Post on 08-Apr-2018
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 1/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 1
TUGAS
DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK
TKE072203
³Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir´
Disusun oleh :
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH
H1C009002
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK
JURUSAN TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
PURBALINGGA
2011
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 2/29
UNI E R I JENDER L SOEDIR N
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 2
Daftar Isi
I.Pendahuluan««««««««««««««««««««««««.«««1
II.Latar Belakang««««««««««««««««««««««««.«..2
III.Prinsip Kerja PLT «««««««««««««««««««««.««3
III.1.Keselamatan Reaktor«««««««««««.«««.««««..4
III.2.Sistem Keamanan Berlapis««««««««««««««..««.5
IV.Komponen Reaktor««««««««««««««««««««...«««6
IV.1.Aksesori Reaktor«««««««««««««««««««««10
V.Jenis Reaktor PLT «««««««««««««««««««««.««..11
V.1.Reaktor Fisi«««««««««««««««««««««.«.«11
V.2.Reaktor Fusi««««««««««««««««««««.«««23
V.3. Reaktor Penelitian««««««««««««««««««««..24
VI.Keuntungan dan kekurangan«««««««««««««««.««««.25
Daftar Pustaka«««««««««««««««««««««««««««26
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 3/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 3
I.Pendahuluan
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah pembangkit daya thermal
yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Prinsip kerja
sebuah PLTN hampir sama dengan sebuah Pembangkilt Listrik Tenaga Uap, menggunakan
uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin. Putaran turbin inlah yang diubah menjadi energi
listrik. Perbedaannya ialah sumber panas yang digunakan untuk menghasilkan panas. Sebuah
PLTN menggunakan Uranium sebagai sumber panasnya. Reaksi pembelahan (fisi) inti
Uranium menghasilkan energi panas yang sangat besar.
Daya sebuah PLTN berkisar antara 40 Mwe sampai mencapai 2000 MWe, dan untuk
PLTN yang dibangun pada tahun 2005 mempunyai sebaran daya dari 600 MWe sampai 1200
MWe. Sampai tahun 2006 terdapat 443 PLTN yang beroperasi di dunia, yang secarakeseluruhan menghasilkan daya sekitar 1/6 dari energi listrik dunia.
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% daya
listrik dunia.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 4/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 4
II.Latar Belakang
y Ketersediaan bahan bakar dari fosil yang semakin langka
y Harga fosil fuel yang fluktuatif y Permintaan tenaga listrik yang semakin meningkat
y Isu perubahan iklim,global warming,dll
y Krisis energi yang melanda dunia
y Tenaga nuklir tidak menghasilkan gas emisi yang berbahaya (gas greenhouse effect)
y Energi terbarukan(geothermal,solar cell,wind,etc) belum mampu menggantikan peran
bahan bakar fosil
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 5/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 5
III.Prinsi Kerja PLTN
Pr i i r j PLTN sebenarnya mir i dengan pembangk it listr ik lainnya, misalnya
Pembangk it Listr ik Tenaga Uap (PLTU). Uap ber tekanan tinggi pada PLTU digunakan untuk
memutar turbin. Tenaga gerak putar turbin ini kemudian diubah menjadi tenaga listr ik dalam
sebuah generat r.
Perbedaan PLTN dengan pembangk it lain ter letak pada bahan bakar yang digunakan
untuk menghasilkan uap, yaitu Uranium. R eaksi pembelahan (f isi) inti Uranium menghasilkan
tenaga panas (termal) dalam jumlah yang sangat besar ser ta membebaskan 2 sampai 3 buah
neutron
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 6/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 6
III.1.Keselamatan Reaktor
Tugas utama keselamatan reaktor adalah mencegah terlepasnya zat-zat radioaktif ke
lingkungan baik dalam keadaan operasi normal, gangguan maupun kecelakaan. Tugas ini
dilakukan oleh sistem keselamatan raktor.
Filosofi keselamatan reaktor adalah ³gagal selamat´ artinya bila reaktor beroperasi tidak
normal sistem keselamatan segera mematikan reaktor dan mengambil tindakan pengamanan
secara otomatis. Tujuannya adalah elemen bakar selalu memperoleh pendinginan yang cukup
sehingga integritasnya selalu terjaga dan pelepasan zat radioaktif terhindarkan. Oleh karena
itu sistem keselamatan reaktor harus mempunyai keandalan yang tinggi. Dia harus berfungsi
dalam setiap saat dan setiap keadaan termasuk keadaan bila terjadi bencana alam seperti
gempa bumi.
