaksi pembelahan fisi inti Uranium menghasilkan tenaga panas termal dalam jumlah yang sangat besar serta membebaskan 2 sampai 3 buah neutron. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO, atau NOx, juga tidak melepaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Satu gram U-235 setara dengan 2650 batu bara. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan dilokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari. Prinsip kerja dari PLTN 2. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut o Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar. o Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan. o Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak kinetik. o Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik. 3. Keuntungan dan kekurangan  Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah o Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca selama operasi normal - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas. o Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia. o Sedikit menghasilkan limbah padat selama operasi normal. o Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan. o Ketersedian bahan bak ar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan.  Kekurangan dari PLTN o Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobylcontainment building yang tidak mempunyai. o Limbah Nuklir limbah radioaktif tingkat, tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun. BAB IV TINJAUAN PUSTAKA A. LANDASAN TEORI Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari. Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya 600-1. Pada dasarnya sistem kerja dari PLTN sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Ulang yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Satu gram U-235 setara dengan 2650 batu bara. Pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil uranium dalam reactor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN. B. JENIS-JENIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTN 1. Pressurized Water Reactor PWR/Reaktor Air Tekan PWR adalah jenis reaktor daya nuklir yang menggunakan air ringan biasa sebagai pendingin maupun moderator neutron. Reaktor ini pertama sekali dirancang oleh Westinghouse Bettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang, tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power Division. Reaktor jenis ini merupakan jenis reaktor yang paling umum. Lebih dari 230 buah reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, dan beberapa ratus lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal. Gambar 3 Skema Reaktor Pressurized Water Reactor PWR Pada reaktor jenis PWR, aliran pendingin utama yang berada di teras reaktor bersuhu mencapai 325oC sehingga perlu diberi tekanan tertentu sekitar 155 atm oleh perangkat pressurizer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin sekunder. Aliran ini kembali memasuki generator uap dan menjadi uap kembali, memasuki turbin, dan demikian seterusnya. 2. Boiling water reactor BWR/Reaktor Air Didih Reaktor jenis BWR merupakan rancangan reaktor jenis air ringan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Reaktor BWR pertama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan General Electric GE. Sampai saat ini, hanya rancangan General Electric yang masih bertahan. Reaktor BWR rancangan General Electric dibangun di Humboldt Bay di California. Reaktor ini mempunyai banyak persamaan dengan reaktor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reaktor BWR, uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor. Gambar 4 Skema Reaktor Boiling Water Reactor BWR Pada reaktor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang bertekanan rendah sekitar 75 atm sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju perangkat pemisah dan pengering uap yang terletak di atas teras kemudian menuju turbin. Karena air yang berada di sekitar teras selalu mengalami kontaminasi oleh peluruhan radionuklida, maka turbin harus diberi perisai dan perlindungan radiasi sewaktu masa pemeliharaan. Kebanyakan zat radioaktif yang terdapat pada air tersebut beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang turbin dapat dimasuki sesaat setelah reaktor dipadamkan. Uap tersebut kemudian memasuki turbin-generator. Setelah turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reaktor dan memulai siklus kembali seperti di atas. 3. Reaktor Air Didih Lanjut Advanced Boiling Water Reactor, ABWR ABWR adalah reaktor air didih lanjut, yaitu tipe modifikasi dari reaktor air didih yang ada pada saat ini. Perbaikan ditekankan pada keandalan, keselamatan, limbah yang rendah, kemudahan operasi dan faktor ekonomi. Perlengkapan khas ABWR yang mengalami perbaikan desain adalah 1 pompa internal, 2 penggerak batang kendali, 3 alat pengatur aliran uap, 4 sistem pendinginan teras darurat, 5 sungkup reaktor dari beton pra-tekan, 6 turbin, 7 alat pemanas untuk pemisah uap penurun kelembaban, 8 sistem kendali dijital dan lain-lain. 4. Reaktor tabung tekan Reaktor tabung tekan merupakan reaktor yang terasnya tersusun atas pendingin air ringan ada juga air berat dan moderator air berat atau pendingin air ringan dan moderator grafit dalam pipa kalandria. Bahan pendingin dan bahan moderator dipisahkan oleh pipa tekan, sehingga bahan pendingin dan bahan moderator dapat dipilih secara terpisah. Pada kenyataannya terdapat variasi gabungan misalnya pendingin air ringan moderator air berat Steam-Generating Heavy Water Reactor, SGHWR, pendingin air berat moderator air berat Canadian Deuterium Uranium, CANDU, pendingin air ringan moderator grafit Channel Type Graphite-moderated Water-cooled Reactor, RBMK. Teras reaktor terdiri dari banyak kanal bahan bakar dan dideretkan berbentuk kisi kubus di dalam tangki kalandria, bahan pendingin mengalir masing-masing di dalam pipa tekan, energi panas yang timbul pada kanal bahan bakar diubah menjadi energi penggerak turbin dan digunakan pada pembangkit listrik. Disebut juga rektor nuklir tipe kanal. BAB V KESIMPULAN A. KESIMPULAN Prinsip kerja PLTN berdasarkan sumber panas yang dihasilkan oleh suplai panas dari reaksi nuklir. Pemanfaatan energy panas tersebut tidak dapat dihasilkan apabila kurangnya bahan bakar. Adapun jenis PLTN yang ada di Bumi, merupakan pengembangan dari kemajuan teknologi yang ada. Oleh karena itu, banyak terjadi perkembangan pembangkit energy listrik yang baru.
berjudul"Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)" dapat diselesaikan. sesuai dengan waktunya. Tersusunnya makalah ini adalah berkat dorongan, bantuan dan bimbingan. dari berbagai pihak oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih. Semua pihak yang turut membantu menyelesaikan makalah ini baik secara.
