ENERGI NUKLIR

KelompokAnjar Purnamasari (101424003)Arif Rahman N (101424005)Hikmah farida N (101424014)M reza Aditya (101424020)Vira Khandrawati Saputri (101424028)

Outline Sejarah

Energi Nuklir

Bahan Bakar

Reaksi Nuklir

Rata-Rata Kandungan Energi Nuklir

Reaktor Nuklir

PLTN

Kelebihan dan Kekurangan

Potensi Nuklir di Indonesia

SEJARAH• Tahun 1932 James Chadwickmenemukan neutron

• Tahun 1934 Frederict dan irene membuat elemen seperti radium

• Tahun 1938 Otto Hahn, Lise Meiner dan Fritz Strassman berhasil menemukan energi nuklir

• Tahun 1938 federict jolior-curie mengumumkan penemuan energi nuklir

• Tahun 1942 Enrico Fermi menemukan raksi berantai dari nuklir yang menghasilkan energi tinggi dengan menggunakan bahan plutonium

• PLTN pertama digunakan pada 20 desember 1951 di dekat kota Arco, Idaho dan menghasilkan listrik sekitar 100 kW

ENERGI NUKLIR

Nuklir adalah energi yang dihasilkan dengan mengendalikan reaksi nuklir. Energi nuklir merupakan salah satu sumber energi di alam ini yang diketahui manusia bagaimana mengubahnya menjadi energi panas dan listrik.

Nuklir merupakan istilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun atas dua buah partikel fundamental, yaitu proton dan neutron. Di dalam inti atom terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperan penting, yaitu gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik serta pada jangka waktu yang panjang terdapat gaya nuklir lemah. Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua buah jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi dan reaksi fisi

BAHAN BAKAR

Fisi

Plutonium

uranium-238senyawa

thorium

Fusi

deutorium

hidrogen

litium

Reaksi Nuklir• Reaksi nuklir adalah sebuah proses

di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal.

• Jenis reaksi nuklir:

Reaksi Fisi Reaksi Fusi

Reaksi Fisi

• 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. Contoh reaksi fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat.

Reaksi Nuklir

• Reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.

• Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya.

Reaksi FisiReaksi Nuklir

• Reaksi fusi nuklir adalah reaksi nuklir yang terjadi karena proses penggabungan dua inti atau dua partikel inti ringan menjadi inti atau partikel inti yang lebih berat sambil melepaskan (atau dapat juga menyerap) sejumlah energi.

Reaksi FusiReaksi Nuklir

*jumlah energi nuklir yang bisa dihasilkan per kg materi

Rata-Rata Kandungan Energi Nuklir*

Fisi Nuklir• Uranium-233: 17,8 Kt/kg =

17800 Ton TNT/kg• Uranium-235: 17,6 Kt/kg =

17600 Ton TNT/kg• Plutonium-239: 17,3 Kt/kg

= 17300 Ton TNT/kg

Fusi Nuklir• Deuterium + Deuterium:

82,2 Kt/kg = 82200 Ton TNT/kg

• Tritium + Deuterium: 80,4 Kt/kg = 80400 Ton TNT/kg

• Lithium-6 + Deuterium: 64,0 Kt/kg = 64000 Ton TNT/kg

Reaktor Nuklir

• Reaktor nuklir adalah lokasi atau alat yang digunakan untuk membuat, mengatur, dan menjaga kesinambungan dari reaksi nuklir yang terjadi secara terus menerus pada laju tetap.

• Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.

Komponen-Komponen Reaktor Nuklir

Elemen Bahan Bakar

Moderator Neutron

Batang Kendali

Pendingin Reaktor

Perisai Beton

Perangkat Detektor

Reflektor

Perangkat Penukar Panas

Prinsip Kerja Reaktor Nuklir

• Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.

• Di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.

• Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali.

• Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron).

• Perisai beton digunakan sebagai pelindung agar zat radio aktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan.

Prinsip Kerja Reaktor Nuklir

Jenis-Jenis Reaktor

• Ditinjau dari tenaga neutron yang melangsungkan reaksi pembelahan

• Reaktor Thermal• Reaktor Cepat• Reaktor Sub Kritis

Reaktor Fisi

• Pressurized Water Reactor

• Gas cooled reactor• Water-cooled reactors

Reaktor Fusi

Jenis-Jenis Reaktor• Ditinjau berdasarkan bahan moderator

• Magnox• Advanced gas-cooled

reaktor (AGR)

Gas cooled reactor

• Reaktor jenis RBMKWater-cooled

reactors

• Dragon reaktor• Peach Botton Nuclear

Generating Station unit • Pebble bed reactor

HTGR, high temperature gas-cooled reactors

Jenis-Jenis Reaktor

• Ditinjau berdasarkan kegunaannya

Reaktor daya

Reaktor riset

Reaktor produksi isotop

Contoh-Contoh Reaktor

Fast Neutron Reactor

India’s Breeder Reactor

• Pembangkit Listrik Tenaga NuklirPLTN

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN)

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) hampir sama dengan pembangkit listrik tenaga thermal lainnya yang menggunakan bahan bakar batubara, gas alam, dan minyak bumi. Perbedaan utamanya terletak pada energi panas yang dihasilkan PLTN berasal dari reaksi pembelahan inti Uranium, bukan dari proses pembakaran bahan bakar

Pembangkit Listrik Nuklir Calder Hall di Britania Raya merupakan pembangkit listrik nuklir pertama di dunia yang memproduksi energi nuklir dalam skala komersial.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

• Proses konversi energi : PLTN menggunakan prinsip siklus rankine dan berlangsung melalui 3 tahapan.

Reaksi fisi berantai

menghasilkan energi panas

Energi panas diubah

menjadi energi mekanik

Energi mekanik diubah

menjadi energi listrik

Light Water ReactorPressurized Water

Reactor, PWRBoiling Water Reactor,

BWR

Heavy Water ReactorPressurized Heavy Water

Reactor, PHWRHeavy Water Gas Cooled

Reactor, HWGCR

Steam Generated Heavy Water Reactor, SGHWR

Heavy Water Reactor

Reaktor Grafit

Gas Cooled Reactor, GCR Advance-Gas Cooled Reactor, AGR

High Temp-Gas Cooled Reactor, HTGR

Light Water-Gas Cooled Reactor, LWGR

Reaktor Grafit

Reaktor Cepat (Fast Reactor)

PERKEMBANGAN GENERASI PLTN

PLTN Generasi

I

PLTN Generasi

II

PLTN Generasi

III

PTLN Generasi

IV

PLTN Generasi I

PLTN generasi pertama dikembangkan pada rentang waktu tahun 50-an hingga tahun 60-an. PLTN generasi pertama ini merupakan prototipe awal dari reaktor pembangkit daya yang bertujuan untuk membuktikan bahwa energi nuklir dapat dimanfaatkan dengan baik untuk tujuan damai. Contoh PLTN generasi pertama ini adalah Shippingport (tipe PWR), Dresden (tipe BWR), Fermi I (tipe FBR) dan Magnox (tipe GCR).

PLTN Generasi II

PLTN generasi kedua dikembangkan setelah tahun 70-an, PLTN ini merupakan suatu pedoman klasifikasi desain dari reaktor nuklir. PLTN generasi II dijadikan sebagai reaktor daya komersial acuan dalam pembangunan PLTN hingga akhir tahun 90-an. Prototipe reaktor daya generasi II adalah PLTN tipe PWR, CANDU, BWR, AGR dan VVER.

PLTN Gnerasi III

PLTN generasi III adalah reaktor daya generasi lanjut (advanced) yang dikembangkan pada akhir tahun 1990. PLTN generasi ini mengalami perubahan desain evolosioner (perubahan yang tidak radikal) yang bertujuan untuk meningkatkan faktor keselamatan dan ekonomi PLTN. PLTN generasi III banyak dibangun negara-negara Asia Timur. Contoh dari PLTN generasi III adalah ABWR, System80+

PLTN Generasi IVPLTN generasi IV adalah reaktor daya hasil pengembangan inovatif dari PLTN generasi sebelumnya. PLTN generasi IV terdiri dari enam tipe reaktor daya yang diseleksi dari sekitar 100 buah desain. PLTN generasi IV dirancang tidak hanya berfungsi sebagai instalasi pemasok daya listrik saja, tetapi dapat pula digunakan untuk pemasok energi termal kepada industri proses. Oleh karena itu PLTN generasi IV tidak lagi disebut sebagai PLTN, tetapi disebut sebagai Sistem Energi Nuklir (SEN) atau Nuclear Energy System (NES). Enam tipe dari reaktor daya generasi IV adalah: Very High Temperature Reactor (VHTR), Sodium-cooled Fast Reactor (SFR), Gas-cooled Fast Reactor (GFR), Liquid metal cooled Fast Reactor (LFR), Molten Salt Reactor (MSR), dan SuperCritical Water-cooled Reactor (SCWR).

Kelebihan dan Kekurangan Energi Nuklir

Kelebihan

• Tidak menghasilkan gas rumah kaca

• Tidak mencemari udara karena PLTN tidak menghasilkan gas-gas berbahaya

• Bahan bakarnya tidak mahal dikarenakan hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan

• Mudah untuk dipindahkan (dengan sistem keamanan yang ketat)

Kekurangan

• Butuh biaya yang besar untuk sistem penyimpanannya

Fakta Manfaat dan Bahaya Energi Nuklir

• 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.

• 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 Bahaya Energi Nuklir

• 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

• 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

• 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.

Potensi Energi Nuklir di Indonesia

Indonesia saat ini memiliki tiga reaktor riset. Pengoperasian dan perawatan ketiga reaktor itu memberikan pengalaman berharga bagi kita guna menuju ke era listrik nuklir. Perlu diketahui, pengoperasian reaktor riset jauh lebih sulit dan rumit dibandingkan PLTN. Desain suatu PLTN yang dikembangkan di Indonesia berpedoman pada filosofi ”Defense in Depth”(pertahanan berlapis) untuk keselamatan yang mampu mencegah insiden yang mungkin dapat menjalar menjadi kecelakaan.

Kesiapan SDM Indonesia dalam bidang Nuklir

Saat ini masih ada cukup waktu untuk meningkatkan penguasaan teknologi nuklir yang lebih modern, baik untuk pengoperasian, penyiapan bahan bakar maupun pengelolaan limbahnya. SDM kita sudah terlatih dalam perawatan komponen reaktor penelitian nuklir.

Apakah PLTN ini bisa menjadi jalan keluar krisis energi Indonesia?

Diharapkan nuklir bisa berperan dalam membantu mengatasi krisis energi nasional. PLTN diperlukan untuk mendukung terwujudnya keamanan pasokan nasional secara berkelanjutan energi (energy security of supply).

Pandangan Dunia Internasional terhadap upaya pengembangan nuklir di Indonesia

Sejauh ini Indonesia mendapatkan dukungan internasional yang kuat.Sebagai anggota BadanTenaga Atom Internasional (IAEA), kita mendapatkan bantuan teknis yang cukup besar. Prestasi internasional di bidang PLTN, yaitu pada 8th ASEAN Science and Technology Week di Filipina (2008), Indonesia telah ditunjuk menjadi focal point (negara penggerak) untuk masalah keselamatan dan keamanan nuklir di wilayah Asia Tenggara.

Kesimpulan

• Energi nuklir merupakan salah satu energi alternatif yang baik untuk digunakan.

• Energi nuklir memiliki potensi bahaya yang sangat besar pula.

• Indonesia berpotensi untuk menggunakan energi nuklir sebagai sumber energi alternatif.