Keandalan yang tinggi ini dicapai dengan jalan:
1. Kontrol kualitas yang ketat setiap komponen reaktor dari pembuatan sampai
pemasangan dengan pengesetan berulang-ulang dengan berbagai cara.
2. Inspeksi kontinyu selama beroperasi
3. Didesain dengan prinsip ganda yaitu diversiter dan redudan Diversiter artinya
beberapa sistem yang berbeda tetapi mempunyai tugas yang sama. Redudan artiya
perangkap sistem dan komponen
4. Analisis keselamatan yang berisi tanggapan reaktor terhadap gangguan dan kecelakaan
yang mungkin terjadi termasuk resikonya. Analisis ini harus menunjukkan bahwa
reaktor hanya akan memberikan resiko dibawah batas yang diijinkan meskipun dalam
keadaan kecelakaan.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 7/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 7
III.2.Sistem Keamanan Berlapis
Dalam teknologi reaktor dikenal istilah sistem keselamatan berlapis yaitu lapisan penghalang
terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan. Sebagai gambaran disajikan sistem penghalang pada
suatu reaktor daya, yaitu:
y Kristal bahan bakar
y Kelongsong elemen bakar
y Bejana tekan
y Bejana keselamatan
y Sistem penahan gas dan cairan aktif y Perisai biologis
y Gedung reaktor
y Sistem tekanan negatif
Bila prisisp-prisip keselamatan ini digunakan dalam pembangunan reaktor, niscaya
keselamatan operasi reaktor akan terjamin. Untuk reaktor kecil seperti reaktor riset sistem
keselamatannya tidak selengkap reaktor daya.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 8/29
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 9/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 9
1).Bahan Bakar Nuk lir
Terdapat dua jenis bahan bakar nuklir yaitu BAHAN FISIL dan BAHAN FERTIL.
Bahan Fisil ialah :
suatu unsur/atom yang langsung dapat memberikan reaksi pembelahan apabila dirinya
menangkap neutron.
Contoh: 92U233
, 92U235
, 94PU239
, 94PU241
Bahan Fertil ialah :
suatu unsur /atom yang setelah menangkap neutron tidak dapat langsung membelah, tetapi
membentuk bahan fisil.
Contoh: 90TH
232
, 92U
238
Pada kenyataannya sebagian besar bahan bakar nuklir yang berada di alam adalah
bahan fertil, sebaai contoh isotop Thorium di alam adalah 100% Th-232, sedangkan isotop
Uranium hanya 0,7% saja yang merupakan bahan fisil (U-235), selebihnya sebesar 99,35
adalah bahan fertil (U-238).
Karena alasan fisis, elemen bakar suatu reaktor dibuat dengan kadar isotop fisilnya
lebih besar dari kondisi alamnya, isotop yang demikian disebut sebagai isotop yang
diperkaya, sedangkan sebaliknya untuk kadar isotop fisil yang lebih kecil dari kondisi
alamnya disebut sebagai isotop yang susut kadar, biasanya ditemui pada elemen bakar bekas.
Selain perubahan kadar bahan fisilnya, elemen bakar biasanya dibuat dalam bentuk oksida
atau paduan logam dan bahkan pada dasa warsa terakhir ini sudah banyak dikembangkan
dalam bentuk silisida. Contoh komposisi elemen bakar yang banyak dipakai: UO2, U3O8-Al,
UzrH, U3Si2-Al dan lain-lain.
Tujuan utama dibuatnya campuran tersebut adalah agar diperoleh elemen bakar yang
nilai bakarnya tinggi, titik lelehnya tinggi, penghantaran panasnya baik, tahan korosi, tidak
mudah retak serta mampu menahan produk fisi yang terlepas
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 10/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 10
2).Bahan Moderator
Dalam reaksi fisi, neutron yang dapat menyebabkan reaksi pembelahan adalah neutron
thermal. Neutron tersebut memiliki energi sekitar 0,025 eV pada suhu 27oC. sementara
neutron yang lahir dari reaksi pembelahan memiliki energi rata-rata 2 MeV, yang sangat jauh
lebih besar dari energi thermalnya.
