1.
1. Massa inti atomMassa inti atom 2020CaCa4040 adalah 40,078 sma. Jika massa adalah 40,078 sma. Jika massa proton = 1,0078 sma dan proton = 1,0078 sma dan neutron =neutron = 1,0087 sma, defek massa pembentukan
1,0087 sma, defek massa pembentukan 2020CaCa4040adalah...adalah... A. 0,165 sma A. 0,165 sma B. 0,252 sma B. 0,252 sma C. 0,262 sma C. 0,262 sma D. 0,320 sma D. 0,320 sma E. 0,330 sma E. 0,330 sma Pembahasan: Pembahasan: Diketahui: Diketahui: Z = 20 Z = 20 A = 40 A = 40 N = A N = A – – Z = 40 Z = 40 – – 20 = 20 20 = 20 m mii = 40,078 sma = 40,078 sma m mPP = 1,0078 sma = 1,0078 sma m m N N = 1,0087 = 1,0087 Ditanya: Δm = ... Ditanya: Δm = ... Jawab:Δm = [(Z . m Jawab:Δm = [(Z . mPP + N . m + N . m N N)) – – m mii]] Δm = [(20 . 1,0078 + 20 . 1,0087) – Δm = [(20 . 1,0078 + 20 . 1,0087) – 40,078] 40,078] Δm = (20,156 + 20,174) – Δm = (20,156 + 20,174) – 40,078 40,078 Δm = 40,33 – Δm = 40,33 – 40,078 = 0,252 sma 40,078 = 0,252 sma Jawaban: B Jawaban: B 2.
2. Massa intiMassa inti 44BeBe99 = 9,0121 sma, massa proton = 1,0078, massa neutron = 1,0086 sma. Jika 1 = 9,0121 sma, massa proton = 1,0078, massa neutron = 1,0086 sma. Jika 1 sma setara dengan energi sebesar 931 Mev, maka energi ikat atom
sma setara dengan energi sebesar 931 Mev, maka energi ikat atom44BeBe99 adalah... adalah... A. 51,39 MeV A. 51,39 MeV B. 57,82 MeV B. 57,82 MeV C. 62,10 MeV C. 62,10 MeV D. 90,12 MeV D. 90,12 MeV E. 90,74 MeV E. 90,74 MeV Pembahasan Pembahasan Energi ikat: Energi ikat: E = ((mp + mn) - mi) . 931 MeV E = ((mp + mn) - mi) . 931 MeV E = ((4 . 1,0078 + 5 . 1,0086) - 9,0121) 931 MeV E = ((4 . 1,0078 + 5 . 1,0086) - 9,0121) 931 MeV E = (4,0312 + 5,043) - 9,0121) 931 MeV E = (4,0312 + 5,043) - 9,0121) 931 MeV E = 57,82 MeV E = 57,82 MeV Jawaban: B Jawaban: B 3.
3. Perhatikan reaksi fusi berikut:Perhatikan reaksi fusi berikut: 1H2 + 1H2 → 1H3+ 1H1 + energi 1H2 + 1H2 → 1H3+ 1H1 + energi
Jika massa inti 1H2 = 2,0141 sma, 1H3 = 3,0160 sma dan 1H1 = 1,0078 sma, maka energi Jika massa inti 1H2 = 2,0141 sma, 1H3 = 3,0160 sma dan 1H1 = 1,0078 sma, maka energi yang dihasilkan pada reaksi fusi tersebut adalah...
yang dihasilkan pada reaksi fusi tersebut adalah... A. 5,0964 MeV A. 5,0964 MeV B. 5,0443 MeV B. 5,0443 MeV C. 4,0964 MeV C. 4,0964 MeV D. 4,0878 MeV D. 4,0878 MeV E. 4,0778 MeV E. 4,0778 MeV Pembahasan Pembahasan E = (m E = (m11HH22 + m + m11HH22) - (m) - (m 11HH33 + m + m11HH11 ) 931 MeV ) 931 MeV E = (2,0141 + 2,0141) - (3,0160 + 1,0078) 931 MeV E = (2,0141 + 2,0141) - (3,0160 + 1,0078) 931 MeV E = (4,0282 - 4,0238) 931 MeV E = (4,0282 - 4,0238) 931 MeV E = 4,0964 MeV E = 4,0964 MeV Jawaban: C Jawaban: C
4.
4. Apabila massa inti 6C12 = 12, massa proton = 1,00783 sma, dan massa neutron = 1,008665Apabila massa inti 6C12 = 12, massa proton = 1,00783 sma, dan massa neutron = 1,008665 sma (1 sma = 931 MeV), maka energi ikat inti tersebut adalah...
sma (1 sma = 931 MeV), maka energi ikat inti tersebut adalah... A. 41,107 MeV A. 41,107 MeV B. 47,110 MeV B. 47,110 MeV C. 72,141 MeV C. 72,141 MeV D. 92,141 MeV D. 92,141 MeV E. 107,92 MeV E. 107,92 MeV Pembahasan: Pembahasan: Diketahui: Diketahui: m mPP = 1,00783 sma = 1,00783 sma m m N N = 1,008665 sma = 1,008665 sma m m 66CC1212 = 12 sma = 12 sma Ditanya: E = ... Ditanya: E = ...
