Pembangkit listrik tenaga nuklir
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasSebuah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Reaktor nuklir di kungkung dalamcontainment building silindris.
Schematic of Reactor Coolant System for PWR
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 600-1200 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.
Daftar isi
Sejarah
[
sunting
|
sunting sumber
]
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 komersiil pertama adalah
Calder
Hall
di
Inggris
yang dibuka pada
17 Oktober
1956
[2]
.
Untuk informasi sejarah lebih lanjut, lihat
reaktor nuklir
dan
daya nuklir
.
Pressurized Water Reactor untuk kapal laut. Reaktor ini menggunakan air laut sebagai kondenser pendingin reaktor.
Diagram reaktor kapal selam
Pressurizer Reactor
Steam generator
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, pada 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
me-moderate
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 di
lambat
kan (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)
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
]
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.
Perkembangan generasi PLTN
[
sunting
|
sunting sumber
]
Range of possible CANDU fuel cycles: CANDU reactors can accept a variety of fuel types, including the used fuel from light-water reactors
Sejak PLTN komersial pertama dikembangkan pada tahun 50-an hingga saat ini,
generasi PLTN mengalami perkembangan yang cukup pesat.
PLTN Generasi I
[
sunting
|
sunting sumber
]
dengan baik untuk tujuan damai. Contoh PLTN generasi pertama ini adalah Shippingport
(tipe PWR), Dresden (tipe BWR), Fermi I (tipe FBR) dan Magnox (tipe GCR).
PLTN Generasi II
[
sunting
|
sunting sumber
]
PLTN generasi kedua dikembangkan setelah tahun 70-an, PLTN ini merupakan suatu
pedoman klasifikasi desain dari reaktor nuklir. PLTN generasi II dijadikan sebagai
reaktor daya komersial acuan dalam pembangunan PLTN hingga akhir tahun 90-an.
Prototipe reaktor daya generasi II adalah PLTN tipe PWR, CANDU, BWR, AGR dan
VVER.
PLTN generasi III
[
sunting
|
sunting sumber
]
PLTN generasi III adalah reaktor daya generasi lanjut (advanced) yang dikembangkan
pada akhir tahun 1990. PLTN generasi ini mengalami perubahan desain evolosioner
(perubahan yang tidak radikal) yang bertujuan untuk meningkatkan faktor keselamatan
dan ekonomi PLTN. PLTN generasi III banyak dibangun negara-negara Asia Timur.
Contoh dari PLTN generasi III adalah ABWR, System80+.
Pengembangan PLTN generasi III terus berlanjut dan bersamaan dengan itu dilakukan
perbaikan desain yang evolusioner untuk meningkatkan faktor ekonomi dengan cukup
signifikan. Perubahan terhadap PLTN generasi III menghasilkan PLTN generasi III+
yang lebih ekonomis dan segera dapat dibangun dalam waktu dekat tanpa harus
menunggu periode R&D yang lama. PLTN generasi III+ menjadi suatu pilihan untuk
pembangunan PLTN yang akan dilakukan dari sekarang hingga tahun 2030.
PLTN generasi IV
[
sunting
|
sunting sumber
]
PLTN generasi IV adalah reaktor daya hasil pengembangan inovatif dari PLTN generasi
sebelumnya. PLTN generasi IV terdiri dari enam tipe reaktor daya yang diseleksi dari
sekitar 100 buah desain. Kriteria seleksi adalah aspek ekonomi yang tinggi, tingkat
keselamatan lanjut, menghasilkan limbah dengan kuantitas yang sangat rendah, dan
tahan terhadap aturan NPT.