Makalah Fisika Modern Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Modern Dosen pengampu Sinaga, Disusun Oleh Iif Latifah 1401257 DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2016 A. PENGERTIAN PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari. Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya 600-1. Gambar 1 sketsa PLTN Pada dasarnya sistem kerja dari PLTN sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Ulang yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Satu gram U-235 setara dengan 2650 batu bara. Pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang sama,dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil uranium dalam reactor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN. B. JENIS – JENIS PLTN 1. Pressurized Water Reactor PWR/Reaktor Air Tekan PWR adalah jenis reaktor daya nuklir yang menggunakan air ringan biasa sebagai pendingin maupun moderator neutron. Reaktor ini pertama sekali dirancang oleh Westinghouse Bettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang, tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power Division. Reaktor jenis ini merupakan jenis reaktor yang paling umum. Lebih dari 230 buah reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, dan beberapa ratus lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal. Gambar 2 Pressurized Water Reactor PWR Pada reaktor jenis PWR, aliran pendingin utama yang berada di teras reaktor bersuhu mencapai 325oC sehingga perlu diberi tekanan tertentu sekitar 155 atm oleh perangkat pressurizer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin sekunder. Aliran ini kembali memasuki generator uap dan menjadi uap kembali, memasuki turbin, dan demikian seterusnya. 2. Boiling Water Reactor BWR/Reaktor Air Didih Reaktor jenis BWR merupakan rancangan reaktor jenis air ringan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Reaktor BWR pertama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan General Electric GE. Sampai saat ini, hanya rancangan General Electric yang masih bertahan. Reaktor BWR rancangan General Electric dibangun di Humboldt Bay di California. Reaktor ini mempunyai banyak persamaan dengan reaktor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reaktor BWR, uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor. Gambar 3 Skema Boiling Water Reactor Pada reaktor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang bertekanan rendah sekitar 75 atm sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju perangkat pemisah dan pengering uap yang terletak di atas teras kemudian menuju turbin. Karena air yang berada di sekitar teras selalu mengalami kontaminasi oleh peluruhan radionuklida, maka turbin harus diberi perisai dan perlindungan radiasi sewaktu masa pemeliharaan. Kebanyakan zat radioaktif yang terdapat pada airtersebut beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang turbin dapat dimasuki sesaat setelah reaktor dipadamkan. Uap tersebut kemudian memasuki turbin-generator. Setelah turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reaktor dan memulai siklus kembali. 3. Reaktor Air Didih Lanjut Advanced Boiling Water Reactor, ABWR ABWR adalah reaktor air didih lanjut, yaitu tipe modifikasi dari reaktor air didih yang ada pada saat ini. Perbaikan ditekankan pada keandalan, keselamatan, limbah yang rendah, kemudahan operasi dan faktor ekonomi. Perlengkapan khas ABWR yang mengalami perbaikan desain adalah 1 pompa internal, 2 penggerak batang kendali, 3 alat pengatur aliran uap, 4 sistem pendinginan teras darurat, 5 sungkup reaktor dari beton pra-tekan, 6 turbin, 7 alat pemanas untuk pemisah uap penurun kelembaban, 8 sistem kendali dijital dan lain-lain. 4. Reaktor Tabung tekan Reaktor tabung tekan merupakan reaktor yang terasnya tersusun atas pendingin air ringan ada juga air berat dan moderator air berat atau pendingin air ringan dan moderator grafit dalam pipa kalandria. Bahan pendingin dan bahan moderator dipisahkan oleh pipa tekan, sehingga bahan pendingin dan bahan moderator dapat dipilih secara terpisah. Pada kenyataannya terdapat variasi gabungan misalnya pendingin air ringan moderator air berat Steam-Generating Heavy Water Reactor,SGHWR, pendingin air berat moderator air berat Canadian Deuterium Uranium,CANDU, pendingin air ringan moderator grafit Channel Type Graphite-moderated Water-cooled Reactor, RBMK. Teras reaktor terdiri dari banyak kanal bahan bakar dan dideretkan berbentuk kisi kubus di dalam tangki kalandria, bahan pendingi mengalir masing-masing di dalam pipa tekan, energi panas yang timbul pada kanal bahan bakar diubah menjadi energi penggerak turbin dan digunakan pada pembangkit listrik. Disebut juga rektor nuklir tipe kanal. C. KOMPONEN PLTN 1. Reaktor Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi pembelahan inti nuklir atau dikenal dengan reaksi fisi berantai yang terkendali. Gambar 4 Reaktor Bagian utama dari reaktor nuklir yaitu elemen bakar, perisai, moderator dan elemen kendali. Reaksi fisi berantai terjadi apabila inti dari suatu unsur dapat belah Uranium-235, Uranium-233 bereaksi dengan neutron termal/lambat yang akan menghasilkan unsur-unsur lain dengan cepat serta menimbulkan energi panas dan neutron-neutron baru. 2. Komponen Dasar Reaktor Nuklir Gambar 5 komponen dasar reaktor Elemen Bahan Bakar Elemen bahan bakar ini berbentuk batang-batang tipis dengan diameter kirakira 1 cm. Dalam suatu reaktor daya besar, ada ribuan elemen bahan bakar yang diletakkan saling berdekatan. Seluruh elemen bahan bakar dan daerah sekitarnya dinamakan teras reaktor. Umumnya, bahan bakar reaktor adalah uranium-235. Moderator Neutron Netron yang mudah membelah inti adalah netron lambat yang memiliki energi sekitar 0,04 eV atau lebih kecil, sedangkan netron-netron yang dilepaskan selama proses pembelahan inti fisi memiliki energi sekitar 2 MeV. Oleh karena itu, sebuah reaktor atom harus memiliki materaial yang dapat mengurangi kelajuan netron-netron yang energinya sangat besar sehingga netron-netron ini dapat dengan mudah membelah inti. Material yang memperlambat kelajuan netron dinamakan moderator. Moderator yang