Artikel Pembakit Listrik Tenaga Nuklir | PLTN

Pembakit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pengertian Pembakit 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. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya 600-1200 MWe.

Berikut adalah komponen/sistem utama dari teras PLTN :

1.      Bahan bakar (fuel)

bahan fisil (yaitu bahan yang cendrung untuk berfisi ketika ditumbuk neutron seperti U-235), baik yang ada pada uranium alam ataupun telah diperkaya.(Uranium alam hanya mengandung 0.7% U-235 dan sisanya kebanyakan U-238 yang bersifat fertile, yaitu probabilitas untuk berfisinya kecil. Sehingga pada umumnya bahan bakar nuklir diperkaya artinya ditambahkan konsentrasi U-235 nya). Terkadang pada bahan bakar juga ditambahkan Plutonium yang bersifat fisil. Bahan bakar pada reaktor nuklir berbentuk pelet logam atau oksida.

2.      Struktur bahan bakar (cladding)

selongsong logam yang ditempati atau mengungkung pellet bahan bakar. Cladding atau disebut juga struktur bahan bakar melindungi bahan bakar dari korosi dan mencegah keluarnya produk fisi.

3.      Moderator

terbuat dari unsur ringan (dibuat unsur ringan mendekati neutron karena secara fisika pengurangan energi akan efektif ketika partikel menumbuk partikel lain yang masanya mrip), moderator berfungsi untuk memperlambat neutron hasil fisi sehingga menjadi neutron termal (neutron dengan energi rendah) tanpa menyerap neutron tersebut. Pada PLTN tipe PWR moderator yang digunakan adalah H2O atau air ringan (sebenarnya air yang biasa kita kenal, tapi dikhususkan penamaan air ringan karena ada D2O yang disebut air berat). Neutron sengaja diperlambat karena dalam keadaan energi yang rendah akan memperbesar terjadinya reaksi fisi ketika bertumbukan dengan U-235 dari bahan bakar.

4.      Pendingin (coollant)

berfungsi untuk mentransfer panas yang dibangkitkan pada bahan bakar di teras ke pembangkit uap (steam generator,SG) untuk lebih lanjut memutar turbin. Pendingin ini bersirkulasi melalui bahan bakar dan pembangkit uap, ketika bersentuhan dengan bahan bakar pendingin mengambil panas lalu ketika sampai di pembangkit uap, panas tersebut ditransfer kepada air yang lebih dingin ( dalam bejana SG, tentunya tanpa terjadi kontak fisik, transfer panas terjadi secara konduksi dan konveksi) dan memberikan panasnya. Pada reaktor tipe PWR didesain agar pendingin tidak sampai mendidih (tetap dalam satu fasa, fasa cair), untuk mencegah air yang bertemperatur tinggi untuk mendidih maka diberikan tekanan tinggi dengan adanya bejana pengatur tekanan (pressurizer).

5.      Batang control (control rods)

terbuat dari bahan penyerap neutron, batang ini dapat dikeluarkan atau dimasukkan ke dalam teras reactor untuk mengontrol populasi dan reaksi neutron pada teras, dan menjaga teras agar tetap pada keadaan kritis, juga bergunan untuk menghentikan reaksi-reaksi neutron dengan menurunkan secara penuh batang kendali.

6.      Bejana tekan (pressure vessel)

adalah bejana yang memuat teras bahan bakar dan semua komponen terkait, biasanya terbuat dari stainless steel. Berfungsi untuk mencegah lepasnya bahan radioaktif pada kasus berlebihnya tekanan.

7.      Struktur pengungkung

terbuat dari beton dan terkadang ditambahkan lapisan logam ditengahnya, berfungsi untuk melindungi operator dan masyarakat umum dari radiasi.

8.      Bejana pengatur tekanan (pressurizer)

berfungsi untuk mengatur tekanan pada teras. Pada tipe reaktor nuklir PWR tekanan pada teras dibuat tinggi hingga 15,5 Kpa, hal ini untuk mencegah mendidihnya pendingin (dalam hal ini air ringan). Ketika terjadi kelebihan tekanan pada teras, pressurizer juga dapat mengurangi dengan mekanisme ’penggembosan’.

9.      Pembangkit uap (steam generator)

bejana terjadinya pertukaran panas antara air yang telah mengambil panas dari bahan bakar dengan air pada siklus kedua (siklus pertama adalah siklus pendingin yang bersirkulasi antara bahan bakar dan SG, disebut juga siklus primer, dan siklus kedua bersirkulasi antara SG dan turbin, disebut juga siklus sekunder—perhatikan bahwa pada tiap siklus air betul-betul jadi pembawa panas/energi disatu sisi menerima lalu disisi lain memberikan energi tersebut). Air pada siklus sekunder kemudian menjadi uap karena panas yang diterimanya, lalu uap inilah yang memutar turbin.

