PLTN Pembangkit Listrik Tenaga Listrik
TUGAS MAKALAH
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR
DASAR KONVERSI ENERGI
Oleh :
1.
ADHITYA INAS FARIZAN121910201041
2.
DINAR ADIBYA WIRAWAN
121910201042
3.
AHMAD ROFII
121910201043
4.
ACHMAD ALI FATONI
121910201044
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER
2013
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga kami dapat menyelesaikan “Tugas Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir” ini
dengan sebaik-baiknya.
Terima kasih kami ucapkan kepada Bapak Triwahju Hardianto selaku dosen pengajar
yang telah membimbing kami. Dalam makalah ini berisi tentang informasi mengenai
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
Adapun tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk dapat lebih memahami tentang
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Kami menyadari bahwa makalah ini jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat kami
butuhkan demi melengkapi makalah ini.
Akhirnya semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi para
pembaca sekalian dan bagi yang membutuhkan.
Jember, 28 April 2013
Penyusun
2
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................................
1
KATA PENGANTAR ...................................................................................................2
DAFTAR ISI.................................................................................................................
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah.............................................................................
4
1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................
4
1.3 Tujuan.........................................................................................................
5
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Definisi PLTN.............................................................................................
6
2.2 Prinsip Kerja PLTN.....................................................................................
7
2.3 Tipe – Tipe PLTN.......................................................................................
9
2.4 Permasalahan Pemanfaatan PLTN ............................................................. 14
2.5 Keuntungan dan Kerugian PLTN................................................................ 16
2.6 Perkembangan PLTN di Indonesia............................................................. 17
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan................................................................................................. 22
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 23
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
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 caranya 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), di mana 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 351.000 Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalam tahap kontruksi di 18 negara.
Hingga tahun 2005 terdapat 443 PLTN berlisensi di dunia, dengan 441
diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut
menyuplai 17% daya listrik dunia.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa definisi dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir ?
2. Apa saja komponen utama dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
3. Bagaimana prinsip kerja dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
4. Apa saja tipe-tipe dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
4
5. Apa keuntungan dan kerugian dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
6. Bagaimana potensi dan perkembangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di dunia
maupun Indonesia ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui definisi dan komponen utama dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
(PLTN).
2. Mengetahui prinsip kerja dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
3. Untuk mengetahui tipe-tipe dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
4. Mengetahui permasalahan yang muncul dari pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN).
5. Mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN).
6. Mengetahui perkembangan PLTN di Indonesia.
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi 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 reaktor
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 600-1200 MWe.
Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi dapat
dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari. PLTN merupakan
sebuah sistem yang dalam operasinya menggunakan reaktor daya yang berperan sebagai
tungku penghasil panas.
Komponen utama dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) yaitu :
1. Reaktor
2.
Sistem Kendali
3. Instrumentasi
4. Bejana tekan berpendingin utama
5. Pengungkung
6. Sistem keselamatan
7. Turbin Uap
8. Generator Listrik
9. Pompa
Komponen dasar dari reaktor nuklir antara lain:
1. Bahan bakar nuklir, berbentuk batang logam berisi bahan radioaktif yang berbentuk
pelat. Sebagai contoh bahan bakar nuklir adalah:
a. Uranium-235 (U-235)
b. Pu-239
c. U-233
2. Moderator, berfungsi menyerap energi neutron.
3. Reflector, berfungsi memantulkan kembali neutron.
4. Pendingin berupa bahan gas atau logam cair untuk mengurangi energi panas dalam
reaktor.
6
5. Batang kendali, berfungsi menyerap neutron untuk mengatur reaksi fisi.
6. Perisai, merupakan pelindung dari proses reaksi fisi yang berbahaya.
2.2 Prinsip Kerja PLTN
Gambar 1. Prinsip kerja sederhana PLTN
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 batubara, minyak dan gas. Sisa pembakaran
tersebut akan ter-emisikan ke udara dan berpotensi mencemari lingkungan hidup, yang
bisa menimbulkan hujan asam dan peningkatan suhu global.
Sedangkan pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang
sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (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 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 berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar
bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan
penyimpanan secara lestari.
7
Panas yang digunakan untuk membangkitkan uap diproduksi sebagai hasil dari
pembelahan inti atom yang dapat diuraikan sebagai berikut : Apabila satu neutron
(dihasilkan dari sumber neutron) tertangkap oleh satu inti atom uranium-235, inti atom ini
akan terbelah menjadi 2 atau 3 bagian/fragmen. Sebagian dari energi yang semula
mengikat fragmen-fragmen tersebut masing - masing dalam bentuk energi kinetik,
sehingga mereka dapat bergerak dengan kecepatan tinggi. Oleh karena fragmen-fragmen
itu berada di dalam struktur kristal uranium, mereka tidak dapat bergerak jauh dan
gerakannya segera diperlambat. Dalam proses perlambatan ini energi kinetik diubah
menjadi panas (energi thermal). Sebagai gambaran dapat dikemukakan bahwa energi
thermal yang dihasilkan dari reaksi pembelahan 1 kg uranium-235 murni besarnya adalah
17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi thermal yang dihasilkan dari pembakaran
2,4 juta kg (2400 ton) batubara. Selain fragmen-fragmen tersebut reaksi pembelahan
menghasilkan pula 2 atau 3 neutron yang dilepaskan dengan kecepatan lebih besar dari
10.000 km per detik. Neutron-neutron ini disebut neutron cepat yang mampu bergerak
bebas tanpa dirintangi oleh atom-atom uranium atau atom-atom kelongsongnya. Agar
mudah ditangkap oleh inti atom uranium guna menghasilkan reaksi pembelahan,
kecepatan neutron ini harus diperlambat. Zat yang dapat memperlambat kecepatan
neutron disebut moderator.
Seperti telah disebutkan di atas, panas yang dihasilkan dari reaksi pembelahan,
oleh air yang bertekanan 160 atmosfir dan suhu 3000 C secara terus menerus dipompakan
ke dalam reaktor melalui saluran pendingin reaktor. Air 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 per detik atau sama dengan kecepatan
molekul gas pada suhu 3000 C, barulah ia mampu membelah inti atom uranium-235.
Neutron yang telah diperlambat disebut neutron thermal.
Untuk mendapatkan keluaran thermal 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
terserap oleh bahan lainnya tanpa menimbulkan reaksi pembelahan atau diserap oleh
batang kendali. Batang kendali dibuat dari bahan-bahan yang dapat menyerap neutron,
sehingga jumlah neutron yang menyebabkan reaksi pembelahan dapat dikendalikan
dengan mengatur keluar atau masuknya batang kendali ke dalam teras reaktor..
8
Fragmen-fragmen yang diproduksi selama reaksi pembelahan inti disebut hasil
belahan, yang kebanyakan berupa atom-atom radioaktif seperti xenon-133, kripton-85
dan iodium- 131. Zat radioaktif ini meluruh menjadi atom lain dengan memancarkan
radiasi alpha, beta, gamma atau neutron. Selama proses peluruhan, radiasi yang
dipancarkan dapat diserap oleh bahan-bahan lain yang berada di dalam reaktor, sehingga
energi yang dilepaskan berubah menjadi panas. Panas ini disebut panas peluruhan yang
akan terus diproduksi walaupun reaktor berhenti beroperasi. Oleh karena itu reaktor
dilengkapi dengan suatu sistem pembuangan panas peluruhan. Selain hasil belahan,
dalam reaktor dihasilkan pula bahan radioaktif lain sebagai hasil aktivitas neutron. Bahan
radioaktif ini terjadi karena bahan-bahan lain yang berada di dalam reaktor (seperti
kelongsongan atau bahan struktur) menangkap neutron sehingga berubah menjadi unsur
lain yang bersifat radioaktif. Radioaktif adalah sumber utama timbulnya bahaya dari
suatu PLTN, oleh karena itu semua sistem pengamanan PLTN ditujukan untuk mencegah
atau menghalangi terlepasnya zatradioaktif ke lingkungan dengan aktivitas yang
melampaui nilai batas ambang yang diizinkan menurut peraturan yang berlaku.
