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 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.
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. TUJUAN
1. Meningkatkan pengetahuan mahasiswa tentang PLTN.
2. Menambah cara berfkir mahasiswa untuk menganalisis suatu permasalahan.
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. Keuntungan dan kerugian dari PLTN ?
D. METODE PENULISAN
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
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. JENIS-JENIS PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN)
1. Pressurized Water Reactor (PWR)/Reaktor Air Tekan
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)
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
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.
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).
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 adalah kecelakaanChernobyl containment building) (yang tidak mempunyai.
Ø Limbah Nuklir
-limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.
BAB IV
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.
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:
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
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)
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
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
(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
Cara Kerja PLTN Reaksi berantai fsi (sumber : world-nuclear.org)
Cara Kerja PLTN : Teras dan bejana reaktor
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
Cara kerja PLTN : sistem pendinginan (sumber :globalresearch.ca)
