PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
MAKALAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2015
KATA PENGANTAR
Puji syukur
kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya
sehingga kami dapat menyelesaikan makalah berjudul “Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir” ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad
SAW. Makalah ini ditunjukan dalam rangka memenuhi salah satu nilai tugas mata
kuliah Pembangkit Tenaga Listrik. Kami menyampaikan ucapan terimakasih kepada
pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya kami
sampaikan kepada:
1. Silo
Wardono, ST, M. Si. selaku Kepala Program Studi Teknik Listrik yang telah
menyediakan kesempatan dan bantuan fasilitas
dalam menyelesaikan makalah ini;
2.
Ikhsan Kamil, ST, selaku dosen mata kuliah Pembangkit Tenaga Listrik yang telah
membantu dalam memberikan bimbingan dan masukan
dalam pembuatan makalah ini;
3.
Orangtua kami, yang telah memberikan dukungan moral dan do’a dalam
menyelesaikan makalah ini;
4. Semua
pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini
Kami
selaku penulis mohon maaf atas segala kekurangan yang terdapat di dalam
makalah
ini. Kami sadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami
sangat
menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi memperbaiki agar karya
ini
lebih mendekati kesempurnaan. Akhir kata, kami sampaikan banyak terimakasih
atas
perhatian
yang diberikan.
Depok,
28 Desember 2014
Hormat
Kami
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR……………………………………………………………………..i
DAFTAR ISI………………………………………………………………………………ii
BAB I
PENDAHULUAN………………………………………………………………....1
1.1 Latar
Belakang ………………………………………………………………………... 1
1.2 Rumusan
Masalah …………………………………………………………………….. 2
1.3 Tujuan
……………………………………………………………………………….... 2
1.4 Manfaat………………………………………………………………………………...2
BAB II
PEMBAHASAN…………………………………………………………………..3
2.1 Pengertian
PLTN……………………………………………………………………….3
2.2 Prinsip Kerja
PLTN…………………………………………………………………….3
2.3 Dampak
yang Ditimbulkan dari Pembangunan PLTN…………………………………5
2.3.1
Dampak
Positif……………………………………………………………………...5
2.3.2
Dampak
Negatif………………………………………………………………….....5
2.4 Keamanan
dari Penggunaan PLTN……………………………………………………..6
2.5 Komponen
Utama Reaktor Nuklir………………………………………………………7
BAB III PENUTUP………………………………………………………………………….8
3.1 Simpulan…………………………………………………………………………………8
3.2 Saran……………………………………………………………………………………...8
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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 di
rasakan sampai sekarang.
Di
samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah
memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat
manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah
dipergunakan secara luas dalam berbagai 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 dimanfaatkansecara 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
5Mwe. 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 dinegara maju maupun negara sedang berkembang telah dioperasikan
sebanyak 443 unit PLTNyang 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.
Di
Negara kita, pembangkit listrik yang memanfaatkan tenaga nuklir atau umum
disebutkan dengan istilah PLTN ( Pembangkit Listrik Tenaga Listrik) masih belum
banyak dimanfaatkan karena di mata masyarakat
limbah dari pembangkit listrik ini sangat mengancam ekosistem
disekitarnya.
Namun,
seiring dengan krisis energy yang sedang menimpa Indonesia saat ini yang
ditandai dengan semakin menipisnya cadangan minyak yang dimiliki Indonesia,
maka pemerintah berniat membangun PLTN (pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) di
Indonesia. Pemerintah merasa pembangkit-pembangkit listrik yang sudah ada
sekarang dirasa masih kurang memenuhi konsumsi listrik di Indonesia.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan
latar belakang di atas, maka penulis merumuskan beberapa rumusan masalah
sebagai berikut
1.
Apa itu PLTN ?
2.
Bagaimana prinsip kerja PLTN ?
3.
Apa saja dampak yang ditimbulkan dari pembangunan PLTN ?
4.
Apakah PLTN aman digunakan ?
1.3 Tujuan
Berdasarkan
rumusan masalah yang ada, maka tujuan dari pembuatan makalah ini adalah
1.
