nuclear power plant technology

8/7/2019 nuclear power plant technology

http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 1/29

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002]

TUGAS

DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK

TKE072203

³Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir´

Disusun oleh :

MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH

H1C009002

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL


FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

JURUSAN TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

PURBALINGGA

2011



UNI E R I JENDER L SOEDIR N

MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 2

Daftar Isi

I.Pendahuluan««««««««««««««««««««««««.«««1

II.Latar Belakang««««««««««««««««««««««««.«..2

III.Prinsip Kerja PLT «««««««««««««««««««««.««3

III.1.Keselamatan Reaktor«««««««««««.«««.««««..4

III.2.Sistem Keamanan Berlapis««««««««««««««..««.5

IV.Komponen Reaktor««««««««««««««««««««...«««6

IV.1.Aksesori Reaktor«««««««««««««««««««««10

V.Jenis Reaktor PLT «««««««««««««««««««««.««..11

V.1.Reaktor Fisi«««««««««««««««««««««.«.«11

V.2.Reaktor Fusi««««««««««««««««««««.«««23

V.3. Reaktor Penelitian««««««««««««««««««««..24

VI.Keuntungan dan kekurangan«««««««««««««««.««««.25

Daftar Pustaka«««««««««««««««««««««««««««26



UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN


I.Pendahuluan

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah pembangkit daya thermal

yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Prinsip kerja

sebuah PLTN hampir sama dengan sebuah Pembangkilt Listrik Tenaga Uap, menggunakan

uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin. Putaran turbin inlah yang diubah menjadi energi

listrik. Perbedaannya ialah sumber panas yang digunakan untuk menghasilkan panas. Sebuah

PLTN menggunakan Uranium sebagai sumber panasnya. Reaksi pembelahan (fisi) inti

Uranium menghasilkan energi panas yang sangat besar.

Daya sebuah PLTN berkisar antara 40 Mwe sampai mencapai 2000 MWe, dan untuk

PLTN yang dibangun pada tahun 2005 mempunyai sebaran daya dari 600 MWe sampai 1200

MWe. Sampai tahun 2006 terdapat 443 PLTN yang beroperasi di dunia, yang secarakeseluruhan menghasilkan daya sekitar 1/6 dari energi listrik dunia.

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.

Hingga tahun 2005 terdapat 443 PLTN berlisensi di dunia, dengan 441 diantaranya

beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai 17% daya

listrik dunia.





II.Latar Belakang

y Ketersediaan bahan bakar dari fosil yang semakin langka

y Harga fosil fuel yang fluktuatif y Permintaan tenaga listrik yang semakin meningkat

y Isu perubahan iklim,global warming,dll

y Krisis energi yang melanda dunia

y Tenaga nuklir tidak menghasilkan gas emisi yang berbahaya (gas greenhouse effect)

y Energi terbarukan(geothermal,solar cell,wind,etc) belum mampu menggantikan peran

bahan bakar fosil





III.Prinsi Kerja PLTN

Pr i i r j PLTN sebenarnya mir i dengan pembangk it listr ik lainnya, misalnya

Pembangk it Listr ik Tenaga Uap (PLTU). Uap ber tekanan tinggi pada PLTU digunakan untuk

memutar turbin. Tenaga gerak putar turbin ini kemudian diubah menjadi tenaga listr ik dalam

sebuah generat r.

Perbedaan PLTN dengan pembangk it lain ter letak pada bahan bakar yang digunakan

untuk menghasilkan uap, yaitu Uranium. R eaksi pembelahan (f isi) inti Uranium menghasilkan

tenaga panas (termal) dalam jumlah yang sangat besar ser ta membebaskan 2 sampai 3 buah

neutron





III.1.Keselamatan Reaktor

Tugas utama keselamatan reaktor adalah mencegah terlepasnya zat-zat radioaktif ke

lingkungan baik dalam keadaan operasi normal, gangguan maupun kecelakaan. Tugas ini

dilakukan oleh sistem keselamatan raktor.

