Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

1. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR
I. PENDAHULUAN
Masyarakat pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yang dijatuhkan
di Hiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat
yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan sampai
sekarang. Di samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah
memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat manusia.
Sampaisaat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas
dalamberbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi
produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang
merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir dalam
bidang energi saat ini sudah berkembang dan dimanfaatkan secara besar-besaran dalam bentuk
Pembangkit Listrik Tenaga nuklir (PLTN), dimana tenaga nuklir digunakan untuk
membangkitkan tenaga listrik yang relatif murah, aman dan tidak mencemari lingkungan.
Pemanfaatan tenaga nuklir dalam bentuk PLTN mulai dikembangkan secara komersial sejak
tahun 1954. Pada waktu itu di Rusia (USSR), dibangun dan dioperasikan satu unit PLTN air ringan
bertekanan tinggi (VVER = PWR) yang setahun kemudian mencapai daya 5 Mwe. Pada tahun 1956 di
Inggris dikembangkan PLTN jenis Gas Cooled Reactor (GCR + Reaktor berpendingin gas) dengan daya 100
Mwe. Pada tahun 1997 di seluruh dunia baik di negara maju maupun negara sedang berkembang telah
dioperasikan sebanyak 443 unit PLTN yang tersebar di 31 negara dengan kontribusi sekitar 18 % dari
pasokan tenaga listrik dunia dengan total pembangkitan dayanya mencapai 351.000 Mwe dan 36 unit
PLTN sedang dalam tahap kontruksi di 18 negara.
II. PEMBAHASAN
a. Definisi PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrikthermal di
mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit
listrik.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% dayalistrik
dunia.
b. Proses Kerja PLTN

2. Proses kerja PLTN sebenarnya sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional
seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang umumnya sedah 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 melalu PLTN. Reaktor daya
hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari rekasi fisi, sedang kelebihan neutron dalam
teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan
panas hasil fisi, maka rekator 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 :
Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas
yang sangat besar
Panas hasil reaksi tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin
primer maupun sekunder bergantung pada tiper reaktor nuklir yang digunakan
Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak
(kinetik)
Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga
dihasilkan arus listrik
c. 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 digunakan
untuk menggerakkan generator, sehingga akan dihasilkan tenaga listrik. Pembangkit listrik
dengan bahan bakar batubara, minyak dan gas mempunyai potensi yang dapat menimbulkan
dampak lingkungan dan masalah transportasi bahanbakar dari tambang menuju lokasi
pembangkitan. Dampak lingkungan akibat pembakaran bahan fosil tersebut dapat berupa CO2
(karbon dioksida), SO2 (sulfur dioksida) dan NOx (nitrogen oksida), serta debu yang
mengandung logam berat. Kekhawatiran terbesar dalam pembangkit listrik dengan bahan bakar
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 reaksi

3. pembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam suatu reaktor nuklir. Tenaga panas tersebut
digunakan untuk membangkitkan uap di dalam sistem pembangkit uap ( Steam Generator) dan
selanjutnya sama seperti pada PLK, uap digunakan untuk menggerakkan turbingenerator sebagai
pembangkit tenaga listrik. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan
secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkitan listrik ini tidak
membebaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dibuang ke lingkungan 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 sebelum dilakukan penyimpanan secara
lestari.
d. 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
isotopfissiluraniumdan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fisi 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 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.
Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi
berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal 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.
* Reaktor thermal

4. Light water reactor (LWR)
o Boiling water reactor (BWR)
o Pressurized water reactor (PWR)
o SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
Moderator Grafit:
o Magnox
o Advanced gas-cooled reactor (AGR)
o High temperature gas cooled reactor (HTGR)
o RBMK
o Pebble bed reactor(PBMR)
ModeratorAir berat:
o SGHWR
o CANDU
* 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 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:
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.

