BAB I
PENDAHULUAN
Grafik peningkatan kebutuhan energi listrik untuk menjalankan berbagai aktivitas manusia modern saat ini cenderung menunjukkan pola berkembang secara eksponensial. Hal tersebut disebabkan karena berbagai kemajuan teknologi sera perubahan pola hidup masyarakat dunia yang cenderung menyukai berbagai hal yang instan. Pola hidup yang demikian mendorong peningkatan penggunaan berbagai alat modern dalam kehidupan sehari-hari yang dalam pengoperasiannya memerlukan energi listrik. Sayangnya, berbagai sumber energi yang ada dewasa ini bersifat terbatas. Keterbatasan tersebut seringkali menyebabkan terjadinya krisis energy listrik yang mendesak manusia untuk mencari berbagai sumber energi listrik alternatif yang lebih efisien. Pembangkit energi listrik konvensional yang lazim digunakan saat ini, misalnya dengan memanfaatkan minyak bumi; batu bara; uap air; maupun gas, dirasa tidak lagi dapat mencukupi kebutuhan hidup manusia secara maksimal. Sumber energi listrik alternatif yang jauh lebih efisien telah mulai digagas dan digarap sejak lama. Salah satu sumber energi listrik yang dirasa akan sangat efisien adalah pembangkiti listrik tenaga nuklir (PLTN).
BAB II PEMBAHASAN
1. PRINSIP KERJA REAKTOR FUKUSHIMA DAI-CHI (REAKTOR TIPE BWR)
PLTN Fukushima Dai-Chi merupakan tipe Reaktor Air Didih atau Boiling Water Reactor (BWR) .Pada reaktor air didih, air pendingin dididihkan di dalam bejana reaktor sehingga menghasilkan uap. Uap ini kemudian secara langsung dialirkan ke turbin yang memutar generator listrik. Setelah uap air menggerakkan turbin,uap disalurkan ke kondenser dan diubah menjadi air kembali. Dengan pompa utama, air kemudian dikembalikan ke bejana reaktor. Sebagian air pendingin yang berada dalam bejana reaktor disirkulasi dengan pompa (disebut pompa resirkulasi). Air yang keluar dari pompa resirkulasi disalurkan ke bagian bawah teras reaktor melalui katup yang bekerja sebagai pompa jet. Tekanan dari pompa resirkulasi ini akan menaikkan kecepatan aliran air pendingin dalam teras reaktor.
Reaktor tipe ini menggunakan air (H2O) sebagai pendingin dan moderator, Air pendingin digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan dalam teras reaktor (reactor core) sehingga temperatur air akan naik. Temperatur air dibiarkan meningkat hingga mencapai titik didih. Uap yang dihasilkan pada proses pendidihan air kemudian disalurkan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik.
2. PRINSIP KERJA SISTEM PROTEKSI
Pada saat terjadi penyesuaian terhadap permintaan beban, tekanan pendingin dalam bejana reaktor dapat naik atau turun. Untuk mengatasi kenaikan dan penurunan tekanan dalam bejana reaktor, digunakan cara pengendalian dengan mengatur bukaan katup uap dari reaktor ke turbin. Metode ini disebut Reactor-master/Turbin-slave (metode mengikuti beban). Jika pada suatu ketika, oleh suatu sebab yang tak terduga, turbin mendadak berhenti,aliran uap yang menuju turbin dibelokkan ke jalur pintas (tidak melalui turbin) melalui katup pintas. Dengancara ini kenaikan tekanan yang cukup tinggi dalam bejana reaktor dapat dihindarkan. Bila suatu ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan pipa saluran air pendingin terputus atau bocor sehingga pendinginan reaktor tidak cukup, maka fasilitas sistem pendinginan teras darurat (Emergency Core Cooling System, ECCS) bekerja. Dalam sistem ECCS ini terdapat sistem penyemprot teras (core spray system), sistem susut tekanan mandiri (self-depressurization system) dan penyemprot teras tekanan rendah.
Sebelumnya telah dijelaskan salah satu sistem keselamatan yang dapat menjamin reaktor akan berhenti jika terjadi kondisi anomali / kecelakaan. Bila suatu ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan pipa saluran air pendingin terputus atau bocor sehingga pendinginan reaktor tidak cukup, maka fasilitas sistem pendinginan teras darurat (Emergency Core Cooling System, ECCS) akan bekerja. Dalam sistem ECCS ini terdapat sistem penyemprot teras (core spray system), sistem susut tekanan mandiri (self-depressurization system) dan penyemprot teras tekanan rendah.
dari batang bahan bakar. Air pendingin yang mengandung bahan radioaktif tidak boleh keluar dari reaktor karena berbahaya. Untuk menghindari lepasnya bahan radioaktif dalam reaktor terdapat bejana reaktor yang berfungsi sebagai pengungkung (containment) material berbahaya jika terjadi kecelakaan, dan terdapat juga katup isolasi yang mengisolasi bejana reaktor dan sistem di luarnya. Peningkatan tekanan pada saat terjadi isolasi bejana reaktor dihindari dengan sistem supresi. Sistem ini akan mengalirkan uap yang terbentuk ke kolam supresi. Dalam kolam supresi yang berisi air, uap akan besentuhan dengan air dan mengalami kondensasi yang mengakibatkan turunnya tekanan uap.