Untuk mengetahui pengertian PLTN
2.
Untuk mengetahui prinsip kerja PLTN
3.
Untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan dari pembangunan PLTN
4.
Untuk mengetahui keamanan dari penggunaan PLTN
1.4 Manfaat
Berdasarkan
tujuan diatas, maka manfaat dari penulisan makalah ini adalah
1.
Mengetahui pengertian PLTN
2.
Mengetahui prinsip kerja PLTN
3.
Mengetahui dampak yang ditimbulkan dari pembangunan PLTN
4.
Mengetahui keamanan dari pengunaan PLTN
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
PLTN
Pembangkit
Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana
panas yang dihasilkan diperoleh dari satu lebih reaktor nuklir pembangkit
listrik.
PLTN termasuk
dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya
keluarnya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah
dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar
40 MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005
mempunyai daya 600-1.
Pada dasarnya
system kerja dari PLTN sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu: air
diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Ulang yang dihasilkan
dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran
turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga
listrik. Suat gram U-235 setara dengan 2650 batu bara.
Pada PLTN panas
yang digunakan untuk menghasilkan uap yang yang sama, dihasilkan dari reaksi
pembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam reaktor nuklir. Sebagai pemindah
panas biasa digunakan air yang disikulasikan secara terus menerus selama PLTN
beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak
melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau Nox, juga tidak mengeluarkan asap atau debu mengandung logam berat yang dilepas lingkungan.
Oleh karena itu
PLTN 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 bisadisimpan di lokasi
PLTN.
2.2 Prinsip Kerja PLTN
Prinsip kerja PLTN, pada dasarnya sama dengan pembangkit listrik
konvensional, yaitu: air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Uap
yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap.
Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan
tenaga listrik.
Perbedaannya pada pembangkit listrik konvensional bahan bakar untuk
menghasilkan panas menggunakan bahan bakar fosil seperti ; batubara, minyak dan
gas. Dampak dari pembakaran bahan bakar fosil ini, akan mengeluarkan karbon
dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen oksida (NOx), serta debu
yang mengandung logam berat. Sisa pembakaran tersebut akan ter-emisikan ke uadara
dan peningkatan suhu global.
Sedangkan pada PLTN panas yang
digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan
inti bahan fisil (uranium) dalam reactor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa
digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi.
Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak
melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap
atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Reaktor daya
dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN.
Reaktor daya hanya memanfaatkan
energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang 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 panas hasil fisi untuk
menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
1. Bahan
bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energy dalam bentuk
panas yang sangat besar.
2. Panas hasil reaksi nuklir
tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin
primer maupun sekunder bergantung pada tipe 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.
Secara ringkas dan sederhana,
rancangan PLTN terdiri dari air mendidih,
boiling water reactor bisa mewakili PLTN pada umumnya, yakni
setelah ada reaksi nuklir fisi, secara bertubi-tubi, di dalam reaktor, maka
timbul panas atau tenaga lalu dialirkanlah
air di dalamnya. Kemudian uap panas masuk ke turbin dan turbin berputar
poros turbin dihubungkan
dengan generator yang menghasilkan
listrik.
Reaktor
Nuklir adalah suatu alat dimana reaksi berantai dapat dilaksanakan
berkelanjutan dan dikendalikan. Atau dengan kata lain reaktor nuklir
merupakan suatu wadah bahan-bahan fisi dimana proses reaksi berantai terjadi
terus menerus tanpa berhenti atau tempat terjadinya reaksi pembelahan
inti (nuklir). Bagian utama dari reaktor nuklir yaitu: elemen bakar
(batang-batang bahan bakar), perisai (perisai termal), moderator dan elemen
kendali.
Bahan bakar yang digunakan didalam reaktor nuklir ada tiga
jenis antara lain :
·
Uranium-235 (U235),
·
Uranium-233 (U233),
·
Plutonium-239 (Pu239).
