artikel pltn

A. PENDAHULUAN

Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui

Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dimulai

beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico

Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir

berantai terkendali yang pertama pada tahun

1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat

dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion

olah raga Universitas Chicago. Mulai saat itu

manusia berusaha mengembangkan pemanfaatan

sumber tenaga baru tersebut. Namun pada

mulanya, pengembangan pemanfaatan energi

nuklir masih sangat terbatas, yaitu baru

dilakukan di Amerika Serikat dan Jerman. Tidak

lama kemudian, Inggris, Perancis, Kanada dan

Rusia juga mulai menjalankan program energi

nuklirnya. Listrik pertama yang dihasilkan dari

PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada

tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN

skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia.

PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat

komersial dioperasikan pertama kali pada bulan

Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland.

Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua

reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar

80 juta Watt tenaga listrik. Sukses

pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami

munculnya beberapa PLTN dengan model yang

sama di berbagai tempat. Proses rencana

pembangunan PLTN di Indonesia cukup

panjang. Tahun 1972, telah dimulai pembahasan

awal dengan membentuk Komisi Persiapan

Pembangunan PLTN. Komisi ini kemudian

melakukan pemilihan lokasi dan tahun 1975

terpilih 14 lokasi potensial, 5 di antaranya

terletak di Jawa Tengah. Lokasi tersebut diteliti

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN)

bekerjasama dengan NIRA dari Italia. Dari

keempat belas lokasi tersebut, 11 lokasi di pantai

utara dan 3 lokasi di pantai selatan.

Gambar 2.1, Reaktor Penembak Cepat (Fast

Breeder Reactor) di Monju, Jepang

Pada Desember 1989, Badan Koordinasi Energi

Nasional (BAKOREN) memutuskan agar

BATAN melaksanakan studi kelayakan dan

terpilihlah NewJec (New Japan Enginereering

Consoltan Inc) untuk melaksanakan studi tapak

dan studi kelayakan selama 4,5 tahun, terhitung

sejak Desember 1991 sampai pertengahan 1996.

Pada 30 Desember 1993, NewJec menyerahkan

dokumen Feasibility Study Report (FSR) dan

Prelimintary Site Data Report ke BATAN.

Rekomendasi NewJec adalah untuk bidang studi

non-tapak, secara ekonomis, PLTN kompetitif

dan dapat dioperasikan pada jaringan listrik

Jawa – Bali di awal tahun 2000-an. Tipe PLTN

direkomendasikan berskala menengah, dengan

calon tapak di Ujung Lemahabang,

Grenggengan, dan Ujungwatu.

Universitas Negeri semarangPembangkit Listrik Tenaga Nuklir ( PLTN )

B. Pengertian PLTN

Secara umum yang dimaksudkan dengan PLTN

adalah pembangkit listrik tenaga nuklir yang

merupakan suatu kumpulan mesin yang dapat

membangkitkan tenaga listrik dengan

memanfaatkan tenaga nuklir sebagai tenaga

awalnya. Sebelum melanjutkan ke prinsip kerja

dari PLTN ini, ada baiknya penyusun terangkan

sedikit tentang Proses Fisi dan Fusi Nuklir.

1. Fisi Nuklir

Proses fisi adalah proses utama pada reaktor

nuklir terjadi ketika sebuah inti bermassa berat.

Pada reaksi fisi, inti senyawa yang terangsang

terbelah menjadi dua inti massa yang lebih

rendah, disebut produk isi, dan produk ini

disertai oleh dua atau tiga neutron dan radiasi

fisi gamma. Adapun

tiga bahan bakar yang dapat berfisi antara lain :

Uranium-235 (U235), Uranium-233 (U233) dan

Plutonium-239 (Pu239). Ketiga bahan bakar ini

besifat radioaktif tetapi mereka mempunyai

massa paruh yang sangat lama.

2. Fusi Nuklir

Proses fusi pada dasarnya adalah sebuah anti

tesis dari proses fisi. Dalam proses fisi, inti

bermasa berat membelah menjadi inti bermasa

ringan, sambil melepaskan kelebihan energi

pengikatan. Sedangkan pada reaksi fusi, inti

bermasa ringan bergabung dalam rangka

melepaskan kelebihan energy pengikatan. Jadi

reaksi fusi adalah reaksi umum yang

“meminyaki” matahari dan telah dipakai di bumi

untuk melepaskan energi dalam jumlah yang

besar didalam termonuklir atau bom hydrogen.

Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir)

adalah sebuah proses di mana dua inti atom

bergabung, membentuk inti atom yang lebih

besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah

sumber energi yang menyebabkan

bintang bersinar, dan senjata nuklir meledak.

Proses ini membutuhkan energy yang besar

untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan

elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi

inti atom yang ringan, yang membentuk inti

atom yang lebih berat dan netron bebas, akan

menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari

energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan

mereka maka sebuah reaksi eksotermik yang

dapat menciptakan reaksi yang terjadi

sendirinya.

Energi yang dilepas di banyak reaksi

nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena

energi pengikat yang mengelem kedua inti atom

jauh lebih besar dari energi yang menahan

elektron ke inti atom. Contoh: energi ionisasi

yang diperoleh dari penambahan elektron ke

hidrogen adalah 13.6 elektron volt lebih kecil

satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh

reaksi Deuterium Tritium (D-T) fusion seperti

gambar di bawah ini


Gambar 2.2, Reaksi D-T Fusion

C. Energi Nuklir

Di dalam inti atom tersimpan tenaga inti

(nuklir) yang luar biasa besarnya. Tenaga nuklir

itu hanya dapat dikeluarkan melalui proses

pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini

sangat berbeda dengan pembakaran kimia biasa

yang umumnya sudah dikenal, seperti

pembakaran kayu, minyak dan batubara.

Besar energi yang tersimpan (E) di dalam inti

atom adalah seperti dirumuskan dalam

kesetaraan massa dan energi oleh Albert

Einstein :

E = m C

Dimana

m : massa bahan (kg)

C : kecepatan cahaya (3 x 108 m/s).

Energi nuklir berasal dari perubahan

sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk

panas. Dilihat dari proses berlangsungnya, ada

dua jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir

berantai tak terkendali dan reaksi nuklir berantai

terkendali. Reaksi nuklir tak terkendali terjadi

misal pada ledakan bom nuklir. Dalam peristiwa

ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar

dihasilkan panas yang luar biasa besarnya

sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang

maksimal. Agar reaksi nuklir yang terjadi dapat

dikendalikan secara aman dan energi yang

dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat

dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk

membuat suatu sarana reaksi yang dikenal

sebagai reaktor nuklir. Jadi reactor nuklir

sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir

berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi

berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat

berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan

bom nuklir. Untuk mendapatkan gambaran

tentang besarnya energi yang dapat

dilepaskan oleh reaksi nuklir, berikut ini

diberikan contoh perhitungan sederhana.

Ambil 1 g (0,001 kg) bahan bakar nuklir U235.

Jumlah atom di dalam bahan bakar

ini adalah :

N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom

U235.

Karena setiap proses fisi bahan bakar nuklir

U235 disertai dengan pelepasan energy sebesar

200 MeV, maka 1 g U235 yang melakukan

reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi

sebesar :

E = 25,6 x 1020 (atom) x 200 (MeV/atom) =

51,2 x 1022 MeV

Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan

Joule (J), di mana 1 MeV = 1.6 x 10-13 J, maka

energi yang dilepaskan menjadi :

E = 51,2 x 1022 (MeV) x 1,6 x 10-13 (J/MeV) =

81,92 x 109 J


Dengan menganggap hanya 30 % dari energi itu

dapat diubah menjadi energy listrik, maka energi

listrik yang dapat diperoleh dari 1 g U235 adalah

:

E listrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x

109 J

Karena 1J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan

elektronik seperti pesawat TV dengan daya (P)

100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh

1 g U235 selama :

t = E listrik / P = 24,58 x 109 (J) / 100 (W) =

24,58 x 107 s

Angka 24,58 x 107 sekon (detik) sama lamanya

dengan 7,78 tahun terus-menerus tanpa

dimatikan. Jika diasumsikan pesawat TV

tersebut hanya dinyalakan selama

12 jam/hari, maka energi listrik dari 1 g U235

bisa dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik

pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.