2.3 Tipe-Tipe PLTN
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga
PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor
yang berbeda.
Tipe – tipe reaktor PLTN yang telah beroperasi di dunia antara lain :
1. Reaktor air didih (Boiling Water Reactor, BWR)
Pada reaktor air didih, 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 sistem 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 235U dengan tingkat
pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.
9
Gambar 2. Reaktor air didih (Boiling Water Reactor, BWR)
2. Reaktor Air Tekan ( Pressurized Water Reactor, PWR)
Reaktor Air Tekan juga menggunakan H2O sebagai pendingin sekaligus
moderator. Bedanya dengan Reaktor Air Didih adalah penggunaan dua macam
pendingin, yaitu pendingin primer dan sekunder. Panas yang dihasilkan dari reaksi
fisi dipakai untuk memanaskan air pendingin primer. Dalam reaktor ini dilengkapi
dengan alat pengontrol tekanan (pessurizer) yang dipakai untuk mempertahankan
tekanan sistem pendingin primer.
Gambar 3. Reaktor Air Tekan ( Pressurized Water Reactor, PWR)
Sistem 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 sistem pendingin
primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistem pendingin primer bertambah,
maka sistem penyemprot air akan mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan
uap berkurang dan sistem pendingin primer akan kembali ke keadaan semula.
10
Tekanan pada sistem 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 kerjanya, air pendingin primer dialirkan ke sistem pembangkit uap
sehingga terjadi pertukaran panas antara sistem pendingin primer dan sistem
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 sistem pipa. Terjadinya pertukaran panas
menyebabkan air pendingin sekunder menguap. Tekanan pada sistem pendingin
sekunder dipertahankan pada tekanan udara normal sehingga air dapat menguap
pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk di dalam sistem pembangkit uap ini
selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin.
Dari uraian di atas tergambar bahwa sistem kerja PLTN dengan Reaktor Air Tekan
lebih rumit dibandingkan dengan sistem Reaktor Air Didih. Namun jika dilihat
pada sistem keselamatannya, Reaktor Air Tekan lebih aman dibandingkan dengan
Reaktor Air Didih. Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistem pendingin primernya
betul-betul tertutup, sehingga apabila terjadi kebocoran bahan radioaktif di dalam
teras reaktor tidak akan menyebabkan kontaminasi pada turbin. Sedang pada
Reaktor Air Didih, kebocoran bahan radioaktif yang terlarut dalam air pendingin
primer dapat menyebabkan terjadinya 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 sistem pendingin, maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah dibandingkan
dengan Reaktor Air Didih.
3. Reaktor Air Berat atau HWR (Heavy Water Reactor)
Reaktor Air Berat merupakan jenis reaktor yang menggunakan D2O (air berat)
sebagai moderator sekaligus pendingin. Reaktor ini menggunakan bahan bakar
uranium alam sehingga harus digunakan air berat yang penampang lintang
serapannya terhadap neutron sangat kecil. PLTN dengan Reaktor Air berat yang
paling terkenal adalah CANDU (Canadian Deuterium Uranium) yang pertama kali
dikembangkan oleh Canada. Seperti halnya Reaktor Air tekan, Reaktor CANDU
juga mempunyai sistem pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan
11
pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistem pendingin
primer. D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai sistem pendingin
primer, sedang sistem 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.
4. Reaktor Magnox atau MR (Magnox Reactor)
Reaktor Magnox menggunakan bahan bakar dalam bentuk logam uranium atau
paduannya yang dimasukkan ke dalam kelongsong paduan magnesium (Mg).
Reaktor Magnox menggunakan CO2 sebagai pendingin, grafit sebagai moderator,
dan uranium alam sebagai bahan bakar. Panas hasil fisi diambil dengan
mengalirkan gas CO2 melalui elemen bakar menuju ke sistem pembangkit uap.
Dari pertukaran panas ini akan dihasilkan uap air yang selanjutnya dapat dipakai
untuk memutar turbin.
Gambar 4. Reaktor Magnox atau MR (Magnox Reactor)
5. Hasil dari usaha dalam penyempurnaan unjuk kerja Reaktor Magnox adalah
diperkenalkannya Reaktor Maju Berpendingin Gas atau AGR (Advanced Gas12
cooled Reactor). Dalam reaktor ini juga menggunakan CO2 sebagai pendingin,
grafit sebagai moderator, namun bahan bakarnya berupa uranium sedikit diperkaya
yang dibungkus dengan kelongsong dari baja tahan karat. Pengayaan bahan bakar
ini dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi thermal dan fraksi bakar bahan
bakarnya.
6. Reaktor Temperatur Tinggi atau HTR (High Temperature Reactor)
ini mampu menghasilkan panas hingga 750 ºC dengan efisiensi thermalnya sekitar
40 %. Panas yang dibangkitkan dalam teras reaktor dipindahkan menggunakan
pendingin He (sistem primer) ke pembangkit uap. Dalam pembangkit uap ini panas
akan diserap oleh sistem uap air umpan (sistem sekunder) dan uap yang
dihasilkannya dialirkan ke turbin. Dalam reaktor ini juga ada sistem pemisah
antara sistem pendingin primer yang radioaktif dan sistem pendingin sekunder
yang tidak radioaktif.
Gambar 5. Reaktor Temperatur Tinggi atau HTR (High Temperature Reactor)
Elemen bahan bakar yang digunakan dalam Reaktor Temperatur Tinggi berbentuk
bola, tiap elemen mengandung 192 gram carbon, 0,96 gram 235U dan 10,2 gram
232Th yang dapat dibiakkan menjadi bahan bakar baru 233U. Proses fisi dalam
teras reaktor mampu memanaskan gas He hingga mencapai suhu 750 _C. Setelah
terjadi pertukaran panas dengan sistem sekunder, suhu gas He akan turun menjadi
250 ºC. Gas He selanjutnya dipompakan lagi ke teras reaktor untuk mengambil
panas fisi, demikian seterusnya. Dalam operasi normal, reaktor ini membutuhkan
bahan bakar bola berdiameter 60 mm sebanyak ± 675.000 butir yang diletakkan di
13
dalam teras reaktor. Rata-rata setiap butir bahan bakar tinggal di dalam teras
selama enam bulan pada operasi beban penuh.
14
2.4 Permasalahan Pemanfaatan PLTN
Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
mempunyai beberapa
permasalahan antara lain:
Resiko kecelakaan nuklir
Kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (tidak mempunyai
containment building).
Limbah nuklir
Limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
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 maupun jika terjadi kecelakaan. Tindakan
protektif dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap
waktu jika diinginkan dan dapat tetap dipertahanan 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.
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 system kendali gagal
beroperasi.
PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis,
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 operasi maupun jika terjadi
kecelakaan, selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua untuk
mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsong. Kalau zat radioaktif
masih dapat keluar dari dalam kelongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem
pendingin. Lepas dari sistem pendingin, masih ada penghalang keempat berupa
bejana tekan terbuat dari baja dengan tebal + 20 cm. Penghalang kelima adalah
perisai beton dengan tebal 1,5 - 2 m. Bila saja zat radioaktif itu masih ada yang lolos
15
dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang
terdiri dari pelat baja setebal + 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 m yang kedap udara.
Desain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis
(defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi:
a. Lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan
sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologi
mutakhir.
b. Lapis
keselamatan
kedua
PLTN
dilengkapi
dengan
sistem
pengamanan/keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibatakibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN.
c. Keselamatan ketiga, PLTN dilengkapi dengan sistem 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.