Dari ketiga jenis bahan bakar diatas, yang
paling sering digunakan sebagai bahan bakar reaktor adalah Uranium-235
(U235).
2.3 Dampak yang Ditimbulkan dari Pembangunan PLTN
2.3.1 Dampak Positif
Dampak positif dari adanya PLTN ini,
adalah dapat menghasilkan daya listrik yang cukup besar sehingga pada saat
terjadi beban puncak pemakaian daya listrik, kita tidak perlu khawatir lagi akan
adanya pemadaman bergilir.
2.3.2 Dampak Negatif
Reaktor nuklir sangat membahayakan
dan mengancam keselamatan jiwa manusia. Radiasi yang diakibatkan oleh reaktor
nuklir ini ada dua, yaitu :
a) Radiasi langsung yaitu radiasi
yang terjadi bila radioaktif yang dipancarkan mengenai langsung kulit atau
tubuh manusia.
b) Radiasi tak langsung adalah
radiasi yang terjadi lewat makanan dan minuman yang tercemar zat radioaktif,
baik melalui udara, air, maupun media lainnya.
Baik radiasi langsung maupun tidak
langsung, akan mempengaruhi fungsi organ tubuh melalui sel-sel pembentukannya.
Organ-organ tubuh yang sensitif akan dan menjadi rusak. Sel-sel tubuh bila
tercemar radioaktif uraiannya sebagai berikut : terjadinya ionisasi akibat
radiasi dapat merusak hubungan antara atom dengan
molekul-molekul sel kehidupan, juga dapat mengubah kondisi atom itu sendiri,
mengubah fungsi asli sel atau bahkan dapat membunuhnya.
Pada prinsipnya, ada tiga akibat radiasi yang dapat berpengaruh
pada sel, antara lain :
a) Sel akan mati.
b) Terjadi penggandaan sel, pada akhirnya dapat menimbulkan
kanker.
c)
Kerusakan dapat timbul pada sel telur atau testis, yang akan memulai
proses bayi-bayi cacat.
Masalah lain juga ditimbulkan oleh
limbah atau sampah nuklir terhadap tingkat kesuburan tanah limbah/sampah nuklir
merupakan semua sisa bahan (padat atau cair) yang dihasilkan dari proses
pengolahan uranium, misalnya sisa bahan bakar nuklir yang tidak digunakan
lagi, dan bersifat radioaktif, tidak bisa dibuang atau dihilangkan seperti
jenis sampah domestik lainnya (sampah organik dan lain-lain.) Sampah nuklir ini
harus ditimbun dengan cara yang paling aman. Hal yang saat ini dapat
dilakukan oleh manusia hanyalah menunggu sampai sampah nuklir tersebut tidak
lagi bersifat radioaktif, dan itu memerlukan waktu ribuan tahun.
2.4 Keamanan dari Penggunaan PLTN
Dibandingkan pembangkit listrik
lainnya, PLTN mempunyai faktor keselamatan yang lebih tinggi. Hal ini
ditunjukkan oleh studi banding kecelakaan yang pernah terjadi di semua
pembangkit listrik. Secara statistik, kecelakaan pada PLTN mempunyai persentase
yang jauh lebih rendah dibandingkan yang terjadi pada pembangkit listrik
lain. Hal tersebut disebabkan karena dalam desain PLTN, salah satu filosofi
yang harus dipunyai adalah adanya “pertahanan berlapis” (defence in-depth).
Dengan kata lain, dalam PLTN terdapat banyak pertahanan berlapis untuk menjamin
keselamatan manusia dan lingkungan. Jika suatu sistem operasi mengalami
kegagalan, maka masih ada sistem cadangan yang akan menggantikannya. Pada
umumnya, sistem cadangan berupa suatu sistem otomatis pasif. Disamping itu,
setiap komponen yang digunakan dalam instalasi PLTN telah didesain agar aman
pada saat mengalami kegagalan, sehingga walaupun komponen tersebut mengalami
kegagalan, maka kegagalan tersebut tidak akan mengakibatkan bahaya bagi manusia
dan lingkungannya.