Apabila kecelakaan berlangsung dalam waktu yang lama, teras reaktor dapat meleleh. Kondisi ini akan menyebabkan terjadinya kenaikan tekanan yang diikuti dengan kenaikan temperatur dalam bejana reaktor.Apabila bejana reaktor tidak didinginkan, struktur bejana kemungkinan akan rusak. Untuk mengatasi hal ini, disediakan sistem penyemprot untuk melakukan tugas-tugas pendinginan dan penurunan tekanan. Dalam hal terjadi kebocoran bejana reaktor, disediakan pula sistem pengelolaan bocoran gas agar tetap tidak menyebarluas ke lingkungan.
3. GAGASAN PERBAIKAN AGAR TIDAK TERJADI KEGAGALAN PENDINGIN APABILA TERJADI TSUNAMI
Ledakan hydrogen yang terjadi di PLTN Fukushima Daichi unit I adalah karena supply pendingin yang seharusnya dipompa oleh pompa gagal. Kegagalan ini disebabkan karena pompa yang seharusnya memompa air pendingin mati dan menyebabkan tidak adanya supply air kebagian core reactor.
Kegagalan ini bisa diantisipasi dengan menggunakan system pendingin pasif, yaitu menggunakan siklus alam sebagai siklus pendingin. Dalam kasus ini kita memanfaatkan perbedaan ketinggian yang bisa menyebabkan air pendingin mengalir. Air yang berada pada daerah sekitar core akan menguap, uap air tersebut diarahkan kebagian “hulu” dan di kondensasikan sehingga kembali menjadi fase air yang kemudian akan mengalir kembali kebagian core reactor.
4. OVERVIEW BENCANA NUKLIR PLTN FUKUSHIMA-DAICCHI JEPANG
Bencana nukir di PLTN Fukushima-Daicchi berawal dengan adanya gempa bumi berkekuatan 9,0 skala richter yang menghempas Jepang terutama wilayah Tohoku pada tanggal 11 Maret 2011 yang memacu terjadinya tsunami. Tsunami tersebut menghantam reaktor 1 pada PLTN Fukushima-Daicchi Secara prosedural, telah ada system keamanan pada PLTN Fukushima-Daicchi yang disebut cold- shutdown. Artinya bahwa dalam keadaan darurat, reaktor nuklir akan mengalami shutdown disertai penurunan suhu oleh mekanisme sistem pendingin. Detik-detik menjelang permasalahan besar di PLTN tersebut terjadi mulai pada jam 14:46. Sebenanya sistem keamanan darurat PLTN Fukushima-Daicchi pada saat itu telah memungkinkan semua reactor berhasil shutdown sehingga reaktor nuklir berada dalam keadaan aman. Permasalahan utama yang terjadi sebenarnya disebabkan oleh kegagalan operasional sistem pendingin PLTN sehingga prosedur keamanan reactor nuklir menjadi prematur.
generator di PLTN Fukushima padam secara mendadak dan kemungkinan disebabkan karena tsunami. Maka terjadi station blackout-loss of all alternative power (SBO) (Anonim2, 2011).
Pada dasarnya. desain keselamatan pada generator juga masuk dalam kategori kelas-1 (kelas tertinggi dalam standar keselamatan PLTN). Namun desain tersebut memiliki persyaratan tinggi gelombang tsunami sebesar 5.7 meter. Kenyataan pada saat itu tsunami terjadi lebih dari 15 meter, sehingga air masuk ke ruang generator dalam PLTN Fukushima-1. (Anonim2 , 2011) Dengan kata lain, sebenarnya ledakan yang terjadi bukan bersumber dari ledakan nuklir, melainkan ledakan gas hidrogen yang disebabkan karena tidak berfungsinya sistem pendingin pada reaktor. Hal ini menyebabkan selongsong tabung pembungkus bahan bakar yang terbuat dari zirconium alloy bereaksi dengan air pada suhu tinggi menghasilkan gas hydrogen Sebagai akibatnya, tekanan dalam reaktor meningkat dan menjadikan aktivitas radioaktif bahan bakar nuklir ini menjadi meningkat 1000-10.000kali, bahkan jutaan kali di dalam teras reaktor. Selain itu, kegagalan dalam sistem pendingin juga menyebabkan bahan bakar nuklir meleleh sehingga sangat berbahaya bagi lingkungan sekitar. Kecelakaan yang dialami oleh reaktor 1 juga dialami oleh reaktor lain di PLTN Fukushima-Daicchi.
