PLTN didunia

(1)

PLTN

OLEH : KELOMPOK 4

Zakki

Zakki Mubarok Mubarok (2211038001)(2211038001)

Aizaul

Aizaul Amiri Amiri (2211038006)(2211038006)

Nanda

Nanda Eka Eka P.H. P.H. (2211038009)(2211038009)

Hasbi

(2)

engantar

•

• Pembangkit Listrik Tenaga NuklirPembangkit Listrik Tenaga Nuklir ((PLTNPLTN) adalah stasiun) adalah stasiun pembangkitpembangkit

listrik

listrik thermalthermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satudi mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih

atau lebih reaktor nuklir reaktor nuklir pembangkit listrik.pembangkit listrik.

•

• PLTN termasuk dalam pembangkit dayaPLTN termasuk dalam pembangkit daya base loadbase load, yang dapat, yang dapat

bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun

(meskipun boiling water reactor boiling water reactor dapat turun hingga setengahdapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari).

dayanya ketika malam hari).

•

• Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dariDaya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari

40 MWe hingga 1000 MW. 40 MWe hingga 1000 MW.

•

• 1 gram uranium dapat menghasilkan energi panas yang setara1 gram uranium dapat menghasilkan energi panas yang setara

dengan hasil pembakaran 4 ton bahan bakar batubara, dan 2 ton dengan hasil pembakaran 4 ton bahan bakar batubara, dan 2 ton bahan bakar minyak bumi dalam 1 tahun untuk masing-masing bahan bakar minyak bumi dalam 1 tahun untuk masing-masing pembangkit listrik berkapasitas 1000

pembangkit listrik berkapasitas 1000 MW.MW.

•

• Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia dengan 441Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia dengan 441

diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai 17%

reaktor tersebut menyuplai 17% daya listrik daya listrik dunia.dunia.

•

• PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk jaringan jaringan

listrik

(3)

(4)

Prinsip kerja PLTN

•

Prinsip kerja PLTN hampir mirip dengan cara kerja

pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) berbahan bakar

fosil lainnya (Siklus Rankine).

•

Jika PLTU menggunakan pembakaran bahan bakar

fosil untuk menghasilkan energi panasnya, PLTN

menggantinya dengan menggunakan reaktor nuklir.

(5)

Komponen utama PLTN

• Bahan Bakar Uranium, Biasanya bahan bakar berupa butir uranium

oksida (UO2) yang dalam tabung sehingga terbentuk batang bahan bakar untuk menghasilkan energi panas dari reaksi fisi inti

• Moderator, Material ini memperlambat pelepasan netron fisi yang

menyebabkan lebih banyak reaksi fisi. Biasanya yang dipakai adalah air, namun bisa juga air berat atau grafit.

(6)

Komponen utama PLTN

(2)

• Pendingin, Berupa cairan atau gas yang mengalir sepanjang inti

reaktor dan memindahkan panas dari dalam keluar. Dalam reaktor yang memakai air biasa, fungsi moderator biasanya merangkap sebagai pendingin.

• Tangkai kendali, Bagian ini dibuat dari material yang menyerap

netron, seperti cadmium, hafnium atau boron. Material ini bisa dimasukkan atau terlepas dari inti untuk mengontrol kecepatan reaksi hingga menghentikan reaksi.

• Bejana bertekanan/reaktor, Biasanya berupa bejana baja kuat

dan didalamnya ada inti reaktor dan moderator/pendingin. Namun bisa juga berupa serangkaian tabung yang menampung bahan bakar dan menyalurkan cairan pendingin ke sepanjang moderator.

• Generator uap, Ini adalah bagian dari sistem pendinginan di mana

panas dari reaktor digunakan untuk membuat uap dari turbin.

• Containment (penahan), Yaitu struktur di sekitar inti reaktor yang

dirancang untuk melindunginya dari gangguan luar dan melin-dungi bagian luar dari efek radiasi jika ada kesalahan. Bagian ini

(7)

Jenis-jenis PLTN

(1)

Berdasarkan reaksi nuklir yang terjadi, PLTN dapat

dibagi menjadi 2 jenis:

•

Reaktor Fisi,

Reaksi fisi adalah reaksi pemecahan inti

atom. Dengan memecah atom, akan diperoleh tenaga

yang cukup besar. Biasanya digunakan bahan uranium

dan plutonium untuk reaksi fisi ini.

o

Reaktor termal

, menggunakan moderator neutron

untuk melambatkan atau me-moderate neutron

sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fisi

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.

