MAKALAH SUMBER DAYA ENERGI
PEMANFAATAN ENERGI NUKLIR
OLEH :
Noor Padya Rahmi
9228.0023
Muhammad Rusman
9228.0025
Muhammad Syahrul
9228.0026
JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA MAKASSAR 2011
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Robbil Alamin, kami panjatkan puji syukur kepada allah SWT, karena atas izin dan rahmat-nya sehingga makalah Smber Daya Energi dengan judul “ PEMEMFAATAN ENERGI NUKLIR“ dapat kami selesaikan. Dalam penyusunan makalah ini, kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempuirnaan. Oleh karena itu, kami minta segala bentuk saran dan kritik yang bersifat membangun bagi laporan ini. Tak lupa pula kami mengucapakan banyak terima kasih kepada keluarga ”Google” kami yang telah banyak membantu dalam hal penyusunan makalah ini dan tak lupa pula seluruh pihak yang telah membantu kami. Amin. Demikianlah sekapur sirih dari kami dan lebih kurangnya mohon dimaafkan. Wassalamualaikum wr wb.
Makassar, Penyusun
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................... ii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1 -
Apa itu nuklir ............................................................................... 1
-
Indonesia punya tambang nuklir .................................................. 3
BAB II TENAGA NUKLIR SEBAGAI SUMBER ENERGI ........................ 4 -
Bahan bakar nuklir ...................................................................... 6
-
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) .................................... 7
-
Desain PLTN ............................................................................... 7
BAB III PENGGUNAAN NUKLIR UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK ..... 9 -
Energi nuklir ................................................................................ 10
-
Prinsip kerja PLTN ...................................................................... 12
-
Jenis-jenis reactor nuklir .............................................................. 17
BAB IV SEJARAH PLTN DI INDONESIA ................................................... 20 -
Pemanfaatan tenaga nuklir di Indonesia ...................................... 27
-
Isu proyek pembangunan PLTN .................................................. 29
-
Pemanfaatan tenaga nuklir ........................................................... 30
-
PLTN butuh lokasi yang tepat ..................................................... 30
-
Indonesia telah siap ...................................................................... 31
BAB V DAMPAK DAN PENANGANAN DARI PEMAMFAATAN NUKLIR SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK............................... 32 -
BAPETEN- Badan pengawas tenaga nuklir di Indonesia............ 40
-
Penanganan limbah radioaktif oleh BATAN ............................... 40
DAFTAR PUSTAKA
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 : Reaksi pemisahan inti (reaksi fisi) .............................................. 2 Gambar 2 : Bahan tambang uranium ............................................................. 3 Gambar 3 : Proses pengolahan uranium......................................................... 6 Gambar 4 : Salah satu desain PLTN .............................................................. 7 Gambar 5 : Reaksi D-T Fusion ...................................................................... 10 Gambar 6 : Reaksi berantai divergen ............................................................. 13 Gambar 7 : Skema reactor nuklir ................................................................... 15 Gambar 8 : Bentuk nyata dari inti reactor ...................................................... 16 Gambar 9 : Bentuk nyata dari batang reactor kendali .................................... 17 Gambar 10 : Diagram alir reactor alir tekan .................................................... 20 Gambar 11 : Diagram alir reactor alir didih ..................................................... 22 Gambar 12 : Diagram alir reactor alir berat ..................................................... 23 Gambar 13 : Diagram alir reactor alir gas suhu tinggi ..................................... 24 Gambar 14 : Data distribusi izin yang diberikan pada kegiatan medis tiap propinsi di nusantara ....................................................................................... 28 Gambar 15 : Data distribusi izin yang diberikan pada kegiatan industri tiap propinsi di nusantara ....................................................................................... 28 Gambar 16 : Para pekerja sedang menangani sampah nuklir .......................... 30 Gambar 17 : Penyimpanan sampah nuklir ....................................................... 34 Gambar 18 : Daur ulang limbah nuklir ............................................................ 34 Gambar 19 : Pengolahan limbah nuklir pada balai BATAN ........................... 41
iii
BAB I PENDAHULUAN
Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini. Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan. Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk
bayangan
buruk
dan
menakutkan
tentang
nuklir
dan
pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi.
Apa Itu Nuklir? Apa yang terbayangkan dalam benak kita ketika mendengar kata “nuklir”? Sepertinya sebagian besar orang berpikir bahwa nuklir itu sesuatu yang mengerikan dan berbahaya, identik dengan bom dan dampak radiasi yang ditimbulkannya. Bagi kebanyakan orang, nuklir dianggap sebagai sesuatu yang tidak baik dan berbahaya. Apakah itu benar? Seperti ada pepatah mengatakan: “Tak kenal maka tak sayang”, begitu pula dengan penilaian kita terhadap nuklir.
1
Jika kita bersikap terbuka dan mencoba untuk mengenal nuklir lebih dalam lagi, ternyata kita dapat menemukan “kebaikan-kebaikan” yang dapat diberikan nuklir bagi kesejahteraan hidup manusia. Dengan berlandaskan asumsi bahwa nuklir dapat bermanfaat bagi manusia, para peneliti dan orang-orang yang bergelut di bidang nuklir telah banyak memberikan kontribusi bagi kemajuan pengembangan teknologi nuklir. Di zaman ini, manusia sudah banyak melakukan berbagai upaya dan penelitian dalam rangka pemanfaatan energi nuklir. Berikut ini akan dibahas secara lebih mendalam lagi mengenai berbagai pemanfaatan energi nuklir yang telah dilakukan manusia sampai saat ini. Nuklir adalah sebutan untuk bentuk energi yang dihasilkan melalui reaksi inti, baik itu reaksi fisi (pemisahan) maupun reaksi fusi (penggabungan). Sumber energi nuklir yang paling sering digunakan untuk PLTN adalah sebuah unsur radioaktif yang bernama Uranium. Bagaimana caranya sebuah unsur radioaktif mampu menghasilkan panas yang besar? Tentu saja bukan dengan dibakar. Namun melalui reaksi pemisahan inti (reaksi fisi). Biar tidak terlalu rumit penjelasannya, perhatikan gambar berikut :
Gambar 1 : Reaksi pemisahan inti (reaksi fisi)
Atom uranium (U-235) (digambarkan dengan warna hitam merah di sebelah kiri) memiliki inti yang tidak stabil ketika ada neutron (warna hitam di paling kiri) yang ditembakkan pada inti atom tersebut, maka inti atom uranium akan membelah menjadi dua buah inti atom, yakni atom Barium (Ba141) dan atom Kripton (Kr-92) serta tiga neutron (warna hitam di kanan). Jika ingat ama pelajaran kimia, silahkan cek nama-nama unsur tadi dalam sistem
2
periodik unsur. Masih ingat dengan hukum kekekalan massa-energi bukan (pelajaran Fisika kelas 3 SMA)? Nah, karena massa atom sebelum pembelahan lebih besar dari pada massa atom setelah pembelahan, maka selisih massa (disebut defek massa) tersebut berubah menjadi energi panas yang besarnya sekitar 200 MeV (Mega elektron volt), ini baru satu buah inti atom. satu gram uranium saja tentu memiliki banyak inti. Sehingga panas yang dihasilkan pun luar biasa besar. Karena
Uranium
bahan
tambang,
maka
bentuknya
juga
padat
Gambar 2 : Bahan tambang Uranium
Indonesia Punya tambang uranium? "Indonesia memiliki cadangan uranium 53 ribu ton yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), yakni sebanyak 29 ribu ton di Kalimantan Barat dan 24 ribu ton sisanya ada di Bangka Belitung."Selain itu Papua juga diindikasikan memiliki cadangan uranium yang cukup besar. Tapi soal ini masih akan diteliti dulu," kata Deputi Pengembangan Teknologi Daur Bahan Nuklir dan Rekayasa Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan) Dr Djarot S Wisnubroto kepada pers di Jakarta, Selasa malam. Perkiraan bahwa Pulau Papua menyimpan cadangan uranium atau bahan baku nuklir dalam jumlah besar didasarkan pada kesamaan jenis batuan Papua dengan batuan Australia yang telah diketahui menyimpan cadangan uranium terbesar di dunia, ujarnya.Jika suatu PLTN seukuran 1.000 MW membutuhkan 200 ton Uranium per tahun, maka dengan cadangan di Kalbar saja yang mencapai 29 ribu ton Uranium, urai Djarot, itu berarti bisa memasok Uranium selama 145 tahun" (Dikutip dari Antara)
3
BAB II TENAGA NUKLIR SEBAGAI SUMBER ENERGI
Seiring dengan perkembangan dunia di mana populasi semakin bertambah, perkembangan teknologi yang semakin pesat, dan naiknya gaya hidup di negara-negara maju, maka dibutuhkan banyaknya sumber energi listrik. Sumber energi di dunia yang tersedia saat ini meliputi energi batu bara, nuklir, bensin, angin, matahari, hidrogen, dan biomassa. Dari masing-masing jenis energi di atas, terdapat kelebihan dan kelemahan masing-masing. a. Batu Bara Kelebihan : Tidak mahal bahan bakarnya, mudah untuk didapat. Kelemahan :
Dibutuhkan kontrol untuk polusi udara dari pembakaran batu bara tersebut, berkontribusi terhadap peristiwa hujan asam dan pemanasan global.