Selama operasi PLTN, pencemaran yang disebabkan oleh zat radioaktif
terhadap lingkungan dapat dikatakan tidak ada. Air laut atau sungai yang
dipergunakan untuk membawa panas dari kondensor sama sekali tidak
mengandung zat radioaktif, karena tidak bercampur dengan air pendingin yang
bersirkulasi di dalam reaktor. Sedangkan gas radioaktif yang dapat keluar dari
sistem reaktor tetap terkungkung di dalam sistem pengungkung PLTN dan sudah
melalui sistem ventilasi dengan filter yang berlapis-lapis. Gas yang dilepas
melalui cerobong aktivitasnya sangat kecil (sekitar 2 milicurie/tahun) sehingga
tidak
menimbulkan
dampak
terhadap
lingkungan.
Pada PLTN sebagian besar limbah yang dihasilkan adalah limbah aktivitas
rendah (70–80%). Sedangkan limbah aktivitas tinggi dihasilkan pada proses daur
ulang elemen bakar nuklir bekas, sehingga apabila elemen bakar bekasnya tidak
didaur ulang, limbah aktivitas tinggi ini jumlahnya sangat sedikit. Penangan
limbah radioaktif aktivitas rendah, sedang maupun aktivitas tinggi pada
umumnya mengikuti tiga prinsip, yaitu:
Memperkecil volumenya dengan cara evaporasi, insenerasi, kompaksi/ditekan.
Mengolah menjadi bentuk stabil (baik fisik maupun kimia) untuk memudahkan
dalam transportasi dan penyimpanan.
Menyimpan limbah yang telah diolah, di tempat yang terisolasi.
16
Pengolahan limbah cair dengan cara evaporasi/pemanasan untuk
memperkecil volume, kemudian dipadatkan dengan semen (sementasi) atau
dengan gelas masif (vitrifikasi) di dalam wadah yang kedap air, tahan banting,
misalnya terbuat dari beton bertulang atau dari baja tahan karat. Pengolahan
limbah padat adalah dengan cara diperkecil volumenya melalui proses
insenerasi/pembakaran, selanjutnya abunya disementasi. Sedangkan limbah yang
tidak dapat dibakar diperkecil volumenya dengan kompaksi/penekanan dan
dipadatkan di dalam drum/beton dengan semen. Sedangkan limbah padat yang
tidak dapat dibakar atau tidak dapat dikompaksi, harus dipotong-potong dan
dimasukkan dalam beton kemudian dipadatkan dengan semen atau gelas masif.
Selanjutnya limbah radioaktif yang telah diolah disimpan secara sementara (1050 tahun) di gudang penyimpanan limbah yang kedap air sebelum disimpan
secara lestari. Tempat penyimpanan lembah lestari dipilih di tempat/lokasi
khusus, dengan kondisi geologi yang stabil dan secara ekonomi tidak
bermanfaat.
2.5 Keuntungan dan Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah:
Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal).
Gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika generator diesel darurat dinyalakan dan
hanya sedikit menghasilkan gas.
Tidak mencemari udara
Tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, sulfur dioksida,
aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia.
Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
Biaya bahan bakar rendah
Hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
Ketersedian bahan bakar yang melimpah karena sangat sedikit bahan bakar yang
diperlukan.
Baterai nuklir
Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir :
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl
17
Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan
hingga ribuan tahun. AS siap menampung limbah ex PLTN dan Reaktor Riset.
Limbah tidak harus disimpan di negara pemilik PLTN dan Reaktor Riset. Untuk
limbah dari industri pengguna zat radioaktif, bisa diolah di Instalasi Pengolahan
Limbah Zat Radioaktif, misal yang dimiliki oleh BATAN Serpong.
2.6 Perkembangan PLTN di Indonesia
Sebenarnya Indonesia sudah mengoperasikan tiga unit reaktor nuklir untuk keperluan
penelitian serta beberapa fasilitas nuklir yang meliputi fabrikasi elemen bakar nuklir, produksi
isotop, pengolahan limbah nuklir dan iradiator/akselerator. Semua fasilitas tersebut
dioperasikan dan dirawat oleh SDM Indonesia.
Sampai saat ini memang Indonesia belum mempunyai atau mengoperasikan PLTN
(pembangkit listrik tenaga nuklir), akan tetapi didasari oleh pertimbangan bahwa kebutuhan
energi listrik nasional mengalami peningkatan terus seiring dengan pertumbuhan ekonomi
sedangkan cadangan sumber energi fosil, khususnya minyak bumi, sudah semakin menipis,
maka pilihan untuk mulai membangun dan mengoperasikan reaktor nuklir sebagai
pembangkit tenaga listrik tidak dapat dielakkan lagi. Wajar saja kalau muncul pertanyaan atau
keraguan di masyarakat bahwa SDM Indonesia mampu mengoperasikan PLTN, karena
memang belum mempunyai pengalaman untuk itu.
Sebagaimana implementasi teknologi baru lainnya, SDM pendukung teknologi
tersebut harus dipersiapkan sebelumnya, bahkan mungkin diperlukan waktu yang cukup
panjang tergantung pada tingkat kerumitan atau kecanggihan dari teknologi tersebut. PLTN
merupakan salah satu fasilitas yang menerapkan teknologi canggih dan kompleks walaupun
begitu bukan berarti bahwa SDM Indonesia tidak mampu mengoperasikannya. Pada dasarnya,
daerah kerja di fasilitas PLTN dapat dibedakan menjadi dua daerah yaitu daerah nuklir
(nuclear island) yang meliputi reaktor nuklirnya itu sendiri, yang berfungsi sebagai
pembangkit panas, dan daerah bukan nuklir (non nuclear island) yang meliputi turbin,
generator, dan peralatan lainnya yang berfungsi untuk membangkitkan listrik dan
mendistribusikannya. Fasilitas lain pendukung segala jenis reaktor nuklir, termasuk reaktor
nuklir penelitian, adalah fasilitas pengolahan limbah radioaktif.
18
Dalam rangka penyiapan SDM kenukliran secara umum, BATAN telah menjalin
kerjama dengan beberapa perguruan tinggi di dalam negeri di antaranya Fakultas Teknik –
UGM untuk bidang studi teknik nuklir dan Departemen Fisika – UI untuk bidang studi fisika
medik, serta beberapa perguruan tinggi negeri lainnya misalnya ITB, Undip, Unpad dan IPB.
Selain itu BATAN memiliki sekolah kedinasan di bidang nuklir yaitu Sekolah Tinggi
Teknologi Nuklir (STTN) di Yogyakarta yang merupakan pendidikan program diploma IV.
BATAN juga secara reguler menyelenggarakan pelatihan kenukliran baik bagi para
personilnya maupun bagi instansi lain pengguna teknologi nuklir. Jenis pelatihan kenukliran
yang diselenggarakan oleh Pusdiklat BATAN dapat dikelompokan sebagai berikut.
o Keselamatan nuklir dan radiasi
o Aplikasi isotop dan radiasi
o Reaktor nuklir dan energi
o Bahan Bakar Nuklir dan Bahan Nuklir
o Instalasi dan Instrumentasi Nuklir
Secara rata-rata Pusdiklat BATAN menyelenggarakan 50 pelatihan setiap tahunnya,
termasuk di dalamnya pelatihan-pelatihan yang dipersyaratkan untuk memperoleh dan
memperpanjang lisensi (surat izin bekerja), misalnya bagi para operator dan supervisor
reaktor, petugas proteksi radiasi, pencatat dan pengawas bahan nuklir, dan sebagainya. Sejak
tahun 2008 Pusdiklat BATAN yang bergabung di dalam Tim Nasional Penyiapan SDM PLTN
secara khusus telah menyusun dokumen teknis tentang analisis kebutuhan pelatihan bagi
SDM PLTN serta telah mulai menyiapkan fasilitas laboratorium dan bahan ajarnya.