Terlebih dahulu hitung Δm. Terlebih dahulu hitung Δm. Δm = [(Z . mP + N . mN) – Δm = [(Z . mP + N . mN) – mi] mi] Δm = [(6 . 1,00783 + 6 . 1,008665) – Δm = [(6 . 1,00783 + 6 . 1,008665) – 12] 12] Δm = (6,04698 + 6,05199) – Δm = (6,04698 + 6,05199) – 12 12 Δm = 12,09897– Δm = 12,09897– 12 = 0,09897 sma 12 = 0,09897 sma Menghitung E. Menghitung E. E = Δm . 931 MeV = 0,09897 . 931 MeV E = Δm . 931 MeV = 0,09897 . 931 MeV E = 92,141 MeV E = 92,141 MeV Jawaban:D Jawaban:D 5.
5. Pernyataan-pernyataan berikut ini:Pernyataan-pernyataan berikut ini: 1) Terapi radiasi
1) Terapi radiasi
2) Mengukur kandungan air tanah 2) Mengukur kandungan air tanah 3) Sebagai perunut
3) Sebagai perunut
4) Menentukan umur fosil 4) Menentukan umur fosil
Yang merupakan pemanfaatan radioisotop dibidang kesehatan adalah... Yang merupakan pemanfaatan radioisotop dibidang kesehatan adalah... A. 1, 2, 3, dan 4 A. 1, 2, 3, dan 4 B. 1, 2, dan 3 B. 1, 2, dan 3 C. 1 dan 3 C. 1 dan 3 D. 2 dan 4 D. 2 dan 4 E. 4 saja E. 4 saja Jawaban: C Jawaban: C 6.
6. Pokok teori atom thomson dititikberatkan pada . . . .Pokok teori atom thomson dititikberatkan pada . . . . A. Atom terdiri dari elektron - elektron
A. Atom terdiri dari elektron - elektron B. Elektron sebagai penyusun utama atom B. Elektron sebagai penyusun utama atom
C. Atom sebagai bola masif yang hanya berisi elektron C. Atom sebagai bola masif yang hanya berisi elektron
D. Atom sebagai bola masif bermuatan positif yang di dalamnya tersebar elektron sehingga D. Atom sebagai bola masif bermuatan positif yang di dalamnya tersebar elektron sehingga keseluruhannya bersifat netral
keseluruhannya bersifat netral
E. proton dan elektron adalah bagian penyusun atom yang keduanya saling meniadakan. E. proton dan elektron adalah bagian penyusun atom yang keduanya saling meniadakan. Pembahasan :
Pembahasan :
Teori atom Thomson Teori atom Thomson
Atom terdiri dar inti bermuatan positif dan elektron yang menyebar rata di permuakaan Atom terdiri dar inti bermuatan positif dan elektron yang menyebar rata di permuakaan atom. Model atom thomson dikenal juga dengan model atom roti kismis.
atom. Model atom thomson dikenal juga dengan model atom roti kismis. Jawaban : D
7.
7. Teori yang menjadi dasar munculnya teori atom modern adalah . . . .Teori yang menjadi dasar munculnya teori atom modern adalah . . . . A. spektrum atom hidrogen
A. spektrum atom hidrogen B. tabung sinar katode B. tabung sinar katode C. penghamburan sinar alfa C. penghamburan sinar alfa D. adanya sinar saluran D. adanya sinar saluran E. mekanika gelombang E. mekanika gelombang Pembahasan :
Pembahasan :
Dasar munculnya teori atom modern adalah adanya teori mekanika gelombang yang Dasar munculnya teori atom modern adalah adanya teori mekanika gelombang yang dikemukakan oleh Heisenberg, Shcrodinger dan de Broglie.
dikemukakan oleh Heisenberg, Shcrodinger dan de Broglie. Jawaban : E
Jawaban : E 8.
8. Kelemahan teori atom rutherford adalah tidak adanya penjelasan . . . . .Kelemahan teori atom rutherford adalah tidak adanya penjelasan . . . . . A. Partikel penyusun inti atom
A. Partikel penyusun inti atom
B. Massa atom yang berpusat pada inti B. Massa atom yang berpusat pada inti
C. Elektron yang bergerak mengitari inti pada jarak tertentu C. Elektron yang bergerak mengitari inti pada jarak tertentu D. Inti atom bermuatan positif
D. Inti atom bermuatan positif
E. elektron yang memiliki energi yang tetap E. elektron yang memiliki energi yang tetap Pembahasan :
Pembahasan :
Elektron yang tidak melepas dan menyerap energi dijelaskan oleh teori atom Bohr Elektron yang tidak melepas dan menyerap energi dijelaskan oleh teori atom Bohr Jawaban : E
Jawaban : E 9.
9. Penemu neutron adalah . . . .Penemu neutron adalah . . . . A. William Crookes A. William Crookes B. Goldstein B. Goldstein C. James Chadwick C. James Chadwick D. Sir Humphry Davy D. Sir Humphry Davy E. J.J Thomson
E. J.J Thomson Pembahasan Pembahasan
Penemu partikel dasar penyusun atom Penemu partikel dasar penyusun atom Neutron = J. Chadwick Neutron = J. Chadwick Elektron = J.J Thomson Elektron = J.J Thomson Proton = Goldstein Proton = Goldstein Jawaban : C Jawaban : C 10.