Dari sisi sumber daya manusia,
personil yang mengoperasikan PLTN harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat,
dan wajib mempunyai sertifikat sebagai operator reaktor yang dikeluarkan oleh
Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN). Untuk mendapatkan sertifikat tersebut,
mereka harus mengikuti dan lulus ujian pelatihan. Sertifikat tersebut
berlaku untuk jangka waktu tertentu dan setelah lewat masa berlakunya maka akan
dilakukan pengujian kembali.
2.5 Komponen Utama Reaktor Nuklir
Komponen yang ada pada reaktor nuklir antara lain :
1. Inti reaktor : Dibuat dari batang-batang bahan bakar yang
berisi uranium alam, uranium yang dipercaya, plutoium, atau U-233.
Batang- batang bahan bakar tersebut dapat dicampur dengan material-material
tidak berfisi.
2. Moderator : Berfungsi untuk memperlambat kecepatan nutron
sehingga berkecepatan termal. Biasanya dibuat dari granit yang membungkus bahan
bakar, tetapi mungkin juga air berat, air ringan (normal), atau berilium.
Moderator dapat juga dicampur dengan bahan bakar.
3. Perisai Termal : Berfungsi menyerap radiasi (parikel β,
nutron yang terlepas, dan sinar gamma) yang terjadi karena proses fisi. Karena
itu perisai menyelubungi inti reaktor, biasanya dibuat dari besi, menyerap
energi dan menjadi panas.
4. Reflektor : Berfungsi untuk memantulkan kembali nutron
yang meninggalkan inti bahan bakar. Pada gambar diatas menunjukkan bahwa
tepi moderator juga berfungsi sebagai reflektor, selain reflektor yang
diletakkan di dalam perisai termal dan menyelubungi inti reaktor.
5. Tangki Reaktor : Berfungsi untuk membungkus seluruh inti
reaktor, reflektor dan perisai termal. Dengan demikian tangki reaktor membentuk
pula saluran untuk mengatur aliran pendingin melalui dan mengelilingi inti
reaktor.
6. Fluida Pendingin : Membawa panas yang dihasilkan dari
proses fisi untuk berbagai keperluan, antara lain sebagai pemanas air ketel
pada pusat tenaga uap. Menjaga agar bahan bakar reaktor dan
perlengkapannya ada pada temperature yang diperbolehkan (aman dan tidak
rusak).
7. Perisai Biologi : Membungkus reaktor untuk menahan dan
melemahkan semua radiasi yang mematikan sebagai akibat dari proses fisi.
Perisai biologi dapat dibuat dari besi, timah hitam atau beton tebal dicampur
oksida besi.
8. Batang-batang Kendali : Berfungsi mengendalikan proses
fisi (pembangkitan panas) di dalam reaktor, yaitu dengan menyerap nutron
berlebihan yang terjadi dari proses fisi. Batang-batang kendali
biasanya terbuat dari boron atau hafnium yang dapat menyerap nutron.
BAB III
3.1 Simpulan
Dari uraian diatas maka dapat penulis simpulkan bahwa PLTN
merupakan suatu pembangkit listik yang dapat menghasilkan daya listik
yang cukup besar dan tidak menghasikan limbah karena siklusnya tertutup. Tetapi
dampak negatif yang dihasilkan juga cukup besar, karena adanya radiasi yang
bisa ditimbulkan oleh zat radioaktif nuklir sangat membahayakan ekosistem yang
ada disekitarnya (termasuk manusia).
Prinsip kerja PLTN berdasarkan sumber panas yang dihasilkan
oleh suplai panas dari reaksi nuklir. Pemanfaatan energi panas tersebut tidak
dapat dihasilkan apabila kurangnya bahan bakar.
3.2 Saran
1.
Pengembangan PLTN di Indonesia sangat penting bagi kemajuan ekonomi bagi
Negara tersebut.
2. Sebaiknya pengembangan PLTN dibuat berdasarkan kebutuhan.
3.
Oleh karena itu, pemerintah mampu menyokong dalam pengembangan PLTN di
Indonesia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar