PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR

Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN) adalah stasiun
pembangkit listrik thermal di
mana panas yang dihasilkan
diperoleh dari satu atau lebih
reaktor nuklir pembangkit
listrik.
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 [1],
dengan 441 diantaranya
beroperasi di 31 negara yang
berbeda [2]. Keseluruhan
reaktor tersebut menyuplai
17% daya listrik dunia.
Sejarah
Reaktor nuklir yang pertama
kali membangkitkan listrik
adalah stasiun pembangkit
percobaan EBR-I pada 20
Desember 1951 di dekat Arco,
Idaho, Amerika Serikat. Pada 27
Juni 1954, PLTN pertama dunia
yang menghasilkan listrik untuk
jaringan listrik (power grid)
mulai beroperasi di Obninsk, Uni
Soviet [3]. PLTN skala komersil
pertama adalah Calder Hall di
Inggris yang dibuka pada 17
Oktober 1956 [4].
Untuk informasi sejarah lebih
lanjut, lihat reaktor nuklir dan
daya nuklir.
Jenis-jenis 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.
Reaktor Fisi
Reaktor daya fisi
membangkitkan panas melalui
reaksi fisi nuklir dari isotop fissil
uranium dan plutonium.
Selanjutnya reaktor daya fissi
dikelompokkan lagi menjadi:
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.
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.
Reaktor subkritis
menggunakan sumber
neutron luar ketimbang
menggunakan reaksi berantai
untuk menghasilkan reaksi
fissi. Hingga 2004 hal ini
hanya berupa konsep teori
saja, dan tidak ada purwarupa
yang diusulkan atau dibangun
untuk menghasilkan listrik,
meskipun beberapa
laboratorium
mendemonstrasikan dan
beberapa uji kelayakan sudah
dilaksanakan.
Reaktor thermal
Light water reactor (LWR)
Boiling water reactor
(BWR)
Pressurized water reactor
(PWR)
SSTAR, a sealed, reaktor
untuk jaringan kecil, mirip
PWR
Moderator Grafit:
Magnox
Advanced gas-cooled
reactor (AGR)
High temperature gas
cooled reactor (HTGR)
RBMK
Pebble bed reactor
(PBMR)
Moderator Air berat:
SGHWR
CANDU
Reaktor cepat
Meski reaktor nuklir generasi
awal berjenis reaktor cepat,
tetapi perkembangan reaktor
nuklir jenis ini kalah
dibandingkan dengan reaktor
thermal.
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:
EBR-I, 0.2 MWe, AS,
1951-1964.
Dounreay Fast Reactor, 14
MWe, Inggris, 1958-1977.
Enrico Fermi Nuclear
Generating Station Unit 1, 94
MWe, AS, 1963-1972.
EBR-II, 20 MWe, AS,
1963-1994.
Phénix, 250 MWe, Perancis,
1973-sekarang.
BN-350, 150 MWe plus
desalination, USSR/
Kazakhstan, 1973-2000.
Prototype Fast Reactor, 250
MWe, Inggris, 1974-1994.
BN-600, 600 MWe, USSR/
Russia, 1980-sekarang.
Superphénix, 1200 MWe,
Perancis, 1985-1996.
FBTR, 13.2 MWe, India, 1985-
sekarang.
Monju, 300 MWe, Jepang,
1994-sekarang.
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).
Reaktor Fusi
Artikel utama: daya fusi
Fusi nuklir menawarkan
kemungkinan pelepasan energi
yang besar dengan hanya
sedikit limbah radioaktif yang
dihasilkan serta dengan tingkat
keamanan yang lebih baik.
Namun demikian, saat ini masih
terdapat kendal-kendala bidang
keilmuan, teknik dan ekonomi
yang menghambat penggunaan
energi fusi guna pembangkitan
listrik. Hal ini masih menjadi
bidang penelitian aktif dengan
skala besar seperti dapat dilihat
di JET, ITER, dan Z machine.
Keuntungan dan kekurangan
Keuntungan PLTN dibandingkan
dengan pembangkit daya utama
lainnya adalah:
Tidak menghasilkan emisi
gas rumah kaca (selama
operasi normal) - gas rumah
kaca hanya dikeluarkan
ketika Generator Diesel
Darurat dinyalakan dan
hanya sedikit menghasilkan
gas)
Tidak mencemari udara -
tidak menghasilkan gas-gas
berbahaya sepert karbon
monoksida, sulfur dioksida,
aerosol, mercury, nitrogen
oksida, partikulate atau asap
fotokimia
Sedikit menghasilkan
limbah padat (selama
operasi normal)
Biaya bahan bakar rendah -
hanya sedikit bahan bakar
yang diperlukan
Ketersedian bahan bakar
yang melimpah - sekali lagi,
karena sangat sedikit bahan
bakar yang diperlukan
Baterai nuklir - (lihat SSTAR)
Berikut ini berberapa hal yang
menjadi kekurangan PLTN:
Risiko kecelakaan nuklir -
kecelakaan nuklir terbesar
adalah kecelakaan Chernobyl
(yang tidak mempunyai
containment building)
Limbah nuklir - limbah
radioaktif tingkat tinggi yang
dihasilkan dapat bertahan
hingga ribuan tahun