10. Partikel bermuatan positif yang terdapat dalam inti atom adalah . . . . .Partikel bermuatan positif yang terdapat dalam inti atom adalah . . . . . A. proton A. proton B. inti atom B. inti atom C. neutron C. neutron D. elektron D. elektron E. atom E. atom Pembahasan : Pembahasan :
Partikel dasar dalam inti atom: Partikel dasar dalam inti atom: Proton = muatannya positif Proton = muatannya positif
Neutron = tidak bermuatan/ netral Neutron = tidak bermuatan/ netral
Sehingga muatan inti nantinya ditentukan oleh proton yang bermuatan positif Sehingga muatan inti nantinya ditentukan oleh proton yang bermuatan positif
A. Soal dan Pembahasan IMTEK NUKLIR A. Soal dan Pembahasan IMTEK NUKLIR 1.
1. Apa yang dimaksud dengan reaksi Nuklir ?Apa yang dimaksud dengan reaksi Nuklir ?
Reaksi Nuklir adalah reaksi yang melibatkan atom-atom bahan nuklir di dalam sebuahReaksi Nuklir adalah reaksi yang melibatkan atom-atom bahan nuklir di dalam sebuah
reaktor nuklir. Reaksi nuklir ini dibedakan menjadi 2, yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi. reaktor nuklir. Reaksi nuklir ini dibedakan menjadi 2, yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi. Sedangkan reaktor nuklir juga dibagi 2, yaitu reaktor penelitian untuk pembuatan Sedangkan reaktor nuklir juga dibagi 2, yaitu reaktor penelitian untuk pembuatan radioisotop dan analisa sampel, serta reaktor daya yang digunakan untuk membangkitkan radioisotop dan analisa sampel, serta reaktor daya yang digunakan untuk membangkitkan listrik.
listrik. 2.
2. Secara umum reaksi Nuklir dapat dibedakan menjadi reaksi fusi dan fisi. Jelaskan apa yangSecara umum reaksi Nuklir dapat dibedakan menjadi reaksi fusi dan fisi. Jelaskan apa yang dimaksud dengan reaksi fusi dan fisi !
dimaksud dengan reaksi fusi dan fisi !
Reaksi fisi adalah reaksi nuklir di mana inti atom, yang terikat oleh gaya terkuat di alamReaksi fisi adalah reaksi nuklir di mana inti atom, yang terikat oleh gaya terkuat di alam
semesta atau "Gaya Nuklir Kuat" terbelah menjadi fragmen-fragmen. Bahan utama yang semesta atau "Gaya Nuklir Kuat" terbelah menjadi fragmen-fragmen. Bahan utama yang digunakan dalam percobaan fisi adalah "uranium" karena atom uranium adalah salah satu digunakan dalam percobaan fisi adalah "uranium" karena atom uranium adalah salah satu atom terberat. Dengan kata lain, terdapat banyak proton dan netron di dalam inti atom terberat. Dengan kata lain, terdapat banyak proton dan netron di dalam inti atomnya. Dalam percobaan fisi, dilakukan penembakkan sebuah netron pada inti atomnya. Dalam percobaan fisi, dilakukan penembakkan sebuah netron pada inti uranium dengan kecepatan tinggi. Setelah netron diserap inti uranium, inti uranium uranium dengan kecepatan tinggi. Setelah netron diserap inti uranium, inti uranium menjadi sangat tidak stabil. Inti atom yang tidak stabil ini berarti ada perbedaan jumlah menjadi sangat tidak stabil. Inti atom yang tidak stabil ini berarti ada perbedaan jumlah proton
proton dan dan netron netron di di dalam dalam inti inti yang yang menyebabkan menyebabkan ketidakseimbangan ketidakseimbangan di di dalamdalam strukturnya. Karena itu, inti memulai pembelahan menjadi fragmen dan memancarkan strukturnya. Karena itu, inti memulai pembelahan menjadi fragmen dan memancarkan sejumlah energi untuk menghilangkan ketidakseimbangan ini. Inti atom di bawah sejumlah energi untuk menghilangkan ketidakseimbangan ini. Inti atom di bawah pengaruh
pengaruh energi energi yang yang dilepaskan, dilepaskan, mulai mulai mengeluarkan mengeluarkan komponen-kokomponen-komponen mponen yangyang dimilikinya dengan kecepatan tinggi.
dimilikinya dengan kecepatan tinggi.
Reaksi fusi adalah kebalikan dari reaksi fisi, di mana reaksi fusi merupakan prosesReaksi fusi adalah kebalikan dari reaksi fisi, di mana reaksi fusi merupakan proses
penyatuan
penyatuan dua dua inti inti ringan ringan menjadi menjadi inti inti yang yang lebih lebih berat berat dan dan menggunakan menggunakan energienergi pengikat
pengikat yang yang dilepaskan. dilepaskan. Salah Salah satu satu reaksi reaksi fusi fusi alam alam terbesar terbesar adalah adalah matahari. matahari. ReaksiReaksi fusi terjadi pada matahari sepanjang tahun. Panas dan sinar yang datang dari matahari fusi terjadi pada matahari sepanjang tahun. Panas dan sinar yang datang dari matahari adalah hasil fusi antara hidrogen dan helium, dan energi dilepaskan sebagai ganti materi adalah hasil fusi antara hidrogen dan helium, dan energi dilepaskan sebagai ganti materi yang hilang selama perubahan ini. Setiap detik, matahari mengubah 564 juta ton yang hilang selama perubahan ini. Setiap detik, matahari mengubah 564 juta ton hidrogen menjadi 560 juta ton helium. 4 juta ton sisa materi diubah menjadi energi. hidrogen menjadi 560 juta ton helium. 4 juta ton sisa materi diubah menjadi energi. Kejadian luar biasa ini menghasilkan tenaga matahari yang sangat vital bagi kehidupan Kejadian luar biasa ini menghasilkan tenaga matahari yang sangat vital bagi kehidupan di planet kita, dan telah berjalan selama jutaan tahun tanpa jeda.
di planet kita, dan telah berjalan selama jutaan tahun tanpa jeda. 3.
