pembangkit listrik tenaga nuklir

5/14/2018 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/pembangkit-listrik-tenaga-nuklir-55a92fa38002e 1/16

TUGAS KONSEP TEKNOLOGI

MENGENAL PEMBANGKITLISTRIK TENAGA NUKLIR

DISUSUN OLEH:

NAMA : RIZKI SAPUTERA

NMP : 11.62.0013

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS ISLAM KALIMANTAN MUHAMMAD ARSYAD AL-

BANJARI

2011



BAB I

PENDAHULUAN

Pada saat sekarang ini telah terjadi krisis energi listrik di negeri kita. Oleh

karena itulah pemerintah sedang berusaha membuat pembangkit listrik sebanyak

mungkin untuk menanggulangi krisis energi listrik yang sedang berlangsung.

Disisi lain pembangkit listrik yang beroperasi itu menimbulkan berbagai

macam polusi seperti polusi udara sehingga kehadirannya ditolak dengan alasan

dapat merusak alam sekitar.

Oleh karena itu para ilmuwan berlomba untuk mengatasi krisis energi listrik ini

dan juga mencari solusi bagaimana polusi itu dapat dicegah. Akhirnya muncullah

sebuah teknologi baru yang mampu mengatasi krisis energi listrik, canggih dan

beresiko tinggi, yaitu teknologi atom atau nuklir.

Teknologi atom tersebut yang akan digunakan dalam Pembangkit Listrik

Tenaga Nuklir (PLTN).

Tapi kehadiran PLTN sendiri mendapat tentangan dari masyarakat karena

trauma pada tragedi hiroshima, nagasaki, chernobyl dan yang baru saja terjadi, yaitu

musibah kebocoran PLTN Fukushima akibat goncangan gempa.

Oleh karena itu teknologi atom ini harus dipelajari karena presepsi

masyarakat tentang PLTN selama ini salah. Karena muncul kesimpulan bahwa

PLTN sama dengan bom nuklir yang dijinakkan. Padahal PLTN bukanlah bom nuklir

yg dijinakkan, walaupun menggunakan energi dan reaksi yang sama persis.

Berikut ini tabel perbedaan bom nuklir dan PLTN

Bom nuklir PLTN

Digunakan sebagai senjata pertahanan

negara.

Sebagai sumber daya energi listrik.

Digunakan untuk satu kali reaksi nuklir

saja untuk menghasilkan ledakan nukir.

Digunakan terus menerus melalui reaksi

nuklir hingga bahan bakar itu habis.

Dipasang di moncong peluru dan

disimpan ditempat rahasia dan aman.

Digunakan di dalam sebuah reaktor khusus

dengan tingkat kemanan yang sangat tinggi.



Selain sebagai pembangkit listrik dan bom nuklir, teknologi atom juga berguna

dalam bidang seperti:

• Kesehatan : alat sinar rontgen

• Pangan : membunuh bakteri yang ada di makanan

• Pertanian : rekayasa genetik tanaman unggul

• Propulsi : penggerak kapal induk, kapal selam

Oleh karena itu makalah ini pertama-tama akan membahas tentang teknologi

dasar atom/nuklir pada Bab II. Kemudian akan membahas tentang sejarah

penemuan energi atom dan PLTN pada Bab III. Lalu akan membahas tentang

konsep dasar PLTN pada Bab IV serta keuntungan dan kerugian PLTN pada Bab V.

Tujuan makalah ini adalah meningkatkan pemahaman kita tentang PLTN lebih

dalam agar kita dapat mengerti kenapa pemerintah mati-matian ingin membangun

PLTN di negeri yang tercinta ini.



BAB II

TEKNOLOGI ATOM/NUKLIR

Nuklir merupakan istilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun

atas dua buah partikel fundamental yang menyusun inti atom (nukleus), yaitu proton

dan neutron.

Oleh karena itu, operasi sebuah Reaktor Nuklir sangat bergantung pada

berbagai jenis dari interaksi antara neutron dengan inti atom (nukleus).

Atom dan inti atom

Sebuah atom terdiri dari nukleus, yaitu inti atom yang terdiri dari proton yang

bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan dan dikelilingi oleh elektron

bermuatan negatif. Sehingga inti atom secara keseluruhan bermuatan netral.

Biasanya di dalam pembangkitan sebuah energi atom dalam reaktor, hanyalah

energi yang berasal dari intilah yang diperhitungkan sedangkan energi yang berasal

dari elektron diabaikan (Karena begitu kecilnya).