19
Sehubungan dengan penyiapan SDM PLTN ini, Pusdiklat BATAN maupun tim nasional telah
menjalin kerjasama dengan beberapa negara produsen PLTN diantaranya Jepang dan Korea,
serta aktif berpartisipasi dalam forum internasional/regional misalnya IAEA (International
Atomic Energy Agency), ANSN (Asian Nuclear Safety Network), dan FNCA (Forum for
Nuclear Cooperation in Asia).
Reaktor Penelitian di Indonesia adalah Reaktor TRIGA Mark II Bandung merupakan
reaktor penelitian yang sesuai dengan namanya TRIGA (Training Reseach Isotopes
production by General Atomic). Pada awalnya yaitu tahun 1965 reaktor mempunyai daya
maksimum 250 kW, kemudian tahun 1971 dayanya ditingkatkan menjadi 1000 kW. Dalam
tahun 2000 dayanya ditingkatkan lagi menjadi 2000 kW. Selain di Bandung, terdapat reaktor
TRIGA Mark II Yogyakarta, dengan daya maksimum 250 kW, dan reaktor RSG (Reaktor
Serba Guna) di Serpong dengan daya maksimum 30 MW. Sejak tahun 2000, nama reaktor
TRIGA Mark II Bandung diubah menjadi Reaktor TRIGA 2000 Bandung.
Reaktor Kartini memiliki daya 100 kW dan terletak di kawasan nuklir Yogyakarta
dengan luas lahan sekitar 8,5 ha. Di samping Reaktor Kartini, kawasan ini juga memiliki
fasilitas perangkat subkritik, laboratorium penelitian bahan murni, akselerator, laboratorium
penelitian D2O, laboratorium fisika dan kimia nuklir, fasilitas keselamatan kerja dan
kesehatan, perpustakaan, fasilitas laboratorium untuk pendidikan, Pusat Teknologi Akselerator
dan Proses Bahan, serta Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir (STTN).
Kawasan Nuklir Pasar Jumat Jakarta dibangun pada 1966 di atas lahan sekitar 20 ha.
Di kawasan ini terdapat beberapa fasilitas, yaitu tiga unit Iradiator Gamma (y) kobalt-60, 2
mesin berkas elektron, laboratorium pengolahan uranium, perangkat alat ukur radiasi,
laboratorium kimia, biologi, proses dan hidrologi, fasilitas pendidikan dan latihan, serta
Gedung Peragaan Sains dan Teknologi Nuklir (Perasten).
Di kawasan ini terdapat beberapa unit organisasi Batan, seperti: Pusat Aplikasi
Teknologi Isotop dan Radiasi, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Pusat
Pengembangan Geologi Nuklir, Pusat Pendidikan dan Pelatihan serta Pusat Diseminasi Iptek
Nuklir. Berbagai kegiatan penelitian dilakukan di kawasan ini, yang meliputi litbang
radioisotop dan radiasi serta aplikasinya di berbagai bidang, litbang eksplorasi dan
pengolahan bahan nuklir, geologi dan geofisika, litbang keselamatan radiasi dan biomedika
nuklir, pendidikan dan pelatihan serta kegiatan sosialisasi dan diseminasi hasil Litbangyasa
Iptek Nuklir kepada masyarakat yang dilakukan Batan.
Reaktor Siwabessy dengan daya 30 MW terletak di kawasan nuklir Serpong, Provinsi
Banten, dengan luas lahan sekitar 25 ha. Kawasan Nuklir Serpong adalah pusat Litbangyasa
Iptek Nuklir yang dibangun dengan tujuan untuk mendukung usaha pengembangan industri
20
nuklir dan persiapan pembangunan serta pengoperasian PLTN di Indonesia. Pembangunan
instalasi dan laboratorium Kawasan Nuklir Serpong dilaksanakan melalui tiga fase yang
dimulai sejak 1983 dan selesai secara keseluruhan 1992. Kawasan Nuklir Serpong terletak di
kawasan Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspitek).
Selain fasilitas utama Reaktor Siwabessy, di kawasan nuklir Serpong terdapat
beberapa fasilitas utama lainnya, seperti Instalasi Produksi Elemen Bakar Reaktor Riset,
Instalasi Radioisotop dan Radiofarmaka, Instalasi Elemen Bakar Eksperimental, Instalasi
Pengolahan Limbah Radioaktif, Instalasi Radiometalurgi, Instalasi Keselamatan dan
Keteknikan Reaktor, Fasilitas Pengembangan Informatika, Instalasi Mekano Elektronik
Nuklir, Instalasi Spektometri Neutron, serta Instalasi Penyimpanan Elemen Bakar Bekas dan
bahan Terkontaminasi.
Terkait rencana pembangunan PLTN, pihak Kepala Pusat Badan Pengembangan
Energi Nuklir (BPEN) dan Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) melakukan studi
kelayakan untuk pembangunan PLTN di Kabupaten Bangka Selatan dan Bangka Barat yang
akan selesai pada 2013. Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) dan Dewan Energi Nasional
serta Pemerintah Provinsi Bangka Belitung telah menetapkan dua kabupaten di Bangka
Belitung untuk pembangunan pembangkit tenaga listrik nuklir (PLTN), demi mengantisipasi
kebutuhan listrik di masa datang dan menyokong pesatnya pertumbuhan ekonomi. Babel
tempat yang cocok untuk di bangun PLTN karena termasuk daerah yang bebas dari ancaman
alamiah seperti gempa, gunung api atau tsunami.
Berdasarkan pengalaman yang telah dimiliki serta persiapan yang telah direncanakan
maka tidak perlu diragukan lagi bahwa putra-putri Indonesia akan mampu mengoperasikan
PLTN pada saat fasilitas PLTN pertama nanti beroperasi.
21
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dijabarkan sebelumnya, maka dapat di ambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pusat Listrik Tenaga Nuklir adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas
yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
2. Komponen utama PLTN terdiri dari Reaktor, Sistem Kendali, Instrumentasi, Bejana
tekan berpendingin utama, Pengungkung, Sistem keselamatan, Turbin Uap, Generator
Listrik dan Pompa
3. Prinsip kerja PLTN adalah uap dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil
(uranium) dalam reaktor nuklir. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan
bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan
generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik.
4. Jenis-jenis PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor, ada 2 jenis yaitu jenis
reaktor menurut perbedaan tipe reaktor daya yang digunakan dan jenis reaktor yang
beroperasi di berbagai negara.
5. PLTN mempunyai kelebihan antara lain tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca,
tidak mencemari udara, sedikit menghasilkan limbah padat, biaya bahan bakar rendah,
ketersedian bahan bakar yang melimpah.
6. PLTN mempunyai kekurangan antara lain risiko kecelakaan nuklir dan limbah
radioaktif nuklir tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
7. Perkembangan PLTN di Indonesia yaitu dapat diliat dari rencana pembangunan PLTN
di Kabupaten Bangka Selatan dan Bangka Barat yang akan selesai pada 2013.
22
DAFTAR PUSTAKA
http://www.google.com
http://AlQoimKaltim.com.htm
http://www.ut.ac.id
http://sttn-batan.ac.id
http://www.wikipedia.org
http://gopltnindonesia.blogspot.com
http://kamuslistrik.blogspot.com
Anonim. Peningkatan Peranan Energi Nuklir di 15 Negara. Buletin BATAN: Th. XII (3)
Murray, Raymond L. Nuclear Energy. Oxford: Pergamon Press (1980)
23
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR
DASAR KONVERSI ENERGI
Oleh :
1.