A.    CARA KERJA PLTN (Pembangkit Listri tenaga Nuklir)

Prinsip kerja PLTN hampir mirip dengan cara kerja pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) berbahan bakar fosil lainnya. Jika PLTU menggunakan boiler untuk menghasilkan energi panasnya, PLTN menggantinya dengan menggunakan reaktor nuklir.

Seperti terlihat pada gambar 1, PLTU menggunakan bahan bakar batubara, minyak bumi, gas alam dan sebagainya untuk menghasilkan panas dengan cara dibakar, kemudia panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air di dalam boiler sehingga menghasilkan uap air, uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin uap, dari sini generator dapat menghasilkan listrik karena ikut berputar seporos dengan turbin uap.

PLTN juga memiliki prinsip kerja yang sama yaitu di dalam reaktor terjadi reaksi fisi bahan bakar uranium sehingga menghasilkan energi panas, kemudian air di dalam reaktor dididihkan, energi kinetik uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan transmisi.

Berikut adalah dampak positif dan negative dari teknologi nuklir

A.          DAMPAK POSITIF.

1.Penggunaan energi nuklir akan berdampak pada penghematan bahan bakar fossil dan perlindungan lingkungan. Pembangkitan listrik bertanggungjawab atas 25% konsumsi bahan bakar fossil dunia. Dengan menggunakan energi nuklir untuk menghasilkan listrik akan mengurangi perlunya membakar bahan bakar ini, sehingga cadangannya dapat bertahan lama.

2.PLTN secara langsung memberi manfaat kepada negara-negara berkembang. Makin besar sumbangan nuklir, makin rendah laju peningkatan harga-harga bahan bakar fossil. Karena, biaya energi yang tinggi berarti bahwa makin banyak usaha diberikan dalam mendapatkan energi dan makin sedikit dihasilkan barang dan jasa. Sumber daya yang telah dibebaskan dapat digunakan untuk menghasilkan barang-barang atau untuk tujuan-tujuan sosial-ekonomi.

3.Dalam operasi normal PLTN sangat sedikit menyebabkan kerusakan lingkungan dan bermanfaat bila mereka menggantikan pembangkit-pembangkit yang mengemisi CO2, SO2 dan NOx. Dalam kaitan ini mereka akan membantu mengurangi hujan asam dan membatasi emisi gas rumah kaca.

4.Energi nuklir telah memainkan peran signifikan dalam suplai listrik dunia dan sumber utama listrik di sejumlah negara. Produksi listrik dunia dari nuklir tumbuh cepat dan kini menyumbang hampir seperlima listrik yang dibangkitkan di negara-negara industri atau 17% pada produksi listrik dunia, dan berkisar 5% konsumsi energi primer dunia.
5. Kebijakan non-nuklir akan mendorong peningkatan harga-harga energi, menyebabkan kerentanan ekonomi, membuat industri kurang kompetitif, mengurangi standar-standar kehidupan dan menimbulkan risiko pengangguran lebih tinggi.

5.      PLTN telah terbukti dan mempunyai potensial paling besar dalam sumber-sumber daya

B.           DAMPAK NEGATIF.

1.Reaktor nuklir sangat membahayakan dan mengancam keselamatan jiwa manusia. Radiasi yang diakibatkan oleh reaktor nuklir ini ada dua. Pertama, radiasi langsung, yaitu radiasi yang terjadi bila radio aktif yang dipancarkan mengenai langsung kulit atau tubuh manusia. Kedua, radiasi tak langsung. Radiasi tak langsung adalah radiasi yang terjadi lewat makanan dan minuman yang tercemar zat radio aktif, baik melalui udara, air, maupun media lainnya

2.Teknologi Nuklir bisa di salah gunakan untuk senjata pemusnah massal.

3.Ada beberapa bahaya laten dari PLTN yang perlu dipertimbangkan. Pertama, kesalahan manusia (human error) yang bisa menyebabkan kebocoran, yang jangkauan radiasinya sangat luas dan berakibat fatal bagi lingkungan dan makhluk hidup. Kedua, salah satu yang dihasilkan oleh PLTN, yaitu Plutonium memiliki hulu ledak yang sangat dahsyat. Sebab Plutonium inilah, salah satu bahan baku pembuatan senjata nuklir. Kota Hiroshima hancur lebur hanya oleh 5 kg Plutonium. Ketiga, limbah yang dihasilkan (Uranium) bisa berpengaruh pada genetika. Di samping itu, tenaga nuklir memancarkan radiasi radio aktif yang sangat berbahaya bagi manusia.

     Daftar Pustaka

id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_nuklir 

http://izhar.blog.teknikindustri.ft.mercubuana.ac.id/?p=31