5. 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).
# Reaktor Fusi
Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya sedikit
limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Namun
demikian, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang
menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi bidang
penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.
e. Keselamatan Nuklir
Berbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan
masyarakat, para pekerja reaktor dan lingkungan PLTN. Usaha ini dilakukan untuk menjamin
agar radioaktif yang dihasilkan reaktor nuklir tidak terlepas ke lingkungan baik selama operasi
maupun jika terjadi kecelakaan. Tindakan protektif dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat
dihentikan dengan aman setiap waktu jika diinginkan dan dapat tetap dipertahanan dalam
keadaan aman, yakni memperoleh pendinginan yang cukup. Untuk ini panas peluruhan yang
dihasilkan harus dibuang dari teras reaktor, karena dapat menimbulkan bahaya akibat pemanasan
lebih pada reaktor. Keselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan
uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang
tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang.
Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reaktor
tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi.
Penghalang Ganda
PLTN mempunyai sistem pengaman yang ketat dan berlapis-lapis, sehingga kemungkinan
terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkannya sangat kecil. Sebagai contoh, zat
radioaktif yang dihasilkan selama reaksi pembelahan inti uranium sebagian besar (> 99%) akan
tetap tersimpan di dalam matriks bahan bakar, yang berfungsi sebagai penghalang pertama.
Selama operasi maupun jika terjadi kecelakaan, kelongsongan bahan bakar akan berperan
sebagai penghalang kedua untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar
kelongsongan. Dalam hal zat radioaktif masih dapat keluar dari dalam kelongsongan, masih ada
penghalang ketiga yaitu sistem pendingin. Lepas dari sistem pendingin, masih ada penghalang
keempat berupa bejana tekan dibuat dari baja dengan tebal ± 20 cm. Penghalang kelima adalah
perisai beton dengan tebal 1,5-2 m. Bila zat radioaktif itu masih ada yang lolos dari perisai beton,
masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal ± 7
cm dan beton setebal 1,5-2 m yang kedap udara. Jadi selama operasi atau jika terjadi kecelakaan,
zat radioaktif benar-benar tersimpan dalam reaktor dan tidak dilepaskan ke lingkungan.
Kalaupun masih ada zat radioaktif yang terlepas jumlahnya sudah sangat diperkecil sehingga
dampaknya terhadap lingkungan tidak berarti.

6. Gb. Sistem Keselamatan Reaktor dengan Penghalang Ganda
Pertahanan Berlapis
Disain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis (defence in depth).
Pertahanan berlapis ini meliputi : lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan
dioperasikan sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologi
mutakhir; lapis keselamatan kedua, PLTN dilengkapi dengan sistem pengaman/keselamatan
yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-aibat dari kecelakaan yang mungkin
dapat terjadi selama umur PLTN dan lapis keselamatan ketiga, PLTN dilengkapi dengan sistem
pengamanan tambahan, yang dapat diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. Namun
demikian kecelakaan tersebut kemungkinan terjadinya sedemikian sehingga tidak akan pernah
terjadi selama umu uperasi PLTN.
f. Keuntungan dan Kerugian 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 karbonmonoksida,
sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asapfotokimia.
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 - (lihat SSTAR).
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang
tidak mempunyai containment building).

7. Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga
ribuan tahun.
FaktaManfaatdanBahayaEnergiNuklir
ManfaatdanKerugiandariEnergiNuklir
Seiring dengan perkembangan teknologi, serta semakin kurangnya sumber energi dunia saat ini,
sumber daya energi dari Nuklir pun menjadi salah satu yang dipertimbangkan Indonesia menjadi
pemasok energi yang sangat potensial bagi kebutuhan masyarakat.
BBM yang makin tinggi, serta efek pemanasan global yang dihasilkannya membuat negara-
negara maju seperti Amerika menjadikan nuklir sebagai sumber energi yang penting bagi
kebutuhan listrik disana.
Lalu apa saja manfaat dan kerugiannya jika kita membangun PLTN (pembangkit listrik tenaga
nuklir)? Berikut fakta-fakta seputar energi nuklir yang bisa dipertimbangkan baik buruknya.
Fakta Manfaat:
Amerika adalah salah satu negara dengan pengguna energi nuklir terbesar. Nuklir di
Amerika menghasilkan sekitar 20 persen energi dari 103 PLTN yang ada.
Prancis adalah salah satu pemasok listrik dari energi nuklir terbesar hingga 75% listrik
domestik dari 59 PLTN yang beroperasi.