Syarat bahan moderator adalah atom dengan nomor massa kecil. Namun demikian
syarat lain yang harus dipenuhi adalah: memiliki tampang lintang serapan neutron (keboleh-
jadian menyerap neutron) yang kecil, memiliki tampang lintang hamburan yang besar dan
memiliki daya hantara panas yang baik, serta tidak korosif.
Contoh bahan moderator : H2O, D2O (Grafit), Berilium (Be) dan lain-lain.
3).Pendingin Reaktor
Pendingin reaktor berfungsi sebagai sarana pengambilan panas hasil fisi dari dalam
elemen bakar untuk dipindahkan/dibuang ke tempat lain/lingkungan melalui perangkat
penukar penukar panas (H.E.). Sesuai dengan fungsinya maka bahan yang baik sebagai
pendingin adalah fluida yang koefisien perpindahan panasnya sangat bagus. Persyaratan lain
yang harus dipenuhi agar tidak mengganggu kelancaran proses fisi pada elemen bakar adalah
pendingin juga harus memiliki tampang lintan serapan neutron yang kecil, dan tampang
lintang hamburan yang besar serta tidak korosif. Contoh fluida-fluida yang biasa dipakai
sebagai pendingin adalah: H2O, D2O, Na cair. Gas He dan lain-lain.
4).Batang Kendali Reaktor
Batang kendali berfungsi sebagai pengendali jalannya operasi reaktor agar laju
pembelahan/populasi neutron di dalam teras reaktor dapat diatur sesuai dengan kondisi
operasi yang dikehendaki. Selain hal tersebut, batang kendali juga berfungsi untuk
memadamkan reaktor/menghentikan reaksi pembelahan. Sesuai dengan fungsinya, bahan
batang kendali adalah material yang mempunyai tampang lintang serapan neutron yang sangat
besar, dan tampang lintang hamburan yang kecil. Bahan-bahan yang sering dipakai adalah:
Boron, cadmium, gadolinium dan lain-lain. Bahan-bahan tersebut biasanya dicampur dengan
bahan lain agar diperoleh sifat yang tahan radiasi, titik leleh yang tinggi dan tidak korosif.
Prinsip kerja pengaturan operasi adalah dengan jalan memasukkan dan mengeluarkan batang
kendali ke dan dari teras reaktor. Jika batang kendali dimasukkan, maka sebagian besar
neutron akan tertangkap olehnya, yang berarti populasi neutron di dalam reaktor akan
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 11/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 11
berkurang dan kemudian padam. Sebaliknya jika batang kendali dikeluarkan dari teras, maka
populasi neutron akan bertambah, dan akan mencapai tingkat jumlah tertentu.
Pertambahan/penurunan populasi neutron berkait langsung dengan perubahan daya reaktor.
5).Perangkat Detector
Detektor adalah komponen penunjang yang mutlak diperlukan di dalam reaktor nuklir.
Semua insformasi tentang kejadian fisis di dalam teras reaktor, yang meliputi popularitas
neutron, laju pembelahan, suhu dan lain-lain hanya dapat dilihat melalui detektor yang
dipasang dalam di dalam teras. Secara detail mengenai masalah tersebut akan dibicarakan
dalam pelajaran instrumentasi reaktor.
6).Ref lektor
Neutron yang keluar dari pembelahan bahan fisil, berjalan dengan kecepatan tinggi ke
segala arah. Karena sifatnya yag tidak bermuatan listrik maka gerakannya bebas menembus
medium dan tidak berkurang bila tidak menumbuk suatu inti atom medium. Karena sifat
tersebut, sebagian neutron tersebut dapat lolos keluar teras reaktor, atau hilang dari sistem.
Keadaan ini secara ekonomi berati kerugian, karena netron tersebut tidak dapat digunakan
untuk proses fisi berikutnya.
Untuk mengurangi kejadian ini, maka sekeliling teras reaktor dipasang bahan
pemantul neutron yang disebut reflektor, sehingga nutron-neutron yang lolos akan bertahan
dan dikembalikan ke dalam teras untuk dimanfaatkan lagi pada proses fisi berikutnya.
