Pemanfaatan Uranium Sebagai Bahan Bakar Nuklir

(1)

Pemanfaatan Mineral Uranium

Sebagai Bahan Bakar Nuklir

Oleh Oleh

AFLAN ZULFADLI

EVY MARIA ATI

Dipresentasikan sebagai materi pengganti Midterm pada

mata kuliah TEKNOLOGI MINERAL RADIOAKTIF

Program Pascasarjana Magister Geologi Pertambangan Program Pascasarjana Magister Geologi Pertambangan

Universitas Gadjah Mada Universitas Gadjah Mada

2009 2009

(2)

Pengertian Uranium

Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau

bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya

adalah sebagai bahan bakar nuklir

• _{Memiliki 3 Isotop}_{Memiliki 3 Isotop} -

- UU234234, Kadar sangat kecil;, Kadar sangat kecil;

-

- UU235235 Kadar 0,715 Kadar 0,715 ≈ 0,7 %≈ 0,7 %

-

- UU238238 Kadar 99,285 Kadar 99,285 ≈ 99,3 %≈ 99,3 %

• Memiliki sifat fisik yang khas_{Memiliki sifat fisik yang khas}

- Ditemukan di Alam dalam bentuk U

- Ditemukan di Alam dalam bentuk U33OO88 atau UO atau UO22 berwarna hijau berwarna hijau

kekuning-kuningan dan coklat tua yang kekuning-kuningan dan coklat tua yang

mencolok sehingga mudah dikenalimencolok sehingga mudah dikenali

- Bila disinari cahaya ultra ungu,uranium akan

(3)

Daur Bahan Bakar Nuklir

•

Ekplorasi Uranium

_{Ekplorasi Uranium}

-

Metode eksplorasi sama dengan penambanganMetode eksplorasi sama dengan penambangan

konvensional, namun pada ekplorasi uranium diawalikonvensional, namun pada ekplorasi uranium diawali

dengan pengukuran tingkat radiasi dan geokimiadengan pengukuran tingkat radiasi dan geokimia

•

Pengolahan Uranium

_{Pengolahan Uranium}

-

Pengolahan dilakukan dengan cara, penggilingan, Pengolahan dilakukan dengan cara, penggilingan,

ekstraksi kimia dan pengendapan agar diperoleh ekstraksi kimia dan pengendapan agar diperoleh

(4)

•

Pemurnian Uranium

_{Pemurnian Uranium}

- Pemurnian bertujuan untuk merubah yellowcake

dengan kemurnian yang tinggi, dari proses pemurnian dengan kemurnian yang tinggi, dari proses pemurnian

akan diperoleh produk akhir berupa UOakan diperoleh produk akhir berupa UO22 atau U atau U33OO8.8.

•

Pengayaan Uranium

_{Pengayaan Uranium}

- Pengayaan dimaksudkan untuk meningkatkan kadar

UU235235 yang akan digunakan sebagai bahan bakar, yang akan digunakan sebagai bahan bakar,

sedangkan Usedangkan U238238 dan U dan U234234 tidak dapat diajdikan bahan tidak dapat diajdikan bahan

bakar karena tidak dapat melakukan reaksi fisi.bakar karena tidak dapat melakukan reaksi fisi.

•

Pabrikasi

_Pabrikasi

- Menyiapkan bahan bakar nuklir secara fisik sesuai

(5)

•

Pembakaran dalam Reaktor

_{Pembakaran dalam Reaktor}

- Dalam teras reaktor bahan bakar nuklir U235 di bakar

untuk mendapatkan panas yang akan untuk mendapatkan panas yang akan

dimanfaatkan.Bahan bakar rata2 berada dalam teras dimanfaatkan.Bahan bakar rata2 berada dalam teras

reaktor selama 3-4 tahun. Bahan yang reaktor selama 3-4 tahun. Bahan yang

terbakar/melakukan reaksi fisi dinyatakan dalam derajatterbakar/melakukan reaksi fisi dinyatakan dalam derajat

bakar (burn-up) dengan satuan MWd / tonU.bakar (burn-up) dengan satuan MWd / tonU.

