Oleh: Sigit Sandjaja Ahmad Lutfi Muzakki
PLTN adalah suatu stasiun pembangkit listrik yang memanfaatkan pengkonversian panas hasil reaksi fisi dalam reaktor nuklir menjadi energi listrik. Reaksi fisi adalah peristiwa pecahnya inti suatu atom menjadi dua atau tiga buah inti atom yang lebih ringan. Secara singkat, proses pemanfaatan panas hasil reaksi fisi untuk menghasilkan energi listrik pada PLTN adalah sebagai berikut : • Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga melepaskan energi dalam
bentuk panas yang sangat besar • Panas dari hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, air pendingin bergantung pada jenis reaktor yang digunakan, bisa berupa air pendingin primer maupun sekunder. • Uap air yang dihasilkan ini digunakan untuk memutar turbin yang menghasilkan energi kinetik. • Energi kinetik tersebut digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan arus listrik.
Prinsip kerja PLTN adalah mengkonversikan panas hasil reaksi fisi di dalam reaktor nuklir menjadi energi listrik. Panas yang dibangkitkan di dalam reaktor nuklir dipindahkan ke air pendingin yang kemudian dipergunakan untuk membangkitkan uap dalam steam generator. Uap yang dihasilkan selanjutnya dipergunakan untuk memutar turbin. Perputaran turbin kemudian digunakan untuk menggerakkan generator sehingga dihasilkan listrik. Sementara itu uap dari turbin diubah kembali menjadi air dalam kondenser untuk kemudian dipompakan kembali ke steam generator.
1.
2. 3. 4. 5.
6. 7.
Reaktor nuklir Steam generator Turbin uap Generator listrik Kondenser Ruang kontrol Bangunan pengukung reaktor
Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi fisi yang menghasilkan panas. 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
Steam generator adalah suatu alat yang mengubah air menjadi uap Ditinjau dari sumber panasnya, steam generator dibagi menjadi dua, yaitu : • Steam generator Unfired : seluruh sumber panasnya diperoleh dari
pembuangan reaktor nuklir • Steam generator fired : seluruh sumber panasnya diperoleh dari pembakaran bahan bakar. Pada jenis ini, steam generator berfungsi sekaligus sebagai reaktor nuklir.
Turbin digunakan untuk memutar generator dengan cara mengubah energi panas yang terkandung dalam uap menjadi energi mekanik. Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi diarahkan untuk mendorong sudut-sudut turbin yang dipasang pada poros sehingga turbin berputar, akibat melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur uap menjadi turun sehingga menjadi uap basah yang kemudian dialirkan ke kondensor.
Generator adalah alat yang bekerja menggunakan prinsip percobaan faraday, yaitu memutar magnet dalam kumparan atau sebaliknya. Ketika magnet digerakkan dalam kumparan maka akan terjadi perubahan fluks gaya magnet (perubahan arah penyebaran medan magnet) di dalam kumparan dan menembus tegak lurus terhadap kumparan sehingga menyebabkan beda potensial antara ujungujung kumparan (yang menimbulkan listrik). Syarat utama untuk dapat menimbulkan listrik, harus ada perubahan fluks magnetik. Cara mengubah fluks magnetik adalah dengan menggerakkan magnet dalam kumparan atau menggerakkan kumparan di antara magnet dengan sumber energi dari luar, seperti uap yang memberikan tekanan pada turbin untuk menggerakkan magnet tersebut.
Adalah suatu alat yang berfungsi menerima masukan uap dari turbin dan mengubahnya kembali menjadi air (dikondensasi) Cara kerja kondenser pada PLTN adalah uap air bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi sebagai air pengisi boiler/ steam generator.
Dalam ruangan ini, operator dapat melihat kondisi semua komponen utama maupun komponen pendukung pengoperasian PLTN. Dan jika terjadi suatu kesalahan dalam operasi, maka operator dapat mengambil tindakan sesegera mungkin, sehingga kecelakaan akibat kerja dapat dihindari.