PLTN generasi IV dirancang tidak hanya berfungsi sebagai instalasi pemasok daya
listrik saja, tetapi dapat pula digunakan untuk pemasok energi termal kepada industri
proses. Oleh karena itu PLTN generasi IV tidak lagi disebut sebagai PLTN, tetapi
disebut sebagai Sistem Energi Nuklir (SEN) atau Nuclear Energy System (NES). Enam
tipe dari reaktor daya generasi IV adalah: Very High Temperature Reactor (VHTR),
Sodium-cooled Fast Reactor (SFR), Gas-cooled Fast Reactor (GFR), Liquid metal
cooled Fast Reactor (LFR), Molten Salt Reactor (MSR), dan SuperCritical Water-cooled
Reactor (SCWR).
Generator termoelektrik radioisotop
[
sunting
|
sunting sumber
]
Artikel utama untuk bagian ini adalah:
Generator termoelektrik radioisotop
Generator termoelektrik radioisotop atau radioisotope thermoelectric generator (RTG,
RITEG) adalah sebuah generator listrik yang menggunakan sebuah array dari
termokopel untuk mengubah panas yang dilepaskan oleh peluruhan bahan radioaktif
yang cocok menjadi listrik oleh efek Seebeck.
Inspection of
Cassini spacecraft
RTGs before launch
Soviet RTG
Lihat pula
[
sunting
|
sunting sumber
]
Program Nuklir Indonesia
Reaktor nuklir
Reaktor air didih
, BWR
Reaktor air didih lanjut
, ABWR
Reaktor air bertekanan
, PWR
Reaktor berpendingin metal cair
Kapal pemecah es bertenaga nuklir
VVER
APR-1400
Kebocoran nuklir
Galeri
[
sunting
|
sunting sumber
]
Reaktor nuklir
CANDU Qinshan Nuclear Power Plant
Ignalina Nuclear Power Plant RBMK (closed 2009)
Magnox Sizewell A nuclear power station
Torness nuclear power station AGR
Magnox reactor
Containment Heat Removal System (CHRS)
BWR nuclear power plant
BWR nuclear power plant
CANDU Reactor
Lucens NPP reactor
Molten Salt Reactor
MSFR
RBMK reactor schematic.
Rbmk.
SNAP-10A Reactor.
Wwer-1000-scheme.
DFR reactor schematic.
Lfr.
LMFBR schematics.
Tmi schematic
https://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah pembangkit daya thermal yang
menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Prinsip kerja sebuah
PLTN hampir sama dengan sebuah Pembangkilt Listrik Tenaga Uap, menggunakan uap bertekanan
tinggi untuk memutar turbin. Putaran turbin inlah yang diubah menjadi energi listrik. Perbedaannya
ialah sumber panas yang digunakan untuk menghasilkan panas. Sebuah PLTN menggunakan
Uranium sebagai sumber panasnya. Reaksi pembelahan (fisi) inti Uranium menghasilkan energi
panas yang sangat besar.
PLTN dikategorikan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Namun pada beberapa pembangkit
yang memiliki beberapa unit reaktor yang terpisah memungkinkan untuk menggunakan jenis reaktor
yang berbahan bakar seperti Uranium dan Plutonium.
http://www.batan.go.id/index.php/id/infonuklir/pltn-infonuklir/generasi-pltn/924-pengenalan-pembangkit-listrik-tenaga-nuklir
~ Mengenal Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Kumpulan Artikel - 111 - Energi Nuklir / PLTN
Array Cetak Array PDF
Pengenalan PLTN
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 atom tersebut, sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan sampai sekarang. Disamping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang, antara lan bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknologi nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir, yaitu 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 teknik 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. Di Amerika Serikat juga dioperasikan jenis reaktor yang sama, dengan daya 60 MWe. Pada tahun 1956 di Inggris dikembangkan PLTN jenis Gas Cooled Reactor (GCR=reaktor berpendingin gas) dengan daya 100 MWe. Tahun 1997 di seluruh dunia baik di negara maju maupun negara 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 dengan 36 unit PLTN sedang dalam tahap konstruksi di 18 negara.