ADHITYA INAS FARIZAN121910201041
2.
DINAR ADIBYA WIRAWAN
121910201042
3.
AHMAD ROFII
121910201043
4.
ACHMAD ALI FATONI
121910201044
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER
2013
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga kami dapat menyelesaikan “Tugas Makalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir” ini
dengan sebaik-baiknya.
Terima kasih kami ucapkan kepada Bapak Triwahju Hardianto selaku dosen pengajar
yang telah membimbing kami. Dalam makalah ini berisi tentang informasi mengenai
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
Adapun tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk dapat lebih memahami tentang
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Kami menyadari bahwa makalah ini jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat kami
butuhkan demi melengkapi makalah ini.
Akhirnya semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi para
pembaca sekalian dan bagi yang membutuhkan.
Jember, 28 April 2013
Penyusun
2
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................................
1
KATA PENGANTAR ...................................................................................................2
DAFTAR ISI.................................................................................................................
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah.............................................................................
4
1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................
4
1.3 Tujuan.........................................................................................................
5
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Definisi PLTN.............................................................................................
6
2.2 Prinsip Kerja PLTN.....................................................................................
7
2.3 Tipe – Tipe PLTN.......................................................................................
9
2.4 Permasalahan Pemanfaatan PLTN ............................................................. 14
2.5 Keuntungan dan Kerugian PLTN................................................................ 16
2.6 Perkembangan PLTN di Indonesia............................................................. 17
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan................................................................................................. 22
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 23
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
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 caranya 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), di mana 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 351.000 Mwe dan 36 unit PLTN sedang dalam tahap kontruksi di 18 negara.
Hingga tahun 2005 terdapat 443 PLTN berlisensi di dunia, dengan 441
diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut
menyuplai 17% daya listrik dunia.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa definisi dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir ?
2. Apa saja komponen utama dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
3. Bagaimana prinsip kerja dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
4. Apa saja tipe-tipe dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
4
5. Apa keuntungan dan kerugian dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) ?
6. Bagaimana potensi dan perkembangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir di dunia
maupun Indonesia ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui definisi dan komponen utama dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
(PLTN).
2. Mengetahui prinsip kerja dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
3. Untuk mengetahui tipe-tipe dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
4. Mengetahui permasalahan yang muncul dari pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN).
5. Mengetahui keuntungan dan kerugian dari pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN).
6. Mengetahui perkembangan PLTN di Indonesia.
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi 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 reaktor
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 600-1200 MWe.
Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi dapat
dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari. PLTN merupakan
sebuah sistem yang dalam operasinya menggunakan reaktor daya yang berperan sebagai
tungku penghasil panas.
Komponen utama dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) yaitu :
1. Reaktor
2.
Sistem Kendali
3. Instrumentasi
4. Bejana tekan berpendingin utama
5. Pengungkung
6. Sistem keselamatan
7. Turbin Uap
8. Generator Listrik
9. Pompa
Komponen dasar dari reaktor nuklir antara lain:
1. Bahan bakar nuklir, berbentuk batang logam berisi bahan radioaktif yang berbentuk
pelat. Sebagai contoh bahan bakar nuklir adalah:
a. Uranium-235 (U-235)
b. Pu-239
c. U-233
2. Moderator, berfungsi menyerap energi neutron.
3. Reflector, berfungsi memantulkan kembali neutron.
4. Pendingin berupa bahan gas atau logam cair untuk mengurangi energi panas dalam
reaktor.
6
5. Batang kendali, berfungsi menyerap neutron untuk mengatur reaksi fisi.
6. Perisai, merupakan pelindung dari proses reaksi fisi yang berbahaya.
2.2 Prinsip Kerja PLTN
Gambar 1. Prinsip kerja sederhana PLTN
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 batubara, minyak dan gas. Sisa pembakaran
tersebut akan ter-emisikan ke udara dan berpotensi mencemari lingkungan hidup, yang
bisa menimbulkan hujan asam dan peningkatan suhu global.
Sedangkan pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang
sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (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 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 berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar
bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan
penyimpanan secara lestari.
7
Panas yang digunakan untuk membangkitkan uap diproduksi sebagai hasil dari
pembelahan inti atom yang dapat diuraikan sebagai berikut : Apabila satu neutron
(dihasilkan dari sumber neutron) tertangkap oleh satu inti atom uranium-235, inti atom ini
akan terbelah menjadi 2 atau 3 bagian/fragmen. Sebagian dari energi yang semula
mengikat fragmen-fragmen tersebut masing - masing dalam bentuk energi kinetik,
sehingga mereka dapat bergerak dengan kecepatan tinggi. Oleh karena fragmen-fragmen
itu berada di dalam struktur kristal uranium, mereka tidak dapat bergerak jauh dan
gerakannya segera diperlambat. Dalam proses perlambatan ini energi kinetik diubah
menjadi panas (energi thermal). Sebagai gambaran dapat dikemukakan bahwa energi
thermal yang dihasilkan dari reaksi pembelahan 1 kg uranium-235 murni besarnya adalah
17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi thermal yang dihasilkan dari pembakaran
2,4 juta kg (2400 ton) batubara. Selain fragmen-fragmen tersebut reaksi pembelahan
menghasilkan pula 2 atau 3 neutron yang dilepaskan dengan kecepatan lebih besar dari
10.000 km per detik. Neutron-neutron ini disebut neutron cepat yang mampu bergerak
bebas tanpa dirintangi oleh atom-atom uranium atau atom-atom kelongsongnya. Agar
mudah ditangkap oleh inti atom uranium guna menghasilkan reaksi pembelahan,
kecepatan neutron ini harus diperlambat. Zat yang dapat memperlambat kecepatan
neutron disebut moderator.
Seperti telah disebutkan di atas, panas yang dihasilkan dari reaksi pembelahan,
oleh air yang bertekanan 160 atmosfir dan suhu 3000 C secara terus menerus dipompakan
ke dalam reaktor melalui saluran pendingin reaktor. Air 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 per detik atau sama dengan kecepatan
molekul gas pada suhu 3000 C, barulah ia mampu membelah inti atom uranium-235.
Neutron yang telah diperlambat disebut neutron thermal.
Untuk mendapatkan keluaran thermal 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
terserap oleh bahan lainnya tanpa menimbulkan reaksi pembelahan atau diserap oleh
batang kendali. Batang kendali dibuat dari bahan-bahan yang dapat menyerap neutron,
sehingga jumlah neutron yang menyebabkan reaksi pembelahan dapat dikendalikan
dengan mengatur keluar atau masuknya batang kendali ke dalam teras reaktor..
8
Fragmen-fragmen yang diproduksi selama reaksi pembelahan inti disebut hasil
belahan, yang kebanyakan berupa atom-atom radioaktif seperti xenon-133, kripton-85
dan iodium- 131. Zat radioaktif ini meluruh menjadi atom lain dengan memancarkan
radiasi alpha, beta, gamma atau neutron. Selama proses peluruhan, radiasi yang
dipancarkan dapat diserap oleh bahan-bahan lain yang berada di dalam reaktor, sehingga
energi yang dilepaskan berubah menjadi panas. Panas ini disebut panas peluruhan yang
akan terus diproduksi walaupun reaktor berhenti beroperasi. Oleh karena itu reaktor
dilengkapi dengan suatu sistem pembuangan panas peluruhan. Selain hasil belahan,
dalam reaktor dihasilkan pula bahan radioaktif lain sebagai hasil aktivitas neutron. Bahan
radioaktif ini terjadi karena bahan-bahan lain yang berada di dalam reaktor (seperti
kelongsongan atau bahan struktur) menangkap neutron sehingga berubah menjadi unsur
lain yang bersifat radioaktif. Radioaktif adalah sumber utama timbulnya bahaya dari
suatu PLTN, oleh karena itu semua sistem pengamanan PLTN ditujukan untuk mencegah
atau menghalangi terlepasnya zatradioaktif ke lingkungan dengan aktivitas yang
melampaui nilai batas ambang yang diizinkan menurut peraturan yang berlaku.