b. Nuklir Kelebihan
:
Bahan bakarnya tidak mahal, mudah untuk dipindahkan (dengan sistem keamanan yang ketat). Energi yang dihasilkan sangat tinggi, dan tidak mempunyai efek rumah kaca dan hujan asam.
Kelemahan :
Butuh biaya yang besar untuk sistem penyimpanannya, disebabkan dari bahaya radiasi energi nuklir itu sendiri. Masalah kepemilikan energi nuklir, disebabkan karena bahayanya nuklir sebagai senjata pemusnah massal dan produk buangannya yang sangat radioaktif.
c. Bensin Kelebihan :
Sangat mudah untuk didistribusikan, mudah untuk didapatkan, energinya cukup tinggi.
Kelemahan :
Untuk sekarang, sumber bahan bakarnya sudah tinggal sedikit. Berkontribusi terhadap pemanasan global, dan harganya semakin mahal seiring dengan ketersediaannya.
4
d. Matahari Kelebihan : Kelemahan :
Energi matahari bebas untuk didapatkan. Tergantung pada cuaca, waktu, dan area. Untuk teknologi saat ini, masih dibutuhkan area yang luas untuk meletakkan panel surya dan energi yang dihasilkan dari panel surya tersebut masih sangat sedikit.
e. Angin Kelebihan :
Angin mudah untuk didapatkan dan gratis. Biaya perawatan dan meregenerasi energinya semakin murah dari waktu ke waktu. Sumber energi ini baik digunakan di daerah pedesaan terutama pada daerah pertanian.
Kelemahan :
Membutuhkan banyak pembangkit untuk menghasilkan energi yang besar. Terbatas untuk area yang berangin saja, membutuhkan sistem penyimpanan energi yang mahal. Pada saat musim badai, angin dapat merusak instalasi pembangkit listrik.
f. Biomassa Kelebihan :
Masih dalam tahap pengembangan, membutuhkan instalasi pembangkit yang tidak terlalu besar.
Kelemahan : Tidak efisien jika hanya sedikit instalasi pembangkit yang dibangun, berkontribusi terhadap pemanasan global. g. Hidrogen Kelebihan :
Mudah dikombinasikan dengan oksigen untuk menghasilkan air dan energi.
Kelemahan :
Sangat mahal untuk biaya produksi, membutuhkan energi yang lebih besar untuk membuat hidrogennya sendiri.
Dengan berdasarkan fakta di atas, dapat dilihat sumber energi dari nuklir sangat dibutuhkan, karena terdapat beberapa sumber energi (seperti bensin dan batu bara) yang ketersediaannya di alam semakin sedikit, sehingga dibutuhkan sumber energi yang baru.
5
Bahan Bakar Nuklir Bahan bakar nuklir adalah semua jenis material yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, demikian bila dianalogikan dengan bahan bakar kimia yang dibakar untuk menghasilkan energi. Hingga saat ini, bahan bakar nuklir yang umum dipakai adalah unsur berat fissil yang dapat menghasilkan reaksi nuklir berantai di dalam reaktor nuklir. Bahan bakar fissil yang sering digunakan adalah 235U dan 239Pu, dan kegiatan yang berkaitan dengan penambangan, pemurnian, penggunaan, dan pembuangan dari material-material ini termasuk dalam siklus bahan bakar nuklir. Siklus bahan bakar nuklir penting adanya karena terkait dengan PLTN dan senjata nuklir.
Gambar 3 : Proses pengolahan Uranium
Bahan bakar nuklir tradisional yang digunakan di USA dan beberapa negara yang tidak melakukan proses daur ulang bahan bakar nuklir bekas mengikuti empat tahapan seperti yang terdapat dalam gambar di atas. Proses di atas berdasarkan siklus bahan bakar nuklir. Pertama, uranium diperoleh dari pertambangan. Kedua, uranium diproses menjadi “Yellow Cake”. Langkah berikutnya adalah mengubah “Yellow Cake” menjadi UF6 untuk proses pengkayaan dan kemudian diubah menjadi uranium dioksida, atau tanpa proses pengkayaan untuk kemudian langsung ke tahap ke-4 sebagaimana yang terjadi untuk bahan bakar reaktor nuklir pada umumnya.
6
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) menyediakan sekitar 17 persen dari total tenaga listrik dunia. Beberapa negara membutuhkan tenaga nuklir yang lebih besar daripada negara lain. Di Prancis, menurut International Atomic Energy Agency (IAEA), 75 persen tenaga listriknya dihasilkan oleh reaktor nuklir. Jumlah pembangkit tenaga listrik di dunia diperkirakan lebih dari 400 buah dengan 100 buah di antaranya berada di Amerika Serikat.
Desain PLTN Salah satu jenis PLTN adalah Pressurized Water Reactor (PWR), Reaktor jenis ini adalah reaktor paling umum, 230 PLTN di seluruh dunia menggunakan jenis ini. gambar skemanya :
Gambar 4 : Salah satu desain PLTN Lihat, air yang bersuhu tinggi dan yang bersentuhan langsung dengan bahan bakar Uranuim (warna merah) selalu berada di dalam containment, containmentnya sendiri dibuat dengan bahan struktur yang tidak mampu ditembus oleh radiasi yang dipancarkan saat terjadi reaksi inti. di dalam reactor vessel juga terdapat control rod yang berfungsi sebagai batang pengendali reaksi inti.
7
Di dunia ini sudah ada berapa banyak PLTN?
