Bab 8 Energi Dan Sumber Energi
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 sampaisekarang.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 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 351.000 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 ini.oleh 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.
1.
TUJUAN
Meningkatkan pengetahuan mahasiswa tentang PLTN.
2.
Menambah
permasalahan.
cara
berfkir
mahasiswa
untuk
menganalisis
suatu
3.
Agar mahasiswa sapat 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 fsi untuk menghasilkan energi
listrik di dalam PLTN?
3.
D.
Keuntungan dan kerugian dari PLTN ?
METODE PENULISAN
Dalam penulisan makalah ini, metode penulisan yang digunakan adalah metode
studi pustaka, yaitu: metode dan suber penulisannya versumber dari buku-buku
dan data dari internet
E.
SISTEMATIKA PENULISAN
Dalam penulisan laporan ini sistematika penulisan yang digunakan adalah:
Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab I berisi Latar belakang, Tujuan, Rumusan Masalah, Metode Penulisan,
Sistematika Penulisan
Bab II berisi Landasan Teori Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, jenis-jenis
Pembangkit listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Bab III Pembahasan, Prinsip Kerja PLTN, Proses pemanfaatan panas hasil fsi
untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN, keuntungan dan kekurangan
PLTN.
BAB II
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 fsil (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.
1.
JENIS-JENIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN)
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 modifkasi 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 graft 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 graft
(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 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 (fsi) 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 PLTU
2.
Proses pemanfaatan panas hasil fsi untuk menghasilkan energi listrik di
dalam PLTN adalah sebagai berikut :
Ø Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fsi sehingga dilepaskan energi dalam
bentuk panas yang sangat besar.
Ø Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air
pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe
reaktor nuklir yang digunakan.
Ø Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan
energi gerak (kinetik).
Ø 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:
Ø Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas
rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan
hanya sedikit menghasilkan gas).
Ø Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya
sepert karbon monoksida,sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida,
partikulate atau asap fotokimia.
Ø Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
Ø Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.
Ø Ketersedian bahan bak ar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit
bahan bakar yang diperlukan.
Kekurangan dari PLTN
Ø Risiko
kecelakaan
nuklir kecelakaan
nuklir
terbesar
kecelakaanChernobylcontainment building) (yang tidak mempunyai.
adalah
Ø Limbah
Nuklir limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan
tahun.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
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.
B.
SARAN
1.
Pengembangan PLTN di Indonesia sangat penting bagi kemajuan
ekonomi bagi Negara tersebut.
2.
Sebaiknya pengembangan PLTN dibuat berdasarkan kebutuhan.
3.
Oleh karena itu, pemerintah mampu menyokong dalam pengembangan
PLTN di Indonesia.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (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 (meskipunboiling 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 600-1200 MWe.
Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia
[1]
dengan 441 diantaranya beroperasi di
31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai 17% daya listrik dunia.
sejarah
Reaktor nuklir yang pertama kali membangkitkan listrik adalah stasiun pembangkit
percobaan EBR-I pada 20 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 Obninsk, Uni Soviet [1]. PLTN skala komersil pertama adalahCalder
Hall di Inggris yang dibuka pada 17 Oktober 1956 [2].
Jenis-jenis PLTN
Pressurized Water Reactor untuk kapal. Reaktor ini menggunakan air laut sebagai kondenser pendingin
reaktor.
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.
Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkan mempunyai
sistem keamanan pasif.
Reaktor Fisi[sunting | sunting sumber]
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi
nuklir dari isotop fissil uranium dan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:
Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau memoderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron
yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat,
dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga
dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan dengan jenis bahan bakar
yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat
untuk melakukan reaksi fissi.
Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator
neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor
thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin
reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan
neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi
masing-masing.
Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi
berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep teori
saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik,
meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah
dilaksanakan.
Reaktor thermal[sunting | sunting sumber]
Light water reactor (LWR)
Boiling water reactor (BWR)
Pressurized water reactor (PWR)
SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
Moderator Grafit:
Magnox
Advanced gas-cooled reactor (AGR)
High temperature gas cooled reactor (HTGR)
RBMK
Pebble bed reactor (PBMR)
Moderator Air berat:
SGHWR
CANDU
Reaktor cepat[sunting | sunting sumber]
Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir
jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.
Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang dimilikinya dapat
menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan juga dapat
mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh
cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin
kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder.
Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor
jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.
Lebih dari 20 purwarupa (prototype) reaktor cepat sudah dibangun di Amerika Serikat, Inggris,
Uni Sovyet, Perancis, Jerman, Jepang, India, dan hingga 2004 1 unit reaktor sedang dibangun di
China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia:
EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.
Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.
Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.
EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.
Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.
BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.
Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.
BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.
Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.
FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.
Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.
PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.
(Daya listrik yang ditampilkan adalah daya listrik maksimum, tanggal yang ditampilkan adalah
tanggal ketika reaktor mencapai kritis pertama kali, dan ketika reaktor kritis untuk teakhir kali bila
reaktor tersebut sudah di dekomisi (decommissioned).
Reaktor Fusi[sunting | sunting sumber]
Artikel utama: daya fusi
Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya
sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik.
Namun, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang
menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi
bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.
Keuntungan dan kekurangan[sunting | sunting sumber]
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya 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 sepert 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 - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan
bakar yang diperlukan
Baterai nuklir - (lihat SSTAR)
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah
kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)
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.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir
Ditulis tanggal 24 Februari 2013 dalam kategori Listrik & Energi
IlmuPengetahuan.Org – Pada dasarnya prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir atau PLTN sama halnya dengan Pembangkit Listrik Konvensional. Dalam
proses kerjanya, air akan diuapkan dalam suatu wadah (ketel) dengan melalui
pembakaran. Dalam pembakaran tersebut akan menghasilkan uap yang akan
dialirkan ke dalam turbin yang akan bergerak jika terdapat tekanan uap.
Dalam proses tersebut turbin akan bergerak. Bergeraknya turbin ini berfungsi untuk
menggerakkan generator yang akan menghasilkan energi listrik. Jika dalam
Pembangkit Listrik Konvensional, bedanya yaitu bahan bakarnya dalam
menghasilkan uap panas, yaitu dengan minyak, gas, atau batubara.
Proses dari pembakaran bahan bakar tersebut akan menghasilkan gas Karbon
Dioksida atau CO2, Sulfur Dioksida SO2 dan juga Nitrogen Dioksida atau disebut juga
Nox, selain itu pembakaran tersebut menghasilkan debu yang mengandung kadar
logam berat. Sisa-sisa pembakaran tersebut di atas akan menjadi gas emisi ke udara
dan berpotensi besar terhadap pencemaran lingkungan. Beberapa pencemaran
lingkungan tersebut yaitu hujan asam dan pemanasan global (Global Warming).
Sedangkan untuk Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir, panas yang dipakai dihasilkan dari proses reaksi pembelahan
inti Uranium di dalam reaktor nuklir. Sebagai bahan pemindah panas tersebut
digunakanlah air yang secara terus-menerus disirkulasikan selama proses. Bahan
bakar yang digunakan untuk pembakaran ini, yang menggunakan Uranium tersebut
tidak melepaskan partikel-partikel seperti Nox, CO2, ataupun SO2, serta tidak
mengeluarkan partikel debu yang mengandung logam berar. Sehingga Pembangkit
Listrik Tenaga Nuklir adalah pembangkit yang sangat ramah lingkungan. Di
Indonesia juga berencana akan menggunakan pembangkit listrik jenis ini. Baca
selengkapnya di :Pembangunan PLTN di Indonesia.
0
0
Mengenal PLTN Lebih Dalam
Sampai Maret 2011, terdapat 443 PLTN yang beroperasi di 47 negara
[sumber: WNA]. Pada tahun 2009, energi nuklir memenuhi 14 persen
kebutuhan energi seluruh dunia. Ini terlepas dari beberapa negara
yang persentase energi nuklirnya sangat tinggi, seperti Lithuania
(76.2%) dan Prancis (75.2%) dari total kebutuhan negara
[sumber: NEI, Nuclear Statistics]. Di Amerika Serikat ada 104 PLTN
yang memenuhi 20 persen kebutuhan energi negara. Dari fakta di
atas kita tahu bahwa PLTN telah menjadi tulang punggung
pembangkit energi di dunia. Bagaimana dengan Indonesia? Akankah
Indonesia melirik PLTN? Sebelum bicara lebih banyak, mari belajar
prinsip dan cara kerja PLTN lebih dahulu.
Prinsip Cara Kerja PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah
pembangkit daya termal yang menggunakan satu atau beberapa
reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Cara kerja PLTN hampir
sama dengan sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yakni
menggunakan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin yang
memproduksi
energi
listrik.
Hanya
perbedaannya,
PLTN
menggunakan uranium sebagai sumber bahan bakarnya.
Sebuah neutron akan ditembakkan ke uranium. Penembakkan
neutron ini menjadikan atom uranium tidak stabil dan mulai membelah
menjadi atom-atom radioaktif lain plus sebuah neutron baru. Neutron
baru yang dihasilkan akan menubruk atom uranium lainnya terusmenerus, menjadikan reaksi berantai (chain reaction) berlangsung.
Reaksi pembelahan (reaksi fisi) inti uranium inilah menghasilkan
energi panas yang sangat besar dan sulit dikontrol.
Cara Kerja PLTN Reaksi berantai fsi (sumber : world-nuclear.org)
Cara Kerja PLTN : Teras dan bejana reaktor
Bagian utama PLTN adalah teras reaktor yang terletak di dalam
bejana reaktor. Teras reaktor merupakan susunan bahan bakar nuklir.
Bahan bakar nuklir adalah uranium yang diperkaya (ditingkatkan
persentasi dan komposisinya) lalu dibentuk seperti pelet dan
dimasukkan dalam kelongsong zirkonium alloy menjadi batang
bahan bakar.
Cara Kerja PLTN : bahan bakar nuklir (sumber : en.wikipedia.org)
Batang bahan bakar selanjutnya disusun menjadi perangkat bahan
bakar (lihat gambar di bawah). Pada akhirnya perangkat bahan bakar
disusun dalam teras reaktor. Air pendingin dialirkan di sela-sela
batang bahan bakar sebagai pendingin reaktor PLTN.
Cara Kerja PLTN : Sistem Pendinginan
Mengapa air dibutuhkan? Energi besar yang didapat dari pengaktifan
bahan bakar nuklir sangat besar (ingat persamaan Einstein E= mc^2).
Makanya diperlukan kontrol ketat supaya tidak terjadi panas
berlebihan di dalam reaktor. Air di sini berperan sebagai pendingin
sistem reaktor dan juga moderator atau memperlambat gerak neutron
(sebagai kontrol dan rem dalam reaksi rantai).
Cara kerja PLTN : sistem pendinginan (sumber :globalresearch.ca)
Secara singkat aliran air adalah sebagai berikut. Air yang
telah dimurnikan dipompakan dengan pompa umpan masuk
ke bejana reaktor (reactor core). Air ini menyedot panas dari
batang-batang bahan bakar nuklir lalu berubah menjadi
campuran uap dan air.
Pada bagian atas bejana reaktor, terdapat pemisah uap (steam dyer
and moisture). Uap dipisahkan dari air dan air dikembalikan ke
bejana dengan menggunakan pompa sirkulasi (recirculation
pump). Sementara itu, uap air selanjutnya melewati pipa uap (steam
line) dan dialirkan ke turbin dan memutar turbin. Turbin dihubungkan
dengan generator listrik dan menghasilkan listrik.
Uap setelah keluar dari turbin selanjutnya diembunkan pada
kondenser menjadi air. Air ini kemudian dipompakan kembali ke
bejana reaktor. Demikian seterusnya sehingga terjadi siklus air dari
bejana reaktor, turbin, kondenser, pompa umpan dan kembali ke
bejana reaktor. Pendingin kondenser sendiri kebanyakan
menggunakan air laut sebagai bahan pendingin (Ini juga yang
menyebabkan banyak PLTN dibangun dekat laut).
Pada sistem ini, diperlukan suplai daya listrik untuk menggerakkan
pompa umpan, pompa sirkulasi reaktor dan pompa pendingin
kondenser. Daya listrik ini diperoleh dari generator PLTN.
Cara Kerja PLTN Sistem Pendinginan
pasca Shutdown
Tidak seperti pembangkit listrik lainnya yang mudah dalam
pengontrolan (mudah dihidup-matikan), PLTN sulit dikontrol dalam
hal shutdown ini.
Setelah reaktor nuklir dimatikan, masih tersisa kalor akibat peluruhan
radioaktif dari reaksi fisi. Memang kalor yang diemisikan lebih rendah
dibanding kala berjalan normal (sekitar 3% dari daya normal),
namun tetap saja perlu pendinginan guna mencegah kerusakan
susunan bahan bakar dalam teras reaktor (meltdown) akibat
overheating (kelebihan panas).
Saya harap teman-teman dapat memahami 3 prinsip dasar
pengoperasian PLTN ini, sebab di artikel berikutnya kita akan
membahas
mengenai PLTN
Fukushima
Jepang sambil
membandingkannya dengan 3 prinsip dasar tersebut.