2.3 Tipe-Tipe PLTN
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga
PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor
yang berbeda.
Tipe – tipe reaktor PLTN yang telah beroperasi di dunia antara lain :
1. Reaktor air didih (Boiling Water Reactor, BWR)
Pada reaktor air didih, 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 sistem 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 235U dengan tingkat
pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.
9
Gambar 2. Reaktor air didih (Boiling Water Reactor, BWR)
2. Reaktor Air Tekan ( Pressurized Water Reactor, PWR)
Reaktor Air Tekan juga menggunakan H2O sebagai pendingin sekaligus
moderator. Bedanya dengan Reaktor Air Didih adalah penggunaan dua macam
pendingin, yaitu pendingin primer dan sekunder. Panas yang dihasilkan dari reaksi
fisi dipakai untuk memanaskan air pendingin primer. Dalam reaktor ini dilengkapi
dengan alat pengontrol tekanan (pessurizer) yang dipakai untuk mempertahankan
tekanan sistem pendingin primer.
Gambar 3. Reaktor Air Tekan ( Pressurized Water Reactor, PWR)
Sistem 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 sistem pendingin
primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistem pendingin primer bertambah,
maka sistem penyemprot air akan mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan
uap berkurang dan sistem pendingin primer akan kembali ke keadaan semula.
10
Tekanan pada sistem 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 kerjanya, air pendingin primer dialirkan ke sistem pembangkit uap
sehingga terjadi pertukaran panas antara sistem pendingin primer dan sistem
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 sistem pipa. Terjadinya pertukaran panas
menyebabkan air pendingin sekunder menguap. Tekanan pada sistem pendingin
sekunder dipertahankan pada tekanan udara normal sehingga air dapat menguap
pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk di dalam sistem pembangkit uap ini
selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin.
Dari uraian di atas tergambar bahwa sistem kerja PLTN dengan Reaktor Air Tekan
lebih rumit dibandingkan dengan sistem Reaktor Air Didih. Namun jika dilihat
pada sistem keselamatannya, Reaktor Air Tekan lebih aman dibandingkan dengan
Reaktor Air Didih. Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistem pendingin primernya
betul-betul tertutup, sehingga apabila terjadi kebocoran bahan radioaktif di dalam
teras reaktor tidak akan menyebabkan kontaminasi pada turbin. Sedang pada
Reaktor Air Didih, kebocoran bahan radioaktif yang terlarut dalam air pendingin
primer dapat menyebabkan terjadinya 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 sistem pendingin, maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah dibandingkan
dengan Reaktor Air Didih.
3. Reaktor Air Berat atau HWR (Heavy Water Reactor)
Reaktor Air Berat merupakan jenis reaktor yang menggunakan D2O (air berat)
sebagai moderator sekaligus pendingin. Reaktor ini menggunakan bahan bakar
uranium alam sehingga harus digunakan air berat yang penampang lintang
serapannya terhadap neutron sangat kecil. PLTN dengan Reaktor Air berat yang
paling terkenal adalah CANDU (Canadian Deuterium Uranium) yang pertama kali
dikembangkan oleh Canada. Seperti halnya Reaktor Air tekan, Reaktor CANDU
juga mempunyai sistem pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan
11
pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistem pendingin
primer. D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai sistem pendingin
primer, sedang sistem 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.
4. Reaktor Magnox atau MR (Magnox Reactor)
Reaktor Magnox menggunakan bahan bakar dalam bentuk logam uranium atau
paduannya yang dimasukkan ke dalam kelongsong paduan magnesium (Mg).
Reaktor Magnox menggunakan CO2 sebagai pendingin, grafit sebagai moderator,
dan uranium alam sebagai bahan bakar. Panas hasil fisi diambil dengan
mengalirkan gas CO2 melalui elemen bakar menuju ke sistem pembangkit uap.
Dari pertukaran panas ini akan dihasilkan uap air yang selanjutnya dapat dipakai
untuk memutar turbin.
Gambar 4. Reaktor Magnox atau MR (Magnox Reactor)
5. Hasil dari usaha dalam penyempurnaan unjuk kerja Reaktor Magnox adalah
diperkenalkannya Reaktor Maju Berpendingin Gas atau AGR (Advanced Gas12
cooled Reactor). Dalam reaktor ini juga menggunakan CO2 sebagai pendingin,
grafit sebagai moderator, namun bahan bakarnya berupa uranium sedikit diperkaya
yang dibungkus dengan kelongsong dari baja tahan karat. Pengayaan bahan bakar
ini dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi thermal dan fraksi bakar bahan
bakarnya.
6. Reaktor Temperatur Tinggi atau HTR (High Temperature Reactor)
ini mampu menghasilkan panas hingga 750 ºC dengan efisiensi thermalnya sekitar
40 %. Panas yang dibangkitkan dalam teras reaktor dipindahkan menggunakan
pendingin He (sistem primer) ke pembangkit uap. Dalam pembangkit uap ini panas
akan diserap oleh sistem uap air umpan (sistem sekunder) dan uap yang
dihasilkannya dialirkan ke turbin. Dalam reaktor ini juga ada sistem pemisah
antara sistem pendingin primer yang radioaktif dan sistem pendingin sekunder
yang tidak radioaktif.
Gambar 5. Reaktor Temperatur Tinggi atau HTR (High Temperature Reactor)
Elemen bahan bakar yang digunakan dalam Reaktor Temperatur Tinggi berbentuk
bola, tiap elemen mengandung 192 gram carbon, 0,96 gram 235U dan 10,2 gram
232Th yang dapat dibiakkan menjadi bahan bakar baru 233U. Proses fisi dalam
teras reaktor mampu memanaskan gas He hingga mencapai suhu 750 _C. Setelah
terjadi pertukaran panas dengan sistem sekunder, suhu gas He akan turun menjadi
250 ºC. Gas He selanjutnya dipompakan lagi ke teras reaktor untuk mengambil
panas fisi, demikian seterusnya. Dalam operasi normal, reaktor ini membutuhkan
bahan bakar bola berdiameter 60 mm sebanyak ± 675.000 butir yang diletakkan di
13
dalam teras reaktor. Rata-rata setiap butir bahan bakar tinggal di dalam teras
selama enam bulan pada operasi beban penuh.
14
2.4 Permasalahan Pemanfaatan PLTN
Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
mempunyai beberapa
permasalahan antara lain:
Resiko kecelakaan nuklir
Kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (tidak mempunyai
containment building).
Limbah nuklir
Limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
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 maupun jika terjadi kecelakaan. Tindakan
protektif dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap
waktu jika diinginkan dan dapat tetap dipertahanan 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.
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 system kendali gagal
beroperasi.
PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis,
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 operasi maupun jika terjadi
kecelakaan, selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua untuk
mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsong. Kalau zat radioaktif
masih dapat keluar dari dalam kelongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem
pendingin. Lepas dari sistem pendingin, masih ada penghalang keempat berupa
bejana tekan terbuat dari baja dengan tebal + 20 cm. Penghalang kelima adalah
perisai beton dengan tebal 1,5 - 2 m. Bila saja zat radioaktif itu masih ada yang lolos
15
dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang
terdiri dari pelat baja setebal + 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 m yang kedap udara.
Desain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis
(defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi:
a. Lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan
sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologi
mutakhir.
b. Lapis
keselamatan
kedua
PLTN
dilengkapi
dengan
sistem
pengamanan/keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibatakibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN.
c. Keselamatan ketiga, PLTN dilengkapi dengan sistem 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.