D. Prinsip Kerja PLTN

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

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. 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

adalah sebagai berikut :

1. Bahan bakar nuklir melakukan reaksi

fisi sehingga dilepaskan energy 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.

Secara ringkas dan sederhana, rancangan PLTN

terdiri dari air mendidih, boiling water reactor

bisa mewakili PLTN pada umumnya, yakni

setelah ada reaksi nuklir fisi, secara bertubi-tubi,

di dalam reaktor, maka timbul panas atau

tenaga lalu dialirkanlah air di dalamnya.

Kemudian uap panas masuk ke turbin dan turbin


berputar poros turbin dihubungkan dengan

generator yang menghasilkan listrik.

Reaktor Nuklir adalah suatu alat dimana reaksi

berantai dapat dilaksanakan berkelanjutan dan

dikendalikan. Atau dengan kata lain reaktor

nuklir merupakan suatu wadah bahan-bahan fisi

dimana proses reaksi berantai terjadi terus

menerus tanpa berhenti atau tempat terjadinya

reaksi pembelahan inti (nuklir). Bagian utama

dari reaktor nuklir yaitu:

elemen bakar (batang-batang bahan

bakar),

perisai (perisai termal),

moderator dan elemen kendali.

Bahan bakar yang digunakan didalam reaktor

nuklir ada tiga jenis antara lain :

Uranium-235 (U235),

Uranium-233 (U233),

Plutonium-239 (Pu239).

Dari ketiga jenis bahan bakar diatas, yang paling

sering digunakan sebagai bahan bakar reaktor

adalah Uranium-235 (U235).

Gambar 2.3, Reaksi Berantai Divergen.

Reaksi fisi berantai terjadi apabila inti dari suatu

unsur dapat belah (Uranium-235, Uranium-233)

bereaksi dengan neutron termal/lambat yang

akan menghasilkan unsur-unsur lain dengan

cepat serta menimbulkan energi panas dan

neutron-neutron baru. Untuk mengendalikan

reaksi berantai dalam reaktor nuklir maka

digunakanlah bahan yang dapat menyerap

neutron, misalnya Boron dan Cadmium. Yang

bertujuan untuk mengatur kerapatan dari

neutron. Dengan mengatur kerapatan neutron ini

maka tingkat daya raktor nuklir dapat

ditentukan, bahkan reaksi dapat dihentikan sama

sekali (sampai 0) pada saat semua neutron

terserap oleh bahan penyerap.

Perangkat pengatur kerapatan neutron pada

reaktor nuklir ini disebut dengan elemen

kendali. Jika elemen kendali disisipkan penuh

diantara elemen bakar, maka elemen kendali

akan menyerap neutron secara maksimum

sehingga reaksi berantai akan dihentikan dan

daya serap batang kendali akan berkurang bila

batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar.

Di sini pengendalian dilakukan terhadap

pelepasan dan penyerapan neutron selama

berlangsungnya reaksi berantai.

Neutron yang dilepaskan dalam suatu reaksi

berantai dapat dibagi menjadi empat kelompok,

yaitu :

1. Meninggalkan material fisi.

2. Tidak berfisi, ditangkap oleh U238

membentuk Pu239.

3. Tidak berfisi, ditangkap oleh material

batang kendali (control-rod).

4. Berfisi, ditangkap oleh U239 dan U233


Apabila jumlah nutron yang dilepaskan oleh

proses fisi sama dengan jumlah empat bagian

nutron diatas, maka energi panas yang

dihasilkan adalah konstan. Atau sebaliknya jika

jumlah nutron yang dihasilkan lebih kecil, maka

reaksi berantai akan berhenti. Apabila lebih

besar, maka laju fisinya naik dan menjadi tidak

terkendali. Gambar dibawah menunjukkan

skema sebuah reactor nuklir.

Gambar 2.4, Skema reaktor nuklir

Komponen utama reaktor nuklir antara lain :

1. Inti reaktor

2. Moderator

3. Perisai Termal

4. Reflektor

5. Tangki Reaktor

6. Fluida Pendingin

7. Perisai Biologi

8. Batang-batang kendali

1. Inti reaktor : Dibuat dari batang-batang

bahan bakar yang berisi uranium alam,

uranium yang dipercaya, plutoium, atau

U-233. Batang-batang bahan bakar

tersebut dapat dicampur dengan

material-material tidakberfisi.