3. Energi Nuklir didefinisikan sebagai energi yang dibebaskan dalam proses reaksi Nuklir,Energi Nuklir didefinisikan sebagai energi yang dibebaskan dalam proses reaksi Nuklir, seperti dalam reaksi fisi. Darimanakah sumber energi Nuklir tersebut ?
seperti dalam reaksi fisi. Darimanakah sumber energi Nuklir tersebut ?
Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaituSecara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu
pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabu
pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi.ngan beberapa inti melalui reaksi fusi.
Sumber energi nuklir berasal dari : Uranium, Thorium, dan PlutoniumSumber energi nuklir berasal dari : Uranium, Thorium, dan Plutonium
4.
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Bom Nuklir, Bom Fisi dan Bom Fusi !Jelaskan apa yang dimaksud dengan Bom Nuklir, Bom Fisi dan Bom Fusi !
Bom Nuklir : Bom Nuklir / Bom Nuklir : Bom Nuklir / Bom Atom / BBom Atom / Bom-A membuat ledakan dasyat karenaom-A membuat ledakan dasyat karena
ada reaksi fisi atau reaksi pembelahan atom unsur Uranium. Unsur Uranium ada reaksi fisi atau reaksi pembelahan atom unsur Uranium. Unsur Uranium memecah-mecahkan dirinya sehingga menimbulkan energi yang besar melebihi ledakan dari mecahkan dirinya sehingga menimbulkan energi yang besar melebihi ledakan dari 500.000 dinamit.
500.000 dinamit.
Bom Fisi : Reaktor fisi yang didesain untuk melepaskan sebanyak mungkin energi dalamBom Fisi : Reaktor fisi yang didesain untuk melepaskan sebanyak mungkin energi dalam
waktu sesingkat mungkin, energi yang terlepas ini akan menyebabkan reaktornya waktu sesingkat mungkin, energi yang terlepas ini akan menyebabkan reaktornya meledak dan akhirnya reaksi rantainya berhenti. Pengembangan senjata nuklir meledak dan akhirnya reaksi rantainya berhenti. Pengembangan senjata nuklir
merupakan penelitian lanjutan dari fisi nuklir yang dilakukan oleh Militer A.S. merupakan penelitian lanjutan dari fisi nuklir yang dilakukan oleh Militer A.S. selama
selama Perang Dunia II. Perang Dunia II.
Bom Fusi : Bom yang mempunyai tenaga dari reaksi fusi inti –inti atom hidrogen beratBom Fusi : Bom yang mempunyai tenaga dari reaksi fusi inti –inti atom hidrogen berat
yang disebut deutron. Bom ini mampu meledak ratusan kali lebih dahsyat dari bom atom yang disebut deutron. Bom ini mampu meledak ratusan kali lebih dahsyat dari bom atom karena didahului oleh reaksi fisi (Pembelahan) yang merangsang terjadinya reaksi fusi karena didahului oleh reaksi fisi (Pembelahan) yang merangsang terjadinya reaksi fusi (penggabungan atom hidrogen). Supaya bisa terjadi reaksi fusi maka inti atom ini harus (penggabungan atom hidrogen). Supaya bisa terjadi reaksi fusi maka inti atom ini harus berada
berada pada pada suhu suhu yang yang sangat sangat tinggi tinggi dengan dengan berorde berorde jutaan jutaan derjat derjat celcius. celcius. Reaksi Reaksi fusifusi terjadi pada matahari yang merupakan sumber energi di bumi. Maka pada bom hidrogen terjadi pada matahari yang merupakan sumber energi di bumi. Maka pada bom hidrogen ini dipasang bom atom untuk mengawali ledakan sehingga menimbulkan suhu yang ini dipasang bom atom untuk mengawali ledakan sehingga menimbulkan suhu yang sangat tinggi, sebab hanya ledakan fisi U-235 atau fisi Pu-239 yang dapat mencapai suhu sangat tinggi, sebab hanya ledakan fisi U-235 atau fisi Pu-239 yang dapat mencapai suhu setinggi ini. Jika suhu itu sudah sangat tinggi rekasi fusi akan bisa terjadi. Maka dapat setinggi ini. Jika suhu itu sudah sangat tinggi rekasi fusi akan bisa terjadi. Maka dapat disimpulkan pada bom Hidrogen terdapat 2 bom nuklir, yaitu bom atom terjadi melalui disimpulkan pada bom Hidrogen terdapat 2 bom nuklir, yaitu bom atom terjadi melalui reaksi fisi dilanjutkan ledakan besar akibat dari reaksi fusi. Hasil dari reaksi ini berupa reaksi fisi dilanjutkan ledakan besar akibat dari reaksi fusi. Hasil dari reaksi ini berupa gas He dan dalam reaksi di lepaskan neutron cepat.
gas He dan dalam reaksi di lepaskan neutron cepat. 5.