Neutron yang merupakan partikel dasar penting dalam hubungan dengan

pembangkitan energi nuklir yang bermuatan netral. Konsekuensinya netron tidak

akan mengalami penolakan, seperti halnya partikel bermuatan (proton, elektron)

ketika dari luar mencapai nukleus yang bermuatan positif. Massa neutron lebih besardaripada massa proton.



Reaksi fisi nuklir

Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom

lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta

radiasi elektromagnetik. Atau adalah sebuah proses di mana terjadi pembelahan inti

atom (nukleus) berat akibat ditumbukkan oleh neutron, pembelahan ini

menghasilkan energi, inti atom yang lebih ringan, neutron tambahan dan proton

dalam bentuk sinar gamma. Reaksi fisi nuklir ini yang digunakan untuk pembangkit

tenaga nuklir dan lain-lain.

Reaksi fusi nuklir



Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi

atom baru dan menghasilkan energi yang lebih besar daripada reaksi fisi, juga

dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fusi nuklir ini tidak dapat digunakan untuk

pembangkit listrik tenaga nuklir karena reaksi yang dihasilkan tidak bisa dikendalikan

seperti reaksi fisi, karena menghasilkan energi yang lebih besar dan kuat.

Sinar-sinar yang dihasilkan oleh reaksi nuklir

Sinar-sinar inilah yang sering disebut sebagai radiasi nuklir. Tiap-tiap sinar

mempunyai karakteristik tertentu, yaitu:

Sinar alfa ( α )

Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif

Sinar beta (β)

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta

merupakan bekas elektron yang berasal dari inti atom.

Sinar gamma ( γ )

Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak

bermuatan dan tidak bermassa.



BAB III

SEJARAH SINGKAT TEKNOLOGI ATOM DAN

PLTN

Sejarah penemuan teknologi atom diawali dengan ditemukannya sinar X oleh

Wilhelm Conrad Roentgen secara tidak sengaja pada tahun 1895. Dengan alat

tersebut ia berhasil melihat rangka tulang tangannya setelah tangannya terkena snar

X. Kemudian pada tahun 1896, Antoine Henri Becquerel menemukan radioaktivitas

uranium, yang kemudian hari akan dipakai sebagai bahan baku energi atom.

Penemuan inilah yang memulai perkembangan energi atom di kemudian hari.

Pada tahun 1902, Marie dan Pierre Curie mengisolasi logam radioaktif

disebut radium dan kemudian mereka juga menemukan unsur yang hampir mirip

dengan radium, yaitu barium.

Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang

dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya.

Radiasi yang bermuatan positif dinamakan sinar alfa, dan yang bermuatan negatif

diberi nama sinar beta . Selanjutnya Paul U.Viillard menemukan jenis sinar yang

ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama sinar gamma.

Pada tahun 1905, Albert Einstein merumuskan dalam teori Teori Relativitas

Khusus. Menurut teori ini, massa dapat dianggap sebagai bentuk lain dari energi.

Menurut Einstein, jika entah bagaimana kita bisa mengubah massa menjadi energi,

akan mungkin untuk "membebaskan" sejumlah besar energi.

Pada tahun 1934, Enrico Fermi Italia menghancurkan atom berat dengan

menyemprotkannya pada neutron. Namun dia tidak menyadari bahwa ia telah

memperoleh fisi nuklir.

Pada Desember 1938, meskipun, Otto Hahn dan Fritz Strassman di Berlin

melakukan eksperimen serupa dengan uranium dan menjadi prestasi dunia. Mereka

telah menghasilkan fisi nuklir, mereka telah memisahkan atom yaitu 33 tahun

setelah Einstein mengatakan hal itu bisa dilakukan bahwa massa berubah menjadi

energi.

Pada Desember 1942 di University of Chicago, ahli fisika Italia Enrico Fermi

berhasil menghasilkan reaksi berantai nuklir pertama. Hal ini dilakukan dengan

pengaturan uranium alam gumpalan didistribusikan dalam setumpuk besar grafit

murni, suatu bentuk karbonnya. Dalam reaktor nuklir, moderator grafit berfungsiuntuk memperlambat neutron.