Nuklir Bukan Alternatif Bagi Rakyat
Sejak tahun 70-an, pemerintah terus ngotot untuk membangun Pembangkit Listrik Tenaga Listrik (PLTN). Tahun 1998, rencana pembangunan PLTN di Muria gagal akibat krisis ekonomi. Alasan krisis energi listrik terus dijadikan alasan oleh pemerintah untuk mempromosikan PLTN.
Rencana pemerintah untuk membangun PLTN dapat dikatakan sebagai langkah mundur dalam pemilihan energi alternatif. Sebab, ketika di beberapa negara yang selama ini menggunakan tenaga nuklir berkeinginan menutup reaktor nuklirnya, justru pemerintah Indonesia baru berencana membangunnya.
Sejarah PLTN di Indonesia
Proses rencana pembangunan PLTN di Indonesia cukup panjang. Tahun 1972, telah dimulai pembahasan awal dengan membentuk Komisi Persiapan Pembangunan PLTN. Komisi ini kemudian melakukan pemilihan lokasi dan tahun 1975 terpilih 14 lokasi potensial, 5 di antaranya terletak di Jawa Tengah. Lokasi tersebut diteliti BATAN bekerjasama dengan NIRA dari Italia. Dari keempat belas lokasi tersebut, 11 lokasi di pantai utara dan 3 lokasi di pantai selatan.
Pada Desember 1989, Badan Koordinasi Energi Nasional (BAKOREN) memutuskan agar BATAN melaksanakan studi kelayakan dan terpilihlah NewJec (New Japan Enginereering Consoltan Inc) untuk melaksanakan studi tapak dan studi kelayakan selama 4,5 tahun, terhitung sejak Desember 1991 sampai pertengahan 1996.
Pada 30 Desember 1993, NewJec menyerahkan dokumen Feasibility Study Report (FSR) dan Prelimintary Site Data Report ke BATAN. Rekomendasi NewJec adalah untuk bidang studi non-tapak, secara ekonomis, PLTN kompetitif dan dapat dioperasikan pada jaringan listrik Jawa – Bali di awal tahun 2000-an. Tipe PLTN
direkomendasikan berskala menengah, dengan calon tapak di Ujung Lemahabang, Grenggengan, dan Ujungwatu.
Apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir?
PLTN adalah pembangkit tenaga listrik tenaga nuklir yang merupakan kumpulan mesin untuk pembangkit tenaga listrik yang memanfaatkan tenaga nuklir sebagai tenaga awalnya. Prinsip kerjanya seperti uap panas yang dihasilkan untuk menggerakkan mesin yang disebut turbin.
Secara ringkas dan sederhana, rancangan PLTN terdiri dari air mendidih, boild water reactor bisa mewakili PLTN pada umumnya, yakni setelah ada reaksi nuklir fisi, secara bertubi-tubi, di dalam reaktor, maka timbul panas atau tenaga lalu dialirkanlah air di dalamnya. Kemudian uap panas masuk ke turbin dan turbin berputar poros turbin dihubungkan dengan generator yang menghasilkan listrik.
Dampak Nuklir pada Rakyat dan Lingkungan
Reaktor nuklir sangat membahayakan dan mengancam keselamatan jiwa manusia. Radiasi yang diakibatkan oleh reaktor nuklir ini ada dua. Pertama, radiasi langsung, yaitu radiasi yang terjadi bila radio aktif yang dipancarkan mengenai langsung kulit atau tubuh manusia. Kedua, radiasi tak langsung. Radiasi tak langsung adalah radiasi yang terjadi lewat makanan dan minuman yang tercemar zat radio aktif, baik melalui udara, air, maupun media lainnya.
Keduanya, baik radiasi langsung maupun tidak langsung, akan mempengaruhi fungsi organ tubuh melalui sel-sel pembentukannya. Organ-organ tubuh yang sensitif akan dan menjadi rusak. Sel-sel tubuh bila tercemar radio aktif uraiannya sebagai berikut: terjadinya ionisasi akibat radiasi dapat merusak hubungan antara atom dengan molekul-molekul sel kehidupan, juga dapat mengubah kondisi atom itu sendiri, mengubah fungsi asli sel atau bahkan dapat membunuhnya. Pada prinsipnya, ada tiga akibat radiasi yang dapat berpengaruh pada sel. Pertama, sel akan mati. Kedua, terjadi penggandaan sel, pada akhirnya dapat menimbulkan kanker, dan ketiga, kerusakan dapat timbul pada sel telur atau testis, yang akan memulai proses bayi-bayi cacat. Selain itu, juga menimbulkan luka bakar dan peningkatan jumlah penderita kanker (thyroid dan cardiovascular) sebanyak 30-50% di Ukrania, radang pernapasan, dan terhambatnya saluran pernapasan, juga masalah psikologi dan stres yang diakibatkan dari kebocoran radiasi.
dan makhluk hidup. Kedua, salah satu yang dihasilkan oleh PLTN, yaitu Plutonium memiliki hulu ledak yang sangat dahsyat. Sebab Plutonium inilah, salah satu bahan baku pembuatan senjata nuklir. Kota Hiroshima hancur lebur hanya oleh 5 kg Plutonium. Ketiga, limbah yang dihasilkan (Uranium) bisa berpengaruh pada genetika. Di samping itu, tenaga nuklir memancarkan radiasi radio aktif yang sangat berbahaya bagi manusia.
WALHI menyerukan agar pemerintah menghentikan rencana pembangunan PLTN di Indonesia, mengingat potensi dampak negatif yang begitu besar dan mengajak seluruh masyarakat untuk melakukan hal yang sama.
Mengenal Proses Kerja dan Jenis-Jenis PLTN
Di dalam inti atom tersimpan tenaga inti (nuklir) yang luar biasa besarnya. Tenaga nuklir itu hanya dapatdikeluarkan melalui proses pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini sangat berbeda dengan
pembakarankimia biasa yang umumnya sudah dikenal, seperti pembakaran kayu, minyak dan batubara. Besar energy yang tersimpan (E) di dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan massa dan energi olehAlbert Einstein : E = m C2, dengan m : massa bahan (kg) dan C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s). Energinuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas. Dilihat dari proses berlangsungnya, ada dua jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir berantai tak terkendali danreaksi nuklir berantai terkendali. Reaksi nuklir tak terkendali terjadi misal pada ledakan bom nuklir. Dalam peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang maksimal. Agar reaksi nuklir yang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan energi yang
dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk membuat suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor nuklir. Jadi reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir.
Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dimulai beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir berantai terkendali yang pertama pada tahun 1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion olah raga Universitas Chicago. Mulai saat itu manusia berusaha mengembangkan pemanfaatan sumber tenaga baru tersebut. Namun pada mulanya, pengembangan pemanfaatan energi nuklir masih sangat terbatas, yaitu baru dilakukan di Amerika Serikat dan Jerman. Tidak lama kemudian, Inggris, Perancis, Kanada dan Rusia juga mulai menjalankan program energi nuklirnya.
Listrik pertama yang dihasilkan dari PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia. PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat komersial dioperasikan pertama kali pada bulan Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland. Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar 80 juta Watt tenaga listrik. Sukses pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami munculnya beberapa PLTN dengan model yang sama di berbagai tempat.
Energi Nuklir
Untuk mendapatkan gambaran tentang besarnya energi yang dapat dilepaskan oleh reaksi nuklir, berikut ini diberikan contoh perhitungan sederhana. Ambil 1 g (0,001 kg) bahan bakar nuklir 235U. Jumlah atom di dalam bahan bakar ini adalah :
N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom 235U.
Karena setiap proses fisi bahan bakar nuklir 235U disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 g 235U yang melakukan reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi sebesar :
E = 25,6 x 1020 (atom) x 200 (MeV/atom) = 51,2 x 1022 MeV
Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan Joule (J), di mana 1 MeV = 1.6 x 10-13 J, maka energi yang dilepaskan menjadi :
Dengan menganggap hanya 30 % dari energi itu dapat diubah menjadi energi listrik, maka energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 g 235U adalah :
Elistrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x 109 J
Karena 1J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan elektronik seperti pesawat TV dengan daya (P) 100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh 1 g 235U selama :
t = Elistrik / P = 24,58 x 109 (J) / 100 (W) = 24,58 x 107 s
Angka 24,58 x 107 sekon (detik) sama lamanya dengan 7,78 tahun terus-menerus tanpa dimatikan. Jika diasumsikan pesawat TV tersebut hanya dinyalakan selama 12 jam/hari, maka energi listrik dari 1 g 235U bias dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.
Contoh perhitungan di atas dapat memberikan gambaran yang cukup jelas mengenai kandungan energi yang tersimpan di dalam bahan bakar nuklir. Energi panas yang dikeluarkan dari pembelahan satu kg bahan bakar nuklir 235U adalah sebesar 17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi yang dihasilkan dari pembakaran 2,4 juta kg (2.400 ton) batubara. Melihat besarnya kandungan energi tersebut, maka timbul keinginan dalam diri manusia untuk memanfaatkan energi nuklir sebagai pembangkit listrik dalam rangka memenuhi kebutuhan energi dalam kehidupan sehari-hari.
Proses Kerja Pusat Listrik Tenaga Nuklir
Proses kerja PLTN sebenarnya hampir sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang umumnya sudah dikenal secara luas. Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi.
Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
• Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yangsangat besar. • Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.
• Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).
• Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik.
Jenis-Jenis PLTN
Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari. PLTN merupakan sebuah sistim yang dalam operasinya menggunakan reaktor daya yang berperan sebagai tungku penghasil panas. Dewasa ini ada berbagai jenis PLTN yang beroperasi. Perbedaan tersebut ditandai dengan perbedaan tipe reaktor daya yang digunakannya.
Masing-masing jenis PLTN/tipe reaktor daya umumnya dikembangkan oleh negara-negara tertentu, sehingga seringkali suatu jenis PLTN sangat menonjol dalam suatu negara, tetapi tidak dioperasikan oleh negara lain. Perbedaan berbagai tipe reaktor daya itu bisa terletak pada penggunaan bahan bakar, moderator, jenis pendinging serta perbedaan-perbedaan lainnya.
tingkat penguasaan teknologi yang terkait dengan nuklir oleh masing-masing negara. Pada awal pengembangan PLTN pada tahun 1950-an, pengayaan uranium baru bisa dilakukan oleh Amerika Serikat dan Rusia, sehingga kedua negara tersebut pada saat itu sudah mulai mengembangkan reaktor daya berbahan bakar uranium diperkaya. Sementara itu di Kanada, Perancis dan Ingris pada saat itu dipusatkan pada program pengembangan reaktor daya berbahan bakar uranium alam. Oleh sebab itu, PLTN yang pertama kali beroperasi di ketiga negara tersebut menggunakan reaktor berbahan bakar uranium alam. Namun dalam perkembangan berikutnya, terutama Inggris dan Perancis juga mengoperasikan PLTN berbahan bakar uranium diperkaya. Sebagian besar reaktor daya yang beroperasi dewasa ini adalah jenis Reaktor Air Ringan atau LWR (Light Water Reactor) yang mula-mula dikembangkan di AS dan Rusia. Disebut Reaktor Air Ringan karena menggunakan H2O kemurnian tinggi sebagai bahan moderator sekaligus pendingin reaktor. Reaktor ini terdiri atas Reaktor Air tekan atau PWR (Pressurized Water Reactor) dan Reaktor Air Didih atau BWR (Boiling Water Reactor) dengan jumlah yang dioperasikan masing-masing mencapai 52 % dan 21,5 % dari total reaktor daya yang beroperasi. Sedang sisanya sebesar 26,5 % terdiri atas berbagai type reaktor daya lainnya. Berikut ini akan dibahas lebih lanjut berbagai jenis PLTN yang dewasa ini beroperasi diberbagai negara.
