PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR

1.Apa yang Dimaksud Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir?

Gambar 1. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Energi Nuklir merupakan energi hasil dari sebuah proses kimia yangdikenal dengan reaksi fisi dan reaksi fusi pada sebuah inti atom.Sudah berpuluh tahun manusia memanfaat potensi energi yang dihasilkandari reaksi fisi (pembelahan) inti uranium dan plutonium. Penemuan inijuga berasal dari coba-cobanya para ilmuan menembakkan neutron ke intiuntuk mendapatkan inti baru, namun  pada bebarapa inti berat hal itumenyebabkan inti menjadi pecah (terbagi) sekaligus melepaskan neutronlain yang konsekuensinya menimbulkan panas disekitarnya. Panas inikemudian di ambil dengan menempatkan reaksi tersebut didalam air, airyang panas tadi dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin. untuk bagianturbinnya hampir sama dengan pembangkit listrik tenaga uap. Namunselain panasnya yang diambil, neutron yang lepas ini juga dimanfaatkan

untuk banyak hal, seperti untuk mengukur dimensi dari suatu zat, untukmemutasikan tumbuhan agar didapatkan bibit unggul dan lain sebagainya.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah sebuah pembangkit dayathermal yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagaisumber panasnya. Prinsip kerja sebuah PLTN hampir sama dengan sebuahPembangkilt Listrik Tenaga Uap, menggunakan uap bertekanan tinggiuntuk memutar turbin. Putaran turbin inilah yang diubah menjadi energilistrik. Perbedaannya ialah sumber panas yang digunakan untukmenghasilkan panas. Sebuah PLTN menggunakan Uranium sebagai sumberpanasnya. Reaksi pembelahan (fisi) inti Uranium menghasilkan energipanas yang sangat besar.

Daya sebuah PLTN berkisar antara 40 Mwe sampai mencapai 2000 MWe,dan untuk PLTN yang dibangun pada tahun 2005 mempunyai sebaran dayadari 600 MWe sampai 1200 MWe. PLTN dikategorikan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Namunpada beberapa pembangkit yang memiliki beberapa unit reaktor yangterpisah memungkinkan untuk menggunakan jenis reaktor yang berbahanbakar seperti Uranium dan Plutonium.

Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia dengan 441diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktortersebut menyuplai 17% daya listrik dunia.

Gambar 2. Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

2.Sistem Kerja PLTN

Prinsip kerja PLTN hampir mirip dengan cara kerja pembangkit listriktenaga uap (PLTU) berbahan bakar fosil lainnya. Jika PLTU menggunakanboiler untuk menghasilkan energi panasnya, PLTN menggantinya denganmenggunakan reaktor nuklir.

Seperti terlihat pada gambar , PLTU menggunakan bahan bakarbatubara, minyak bumi, gas alam dan sebagainya untuk menghasilkanpanas dengan cara dibakar, kemudia panas yang dihasilkan digunakanuntuk memanaskan air di dalam boiler sehingga menghasilkan uap air,uap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin uap, dari sinigenerator dapat menghasilkan listrik karena ikut berputar seporosdengan turbin uap. Perbedaannya pada pembangkit listrik konvensionalbahan bakar untuk menghasilkan panas menggunakan bahan bakar fosilseperti ; batubara, minyak dan gas. Dampak dari pembakaran bahan bakarfosil ini, akan mengeluarkan karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida(SO2) dan nitrogen oksida (Nox), serta debu yang mengandung logamberat. Sisa pembakaran tersebut akan ter-emisikan ke udara danberpotensi mencemari lingkungan hidup, yang bisa menimbulkan hujanasam dan peningkatan suhu global.

Pada PLTN juga memiliki prinsip kerja yang sama yaitu di dalamreaktor terjadi reaksi fisi bahan bakar uranium sehingga menghasilkanenergi panas, kemudian air di dalam reaktor dididihkan, energi kinetikuap air yang didapat digunakan untuk memutar turbin sehinggamenghasilkan listrik untuk diteruskan ke jaringan transmisi,.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, panas yang dipakai dihasilkan dariproses reaksi pembelahan inti Uranium di dalam reaktor nuklir. Sebagaibahan pemindah panas tersebut digunakanlah air yang secara terus-menerus disirkulasikan selama proses. Bahan bakar yang digunakan untukpembakaran ini, yang menggunakan Uranium tersebut tidak melepaskanpartikel-partikel seperti Nox, CO2, ataupun SO2, serta tidakmengeluarkan partikel debu yang mengandung logam berat. SehinggaPembangkit Listrik Tenaga Nuklir adalah pembangkit yang sangat ramahlingkungan. Di Indonesia juga berencana akan menggunakan pembangkitlistrik jenis ini.

Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalahberupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas iniuntuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukanpenyimpanan secara lestari.

Gambar 3. Sistem Kerja Pembangkit Tenaga Listrik

Keselamatan terpasangKeselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah airdan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yangtidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akanbertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yangdihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reactortidak akan rusak walaupun system kendali gagal beroperasi.

Penghalang gandaPLTN mempunyai sistim pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis,sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkansangat kecil. Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selamareaksi pembelahan inti uranium sebagian besar (> 99 %) akan tetaptersimpan di dalam matriks bahan bakar, yang berfungsi sebagaipenghalang pertama. Selama operasi maupun jika terjadi kecelakaan,selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua untukmencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsong. Kalauzat radioaktif masih dapat keluar dari dalam kelongsong, masih adapenghalang ketiga yaitu sistim pendingin. Lepas dari sistim pendingin,masih ada penghalang keempat berupa bejana tekan terbuat dari bajadengan tebal + 20 cm. Penghalang kelima adalah perisai beton dengantebal 1,5 - 2 m. Bila saja zat radioaktif itu masih ada yang lolosdari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistimpengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal + 7 cm dan betonsetebal 1,5 - 2 m yang kedap udara.

Pertahanan berlapisDisain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis(defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi :Lapisankeselamatan pertama , PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan sesuaidengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologimutakhir. Lapis keselamatan kedua PLTN dilengkapi dengan sistimpengamanan/keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasiakibat-akibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umurPLTN. Keselamatan ketiga , PLTN dilengkapi dengan sistim pengamanantambahan, yang dapat diandalkan untuk dapat mengatasi kecelakaanhipotesis, atau kecelakaan terparah yang diperkirakan dapat terjadipada suatu PLTN. Namun kecelakaan tersebut kemungkinannya tidak akanpernah terjadi selama umur PLTN.

Limbah RadioaktifSelama operasi PLTN, pencemaran yang disebabkan oleh zat radioaktifterhadap lingkungan dapat dikatakan tidak ada. Air laut atau sungai

yang dipergunakan untuk membawa panas dari kondensor sama sekali tidakmengandung zat radioaktif, karena tidak bercampur dengan air pendinginyang bersirkulasi di dalam reactor. Sedangkan gas radioaktif yangdapat keluar dari sistim reactor tetap terkungkung di dalam sistimpengungkung PLTN dan sudah melalui sistim ventilasi dengan filter yangberlapis-lapis. Gas yang dilepas melalui cerobong aktivitasnya sangatkecil (sekitar 2 milicurie/tahun) sehingga tidak menimbulkan dampakterhadap lingkungan.

3.Keunggulan PLTN Jika Diterapkan Di Indonesia

Kebutuhan energi Indonesia telah dianalisis oleh BPPT, LIPI,Pertamina, Dep. Energi dan Sumber Daya Mineral, dan instasi-instansilain. Bahkan lembaga-lembaga konsultan energi juga melakukan analisissecara independen. Hasil-nya adalah sama. Kebutuhan energi diIndonesia tahun 2025 dan 2050 sulit untuk dipenuhi dengan kondisiseperti sekarang ini. Pada tahun 2025, kita memerlukan produksilistrik sebesar 100 ribu MWe (setara dengan 2000 PLTU kelas 50 MWe).Pada tahun 2050, Indonesia memerluka suplai listrik sebesar 8 kalidari produksi tahun 2010. Padahal, proyeksi tersebut belum memasukkanperubahan mode sektor transportasi ke arah mode listrik, karena suplaienergi minyak bumi diproyeksikan sudah habis pada tahun 2020-2025 ataubisa diperpanjang habis tahun 2030 bila ada sumber baru. Kita perlumerubah banyak energi batubara, gas, nuklir ke energi listrik, energicair, dan energi gas Hidrogen.

Mengapa memilih energi nuklir? Cadangan sumber energi minyak bumi yang tersedia semakin terbatas.

Dengan eksploitasi lima ratus juta barel setahun diperkirakancadangan minyak bumi di Indonesia tinggal duapuluh tahun lagi.

Demikian pula dengan pemanfaatan energi alternatif lain. Energipanas bumi, misalnya walaupun bersih lingkungan tetapiketersediaannya relatif jauh dari permukiman.

Selanjutnya meskipun energi surya cocok untuk penggunaan skala kecildi pedalaman, tetapi belum dapat berkembang menjadi energi yangdapat digunakan secara massal dan handal untuk industri. Biayanyamasih sangat tinggi, sehingga belum dapat bersaing dengan energikonvensional umumnya.

Energi air, untuk memperoleh energi dalam jumlah besar dari air,kita perlu membuat waduk. Di Indonesia khususnya pulau Jawa hampirtidak mungkin untuk membuat waduk lagi.

Energi batu bara, walaupun cadangan batu bara cukup besar,pengembangan energi batu bara bila dilakukan secara bsar-besaran kanmenimbulkan polusi terhadap lingkungan. Untuk memperoleh energi 600MW dibutuhkan pembakaran batu bara sekitar 200 gerbong kereta apitiap hari, yang menghasilkan :× 12.600 ton CO2

× 180 ton gas asam dan 3 ton abu terbang. Hal ini dapat dibayangkanpolusi udara yang akan terjadi bila konsumsi energi semakintinggi.

Energi angin, untuk menggerakkan kincir angin diperlukan kecepatanrata-rata 4 m/s dalam setahun. Di Indonesia kondisi ini hanya dapatditemukan di beberapa tempat di Nusa Tenggara.Oleh sebab itu, pembangkit listrik tenaga nuklir lebih cocok

diterapkan di Indonesia

PLTN tidak membakar bahan bakar fosil, tetapi menggunakan bahanbakar dapat belah (bahan fisil). Di dalam reaktor, bahan fisiltersebut direaksikan dengan neutron sehingga terjadi reaksi berantaiyang menghasilkan panas. Panas yang dihasilkan digunakan untukmenghasilkan uap air bertekanan tinggi, kemudian uap tersebutdigunakan untuk menggerakkan turbin. Dengan digunakannya bahan fisil,berarti tidak menghasilkan CO2, hujan asam, ataupun gas beracunlainnya seperti jika menggunakan bahan bakar fosil.

Selain itu PLTN juga mampu menghasilkan daya stabil yang jauh lebihbesar jika dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya. Perludiketahui juga bahwa bahan bakar uranium yang sudah habis dipakaidapat didaur ulang kembali menghasilkan bahan bakar baru untukteknologi di masa depan.

PLTN juga menggunakan bahan bakar yang relatif lebih murahdibandingkan pembangkit listrik tenaga lain karena pada PLTN digunakanbahan bakar yang relatif lebih sedikit dibandingkan dengan Pembangkitlistrik lainnya. Rasio bahan bakar yang diperlukan dengan energi yangdihasilkan sangat besar. Untuk PLTN reaksi fusi, bahan bakar yangdigunakan sangat melimpah di bumi . Dimana reaksi fusi ini menggunakanHidrogen yang dapat dielektrolisis dari air yang sangat melimpah dibumi ini.

Lalu, dibandingkan pembangkit listrik lainnya, PLTN mempunyai faktorkeselamatan yang lebih tinggi. Hal ini ditunjukkan oleh studi bandingkecelakaan yang pernah terjadi di semua pembangkit listrik. Secarastatistik, kecelakaan pada PLTN mempunyai persentase yang jauh lebihrendah dibandingkan yang terjadi pada pembangkit listrik lain. Haltersebut disebabkan karena dalam desain PLTN, salah satu filosofi yangharus dipunyai adalah adanya “pertahanan berlapis” (defence in-depth).Dengan kata lain, dalam PLTN terdapat banyak pertahanan berlapis untukmenjamin keselamatan manusia dan lingkungan. Jika suatu sistem operasimengalami kegagalan, maka masih ada sistem cadangan yang akanmenggantikannya. Pada umumnya, sistem cadangan berupa suatu sistemotomatis pasif. Disamping itu, setiap komponen yang digunakan dalaminstalasi PLTN telah didesain agar aman pada saat mengalami kegagalan,sehingga walaupun komponen tersebut mengalami kegagalan, makakegagalan tersebut tidak akan mengakibatkan bahaya bagi manusia danlingkungannya.

4.Kelemahan PLTN

Biaya untuk membangun sebuah PLTN (over head cost) untuk permulaansangat tinggi sekali, sehingga perlu pemikiran yang serius dalammemperoleh dana yang tidak merugikan masyarakat. harga uranium duniaterus naik sejalan dengan kebangkitan program tenaga nuklir padabanyak negara di dunia. Harga uranium yang pada tahun 2006 adalahsekitar US$ 30 per barel, saat ini telah mencapai US$ 130 perbarel.Kenaikan harga uranium ini sebetulnya tidak banyak mempengaruhikeekonomian PLTN mengingat beroperasinya PLTN hanya memerlukan uraniumdalam jumlah sedikit, namun tetap saja kenaikan harga uranium duniaini perlu terus dipantau.

Selain itu juga disebutkan kesulitan terbesar dalam merencanakanPLTN di Indonesia adalah tidak jelasnya biaya kapital dan biayaoperasi dan pemeliharaan yang terkait dengan spent fuel disposal, danbiaya decommisioning. Untuk biaya kapital misalnya, sebuah studibersama antara PLN dan sebuah perusahaan listrik dari luar negerimengindikasikan biaya pembangunan PLTN sebesar US$ 1.700 per kW untukEngineering, Procurement, Construction (EPC) atau US$ 2.300 perkilowatt (kW) (setelah memperhitungkan biaya bunga pinjaman selamakonstruksi). Angka tersebut kini dipandang terlalu rendah, karenamenurut laporan mutakhir (tahun 2009), biaya pembangunanPLTN padabeberapa negara telah mencapai US$ 3.500 hingga US$ 5.500 per kW.

Selanjutnya apabila terjadi kecelakaan, maka biaya pemulihannyacukup besar bahkan dapat lebih besar dari biaya pembangunannnya.Karena PLTN mempunyai limbah radioaktif yang sangat berbahaya danharus selalu dijaga.

Seperti terjadinya kecelakaan PLTN Fukushima Daichi pada bulan Maret2011 yang sangat buruk dimana ribuan penduduk yang semula bermukim didekat PLTN tersebut harus diungsikan ke daerah yang aman.  PemerintahJepang langsung mengevakuasi penduduk yang berada di radius 10 hingga20 kilometer dari lokasi PLTN.  Empat karyawan PLTN Fukushimadiketahui terluka akibat ledakan di reaktor nomor 1. 140 ribu orangtelah dievakuasi dari daerah tersebut, namun seorang pejabat lainnyamengatakan, terdapat 190 orang dalam radius 10 kilometer, ketikatingkat radiasi meningkat. 22 orang dinyatakan telah terkontiminasi.Selain itu tiga dari empat unit sistem pendinginan di Fukushima Dainirusak. Temperatur air pendingin pada reaktor meningkat di atas 100derajat Celcius, sebagai tanda sistem pendinginnya tidak berfungsi.

Lalu, PLTN juga merupakan teknologi sangat tinggi sehingga untukmengoperasikannya memerlukan sumberdaya manusia atau tenaga kerja yangmempunyai kualitas tinggi (high qualified people). Personil yangmengoperasikan PLTN harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, danwajib mempunyai sertifikat sebagai operator reaktor yang dikeluarkanoleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN). Untuk mendapatkansertifikat tersebut, mereka harus mengikuti dan lulus ujian pelatihan.Sertifikat tersebut berlaku untuk jangka waktu tertentu dan setelahlewat masa berlakunya maka akan dilakukan pengujian kembali. Namunmenurut International Atomic Energy Agency (IAEA), Indonesia termasuk dalam 13negara terbaik dalam mengoperasikan reaktor nuklir dan pemanfaatanteknologi nuklir untuk maksud damai. Di Indonesia, hasil riset nuklirsecara nyata telah mampu memberikan kontribusi dalam pembangunannasional. Sayangnya, apa yang diharapkan dari pemanfaatan teknologinuklir di tanah air ini tidak semudah apa yang diperoleh. Masih banyakmasyarakat yang menentang pengembangan teknologi nuklir, khususnyapemanfaatannya untuk pembangkit listrik (PLTN). Beberapa kalanganmenilai, nuklir bisa menimbulkan risiko besar, mengingat radiasi yangditimbullkannya bisa mengancam masyarakat di sekitar apabila terjadibencana.

5.Kesimpulan

Indonesia sebenarnya sangat cocok mengembangkan pembangkit listrik ini, sebagai upaya diversifikasi penggunaan pembangkit listrik primer

berbahan bakar fosil, seperti batubara, minyak bumi, dan gas alam. Dengan penanggulangan radiasi yang cermat dan berlapis, PLTN dapat menjadi solusi kebutuhan energi listrik yang besar di Indonesia. Namundisadari bahwa pengambilan keputusan untuk membangun PLTN tidak semata-mata didasarkan pada pertimbangan keekonomian dan keenergian, namun juga pertimbangan lain seperti aspek politik, keselamatan, penerimaan sosial, budaya dan lingkungan.