5. Reaktor Nuklir adalah sebuah sistem tempat mengontrol dan mempertahankan terjadinyaReaktor Nuklir adalah sebuah sistem tempat mengontrol dan mempertahankan terjadinya reaksi Nuklir berantai. Sebutkan komponen-komponen Reaktor Nuklir !
reaksi Nuklir berantai. Sebutkan komponen-komponen Reaktor Nuklir !
Komponen-komponen reaktor nuklir adalah :Komponen-komponen reaktor nuklir adalah :
Bahan bakar (Uranium) Bahan bakar (Uranium)
Alat pengendali Alat pengendali
Air pendingin Air pendingin
Tangki Tangki 6.
6. Bahan bakar reaktor Nuklir saat ini adalah nuklida U-235 yang bisa ditambang dari alam.Bahan bakar reaktor Nuklir saat ini adalah nuklida U-235 yang bisa ditambang dari alam. Jelaskan beberapa proses tahapan dalam pembuatan bahan bakar Reaktor Nuklir !
Jelaskan beberapa proses tahapan dalam pembuatan bahan bakar Reaktor Nuklir !
Penambangan dan Penggilingan.Penambangan dan Penggilingan. Uranium dapat ditambang melalui teknik terbukaUranium dapat ditambang melalui teknik terbuka
(open cut) maupun teknik terowongan (underground) tergantung pada kedalaman batuan (open cut) maupun teknik terowongan (underground) tergantung pada kedalaman batuan uranium yang diketemukan. Bijih uranium dihancurkan secara mekanik, dan kemudian uranium yang diketemukan. Bijih uranium dihancurkan secara mekanik, dan kemudian uranium dipisahkan dari mineral lainnya melalui proses kimia menggunakan larutan uranium dipisahkan dari mineral lainnya melalui proses kimia menggunakan larutan asam sulfat. Hasil akhir dari proses ini berupa konsentrat uranium oksida (U3O8) yang asam sulfat. Hasil akhir dari proses ini berupa konsentrat uranium oksida (U3O8) yang sering disebut kue kuning atau “Yellow Cake”, meskipun dalam banyak hal berwarna sering disebut kue kuning atau “Yellow Cake”, meskipun dalam banyak hal berwarna kecoklatan.
kecoklatan.
Proses Pemurnian dan Konversi.Proses Pemurnian dan Konversi. Proses pemurnian dan konversi Yellow CakeProses pemurnian dan konversi Yellow Cake
menjadi serbuk uranium dioksida (UO2) berderajat nuklir. UO2 ini kemudian dikonversi menjadi serbuk uranium dioksida (UO2) berderajat nuklir. UO2 ini kemudian dikonversi lagi ke dalam bentuk gas uranium hexafluoride (UF6). Konversi UO2 menjadi UF6 lagi ke dalam bentuk gas uranium hexafluoride (UF6). Konversi UO2 menjadi UF6 dilakukan dalam dua langkah proses. Pertama adalah mereaksikan UO2 dengan asam dilakukan dalam dua langkah proses. Pertama adalah mereaksikan UO2 dengan asam anhydrous HF hingga menjadi uranium tetrafluorida (UF4). Kemudian UF4 direaksikan anhydrous HF hingga menjadi uranium tetrafluorida (UF4). Kemudian UF4 direaksikan dengan gas F2 sehingga terbentuk UF6.
dengan gas F2 sehingga terbentuk UF6.
Pengkayaan.Pengkayaan. Pengkayaan uranium adalah proses meningkatkan kadar U-235 dalam Pengkayaan uranium adalah proses meningkatkan kadar U-235 dalam
bahan
bahan bakar bakar uranium uranium dari dari 0,7% 0,7% (kadar (kadar U-235 U-235 dalam dalam uranium uranium alam) alam) menjadi menjadi sekitar 3sekitar 3 – – 5% atau lebih. Proses pengkayaan membuang sekitar 85% U-238 melalui proses 5% atau lebih. Proses pengkayaan membuang sekitar 85% U-238 melalui proses pemisahan gas UF6
pemisahan gas UF6 ke dalam ke dalam dua aliran, dua aliran, yaitu satu aliran merupakyaitu satu aliran merupakan uranium an uranium yang telahyang telah diperkaya dan akan dipergunakan umpan proses fabrikasi bahan bakar. Sedangkan aliran diperkaya dan akan dipergunakan umpan proses fabrikasi bahan bakar. Sedangkan aliran lainnya adalah aliran bua
lainnya adalah aliran buangan atau”tailing” berupa aliran uranium miskin Ungan atau”tailing” berupa aliran uranium miskin U-235 yang-235 yang disebut sebagai uranium deplesi (kadar U-235 kurang dari 0,25%). Ada dua metode yang disebut sebagai uranium deplesi (kadar U-235 kurang dari 0,25%). Ada dua metode yang