umum digunakan adalah air. Ketika netron berenergi tinggi keluar dari sebuah elemen bahan bakar, netron tersebut memasuki air di sekitarnya dan bertumbukan dengan molekul-molekul air. Netron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk molekul air moderator terutama dengan atom-atom hidrogen. Sebagai hasilnya netron tersebut diperlambat. Batang Kendali Jika keluaran daya dari sebuah reactor dikehendaki konstan, maka jumlah netron yang dihasilkan harus dikendalikan. Sebagaimana diketahui, setiap terjadi proses fisi ada sekitar 2 sampai 3 netron baru terbentuk yang selanjutnya menyebakan proses berantai. Batang kendalli terbuat dari bahan-bahan penyerap netron, seperti boron dan kadmium. Jika reaktor menjadi superkritis, batang kendali secara otomatis bergerak masuk lebih dalam ke dalam teras reaktor untuk menyerap kelebihan netron yang menyebabkan kondisi itu kembali ke kondisi kritis. Sebaliknya, jika reaktor menjadi subkritis batang kendali sebagian ditarik menjauhi teras reactor sehingga lebih sedikit netron yang diserap. Dengan demikian, lebih banyak netron tersedia untuk reaksi fisi dan reaktor kembali ke kondisi kritis. Untuk menghentikan operasi reaktor missal untuk perawatan batang kendali turun penuh sehingga seluruh netron diserap dan reaksi fisi berhenti. Pendingin Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi meningkatkan suhu reaktor. Suhu ini dipindahkan dari reaktor dengan menggunakan bahan pendingin misalnya air atau karbon dioksida. Bahan pendingin air disirkulasikan melalui system pompa, sehingga air yang keluar dari bagian atas teras reactor digantikan air dingin yang masuk melalui bagian bawah teras reactor. Perisai atau Wadah Terbuat dari bahan yang mampu menahan radiasi agar pekerja reactor dapat bekerja dengan aman dari radiasi. D. PRINSIP KERJA PLTN Proses kerja PLTN sebenarnya sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit lisrtik tenaga uap PLTU, yang umumnya sudah dikenal secara luas. yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedangkan PLTU mendapatkan panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi. Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Uap bertekanan tinggi pada PLTU digunakan untuk memutar turbin. Tenaga gerak putar turbin ini kemudian diubah menjadi tenaga listrik dalam sebuah generator. Gambar 6 Proses pemutaran turbin Perbedaan PLTN dengan pembangkit lain terletak pada bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan uap, yaitu Uranium. Reaksi pembelahan fisi inti Uranium menghasilkan tenaga panas termal dalam jumlah yang sangat besar serta membebaskan 2 sampai 3 buah neutron. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO, atau NOx, juga tidak melepaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan dilokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari. Gambar 7 Skema prinsip kerja PLTN E. STRUKTUR ATOM URANIUM DAN REAKSI FISI 1. Strukut Atom Uranium Sejatinya segala unsur yang terdapat di alam terbentuk dari kumpulan atom-atom. Ada 92 jenis atom yang telah didefinisikan hingga saat ini. Inti dari suatu atom terdiri atas proton yang bernilai positip dan neutron yang bersifat netral. Disekitar intinya terdapat elektron yang mengelilingi, biasanya berjumlah sama dengan proton dan terikat dengan gaya elektromagnetiknya. Jumlah proton pada atom menjadi ciri khas suatu jenis atom dan lebih dikenal dengan sebutan nomer atom, yang menentukan unsur kimia atom tersebut. Unsur uranium memiliki jumlah proton 92 buah atau dengan kata lain nomer atom Uranium adalah 92. Namun di alam, terdapat 3 jenis unsur yang memiliki jumlah proton 92 buah, masing-masing memiliki jumlah neutron sebanyak 142, 143, dan 148 buah. Unsur yang memiliki 143 buah neutron ini disebut dengan Uranium-235, sedangkan yang memiliki 148 buah neutron disebut dengan Uranium238. Suatu unsur yang memiliki nomer atom sama namun jumlah neutron yang berbeda biasa disebut dengan isotop. Gambar berikut adalah struktur dari atom Uranium dan tabel yang menjelaskan tentang isotopnya. Uranium yang terdapat di alam bebas sebagian besar adalah Uranium yang sulit bereaksi, yaitu Uranium-238. Hanya 0,7 persen saja Uranium yang mengandung isotop Uranium-235. Sedangkan bahan bakar Uranium yang digunakan di PLTN adalah Uranium yang kandungan Uranium-235 nya sudah ditingkatkan menjadi 3-5 %. 2. Reaksi Fisi Uranium Perlu diketahui bahwa reaksi fisi bisa terjadi disetiap inti atom dari suatu unsur tanpa terkecuali. Namun reaksi fisi yang paling mudah terjadi adalah reaksi pada inti atom Uranium. Uranium pun sama halnya, yang paling mudah terjadi reaksi adalah Uranium-235, sedangkan Uranium-238 memerlukan energi yang lebih besar agar dapat terjadi reaksi fisi ini. Reaksi fisi terjadi saat neutron menumbuk Uranium-235 dan saat itu pula atom Uranium akan terbagi menjadi 2 buah atom Kr dan Br. Saat terjadi reaksi fisi juga akan dihasilkan energi panas yang sangat besar. Dalam aplikasinya di PLTN, energi hasil reaksi fisi ini dijadikan sumber panas untuk menghasilkan uap air. Uap air yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin dan membuat generator menghasilkan listrik. Pada saat Uranium-235 ditumbuk oleh neutron, akan muncul juga 2-3 neutron baru. Kemudian neutron ini akan menumbuk lagi Uranium-235 lainnya dan muncul lagi 2-3 neutron baru lagi. Reaksi seperti ini akan terjadi terus menerus secara perlahan di dalam reaktor nuklir. Neutron yang terjadi akibat reaksi fisi sebenarnya bergerak terlalu cepat, sehingga untuk menghasilkan reaksi fisi yang terjadi secara berantai kecepatan neutron ini harus diredam dengan menggunakan suatu media khusus. Ada berbagai macam media yang digunakan sampai saat ini antara lain air ringan/tawar, air berat, atau pun grafit. Secara umum kebanyakan teknologi PLTN di dunia menggunakan air ringan Light Water Reactor, LWR. Perlu diperhatikan disini bahwa di dalam reaktor nuklir, bahan bakar Uranium yang digunakan dijaga agar tidak sampai terbakar atau mengeluarkan api. Sebisa mungkin posisi bahan bakarnya diatur sedemikian hingga agar nantinya hasil reaksi fisi ini masih bisa diolah kembali untuk dijadikan bahan