Filosofi keselamatan reaktor adalah ³gagal selamat´ artinya bila reaktor beroperasi tidak

normal sistem keselamatan segera mematikan reaktor dan mengambil tindakan pengamanan

secara otomatis. Tujuannya adalah elemen bakar selalu memperoleh pendinginan yang cukup

sehingga integritasnya selalu terjaga dan pelepasan zat radioaktif terhindarkan. Oleh karena

itu sistem keselamatan reaktor harus mempunyai keandalan yang tinggi. Dia harus berfungsi

dalam setiap saat dan setiap keadaan termasuk keadaan bila terjadi bencana alam seperti

gempa bumi.

Keandalan yang tinggi ini dicapai dengan jalan:

1. Kontrol kualitas yang ketat setiap komponen reaktor dari pembuatan sampai

pemasangan dengan pengesetan berulang-ulang dengan berbagai cara.

2. Inspeksi kontinyu selama beroperasi

3. Didesain dengan prinsip ganda yaitu diversiter dan redudan Diversiter artinya

beberapa sistem yang berbeda tetapi mempunyai tugas yang sama. Redudan artiya

perangkap sistem dan komponen

4. Analisis keselamatan yang berisi tanggapan reaktor terhadap gangguan dan kecelakaan

yang mungkin terjadi termasuk resikonya. Analisis ini harus menunjukkan bahwa

reaktor hanya akan memberikan resiko dibawah batas yang diijinkan meskipun dalam

keadaan kecelakaan.





III.2.Sistem Keamanan Berlapis

Dalam teknologi reaktor dikenal istilah sistem keselamatan berlapis yaitu lapisan penghalang

terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan. Sebagai gambaran disajikan sistem penghalang pada

suatu reaktor daya, yaitu:

y Kristal bahan bakar

y Kelongsong elemen bakar

y Bejana tekan

y Bejana keselamatan

y Sistem penahan gas dan cairan aktif y Perisai biologis

y Gedung reaktor

y Sistem tekanan negatif

Bila prisisp-prisip keselamatan ini digunakan dalam pembangunan reaktor, niscaya

keselamatan operasi reaktor akan terjamin. Untuk reaktor kecil seperti reaktor riset sistem

keselamatannya tidak selengkap reaktor daya.





1).Bahan Bakar Nuk lir

Terdapat dua jenis bahan bakar nuklir yaitu BAHAN FISIL dan BAHAN FERTIL.

Bahan Fisil ialah :

suatu unsur/atom yang langsung dapat memberikan reaksi pembelahan apabila dirinya

menangkap neutron.

Contoh: 92U233

, 92U235

, 94PU239

, 94PU241

Bahan Fertil ialah :

suatu unsur /atom yang setelah menangkap neutron tidak dapat langsung membelah, tetapi

membentuk bahan fisil.

Contoh: 90TH

232

, 92U

238

Pada kenyataannya sebagian besar bahan bakar nuklir yang berada di alam adalah

bahan fertil, sebaai contoh isotop Thorium di alam adalah 100% Th-232, sedangkan isotop

Uranium hanya 0,7% saja yang merupakan bahan fisil (U-235), selebihnya sebesar 99,35

adalah bahan fertil (U-238).

Karena alasan fisis, elemen bakar suatu reaktor dibuat dengan kadar isotop fisilnya

lebih besar dari kondisi alamnya, isotop yang demikian disebut sebagai isotop yang

diperkaya, sedangkan sebaliknya untuk kadar isotop fisil yang lebih kecil dari kondisi

alamnya disebut sebagai isotop yang susut kadar, biasanya ditemui pada elemen bakar bekas.

Selain perubahan kadar bahan fisilnya, elemen bakar biasanya dibuat dalam bentuk oksida

atau paduan logam dan bahkan pada dasa warsa terakhir ini sudah banyak dikembangkan

dalam bentuk silisida. Contoh komposisi elemen bakar yang banyak dipakai: UO2, U3O8-Al,

UzrH, U3Si2-Al dan lain-lain.

Tujuan utama dibuatnya campuran tersebut adalah agar diperoleh elemen bakar yang

nilai bakarnya tinggi, titik lelehnya tinggi, penghantaran panasnya baik, tahan korosi, tidak

mudah retak serta mampu menahan produk fisi yang terlepas





2).Bahan Moderator

Dalam reaksi fisi, neutron yang dapat menyebabkan reaksi pembelahan adalah neutron

thermal. Neutron tersebut memiliki energi sekitar 0,025 eV pada suhu 27oC. sementara

neutron yang lahir dari reaksi pembelahan memiliki energi rata-rata 2 MeV, yang sangat jauh

lebih besar dari energi thermalnya.