Bahan-bahan reflektor yang baik adalah unsur-unsur yang mempunyai tampang
lintang hamburan neutron yang besar, dan tampang lintang serapan yang sekecil mungkin
serta tidak korosif. Bahan-bahan yang sering digunakan antara lain: Berilium, Grafit, Parafin,
Air, D2O.
7).Bejana dan Perisai Reaktor
Bejana/tangki raktor berfungsi untuk menampung fluida pendingin agar teras reaktor
selalu terendam di dalamnya. Bejana tersebut selain harus kuat menahan beban, maka harus
pula tidak korosif bila berinteraksi dengan pendingin atau benda lain di dalam teras. Bahan
yang bisa digunakan adalah: alumunium, dan stainless stell.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 12/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 12
Perisai reaktor berfungsi untuk menahan/menghambat/menyerap radiasi yang lolos
dari teras reaktor agar tidak menerobos keluar sistem reaktor. Karena reaktor adalah sumber
radiasi yang sangat potensial, maka diperlukan suatu sistem perisai yang mampu menahan
semua jenis radiasi tersebut pada umumnya perisai yang digunakan adalah lapisan beton
berat.
8).Perangkat penukar Panas
Perangkat penukar panas (Heat exchanger) merupakan komponen penunjang yang
berfungsi sebagai sarana pengalihan panas dari pendingin primer, yang menerima panas dari
elemen bakar, untuk diberikan pada fluida pendingin yang lain (sekunder). Dengan sistem
pengambilan panas tersebut maka integritas komponen teras akan selalu terjamin.
Pada jenis reaktor tertentu, terutama jenis PLTN, H.E. juga berfungsi sebgai fasilitas
pembangkit uap.
IV.1.Aksesori Reaktor
Untuk mendukung agar reaktor dapat berfungsi maksimal dan aman terkendali, maka
diperlukan sistem pengendalian proses yang menggunakan beberapa alat tambahan.
Beberapa contoh dari aksesoris tersebut umumnya adalah :
1. Level Controller (LC), suatu alat yang menjaga agar volum (isi) reaktor tetap terjaga,
tidak kehabisan reaktan ataupun kelebihan yang dapat menyebabkan kenaikan
tekanan. Cara kerja dari alat ini adalah dengan terus mendeteksi ketinggian permukaan
bahan dalam reaktor, jika kurang dari toleransi yang diberikan (set point) maka kran
keluaran (output) akan mengecil sampai ketinggian mencapai tinggi yang telah di set.
Sebaliknya jika melebihi kran keluaran akan dibuka lebih lebar untuk mengurangi
bahan dalam reaktor.
2. Pressure Controller (PC), Suatu alat yang bertugas untuk menjaga agar tekanan dalam
reaktor masih berada pada kisaran yang ditetapkan. Biasanya diterapkan pada reaktor
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 13/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 13
yang memakai reaktan berfasa gas. Cara kerjanya mirip dengan LC yaitu dengan
membuka dan menutup kran.
3. Temperature Controller (TC), suatu alat yang bertugas agar suhu di dalam reaktor
masih berada dalam kisaran suhu operasinya. TC juga bekerja dengan membuka dan
menutup kran, namun kran yang diintervensi adalah kran utilitas. Misalnya CSTR
berpemanas, jika suhu drop maka kran koil uap panas (steam) akan diperbesar
sehingga steam yang masuk akan lebih banyak yang akhirnya suplai panas pun
bertambah dan akhirnya suhu reaktor akan bertambah dan suhu reaktor pun dapat
kembali ke suhu yang normal. Sebaliknya jika suhu reaktor bertambah.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 14/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 14
V.Jenis reaktor 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.
V.1.Reaktor Fisi
Reaktor fisi merupakan instalasi yang menghasilkan daya panas secara konstan
dengan memanfaatkan reaksi fisi berantai. Istilah ini dibedakan dengan reaktor fusi yang
memanfaatkan panas dari reaksi fusi. Dimungkinkan adanya reaktor yang memadukan kedua
jenis tersebut (reaktor hibrid).
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissil
uranium dan plutonium. Reaktor fisi merupakan instalasi yang menghasilkan daya panas
secara konstan dengan memanfaatkan reaksi fisi berantai. Istilah ini dibedakan dengan reaktor
fusi yang memanfaatkan panas dari reaksi fusi. Dimungkinkan adanya reaktor yang
memadukan kedua jenis tersebut (reaktor hibrid).
Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:
y 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.
y 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.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 15/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 15
y Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi
berantai untuk menghasilkan reaksi f issi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep
teor i saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan
listr ik, mesk ipun beberapa laborator ium mendemonstrasikan dan beberapa uji
kelayakan sudah dilaksanakan.
Reaktor thermal
1.Light water reactor (LWR )
1.1.Boiling water reactor (BWR )
R eak tor jenis BWR merupakan rancangan reak tor jenis air r ingan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangk it Listr ik
Tenaga Nuk lir. R eak tor BWR per tama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan
General Electr ic (GE). Sampai saat ini, hanya rancangan General Electr ic yang masih
ber tahan. R eak tor BWR rancangan General Electr ic dibangun di Humboldt Bay di
California. Perusahaan lain yang mengembangkan dan membangun reak tor BWR ini
adalah ASEA-Atom, Kraf twerk Union, Hitachi. R eak tor ini mempunyai banyak
persamaan dengan reak tor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reak tor
BWR , uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras
reak tor.
o o o o o o o o
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 16/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 16
Pada reak tor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang
ber tekanan rendah (sek itar 75 atm) sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih
di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju
perangkat pemisah dan penger ing uap yang ter letak di atas teras kemudian menuju
turbin. Karena air yang berada di sek itar teras selalu mengalami kontaminasi oleh
peluruhan radionuk lida, maka turbin harus diber i per isai dan per lindungan radiasi
sewak tu masa pemeliharaan. Kebanyakan zat radioak tif yang terdapat pada air tersebut
beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang
turbin dapat dimasuk i sesaat setelah reak tor dipadamkan. Uap tersebut kemudian
memasuk i turbin-generator. Setelah turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser
menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reak tor dan memulai sik lus kembali
seper ti di atas.
1.2.Pressur ized water reactor (PWR )
PWR adalah jenis reak tor daya nuk lir yang menggunakan air r ingan biasa
sebagai pendingin maupun moderator neutron. R eak tor ini per tama sekali dirancang
oleh WestinghouseBettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang,
tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power
Di ision. R eak tor PWR komersial per tama dibangun di Shippingpor t, Amer ika Ser ikat
yang beroperasi sampai tahun 1982. Selain Westinghouse, banyak perusahaan lain
seper ti Asea Brown Bover i-Combustion Engineer ing (ABB-CE), Framatome,
Kraf twerk Union, Siemens, and Mitsubishi yang mengembangkan dan membangun
reak tor PWR ini. R eak tor jenis ini merupakan jenis reak tor yang paling umum. Lebih
dar i 230 buah reak tor digunakan untuk menghasilkan listr ik, dan beberapa ratus
lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal.
o o o o o
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 17/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 17
o Pada reak tor jenis PWR , aliran pendingin utama yang berada di teras reak tor
bersuhu mencapai 325oC sehingga per lu diber i tekanan ter tentu (sek itar 155 atm) olehperangkat pressur izer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator
uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang
kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan
listr ik. Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin
sekunder. Aliran ini kembali memasuk i generator uap dan menjadi uap kembali,
memasuk i turbin, dan demik ian seterusnya
2.Moderator Graf it
2.1.Magnox
R eak tor Magnox merupakan reak tor tipe lama dengan sik lus bahan bakar yang
sangat singkat (tidak ekonomis), dan dapat menghasilkan plutonium untuk senjata
nuk lir. R eak tor ini dikembangkan per tama sekali di nggr is dan di nggr is terdapat 11
PLTN dengan menggunakan 26 buah reak tor Magnox ini. Sampai tahun 2005 ini,
hanya tinggal 4 buah reak tor Magnox yang beroperasi di nggr is dan akan
didekomisioning pada tahun 2010.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 18/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 18
R eak tor Magnox menggunakan CO2 ber tekanan sebagai pendingin, graf it
sebagai moderator dan berbahan bakar Uranium alam dengan logam Magnox sebagai
pengungkung bahan bakarnya. Magnox merupakan nama dar i logam campuran yaitu
dengan logam utama Magnesium dengan sedik it Aluminium dan logam lainnya, yang
digunakan sebagai pengungkung bahan bakar logam Uranium alam dengan penutup
yang tidak mudah teroksidasi untuk menampung hasil f isi.