8. Di Asia Korea, menjadi penghasil energi listrik terbesar dari nuklir hingga 40% energi
dari 20 PLTN yang beroperasi.
Tercatat sekitar 439 PLTN yang beroperasi di 32 Negara
Nuklir termasuk ramah lingkungan karena limbah produksinya sedikit di bandingkan
dengan bahan bakar fosil karena tidak menghasilkan logam berat seperti cadmium,
plumbum, arsen, serta gas emisi seperti SO2, VHC.
Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan reaksi fisi (proses pemisahan atom
menjadi inti yang lebih kecil)
Sumber energi reaksi nuklir berasal dari Uranium yang tidak terbarukan
PLTN menjadi salah satu yang menghasilkan udara bersih di Amerika karena limbah
produksi yang sangat sedikit.
limbah radioaktif nuklir dipendam di didalam wadah di bawah permukaan tanah dan
biasanya di gunung hingga radioaktif nya hilang.
Fakta Kerugian/Bahaya:
Ledakan Nuklir dapat menghasilkan radiasi sangat tinggi yang melepaskan elektron dan
mampu merusak DNA.
Bencana Pertama tercatat sebagai bahaya nuklir adalah saat Bom Hirosima dan Nagasaki
yang mempu menghancurkan wilayah tersebut hingga berkeping-keping hingga
menewaskan 140.000 orang di Hirosima dan 80.000 orang di Nagasaki.
Saat suatu daerah terkena ledakan nuklir, maka nuklir akan naik ke atmosfer dan tetap
berada di atmosfer hingga bertahun-tahun sebelum mengendap di udara atau
dipermukaan tanah.
Tahun 1979, pembangkit listrik tenaga nuklir meledak di Three Mile Island
Pennsylvania. Bencana tersebut membuat 2 juta penduduk terdekat terkena radiasi rendah
(kurang dari kekuatan sebuah x-ray).
Bencana terburuk lainnya dari ledakan PLTN dalam sejarah terjadi di Ukraina pada tahun
1986. Ledakan di Pembangkit Listrik Chernobyl menewaskan 30 pekerja dan
menyebabkan relokasi dari 300.000 penduduk. Dalam tahun-tahun berikutnya, ribuan
anak-anak yang tinggal di dekat pabrik menderita kanker tiroid.
Jepang telah mengalami 3 kali ledakan PLTN sejak tahun 1999. Kecelakaan terbaru
tahun 2011 di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Fukushima terjadi setelah gempa 9,0
skala Richter dan tsunami berikutnya yang merusak sistem pendingin. Pemerintah
mengevakuasi lebih dari 2.000 penduduk dari radius 20 kilometer di sekitar pabrik.
III. KESIMPULAN

9. Dari uraian di atas maka dapat diambil kesimpulan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir :
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan stasiun pembangkit listrikthermal
di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit
listrik.
Pada proses kerja dari PLTN hampir sama dengan proses kerja dari Pembangkit Listrik
Konvensional, hanya saja yang membedakannya adalah sumber panas yang digunakan.
Pada PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir.
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan, yaitu reaktor fisi dan
reaktor fusi.
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotopfissiluranium
dan plutonium. Reaktor daya fisi dibagi menjadi : reaktor thermal, reaktor cepat dan
reaktor subkritis.
Reaktor daya fusi menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya
sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik.
Beberapa usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan
masyarakat, para pekerja reaktor dan lingkungan PLTN diantaranya dengan penghalang
ganda dan pertahanan berlapis.
PLTN memiliki keuntungan dan kerugian dalam pelaksanaannya, diantara beberapa
keuntungan salah satunya 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. Dan salah satu kerugiannya adalah
Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang
tidak mempunyai containment building).
LESTARI MARBUN

10. TUGAS MAKALAH
DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK
“PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR”
DISUSUN OLEH:
NAMA : LESTARI MARBUN
KELAS : X TKJ-1
TAHUN AJARAN 2013/2014
EKA PRASETYA MEDAN