• Reaktor Air Didih
Pada reaktor air didih, panas hasil fisi dipakai secara langsung untukmenguapkan air pendingin dan uap yang terbentuk langsung dipakai untuk memutar turbin. Turbin tekanan tinggi menerima uap pada suhu sekitar 290 ºC dan tekanan sebesar 7,2 MPa. Sebagian uap diteruskan lagi ke turbin tekanan rendah. Dengan sistim ini dapat diperoleh efisiensi thermal sebesar 34 %. Efisiensi thermal ini menunjukkan prosentase panas hasil fisi yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik. Setelah melalui turbin, uap tersebut akan mengalami proses pendinginan sehingga berubah menjadi air yang langsung dialirkan ke teras reaktor untuk diuapkan lagi dan seterusnya. Dalam reaktor ini digunakan bahan bakar 235U dengan tingkat pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.
Pada tahun 1981, perusahaan Toshiba, General Electric dan Hitachi melakukan kerja sama dengan perusahaan Tokyo Electric Power Co. Inc. untuk memulai suatu proyek pengembangan patungan dalam rangka
meningkatkan unjuk kerja sistim Reaktor Air Didih dengan memperkenalkan Reaktor Air Didih Tingkat Lanjut atau A-BWR (Advanced Boiling Water Reactor). Kapasitas A-BWR dirancang lebih besar untuk mempertinggi keuntungan ekonomis. Di samping itu, beberapa komponen reaktor juga mengalami peningkatan, seperti peningkatan dalam fraksi bakar, penyempurnaan sistim pompa sirkulasi pendingin, mekanisme penggerak batang kendali dan lain-lain.
• Reaktor Air Tekan
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 sistim pendingin primer. Sistim pressurizer terdiri atas sebuah tangki yang dilengkapi dengan pemanas listrik dan penyemprot air. Jika tekanan dalam teras reaktor berkurang, pemanas listrik akan memanaskan air yang terdapat di dalam tangki pressurizer sehingga terbentuklah uap tambahan yang akan menaikkan tekanan dalam sistim pendingin primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistim pendingin primer bertambah, maka sistim penyemprot air akan mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan uap berkurang dan sistim pendingin primer akan
kembali ke keadaan semula. Tekanan pada sistim pendingin primer dipertahankan pada posisi 150 Atm untuk mencegah agar air pendingin primer tidak mendidih pada suhu sekitar 300 ºC. Pada tekanan udara normal, air akan mendidih dan menguap pada suhu 100 ºC.
itu dipisahkan oleh sistim pipa. Terjadinya pertukaran panas menyebabkan air pendingin sekunder menguap. Tekanan pada sistim pendingin sekunder dipertahankan pada tekanan udara normal sehingga air dapat menguap pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk di dalam sistim pembangkit uap ini selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin.
Dari uraian di atas tergambar bahwa sistim kerja PLTN dengan Reaktor Air Tekan lebih rumit dibandingkan dengan sistim Reaktor Air Didih. Namun jika dilihat pada sistim keselamatannya, Reaktor Air Tekan lebih aman dibandingkan dengan Reaktor Air Didih. Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistim 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 sistim pendingin, maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah dibandingkan dengan Reaktor Air Didih.
• 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 sistim pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistim pendingin primer.
D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai sistim pendingin primer, sedang sistim pendingin sekundernya menggunakan H2O. Dalam pengoperasian reaktor CANDU, kemurnian D2O harus dijaga pada tingkat 95-99,8 %. Air berat merupakan bahan yang harganya sangat mahal dan secara fisik maupun kimia tidak dapat dibedakan secara langsung dengan H2O. Oleh sebab itu, perlu adanya usaha penanggulangan kebocoran D2O baik dalam bentuk uap maupun cairan. Aliran ventilasi dari ruangan dilakukan secara tertutup dan selalu dipantau tingkat kebasahannya, sehingga kemungkinan adanya kebocoran D2O dapat diketahui secara dini.