2.2.Advanced gas-cooled reactor (AGR )
Advanced Gas-Cooled R eactor (AGR ) merupakan reak tor generasi kedua dar i reak tor berpendingin gas yang dikembangkan nggr is. AGR merupakan
pengembangan dar i reak tor Magnox. R eak tor ini menggunakan graf it sebagai
moderator netron, CO2 sebagai pendingin dan bahan bakarnya adalah pelet Uranium
oksida yang diperkaya 2,5%-3,5% yang dikungkung di dalam tabung stainless steel.
Gas CO2 yang mengalir di teras mencapai suhu 650oC dan kemudian memasuk i
tabung generator uap. Kemudian uap yang memasuk i turbin akan diambil panasnya
untuk menggerakkan turbin. Gas telah kehilangan panas masuk kembali ke teras.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 19/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 19
2.3.High temperature gas cooled reactor (HTGR )
R eak tor ini menggunakan gas helium sebagai pendingin. Karak ter istika
menonjol yang unikdar i reak tor HTGR ini adalah konstruksi teras didominasi bahan
moderator graf it, temperaturoperasi dapat ditingkatkan menjadi tinggi dan ef isiensi
pembangk itan listr ik dapat mencapailebih dar i 40 %. Terdapat 3 bentuk bahan bakar
dar i HTGR , yaitu dapat berupa:
(a) Bentukbatang seper ti reak tor air r ingan (dipakai di reak tor Dragon dan Peach
Bottom);
(b) Bentukblok, di mana di dalam lubang blok graf it yang berbentuk segi enam di
masukkan batangbahan bakar (dipakai di reak tor For t St. Vrain, MHTGR , HTTR );
(c) Bentuk bola (pebl e bed ),di mana butir bahan bakar bersalut didistr ibusikan dalam
bola graf it (dipakai di reak tor AVR ,THTR -300).
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 20/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 20
2.4.R BMK
R BMK merupakan singkatan dar i Russi ¡ Reak to ¢ Bol shoi M oshchnosty
Kanal ny yang berar i reak tor R usia dengan saluran daya yang besar. Pada tahun 2004
masih terdapat beberapa reak tor RMBK yang masih beroperasi, namun tidak ada
rencana untuk membangun reak tor jenis ini lagi. Keunikan reak tor R BMK terdapat
pada moderator graf itnya yang dilengkapi dengan tabung untuk bahan bakar dan
tabung untuk aliran pendingin.
Pada rancangan reak tor R BMK, ter jadi pendidihan aliran pendingin di teras
samapi mencapai suhu 290°C. Uap yang dihasilkan kemudian masuk ke perangkat
pemisah uap yang memisahkan air dar i uap. Uap yang telah dipisahkan kemudian
mengalir menuju turbin, seper ti pada rancangan reak tor BWR . Masalah yang dihadapi
pada BWR yaitu uap yang dihasilkan bersifat radioak tif juga ter jadi pada reak tor ini.
Namun, dengan adanya pemisahan uap, maka terdapat wak tu jeda yang menurunkan
radiasi di sek itar turbin. Dengan menggunakan moderasi netron yang sangat
bergantung pada graf it, apabila ter jadi pendidihan yang ber lebihan, maka aliran
pendingin akan berkurang sehingga penyerapan netron juga berkurang, tetapi reaksi
f isi akan semak in cepat sehingga dapat menimbulkan kecelakaan
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 21/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 21
2.5.Pebble bed reactor (PBMR )
R eak tor PBMR menawarkan tingkat keamanan yang baik. Proyek PBMR masa
k ini merupakan lanjutan dar i usaha masa lalu dan dipiloti oleh konglomerat
internasional USA berbasis Exelon Corporation (Commonwealth Edison PECO
Energy), Br itish Nuclear Fuels Limited dan South Afr ican based ESKOM sebagai
perusahaan reak tor.