•

Penyimpanan Sementara atau Pendinginan

_{Penyimpanan Sementara atau Pendinginan}

- Dimaksudkan agar unsur-unsur hasil fisi radioaktif

melakukan peluruhan agar radiasi yang dipancarkan melakukan peluruhan agar radiasi yang dipancarkan

(6)

•

Proses Daur Ulang

_{Proses Daur Ulang}

- Proses ini bertujuan untuk mengabil sisa bahan bakar

fisi yang belum terbakar dan bahan bakar baru yang fisi yang belum terbakar dan bahan bakar baru yang

terbentuk selama proses pembakaran bahan bakar terbentuk selama proses pembakaran bahan bakar

nuklir.nuklir.

•

Penyimpanan Lestari

_{Penyimpanan Lestari}

- Limbah nuklir merupakan sisa dari pembakaran bahan

bakar nuklir masih merupakan limbah radioaktif yang bakar nuklir masih merupakan limbah radioaktif yang

dapat memancarkan radiasi karena itu diperlukandapat memancarkan radiasi karena itu diperlukan

metode penyimpanan khusus agar dampak yang metode penyimpanan khusus agar dampak yang

ditimbulkan dapat dieliminir .ditimbulkan dapat dieliminir .

(7)

(8)

Bahan Bakar Uranium

(9)

Reaksi Fisi

(10)

Neutron Induced Fission

• Inti Berat akan pecah bila mengalami tumbukan._{Inti Berat akan pecah bila mengalami tumbukan.}

-Tumbukan menyebabkan

nukleon kehilangannukleon kehilangan

kesetimbangan.kesetimbangan.

-Tumbukan yang keras

merupakan kondisi terbaikmerupakan kondisi terbaik

untuk menginduksi fisiuntuk menginduksi fisi

- Neutron merupakan proyektil

(11)

Chain Reaction

• Neutron can induce fission_{Neutron can induce fission} • Induced fission release _{Induced fission release}

neutron

• This cycle can repeat _{This cycle can repeat}

and result “Chain Reaction”

and result “Chain Reaction” • Each fission release energy_{Each fission release energy}

-many fission release

prodigious amounts of energy

-sudden energy produce

immense explosion

(12)

Fissionable Materials

• U235 and Pu239 are fissionable materials

• U235 is rare and must be separated from U238 • Pu239 is made by exposing U238 to

(13)

Siklus Bahan Bakar Nuklir

(14)

Prinsip Kerja Listrik Tenaga Nuklir

•

Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi

_{Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi}

sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas

yang sangat besar

•

Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan

_{Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan}

untuk menguapkan air pendingin primer maupun

sekunder tergantung pada tipe reaktor nuklir

yang digunakan.

•

Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar

_{Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar}

turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).

•

Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai

_{Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai}

untuk memutar generator sehingga dihasilkan

arus listrik

(15)

Klasifikasi Reaktor Nuklir

•

Berdasarkan perbedaan spektrum energi

neutron (reaktor cepat, reaktor termal)

•

Berdasarkan jenis material yang digunakan

sebagai moderator dan pendingin (Magnox,

AGR, LWR, HWR, RBMK, HTGR)

•

Berdasarkan fungsi (reaktor riset,

(16)

Nuclear Power Plant

(17)

Reaktor Daya

(18)

Tipe PLN (PWR)

(19)

Tipe PLN (BWR)

(20)

Evolusi Reaktor Daya

(21)

Evolusi Desain PLN

(22)

Sumber Energi Utama

Resources Energi Bahan Bakar

per 1000 MWe

_{per Kg Bahan Bakar} _{plant per Tahun}

Fisi Nuklir 30 ton

a). 50.000 KWh

Batu Bara 2.600.000 ton

3 KWh

(23)

Reaktor Nuklir

(24)

Emisi Gas CO

22

(25)

Greenhouse Gas Emissions

(26)

Kesimpulan

• Penggunaan uranium sebagai bahan bakar nuklir sangat _{Penggunaan uranium sebagai bahan bakar nuklir sangat}

menguntungkan, bila hal tersebut ditinjau dari berbagai

aspek, antara lain : segi harga bahan baku, tingkat

pencemaran atau emisi gas CO2 yang dihasilkan serta

energi yang sangat besar yang dikandungnya.

• Penggunaan uranium dapat merupakan salah satu solusi _{Penggunaan uranium dapat merupakan salah satu solusi}

dalam mengatasi kelangkaan energi, khususnya energi

listrik.

• Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan _{Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan}

penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan

batubara.

• Perlu diberikan pemahaman yang kompreshinsif kepada _{Perlu diberikan pemahaman yang kompreshinsif kepada}