secara komersial digunakan untuk proses pengkayaan uranium, yaitu metode difusi gas secara komersial digunakan untuk proses pengkayaan uranium, yaitu metode difusi gas dan metode sentrifugasi gas. Kedua metode ini pada dasarnya menggunakan prinsip yang dan metode sentrifugasi gas. Kedua metode ini pada dasarnya menggunakan prinsip yang sama, yaitu beda berat antara atom U-238 dan atom U-235. Pada pengayaan metode sama, yaitu beda berat antara atom U-238 dan atom U-235. Pada pengayaan metode difusi, gas UF6 dialirkan ke membran berpori. Oleh karena lebih ringan maka atom difusi, gas UF6 dialirkan ke membran berpori. Oleh karena lebih ringan maka atom U-235 akan berdifusi atau bergerak lebih cepat dibanding atom U-238, sehingga gas UF6 235 akan berdifusi atau bergerak lebih cepat dibanding atom U-238, sehingga gas UF6 yang lolos membran akan mengandung U-235 lebih banyak. Untuk mencapai tingkat yang lolos membran akan mengandung U-235 lebih banyak. Untuk mencapai tingkat pengayaan
pengayaan U-235 U-235 antara antara 33 – – 5%, diperlukan sekitar 1400 kali pengulangan proses.5%, diperlukan sekitar 1400 kali pengulangan proses. Sehingga metode ini sangat boros energi, kira-kira akan mengonsumsi 3
Sehingga metode ini sangat boros energi, kira-kira akan mengonsumsi 3 – – 4 % dari energi4 % dari energi listrik yang dibangkitkannya. Pada pengayaan metode sentrifugasi, gas UF6 diputar listrik yang dibangkitkannya. Pada pengayaan metode sentrifugasi, gas UF6 diputar dengan kecepatan sudut tinggi dalam sebuah tabung panjang dan ramping (1
dengan kecepatan sudut tinggi dalam sebuah tabung panjang dan ramping (1 – – 2 2 mm panjang,
panjang, 15-20 15-20 cm cm diameter). diameter). Gaya Gaya sentrifugal sentrifugal akan akan melemparkan melemparkan isotop isotop U-238 U-238 yangyang lebih berat menjauh dari pusat rotasi, sedangkan isotop U-235 yang lebih ringan akan lebih berat menjauh dari pusat rotasi, sedangkan isotop U-235 yang lebih ringan akan terkonsentrasi di pusat rotasi. Penggunaan metode ini lebih hemat energi dan dapat cepat terkonsentrasi di pusat rotasi. Penggunaan metode ini lebih hemat energi dan dapat cepat berkembang.
berkembang.
Fabrikasi Bahan BakarFabrikasi Bahan Bakar Fabrikasi bahan bakar atau perangkat bakar nuklir diawaliFabrikasi bahan bakar atau perangkat bakar nuklir diawali
dengan proses konversi UF6 yang telah diperkaya (keluaran pabrik pengayaan) menjadi dengan proses konversi UF6 yang telah diperkaya (keluaran pabrik pengayaan) menjadi serbuk uranium dioksida (UO2) yang kemudian dibentuk menjadi pil-pil (pelet) silinder serbuk uranium dioksida (UO2) yang kemudian dibentuk menjadi pil-pil (pelet) silinder melalui pengepresan dan diteruskan dengan pemanggangan dalam suasana gas hidrogen melalui pengepresan dan diteruskan dengan pemanggangan dalam suasana gas hidrogen pada
pada temperatur tintemperatur tinggi (170ggi (1700 o0 oC) hingga C) hingga membetuk membetuk pelet Upelet UO2 bO2 berderajat keramik erderajat keramik yangyang rapat dan kuat. Pelet-pelet UO2 yang memenuhi persyaratan kualitas kemudian rapat dan kuat. Pelet-pelet UO2 yang memenuhi persyaratan kualitas kemudian dimasukkan ke dalam sebuah selongsong dari bahan paduan zirconium (zircalloy). dimasukkan ke dalam sebuah selongsong dari bahan paduan zirconium (zircalloy). Setelah kedua ujung selongsong ditutup dan dilas, batang bahan bakar (fuel rod) disusun Setelah kedua ujung selongsong ditutup dan dilas, batang bahan bakar (fuel rod) disusun membentuk suatu perangkat bakar (fuel assembly).
membentuk suatu perangkat bakar (fuel assembly).
Setelah proses fabrikasi, perangkat bakar nuklir di masukkan ke dalam teras reaktor. Setelah proses fabrikasi, perangkat bakar nuklir di masukkan ke dalam teras reaktor. Susunan perangkat bakar (fuel assembly) inilah yang membentuk struktur inti atau teras Susunan perangkat bakar (fuel assembly) inilah yang membentuk struktur inti atau teras reaktor (reactor core). Dalam teras reaktor, U-235 mengalami reaksi fisi dan reaktor (reactor core). Dalam teras reaktor, U-235 mengalami reaksi fisi dan menghasilkan panas dalam sebuah proses berkesinambungan yang disebut reaksi fisi menghasilkan panas dalam sebuah proses berkesinambungan yang disebut reaksi fisi berantai.
berantai. Kelangsungan Kelangsungan proses proses ini ini sangat sangat bergantung bergantung pada pada moderator moderator seperti seperti air air atauatau grafit, dan sepenuhnya dikendalikan dengan menggunakan batang kendali.
grafit, dan sepenuhnya dikendalikan dengan menggunakan batang kendali.
Penyimpanan Sementara.Penyimpanan Sementara. Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Bekas sangatPenyimpanan Sementara Bahan Bakar Bekas sangat
radioaktif serta mengeluarkan banyak panas. Untuk penanganan yang aman dan selamat, radioaktif serta mengeluarkan banyak panas. Untuk penanganan yang aman dan selamat, bahan
bahan bakar bakar bekas bekas yang yang baru baru dikelurakan dikelurakan dari dari reaktor reaktor disimpan disimpan dalam dalam kolam kolam khususkhusus yang berada di dekat reaktor untuk menurunkan panas maupun radioaktivitas. Air di yang berada di dekat reaktor untuk menurunkan panas maupun radioaktivitas. Air di dalam kolam berfungsi sebagai penghalang terhadap radiasi dan pemindah panas dari dalam kolam berfungsi sebagai penghalang terhadap radiasi dan pemindah panas dari baban
baban bakar bakar bekas. bekas. Penyimpanan Penyimpanan ini ini dapat dapat dilakukan dilakukan dalam dalam jangka jangka waktu waktu yang yang lamalama (sampai lima puluh tahun atau lebih), sebelum akhirnya diolah ulang atau dikirim ke (sampai lima puluh tahun atau lebih), sebelum akhirnya diolah ulang atau dikirim ke pembuangan akhir sebagai limbah
pembuangan akhir sebagai limbah (penyimpanan lestari).(penyimpanan lestari).
Reprocessing (Olah Ulang).Reprocessing (Olah Ulang). Pemisahan uranium dan plutonium dari produk fisiPemisahan uranium dan plutonium dari produk fisi
dilakukan dengan memotong elemen bakar kemudian melarutkannya ke dalam asam. dilakukan dengan memotong elemen bakar kemudian melarutkannya ke dalam asam. Uranium yang didapat dari proses pemisahan ini bisa dikonversi kembali menjadi Uranium yang didapat dari proses pemisahan ini bisa dikonversi kembali menjadi uranium
uranium hexaflourida hexaflourida untuk kemudian untuk kemudian dilakukan pengkayaan. dilakukan pengkayaan. Adapun 3% Adapun 3% limbahlimbah radioaktif tinggi yang dihasilkan dari proses olah ulang adalah produk fisi yang radioaktif tinggi yang dihasilkan dari proses olah ulang adalah produk fisi yang jumlahnya sek
jumlahnya sekitar 750 itar 750 kg pkg pertahun dertahun dari reaktor ari reaktor daya daya 1000 1000 MWe. MWe. Limbah Limbah ini mulaini mula -mula-mula disimpan dalam bentuk cairan untuk kemudian dipadatkan.
Vitrifikasi.Vitrifikasi. Limbah radioaktivitas tinggi dari proses olah ulang dapat dikalsinasiLimbah radioaktivitas tinggi dari proses olah ulang dapat dikalsinasi
(dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi) sehingga menjadi serbuk kering yang (dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi) sehingga menjadi serbuk kering yang kemudian di masukkan kedalam borosilikat (pyrex) untuk immobilisasi limbah. Bahan kemudian di masukkan kedalam borosilikat (pyrex) untuk immobilisasi limbah. Bahan gelas tersebut kemudian dituangkan ke dalam tabung stainless steel, masing-masing gelas tersebut kemudian dituangkan ke dalam tabung stainless steel, masing-masing sebanyak 400 kg limbah gelas. Pengoperasiaan reaktor 1000 MWe selama satu tahun sebanyak 400 kg limbah gelas. Pengoperasiaan reaktor 1000 MWe selama satu tahun akan menghasilkan limbah gelas tersebut sebanyak 5 ton atau sekitar 12 tabung stainless akan menghasilkan limbah gelas tersebut sebanyak 5 ton atau sekitar 12 tabung stainless setinggi 1,3 meter dan berdiameter 0,4 meter. Setelah diberi pelindung radiasi yang setinggi 1,3 meter dan berdiameter 0,4 meter. Setelah diberi pelindung radiasi yang sesuai, limbah yang sudah diproses ini kemudian diangkut ke tempat penyimpanan sesuai, limbah yang sudah diproses ini kemudian diangkut ke tempat penyimpanan limbah.
limbah.
Pembuangan Akhir Limbah.Pembuangan Akhir Limbah. Pembuangan akhir limbah pada prinsipnya adalahPembuangan akhir limbah pada prinsipnya adalah
penyimpanan
penyimpanan lestari lestari limbah limbah radioaktivitas radioaktivitas tinggi tinggi yang yang telah telah digelasifikasi digelasifikasi dan dan disegeldisegel dalam tabung stainless steel, dan juga penyimpanan lestari bahan bakar bekas yang telah dalam tabung stainless steel, dan juga penyimpanan lestari bahan bakar bekas yang telah melalui proses pendinginan yang cukup dan telah disegel dalam wadah atau “canister” melalui proses pendinginan yang cukup dan telah disegel dalam wadah atau “canister” terbuat dari logam tahan korosi seperti tembaga atau stainless steel.
terbuat dari logam tahan korosi seperti tembaga atau stainless steel. 7.
