BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Masyarakat pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan sampai sekarang. Di samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat manusia.
Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir dalam bidang energi saat ini sudah 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.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana sejarah PLTN ? 2. Apa saja bagian- bagian PLTN ? 3. Bagaimana Prinsip kerja PLTN ?
4. Apa saja Kelebihan dan Kekurangan PLTN ? 1.3 Tujuan
Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat mengetahui sejarah PLTN,
2. Dapat mengetahui bagian- bagian PLTN,
3. Dapat mengetahui prinsip kerja PLTN,
4. Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan PLTN 1.4 Manfaat
Adapun manfaat pembuatan makalah ini adalah Untuk menambah wawasan kita mengenai sejarah, komponen, prinsip kerja, serta kelebihan dan kekurangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Sejarah PLTN
Energi Nuklir Pertama kali di buat percobaan oleh fisikawan jerman Otto Hahn, Lise Meiner dan Fritz Strassman pada tahun 1938.Energi nuklir ini merupakan energi yang sangat besar. Energi nuklir Ini dapat digunakan sebagai sumber energi maupun senjata pemusnahPada perang dunia kedua, tepatnya oada tahun 1942 Enrico Fermi menemukan raksi berantai dari nuklir yang menghasilkan energi tinggi dengan menggunakan bahan plutonium.
Plutonium inilah yang digunakan sebagai bahan dasar bom atom yang dijatuhkan di Nagasaki, Jepang. Energi nuklir sebagai pembangkit listrik dengan menggunakan reaktor nuklir digunakan pertama kali pada tanggal 20 desember 1951 di dekat kota Arco, Idaho. Energi yang dihasilkan sekitar 100 kW.
Dari tahun ke tahun kapasitas energi dari reaktor nuklir mengalami perkembangan pesat. Pada tahun 1960,1 gigawatt energi dihasilkan, sedangkan pada tahun 1970, 100 gigawatt dihasilkan dan pada tahun 1980 300 giga watt energy nuklir dihasilkan. Setelah tahun 1980 kapasitas energi yang dihasilkan tidak terlalu meningkat pesat. Sampai tahun 2005 ini, baru 366 gigawatt energi dihasilkan. Gerakan untuk menentang adanya program tenaga nuklir, baru dimulai pada akhir abad 20. Hal ini didasarkan dari ketakutan akan adanya “nuclear accident” dan ketakutan akan adanya bahaya radiasi yang tidak kelihatan dari tenaga nuklir itu sendiri. Selain itu kekhawatiran akan adanya kebocoran dari system penyimpanannya. Apalagi setelah adanya kecelakaan nuklir di Three mile Island dan chernobyl.
Reaktor Air Ringan (Light Water Reactor, LWR) Di antara PLTN yang masih beroperasi di dunia, 80 % adalah PLTN tipe Reaktor Air Ringan(LWR).
Reaktor ini pada awalnya dirancang untuk tenaga penggerak kapal selam
angkatan laut Amerika. Dengan modifikasi secukupnya dan peningkatan daya seperlunya kemudian digunakan dalam PLTN. PLTN tipe ini dengan daya terbesar yang masih beroperasi pada saat ini (tahun 2003) adalah PLTN Chooz dan Civaux di Perancis yang mempunyai daya 1500 MWe, dari kelas N-4 Perancis. Reaktor Air Ringan dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu Reaktor Air Didih dan Reaktor Air Tekan (pendingin tidak mendidih), kedua golongan ini menggunakan air ringan sebagai bahan pendingin dan moderator.
Pada tipe reaktor air ringan sebagai bahan bakar digunakan uranium dengan pengayaan rendah sekitar 2% - 4%; bukan uranium alam karena sifat air yang menyerap neutron. Kemampuan air dalam memoderasi neutron (menurunkan kecepatan/ energi neutron) sangat baik, maka jika digunakan dalam reaktor (sebagai moderator neutron dan pendingin) ukuran teras reaktor menjadi lebih kecil (kompak) bila dibandingkan dengan reaktor nuklir tipe reactor gas dan reaktor air berat.
Gambar 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) 2.2 Bagian- Bagian PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) memiliki bagian- bagian penting. Adapun bagian- bagian PLTN adalah sebagai berikut:
1. Teras reaktor
Merupakan tempat terjadinya reaksi-reaksi kimia dan merupakan reaktor nuklir yang menghasilkan energi potensial untuk digunakan memutar
2. Turbin
Berfungsi mengubah aliran air menjadi energi mekanik. Air yang jatuh akan mendorong baling-baling sehingga menyebabkan turbin berputar.
Putaran turbin dipengaruhi oleh besarnya laju aliran air. Semakin besar laju aliran maka putaran turbin semakin cepat dan bila laju aliran kecil maka putaran turbin akan lambat. Perputaran turbin ini dihubungkan ke generator. Turbin air kebanyakan bentuknya seperti kincir angin.
3. Generator
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk pasangan kutub utara dan selatan.
Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin dan dihubungkan melalui gigi-gigi putar, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi listrik. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil"
yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik.
Agar generator bisa menghasilkan listrik, ada tiga hal yang harus diperhatikan, yaitu:
a. Putaran. Putaran dari generator dipengaruhi oleh putaran dari turbin.
b. Kumparan. Banyak dan besarnya kumparan dari stator akan mempengaruhi besarnya daya listrik yang dihasilkan.
c. Magnet. Magnet dihasilkan dari putaran rotor.