Syarat bahan moderator adalah atom dengan nomor massa kecil. Namun demikian

syarat lain yang harus dipenuhi adalah: memiliki tampang lintang serapan neutron (keboleh-

jadian menyerap neutron) yang kecil, memiliki tampang lintang hamburan yang besar dan

memiliki daya hantara panas yang baik, serta tidak korosif.

Contoh bahan moderator : H2O, D2O (Grafit), Berilium (Be) dan lain-lain.

3).Pendingin Reaktor

Pendingin reaktor berfungsi sebagai sarana pengambilan panas hasil fisi dari dalam

elemen bakar untuk dipindahkan/dibuang ke tempat lain/lingkungan melalui perangkat

penukar penukar panas (H.E.). Sesuai dengan fungsinya maka bahan yang baik sebagai

pendingin adalah fluida yang koefisien perpindahan panasnya sangat bagus. Persyaratan lain

yang harus dipenuhi agar tidak mengganggu kelancaran proses fisi pada elemen bakar adalah

pendingin juga harus memiliki tampang lintan serapan neutron yang kecil, dan tampang

lintang hamburan yang besar serta tidak korosif. Contoh fluida-fluida yang biasa dipakai

sebagai pendingin adalah: H2O, D2O, Na cair. Gas He dan lain-lain.

4).Batang Kendali Reaktor

Batang kendali berfungsi sebagai pengendali jalannya operasi reaktor agar laju

pembelahan/populasi neutron di dalam teras reaktor dapat diatur sesuai dengan kondisi

operasi yang dikehendaki. Selain hal tersebut, batang kendali juga berfungsi untuk

memadamkan reaktor/menghentikan reaksi pembelahan. Sesuai dengan fungsinya, bahan

batang kendali adalah material yang mempunyai tampang lintang serapan neutron yang sangat

besar, dan tampang lintang hamburan yang kecil. Bahan-bahan yang sering dipakai adalah:

Boron, cadmium, gadolinium dan lain-lain. Bahan-bahan tersebut biasanya dicampur dengan

bahan lain agar diperoleh sifat yang tahan radiasi, titik leleh yang tinggi dan tidak korosif.

Prinsip kerja pengaturan operasi adalah dengan jalan memasukkan dan mengeluarkan batang

kendali ke dan dari teras reaktor. Jika batang kendali dimasukkan, maka sebagian besar

neutron akan tertangkap olehnya, yang berarti populasi neutron di dalam reaktor akan





berkurang dan kemudian padam. Sebaliknya jika batang kendali dikeluarkan dari teras, maka

populasi neutron akan bertambah, dan akan mencapai tingkat jumlah tertentu.

Pertambahan/penurunan populasi neutron berkait langsung dengan perubahan daya reaktor.

5).Perangkat Detector

Detektor adalah komponen penunjang yang mutlak diperlukan di dalam reaktor nuklir.

Semua insformasi tentang kejadian fisis di dalam teras reaktor, yang meliputi popularitas

neutron, laju pembelahan, suhu dan lain-lain hanya dapat dilihat melalui detektor yang

dipasang dalam di dalam teras. Secara detail mengenai masalah tersebut akan dibicarakan

dalam pelajaran instrumentasi reaktor.

6).Ref lektor

Neutron yang keluar dari pembelahan bahan fisil, berjalan dengan kecepatan tinggi ke

segala arah. Karena sifatnya yag tidak bermuatan listrik maka gerakannya bebas menembus

medium dan tidak berkurang bila tidak menumbuk suatu inti atom medium. Karena sifat

tersebut, sebagian neutron tersebut dapat lolos keluar teras reaktor, atau hilang dari sistem.

Keadaan ini secara ekonomi berati kerugian, karena netron tersebut tidak dapat digunakan

untuk proses fisi berikutnya.

Untuk mengurangi kejadian ini, maka sekeliling teras reaktor dipasang bahan

pemantul neutron yang disebut reflektor, sehingga nutron-neutron yang lolos akan bertahan

dan dikembalikan ke dalam teras untuk dimanfaatkan lagi pada proses fisi berikutnya.

Bahan-bahan reflektor yang baik adalah unsur-unsur yang mempunyai tampang

lintang hamburan neutron yang besar, dan tampang lintang serapan yang sekecil mungkin

serta tidak korosif. Bahan-bahan yang sering digunakan antara lain: Berilium, Grafit, Parafin,

Air, D2O.

7).Bejana dan Perisai Reaktor

Bejana/tangki raktor berfungsi untuk menampung fluida pendingin agar teras reaktor

selalu terendam di dalamnya. Bejana tersebut selain harus kuat menahan beban, maka harus

pula tidak korosif bila berinteraksi dengan pendingin atau benda lain di dalam teras. Bahan

yang bisa digunakan adalah: alumunium, dan stainless stell.





Perisai reaktor berfungsi untuk menahan/menghambat/menyerap radiasi yang lolos

dari teras reaktor agar tidak menerobos keluar sistem reaktor. Karena reaktor adalah sumber

radiasi yang sangat potensial, maka diperlukan suatu sistem perisai yang mampu menahan

semua jenis radiasi tersebut pada umumnya perisai yang digunakan adalah lapisan beton

berat.

8).Perangkat penukar Panas

Perangkat penukar panas (Heat exchanger) merupakan komponen penunjang yang

berfungsi sebagai sarana pengalihan panas dari pendingin primer, yang menerima panas dari

elemen bakar, untuk diberikan pada fluida pendingin yang lain (sekunder). Dengan sistem

pengambilan panas tersebut maka integritas komponen teras akan selalu terjamin.

Pada jenis reaktor tertentu, terutama jenis PLTN, H.E. juga berfungsi sebgai fasilitas

pembangkit uap.

IV.1.Aksesori Reaktor

Untuk mendukung agar reaktor dapat berfungsi maksimal dan aman terkendali, maka

diperlukan sistem pengendalian proses yang menggunakan beberapa alat tambahan.

Beberapa contoh dari aksesoris tersebut umumnya adalah :

1. Level Controller (LC), suatu alat yang menjaga agar volum (isi) reaktor tetap terjaga,

tidak kehabisan reaktan ataupun kelebihan yang dapat menyebabkan kenaikan

tekanan. Cara kerja dari alat ini adalah dengan terus mendeteksi ketinggian permukaan

bahan dalam reaktor, jika kurang dari toleransi yang diberikan (set point) maka kran

keluaran (output) akan mengecil sampai ketinggian mencapai tinggi yang telah di set.

Sebaliknya jika melebihi kran keluaran akan dibuka lebih lebar untuk mengurangi

bahan dalam reaktor.

2. Pressure Controller (PC), Suatu alat yang bertugas untuk menjaga agar tekanan dalam

reaktor masih berada pada kisaran yang ditetapkan. Biasanya diterapkan pada reaktor





yang memakai reaktan berfasa gas. Cara kerjanya mirip dengan LC yaitu dengan

membuka dan menutup kran.

3. Temperature Controller (TC), suatu alat yang bertugas agar suhu di dalam reaktor

masih berada dalam kisaran suhu operasinya. TC juga bekerja dengan membuka dan

menutup kran, namun kran yang diintervensi adalah kran utilitas. Misalnya CSTR

berpemanas, jika suhu drop maka kran koil uap panas (steam) akan diperbesar

sehingga steam yang masuk akan lebih banyak yang akhirnya suplai panas pun

bertambah dan akhirnya suhu reaktor akan bertambah dan suhu reaktor pun dapat

kembali ke suhu yang normal. Sebaliknya jika suhu reaktor bertambah.





V.Jenis reaktor PLTN

PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga

PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor yang berbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkan

mempunyai sistem keamanan pasif.

V.1.Reaktor Fisi

Reaktor fisi merupakan instalasi yang menghasilkan daya panas secara konstan

dengan memanfaatkan reaksi fisi berantai. Istilah ini dibedakan dengan reaktor fusi yang

memanfaatkan panas dari reaksi fusi. Dimungkinkan adanya reaktor yang memadukan kedua

jenis tersebut (reaktor hibrid).

Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissil

uranium dan plutonium. Reaktor fisi merupakan instalasi yang menghasilkan daya panas

secara konstan dengan memanfaatkan reaksi fisi berantai. Istilah ini dibedakan dengan reaktor

fusi yang memanfaatkan panas dari reaksi fusi. Dimungkinkan adanya reaktor yang

memadukan kedua jenis tersebut (reaktor hibrid).

Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:

y Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-

moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya.

Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam

keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh

moderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan

dengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron

lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi fissi.

y Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator

neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan

reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna

menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal

menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam

proses reaksi fissi masing-masing.





y Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi

berantai untuk menghasilkan reaksi f issi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep

teor i saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan

listr ik, mesk ipun beberapa laborator ium mendemonstrasikan dan beberapa uji

kelayakan sudah dilaksanakan.

Reaktor thermal

1.Light water reactor (LWR )

1.1.Boiling water reactor (BWR )

R eak tor jenis BWR merupakan rancangan reak tor jenis air r ingan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangk it Listr ik

Tenaga Nuk lir. R eak tor BWR per tama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan

General Electr ic (GE). Sampai saat ini, hanya rancangan General Electr ic yang masih

ber tahan. R eak tor BWR rancangan General Electr ic dibangun di Humboldt Bay di

California. Perusahaan lain yang mengembangkan dan membangun reak tor BWR ini

adalah ASEA-Atom, Kraf twerk Union, Hitachi. R eak tor ini mempunyai banyak

persamaan dengan reak tor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reak tor

BWR , uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras

reak tor.

o o o o o o o o





Pada reak tor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang

ber tekanan rendah (sek itar 75 atm) sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih

di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju

perangkat pemisah dan penger ing uap yang ter letak di atas teras kemudian menuju

turbin. Karena air yang berada di sek itar teras selalu mengalami kontaminasi oleh

peluruhan radionuk lida, maka turbin harus diber i per isai dan per lindungan radiasi

sewak tu masa pemeliharaan. Kebanyakan zat radioak tif yang terdapat pada air tersebut

beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang

turbin dapat dimasuk i sesaat setelah reak tor dipadamkan. Uap tersebut kemudian

memasuk i turbin-generator. Setelah turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser

menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reak tor dan memulai sik lus kembali

seper ti di atas.

1.2.Pressur ized water reactor (PWR )

PWR adalah jenis reak tor daya nuk lir yang menggunakan air r ingan biasa

sebagai pendingin maupun moderator neutron. R eak tor ini per tama sekali dirancang

oleh WestinghouseBettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang,

tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power

Di ision. R eak tor PWR komersial per tama dibangun di Shippingpor t, Amer ika Ser ikat

yang beroperasi sampai tahun 1982. Selain Westinghouse, banyak perusahaan lain

seper ti Asea Brown Bover i-Combustion Engineer ing (ABB-CE), Framatome,

Kraf twerk Union, Siemens, and Mitsubishi yang mengembangkan dan membangun

reak tor PWR ini. R eak tor jenis ini merupakan jenis reak tor yang paling umum. Lebih

dar i 230 buah reak tor digunakan untuk menghasilkan listr ik, dan beberapa ratus

lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal.

o o o o o





o Pada reak tor jenis PWR , aliran pendingin utama yang berada di teras reak tor

bersuhu mencapai 325oC sehingga per lu diber i tekanan ter tentu (sek itar 155 atm) olehperangkat pressur izer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator

uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang

kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan

listr ik. Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin

sekunder. Aliran ini kembali memasuk i generator uap dan menjadi uap kembali,

memasuk i turbin, dan demik ian seterusnya

2.Moderator Graf it

2.1.Magnox

R eak tor Magnox merupakan reak tor tipe lama dengan sik lus bahan bakar yang

sangat singkat (tidak ekonomis), dan dapat menghasilkan plutonium untuk senjata

nuk lir. R eak tor ini dikembangkan per tama sekali di nggr is dan di nggr is terdapat 11

PLTN dengan menggunakan 26 buah reak tor Magnox ini. Sampai tahun 2005 ini,

hanya tinggal 4 buah reak tor Magnox yang beroperasi di nggr is dan akan

didekomisioning pada tahun 2010.





R eak tor Magnox menggunakan CO2 ber tekanan sebagai pendingin, graf it

sebagai moderator dan berbahan bakar Uranium alam dengan logam Magnox sebagai

pengungkung bahan bakarnya. Magnox merupakan nama dar i logam campuran yaitu

dengan logam utama Magnesium dengan sedik it Aluminium dan logam lainnya, yang

digunakan sebagai pengungkung bahan bakar logam Uranium alam dengan penutup

yang tidak mudah teroksidasi untuk menampung hasil f isi.

2.2.Advanced gas-cooled reactor (AGR )

Advanced Gas-Cooled R eactor (AGR ) merupakan reak tor generasi kedua dar i reak tor berpendingin gas yang dikembangkan nggr is. AGR merupakan

pengembangan dar i reak tor Magnox. R eak tor ini menggunakan graf it sebagai

moderator netron, CO2 sebagai pendingin dan bahan bakarnya adalah pelet Uranium

oksida yang diperkaya 2,5%-3,5% yang dikungkung di dalam tabung stainless steel.

Gas CO2 yang mengalir di teras mencapai suhu 650oC dan kemudian memasuk i

tabung generator uap. Kemudian uap yang memasuk i turbin akan diambil panasnya

untuk menggerakkan turbin. Gas telah kehilangan panas masuk kembali ke teras.





2.3.High temperature gas cooled reactor (HTGR )

R eak tor ini menggunakan gas helium sebagai pendingin. Karak ter istika

menonjol yang unikdar i reak tor HTGR ini adalah konstruksi teras didominasi bahan

moderator graf it, temperaturoperasi dapat ditingkatkan menjadi tinggi dan ef isiensi

pembangk itan listr ik dapat mencapailebih dar i 40 %. Terdapat 3 bentuk bahan bakar

dar i HTGR , yaitu dapat berupa:

(a) Bentukbatang seper ti reak tor air r ingan (dipakai di reak tor Dragon dan Peach

Bottom);

(b) Bentukblok, di mana di dalam lubang blok graf it yang berbentuk segi enam di

masukkan batangbahan bakar (dipakai di reak tor For t St. Vrain, MHTGR , HTTR );

(c) Bentuk bola (pebl e bed ),di mana butir bahan bakar bersalut didistr ibusikan dalam

bola graf it (dipakai di reak tor AVR ,THTR -300).





2.4.R BMK

R BMK merupakan singkatan dar i Russi ¡ Reak to ¢ Bol shoi M oshchnosty

Kanal ny yang berar i reak tor R usia dengan saluran daya yang besar. Pada tahun 2004

masih terdapat beberapa reak tor RMBK yang masih beroperasi, namun tidak ada

rencana untuk membangun reak tor jenis ini lagi. Keunikan reak tor R BMK terdapat

pada moderator graf itnya yang dilengkapi dengan tabung untuk bahan bakar dan

tabung untuk aliran pendingin.

Pada rancangan reak tor R BMK, ter jadi pendidihan aliran pendingin di teras

samapi mencapai suhu 290°C. Uap yang dihasilkan kemudian masuk ke perangkat

pemisah uap yang memisahkan air dar i uap. Uap yang telah dipisahkan kemudian

mengalir menuju turbin, seper ti pada rancangan reak tor BWR . Masalah yang dihadapi

pada BWR yaitu uap yang dihasilkan bersifat radioak tif juga ter jadi pada reak tor ini.

Namun, dengan adanya pemisahan uap, maka terdapat wak tu jeda yang menurunkan

radiasi di sek itar turbin. Dengan menggunakan moderasi netron yang sangat

bergantung pada graf it, apabila ter jadi pendidihan yang ber lebihan, maka aliran

pendingin akan berkurang sehingga penyerapan netron juga berkurang, tetapi reaksi

f isi akan semak in cepat sehingga dapat menimbulkan kecelakaan





2.5.Pebble bed reactor (PBMR )

R eak tor PBMR menawarkan tingkat keamanan yang baik. Proyek PBMR masa

k ini merupakan lanjutan dar i usaha masa lalu dan dipiloti oleh konglomerat

internasional USA berbasis Exelon Corporation (Commonwealth Edison PECO

Energy), Br itish Nuclear Fuels Limited dan South Afr ican based ESKOM sebagai

perusahaan reak tor.