bakar baru untuk digunakan pada teknologi PLTN di masa yang akan datang. Gambar 8 Proses terjadinya reaksi fisi 3. Besarnya Energi Reaksi Fisi Berikut ini adalah data tentang jumlah bahan bakar yang diperlukan dalam 1 tahun untuk masing-masing pembangkit listrik berkapasitas 1000 MW. Disini terlihat bahwa untuk 1 gram bahan bakar Uranium dapat menghasilkan energi listrik yang setara dengan 3 ton bahan bakar batubara, atau 2000 liter minyak bumi. Oleh karena energi yang dihasilkan Uranium sangat besar, bahan bakar PLTN juga dapat menghemat biaya di pengakutan dan penyimpanan bahan bakar pembangkit listrik. Gambar 9 Banyaknya bahan bakar yang diperlukan dalam 1 tahun F. PROSES PEMANFAATAN PANAS HASIL FISI UNTUK MENGHASILKAN ENERGI LISTRIK DI DALAM PLTN o Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar. o Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan. o Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak kinetik. o Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik. G. KELEMAHAN PLTN Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN 1 Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobylyang tidak mempunyai containment building. 2 Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hinggaribuan tahun. H. KEUNTUNGAN PLTN Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah 1 Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca selama operasi normal gas rumah kacahanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikitmenghasilkan gas. 2 Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia. 3 Sedikit menghasilkan limbah padat selama operasi normal. 4 Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan. 5 Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahanbakar yang diperlukan. 6 Baterai nuklir - lihat SSTAR. I. RESIKO PLTN 1. Radiasi Risiko utama yang berkaitan dengan tenaga nuklir timbul dari efek kesehatan dari radiasi. Radiasi ini terdiri dari partikel subatomik bepergian pada atau dekat kecepatan cahaya, - 186 000 mil per detik. Mereka dapat menembus jauh di dalam tubuh manusia di mana mereka dapat merusak sel-sel biologi dan dengan demikian memulai kanker. Jika mereka menyerang sel-sel seks, mereka dapat menyebabkan penyakit genetik pada keturunan. Radiasi terjadi secara alami di lingkungan kita, orang yang khas adalah, dan selalu telah terkena radiasi partikel setiap detik dari sumber-sumber alam, dan medis rata-rata X-ray melibatkan disambar 100 miliar. Meskipun hal ini mungkin tampak sangat berbahaya, tidak, karena kemungkinan untuk sebuah partikel radiasi memasuki tubuh manusia menyebabkan kanker atau penyakit genetik hanya satu kesempatan di 30 juta miliar 30 triliun. Teknologi tenaga nuklir menghasilkan bahan yang aktif dalam memancarkan radiasi dan karena itu disebut "radioaktif". Bahan-bahan ini dapat datang ke dalam kontak dengan orang-orang terutama melalui siaran kecil selama operasi rutin pabrik, kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir, kecelakaan dalam pengangkutan zat radioaktif, dan melarikan diri dari limbah radioaktif dari sistem kurungan. Kami akan membahas ini secara terpisah, tetapi semuanya diambil bersama, dengan kecelakaan dirawat probalistik, akhirnya akan mengekspos Amerika rata-rata sekitar 0,2% dari paparan dari radiasi alam. Karena radiasi alam diperkirakan menyebabkan sekitar 1% dari semua kanker, radiasi karena teknologi nuklir akhirnya harus meningkatkan risiko kanker kita dengan 0,002% satu bagian dalam mengurangi harapan hidup kita dengan kurang dari satu jam. Sebagai perbandingan, kehilangan harapan hidup kita dari teknologi pembangkit listrik yang kompetitif, pembakaran batu bara, minyak, atau gas, diperkirakan bervariasi antara 3 sampai 40 hari. Ada banyak kesalahpahaman tentang penyakit genetik akibat radiasi. Risiko yang agak kurang daripada resiko kanker, misalnya, antara mereka yang selamat A-bom Jepang dari Hiroshima dan Nagasaki, ada sekitar 400 kematian akibat kanker ekstra di antara orang dalam kelompok follow-up, tapi tidak ada tambahan penyakit genetik antara keturunan mereka. Karena tidak ada cara yang mungkin untuk sel dalam tubuh kita untuk membedakan antara radiasi alam dan radiasi dari industri nuklir, yang terakhir tidak dapat menyebabkan jenis baru penyakit genetik atau kelainan bentuk misalnya, manusia bionik, atau mengancam "ras manusia". Penyebab lain penyakit genetik termasuk tertunda orangtua anakanak dari orang tua yang lebih tua memiliki insiden yang lebih tinggi dan laki-laki memakai celana ini menghangatkan gonad, meningkatkan frekuensi mutasi spontan. Risiko genetik tenaga nuklir tersebut setara dengan orangtua menunda sebesar 2,5 hari, atau dari manusia memakai celana sebuah 8 jam ekstra per tahun. Banyak yang dapat dilakukan untuk mencegah penyakit genetik memanfaatkan teknologi yang tersedia saat ini, jika 1% dari pajak yang dibayar oleh industri nuklir digunakan untuk lebih menerapkan teknologi ini, 80 kasus penyakit genetik akan dihindari untuk setiap kasus yang disebabkan oleh industri nuklir. 2. Kecelakaan Reaktor Pembangkit tenaga nuklir desain strategi untuk mencegah kecelakaan dan mengurangi efek potensial mereka adalah "pertahanan mendalam" - jika sesuatu gagal, ada sistem back-up untuk membatasi kerugian yang, jika sistem yang juga harus gagal ada lagi kembali -up sistem untuk itu, dll, dll Tentu saja ada kemungkinan bahwa setiap sistem dalam rangkaian back-up mungkin gagal satu demi satu, tetapi kemungkinan untuk itu adalah sangat kecil. Media sering mempublikasikan kegagalan dari beberapa sistem tertentu di pabrik beberapa, menyiratkan bahwa itu adalah panggilan dekat "pada bencana”. Mereka benar-benar kehilangan titik pertahanan berlapis yang mudah menangani kegagalan tersebut Bahkan dalam kecelakaan Three Mile Island di mana setidaknya dua kegagalan tetap telah sangat diperparah oleh kesalahan manusia, dua baris pertahanan masih tidak dilanggar - dasarnya semua radioaktivitas masih disegel dalam bejana reaktor baja tebal, dan kapal yang disegel di dalam beton bertulang dan baja berat berbaris "penahanan" bangunan yang tidak pernah bahkan menantang itu jelas