4. Transformator
Berfungsi untuk mentransmisikan dan mengubah energi dari ukuran satu ke ukuran yang lain. Transformator yang digunakan adalah transformator step up. Karena digunakan untuk mengubah energi yang dihasilkan generator menjadi energi yang lebih besar ukuranya.
5. Jalur Transmisi
Berfungsi untuk mengalirkan energi listrik dari PLTA menuju konsumen listrik yaitu rumah-rumah dan pusat industri.
6. Kondenser
Merupakan pendinginan uap setelah uap melewati Low pressure turbin.
Uap yang dingin akan berubah menjadi fase cair dan dialirkan menuju ke reaktor kembali.
2.3 Prinsip Kerja PLTN
Perbedaan cara kerja pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dengan pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) ditunjukkan pada Gambar di bawah Pada PLTU, di dalam ketel uap (boiler) minyak atau batu bara dibakar untuk membangkitkan uap dengan temperature dan tekanan tinggi, kemudian uap ini disalurkan ke turbin untuk membangkitkan tenaga listrik. Dalam hal pembangkitan listrik, PLTU dan PLTN mempunyai prinsip yang sama. Panas yang dihasilkan digunakan untuk membangkitkan uap dan kemudian uap disalurkan ke turbin untuk membangkitkan listrik. Yang berbeda dari kedua tipe pembangkit listrik ini adalah mesin pembangkit uapnya, yang satu berupa ketel uap dan yang lainnya berupa reaktor nuklir. Dalam reaktor nuklir PLTN, reaksi fisi berantai dipertahankan kontinuitasnya dalam bahan bakar sehingga bahan bakar menjadi panas. Panas ini kemudian ditransfer ke pendingin reaktor yang kemudian secara langsung atau tak langsung digunakan untuk membangkitkan uap. Pembangkitan uap langsung dilakukan dengan membuat pendingin reaktor (biasanya air biasa, H2O) mendidih dan menghasilkan uap.
Pada pembangkitan uap tak langsung, pendingin reaktor (disebut pendingin primer) yang menerima panas dari bahan bakar disalurkan melalui pipa ke perangkat pembangkit uap. Pendingin primer ini kemudian memberikan panas (menembus media dinding pipa) ke pendingin sekunder (air biasa) yang berada di luar pipa perangkat pembangkit uap untuk kemudian panas tersebut mendidihkan pendingin sekunder dan membangkitkan uap.
Proses kerja PLTN sebenarnya hampir sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang umumnya sudah dikenal secara luas. Yang membedakan antara dua jenis
mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara atau minyak bumi. Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW.Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN sbb :
1. Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.
2. Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.
3. Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).
4. Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik.
Gambar 2.2 Proses Kerja PLTN 2.4 Kelebihan dan Kekurangan
Energi Nuklir, sebagi salah satu sumber Energi, Energi Nuklir adalah Energi yang paling ditakutkan. Yang di takutkan dari Energi Nuklir adalah bahayanya bagi keselamatan dan kesehatan hidup manusia. Berikut ini adalah beberapa kelemahan dan kelebihan Energi Nuklir sebagai sumber Energi.
1. Kelebihan :
a. Bahan bakarnya tidak mahal, Mudah untuk dipindahkan (dengan sistem keamanan yang ketat),
b. Energinya sangat tinggi, dan
c. Tidak mempunyai efek rumah kaca dan hujan asam 2. Kelemahan:
a. Butuh biaya yang besar untuk sistem penyimpanannya disebabkan dari bahaya radiasi energi nuklir itu sendiri,
b. Masalah kepemilikan energi nuklir disebabkan karena bahayanya massal dan Produk buangannya yang sangat radioaktif
c. Nuklir sebagai senjata pemusnah
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Energi Nuklir Pertama kali di buat percobaan oleh fisikawan jerman Otto Hahn, Lise Meiner dan Fritz Strassman pada tahun 1938.Energi nuklir ini merupakan energi yang sangat besar. Energi nuklir Ini dapat digunakan sebagai sumber energi maupun senjata pemusnahPada perang dunia kedua, tepatnya oada tahun 1942 Enrico Fermi menemukan raksi berantai dari nuklir yang menghasilkan energi tinggi dengan menggunakan bahan plutonium.
Plutonium inilah yang digunakan sebagai bahan dasar bom atom yang dijatuhkan di Nagasaki, Jepang. Energi nuklir sebagai pembangkit listrik dengan menggunakan reaktor nuklir digunakan pertama kali pada tanggal 20 desember 1951 di dekat kota Arco, Idaho. Energi yang dihasilkan sekitar 100 kW. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) memiliki bagian- bagian penting. Adapun bagian- bagian PLTN adalah sebagai berikut Teras reactor, Turbin, Generator, Transformator, Jalur Transmisi, dan Kondenser. PLTN memiliki bebrapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihanya yang paling utama adalah sebagai alternatif energi di masa mendatang. Dan kekurangannya adalah bahaya radiasi yang ditimbulkan dari reaktor nuklir.
3.2 Saran
Saran yang dapat penulis sampaikan adalah kita sebagai mahasiswa elektro harus banyak menambah wawasan kita mengenai pembangkit listrik salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), sehingga kita kedepannya dapat mengembangkan PLTN di Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
http://digdyo.blogspot.com/2013/05/pltn-pembangkit-listrik-tenaga-nuklir.html http://blog-triks.blogspot.com/
http://kpip-pltn.blogspot.com/p/sejarah-nuklir.html http://www.wikipedia.org/