(8)

Jenis-jenis PLTN

(2)

o Reaktor cepat, Digunakan untuk 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.

o 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 Fusi, Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti. Reaksi

fusi dapat menghasilkan energi yang lebih besar dengan bahan bakar yang mudah di dapat dan tingkat polusi yang rendah. Namun demikian, saat ini masih terdapat kendala-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

(9)

Reaktor Thermal

1. Light water reactor (LWR), menggunakan air

ringan sebagai bahan pendingin dan

moderator. Pada tipe reaktor air ringan sebagai

bahan bakar digunakan Uranium dengan

pengayaan rendah sekitar 2% – 4%;

o

Reaktor Air Didih (Boiling Water Reactor, BWR)

Karakteristik dari reaktor air didih adalah uap dibangkitkan langsung dalam bejana reaktor dan kemudian disalurkan ke turbin pembangkit listrik.

Reaktor ini tidak memiliki perangkat pembangkit uap tersendiri, karena uap dibangkitkan di bejana reaktor. Karena itu pada bagian atas bejana reaktor terpasang perangkat pemisah dan pengering uap, akibatnya konstruksi bejana reaktor menjadi lebih rumit.

(10)

Reaktor Air Tekan (Pressurized

Water Reactor, PWR)

Air sistem pendingin primer masuk ke dalam bejana tekan reaktor pada tekanan tinggi dan temperatur lebih kurang 290oC. Air bertekanan dan bertemperatur tinggi ini bergerak pada sela-sela batang bahan bakar dalam perangkat bahan bakar ke arah atas teras sambil mengambil panas dari batang bahan bakar, sehingga temperaturnya naik menjadi sekitar 320oC. Air pendingin primer ini kemudian disalurkan ke perangkat pembangkit uap (lewat sisi dalam pipa pada perangkat pembangkit uap), di perangkat ini air pendingin primer memberikan energi panasnya ke air pendingin sekunder (yang ada di sisi luar pipa pembangkit uap) sehingga temperaturnya naik sampai titik didih dan terjadi penguapan. Uap yang dihasilkan dari penguapan air pendingin sekunder tersebut kemudian dikirim ke turbin untuk memutar turbin.

(11)

2. Reaktor Air Berat (Heavy Water Reactor, HWR),

kemampuan

memoderasi neutron lebih baik

daripada air ringan, tetapi air berat hampir tidak

menyerap neutron. Oleh karena itu, jika air berat

dipakai sebagai moderator, maka dengan hanya

menggunakan Uranium alam (tanpa pengayaan)

reaktor dapat beroperasi dengan baik.

o

Reaktor Air Berat Tekan (Pressurized Heavy Water

Reactor, PHWR)

Menggunakan air berat (D2O) yang

membawa panas dalam aliran primer ke steam generator di dalam Sistem Pemasok Uap Nuklir (NSSS, Nuclear Steam Supply System). Panas yang dibawa oleh aliran primer pada steam generator sebagai pemindah panas menguapkan air pada aliran sekunder dimana uapnya digunakan untuk memutar turbin yang akan menghidupkan generator sehingga terjadilah listrik. CANDU (CANadian Deuterium Uranium). Disekitar tabung terdapat air berat, yang berfungsi sebagai

(12)

o

Reaktor Air Berat Pembangkit Uap (Steam

Generated Heavy Water Reactor, SGHWR)

hanya

ada di Pusat Penelitian Winfrith Inggris. Reaktor

berdaya 100 MWe ini merupakan prototipe

reaktor pembangkit daya tipe SGHWR, dan

beroperasi dari tahun 1968 sampai tahun 1990.

3. Reaktor Grafit,

Grafit terkenal murah dan dapat

diperoleh dalam jumlah besar.

o

Reaktor Magnox

Merupakan reaktor tipe lama dengan siklus bahan

bakar yang sangat singkat (tidak ekonomis), dan

dapat menghasilkan plutonium untuk senjata nuklir.