bukan panggilan dekat pada bencana bagi penduduk sekitar reaktor Chernobyl Soviet, dibangun di atas konsep desain yang jauh kurang aman, tidak punya struktur penahanan;. jika hal itu,. bencana yang seharusnya dihindari. Risiko dari kecelakaan reaktor diperkirakan oleh ilmu pengetahuan berkembang pesat dari "analisis risiko probabilistik" PRA. Sebuah PRA harus dilakukan secara terpisah untuk setiap pembangkit listrik dengan biaya $ 5 juta tapi kita memberikan hasil yang khas di sini bahan bakar Sebuah meleleh-down mungkin diharapkan sekali dalam tahun beroperasi reaktor. Dalam 2 dari 3 lelehan-down tidak akan ada kematian, pada 1 dari 5 akan ada lebih dari 1000 kematian, dan dalam 1 dari akan ada kematian. Rata-rata untuk semua kebocoran akan menjadi 400 kematian. Karena polusi udara dari pembakaran batu bara diperkirakan akan menyebabkan kematian per tahun, ada harus 25 meleleh-downs setiap tahun untuk tenaga nuklir harus sama berbahayanya dengan pembakaran batubara. Kematian saja dari polusi udara pembakaran batu bara tidak terlihat, tetapi yang sama juga berlaku bagi kematian akibat kanker dari kecelakaan reaktor. Dalam kecelakaan terburuk dipertimbangkan, diharapkan sekali dalam meleleh-downs sekali dalam 2 milyar tahun beroperasi reaktor, kematian kanker akan di antara 10 juta orang, meningkatkan risiko kanker mereka biasanya dari 20% rata-rata AS saat ini untuk 20,5 %. Ini jauh lebih kecil daripada variasi geografis - 22% di New England menjadi 17% di negaranegara Rocky Mountain. Sangat dosis radiasi yang tinggi dapat merusak fungsi tubuh dan mengakibatkan kematian dalam waktu 60 hari, tetapi seperti "terlihat" kematian yang diharapkan hanya 2% dari reaktor meleleh-down kecelakaan; akan ada lebih dari 100 di 0,2% dari kebocoran, dan 3500 di 1 dari meleleh-downs. Untuk saat ini, jumlah terbesar kematian terlihat dari pembakaran batubara dalam insiden polusi udara London, 1952 di mana terdapat 3500 kematian ekstra dalam satu minggu. Tentu saja kecelakaan nuklir yang hipotetis dan ada banyak jauh lebih buruk kecelakaan hipotesis dalam teknologi pembangkit listrik lain, misalnya, ada bendungan hidroelektrik di California yang mendadak kegagalan dapat menyebabkan kematian. 3. Limbah Radioaktif Produk limbah radioaktif dari industri nuklir harus diisolasi dari kontak dengan orang untuk jangka waktu yang sangat lama. Sebagian besar radioaktivitas yang terkandung dalam bahan bakar bekas, yang cukup kecil dalam volume dan karena itu dengan mudah ditangani dengan hati-hati. Ini "limbah tingkat tinggi" akan dikonversi ke bentuk batu-suka dan emplaced di habitat alami batuan, di bawah tanah. Umur rata-rata sebuah batu di lingkungan yang merupakan satu miliar tahun. Jika sampah berperilaku seperti batu lain, mudah terlihat bahwa limbah yang dihasilkan oleh satu pembangkit tenaga nuklir akhirnya akan, selama jutaan tahun jika tidak ada ditemukan obat untuk kanker, menyebabkan satu kematian dari 50 tahun beroperasi. Sebagai perbandingan, limbah dari tanaman pembakaran batubara yang berakhir di tanah akhirnya akan menyebabkan beberapa ribu kematian dari jumlah yang sama menghasilkan listrik. Volume yang jauh lebih besar jauh lebih sedikit radioaktif tingkat rendah limbah dari pembangkit nuklir akan dimakamkan di kedalaman dangkal biasanya 20 kaki dalam tanah. Jika kita menganggap bahwa bahan ini segera menjadi tersebar melalui tanah antara permukaan dan kedalaman air tanah walau tindakan rumit untuk menjaga integritas paket limbah dan berperilaku seperti materi yang sama yang hadir secara alami dalam tanah ada bukti ekstensif menegaskan perilaku seperti itu , jumlah korban tewas dari limbah tingkat rendah akan menjadi 5% dari yang dari limbah tingkat tinggi. J. SYARAT PLTN YANG AMAN Ketika syarat PLTN yang baik terpenuhi akan mendapatkan impek yang baik juga, berikut syarat yang harus dipenuhi yaitu 1. Air Sebagai Pemerlambat Neutron Moderator Panas yang dihasilkan dari reaksi pembelahan, oleh air yang bertekanan 160 atmosfir dan suhu 300 derajat Celsius secara terus menerus dipompakan ke dalam reaktor melalui saluran pendingan reaktor. Air yang bersirkulasi dalam saluran pendingin ini tidak hanya berfungsi sebagai pendingin saja melainkan juga bertindak sebagai moderator, yaitu sebagai medium yang dapat memperlambat neutron. Neutron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk atom-atom hidrogen. Setelah kecepatan neutron turun sampai 2000 m/detik atau sama dengan kecepatan molekul gas pada suhu 300 derajat Celsius, barulah ia mampu membelah inti atom uranium-235. Neutron yang telah diperlambat disebut neutron termal. 2. Reaksi Pembelahan Inti Berantai Terkendali Untuk mendapatkan keluaran termal yang mantap, perlu dijamin agar banyaknya reaksi pembelahan inti yang terjadi dalam teras reaktor dipertahankan pada tingkat tetap, yaitu 2 atau 3 neutron yang dihasilkan dalam reaksi itu hanya satu yang dapat meneruskan reaksi pembelahan. Neutron lainnya dapat lolos keluar reaktor, atau diserap oleh bahan lainnya tanpa menimbulkan reaksi pembelahan atau diserap oleh batang kendali. Batang kendali dibuat dari bahan-bahan yang menyerap neutron, sehingga jumlah neutron yang menyebabkan reaksi pembelahan dapat dikendalikan dengan mengatur keluar atau masuknya batang kendali ke dalam teras reaktor. Sehubungan dengan urain di atas perlu digarisbawahi bahwa a. Reaksi pembelahan berantai hanya dimungkinkan apabila ada moderator. b. Kandungan Uranium-235 di dalam bahan bakar nuklir maksimum adalah 3,2%. Kandungan ini kecil sekali dan terdistribusi secara merata dalam isotop Uranium-238, sehingga tidak mungkin terjadi reaksi pembelahan berantai secara tidak terkendali di dalamnya. 3. Keselamatan Nuklir Berbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan masyarakat, para pekerja reaktor, dan lingkungan PLTN. Usaha ini dilakukan untuk menjamin agar radioaktif yang dihasilkan reaktor nuklir tidak terlepas ke lingkungan baik selama operasi mapun jika terjadi kecelakaan. Tindakan proteksi dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap waktu jika diinginkan dan tetap dapat dipertahankan dalam keadaan aman, yakni memperoleh pendinginan yang cukup. Untuk ini panas peluruhan yang dihasilkan harus dibuang dari teras reaktor, karena dapat menimbulkan bahaya akibat pemanasan lebih pada reaktor. 