Selama operasi PLTN, pencemaran yang disebabkan oleh zat radioaktif
terhadap lingkungan dapat dikatakan tidak ada. Air laut atau sungai yang
dipergunakan untuk membawa panas dari kondensor sama sekali tidak
mengandung zat radioaktif, karena tidak bercampur dengan air pendingin yang
bersirkulasi di dalam reaktor. Sedangkan gas radioaktif yang dapat keluar dari
sistem reaktor tetap terkungkung di dalam sistem pengungkung PLTN dan sudah
melalui sistem ventilasi dengan filter yang berlapis-lapis. Gas yang dilepas
melalui cerobong aktivitasnya sangat kecil (sekitar 2 milicurie/tahun) sehingga
tidak
menimbulkan
dampak
terhadap
lingkungan.
Pada PLTN sebagian besar limbah yang dihasilkan adalah limbah aktivitas
rendah (70–80%). Sedangkan limbah aktivitas tinggi dihasilkan pada proses daur
ulang elemen bakar nuklir bekas, sehingga apabila elemen bakar bekasnya tidak
didaur ulang, limbah aktivitas tinggi ini jumlahnya sangat sedikit. Penangan
limbah radioaktif aktivitas rendah, sedang maupun aktivitas tinggi pada
umumnya mengikuti tiga prinsip, yaitu:
Memperkecil volumenya dengan cara evaporasi, insenerasi, kompaksi/ditekan.
Mengolah menjadi bentuk stabil (baik fisik maupun kimia) untuk memudahkan
dalam transportasi dan penyimpanan.
Menyimpan limbah yang telah diolah, di tempat yang terisolasi.
16
Pengolahan limbah cair dengan cara evaporasi/pemanasan untuk
memperkecil volume, kemudian dipadatkan dengan semen (sementasi) atau
dengan gelas masif (vitrifikasi) di dalam wadah yang kedap air, tahan banting,
misalnya terbuat dari beton bertulang atau dari baja tahan karat. Pengolahan
limbah padat adalah dengan cara diperkecil volumenya melalui proses
insenerasi/pembakaran, selanjutnya abunya disementasi. Sedangkan limbah yang
tidak dapat dibakar diperkecil volumenya dengan kompaksi/penekanan dan
dipadatkan di dalam drum/beton dengan semen. Sedangkan limbah padat yang
tidak dapat dibakar atau tidak dapat dikompaksi, harus dipotong-potong dan
dimasukkan dalam beton kemudian dipadatkan dengan semen atau gelas masif.
Selanjutnya limbah radioaktif yang telah diolah disimpan secara sementara (1050 tahun) di gudang penyimpanan limbah yang kedap air sebelum disimpan
secara lestari. Tempat penyimpanan lembah lestari dipilih di tempat/lokasi
khusus, dengan kondisi geologi yang stabil dan secara ekonomi tidak
bermanfaat.
2.5 Keuntungan dan Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Keuntungan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah:
Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal).
Gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika generator diesel darurat dinyalakan dan
hanya sedikit menghasilkan gas.
Tidak mencemari udara
Tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, sulfur dioksida,
aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia.
Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
Biaya bahan bakar rendah
Hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
Ketersedian bahan bakar yang melimpah karena sangat sedikit bahan bakar yang
diperlukan.
Baterai nuklir
Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir :
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl
17
Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan
hingga ribuan tahun. AS siap menampung limbah ex PLTN dan Reaktor Riset.
Limbah tidak harus disimpan di negara pemilik PLTN dan Reaktor Riset. Untuk
limbah dari industri pengguna zat radioaktif, bisa diolah di Instalasi Pengolahan
Limbah Zat Radioaktif, misal yang dimiliki oleh BATAN Serpong.
2.6 Perkembangan PLTN di Indonesia
Sebenarnya Indonesia sudah mengoperasikan tiga unit reaktor nuklir untuk keperluan
penelitian serta beberapa fasilitas nuklir yang meliputi fabrikasi elemen bakar nuklir, produksi
isotop, pengolahan limbah nuklir dan iradiator/akselerator. Semua fasilitas tersebut
dioperasikan dan dirawat oleh SDM Indonesia.
Sampai saat ini memang Indonesia belum mempunyai atau mengoperasikan PLTN
(pembangkit listrik tenaga nuklir), akan tetapi didasari oleh pertimbangan bahwa kebutuhan
energi listrik nasional mengalami peningkatan terus seiring dengan pertumbuhan ekonomi
sedangkan cadangan sumber energi fosil, khususnya minyak bumi, sudah semakin menipis,
maka pilihan untuk mulai membangun dan mengoperasikan reaktor nuklir sebagai
pembangkit tenaga listrik tidak dapat dielakkan lagi. Wajar saja kalau muncul pertanyaan atau
keraguan di masyarakat bahwa SDM Indonesia mampu mengoperasikan PLTN, karena
memang belum mempunyai pengalaman untuk itu.
Sebagaimana implementasi teknologi baru lainnya, SDM pendukung teknologi
tersebut harus dipersiapkan sebelumnya, bahkan mungkin diperlukan waktu yang cukup
panjang tergantung pada tingkat kerumitan atau kecanggihan dari teknologi tersebut. PLTN
merupakan salah satu fasilitas yang menerapkan teknologi canggih dan kompleks walaupun
begitu bukan berarti bahwa SDM Indonesia tidak mampu mengoperasikannya. Pada dasarnya,
daerah kerja di fasilitas PLTN dapat dibedakan menjadi dua daerah yaitu daerah nuklir
(nuclear island) yang meliputi reaktor nuklirnya itu sendiri, yang berfungsi sebagai
pembangkit panas, dan daerah bukan nuklir (non nuclear island) yang meliputi turbin,
generator, dan peralatan lainnya yang berfungsi untuk membangkitkan listrik dan
mendistribusikannya. Fasilitas lain pendukung segala jenis reaktor nuklir, termasuk reaktor
nuklir penelitian, adalah fasilitas pengolahan limbah radioaktif.
18
Dalam rangka penyiapan SDM kenukliran secara umum, BATAN telah menjalin
kerjama dengan beberapa perguruan tinggi di dalam negeri di antaranya Fakultas Teknik –
UGM untuk bidang studi teknik nuklir dan Departemen Fisika – UI untuk bidang studi fisika
medik, serta beberapa perguruan tinggi negeri lainnya misalnya ITB, Undip, Unpad dan IPB.
Selain itu BATAN memiliki sekolah kedinasan di bidang nuklir yaitu Sekolah Tinggi
Teknologi Nuklir (STTN) di Yogyakarta yang merupakan pendidikan program diploma IV.
BATAN juga secara reguler menyelenggarakan pelatihan kenukliran baik bagi para
personilnya maupun bagi instansi lain pengguna teknologi nuklir. Jenis pelatihan kenukliran
yang diselenggarakan oleh Pusdiklat BATAN dapat dikelompokan sebagai berikut.
o Keselamatan nuklir dan radiasi
o Aplikasi isotop dan radiasi
o Reaktor nuklir dan energi
o Bahan Bakar Nuklir dan Bahan Nuklir
o Instalasi dan Instrumentasi Nuklir
Secara rata-rata Pusdiklat BATAN menyelenggarakan 50 pelatihan setiap tahunnya,
termasuk di dalamnya pelatihan-pelatihan yang dipersyaratkan untuk memperoleh dan
memperpanjang lisensi (surat izin bekerja), misalnya bagi para operator dan supervisor
reaktor, petugas proteksi radiasi, pencatat dan pengawas bahan nuklir, dan sebagainya. Sejak
tahun 2008 Pusdiklat BATAN yang bergabung di dalam Tim Nasional Penyiapan SDM PLTN
secara khusus telah menyusun dokumen teknis tentang analisis kebutuhan pelatihan bagi
SDM PLTN serta telah mulai menyiapkan fasilitas laboratorium dan bahan ajarnya.
19
Sehubungan dengan penyiapan SDM PLTN ini, Pusdiklat BATAN maupun tim nasional telah
menjalin kerjasama dengan beberapa negara produsen PLTN diantaranya Jepang dan Korea,
serta aktif berpartisipasi dalam forum internasional/regional misalnya IAEA (International
Atomic Energy Agency), ANSN (Asian Nuclear Safety Network), dan FNCA (Forum for
Nuclear Cooperation in Asia).
Reaktor Penelitian di Indonesia adalah Reaktor TRIGA Mark II Bandung merupakan
reaktor penelitian yang sesuai dengan namanya TRIGA (Training Reseach Isotopes
production by General Atomic). Pada awalnya yaitu tahun 1965 reaktor mempunyai daya
maksimum 250 kW, kemudian tahun 1971 dayanya ditingkatkan menjadi 1000 kW. Dalam
tahun 2000 dayanya ditingkatkan lagi menjadi 2000 kW. Selain di Bandung, terdapat reaktor
TRIGA Mark II Yogyakarta, dengan daya maksimum 250 kW, dan reaktor RSG (Reaktor
Serba Guna) di Serpong dengan daya maksimum 30 MW. Sejak tahun 2000, nama reaktor
TRIGA Mark II Bandung diubah menjadi Reaktor TRIGA 2000 Bandung.
Reaktor Kartini memiliki daya 100 kW dan terletak di kawasan nuklir Yogyakarta
dengan luas lahan sekitar 8,5 ha. Di samping Reaktor Kartini, kawasan ini juga memiliki
fasilitas perangkat subkritik, laboratorium penelitian bahan murni, akselerator, laboratorium
penelitian D2O, laboratorium fisika dan kimia nuklir, fasilitas keselamatan kerja dan
kesehatan, perpustakaan, fasilitas laboratorium untuk pendidikan, Pusat Teknologi Akselerator
dan Proses Bahan, serta Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir (STTN).
Kawasan Nuklir Pasar Jumat Jakarta dibangun pada 1966 di atas lahan sekitar 20 ha.
Di kawasan ini terdapat beberapa fasilitas, yaitu tiga unit Iradiator Gamma (y) kobalt-60, 2
mesin berkas elektron, laboratorium pengolahan uranium, perangkat alat ukur radiasi,
laboratorium kimia, biologi, proses dan hidrologi, fasilitas pendidikan dan latihan, serta
Gedung Peragaan Sains dan Teknologi Nuklir (Perasten).
Di kawasan ini terdapat beberapa unit organisasi Batan, seperti: Pusat Aplikasi
Teknologi Isotop dan Radiasi, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Pusat
Pengembangan Geologi Nuklir, Pusat Pendidikan dan Pelatihan serta Pusat Diseminasi Iptek
Nuklir. Berbagai kegiatan penelitian dilakukan di kawasan ini, yang meliputi litbang
radioisotop dan radiasi serta aplikasinya di berbagai bidang, litbang eksplorasi dan
pengolahan bahan nuklir, geologi dan geofisika, litbang keselamatan radiasi dan biomedika
nuklir, pendidikan dan pelatihan serta kegiatan sosialisasi dan diseminasi hasil Litbangyasa
Iptek Nuklir kepada masyarakat yang dilakukan Batan.
Reaktor Siwabessy dengan daya 30 MW terletak di kawasan nuklir Serpong, Provinsi
Banten, dengan luas lahan sekitar 25 ha. Kawasan Nuklir Serpong adalah pusat Litbangyasa
Iptek Nuklir yang dibangun dengan tujuan untuk mendukung usaha pengembangan industri
20
nuklir dan persiapan pembangunan serta pengoperasian PLTN di Indonesia. Pembangunan
instalasi dan laboratorium Kawasan Nuklir Serpong dilaksanakan melalui tiga fase yang
dimulai sejak 1983 dan selesai secara keseluruhan 1992. Kawasan Nuklir Serpong terletak di
kawasan Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspitek).
Selain fasilitas utama Reaktor Siwabessy, di kawasan nuklir Serpong terdapat
beberapa fasilitas utama lainnya, seperti Instalasi Produksi Elemen Bakar Reaktor Riset,
Instalasi Radioisotop dan Radiofarmaka, Instalasi Elemen Bakar Eksperimental, Instalasi
Pengolahan Limbah Radioaktif, Instalasi Radiometalurgi, Instalasi Keselamatan dan
Keteknikan Reaktor, Fasilitas Pengembangan Informatika, Instalasi Mekano Elektronik
Nuklir, Instalasi Spektometri Neutron, serta Instalasi Penyimpanan Elemen Bakar Bekas dan
bahan Terkontaminasi.
Terkait rencana pembangunan PLTN, pihak Kepala Pusat Badan Pengembangan
Energi Nuklir (BPEN) dan Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) melakukan studi
kelayakan untuk pembangunan PLTN di Kabupaten Bangka Selatan dan Bangka Barat yang
akan selesai pada 2013. Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) dan Dewan Energi Nasional
serta Pemerintah Provinsi Bangka Belitung telah menetapkan dua kabupaten di Bangka
Belitung untuk pembangunan pembangkit tenaga listrik nuklir (PLTN), demi mengantisipasi
kebutuhan listrik di masa datang dan menyokong pesatnya pertumbuhan ekonomi. Babel
tempat yang cocok untuk di bangun PLTN karena termasuk daerah yang bebas dari ancaman
alamiah seperti gempa, gunung api atau tsunami.
Berdasarkan pengalaman yang telah dimiliki serta persiapan yang telah direncanakan
maka tidak perlu diragukan lagi bahwa putra-putri Indonesia akan mampu mengoperasikan
PLTN pada saat fasilitas PLTN pertama nanti beroperasi.
21
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dijabarkan sebelumnya, maka dapat di ambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pusat Listrik Tenaga Nuklir adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas
yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
2. Komponen utama PLTN terdiri dari Reaktor, Sistem Kendali, Instrumentasi, Bejana
tekan berpendingin utama, Pengungkung, Sistem keselamatan, Turbin Uap, Generator
Listrik dan Pompa
3. Prinsip kerja PLTN adalah uap dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil
(uranium) dalam reaktor nuklir. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan
bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan
generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik.
4. Jenis-jenis PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor, ada 2 jenis yaitu jenis
reaktor menurut perbedaan tipe reaktor daya yang digunakan dan jenis reaktor yang
beroperasi di berbagai negara.
5. PLTN mempunyai kelebihan antara lain tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca,
tidak mencemari udara, sedikit menghasilkan limbah padat, biaya bahan bakar rendah,
ketersedian bahan bakar yang melimpah.
6. PLTN mempunyai kekurangan antara lain risiko kecelakaan nuklir dan limbah
radioaktif nuklir tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
7. Perkembangan PLTN di Indonesia yaitu dapat diliat dari rencana pembangunan PLTN
di Kabupaten Bangka Selatan dan Bangka Barat yang akan selesai pada 2013.
22
DAFTAR PUSTAKA
http://www.google.com
http://AlQoimKaltim.com.htm
http://www.ut.ac.id
http://sttn-batan.ac.id
http://www.wikipedia.org
http://gopltnindonesia.blogspot.com
http://kamuslistrik.blogspot.com
Anonim. Peningkatan Peranan Energi Nuklir di 15 Negara. Buletin BATAN: Th. XII (3)
Murray, Raymond L. Nuclear Energy. Oxford: Pergamon Press (1980)
23