• 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 ini dikembangkan dan banyak dioperasikan oleh Inggris. Termasuk dalam reaktor jenis ini adalah reaktor penelitian pertama di dunia yang dibangun oleh tim pimpinan Enrico Fermi di Chicago, Amerika Serikat. 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 sistim pembangkit uap. Dari pertukaran panas ini akan dihasilkan uap air yang selanjutnya dapat dipakai untuk memutar turbin. Hasil dari usaha dalam penyempurnaan unjuk kerja Reaktor Magnox adalah diperkenalkannya Reaktor Maju Berpendingin Gas atau AGR (Advanced Gas-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.
• 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 oC.
Setelah terjadi pertukaran panas dengan sistim 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 dalam teras reaktor. Rata-rata setiap butir bahan bakar tinggal di dalam teras selama enam bulan pada operasi beban penuh.
Perbedaan Pembangkit Listrik Konvensional (PLK) dengan PLTN
Dalam pembangkit listrik konvensional, air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran fosil (minyak, batubara, dan gas). Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin uap yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator, dan generator menghasilkan tenaga listrik.
Pembangkit Listrik Konvensional
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pembangkit listrik dengan bahan bakar batubara, minyak, dan gas mempunyai potensi yang dapat menimbulkan dampak lingkungan dan masalah transportasi bahan bakar, dari tempat penambangan menuju lokasi
pembangkitan. Dampak lingkungan akibat pembakaran bahan fosil tersebut dapat berupa CO2 (karbon dioksida), SO2 (sulfur oksida), NOx (nitrogen oksida), dan debu yang mengandung logam berat. Kekhawatiran terbesar dalam pembangkitan listrik dengan bahan bakar fosil adalah dapat menimbulkan hujan asam dan peningkatan pemanasan global.
PLTN beroperasi dengan prinsip yang sama seperti PLK, hanya panas yang digunakan untuk menghasilkan uap tidak dihasilkan dari pembakaran bahan fosil, tetapi dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (Uranium) di dalam suatu reaktor nuklir. Tenaga panas tersebut digunakan untuk membangkitkan uap di dalam sistem pembangkit uap (Steam Generator) dan selanjutnya sama seperti pada PLK, uap digunakan untuk
PLTN adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN sebelum dilakukan penyimpanan limbah secara lestari.
Tentang Fisika Nuklir
Panas yang dipergunakan untuk membangkitkan uap diproduksi sebagai hasil dari pembelahan inti atom yang dapat diuraikan sebagai berikut:
• Apabila ada suatu neutron (dihasilkan dari sumber neutron) tertangkap oleh satu inti atom uranium-235, inti atom ini akan berbelah menjadi dua atau tiga 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 tersebut 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 tyermal). Sebagai gambaran dapat dikemukakan bahwa energi termal yang dihasilkan dari reaksi pembelahan 1 Kg Uranium-235 murni besarnya adalah 17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi termal 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.
Air Sebagai Pemerlambat Neutron (Moderator)
-Seperti telah disebutkan di atas, panas yang dihasilkan dari reaksi pembelahan, oleh air yang bertekanan 160 atmosfir dan suhu 300 derajat Celsius secara terus menerus dipompakan ke dalam reaktor melalui saluran pendingan reaktor. Air yang bersirkulasi dalam saluran pendingin ini tidak hanya berfungsi sebagai pendingin saja melainkan juga bertindak sebagai moderator, yaitu sebagai medium yang dapat memperlambat neutron. Neutron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk atom-atom hidrogen. Setelah kecepatan neutron turun sampai 2000 m/detik atau sama dengan kecepatan molekul gas pada suhu 300 derajat Celsius, barulah ia mampu membelah inti atom uranium-235. Neutron yang telah diperlambat disebut neutron termal.