7. Jelaskan proses pembangkitan listrik PLTN !Jelaskan proses pembangkitan listrik PLTN !
Pada prinsipnya, proses kerja PLTN sama dengan PLTU, yaitu, air diuapkan di dalamPada prinsipnya, proses kerja PLTN sama dengan PLTU, yaitu, air diuapkan di dalam
suatu ketel melalui pembakaran. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan suatu ketel melalui pembakaran. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak
bergerak apabila apabila ada ada tekanan tekanan uap. uap. Perputaran Perputaran turbin turbin digunakan digunakan untuk untuk menggerakkanmenggerakkan generator seporos dengan turbin uap, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Perbedaan generator seporos dengan turbin uap, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Perbedaan PLTN dan PLTU terdapat pada bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan panas. PLTN dan PLTU terdapat pada bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan panas. Pada PLTU menggunakan bahan bakar fosil seperti batubara, minyak dan gas. Dampak Pada PLTU menggunakan bahan bakar fosil seperti batubara, minyak dan gas. Dampak pembakaran
pembakaran bahan bahan bakar bakar fosil fosil ini ini dapat dapat mengeluarkan mengeluarkan COCO22, , SOSO22, dan Nitrogen, dan Nitrogen Oksida.
Oksida. Sedangkan pada PLTN bahan ySedangkan pada PLTN bahan yang digunakan adalah reaksi ang digunakan adalah reaksi pembelahan intipembelahan inti bahan
bahan fisil fisil yaitu uraniuyaitu uranium m dalam dalam raktor raktor nuklir. nuklir. Di Di dalam dalam reaktor reaktor terjadi terjadi reaksi fisi reaksi fisi bahanbahan bakar
bakar uranium uranium sehingga sehingga menghasilkan menghasilkan energi energi panas, panas, kemudian kemudian air air di di dalam dalam reaktorreaktor dididihkan, energi kinetik uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin dididihkan, energi kinetik uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan transmisi.Sebagai pemindah sehingga menghasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan transmisi.Sebagai pemindah panas
panas biasa biasa digunakan digunakan air air yang yang disirkulasikan disirkulasikan secara secara terus terus menerus menerus selama selama PLTNPLTN beroperasi.
beroperasi. 8.
8. Amankah PLTN itu ? Bagaimana keselamatan PLTN ?Amankah PLTN itu ? Bagaimana keselamatan PLTN ?
PLTN itu merupakan pembangkit listrik yang aman dan ramah lingkungan. KeselamatanPLTN itu merupakan pembangkit listrik yang aman dan ramah lingkungan. Keselamatan
PLTN pun terjamin, karena memiliki beberapa sistem keamanan yang lengkap dan ketat, PLTN pun terjamin, karena memiliki beberapa sistem keamanan yang lengkap dan ketat, yaitu :
yaitu :
a.
a. Keselamatan terpasangKeselamatan terpasang : Keselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat : Keselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang.
berkurang. Sifat Sifat ini ini akan akan menjamin menjamin bahwa bahwa teras teras reactor reactor tidak tidak akan akan rusak rusak walaupunwalaupun system kendali gagal beroperasi.
system kendali gagal beroperasi.
b.
b. Penghalang gandaPenghalang ganda : PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis- : PLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkan lapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkan sangat kecil. Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selama reaksi sangat kecil. Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selama reaksi pembelahan inti uranium sebagian
pembelahan inti uranium sebagian besar akan tetap tersimpan besar akan tetap tersimpan di dalam matriks bahandi dalam matriks bahan bakar,
bakar, yang yang berfungsi berfungsi sebagai sebagai penghalang penghalang pertama. pertama. Selama Selama operasi operasi maupun maupun jikajika terjadi kecelakaan, selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua terjadi kecelakaan, selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua
untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar. Kalau zat radioaktif masih untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar. Kalau zat radioaktif masih dapat keluar dari dalam selongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem dapat keluar dari dalam selongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem pendingin.
pendingin. Lepas Lepas dari dari sistim sistim pendingin, pendingin, masih masih ada ada penghalang penghalang keempat keempat berupaberupa bejana
bejana tekan tekan terbuat terbuat dari dari baja baja dengan dengan tebal tebal + + 20 20 cm. cm. Penghalang Penghalang kelima kelima adalahadalah perisai beton
perisai beton dengan tebdengan tebal 1,5 al 1,5 - 2 - 2 m. Bila saja m. Bila saja zat radioaktif zat radioaktif itu masih itu masih ada yang ada yang loloslolos dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal + 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 m yang kedap udara. terdiri dari pelat baja setebal + 7 cm dan beton setebal 1,5 - 2 m yang kedap udara.
c.
c. Pertahanan berlapisPertahanan berlapis : : 1.
1. Keselamatan pertama : PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan sesuaiKeselamatan pertama : PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu dan teknologi yang tinggi.
dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu dan teknologi yang tinggi. 2.
2. Keselamatan kedKeselamatan kedua : ua : PLTN dilenPLTN dilengkapi dengkapi dengan sistem gan sistem pengamanan pengamanan dandan keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-akibat keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-akibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama PLTN digunakan.
dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama PLTN digunakan. 3.
3. Keselamatan ketiga : PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan tambahan,Keselamatan ketiga : PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan tambahan, yang dapat diandalkan untuk dapat mengatasi kecelakaan hipotesis, atau yang dapat diandalkan untuk dapat mengatasi kecelakaan hipotesis, atau kecelakaan terparah yang diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. kecelakaan terparah yang diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. Namun
Namun kecelakaan kecelakaan tersebut tersebut kemungkinannya kemungkinannya tidak tidak akan akan pernah pernah terjaditerjadi selama umur PLTN.