Reaktor Magnox menggunakan CO2 bertekanan

sebagai pendingin, grafit sebagai moderator dan

berbahan bakar Uranium alam dengan logam

Magnox sebagai pengungkung bahan bakarnya.

(13)

o

Reaktor Pendingin Gas Maju (Advanced

Gas-cooled Reactor, AGR)

reaktor

berbahan

bakar

uranium

dengan

pengkayaan rendah, moderator grafit dan pendingin

gas yang merupakan pengembangan dari GCR

Magnox Inggris generasi kedua dengan tujuan utama

peningkatan efisiensi ekonomi.

(14)

Reaktor Pendingin Gas Suhu Tinggi (High Temperatur Gas-cooled Reactor, HTGR)

Reaktor ini menggunakan gas helium sebagai pendingin. Karakteristik menonjol yang unik dari reaktor HTGR ini adalah konstruksi teras didominasi bahan moderator grafit sehingga temperatur operasi dapat ditingkatkan menjadi tinggi dan efisiensi pembangkitan listrik dapat mencapai lebih dari 40%.

(15)

RBMK

RBMK merupakan singkatan dari Russian Reaktor Bolshoi Moshchnosty Kanalny yang berari reaktor Rusia dengan saluran daya yang besar. Keunikan reaktor RBMK terdapat pada moderator grafitnya yang dilengkapi dengan tabung untuk bahan bakar dan tabung untuk aliran pendingin.

(16)

Pebble Bed Modular Reactor (PBMR)

Reaktor PBMR menawarkan tingkat keamanan yang baik. PBMR menggunakan helium sebagai pendingin reaktor, berbahan bakar partikel uranium dioksida yang diperkaya, yang dilapisi dengan Silikon Karbida berdiameter kurang dari 1mm, dirangkai dalam matriks grafit. Bahan bakar ini terbukti tahan hingga suhu 1600oC dan tidak akan meleleh di bawah 3500oC. Bahan bakar dalam bola grafit akan bersirkulasi melalui inti reaktor karena itu disebut sistem pebble-bed.

(17)

Reaktor Cepat

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. Lebih dari 20 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 :

•

Phénix, Perancis, 1973-sekarang,

•

BN-600, USSR/Russia, 1980-sekarang.

•

FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.

•

Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.

(18)

Sistem Keselamatan PLTN

• Penghalang kedua adalah kelongsong bahan bakar. Apabila ada unsur hasil fisi

yang terlepas dari matriks bahan bakar, maka unsur tersebut akan tetap terkungkung

di dalam kelongsong yang dirancang tahan bocor.

• Penghalang ketiga adalah sistem pendingin. Seandainya masih ada unsur hasil fisi

yang terlepas dari kelongsong, maka unsur tersebut akan terlarut dalam air pendingin primer sehingga tetap terkungkung dalam tangki reaktor.

• penghalang keempat adalah perisai beton. Tangki reaktor disangga oleh bangunan

berbentuk kolam dari beton yang dapat berperan sebagai penampung air pendingin apabila terjadi kebocoran.

• Penghalang kelima dan keenam adalah sistem pengungkung reaktor secara

keseluruhan yang terbuat dari pelat baja dan beton setebal dua meter serta kedap

Penghalang pertama adalah matrik bahan bakar nuklir. Lebih dari 99 & unsur hasil

fisi akan tetap terikat secara kuat dalam matriks bahan bakar ini.

(19)

Keuntungan

Keuntungan :

• 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 k arbon 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

• Untuk menghasilkan energi listrik sebesar 1000 MW, biaya yang

diperlukan untuk membangun 1 reaktor nuklir kurang-lebih sebesar 30 Triliun Rupiah dan memerlukan lahan seluas 1.7 km2.

Bandingkan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

memerlukan biaya rata-rata sebesar 600~700 Triliun Rupiah dan memerlukan lahan seluas 67 km2. Atau dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) memerlukan biaya sebesar 100 Triliun Rupiah dengan lahan yang diperlukan seluas 246 km2.