Reaksi Pembelahan Inti Berantai Terkendali
Untuk mendapatkan keluaran termal yang mantap, perlu dijamin agar banyaknya reaksi pembelahan inti yang terjadi dalam teras reaktor dipertahankan pada tingkat tetap, yaitu 2 atau 3 neutron yang dihasilkan dalam reaksi itu hanya satu yang dapat meneruskan reaksi pembelahan. Neutron lainnya dapat lolos keluar reaktor, atau diserap oleh bahan lainnya tanpa menimbulkan reaksi pembelahan atau diserap oleh batang kendali. Batang kendali dibuat dari bahan-bahan yang menyerap neutron, sehingga jumlah neutron yang menyebabkan reaksi pembelahan dapat dikendalikan dengan mengatur keluar atau masuknya batang kendali ke dalam teras reaktor. Sehubungan dengan urain di atas perlu digarisbawahi bahwa:
1. Reaksi pembelahan berantai hanya dimungkinkan apabila ada moderator.
2. Kandungan Uranium-235 di dalam bahan bakar nuklir maksimum adalah 3,2%. Kandungan ini kecil sekali dan terdistribusi secara merata dalam isotop Uranium-238, sehingga tidak mungkin terjadi reaksi pembelahan berantai secara tidak terkendali di dalamnya.
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 aktivasi neutron. Bahan radioaktif ini terjadi karena bahan-bahan lain yang berada di dalam reaktor (seperti kelongsong 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 zat radioaktif ke lingkungan dengan aktivitas yang melalmpaui nilai batas ambang yang diijinkan menurut peraturan yang berlaku.
Keselamatan Nuklir
Berbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan masyarakat, para pekerja reaktor, dan lingkungan PLTN. Usaha ini dilakukan untuk menjamin agar radioaktif yang dihasilkan reaktor nuklir tidak terlepas ke lingkungan baik selama operasi mapun jika terjadi kecelakaan. Tindakan proteksi dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap waktu jika diinginkan dan tetap dapat dipertahankan dalam keadaan aman, yakni memperoleh pendinginan yang cukup. Untuk ini panas peluruhan yang dihasilkan harus dibuang dari teras reaktor, karena dapat menimbulkan bahaya akibat pemanasan lebih pada reaktor.
Keselamatan Terpasang
Keselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reaktor tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi.
Penghalang Ganda
tebal 1,5 - 2 meter. Bila zat radioaktif itu masih ada yang lolos dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal ± 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 meter yang kedap udara. Jadi selama operasi atau jika terjadi kecelakaan, zat radioaktif benar-benar tersimpan dalam reaktor dan tidak dilepaskan ke lingkungan. Kalaupun masih ada zat radioaktif yang terlepas jumlahnya sudah sangat diperkecil sehingga dampaknya terhadap lingkungan tidak berarti.
Pertahanan Berlapis
Disain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis (defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi: lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang dibangun dan dioperasikan sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologi mutakhir; lapis keselamatan kedua, PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan/keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-akibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN; dan lapis 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 demikian kecelakaan tersebut kemungkinan terjadinya sedemikian kecil sehingga tidak akan pernah terjadi selama umu operasi PLTN.
Limbah Radioaktif
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. 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 lemen bakar bekasnya tidak didaur ulang, limbah aktivitas tinggi ini jumlahnya sangat sedikit. Penanganan limbah radioaktif aktivitas rendah, sedang, dan 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, ditempat yang terisolasi.
beton dengan semen. Sedang 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 (10 - 50 tahun) di gudang
penyimpanan limbah yang kedap air sebelum disimpan secara lestari. Tempat penyimpanan limbah lestari dipilih di tempat/lokasi khusus, dengan kondisi geologi yang stabil dan secara ekonomi tidak bermanfaat.
Kolam penyimpanan bahan bakar bekas
Penyimpanan limbah radioakti