PBMR menggunakan helium sebagai pendingin reak tor, berbahan bakar

par tikel uranium dioksida yang diperkaya, yang dilapisi dengan Silikon Karbida

berdiameter kurang dar i 1mm, dirangkai dalam matr iks graf it.Bahan bakar ini terbuk ti

tahan hingga suhu 1600oC dan tidak akan meleleh di bawah 3500oC. Bahan bakar

dalam bola graf it akan bersirkulasi melalui inti reak tor karena itu disebut sistem

pebble-bed.





3.Moderator Air berat:

3.1.SGHWR

R eak tor ini ser ing disebut Lig ht Wat er C ool ed Heavy Wat er Reactor

( LWCHW R) dan hanyaada di Pusat Penelitian Winfr ith nggr is. R eak tor berdaya 100

MWe ini merupakan prototipereak tor pembangk it daya tipe SGHWR , dan beroperasi

dar i tahun 1968 sampai tahun 1990.Pada wak tu itu reak tor SGHWR sempat menjadi

suatu fokus pengembangan di nggr is, tetapioleh karena persoalan ekonomi maka

tidak dikembangkan lebih lanjut.

Sementara itu Jepang mengembangkan reak tor air berat yang disebut Advanced

T hermal Reactor (AT R). Jepang membangun reak tor ATR Fugen berdaya 165 MWe.

Keunikan dar ireak tor ATR ini adalah, bahan bakar dapat terbuat dar i uranium dengan

pengayaan rendahatau uranium alam yang diperkaya dengan plutonium. Pada saat

bahan bakar terbakar,penyusutan plutonium di bahan bakar sedik it sekali. R eak tor

prototipe Fugen dioperasikan sejak tahun 1979, tetapi karena ter jadi perubahan

kebijakan dar i pemer intah, sampai saat inireak tor ATR komersial belum pernah

terwujud. R eak tor Fugen beroperasi hingga tahun 2002dan pada tahun ber ikutnya

direncanakan untuk didekomisioning.





3.2.CANDU

R eak tor CANDU atau CANada Deuter ium Uranium adalah jenis reak tor air

berat ber tekanan yang menggunakan Uranium alam oksida sebagai bahan bakar.R eak tor ini dirancang oleh Atomic Energy Canada Limited (AECL) semenjak tahun

1950 di Kanada. Karena menggunakan bahan bakar Uranium alam, maka reak tor ini

membuthkan moderator yang lebih ef isien seper ti air berat.

Moderator reak tor CANDU ter letak pada tangk i besar yang disebut calandr ia,

yang disusun oleh tabung-tabung ber tekanan hor isontal yang digunakan sebagai

tempat bahan bakar, didinginkan oleh aliran air berat ber tekanan tinggi yang mengalir

melewati tangk i calandr ia ini sampai mencapai suhu 290oC. Sama seper ti R eak tor

PWR , uap dihasilkan oleh aliran pendingin sekunder yang mendapat panas dar i aliran

pendingin utama. Dengan digunakannya tabung-tabung ber tekanan sebagai tempat

bahan bakar, memungk inkan untuk mengisi bahan bakar tanpa memadamkan reak tor

dengan memisahkan tabung bahan bakar yang akan diisi dar i aliran pendingin.





Reaktor cepat

Seperti tersirat dalam nama tipe reaktor ini, neutron cepat yang dihasilkan dari

reaksi fisidengan kecepatan tinggi dikondisikan sedemikian rupa sehingga diserap oleh

uranium-238menghasilkan plutonium-239. Dengan kata lain di dalam reaktor dapat

dibiakkan (dibuat)unsur plutonium. Rapat daya dalam teras reaktor cepat sangat

tinggi, oleh karena itu sebagaipendingin biasanya digunakan bahan logam natrium cair

atau logam cair campuran natriumdan kalium (NaK) yang mempunyai kemampuan

tinggi dalam mengambil panas dari bahanbakar.