Segera setelah peristiwa tersebut, radioaktif yang terkandung dalam reaktor nuklir Fukushima mulai menyebar ke lingkungan bahkan menjangkau bagian Negara lain (Gambar 3). Inilah yang menyebabkan permasalahan serius terhadap lingkungan hidup. Unsur radioaktif yang paling banyak menyebar dari PLTN Fukushima-Daicchi adalah Iodine-131 serta cesium-137. Selain itu juga dideteksi penyebaran radioaktif plutonium. Tingkat Penyebaran radioaktif inilah yang menyebabkan Bencana Nuklir Fukushima menjadi salah satu menjadi bencana nuklir terbesar di dunia menyamai bencana Chernobyl. Level bahaya nuklir akibat bencana nuklir PLTN Fukushima Daiichi di Fukushima telah dinyatakan oleh Badan Pengatur Nuklir Jepang pada level 7 atau tingkat paling bahaya. Tidak tanggung-tanggung level bahaya langsung naik 2 level dari 5 ke level 7 skala 1-7 menurut International Nuclear Event Scale (INES) (Anonim3, 2011).
o Level 1 (anomali) : Paparan radiasi berada di atas ambang batas. Terdapat masalah kecil dengan komponen pengamanan dan berdampak minimal.Misalnya terjadi ketika ada pelanggaran operasi fasilitas nuklir.
o Level 2 (insiden) : Paparan radiasi ke publik mencapai 10 mSV. Tingkat radiasi di daerah operasi lebih dari 50 mSv. Terdapat kegagalan signifikan terkait ketentuan keselamatan namun tidak ada konsekuensi.
o Level 3 (insiden serius) : Paparan radiasi sepuluh kali dari batas aman pekerja. Tidak mematikan namun memberikan dampak kesehatan.
o Level 4 (kecelakaan dengan dampak lokal) : Terjadi kebocoran radioaktif dalam jumlah kecil. Setidaknya satu orang tewas akibat radiasi. Bahan bakar meleleh atau kerusakan bahan bakar, menghasilkan kebocoran lebih dari 0,1% pasokan inti.
o Level 5 (kecelakaan dengan dampak lebih luas) : Kebocoran radioaktif dalam jumlah terbatas sehingga membutuhkan tindakan penanganan. Beberapa orang tewas akibat radiasi. Beberapa kerusakan terjadi di reaktor inti. Kebocoran radiasi dalam jumlah besar terjadi dalam instalasi, hal itulah yang memungkinkan publik terpapar. Hal ini bisa timbul akibat kecelakaan besar atau kebakaran.
o Level 6 (kecelakaan serius) : Terjadi kebocoran radioaktif dalam jumlah cukup besar yang membutuhkan tindak penanganan.
o Level 7 (kecelakaan besar) : Kebocoran radioaktif dengan jumlah besar terjadi sehingga berdampak luas pada kesehatan dan lingkungan. Karena itu butuh respons dan tindakan jangka panjang. (Anonim4, 2011).
BAB III
KESIMPULAN
PLTN Fukushima Dai-Chi merupakan tipe Reaktor Air Didih atau Boiling Water Reactor (BWR)
Bencana nukir di PLTN Fukushima-Daicchi berawal dengan adanya gempa bumi berkekuatan 9,0 skala richter yang menghempas Jepang terutama wilayah Tohoku pada tanggal 11 Maret 2011 yang memacu terjadinya tsunami.
Penyebab utama dari kejadian adalah berhentinya sistem pendinginan darurat (emergency cooling system) setelah satu jam beroperasi, dan hal ini diduga besar disebabkan karena tsunami. Pendinginan yang terhenti ini mengakibatkan akumulasi panas (decay heat) yang akhirnya mengakibatkan ada bagian bahan bakar yang tidak tertutup air, dan selanjutnya menghasilkan gas H2 dari reaksi cladding dari bahan zirkonium dengan uap air pada suhu tinggi. Saat mendekati batas maksimum, kandungan uap air dan gas H2 itu dilepas ke ruang kontaimen luar di sisi atas bangunan pengukur reaktor. Gas H2 ini karena suatu pemicu bereaksi dengan oksigen yang menimbulkan ledakan.
Sumber:
www.scribd.com/ doc /.../ Analisis - Kecelakaan -Di-PLTN- Fukushima -D ...