Tabel 1 : Status PLTN di Dunia
8
BAB III PENGGUNAAN NUKLIR UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK
Secara umum yang dimaksudkan dengan PLTN adalah pembangkit listrik tenaga nuklir yang merupakan suatu kumpulan mesin yang
dapat membangkitkan tenaga listrik dengan memanfaatkan tenaga nuklir
sebagai tenaga awalnya. Sebelum melanjutkan ke prinsip kerja dari PLTN ini,
ada
baiknya penyusun terangkan sedikit tentang Proses Fisi dan Fusi
Nuklir. -Fisi Nuklir Proses fisi adalah proses utama pada reaktor nuklir terjadi ketika sebuah inti bermassa berat. Pada reaksi fisi, inti senyawa yang terangsang terbelah menjadi dua inti massa yang lebih rendah, disebut produk isi, dan produk ini disertai oleh dua atau tiga neutron dan radiasi fisi gamma. Adapun tiga bahan bakar yang dapat berfisi antara lain : Uranium-235 (U235), Uranium-233 (U233) dan Plutonium-239 (Pu239). Ketiga bahan bakar ini besifat radioaktif tetapi mereka mempunyai massa paruh yang sangat lama. -Fusi Nuklir Proses fusi pada dasarnya adalah sebuah anti tesis dari proses
fisi. Dalam proses fisi, inti bermasa berat membelah menjadi inti
bermasa ringan, sambil melepaskan kelebihan energi pengikatan. Sedangkan pada reaksi fusi, inti bermasa ringan bergabung dalam rangka melepaskan kelebihan
energi pengikatan. Jadi reaksi fusi adalah reaksi umum yang
“meminyaki” matahari dan telah dipakai di bumi untuk melepaskan energi dalam jumlah yang besar didalam termonuklir atau bom hydrogen. Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses di mana dua inti atom bergabung,
membentuk
inti atom yang lebih besar dan
melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan senjata nuklir meledak. Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom
9
yang lebih berat dan netron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka maka sebuah reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya. Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh: energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13.6 elektron volt lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi Deuterium Tritium
(D-T) fusion seperti gambar di bawah
ini.
Gambar 5 : Reaksi D-T Fusion
Energi Nuklir Di dalam inti atom tersimpan tenaga inti (nuklir) yang luar biasa besarnya. Tenaga nuklir itu hanya dapat dikeluarkan melalui proses pembakaran bahan
bakar
nuklir.
Proses
ini
sangat
berbeda
dengan
pembakaran kimia biasa yang umumnya sudah dikenal, seperti pembakaran kayu, minyak dan batubara. Besar energi yang tersimpan (E) di dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan massa dan energi oleh Albert Einstein : E=mC
Dimana m
: massa bahan (kg)
C
: kecepatan cahaya (3 x 108 m/s).
10
Energi nuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas. Dilihat dari proses berlangsungnya, ada dua jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir berantai tak terkendali dan reaksi nuklir berantai terkendali. Reaksi nuklir tak terkendali terjadi misal pada ledakan bom nuklir. Dalam peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang maksimal. Agar reaksi nuklir yang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan energi yang dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk membuat suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor nuklir. Jadi reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir. Untuk
mendapatkan
gambaran
tentang
besarnya
energi
yang
dapat
dilepaskan oleh reaksi nuklir, berikut ini diberikan contoh perhitungan sederhana. Ambil 1 g (0,001 kg) bahan bakar nuklir U235. Jumlah atom di dalam bahan bakar ini adalah : N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom U235. Karena setiap proses fisi bahan bakar nuklir U235 disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 g U235 yang melakukan reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi sebesar : E = 25,6 x 1020 (atom) x 200 (MeV/atom) = 51,2 x 1022 MeV Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan Joule (J), di mana 1 MeV = 1.6 x 10-13 J, maka energi yang dilepaskan menjadi : E = 51,2 x 1022 (MeV) x 1,6 x 10-13 (J/MeV) = 81,92 x 109 J Dengan menganggap hanya 30 % dari energi itu dapat diubah menjadi energi listrik, maka energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 g U235 adalah : E listrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x 109 J Karena 1J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan elektronik seperti pesawat tv dengan daya (P) 100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh 1 g U235
11
selama : t = E listrik / P = 24,58 x 109 (J) / 100 (W) = 24,58 x 107 s Angka 24,58 x 107 sekon (detik) sama lamanya dengan 7,78 tahun terusmenerus tanpa dimatikan. Jika diasumsikan pesawat TV tersebut hanya dinyalakan selama 12 jam/hari, maka energi listrik dari 1 g U235 bisa dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.
Prinsip Kerja PLTN Proses proses
kerja
kerja pembangkit
PLTN
sebenarnya
listrik konvensional
tenaga uap (PLTU), yang umumnya
hampir
sama
dengan
seperti pembangkit listrik
sudah dikenal secara luas. Yang
membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai
panas
dari
reaksi
nuklir,
sedang
PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi. 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 energi 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.
12
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).
Gambar 6: Reaksi berantai divergen
13
Reaksi fisi berantai terjadi apabila inti dari suatu unsur dapat
belah (Uranium-235,
Uranium-233)
bereaksi
dengan
neutron
termal/lambat yang akan menghasilkan unsur-unsur lain dengan cepat serta menimbulkan energi panas dan neutron-neutron baru. Untuk mengendalikan reaksi berantai dalam reaktor nuklir maka digunakanlah bahan yang dapat menyerap neutron, misalnya Boron dan Cadmium. Yang bertujuan untuk mengatur kerapatan dari neutron. Dengan mengatur kerapatan neutron ini maka tingkat daya raktor nuklir dapat ditentukan, bahkan reaksi dapat dihentikan sama sekali (sampai 0) pada saat semua neutron terserap oleh bahan penyerap. Perangkat pengatur kerapatan neutron pada reaktor nuklir ini disebut dengan elemen kendali. Jika elemen kendali disisipkan penuh diantara elemen bakar, maka elemen kendali akan menyerap neutron secara maksimum sehingga reaksi berantai akan dihentikan dan daya serap batang kendali akan berkurang bila batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar. Di sini pengendalian dilakukan terhadap
pelepasan
dan
penyerapan
neutron
selama berlangsungnya reaksi berantai. Neutron
yang
dilepaskan
dalam
suatu
reaksi
berantai
dapat dibagi menjadi empat kelompok, yaitu : 1. Meninggalkan material fisi. 2. Tidak berfisi, ditangkap oleh U238 membentuk Pu239. 3. Tidak berfisi, ditangkap oleh material batang kendali (control-rod). 4. Berfisi, ditangkap oleh U239 dan U233. Apabila jumlah nutron yang dilepaskan oleh proses fisi sama dengan jumlah empat bagian nutron diatas, maka energi panas yang dihasilkan adalah konstan. Atau sebaliknya jika jumlah nutron yang dihasilkan lebih kecil, maka reaksi berantai akan berhenti. Apabila lebih besar, maka laju fisinya naik dan menjadi tidak terkendali. Gambar dibawah menunjukkan skema sebuah reaktor nuklir.
14
Gambar 7 : Skema reactor nuklir Komponen utama reaktor nuklir antara lain : 1. Inti reactor
5. Tangki Reaktor
2. Moderator
6. Fluida Pendingin
3. Perisai Termal
7. Perisai Biologi
4. Reflektor
8. Batang-batang kendali
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 tidakberfisi.
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 (parikelb , nutron yang Makalah PLTN2005 12 terlepas, dan sinar gamma) yang terjadi karena proses fisi. Karena itu perisai menyelubungi inti reaktor, biasanya dibuat dari besi, menyerap energi dan menjadi panas.
15
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.