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 sampaisekarang.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 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 351.000 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 ini.oleh 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.
1.
TUJUAN
Meningkatkan pengetahuan mahasiswa tentang PLTN.
2.
Menambah
permasalahan.
cara
berfkir
mahasiswa
untuk
menganalisis
suatu
3.
Agar mahasiswa sapat 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 fsi untuk menghasilkan energi
listrik di dalam PLTN?
3.
D.
Keuntungan dan kerugian dari PLTN ?
METODE PENULISAN
Dalam penulisan makalah ini, metode penulisan yang digunakan adalah metode
studi pustaka, yaitu: metode dan suber penulisannya versumber dari buku-buku
dan data dari internet
E.
SISTEMATIKA PENULISAN
Dalam penulisan laporan ini sistematika penulisan yang digunakan adalah:
Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab I berisi Latar belakang, Tujuan, Rumusan Masalah, Metode Penulisan,
Sistematika Penulisan
Bab II berisi Landasan Teori Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, jenis-jenis
Pembangkit listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Bab III Pembahasan, Prinsip Kerja PLTN, Proses pemanfaatan panas hasil fsi
untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN, keuntungan dan kekurangan
PLTN.
BAB II
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 fsil (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.
1.
JENIS-JENIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN)
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 modifkasi 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 graft 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 graft
(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 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 (fsi) 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 PLTU
2.
Proses pemanfaatan panas hasil fsi untuk menghasilkan energi listrik di
dalam PLTN adalah sebagai berikut :
Ø Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fsi sehingga dilepaskan energi dalam
bentuk panas yang sangat besar.
Ø Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air
pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe
reaktor nuklir yang digunakan.
Ø Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan
energi gerak (kinetik).
Ø 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:
Ø Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas
rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan
hanya sedikit menghasilkan gas).
Ø Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya
sepert karbon monoksida,sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida,
partikulate atau asap fotokimia.
Ø Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
Ø Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.
Ø Ketersedian bahan bak ar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit
bahan bakar yang diperlukan.
Kekurangan dari PLTN
Ø Risiko
kecelakaan
nuklir kecelakaan
nuklir
terbesar
kecelakaanChernobylcontainment building) (yang tidak mempunyai.
adalah
Ø Limbah
Nuklir limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan
tahun.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
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.
B.
SARAN
1.
Pengembangan PLTN di Indonesia sangat penting bagi kemajuan
ekonomi bagi Negara tersebut.
2.
Sebaiknya pengembangan PLTN dibuat berdasarkan kebutuhan.
3.
Oleh karena itu, pemerintah mampu menyokong dalam pengembangan
PLTN di Indonesia.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (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 (meskipunboiling 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 600-1200 MWe.
Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia
[1]
dengan 441 diantaranya beroperasi di
31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai 17% daya listrik dunia.
sejarah
Reaktor nuklir yang pertama kali membangkitkan listrik adalah stasiun pembangkit
percobaan EBR-I pada 20 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 Obninsk, Uni Soviet [1]. PLTN skala komersil pertama adalahCalder
Hall di Inggris yang dibuka pada 17 Oktober 1956 [2].
Jenis-jenis PLTN
Pressurized Water Reactor untuk kapal. Reaktor ini menggunakan air laut sebagai kondenser pendingin
reaktor.
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.
Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkan mempunyai
sistem keamanan pasif.
Reaktor Fisi[sunting | sunting sumber]
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi
nuklir dari isotop fissil uranium dan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:
Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau memoderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron
yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat,
dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga
dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan dengan jenis bahan bakar
yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat
untuk melakukan reaksi fissi.
Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator
neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor
thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin
reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan
neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi
masing-masing.
Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi
berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep teori
saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik,
meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah
dilaksanakan.
Reaktor thermal[sunting | sunting sumber]
Light water reactor (LWR)
Boiling water reactor (BWR)
Pressurized water reactor (PWR)
SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
Moderator Grafit:
Magnox
Advanced gas-cooled reactor (AGR)
High temperature gas cooled reactor (HTGR)
RBMK
Pebble bed reactor (PBMR)
Moderator Air berat:
SGHWR
CANDU
Reaktor cepat[sunting | sunting sumber]
Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir
jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.
Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang dimilikinya dapat
menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan juga dapat
mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh
cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin
kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder.
Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor
jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.
Lebih dari 20 purwarupa (prototype) reaktor cepat sudah dibangun di Amerika Serikat, Inggris,
Uni Sovyet, Perancis, Jerman, Jepang, India, dan hingga 2004 1 unit reaktor sedang dibangun di
China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia:
EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.
Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.
Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.
EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.
Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.
BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.
Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.
BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.
Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.
FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.
Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.
PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.
(Daya listrik yang ditampilkan adalah daya listrik maksimum, tanggal yang ditampilkan adalah
tanggal ketika reaktor mencapai kritis pertama kali, dan ketika reaktor kritis untuk teakhir kali bila
reaktor tersebut sudah di dekomisi (decommissioned).
Reaktor Fusi[sunting | sunting sumber]
Artikel utama: daya fusi
Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya
sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik.
Namun, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang
menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi
bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.
Keuntungan dan kekurangan[sunting | sunting sumber]
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya 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 sepert 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 - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan
bakar yang diperlukan
Baterai nuklir - (lihat SSTAR)
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah
kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)
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.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir
Ditulis tanggal 24 Februari 2013 dalam kategori Listrik & Energi
IlmuPengetahuan.Org – Pada dasarnya prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir atau PLTN sama halnya dengan Pembangkit Listrik Konvensional. Dalam
proses kerjanya, air akan diuapkan dalam suatu wadah (ketel) dengan melalui
pembakaran. Dalam pembakaran tersebut akan menghasilkan uap yang akan
dialirkan ke dalam turbin yang akan bergerak jika terdapat tekanan uap.
Dalam proses tersebut turbin akan bergerak. Bergeraknya turbin ini berfungsi untuk
menggerakkan generator yang akan menghasilkan energi listrik. Jika dalam
Pembangkit Listrik Konvensional, bedanya yaitu bahan bakarnya dalam
menghasilkan uap panas, yaitu dengan minyak, gas, atau batubara.
Proses dari pembakaran bahan bakar tersebut akan menghasilkan gas Karbon
Dioksida atau CO2, Sulfur Dioksida SO2 dan juga Nitrogen Dioksida atau disebut juga
Nox, selain itu pembakaran tersebut menghasilkan debu yang mengandung kadar
logam berat. Sisa-sisa pembakaran tersebut di atas akan menjadi gas emisi ke udara
dan berpotensi besar terhadap pencemaran lingkungan. Beberapa pencemaran
lingkungan tersebut yaitu hujan asam dan pemanasan global (Global Warming).
Sedangkan untuk Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir, panas yang dipakai dihasilkan dari proses reaksi pembelahan
inti Uranium di dalam reaktor nuklir. Sebagai bahan pemindah panas tersebut
digunakanlah air yang secara terus-menerus disirkulasikan selama proses. Bahan
bakar yang digunakan untuk pembakaran ini, yang menggunakan Uranium tersebut
tidak melepaskan partikel-partikel seperti Nox, CO2, ataupun SO2, serta tidak
mengeluarkan partikel debu yang mengandung logam berar. Sehingga Pembangkit
Listrik Tenaga Nuklir adalah pembangkit yang sangat ramah lingkungan. Di
Indonesia juga berencana akan menggunakan pembangkit listrik jenis ini. Baca
selengkapnya di :Pembangunan PLTN di Indonesia.
0
0
Mengenal PLTN Lebih Dalam
Sampai Maret 2011, terdapat 443 PLTN yang beroperasi di 47 negara
[sumber: WNA]. Pada tahun 2009, energi nuklir memenuhi 14 persen
kebutuhan energi seluruh dunia. Ini terlepas dari beberapa negara
yang persentase energi nuklirnya sangat tinggi, seperti Lithuania
(76.2%) dan Prancis (75.2%) dari total kebutuhan negara
[sumber: NEI, Nuclear Statistics]. Di Amerika Serikat ada 104 PLTN
yang memenuhi 20 persen kebutuhan energi negara. Dari fakta di
atas kita tahu bahwa PLTN telah menjadi tulang punggung
pembangkit energi di dunia. Bagaimana dengan Indonesia? Akankah
Indonesia melirik PLTN? Sebelum bicara lebih banyak, mari belajar
prinsip dan cara kerja PLTN lebih dahulu.
Prinsip Cara Kerja PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah
pembangkit daya termal yang menggunakan satu atau beberapa
reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Cara kerja PLTN hampir
sama dengan sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yakni
menggunakan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin yang
memproduksi
energi
listrik.
Hanya
perbedaannya,
PLTN
menggunakan uranium sebagai sumber bahan bakarnya.
Sebuah neutron akan ditembakkan ke uranium. Penembakkan
neutron ini menjadikan atom uranium tidak stabil dan mulai membelah
menjadi atom-atom radioaktif lain plus sebuah neutron baru. Neutron
baru yang dihasilkan akan menubruk atom uranium lainnya terusmenerus, menjadikan reaksi berantai (chain reaction) berlangsung.
Reaksi pembelahan (reaksi fisi) inti uranium inilah menghasilkan
energi panas yang sangat besar dan sulit dikontrol.
Cara Kerja PLTN Reaksi berantai fsi (sumber : world-nuclear.org)
Cara Kerja PLTN : Teras dan bejana reaktor
Bagian utama PLTN adalah teras reaktor yang terletak di dalam
bejana reaktor. Teras reaktor merupakan susunan bahan bakar nuklir.
Bahan bakar nuklir adalah uranium yang diperkaya (ditingkatkan
persentasi dan komposisinya) lalu dibentuk seperti pelet dan
dimasukkan dalam kelongsong zirkonium alloy menjadi batang
bahan bakar.
Cara Kerja PLTN : bahan bakar nuklir (sumber : en.wikipedia.org)
Batang bahan bakar selanjutnya disusun menjadi perangkat bahan
bakar (lihat gambar di bawah). Pada akhirnya perangkat bahan bakar
disusun dalam teras reaktor. Air pendingin dialirkan di sela-sela
batang bahan bakar sebagai pendingin reaktor PLTN.
Cara Kerja PLTN : Sistem Pendinginan
Mengapa air dibutuhkan? Energi besar yang didapat dari pengaktifan
bahan bakar nuklir sangat besar (ingat persamaan Einstein E= mc^2).
Makanya diperlukan kontrol ketat supaya tidak terjadi panas
berlebihan di dalam reaktor. Air di sini berperan sebagai pendingin
sistem reaktor dan juga moderator atau memperlambat gerak neutron
(sebagai kontrol dan rem dalam reaksi rantai).
Cara kerja PLTN : sistem pendinginan (sumber :globalresearch.ca)
Secara singkat aliran air adalah sebagai berikut. Air yang
telah dimurnikan dipompakan dengan pompa umpan masuk
ke bejana reaktor (reactor core). Air ini menyedot panas dari
batang-batang bahan bakar nuklir lalu berubah menjadi
campuran uap dan air.
Pada bagian atas bejana reaktor, terdapat pemisah uap (steam dyer
and moisture). Uap dipisahkan dari air dan air dikembalikan ke
bejana dengan menggunakan pompa sirkulasi (recirculation
pump). Sementara itu, uap air selanjutnya melewati pipa uap (steam
line) dan dialirkan ke turbin dan memutar turbin. Turbin dihubungkan
dengan generator listrik dan menghasilkan listrik.
Uap setelah keluar dari turbin selanjutnya diembunkan pada
kondenser menjadi air. Air ini kemudian dipompakan kembali ke
bejana reaktor. Demikian seterusnya sehingga terjadi siklus air dari
bejana reaktor, turbin, kondenser, pompa umpan dan kembali ke
bejana reaktor. Pendingin kondenser sendiri kebanyakan
menggunakan air laut sebagai bahan pendingin (Ini juga yang
menyebabkan banyak PLTN dibangun dekat laut).
Pada sistem ini, diperlukan suplai daya listrik untuk menggerakkan
pompa umpan, pompa sirkulasi reaktor dan pompa pendingin
kondenser. Daya listrik ini diperoleh dari generator PLTN.
Cara Kerja PLTN Sistem Pendinginan
pasca Shutdown
Tidak seperti pembangkit listrik lainnya yang mudah dalam
pengontrolan (mudah dihidup-matikan), PLTN sulit dikontrol dalam
hal shutdown ini.
Setelah reaktor nuklir dimatikan, masih tersisa kalor akibat peluruhan
radioaktif dari reaksi fisi. Memang kalor yang diemisikan lebih rendah
dibanding kala berjalan normal (sekitar 3% dari daya normal),
namun tetap saja perlu pendinginan guna mencegah kerusakan
susunan bahan bakar dalam teras reaktor (meltdown) akibat
overheating (kelebihan panas).
Saya harap teman-teman dapat memahami 3 prinsip dasar
pengoperasian PLTN ini, sebab di artikel berikutnya kita akan
membahas
mengenai PLTN
Fukushima
Jepang sambil
membandingkannya dengan 3 prinsip dasar tersebut.