PBMR menggunakan helium sebagai pendingin reak tor, berbahan bakar
par tikel uranium dioksida yang diperkaya, yang dilapisi dengan Silikon Karbida
berdiameter kurang dar i 1mm, dirangkai dalam matr iks graf it.Bahan bakar ini terbuk ti
tahan hingga suhu 1600oC dan tidak akan meleleh di bawah 3500oC. Bahan bakar
dalam bola graf it akan bersirkulasi melalui inti reak tor karena itu disebut sistem
pebble-bed.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 22/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 22
3.Moderator Air berat:
3.1.SGHWR
R eak tor ini ser ing disebut Lig ht Wat er C ool ed Heavy Wat er Reactor
( LWCHW R) dan hanyaada di Pusat Penelitian Winfr ith nggr is. R eak tor berdaya 100
MWe ini merupakan prototipereak tor pembangk it daya tipe SGHWR , dan beroperasi
dar i tahun 1968 sampai tahun 1990.Pada wak tu itu reak tor SGHWR sempat menjadi
suatu fokus pengembangan di nggr is, tetapioleh karena persoalan ekonomi maka
tidak dikembangkan lebih lanjut.
Sementara itu Jepang mengembangkan reak tor air berat yang disebut Advanced
T hermal Reactor (AT R). Jepang membangun reak tor ATR Fugen berdaya 165 MWe.
Keunikan dar ireak tor ATR ini adalah, bahan bakar dapat terbuat dar i uranium dengan
pengayaan rendahatau uranium alam yang diperkaya dengan plutonium. Pada saat
bahan bakar terbakar,penyusutan plutonium di bahan bakar sedik it sekali. R eak tor
prototipe Fugen dioperasikan sejak tahun 1979, tetapi karena ter jadi perubahan
kebijakan dar i pemer intah, sampai saat inireak tor ATR komersial belum pernah
terwujud. R eak tor Fugen beroperasi hingga tahun 2002dan pada tahun ber ikutnya
direncanakan untuk didekomisioning.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 23/29
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] Page 23
3.2.CANDU
R eak tor CANDU atau CANada Deuter ium Uranium adalah jenis reak tor air
berat ber tekanan yang menggunakan Uranium alam oksida sebagai bahan bakar.R eak tor ini dirancang oleh Atomic Energy Canada Limited (AECL) semenjak tahun
1950 di Kanada. Karena menggunakan bahan bakar Uranium alam, maka reak tor ini
membuthkan moderator yang lebih ef isien seper ti air berat.
Moderator reak tor CANDU ter letak pada tangk i besar yang disebut calandr ia,
yang disusun oleh tabung-tabung ber tekanan hor isontal yang digunakan sebagai
tempat bahan bakar, didinginkan oleh aliran air berat ber tekanan tinggi yang mengalir
melewati tangk i calandr ia ini sampai mencapai suhu 290oC. Sama seper ti R eak tor
PWR , uap dihasilkan oleh aliran pendingin sekunder yang mendapat panas dar i aliran
pendingin utama. Dengan digunakannya tabung-tabung ber tekanan sebagai tempat
bahan bakar, memungk inkan untuk mengisi bahan bakar tanpa memadamkan reak tor
dengan memisahkan tabung bahan bakar yang akan diisi dar i aliran pendingin.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 24/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 24
Reaktor cepat
Seperti tersirat dalam nama tipe reaktor ini, neutron cepat yang dihasilkan dari
reaksi fisidengan kecepatan tinggi dikondisikan sedemikian rupa sehingga diserap oleh
uranium-238menghasilkan plutonium-239. Dengan kata lain di dalam reaktor dapat
dibiakkan (dibuat)unsur plutonium. Rapat daya dalam teras reaktor cepat sangat
tinggi, oleh karena itu sebagaipendingin biasanya digunakan bahan logam natrium cair
atau logam cair campuran natriumdan kalium (NaK) yang mempunyai kemampuan
tinggi dalam mengambil panas dari bahanbakar.