Gambar 8: Bentuk nyata dari inti reaktor
16
Gambar 9: Bentuk nyata dari batang-batang kendali
Jenis-jenis Reaktor Nuklir Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi
dapat
dimanfaatkan
kehidupan
sehari-hari. PLTN
operasinya
menggunakan
penghasil
panas.
Dewasa
sebagai
merupakan
sumber
sebuah
reaktor daya yang
sistim
berperan
energi
dalam
yang
dalam
sebagai
tungku
ini ada berbagai jenis PLTN yang beroperasi.
Perbedaan tersebut ditandai dengan perbedaan tipe reaktor daya yang digunakannya. Masing-masing jenis PLTN / tipe reaktor daya umumnya dikembangkan oleh negara-negara tertentu, sehingga seringkali suatu jenis PLTN sangat menonjol dalam suatu negara, tetapi tidak dioperasikan oleh negara
lain.
Perbedaan
berbagai
tipe
reaktor
daya
itu
bisa terletak
pada penggunaan bahan bakar, moderator, jenis pendinging serta perbedaanperbedaan lainnya. Perbedaan jenis reaktor daya yang dikembangkan antara satu negara dengan negara lain juga dipengaruhi oleh tingkat penguasaan teknologi yang terkait dengan nuklir oleh masing-masing negara. Pada awal pengembangan PLTN pada tahun 1950-an, pengayaan uranium baru bisa
17
dilakukan oleh Amerika Serikat dan Rusia, sehingga kedua negara tersebut pada saat itu sudah mulai mengembangkan reaktor daya berbahan bakar uranium diperkaya. Sementara itu di Kanada, saat
itu
dipusatkan
pada
Perancis dan Inggris pada
program pengembangan reaktor daya berbahan
bakar uranium alam. Oleh sebab itu, PLTN yang pertama kali beroperasi di ketiga negara tersebut menggunakan reaktor berbahan bakar uranium alam. Namun dalam perkembangan berikutnya, terutama Inggris dan Perancis juga mengoperasikan PLTN berbahan bakar uranium diperkaya. Macam-Macam Reaktor Nuklir : a. LWR : Light Water Reactor / Reaktor air Ringan. PWR : Presured Water Reactor / Reaktor Air Tekan. BWR : Boiling Water Reactor / Reaktor Air Mendidih. b. HWR : Heavy Water Reactor / Reaktor Air Berat. c. HTGR : High Temperatur Gas Reactor / Reaktor Gas Suhu Tinggi. d. LMFBR : Liquit Metal Fast Breder Reactor / Reaktor Pembiak Cepat Logam Cair. e. GCFBR : Gas Coold Fast Breder Reactor / Reaktor Pembiak Cepat Pendingin Gas. f. LWBR : Light Water Breder Reactor / Reaktor Pembiak Air Ringan. g. SGHWR : Steam Generating Heavy Water Reactor / Reaktor Air Berat Generator Uap. h. MSBR : Molten Salt Breder Reactor / Reaktor Pembiak Garam Meleleh. Berikut ini adalah beberapa keterangan yang akan menjelaskan tentang jenis-jenis dari reaktor nuklir, antara lain : 1. LWR (Light Water Reactor) / Reaktor air Ringan Sebagian besar reaktor daya yang beroperasi dewasa ini adalah jenis Reaktor Air Ringan atau LWR (Light Water Reactor) yang mulamula dikembangkan di AS dan H2O kemurnian reaktor.
Reaktor
Rusia. Disebut Reaktor Air
Ringan karena
tinggi sebagai bahan moderator sekaligus pendingin ini
terdiri
atas
Reaktor
Air
tekan
atau
PWR
(Pressurized Water Reactor) dan Reaktor Air Didih atau BWR (Boiling Water Reactor) dengan jumlah yang dioperasikan masing-masing mencapai
18
52 % dan 21,5 % dari total reaktor daya yang beroperasi. Sedang sisanya sebesar 26,5 % terdiri atas berbagai type reaktor daya lainnya. a. PWR (Presured Water Reactor) / Reaktor Air Tekan Reaktor Air Tekan juga menggunakan
H2O sebagai pendingin
sekaligus moderator. Bedanya dengan Reaktor Air Didih adalah penggunaan dua macam sekunder.
Panas
pendingin,
yang dihasilkan
yaitu
pendingin
primer
dan
dari reaksi fisi dipakai untuk
memanaskan air pendingin primer. Dalam reaktor ini dilengkapi dengan alat
pengontrol
tekanan
(pessurizer)
mempertahankan
tekanan
sistim
yang
pendingin
dipakai
untuk
primer. Pada pendigin
primer memakai air dan dipanaskan inti sampai 600˚F tetapi air ini tidak mendidih karena berada didalam bejana yang bertekanan tinggi (sebesar 2250 psi). Air in dimasukkan kedalam pembangkit uap (satu atau dua) dengan tekanan 1000 psi, dan suhu 500˚F. Setelah melalui turbin uap dikembalikan ke kondensor. Sistim pressurizer terdiri atas sebuah tangki yang dilengkapi dengan pemanas listrik dan penyemprot reaktor berkurang, terdapat
di
pemanas
listrik
air. Jika tekanan dalam teras akan
memanaskan
yang
dalam tangki pressurizer sehingga terbentuklah uap
tambahan yang akan menaikkan tekanan
dalam
primer. Sebaliknya apabila tekanan dalam sistim bertambah,
air
maka
sistim
penyemprot
air
sistim
pendingin
pendingin
primer
akan mengembunkan
sebagian uap sehingga tekanan uap berkurang dan sistim pendingin primer akan kembali ke keadaan semula. Tekanan pada sistim pendingin primer dipertahankan pada posisi 150 Atm untuk mencegah agar air pendingin primer tidak mendidih pada suhu sekitar 300 ºC. Pada tekanan udara normal, air akan mendidih dan menguap pada suhu 100 ºC. Dalam proses kerjanya, air pendingin primer dialirkan ke sistim pembangkit uap sehingga terjadi pertukaran panas antara sistim pendingin primer dan sistim pendingin sekunder. Dalam hal ini antara kedua pendingin tersebut hanya terjadi pertukaran panas tanpa terjadi
19
kontak atau percampuran, karena dipisahkan
oleh
sistim
antara
pipa.
kedua
pendingin
Terjadinya pertukaran
itu panas
menyebabkan air pendingin sekunder menguap. Tekanan pada sistim pendingin
sekunder
dipertahankan
pada
tekanan
udara
normal
sehingga air dapat menguap pada suhu 100 ºC. Uap yang terbentuk di dalam sistim pembangkit uap ini selanjutnya dialirkan untuk memutar turbin. Pada Reaktor Air Tekan perputaran sistim pendingin primernya betul-betul
tertutup,
sehingga
apabila
terjadi
kebocoran
bahan
radioaktif di dalam teras reaktor tidak akan menyebabkan kontaminasi pada turbin. Reaktor Air Tekan juga mempunyai keandalan operasi dan keselamatan yang sangat baik. Salah satu faktor penunjangnya adalah karena reaktor
ini mempunyai koefisien reaktivitas negatif. Apabila
terjadi kenaikan suhu dalam teras reaktor secara mendadak, maka daya reaktor
akan segera
turun
dengan
sendirinya. Namun karena
menggunakan dua sistim pendingin, maka efisiensi thermalnya sedikit lebih rendah dibandingkan dengan Reaktor Air Didih.
Gambar 10, Diagram Alir Reaktor Air Tekan
20
Gambar 10, Diagram Alir Reaktor Air Tekan b. BWR (Boiling Water Reactor) / Reaktor Air Mendidih Reaktor jenis ini menggunakan air biasa (H2O) sebagai moderator maupun pendinginnya, sehingga termasuk kelompok reaktor air biasa / ringan. Pada reaktor air didih ini, panas hasil fisi dipakai secara langsung untuk menguapkan air pendingin dan uap yang terbentuk langsung dipakai untuk memutar turbin. Turbin tekanan tinggi menerima uap pada suhu sekitar 290 ºC dan tekanan sebesar 7,2 MPa. Sebagian uap diteruskan lagi ke turbin tekanan rendah. Dengan sistim ini dapat diperoleh efisiensi thermal sebesar 34 %. Efisiensi
thermal
ini
menunjukkan prosentase panas hasil fisi yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik. Setelah melalui turbin, uap tersebut akan mengalami proses pendinginan sehingga berubah menjadi air yang langsung dialirkan ke teras reaktor untuk diuapkan lagi dan seterusnya. Dalam reaktor ini digunakan bahan bakar U235 pengayaannya 3-4 % dalam bentuk UO2.
21
dengan tingkat
Gambar 11, Diagram Alir Reaktor Air Didih 2. HWR (Heavy Water Reactor) / Reaktor Air Berat Reaktor ini mempergunakan air berat (D2O, D = Deuterium sebagai moderatornya.
Jenis
Deuterium Uranium) Commission
reaktor dan
ini
sering
dikembangkan
oleh
CANDU Atomic
(Canada Energi
dari Kanada. Bilamana pada reaktor air biasa moderator
(H2O) berada dalam sebuah bejana, pada (D2O)
disebut
berada
didalam
pipa-pipa
reaktor
tekanan
ini
moderatornya
yang besar (calandria).
Selanjutnya dapat pula dikemukakan, bahwa sebuah reaktor air berat uranium dioksida alam (UO2) dapat dipakai sebagai bahan bakar. Reaktor
22
ini menggunakan bahan bakar uranium alam sehingga harus digunakan air berat yang penampang kecil.
Seperti
lintang
serapannya
halnya Reaktor
terhadap
Air tekan, Reaktor
neutron CANDU
sangat juga
mempunyai sistim pendingin primer dan sekunder, pembangkit uap dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistim pendingin primer. D2O dalam reaktor CANDU hanya dimanfaatkan sebagai
sistim
pendingin
primer,
sedang
sistim
pendingin
sekundernya menggunakan H2O. Dalam pengoperasian reaktor CANDU, kemurnian D2O harus dijaga pada tingkat 95-99,8 %. Air berat merupakan bahan yang harganya sangat mahal dan secara fisik maupun kimia tidak dapat dibedakan secara langsung
dengan H2O.
Oleh
sebab
itu,
perlu
adanya
usaha
penanggulangan kebocoran D2O baik dalam bentuk uap maupun cairan. Aliran ventilasi dari ruangan dilakukan secara tertutup dan selalu dipantau tingkat kebasahannya, sehingga kemungkinan adanya kebocoran D2O dapat diketahui secara dini.
Gambar 12, Diagram Alir Reaktor Air Berat
23
3. HTGR (High Temperatur Gas Reactor) / Reaktor Gas Suhu Tinggi Reaktor Gas Suhu Tinggi adalah jenis reaktor yang menggunakan pendingin gas helium (He) dan moderator
grafit. Reaktor
ini mampu
menghasilkan panas hingga 750 ºC dengan efisiensi thermalnya sekitar 40 %. Panas
yang
dibangkitkan
dalam
teras
reaktor
dipindahkan
menggunakan pendingin He (sistim primer) ke pembangkit uap. Dalam pembangkit
uap ini panas akan diserap oleh sistim uap air umpan
(sistim sekunder)
dan uap yang dihasilkannya
dialirkan
ke
turbin.
Dalam reaktor ini juga ada sistim pemisah antara sistim pendingin primer
yang
radioaktif
dan
sistim
pendingin
sekunder yang tidak
radioaktif. Elemen bahan bakar yang digunakan dalam Reaktor Gas Suhu Tinggi berbentuk bola, tiap elemen mengandung 192 gram carbon, 0,96 gram U235 dan 10,2 gram Th232 yang dapat dibiakkan menjadi bahan bakar baru U233. Proses fisi dalam teras reaktor
mampu
memanaskan gas He hingga mencapai suhu 750 ˚C. Setelah terjadi pertukaran panas dengan sistim sekunder, suhu gas He akan turun menjadi 250 ºC. Gas He selanjutnya dipompakan lagi ke teras reaktor untuk mengambil panas fisi, demikian seterusnya. Dalam operasi normal, reaktor ini membutuhkan bahan bakar bola berdiameter 60 mm sebanyak ± 675.000 butir yang diletakkan di dalam teras reaktor. Rata-rata setiap butir bahan bakar tinggal di dalam teras selama enam bulan pada operasi beban penuh.
Gambar 13, Diagram Alir Reaktor Gas Suhu Tinggi
24
4.
LMFBR (Liquit Metal Fast Breder Reactor) / Reaktor Pembiak Cepat Logam Cair. Selain yang telah dipaparkan diatas reaktor juga ada yang berupa reaktor pembiak cepat logam cair (LMFBR). Sistem dari reaktor ini adalah sejenis reaktor cepat pendingin sodium dan programnya disempurnakan beberapa kali. Reaktor ini adalah prototip daya 975-MWth
(375 MWe) dan
berguna untuk persediaan listrik bagi kisi TVA. Dalam sistem ini, seperti halnya dalam setiap reaktor daya pendingin-sodium, energi fisi di transfer ke sodium primer, dari sodium primer kesodium di dalam loop sekunder didalam penukar gas menengah (IHX), dan akhirnya ke sistem uap air.
25
BAB IV SEJARAH PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR (PLTN) DI INDONESIA.
Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dimulai beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir berantai terkendali yang pertama pada tahun 1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion olah raga Universitas Chicago. Mulai saat itu manusia berusaha mengembangkan pemanfaatan sumber tenaga baru tersebut. Namun pada mulanya, pengembangan pemanfaatan energi nuklir masih sangat terbatas, yaitu baru dilakukan di Amerika Serikat dan Jerman. Tidak lama kemudian, Inggris, Perancis, Kanada dan Rusia juga mulai menjalankan program energi nuklirnya. Listrik pertama yang dihasilkan dari PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia. PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat komersial dioperasikan pertama kali pada bulan Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland. Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar 80 juta Watt tenaga listrik. Sukses pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami munculnya beberapa PLTN dengan model yang sama di
berbagai
tempat. Proses
rencana pembangunan PLTN di Indonesia cukup panjang. Tahun1972, telah dimulai
pembahasan
awal
dengan
membentuk
Komisi
PersiapanPembangunan PLTN. Komisi ini kemudian melakukan pemilihan lokasi dan tahun 1975 terpilih 14 lokasi potensial, 5 di antaranya terletak di Jawa Tengah. Lokasi tersebut
diteliti
Badan
Tenaga
Nuklir
Nasional
(BATAN) bekerjasama dengan NIRA dari Italia. Dari keempat belas lokasi tersebut, 11 lokasi di pantai utara dan 3 lokasi di pantai selatan.
26
Pemanfaatan Tenaga Nuklir di Indonesia Berlawanan dengan kebanyakan pendapat orang, tenaga nuklir memberikan banyak manfaat bagi peradaban manusia. Berbagai macam penggunaan tenaga nuklir muncul dalam kehidupan kita. Selama lebih dari seratus tahun, tenaga nuklir telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia dan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Kontribusi
nyata
tampak
dalam
peningkatan
kesehatan
masyarakat. Dalam bidang pertanian, kita menggunakan teknik nuklir untuk menghasilkan varietas padi unggul dan murah, sehingga mampu memenuhi kebutuhan nutrisi kita. Selain itu, teknologi radiasi juga telah banyak digunakan industri, terutama untuk memeriksa volume produk minuman dalam kemasan, ketebalan kertas, kualitas pipa dan lain sebagainya. Sinar radiasi juga dapat digunakan sebagai teknik perunut, diagnosa proses industri, analisa komposisi dan uji bahan tak rusak. Radiasi sinar gamma juga banyak digunakan untuk membasmi bakteria dalam proses sterilisasi makanan. Di berbagai belahan dunia, tenaga nuklir telah dan akan menjadi alternatif penting dalam menyediakan tenaga listrik tanpa menghasilkan gas rumah kaca, sehingga bisa mengurangi efek rumah kaca di planet kita ini. Tabel 2 :Produk Pelayanan Perizinan Bidang Pemanfaatan
Jumlah
FRZR Medis/Kesehatan
5421
FRZR Industri
4659
FRZR Penelitian
49
Surat Izin Bekerja ( SIB)
3500
Bahan Nuklir
38 Juli 2008
27
Peta Pemanfaatan Tenaga Nuklir di Indonesia
Gambar 14: Peta distribusi izin yang diberikan pada kegiatan medis di tiap provinsi di Indonesia
Gambar 15. Peta distribusi izin yang diberikan pada kegiatan industri di tiap provinsi di Indonesia Memandang hal di atas, pemerintah Indonesia, bersama dengan Dewan Perwakilan Rakyat, membuat UU No 10 Tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, yang menunjukkan pentingnya energi nuklir bagi kesejahteraan kita dan perlunya 28
keselamatan dalam penggunaanya. Usaha untuk meningkatkan manfaat dari energi nuklir dilaksanakan oleh Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), sedangkan Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN) diberikan wewenang dan tanggung jawab melalui tugas pengawasan untuk meminimalisasi resiko yang berkaitan dengan penggunaan tenaga nuklir di Indonesia. Pengawasan penggunaan tenaga nuklir dimaksudkan untuk menjamin pemakaian yang baik dan benar dengan tetap menjaga penggunaan khusus untuk tujuan damai dan memberikan manfaat dan kesejahteraan pada masyarakat seluasluasnya.
Isu Proyek Pembangunan PLTN Tenaga Nuklir kian ramai dibicarakan dalam setiap pertemuanpertemuan penting di berbagai belahan dunia. Indonesia pun turut andil dalam pengembangannya. Bila dilihat dari sejarah dan pengalaman bangsa Indonesia, sebenarnya nuklir bukanlah barang baru bagi Indonesia. Terbukti pada tahun 50an Presiden pertama Indonesia Soekarno sudah mulai mewujudkan visi tentang energi nuklir, dengan harapan Indonesia akan diakui oleh dunia internasional di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Alasan utama Indonesia dalam pengembangan PLTN adalah kebutuhan energi yang besar oleh masyarakat Indonesia dengan populasi penduduk yang sangat padat. Banyak masyarakat Indonesia yang menentang pembangunan PLTN karena dianggap hanya akan memberikan dampak buruk bagi kesehatan dan lingkungan. Setiap permasalahan memiliki solusi, sikap optimistis perlu diterapkan untuk proyek besar seperti ini. Para peneliti yang bekerja pada BATAN (Badan Peneliti Atom Nasional) melalui sarana dan fasilitas yang ada melakukan riset teknologi nuklir untuk pengembangan industri nuklir seperti teknologi reaktor dan keselamatan nuklir dengan menggunakan reaktor riset berdaya 30 MWth, fabrikasi bahan bakar nuklir, pengelolaan limbah radioaktif, keselamatan radiasi dan lingkungan dilakukan dalam rangka persiapan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).Adapun dasar pertimbangan pemanfaatan energi nuklir untuk pembangkit listrik yang lebih jelas dan tegas, tercantum pada Undang-undang Nomor 17 Tahun 2007 tentang Rencana Pembangunan Nasional
29
Jangka Panjang. Cukup jelas keseriusan pemerintah dalam perencanaan pembangunan PLTN maka masyarakat tidak perlu merasa takut berlebih karena pastinya para peniliti berpikir panjang mengenai pengelolaan limbah nuklir.
Pemanfaat Tenaga Nuklir Tenaga nuklir diharapkan bisa menjadi sumber energi masa depan Indonesia. Karena tenaga nuklir memiliki manfaat yang sangat banyak. Dengan adanya tenaga nuklir, diyakini bisa menambah pasokan listrik di Indonesia, terutama di pulau padat penduduk seperti yang ada di pulau Jawa. Selain itu diharapkan masyarakat Indonesia tidak memiliki ketergantungan yang tinggi terhadap petroleum, dengan demikian Indonesia dapat memproduksi minyak bumi lebih banyak. Selain itu, emisi gas dapat berkurang. Tenaga nuklir juga dimanfaatkan pada bidang-bidang lainnya seperti bidang pertanian, peternakan, hidrologi, industri, kesehatan, penggunaan zat radioaktif dan sinar-X untuk radiografi, logging, gauging, analisa bahan, kaos lampu, perunut (tracer) dan lain-lain. Dalam bidang penelitian terutama banyak dilakukan oleh BATAN mulai dari skala kecil sampai dengan skala besar. Pemanfaatan dalam bidang kesehatan dapat dilihat seperti untuk diagnosa, kedokteran nuklir, penggunaan untuk terapi dimana radiasi digunakan untuk membunuh sel-sel kanker.
PLTN butuh lokasi yang tepat Salah satu hal penting dalam perencanaan adalah lokasi pembangunan. Ada beberapa hal yang dikhawatirkan, yakni secara geografis cukup banyak wilayah Indonesia yang berada di atas patahan-patahan tektonik yang rentan akan gempa bumi. Sehingga lokasi yang tepat adalah lokasi yang tidak rawan terhadap gempa bumi. Badan Peneliti Atom Nasional telah meneliti sejumlah wilayah di pulau Jawa yang kira-kira tepat untuk proyek pembangunan PLTN, dan berita terakhir menyebutkan bahwa Semenanjung Muria adalah lokasi yang dituju. Pihak BATAN berpendapat, wilayah Jepara dinilai aman dari patahan-patahan tektonik yang menyebabkan gempa, dan juga letak geografisnya yang di ujung pantai juga strategis dalam mendukung teknologi pendingin sisi nuklir yang akan menggunakan air laut. Namun sepertinya hal itu kurang tepat
30
mengingat populasi penduduk yang padat di pulau Jawa dan dipastikan lokasi pembangunan tidak jauh dari pemukiman penduduk, kita pun perlu mengingat limbah nuklir yang sangat berbahaya. Di samping itu pembangunan PLTN berarti membuka lapangan kerja baru yang mendorong masyarakat berbondong-bondong pergi ke pulau Jawa dan akan menambah kepadatan penduduk. Sehingga program transmigrasi pemerintah akan terhambat. Hal penting lainnya adalah, kondisi tanah Jawa sangat subur untuk pertanian dan masih produktif. Rasanya kurang bijaksana apabila harus mengorbankan sisi produktifitasnya. Lokasi yang cukup tepat adalah seperti lokasi reaktor nuklir di Gorontalo, karena menurut penelitian lahannya sudah tidak produktif lagi dan jauh dari pemukiman penduduk.
Indonesia Telah siap Menurut BATAN, diantara negara-negara berkembang dan pendatang baru di bidang pemanfaatan energi nuklir untuk pembangkit listrik, Indonesia dinilai yang paling maju terutama dari kesiapan SDM dan infrastruktur, termasuk dalam aspek safeguards. Amerika Serikat dan Rusia pun telah menandatangani
perjanjian
kerjasama
dengan
Indonesia
dalam
proyek
pembangunan reaktor nuklir, hal ini menunjukkan kepercayaan mereka terhadap potensi nuklir yang dimiliki Indonesia. Kini hanya tinggal menunggu kesiapan masyarakat Indonesia. Oleh karenanya, Pemerintah dan peneliti harus segera melakukan publikasi dan sosialisasi mengenai pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Karena masyarakat Indonesia masih kurang akan pengetahuan tenaga nuklir. Diharapkan agar masyarakat dapat melihat berbagai macam perspektif dan dapat berpikir kritis untuk kepentingan bersama. Situasi berubah cepat mengikuti alur waktu. Masyarakat Indonesia harus jeli melihat kemajuan teknologi yang dan berpikir terbuka terhadap hal-hal baru namun tetap selektif.
31
BAB V DAMPAK DAN PENANGANAN DARI PEMANFAATAN NUKLIR SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK
Dampak positif adanya PLTN 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 kuatir lagi akan adanya pemadaman bergilir. Dampak negatif adanya PLTN 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 radio aktif yang dipancarkan mengenai langsung kulit atau tubuh manusia.
b. Radiasi tak langsung
adalah radiasi yang terjadi lewat makanan
dan minuman yang tercemar zat radio aktif, baik melalui udara, air, maupun media lainnya. Baik
radiasi
mempengaruhi fungsi
organ
langsung tubuh
maupun melalui
tidak sel-sel
langsung,
akan
pembentukannya.
Organ-organ tubuh yang sensitif akan dan menjadi rusak. Sel-sel tubuh bila tercemar radio aktif 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/sampah nuklir terhadap tingkat kesuburan tanah limbah/sampah nuklir merupakan semua sisa bahan (padat atau cair) yang dihasilkan dari proses pengolahan uranium,
32
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. Selain
itu ada 3 metode
lain yang dapat digunakan
untuk
membuang limbah radioaktif yaitu: 1. Pengenceran dan penyebaran (Dilute and Disprese): Limbah dengan konsentrasi rendah dilepas ke udara, air atau tanah untuk diencerkan atau dilarutkan sampai ke tingkat yang aman. 2. Penundaan dan Perusakan (Delay and Decay): Dapat digunakan untuk limbah radioaktif dengan waktu paro (half-lives) relatif singkat. Zat-zat tersebut disimpan dalam bentuk cair atau lumpur di dalam tangki. Setelah 10-20 kali waktu paronya, zat-zat tersebut mengalami perusakan atau pmbusukan ke tingkat yang tidak berbahaya atau kemudian dapat diencerkan dan disebarkan ke lingkungan. 3. Konsentrasi
dan
Pengepakan
(Concentration and
Containment):
digunakan untuk limbah radioaktif yang sangat toksik dengan dengan waktu yang panjang. Limbah tersebut harus disimpan dalam puluhan, ratusan bahkan ribuan tahun, tergantung dari komposisinya. Zat-zatnya tidak hanya sangat radioaktif tapi juga bersuhu yang sangat panas.
Gambar 16: Para pekerja sedang menangani sampah nuklir
33
Gambar 17 Tempat penyimpanan sampah Nuklir
Gambar 18 : Daur ulang Limbah Nuklir
34
Ada beberapa bahaya lain dari PLTN yang perlu dipertimbangkan, antara lain : a.
Kesalahan manusia (human error) yang bisa menyebabkan kebocoran, yang jangkauan radiasinya sangat luas dan berakibat fatal bagi lingkungan dan makhluk hidup.
b. Salah satu yang dihasilkan oleh PLTN, yaitu Plutonium memiliki hulu ledak yang sangat dahsyat. Sebab Plutonium inilah, salah satu bahan baku pembuatan senjata nuklir. Kota Hiroshima hancur lebur hanya oleh 5 kg Plutonium. c.
Limbah yang dihasilkan (Uranium) bisa berpengaruh pada genetika. Di samping itu, tenaga nuklir memancarkan radiasi radio aktif yang sangat berbahaya bagi manusia.
Tabel 3 Beberapa kecelakaan yang pernah terjadi pada PLTN di beberapa lokasi Industri di dunia yang berkisaran pada tahun 1976 – 1986.
35
36
Tetapi tahukah anda? bahwa pembangkit listrik tenaga batubara (yang saat ini kita pakai) pun mengandung bahaya yang tidak kalah dengan bahaya radiasi nuklir. pembakaran batu bara menghasilkan gas-gas berbahaya, juga gas-gas yang termasuk gas rumah kaca penyebab global warming, hujan asam, gangguan pernafasan dan lain-lain. parahnya lagi, gas-gas ini kebanyakan dibuang begitu saja ke lingkungan, berbeda dengan teknologi PLTN yang senantiasa menjaga agar radiasinya tetap berada di dalam reaktor. Data yang ane dapat nih, pembakaran batubara di seluruh dunia menciptakan sekitar 9 milyar ton CO2 per tahun. Perbandingan dengan sumber energi lain ane tampilkan dalam gambar Berikut : Tabel 4 : Jumlah pengeluaran CO2
International
Atomic
Energy
Agency
(IAEA)
telah
memperkenalkan 8 level skala kejadian kecelakaan nuklir agar menjadi informasi yang tepat terhadap masyarakat luas. Level level tersebut dikatagorikan berdasarkan tingkatan pengaruh/efek baik dalam PLTN itu sendiri maupun keluar PLTN. Delapan level tersebut adalah :
37
Tabel 5 : Tingkat bahaya pada nuklir
Level 7 Level ini mengkatagorikan kecelakaan nuklir yang mengakibatkan efek yang sangat besar terhadap kesehatan dan lingkungan di dan sekitar PLTN. Yang termasuk dalam level ini adalah kecelakaan Chernobyl yang terjadi di Negara bekas Uni Soviet, sekarang Ukraina pada tahun 1986. Level ini bisa disamakan dengan kasus kecelakaan non-nuklir di Bhopal, India pada tahun 1984 dimana ribuan orang dikabarkan meninggal dunia. Level 6 Pada level ini, kecelakaan nuklir diindikasikan dengan keluarnya radioaktif yang cukup signifikan, baik PLTN maupun kegiatan industri yang berbasis raioaktif. Contohnya adalah kecelakaan di Mayak, bekas Negara Uni Soviet pada tahun 1957. Level 5 Level ini mengindikasikan kecelakaan yang mengeluarkan zat radioaktif yang terbatas, sehingga memerlukan pengukuran lebih lanjut. Contoh dari level ini yaitu kecelakaan/kebakaran pada rekator nuklir di Windscale, Inggris tahun 1957.
38
Contoh lainnya yaitu kecelakaan di Three Mile Island yang merusak inti reaktor pada tahun 1979 Level 4 Level ini mengelompokkan kecelakaan nuklir yang mengakibatkan efek yang kecil terhadap lingkungan sekitar, inti reaktor dan pekerja (sesuai dengan batas limit yang diizinkan). Beberapa contoh kejadian kecelakaan dalam level ini yaitu kecelakaan pada :
Sellafield (Inggris), terjadi sebanyak 5 kali dari 1955 sampai 1979
PLTN Saint-Laurent (Perancis) tahun 1980
Buenos Aires (Argentina) tahun 1983
PLTN Tokaimura (Jepang ) tahun 1999.
Level 3 Kecelakaan yang dikelompokkan dalam level ini yaitu kecelakaan yang mengakibatkan efek yang sangat kecil dimana masih dibawah level/batas yang diizinkan, namun tidak ada perangkat keselamatan yang memadai. Contoh dari kecelakaan level ini yaitu kecelakaan pada THORP plant Sellafield di Inggris tahun 2005. Level 2 Kecelakaan pada level ini tidak mengakibatkan efek apapun keluar larea, namun tetap ada kontaminasi didalam area. Level ini juga mengindikasikan kecelakaan yang disebabkan oleh kegagalan untuk memenuhi syarat syarat keselamatan yang seharusnya ada. Contoh kecelakaan dalam level ini adalah kecelakaan pada PLTN Forsmark Swedia pada bulan Juli 2006 yang lalu. Level 1 Pada level ini, dikatagorikan kecelakaan yang merupakan anomaly dari pengoperasian sistem . Level 0 Pada level ini tidak memerlukan tingkat keselamatan yang signifikan dan relevan. Disebut juga sebagai “out of scale”.
39
BAPETEN - Badan Pengawas Tenaga Nuklir di Indonesia Pengawasan tenaga nuklir di Indonesia tidak bisa dihindari dan sangat diperlukan. Dengan makin berkembangnya teknologi nuklir dan penggunaannya di masyarakat makin meluas, pengawasan ditujukan untuk memastikan keselamatan masyarakat dan lingkungan. Berdasarkan UndangUndang, BAPETEN melaksanakan kewajiban pemerintah dalam mengawasi penggunaan tenaga nuklir. UU Tenaga Nuklir tahun 1997 memberikan mandat pada BAPETEN untuk membuat peraturan, menerbitkan izin, melakukan inspeksi dan mengambil langkah penegakan peraturan untuk menjamin kepatuhan pengguna tenaga nuklir terhadap peraturan dan ketentuan keselamatan.
Penanganan Limbah Radioaktif Oleh Batan Kita mulai dari sejarah pemanfaatan zat radioaktif di Indonesia. Penggunaan zat radioaktif di negeri kita dimulai pada era akhir tahun 50an, yaitu pemanfaatan sumber radiasi untuk industri dan rumah sakit. Pemanfaatan di industri antara lain untuk kendali ketebalan, kerapatan produk, menentukan tinggi permukaan cairan dalam suatu wadah terutup dan banyak lagi. Pemanfaatan di Rumah Sakit antara lain untuk diagnosis dan radiotherapy. Selain itu tentu saja laboratorium di BATAN juga memanfaatkan zat radioaktif dalam dalam eksperimennya. Sampai saat ini terdapat lebih dari 300 perusahaan atau institusi yang terdaftar sebagai pengguna zat radioaktif. Pertanyaan kemudian adalah, akan dibawa kemana dan diapakan zat radioaktif yang sudah tidak digunakan lagi? Jawabnya adalah dikirim ke Pusat Teknologi Limbah Radioaktif dan mengalami proses yang dinamakan pengelolaan limbah radioaktif. Menurut Undang-undang No. 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran maka tugas pengelolaan limbah radioaktif adalah tanggung jawab BATAN, dan dalam hal ini dilaksanakan oleh Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). Jadi Pusat ini merupakan satu-satunya institusi di Indonesia yang wajib mengelola limbah radioaktif.
40
Gambar 19 : Pengolah limbah nuklir oleh Batan
PTLR berdiri sejak tahun 1988 berlokasi di kawasan PUSPIPTEK Serpong Tangerang sekitar 30 km dari Jakarta, dan telah mengelola limbah radioaktif dari kegiatan reaktor riset dan fasilitas serta industri dan rumah sakit. Limbah radioaktif yang berasal dari era sebelum 1988 tersimpan pula di pusat ini. Karena sifat radioaktif yang tidak dapat dimusnahkan maka limbah radioaktif diproses dengan prinsip-prinsip: diisolasi radiasinya dari pekerja, masyarakat dan lingkungan, bila memungkinkan dikurangi volumenya (misalnya limbah cair dengan proses penguapan, limbah padat dimampatkan) sehingga volume total limbah yang dikelola selama ini di PTLR relatif kecil, dan dipadatkan serta diwadahi untuk jangka waktu yang lama. Selama 50 tahun pemanfaatan zat radioaktif di Indonesia, saat ini tersimpan sekitar 900 ton limbah di PTLR, bandingkan misalnya dengan sampah perkotaan DKI Jakarta 6000 ton perhari atau limbah industri konvensional yang dalam beberapa kasus mempunyai volume besar dan tidak dikelola. Bagaimana nasib akhir dari limbah radioaktif? Salah satu prinsip utama pengelolaan limbah radioaktif adalah, limbah radioaktif tidak boleh menjadi beban bagi generasi mendatang atau undue burden for the next generation. Sebagian besar limbah radioaktif yang tersimpan di PTLR mempunyai umur yang pendek sehingga diharapkan untuk waktu yang tidak terlalu lama menjadi bahan yang tidak radioaktif, hanya sebagian kecil saja mempunyai usia yang panjang dari puluhan sampai ribuan tahun. Untuk limbah usia panjang ini, PTLR telah mengembangkan teknologi penyimpanan akhir, yaitu penyimpanan limbah di kedalaman tertentu di bawah tanah. Teknologi penyimpanan akhir ini mirip
41
dengan yang sudah diaplikasikan di banyak negara maju, dan terbukti aman sampai saat ini dan diperhitungkan tidak membahayakan generasi mendatang baik menggunakan model komputasi maupun analogi kejadian alam. Pada Desember 1989, Badan Koordinasi Energi Nasional (BAKOREN) memutuskan agar BATAN melaksanakan studi kelayakan dan terpilihlah NewJec (New Japan Enginereering Consoltan Inc) untuk melaksanakan studi tapak dan studi kelayakan
selama 4,5 tahun, terhitung
sejak Desember
1991 sampai pertengahan 1996. Pada 30 Desember 1993, NewJec menyerahkan dokumen Feasibility Study Report (FSR) dan Prelimintary Site Data Report ke BATAN. Rekomendasi NewJec adalah untuk bidang studi non-tapak, secara ekonomis, PLTN kompetitif dan dapat dioperasikan pada jaringan listrik Jawa – Bali di awal tahun 2000-an. Tipe PLTN direkomendasikan
berskala menengah, dengan
calon tapak di Ujung Lemahabang, Grenggengan, dan
42
Ujungwatu.
DAFTAR PUSTAKA
http://netsains.com/2009/04/energi-nuklir-pengertian-dan-pemanfaatannya/ http://www.bapeten.go.id/index.php?modul=page&pagename=pendahuluan&page back=profile_ind http://satriaskyterror.wordpress.com/2010/11/01/nuklir-sebagai-solusi-bergengsi/
http://joe-proudly-present.blogspot.com/2010/06/perkembangan-upayapemanfaatan-energi.html http://nuklir.wordpress.com/2007/12/28/level-level-kecelakaan-nuklir/
I MADE AGUS JUNIADA, PUTU YUDI ASTRAWAN PUTRA; ‘ Makalah pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)’ Jurusan Diploma III Teknik Elektro Fakultas Pendidikan Teknologi Dan Kejuruan Institut Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Negeri Singaraja 2005