Pada juli 1945, bom nuklir pertama diuji coba dengan sukses di Gurun

nevada, New Meksiko, Amerika, 3 bulan kemudian,6 agustus 1945, Hiroshima dan 9

agustus 1945, Nagasaki, Jepang di bom atom Amerika, lebih dari 1 juta orang tewas

dan ribuan lainnya yang selamat mengalami cacat akibat radiasi nuklir, kemudian 15

agustus 1945 Jepang menyerah kepada Amerika dan berakhirlah Perang Dunia ke 2dan dunia memasuki zaman nuklir.

Kemudian dibuatlah reaktor nuklir yang pertama kali membangkitkan listrik

untuk percobaan yaitu stasiun pembangkit percobaan EBR-I pada 20 Desember

1951 di dekat Arco, Idaho, Amerika Serikat.

Lalu pada tahun 1953, Presiden Amerika Eisenhower menggagas nuklir untuk

damai. Gagasan ini muncul akibat mulainya persaingan nuklir antara Amerika dan

Uni Sovyet yang dikhawatirkan akan memicu perang dunia ke III atau perang nuklir

Pada 27 Juni 1954, PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untuk jaringan listrik (power grid) mulai beroperasi di Obninsk, Uni Soviet. Lalu PLTN

skala komersil pertama adalah Calder Hall di Inggris yang dibuka pada 17 Oktober

1956 dan mulai sejak itu mulai meluaslah penggunaan PLTN dinegara-negara Barat,

Amerika, Jepang, Uni Sovyet dan RRC.

Akhirnya pada tahun 1957, IAEA (Badan Tenaga Atom Dunia) didirikan oleh

PBB di Wina, Austria sebagai yang bertugas sebagai pengawas, pembina dan

promotor kerjasama tenaga atom/nuklir dunia.



BAB IV

KONSEP DASAR PLTN

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) saat ini menyediakan sekitar 17

persen dari total tenaga listrik dunia. Beberapa negara membutuhkan tenaga nuklir

yang lebih besar dari negara lain. Di Prancis, menurut International Atomic Energy

Agency (IAEA), 75 persen tenaga listriknya dihasilkan oleh reaktor nuklir. Jumlah

pembangkit tenaga listrik di dunia diperkirakan lebih dari 400 buah dengan 100 buah

diantaranya berada di Amerika Serikat.

Pada PLTN, bahan bakar sebuah reaktor nuklir berupa uranium. Uranium

merupakan salah satu hasil tambang yang terdapat di bumi. Uranium-238 (U-238)mempunyai waktu paruh yang sangat lama (4,5 milyar tahun) dengan komposisi 99

persen dari total uranium yang ada di bumi. Komposisi lainnya, U-235 mempunyai

sekitar 0,7 persen dan U-234 jauh lebih rendah yang dibentuk melalui proses

peluruhan U-238 (U-238 melalui beberapa tahap peluruhan alpha dan beta untuk

membentuk isotop yang lebih stabil dan U-234 adalah salah satu hasil dari mata

rantai dari peluruhan ini).



Reaktor nuklir adalah suatu tempat atau perangkat yang digunakan untuk

membuat, mengatur, dan menjaga kesinambungan reaksi nuklir berantai pada laju

yang tetap Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan. Saat ini, reaktor nuklir

paling banyak digunakan untuk membangkitkan listrik. Reaktor penelitian digunakan

untuk pembuatan radioisotop (isotop radioaktif) dan untuk penelitian. Awalnya,reaktor nuklir pertama digunakan untuk memproduksi plutonium sebagai bahan

senjata nuklir.

Komponen dasar dari reaktor nuklir adalah sebagai berikut:

Bahan bakar nuklir, berbentuk batang logam berisi bahan radioaktif yang

berbentuk pelat

Moderator, berfungsi menyerap energi neutron

Reflektor, berfungsi memantulkan kembali neutron

Pendingin, berupa bahan gas atau logam cair untuk mengurangi energi panas

dalam reaktor

Batang kendali, berfungsi menyerap neutron untuk mengatur reaksi fisi

Perisai, merupakan pelindung dari proses reaksi fisi yang berbahaya

Cara kerja reaktor nuklir

Dalam sebuah reaktor nuklir , butiran uranium yang sudah diperkaya disusun

dalam sebuah balok dan dikumpulkan ke dalam bundelan (reactor). Bundelan

tersebut direndam dalam air pada sebuah bejana tekan. Air tersebut digunakan

sebagai sebuah pendingin. Bundelan uranium yang digunakan pada reaktor nuklir

berada dalam keadaan superkritis. Hal ini dapat menyebabkan uranium menjadi

panas dan meleleh dengan mudah. Untuk mencegahnya, sebuah balok kontrol

(control rods) dibuat dengan bahan yang menyerap neutron. Balok kontrol

dimasukkan kedalam bundelan uranium dengan menggunakan sebuahmekaninisme yang dapat mengangkat atau menurunkan balok kontrol tersebut.