Konstruksi reaktor pembiak cepat terdiri dari pendingin primer yang berupa
bahan logam cairmengambil panas dari bahan bakar dan kemudian mengalir ke alat
penukar panas-antara(intermediate heat exchan£
er ), selanjutnya energi panasditransfer ke pendingin sekunderdalam alat penukar panas-antara ini. Kemudian
pendingin sekunder (bahan pendingin adalah natrium cair atau logam cair natrium)
yang tidak mengandung bahan radioaktif akan mengalir membawa panas yang
diterima dari pendingin primer menuju ke perangkat pembangkit uap,dan memberikan
panas ke pendingin tersier (air ringan) sehingga temperaturnya meningkat dan
mendidih (proses pembangkitan uap). Uap yang dihasilkan selanjutnya dialirkan ke
turbin untuk memutar generator listrik yang dikopel dengan turbin.Komponen sistem
primer dari reaktor pembiak cepat terdiri dari bejana reaktor, pompa sirkulasi primer,
alat penukar panas-antara. Komponen ini dirangkai oleh pipa penyalur pendingin
membentuk suatu untai (l ¤ ¤ p), karena itu reaktor seperti ini digolongkan dalam kelas
reaktor untai. Apabila seluruh komponen sistem primer di atas semuanya dimasukkan
ke dalam bejana reaktor, maka reaktor pembiak cepat seperti ini digolongkan dalam
kelas reaktor tangki atau reaktor kolam. Contoh reaktor pembiak cepat tipe reaktor
untai adalah reaktor prototipe Monju di Jepang,sedangkan untuk tipe reaktor kolam
adalah reaktor Super Phenix di Perancis yang sudah menjadi reaktor komersial.
Reaktor Cepat Eropa (Eur ¤
pian Fast React ¤
r, EFR) yang secara intensif
dikembangkan oleh negara-negara Eropa diharapkan akan mulai masuk pasar
komersial pada tahun 2010.
Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan
reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 25/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 25
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:
y EBR-I, 0.2 MWe, AS, 1951-1964.
y Dounreay Fast Reactor, 14 MWe, Inggris, 1958-1977.
y Enrico Fermi Nuclear Generating Station Unit 1, 94 MWe, AS, 1963-1972.
y EBR-II, 20 MWe, AS, 1963-1994.
y Phénix, 250 MWe, Perancis, 1973-sekarang.
y BN-350, 150 MWe plus desalination, USSR/Kazakhstan, 1973-2000.
y Prototype Fast Reactor, 250 MWe, Inggris, 1974-1994.
y BN-600, 600 MWe, USSR/Russia, 1980-sekarang.
y Superphénix, 1200 MWe, Perancis, 1985-1996.
y FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-sekarang.
y Monju, 300 MWe, Jepang, 1994-sekarang.
y PFBR, 500 MWe, India, 1998-sekarang.
(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).
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 26/29
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 27/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 27
V.3. Reaktor Penelitian
Reaktor riset/penelitian adalah suatu reaktor yang dimanfaatkan untuk berbagai
macam tujuan penelitian. Misalnya reaktor uji material yang digunakan secara khusus untuk
uji iradiasi, reaktor untuk eksperimen fisika reaktor, reaktor riset untuk penelitian dengan
menggunakan berkas neutron dan alat eksperimen kekritisan, reaktor untuk pendidikan dan
pelatihan. Di antara reaktor-reaktor tersebut, yang disebut reaktor riset pun terdiri dari
berbagai macam, misalnya reaktor untuk eksperimen berkas neutron dan uji iradiasi material,
reaktor untuk eksperimen perisai, reaktor untuk uji pulsa dan lain-lain. Tipe-tipe reaktor riset
antara lain tipe kolam berpendingin dan bermoderator air berat, tipe kolam berpendingin dan
bermoderator air ringan dan tipe kolam berpendingin air ringan dan bermoderator air berat.
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 28/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
MUHAMMAD MIKAIL JUNDULLOH [H1C009002] P 28
VI.Keuntungan dan Kekurangan
Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:
y Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah
kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit
menghasilkan gas)
y Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon
monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap
fotokimia
y Sedik it menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)
y Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
y Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan
bakar yang diperlukan
y Baterai nuk lir - (lihat SSTAR)
Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:
y R isiko kecelakaan nuk lir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl
(yang tidak mempunyai containment building)
y Limbah nuk lir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan
hingga ribuan tahun
8/7/2019 nuclear power plant technology
http://slidepdf.com/reader/full/nuclear-power-plant-technology 29/29
UNI ERSI AS JENDERAL SOEDIRMAN
Daftar Pustaka
http //id.wik ipedia.org/wik i/Reaktor
http //www.scribd.com/doc/19505640/Nuclear-Power-Plant
http //www.batan.go.id/FAQ/faq_ pltn.php
http //id.wik ipedia.org/wik i/Pembangk it_ listrik_tenaga_nuk lir
http //www.batan.go.id/FAQ/faq_reaktor.php