4. Keselamatan Terpasang Keselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reaktor tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi. 5. Penghalang Ganda PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dam berlapislapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkan sangat kecil, Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selama reaksi pembelahan inti uranium sebagian besar > 99% akan tetap tersimpan di dalam matriks bahan bakar, yang berfungsi sebagai penghalang pertama, selama beroperasi aupun jika terjadi kecelakaan, kelongsong bahan bakar akan berperan sebagai penghalang kedua untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsong. Dalam hal zat radioaktif masih dapat keluar dari dalam kelongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sstem pendingin. Lepas dari sistem pendingin, masih ada penghalang keempat berupa bejana tekan dibuat dari baja dengan tebal ± 20 cm. Penghalang kelima adalah perisai beton dengan tebal 1,5 - 2 meter. Bila zat radioaktif itu masih ada yang lolos dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal ± 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 meter yang kedap udara. Jadi selama operasi atau jika terjadi kecelakaan, zat radioaktif benar-benar tersimpan dalam reaktor dan tidak dilepaskan ke lingkungan. Kalaupun masih ada zat radioaktif yang terlepas jumlahnya sudah sangat diperkecil sehingga dampaknya terhadap lingkungan tidak berarti. Gambar 10 Skema pembelahan inti uranium K. REAKSI FUSI PADA PLTN Dalam reaksi fusi, dua atau lebih ringan inti atom bergabung membentuk inti tunggal yang lebih berat. Perubahan massa dalam proses adalah sumber energi nuklir. Fusi dalam inti matahari dan bintang-bintang lainnya menghasilkan energi radiasi mereka dengan menggabungkan dua atom hidrogen untuk menghasilkan atom helium. Dalam fusi, energi ambang yang sangat tinggi harus dicapai untuk menggabungkan inti atom, dan suhu yang diperlukan dalam jutaan derajat. Di alam, satu-satunya tempat di mana hal ini terjadi adalah dalam inti bintang. Superpanas plasma dan fokus daya laser adalah dua metode untuk mencapai energi ambang ini. Karena sesuatu yang dapat berfungsi sebagai media fusi harus begitu panas, itu harus diisolasi dari sekitar materi menggunakan medan magnet yang kuat atau penahanan inersia, yang merupakan prinsip di balik reaktor tokamak. Namun, fusi membutuhkan begitu banyak energi yang tak seorang pun belum bisa membangun sebuah reaktor yang menghasilkan energi yang dapat memenuhi reaksi awal fusi. Energi dapat diekstraksi dengan menggabungkan inti dalam proses yang disebut fusi .Kerugian energi fisi mencakup produk sampingan radioaktif dan hubungannya dengan senjata nuklir dan kebocoran. Dalam dekade terakhir ini, fisikawan nuklir telah mengembangkan cara yang lebih aman dari bangunan reaktor, termasuk metode untuk daur ulang produk sampingan radioaktif. Kemajuan ini telah menyebabkan pemerintah AS untuk memulai advokasi pembangunan reaktor nuklir lagi. DAFTAR PUSTAKA Wandha,Enggar. Artikel Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN. [online]. Tersedia Diakses pada tanggal 13 Agustus 2016. Noname. Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN. [online]. Tersedia Diakses pada tanggal 13 Agustus 2016. Susanto,Rudi. Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN. [online]. Tersedia Diakses pada tanggal 13 Agustus 2016. Noname. Perbedaan Fusi dan Fisi Nuklir. [online]. Tersedia Diakses pada tanggal 13 Agustus 2016. Noname. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. [online]. Tersedia 2016. Diakses pada tanggal 13 Agustus
PembangkitListrik Tenaga Surya (PLTS) di Indonesia berkembang pesat setelah beberapa peraturan pemerintah dibakukan sebagai peran dalam mendorong peningkatan Energi Baru dan Terbarukan (EBT) dan mendukung sumber energi lain selain energi fosil. Sistem PLTS atap diwajibkan bagi gedung pemerintah guna menunjang energi listrik bahkan bisa mendukung listrik jaringan utilitas.
Padamakalah ini akan membahas salah satu aspek dari adanya PLTN yaitu aspek lingkungan terhadap PLTN. q Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dgn daya 1000 MW selama 1 tahun memberikan limbah padat aktivitas tinggi sebesar 30 ton, bila diolah akan diperorel limbah padat terolah seberat 8 ton. Limbah aktivitas sedang sekitar 300 ton dan
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTNMAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR PLTNShadow JrElemen bahan bakar ini berbentuk batang-batang tipis dengan diameter kirakira 1 cm. Dalam suatu reaktor daya besar, ada ribuan elemen bahan bakar yang diletakkan saling berdekatan. Seluruh elemen bahan bakar dan daerah sekitarnya dinamakan teras reaktor. Umumnya, bahan bakar reaktor adalah uranium-235.pembangkitlistrik tenaga panas bumi; pembangkit listrik tenaga fuell cell; pembangkit listrik tenaga sel surya; pembangkit listrik tenaga nuklir; pembangkit listrik tenaga diesel; pembangkit listrik tenaga air; pembangkit listrik tenaga uap; pembangkit listrik tenaga mikro hidro; pembangkit listrik tenaga gas; pembangkit listrik tenaga angin
energi Menyangkut tentang hal tersebut maka didalam makalah ini penulis mencoba untuk membahas bagaimana cara untuk memanfaatkan sampah sebagai sumber pembangkit tenaga listrik atau yang sering disebut dengan istilah pembangkit listrik energi biomassa sehingga nantinya dapat memenuhi kebutuhan listrik dalam kehidupan sehari-hari.
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusunan makalah ini dapat diselesaikan. Shalawat serta salam semoga tercurah limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
Halini menjelaskan kekuatan destruktif dalam sebuah bom atom, serta konstruktif daya menyediakan energi untuk rumah dan bisnis-di pembangkit listrik tenaga nuklir. Sedangkan reaksi berantai dalam sebuah bom atom menjadi sebuah ledakan tak terkendali, di sebuah pabrik nuklir reaksi diperlambat dan dikendalikan.)
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir – Pemanfaatan teknologi nuklir di bidang non-energi telah banyak digunakan, seperti pada bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, serta hidrologi. Akan tetapi penggunaan potensi nuklir sebagai penghasil energi, khususnya listrik belum dilakukan secara maksimal. Salah satu alasannya adalah ketakutan masyarakat mengenai bahaya radiasi yang ditimbulkan oleh nuklir. Padahal memanfaatkan tenaga nuklir sebagai sumber energi relatif memberikan banyak keuntungan, karena lebih murah, aman dan tidak mencemari lingkungan. Pengertian PLTNSejarah PLTNCara Kerja PLTNReaktor Nuklir1. Reaktor Fisi2. Reaktor FusiKelebihan PLTNKekurangan PLTNPerkembangan Nuklir di Indonesia1. Keberadaan Uranium Masih Belum Terbukti2. PLTN Bukanlah Energi Murah3. Risiko Besar4. Masalah Limbah5. Opsi Terakhir6. Masalah PLTN Sangat Kompleks Pengertian PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN adalah pembangkit listrik termal yang menggunakan reaktor nuklir untuk menghasilkan panas. PLTN merupakan pembangkit daya yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan, meskipun reaktor didih air dayanya dapat turun hingga setengah ketika malam hari. Daya yang mampu dihasilkan per unit sekitar 12 MWe sampai 1400 MWe. Sejarah PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang pertama kali menyalakan bola lampu adalah reaktor Grafit X-10 di Oak Ridge, Tennessee, Amerika Serikat pada 3 September 1948. Kemudian pada tanggal 20 Desember 1951, stasiun pembangkit percobaan kedua dibuat dengan skala yang lebih besar, yaitu EBR-I. Stasiun PLRN ini berada di dekat Arco, Idaho, Amerika Serikat. Sedangkan PLTN pertama di dunia yang berhasil memproduksi listrik untuk power grid mulai beroperasi pada tanggal 27 Juni 1954 di Obninsk, Uni Soviet. Sementara PLTN Komersil pertama adalah Calder Hall yang terletak di Inggris dan dibuka pada 17 Oktober 1956. Selain ditujukan untuk memproduksi listrik, Calder Hall juga dibangun untuk menghasilkan plutonium. Pembangkit listrik Shippingport yang terletak di Amerika Serikat, dibangun dan mulai terhubung ke jaringan pada tanggal 18 Desember 1957. Cara Kerja PLTN Pembangkit listrik tenaga nuklir mengekstraksi energi dari inti atom melalui pembagian fisi nuklir. Pada atom terdapat ikatan internal yag menyatukan subpartikel, yaitu elektron, neutron, dan proton. Saat dibagi, ikatan tersebut terpecah dan akan melepaskan energi dalam atom yang mengikat partikel yang terpisah. Kemudian sebuah neutron ditembakkan ke atom dari unsur kimia besar. Partikel kecil pada kecepatan tertentu akan menghancurkan atom menghancurkan nukleusnya yang terbentuk dari neutron dan proton yang dihubungkan dengan ikatan yang energik. Proses ini terjadi dalam reaksi nuklir eksotermik yang melepaskan banyak energi dalam bentuk panas. Energi panas yang dikeluarkan kemudian digunakan untuk memanaskan air hingga menguap. Uap tersebut digunakan untuk memutar turbin yang selanjutnya akan menghasilkan listrik yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Reaktor Nuklir Umumnya PLTN dikelompokan dari jenis reaktor yang digunakan. Namun ada beberapa PLTN menggunakan jenis reaktor yang berbeda karena menerapkan unit-unit independen. Berikut ini adalah beberapa jenis reaktor nuklir, antara lain 1. Reaktor Fisi Reaktor fisi adalah reaktor yang menghasilkan panas menggunakan reaksi fisi nuklir dari isotop fissil uranium serta plutonium. Reaktor daya fisi dikelompokkan sebagai berikut Reaktor Thermal Reaktor Thermal adalah reaktor yang menggunakan moderator neuron untuk melambatkan neutron sehingga mereka bisa menghasilkan reaksi fisi selanjutya. Melalui reaksi tersebut dihasilak neutron yang memiliki energi tinggi dan harus diturunkan atau dilambatkan oleh moderator, sehingga reaksi berantai dapat berlangsung. Hal ini harus dilakukan karena jenis bahan bakar yang diperlukan oleh reaktor termal untuk melakukan reaksi fisi adalah menggunakan neutron lambat. Reaktor Cepat Reaktor Cepat dapat menjaga reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neuron. Hal tersebut disebabkan karena jenis bahan bakar yang digunakan dalam reaktor cepat berbeda dengan reaktor termal. Neutron yang diproduksi oleh reaktor cepat tidak perlu dilambatkan. Bisa dikatakan juga bahwa reaktor termal menggunakan neutron termal sedangkan reactor cepat menggunakan neutron cepat dalam masing-masing proses reaksi fisi. Reaktor Subkritis Reaktor subkritis adalah reator yang menggunakan sumber neutron luar dan dan tidak menggunakan reaksi berantai dalam melakukan proses reaksi fisi. Namun hingga tahun 2004 reaktor ini hanya berupa konsep teori. Meskipun sudah ada beberapa laboratorium yang mengadakan demontrasi dan uji kelayakan, tapi belum ada reaktor yang dibangun untuk menghasilkan listrik. 2. Reaktor Fusi Reaktor fusi merupakan teknologi reaktor nuklir yang masih dalam tahap eksperimental dan pengembangan. Secara umum, jenis reaktor PLTN ini menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar. Kelebihan PLTN Nuklir merupakan salah satu energi dengan kekuatan tinggi untuk menghasilkan daya yang luar biasa. Tak heran jika terdapat berbagai macam kelebihan dalam menggunakan PLTN, antara lain Tidak memerlukan lahan yang luas. PLTN tidak memerlukan area yang lebar untuk pembangunan pembangkit. Berbeda dengan PLTA yang harus berada di area yang Fleksibel. Untuk proses pendinginan, PLTN dapat diletakkan di pesisir pantai. Sebab di area tersebut banyak terdapat air. Peletakkannya juga harus disesuaikan agar tidak mengganggu ketersediaan air karbon rendah. PLTN tidak turut dalam emisi memproduksi partikel polutan. Untuk urusan pencemaran udara, PLTN merupakan pembangkit yang dapat diandalkan sebagai anti polutan. Berbeda dengan thermal berbahan fosil yang berkontribusi terhadap naiknya polutan yang ada di yang dihasilkan padat. Intensitas nuklir memiliki energi yang tinggi. Energi padat yang dihasilkan ini juga tidak membutuhkan banyak bahan nuklir reliable karena tidak tergantung akan sampahnya relatif sedikit. Tetapi limbah yang dihasilkan sifatnya radioaktif. Kekurangan PLTN Dibalik banyaknya kelebihan yang ditawarkan PLTN, ada sejumlah kekurangan yang dimilikinya. Kekurangan inilah yang menimbulkan sejumlah pro dan kontra jika diterapkan di Indonesia, yaitu Pembuangan energi nuklir memerlukan tempat khusus, sebab limbah yang dihasilkan bersifat radioaktif yang efeknya sangat buruk bagi lingkungan. Oleh sebab itu, butuh perawatan khusus untuk menangani limbah-limbah yang sifatnya yang sudah tidak beroperasi tidak dapat ditinggalkan begitu saja. Proses decomissioning memerlukan waktu yang lama dengan biaya yang besar untuk mencegah paparan yang menyebabkan kecelakaan nuklir. Kecelakaan tersebut bukanlah perkara sepele. Sebab radiasinya dapat merusak sel-sel tubuh dan berpotensi menyebabkan sejumlah penyaki, mulai dari leukimia, janin gagal tumbuh, hingga terjadi ledakan, perlu waktu sangat lama untuk recovery. Pemulihan pun tidak hanya di area PLTN, melainkan lingkungan yang terpapar radiasi nuklir. Kerugian yang dihasilkan jika peristiwa tersebut terjadi tentu tidaklah sedikit. Perkembangan Nuklir di Indonesia Sebagai energi yang digadang-gadang lebih hemat dan tahan lama, pengembangan PLTN menuai pro dan kontra dalam pembangunannya. Mengapa pembangunan pembangkit listrik satu ini masih sangat jarang di Indonesia? Berikut ini beberapa alasannya, antara lain 1. Keberadaan Uranium Masih Belum Terbukti Anggota Dewan Energi Nasional, Rinaldy Dalimi mengemukakan bahwa saat ini masyarakat masih salah kaprah perihal uranium di Indonesia. Banyak anggapan yang beredar bahwa Indonesia masih sangat kaya akan sumber daya ini. Padahal bukti valid mengenai keberadaannya belum ada. Rinaldy Dalimi mengatakan bahwa data uranium yang dapat digunakan untuk 130 tahun mendatang itu tidak benar. Dari data adanya sumber bahan baku PLTN yang belum jelas saja sudah cukup menjadi alasan mengapa PLTN masih jarang digunakan di Indonesia. 2. PLTN Bukanlah Energi Murah Standar dalam pembangunan PLTN sangatlah tinggi. Hal ini bukanlah tanpa alasan, mengingat jika terjadi error maka dapat berakibat sangat fatal. Berkaca dari meledaknya PLTN yang ada di Fukushima, Jepang, pembangunan PLTN dengan standar keamanan dan kelayakan tidaklah murah. Belum lagi apabila jika ada perbaikan yang membutuhkan biaya tidak sedikir. Seperti yang dialami oleh PLTN Fukushima, biaya perbaikan pasca meledak mencapai 600 miliar rupiah. Biaya tersebut menjadikan pembangkit listrik jenis ini bukanlah sumber energi yang murah. 3. Risiko Besar Rinaldy Dalimi menuturkan bahwa pembangunan proyek PLTN memiliki sejumlah bahaya. Salah satunya adalah ketika terjadi ledakan karena sistemnya yang error. Orang-orang tidak boleh mendekat di sekitar area hingga radius tertentu. Belum lagi masalah kesehatan yang menjadi momok menakutkan apabila terjadi ledakan di PLTN. Berkaca pada tragedi yang ada di Fukushima Jepang 2011, bisa kesimpulan bahwa jika ada pembangkit listrik dengan risiko minim, mengapa harus mengambil yang risiko besar. 4. Masalah Limbah PLTN juga dinilai menghasilkan limbah lebih banyak dibandingkan jenis pembangkit listrik lain, seperti PLTA. Limbah yang dihasilkan berpotensi membahayakan hajat hidup masyarakat, terutama yang berada di sekitar area PLTN. Limbah dari PLTN harus dipendam terlebih dahulu selama 100 tahun, kemudian baru terurai. Indonesia masih belum begitu siap dalam menangani persoalan limbah. Tentu saja jika PLTN beroperasi, permasalahan yang ditimbulkan akan bertambah dan semakin kompleks. 5. Opsi Terakhir Pembangunan PLTN berpotensi menyedot dana yang tidak sedikit. Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa energi nuklir tidaklah murah. Jika pemerintah harus mengimpor uranium, Badan Tenaga Nuklir Nasional atau Batan belum berpengalaman. Oleh sebab itu, energi nuklir menjadi pilihan terakhir untuk digunakan. Dalam diskusi Energi Kita, Rinaldy selaku anggota DEN memberikan kesimpulan bahwa nuklir menjadi pilihan terakhir apabila sumber daya lain sudah tidak lagi mencukupi. 6. Masalah PLTN Sangat Kompleks Persoalan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir sangatlah kompleks. Hal ini dituturkan oleh Direktur Eksekutif Institute for Essential Services Reform, Fabby Tumiwa. Persoalan dalam pembangunan PLTN tidak hanya melibatkan satu pihak, melainkan berbagai macam pihak. Butuh semacam deal politik, subsidi serta insentif pemerintah. Karena biaya pembangunannya yang tinggi, subsidi yang diperlukan tentulah tidak sedikit. Belum lagi pengalaman sumber daya manusia Indonesia yang masih belum tinggi dalam mengurusi energi nuklir. Tentu saja untuk kedepan, diharapkan Indonesia memiliki pembangkit listrik ramah lingkungan yang tidak membuat banyak problem kompleks.
13 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Agar dapat menjelaskan pengertian radioaktivitas. Radioaktivity Buatan 1).Radioaktivity yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga nuklir Energi yang dihasilkan oleh proses peluruhan dapat digunakan sebagai pembangkit listriktenaga nuklir
1 Memasok 20 persen listrik di AS. Kebanyakan orang tidak menyadari bahwa lebih dari 20 persen listrik di AS disediakan oleh tenaga nuklir. Ada lebih dari 100 pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi di negara Abang Sam (AS) ini. Ketika EBR-1 berhasil, maka proyek ini semakin dikembangkan di berbagai negara bagian AS.