Konstruksi reaktor pembiak cepat terdiri dari pendingin primer yang berupa

bahan logam cairmengambil panas dari bahan bakar dan kemudian mengalir ke alat

penukar panas-antara(intermediate heat exchan£

er ), selanjutnya energi panasditransfer ke pendingin sekunderdalam alat penukar panas-antara ini. Kemudian

pendingin sekunder (bahan pendingin adalah natrium cair atau logam cair natrium)

yang tidak mengandung bahan radioaktif akan mengalir membawa panas yang

diterima dari pendingin primer menuju ke perangkat pembangkit uap,dan memberikan

panas ke pendingin tersier (air ringan) sehingga temperaturnya meningkat dan

mendidih (proses pembangkitan uap). Uap yang dihasilkan selanjutnya dialirkan ke

turbin untuk memutar generator listrik yang dikopel dengan turbin.Komponen sistem

primer dari reaktor pembiak cepat terdiri dari bejana reaktor, pompa sirkulasi primer,

alat penukar panas-antara. Komponen ini dirangkai oleh pipa penyalur pendingin

membentuk suatu untai (l ¤ ¤ p), karena itu reaktor seperti ini digolongkan dalam kelas

reaktor untai. Apabila seluruh komponen sistem primer di atas semuanya dimasukkan

ke dalam bejana reaktor, maka reaktor pembiak cepat seperti ini digolongkan dalam

kelas reaktor tangki atau reaktor kolam. Contoh reaktor pembiak cepat tipe reaktor

untai adalah reaktor prototipe Monju di Jepang,sedangkan untuk tipe reaktor kolam

adalah reaktor Super Phenix di Perancis yang sudah menjadi reaktor komersial.

Reaktor Cepat Eropa (Eur ¤

pian Fast React ¤

r, EFR) yang secara intensif

dikembangkan oleh negara-negara Eropa diharapkan akan mulai masuk pasar

komersial pada tahun 2010.

Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan

reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.





Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang

dimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam,

dan juga dapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya

menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara

inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal.

Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk

menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.

Lebih dari 20 purwarupa (prototype) reaktor cepat sudah dibangun di Amerika Serikat,

Inggris, Uni Sovyet, Perancis, Jerman, Jepang, India, dan hingga 2004 1 unit reaktor sedang

dibangun di China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia:

y EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.

y Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.

y Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.

y EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.

y Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.

y BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.

y Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.

y BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.

y Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.

y FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.

y Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.

y PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.

(Daya listrik yang ditampilkan adalah daya listrik maksimum, tanggal yang ditampilkan

adalah tanggal ketika reaktor mencapai kritis pertama kali, dan ketika reaktor kritis untuk

teakhir kali bila reaktor tersebut sudah di dekomisi (decommissioned).





V.3. Reaktor Penelitian

Reaktor riset/penelitian adalah suatu reaktor yang dimanfaatkan untuk berbagai

macam tujuan penelitian. Misalnya reaktor uji material yang digunakan secara khusus untuk

uji iradiasi, reaktor untuk eksperimen fisika reaktor, reaktor riset untuk penelitian dengan

menggunakan berkas neutron dan alat eksperimen kekritisan, reaktor untuk pendidikan dan

pelatihan. Di antara reaktor-reaktor tersebut, yang disebut reaktor riset pun terdiri dari

berbagai macam, misalnya reaktor untuk eksperimen berkas neutron dan uji iradiasi material,

reaktor untuk eksperimen perisai, reaktor untuk uji pulsa dan lain-lain. Tipe-tipe reaktor riset

antara lain tipe kolam berpendingin dan bermoderator air berat, tipe kolam berpendingin dan

bermoderator air ringan dan tipe kolam berpendingin air ringan dan bermoderator air berat.





VI.Keuntungan dan Kekurangan

Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:

y Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah

kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit

menghasilkan gas)

y Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon

monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap

fotokimia

y Sedik it menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)

y Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan

y Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan

bakar yang diperlukan

y Baterai nuk lir - (lihat SSTAR)

Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:

y R isiko kecelakaan nuk lir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl

(yang tidak mempunyai containment building)

y Limbah nuk lir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan

hingga ribuan tahun




Daftar Pustaka

http //id.wik ipedia.org/wik i/Reaktor

http //www.scribd.com/doc/19505640/Nuclear-Power-Plant

http //www.batan.go.id/FAQ/faq_ pltn.php

http //id.wik ipedia.org/wik i/Pembangk it_ listrik_tenaga_nuk lir

http //www.batan.go.id/FAQ/faq_reaktor.php

nuclear power plant technology

Documents