Bangunan yang terbuat dari beton untuk melindungi lingkungan dari kemunginan keluarnya radiasi dan material radioaktif ke lingkungan, dan sebaliknya juga dapat melindungi reaktor dari kemungkinan kerusakan akibat faktor-faktor luar.
Perhitungan sederhana pada reaktor nuklir. Contoh, ambil 1 gram bahan bakar nuklir 235U. Jumlah atom dalam bahan bakar ini adalah : N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom 235U. Setiap fisi bahan bakar nuklir 235U disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 gram 235U 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 energi listrik, maka energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 g 235U adalah : E listrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x 109 J. Karena 1 J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan elektronik seperti pesawat TV dengan daya (P) 100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh 1 g 235U 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 235U bisa dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.
Perhitungan di atas dapat memberikan gambaran yang cukup jelas mengenai kandungan energi yang tersimpan di dalam bahan bakar nuklir. Energi panas yang dikeluarkan dari pembelahan satu kg bahan bakar nuklir 235U adalah sebesar 17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi yang dihasilkan dari pembakaran 2,4 juta kg (2.400 ton) batubara. Melihat besarnya kandungan energi tersebut, maka timbul keinginan dalam diri manusia untuk memanfaatkan energi nuklir sebagai pembangkit listrik dalam rangka memenuhi kebutuhan energi dalam kehidupan sehari-hari.
Kashiwazaki-Kariwa, Jepang Fukushima- Jepang Paluel, prancis
PLTN yang dioperasikan oleh perusahaan listrik raksasa jepang (TEPCO) KK-1
KK-2
KK-3
KK-4
KK-5
KK-6
KK-7
Tipe Reaktor
BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
ABWR
ABWR
Daya bersih
1,067
1,067
1,067
1,067
1,067
1,315
1,315
Daya kotor
1,100
1,100
1,100
1,100
1,100
1,356
1,356
Mulai operasi
6/5/1980
11/18/1985
3/7/1989
3/5/1990
6/20/1985
11/3/1992
7/1/1993
Rintisan pertama
12/12/1984
11/30/1989
10/19/1992
11/01/199 3
7/20/1989
12/18/1995
11/01/1996
9/18/1985
9/28/1990
8/11/1993
8/11/1994
4/10/1990
11/7/1996
7/2/1997
330
360
310
310
420
310
280
Hitachi
Hitachi/ Toshiba/G E
Hitachi/ Toshiba/GE
Tanggal komisi
Biaya instalasi (1,000 yen/kW) Merek reaktor
Toshiba
Toshiba
Toshiba
Hitachi
PLTN yang dioperasikan oleh perusahaan listrik raksasa jepang (TEPCO) Semua rektor berjenis BWR dengan menghasilkan daya sebesar 1.100 MW per unitnya.
unit Rintisan pertama Biaya instalasi (1,000 yen/kW) Merek reaktor
1 31/07/1981
2
3
4
23/06/1983
14/12/1984
250,000,000 230,000,000
290,000,000
250,000,000
Toshiba
Toshiba
Hitachi
Toshiba
17/12/1986
arsitektur
Toshiba
Hitachi
Toshiba
Toshiba
pembuatan
Kajima
Kajima
Kajima
Takenaka
Sebuah PLTN yang dioperasikan oleh EDF
Reaktor
Tipe
Daya bersih
Total daya
Paluel 1
PWR
1330 MW
1382 MW
Paluel 2
Paluel 3
Paluel 4
PWR
PWR
PWR
1330 MW
1330 MW
1330 MW
Mulai Dibangun
Selesai dibangun
Mulai dioperasikan
01.12.1985 15.08.1977
22.06.1984
01.01.1978
04.09.1984
01.12.1985
01.02.1979
30.09.1985
01.02.1986
01.02.1980
11.04.1986
01.06.1986
1382 MW
1382 MW
1382 MW
Sekian, Wassalamu’alaikum Wr Wb