Pengangkatan dan penurunan balok kontrol menerima perintah seorang operator

untuk mengatur jumlah reaksi nuklir. Ketika seorang operator menginginkan inti

uranium untuk menghasilkan panas yang lebih, balok kontrol dinaikkan dari

bundelan uranium. Sebaliknya, jika ingin panas berkurang maka balok kontrol harus

diturunkan. Balok kontrol dapat diturunkan hingga komplit untuk menghentikan

reaktor nuklir jika terjadi kasus kecelakaan atau penggantian bahan bakar.



Bundelan uranium digunakan sebagai sumber energi panas yang sangat

tinggi. Panas ini dapat mengubah air menjadi uap air. Uap air ini digunakan untuk

menggerakkan sebuah turbin uap yang memutar rotor pada generator. Berdasarkan

hukum Faraday putaran rotor dikonversi menjadi tenaga listrik. Dalam beberapa

reaktor, uap air akan melalui tahap kedua sebagai pengubah panas medium untukmengubah air menjadi uap air yang menggerakkan turbin. Keuntungan dari desain

ini adalah air atau uap air yang tercemar bahan radioaktif tidak akan mengenai

turbin. Dalam reaktor nuklir yang sama, fluida pendingin dalam kontak dengan inti

reaktor dapat berupa gas (karbon dioksida) atau logam cair (sodium, potasium). Tipe

reaktor ini menerima inti uranium untuk beroperasi pada suhu yang lebih tinggi



BAB V

JENIS-JENIS 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.

Reaktor Fisi

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

uranium dan plutonium. Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:

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.

Reaktor thermal

• Light water reactor (LWR)• Boiling water reactor (BWR)• Pressurized water reactor (PWR) • SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR

• Moderator Grafit: • Magnox • Advanced gas-cooled reactor (AGR)• High temperature gas cooled reactor (HTGR) • RBMK • Pebble bed reactor (PBMR)

• Moderator Air berat: • SGHWR • CANDU



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 danreaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-

masing. 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:

• EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.• Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.• Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.• EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.• Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.• BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.• Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.• BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.• Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.• FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.• Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.• PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.

Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang

menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004hal ini hanya berupa konsep teori saja, dan tidak ada purwarupa yang

diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa

laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah

dilaksanakan.



BAB VI

KEUNTUNGAN DAN KEKURANGAN PLTN

Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:

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

rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan

dan hanya sedikit menghasilkan gas)

Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert

karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida,

partikulate atau asap fotokimia

Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)

Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan

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

bahan bakar yang diperlukan

Baterai nuklir

Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:

Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan

Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)

Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan

hingga ribuan tahun



BAB VII

PENUTUP

Bahwa pemahaman masyarakat yang sekarang ini menolak keberadaan

PLTN perlu diluruskan. PLTN adalah sumber energi yang berguna bagi kehidupan

masyarakat. Selain itu juga, PLTN juga memiliki kelebihan lain, yaitu dapat

mengurangi polusi udara. Walaupun PLTN dan PLTU menggunakan cara kerja yang

hampir sama, tapi PLTN mempunyai kelebihan dibandingkan PLTU. Perbedaan

tersebut adalah soal bahan bakar dan polusi udara, dimana PLTN lebih unggul

dibandingkan PLTU.

PLTN sejatinya adalah teknologi canggih yang menggunakan energi atom.

Oleh karena itulah energi atom ini dipandang menjadi solusi energi dunia masa

depan.

Semoga makalah ini bermanfaat bagi siapapun yang ingin mengenal tentang

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.



DAFTAR PUSTAKA

PLTN . http://www.google.co.id/imgres Reaktor nuklir. http://keajaibansains.wordpress.com/2011/03/20/reaktor-nuklir/

Struktur inti atom. http://kliktedy.wordpress.com/2009/08/12/struktur-inti-atom/

Teknologi nuklir. http://www.wikipedia.org/

http://www.google.co.id/imgres



http://keajaibansains.wordpress.com/2011/03/20/reaktor-nuklir/



http://kliktedy.wordpress.com/2009/08/12/struktur-inti-atom/



http://www.wikipedia.org/







pembangkit listrik tenaga nuklir

Documents