2. Moderator : Berfungsi untuk

memperlambat kecepatan nutron

sehingga berkecepatan termal. Biasanya

dibuat dari granit yang membungkus

bahan bakar, tetapi mungkin juga air

berat, air ringan (normal), atau berilium.

Moderator dapat juga dicampur dengan

bahan bakar.

3. Perisai Termal : Berfungsi menyerap

radiasi (parikelb , nutron yang terlepas,

dan sinar gamma) yang terjadi karena

proses fisi. Karena itu perisai

menyelubungi inti reaktor, biasanya

dibuat dari besi, menyerap energi dan

menjadi panas.

4. Reflektor : Berfungsi untuk

memantulkan kembali nutron yang

meninggalkan inti bahan bakar. Pada

gambar diatas menunjukkan bahwa tepi

moderator juga berfungsi sebagai

reflektor, selain reflektor yang

diletakkan di dalam perisai termal dan

menyelubungi inti reaktor.

5. Tangki Reaktor : Berfungsi untuk

membungkus seluruh inti reaktor,

reflektor dan perisai termal. Dengan

demikian tangki reaktor membentuk


pula saluran untuk mengatur aliran

pendingin melalui dan mengelilingi inti

reaktor.

6. Fluida Pendingin : Membawa panas

yang dihasilkan dari proses fisi untuk

berbagai keperluan, antara lain sebagai

pemanas air ketel pada pusat tenaga uap.

Menjaga agar bahan bakar reaktor dan

perlengkapannya ada pada temperature

yang diperbolehkan (aman dan tidak

rusak).

7. Perisai Biologi : Membungkus reaktor

untuk menahan dan melemahkan semua

radiasi yang mematikan sebagai akibat

dari proses fisi. Perisai biologi dapat

dibuat dari besi, timah hitam atau beton

tebal dicampur oksida besi.

8. Batang-batang kendali : Berfungsi

mengendalikan proses fisi

(pembangkitan panas) di dalam reaktor,

yaitu dengan menyerap nutron

berlebihan yang terjadi dari proses fisi.

Batang-batang kendali biasanya terbuat

dari boron atau hafnium yang dapat

menyerap nutron.

Gambar Bentuk nyata dari inti reaktor.

Gambar Bentuk nyata dari batang-batang

kendali

E. Jenis-jenis Reaktor Nuklir

Teknologi PLTN dirancang agar

energi nuklir yang terlepas dari proses

fisi dapat dimanfaatkan sebagai sumber

energi dalam kehidupan sehari-hari.

PLTN merupakan sebuah sistim yang

dalam operasinya menggunakan reactor

daya yang berperan sebagai tungku

penghasil panas. Dewasa ini ada

berbagai jenis PLTN yang beroperasi.

Perbedaan tersebut ditandai dengan

perbedaan tipe reaktor daya yang

digunakannya. Masing-masing jenis

PLTN / tipe reaktor daya umumnya

dikembangkan oleh negara-negara

tertentu, sehingga seringkali suatu jenis

PLTN sangat menonjol dalam suatu

negara, tetapi tidak dioperasikan oleh

negara lain. Perbedaan berbagai tipe

reaktor daya itu bisa terletak pada

penggunaan bahan bakar, moderator,

jenis pendinging serta perbedaan-


perbedaan lainnya. Perbedaan jenis

reaktor daya yang dikembangkan antara

satu Negara dengan negara lain juga

dipengaruhi oleh tingkat penguasaan

teknologi yang terkait dengan nuklir

oleh masing-masing negara. Pada awal

pengembangan PLTN pada tahun 1950-

an, pengayaan uranium baru bisa

dilakukan oleh Amerika Serikat dan

Rusia, sehingga kedua negara tersebut

pada saat itu sudah mulai

mengembangkan reaktor daya berbahan

bakar uranium diperkaya. Sementara itu

di Kanada, Perancis dan Inggris pada

saat itu dipusatkan pada program

pengembangan reaktor daya berbahan

bakar uranium alam. Oleh sebab itu,

PLTN yang pertama kali beroperasi di

ketiga negara tersebut menggunakan

reactor berbahan bakar uranium alam.

