Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal dimana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketikadaya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40MWe 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 441diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai17% daya listrik dunia.
Proses Kerja PLTN
Proses kerja PLTN sebenarnya sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit lisrtik 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, sedangkan PLTU mendapatkan 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 fiksi, sedangkan 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 hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
1. Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fiksi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.
2. Panas hasil reaksi tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin
primer maupun skunder bergantung pada tiper 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.
Perbedaan Pembangkit Listrik Konvensional (PLK) dengan PLTN
Proses kerja PLTN sebenarnya sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit lisrtik 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, sedangkan PLTU mendapatkan 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 fiksi, sedangkan 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 hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
1. Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fiksi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.
2. Panas hasil reaksi tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin
primer maupun skunder bergantung pada tiper 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.
Perbedaan Pembangkit Listrik Konvensional (PLK) dengan PLTN
Dalam pembangkit listrik konvensional, air diuapkan di dalam suatu ketel melaluipembakaran bahan fosil (minyak, batubara dan gas). Uang yang dihasilkan dialirkan ke turbin uap yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin selanjutnya digunakanuntuk menggerakkan generator, sehingga akan dihasilkan tenaga listrik. Pembangkit listrik dengan bahan bakar batubara, minyak dan gas mempunyai potensi yang dapat menimbulkandampak lingkungan dan masalah transportasi bahanbakar dari tambang menuju lokasipembangkitan. Dampak lingkungan akibat pembakaran bahan fosil tersebut dapat berupa CO2(karbon dioksida), SO2 (sulfur dioksida) dan NOx (nitrogen oksida), serta debu yangmengandung logam berat. Kekhawatiran terbesar dalam pembangkit listrik dengan bahanbakar fosil adalah dapat menimbulkan hujan asam dan peningkatan pemanasan global.
PLTN berperasi dengan prinsip yang sama seperti PLK, hanya panas yang digunakan untuk menghasilkan uap tidak dihasilkan dari pembakaran bahan fosil, tetapi dihasilkan dari reaksipembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam suatu reaktor nuklir. Tenaga panas tersebutdigunakan untuk membangkitkan uap di dalam sistem pembangkit uap (Steam Generator) dan selanjutnya sama seperti pada PLK, uap digunakan untuk menggerakkan turbin generator sebagai pembangkit tenaga listrik. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkitan listrik initidak membebaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dibuang kelingkungan atau melepaskan partikel yang berbahaya seperti CO2, SO2, NOx ke lingkungan,sehingga PLTN ini merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN sebelumdilakukan penyimpanan secara lestari.
Jenis-Jenis PLTN
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga PLTNyang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor yangberbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkanmempunyai sistem keamanan pasif.
1. Reaktor Fisi
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissiluranium dan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fisi dikelompokkan lagi menjadi:
1. 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 dalamkeadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau di lambatkan (dibua thermal) olehmoderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitandengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi fissi.
2. Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda denganreaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan gunamenjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermalmenggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalamproses reaksi fissi masing-masing.
3. Reaktor sub kritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksiberantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsepteori saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa ujikelayakan sudah dilaksanakan.
A. Reaktor thermal
a. Light water reactor (LWR)
1. Boiling water reactor (WR)
2. Pressurized water reactor (PWR)
3. SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
Moderator Grafit :
1. Magnox
2. Advanced gas-cooled reactor (AGR)
3. High temperature gas cooled reactor (HTGR)
4. RBMK
5.Pebble bed reactor (PBMR)
Moderator Air berat :
1. SGHWR
2. CANDU
B. Reaktor cepat
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 yangdimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan jugadapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjaminkelangsungan 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 sedangdibangun di China. Berikut beberapa reaktor cepat di dunia :
1. EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.
2. Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.
3. Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.
4. EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.
5. Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.
6. BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.
7. Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.
8. BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.
9. Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.
10. FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.
11. Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.
12. PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.
Daya listrik yang ditampilkan adalah daya listrik maksimum, tanggal yang ditampilkan adalahtanggal ketika reaktor mencapai kritis pertama kali, dan ketika reaktor kritis untuk teakhir kalibila reaktor tersebut sudah di dekomisi (decommissioned).
C. Reaktor Fusi
Fusi nuklir menawarkan listrik. Hal ini masihmenjadi bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Zmachine
Keselamatan Nuklir
Berbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatanmasyarakat, para pekerja reaktor dan lingkungan PLTN. Usaha ini dilakukan untuk menjaminagar radioaktif yang dihasilkan reaktor nuklir tidak terlepas ke lingkungan baik selamaoperasi maupun jika terjadi kecelakaan. Tindakan protektif dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap waktu jika diinginkan dan dapat tetapdipertahanan dalam keadaan aman, yakni memperoleh pendinginan yang cukup. Untuk inipanas peluruhan yang dihasilkan harus dibuang dari teras reaktor, karena dapat menimbulkanbahaya akibat pemanasan lebih pada reaktor. Keselamatan terpasang dirancang berdasarkansifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yangtidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehinggareaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akanmenjamin bahwa teras reaktor tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi.
Keuntungan dan Kerugian PLTN
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah :
1. Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kacahanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikitmenghasilkan gas).
2. Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia.
3. Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
4. Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.
5. Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahanbakar yang diperlukan.
6. Baterai nuklir - (lihat SSTAR).
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN :
1. Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl(yang tidak mempunyai containment building).
2. Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hinggaribuan tahun.
http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2011/11/01/pembangkit-listrik-tenaga-nuklir-pltn-406462.html
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah :
1. Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kacahanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikitmenghasilkan gas).
2. Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia.
3. Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
4. Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.
5. Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahanbakar yang diperlukan.
6. Baterai nuklir - (lihat SSTAR).
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN :
1. Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl(yang tidak mempunyai containment building).
2. Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hinggaribuan tahun.
http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2011/11/01/pembangkit-listrik-tenaga-nuklir-pltn-406462.html
0 komentar:
Posting Komentar