Namun dalam perkembangan

berikutnya, terutama Inggris dan

Perancis juga mengoperasikan PLTN

berbahan bakar uranium diperkaya.

Macam-Macam Reaktor Nuklir

1. LWR : Light Water Reactor / Reaktor

air Ringan.

a. PWR : Presured Water Reactor /

Reaktor Air Tekan. BWR : Boiling

Water Reactor / Reaktor Air

Mendidih.

b. HWR : Heavy Water Reactor /

Reaktor Air Berat.

2. HTGR : High Temperatur Gas Reactor /

Reaktor Gas Suhu Tinggi.

3. LMFBR : Liquit Metal Fast Breder

Reactor / Reaktor Pembiak Cepat

Logam Cair.

4. GCFBR : Gas Coold Fast Breder

Reactor / Reaktor Pembiak Cepat

Pendingin Gas.

5. LWBR : Light Water Breder Reactor /

Reaktor Pembiak Air Ringan.

6. SGHWR : Steam Generating Heavy

Water Reactor / Reaktor Air Berat

Generator Uap.

7. MSBR : Molten Salt Breder Reactor /

Reaktor Pembiak Garam Meleleh.

Berikut ini adalah beberapa keterangan

yang akan menjelaskan tentang jenis-jenis dari

reaktor nuklir, antara lain :

1. LWR (Light Water Reactor) / Reaktor air

Ringan

Sebagian besar reaktor daya yang

beroperasi dewasa ini adalah jenis Reaktor Air

Ringan atau LWR (Light Water Reactor) yang

mula-mula dikembangkan di AS dan Rusia.

Disebut Reaktor Air Ringan karena

menggunakan H2O kemurnian tinggi sebagai

bahan moderator sekaligus pendingin reaktor.

Reaktor ini terdiri atas Reaktor Air tekan atau

PWR (Pressurized Water Reactor) dan Reaktor

Air Didih atau BWR (Boiling Water Reactor)

dengan jumlah yang dioperasikan masing-

masing mencapai 52 % dan 21,5 % dari total


reaktor daya yang beroperasi. Sedang sisanya

sebesar 26,5 % terdiri atas berbagai type reaktor

daya lainnya.

a. PWR (Presured Water Reactor) / Reaktor Air

Tekan

Reaktor Air Tekan juga menggunakan

H2O sebagai pendingin sekaligus moderator.

Bedanya dengan Reaktor Air Didih adalah

penggunaan dua macam pendingin, yaitu

pendingin primer dan sekunder. Panas yang

dihasilkan dari reaksi fisi dipakai untuk

memanaskan air pendingin primer. Dalam

reaktor ini dilengkapi dengan alat pengontrol

tekanan (pessurizer) yang dipakai untuk

mempertahankan tekanan sistim pendingin

primer. Pada pendigin primer memakai air dan

dipanaskan inti sampai 600°F tetapi air ini

tidak mendidih karena berada didalam bejana

yang bertekanan tinggi (sebesar 2250 psi). Air in

dimasukkan kedalam pembangkit uap (satu atau

dua) dengan tekanan 1000 psi, dan suhu 500°F.

Setelah melalui turbin uap dikembalikan ke

kondensor Sistim pressurizer terdiri atas sebuah

tangki yang dilengkapi dengan pemanas listrik

dan penyemprot air. Jika tekanan dalam teras

reactor berkurang, pemanas listrik akan

memanaskan air yang terdapat di dalam tangki

pressurizer sehingga terbentuklah uap tambahan

yang akan menaikkan tekanan dalam sistim

pendingin primer. Sebaliknya apabila tekanan

dalam sistim pendingin primer bertambah, maka

sistim penyemprot air akan

mengembunkan sebagian uap sehingga tekanan

uap berkurang dan sistim pendingin primer akan

kembali ke keadaan semula. Tekanan pada

sistim pendingin primer dipertahankan pada

posisi 150 Atm untuk mencegah agar air

pendingin primer tidak mendidih pada suhu

sekitar 300 ºC. Pada tekanan udara normal, air

akan mendidih dan menguap pada suhu 100 ºC.

Dalam proses kerjanya, air pendingin primer

dialirkan ke sistim pembangkit uap sehingga

terjadi pertukaran panas antara sistim pendingin

primer dan sistim pendingin sekunder. Dalam

hal ini antara kedua pendingin

tersebut hanya terjadi pertukaran panas tanpa

terjadi kontak atau percampuran, karena antara

kedua pendingin itu dipisahkan oleh sistim pipa.

Terjadinya pertukaran panas menyebabkan air

pendingin sekunder menguap. Tekanan

pada sistim pendingin sekunder dipertahankan

pada tekanan udara normal sehingga air dapat

menguap pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk

di dalam sistim pembangkit uap ini selanjutnya

dialirkan untuk memutar turbin.

Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistim

pendingin primernya betul-betul tertutup,

sehingga apabila terjadi kebocoran bahan

radioaktif di dalam teras reaktor tidak akan

menyebabkan kontaminasi pada turbin. Reaktor

Air Tekan juga mempunyai keandalan operasi

dan keselamatan yang sangat baik. Salah satu

faktor penunjangnya adalah karena reaktor ini

mempunyai koefisien reaktivitas negatif.

Apabila terjadi kenaikan suhu dalam teras

reactor secara mendadak, maka daya reaktor


akan segera turun dengan sendirinya. Namun

karena menggunakan dua sistim pendingin,

maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah

dibandingkan dengan Reaktor Air Didih.

Gambar Diagram Alir Reaktor Air Tekan

Gambar Diagram Alir Reaktor Air Tekan

b. BWR (Boiling Water Reactor) / Reaktor Air

Mendidih

Reaktor jenis ini menggunakan air biasa

(H2O) sebagai moderator maupun pendinginnya,

sehingga termasuk kelompok reaktor air biasa /

ringan. Pada reaktor air didih ini, panas hasil fisi

dipakai secara langsung untuk menguapkan air

pendingin dan uap yang terbentuk langsung

dipakai untukmemutar turbin. Turbin tekanan

tinggi menerima uap pada suhu sekitar 290 ºC

dan tekanan sebesar 7,2 MPa. Sebagian uap

diteruskan lagi ke turbin tekanan rendah.

Dengan sistim ini dapat diperoleh efisiensi

thermal sebesar 34 %.

Efisiensi thermal ini menunjukkan prosentase

panas hasil fisi yang dapat dikonversikan

menjadi energi listrik. Setelah melalui turbin,

uap tersebut akan mengalami proses

pendinginan sehingga berubah menjadi air yang

langsung dialirkan ke teras reaktor untuk

diuapkan lagi dan seterusnya. Dalam reaktor

ini digunakan bahan bakar U235 dengan tingkat

pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.

Gambar Diagram Alir Reaktor Air Didih

2. HWR (Heavy Water Reactor) / Reaktor Air

Berat

Reaktor ini mempergunakan air berat

(D2O, D = Deuterium sebagai moderatornya.

Jenis reaktor ini sering disebut CANDU (Canada

Deuterium Uranium) dan dikembangkan oleh

Atomic Energi Commission dari Kanada.

Bilamana pada reaktor air biasa moderator

(H2O) berada dalam sebuah bejana, pada reaktor

ini moderatornya (D2O) berada didalam pipa-


pipa tekanan yang besar (calandria). Selanjutnya

dapat pula dikemukakan, bahwa sebuah reaktor

air berat uranium dioksida alam (UO2) dapat

dipakai sebagai bahan bakar. Reaktor ini

menggunakan bahan bakar uranium alam

sehingga harus digunakan air berat yang

penampang lintang serapannya terhadap neutron

sangat kecil. Seperti halnya Reaktor Air tekan,

Reaktor CANDU juga mempunyai sistim

pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap

dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan

tekanan tinggi pada sistim pendingin primer.

D2O dalam reaktor CANDU hanya

dimanfaatkan sebagai sistim pendingin primer,

sedang sistim pendingin sekundernya

menggunakan H2O. Dalam pengoperasian

reaktor CANDU, kemurnian D2O harus dijaga

pada tingkat 95-99,8 %. Air berat merupakan

bahan yang harganya sangat mahal dan secara

fisik maupun kimia tidak dapat dibedakan secara

langsung dengan H2O. Oleh sebab itu, perlu

adanya usaha penanggulangan kebocoran D2O

baik dalam bentuk uap maupun cairan. Aliran

ventilasi dari ruangan dilakukan secara

tertutup dan selalu dipantau tingkat

kebasahannya, sehingga kemungkinan adanya

kebocoran D2O dapat diketahui secara dini.

Gambar 2.11, Diagram Alir Reaktor Air Berat

3. HTGR (High Temperatur Gas Reactor) /

Reaktor Gas Suhu Tinggi

Reaktor Gas Suhu Tinggi adalah jenis

reaktor yang menggunakan pendingin gas

helium (He) dan moderator grafit. Reaktor ini

mampu menghasilkan panas hingga 750 ºC

dengan efisiensi thermalnya sekitar 40 %.

Panas yang dibangkitkan dalam teras reaktor

dipindahkan menggunakan pendingin He (sistim

primer) ke pembangkit uap. Dalam pembangkit

uap ini panas akan diserap oleh sistim uap air

umpan (sistim sekunder) dan uap yang

dihasilkannya dialirkan ke turbin. Dalam reaktor

ini juga ada sistim pemisah antara sistim

pendingin primer yang radioaktif dan sistim

pendingin sekunder yang tidak radioaktif.

Elemen bahan bakar yang digunakan dalam

Reaktor Gas Suhu Tinggi berbentuk bola, tiap

elemen mengandung 192 gram carbon, 0,96

gram U235 dan 10,2 gram Th232 yang dapat

dibiakkan menjadi bahan bakar baru U233.

Proses fisi dalam teras reaktor mampu

memanaskan gas He hingga mencapai suhu


750°C. Setelah terjadi pertukaran panas dengan

sistim sekunder, suhu gas He akan turun menjadi

250 ºC. Gas He selanjutnya dipompakan lagi ke

teras reaktor untuk mengambil panas fisi,

demikian seterusnya. Dalam operasi normal,

reaktor ini membutuhkan bahan bakar bola

berdiameter 60 mm sebanyak ± 675.000 butir

yang diletakkan di dalam teras reaktor. Rata-rata

setiap butir bahan bakar tinggal di dalam teras

selama enam bulan pada operasi beban penuh.

Gambar Diagram Alir Reaktor Gas Suhu Tinggi

4. LMFBR (Liquit Metal Fast Breder Reactor) /

Reaktor Pembiak Cepat Logam Cair

Selain yang telah dipaparkan diatas

reaktor juga ada yang berupa reactor pembiak

cepat logam cair (LMFBR). Sistem dari reaktor

ini adalah sejenis reactor cepat pendingin

sodium dan programnya disempurnakan

beberapa kali. Reaktor ini adalah prototip daya

975-MWth (375 MWe) dan berguna untuk

persediaan listrik bagi kisi TVA. Dalam sistem

ini, seperti halnya dalam setiap reaktor daya

pendingin-sodium, energi fisi di transfer ke

sodium primer, dari sodium primer kesodium di

dalam loop sekunder didalam penukar gas

menengah (IHX), dan akhirnya ke sistem uap

air.

F. Dampak-dampak yang ditimbulkan dari

adanya PLTN.

1. Dampak positif adanya PLTN

Dampak positif dari adanya PLTN ini,

adalah dapat menghasilkan daya listrik yang

cukup besar sehingga pada saat terjadi beban

puncak pemakaian daya listrik, kita tidak perlu

kuatir lagi akan adanya pemadaman bergilir.

2. Dampak negatif adanya PLTN

Reaktor nuklir sangat membahayakan

dan mengancam keselamatan jiwa manusia.

Radiasi yang diakibatkan oleh reaktor nuklir ini

ada dua, yaitu :

a. Radiasi Langsung yaitu radiasi yang

terjadi bila radio aktif yang

dipancarkan mengenai langsung kulit

atau tubuh manusia.

b. Radiasi tak langsung adalah radiasi

yang terjadi lewat makanan dan

minuman yang tercemar zat radio aktif,

baik melalui udara, air, maupun

media lainnya.

Baik radiasi langsung maupun tidak langsung,

akan mempengaruhi fungsi organ tubuh melalui

sel-sel pembentukannya. Organ-organ tubuh

yang sensitif akan dan menjadi rusak. Sel-sel

tubuh bila tercemar radio aktif uraiannya

sebagai berikut: terjadinya ionisasi akibat radiasi

dapat merusak hubungan antara atom dengan

molekul-molekul sel kehidupan, juga dapat


mengubah kondisi atom itu sendiri, mengubah

fungsi asli sel atau bahkan dapat membunuhnya.

Pada prinsipnya, ada tiga akibat radiasi

yang dapat berpengaruh pada sel, antara lain :

a. Sel akan mati.

b. Terjadi penggandaan sel, pada

akhirnya dapat menimbulkan kanker.

c. Kerusakan dapat timbul pada sel telur

atau testis, yang akan memulai proses

bayi-bayi cacat.

Masalah lain juga ditimbulkan oleh

limbah/sampah nuklir terhadap tingkat

kesuburan tanah limbah/sampah nuklir

merupakan semua sisa bahan (padat atau cair)

yang dihasilkan dari proses pengolahan uranium,

misalnya sisa bahan bakar nuklir yang tidak

digunakan lagi, dan bersifat radioaktif, tidak bisa

dibuang atau dihilangkan seperti jenis sampah

domestik lainnya (sampah organic dan lain-lain.)

Sampah nuklir ini harus ditimbun dengan cara

yang paling aman. Hal yang saat ini dapat

dilakukan oleh manusia hanyalah menunggu

sampai sampah nuklir tersebut tidak lagi bersifat

radioaktif, dan itu memerlukan waktu ribuan

tahun.

Selain itu ada 3 metode lain yang dapat

digunakan untuk membuang limbah radioaktif

yaitu:

1. Pengenceran dan penyebaran (Dilute and

Disprese): Limbah dengan konsentrasi rendah

dilepas ke udara, air atau tanah untuk diencerkan

atau dilarutkan sampai ke tingkat yang aman.

2. Penundaan dan Perusakan (Delay and Decay):

Dapat digunakan untuk limbah radioaktif dengan

waktu paro (half-lives) relatif singkat. Zat-zat

tersebut disimpan dalam bentuk cair atau lumpur

di dalam tangki. Setelah 10-20 kali waktu

paronya, zat-zat tersebut mengalami perusakan

atau pembusukan ke tingkat yang tidak

berbahaya atau kemudian dapat diencerkan dan

disebarkan ke lingkungan.

3. Konsentrasi dan Pengepakan (Concentration

and Containment): digunakan untuk limbah

radioaktif yang sangat toksik dengan dengan

waktu yang panjang. Limbah tersebut harus

disimpan dalam puluhan, ratusan bahkan ribuan

tahun, tergantung dari komposisinya. Zat-zatnya

tidak hanya sangat radioaktif tapi juga bersuhu

yang sangat panas.

Gambar Para pekerja sedang menangani sampah

Nuklir

Gambar Drum baja penyimpanan sampah

Nuklir


Gambar tempat penyimpanan sampah Nuklir

Ada beberapa bahaya lain dari PLTN

yang perlu dipertimbangkan, antara lain :

a. Kesalahan manusia (human error) yang

bisa menyebabkan kebocoran, yang

jangkauan radiasinya sangat luas dan

berakibat fatal bagi lingkungan dan

makhluk hidup.

b. 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.

c. Limbah yang dihasilkan (Uranium) bisa

berpengaruh pada genetika. Di samping

itu, tenaga nuklir memancarkan radiasi

radio aktif yang sangat berbahaya bagi

manusia

TAHUN LOKASI JENIS KECELAKAAN

10 Juli 1976

seveso, Italia

ledakan zat kimia: sejumlah 0,5 - 10 kg Dioksin beracun tersebar pada daerah seluas 18 km2

11 Juli 1978

San Carlos, de la Rapita Spanyol,

Lori seberat 36 ton, mengangkut gas propylene menabrak dinding perkemahan dan meledak, menyebabkan kobaran api setinggi 30 meter

25 Februari 1984

Cubatao, Brazil

Sati pipa rusak dan gasolin bocor kemudian meledak menyebabkan kebaran api raksasa.


artikel pltn

Documents