Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir: Cara Kerja dan Jenisnya

Ilustrasi Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Sumber: atomicarchive.com
  • Cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir didasarkan pada prinsip dasar energi nuklir.
  • Cara kerja ini menjelaskan bagaimana reaktor nuklir menghasilkan panas dan kemudian mengonversinya menjadi listrik.
  • PWR memiliki dua aliran pendingin yang terpisah, yang berfungsi untuk mendinginkan reaktor dan yang akan dijadikan uap untuk memutar turbin.

Pembangkit listrik tenaga nuklir adalah salah satu sumber energi utama yang digunakan di seluruh dunia untuk memenuhi kebutuhan listrik. Teknologi ini telah mengalami perkembangan signifikan sejak penemuan awal radioaktivitas pada awal abad ke-20. Artikel ini akan membahas cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir, prosesnya, kelebihan dan tantangannya, serta peran pentingnya dalam mencapai keberlanjutan energi.

Untuk memahami cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir, kita harus mulai dengan sejarahnya. Penemuan radioaktivitas dilaporkan oleh Henri Becquerel pada tahun 1896 dan menjadi landasan perkembangan teknologi ini. Pada tahun 1938, Otto Hahn dan Fritz Strassmann menemukan fenomena fisi nuklir, di mana inti atom terbelah menjadi inti-inti yang lebih kecil, menghasilkan energi dalam bentuk panas. Temuan ini membuka jalan bagi pengembangan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Prinsip Dasar Energi Nuklir

Cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir didasarkan pada prinsip dasar energi nuklir. Inti atom memiliki partikel-partikel sub-atom yang disebut proton dan neutron. Proses fisi nuklir terjadi ketika inti atom terpecah menjadi inti-inti yang lebih kecil, biasanya beruntun dengan pelepasan energi panas. Di pembangkit listrik tenaga nuklir, zat radioaktif seperti uranium-235 atau plutonium-239 digunakan sebagai bahan bakar. Ketika inti atom dari bahan bakar ini terpecah, mereka melepaskan panas yang luar biasa.

Energi panas yang dibebaskan digunakan untuk memanaskan air pada tekanan tinggi dan suhu tinggi hingga menjadi uap. Uap ini memutar turbin yang terhubung ke generator yang mengubah energi mekanik dari putaran turbin menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya hampir sama dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang memanfaatkan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin.

Baca Juga



Cara Kerja Reaktor Nuklir

Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan reaktor nuklir sebagai inti operasionalnya. Reaktor ini dirancang untuk mengendalikan reaksi fisi nuklir agar dapat memproduksi panas secara berkelanjutan. Proses PLTN secara umum ini melibatkan beberapa komponen utama, termasuk:

  1. Bahan bakar utama di reaktor nuklir adalah uranium-235 (U-235) atau plutonium-239 (Pu-239). Ketika neutron (partikel kecil) mengenai inti atom bahan bakar, inti atom bisa terpecah. Ini adalah awal dari reaksi nuklir. Pembelahan uranium terjadi di dalam reaktor nuklir. Proses ini melepaskan sejumlah besar energi yang memanaskan air pendingin yang bersirkulasi pada tekanan yang sangat tinggi. Air ini dialirkan melalui sirkuit utama ke penukar panas (generator uap) yang menghasilkan uap air.
  2. Saat inti atom bahan bakar terpecah, neutron tambahan dilepaskan. Neutron ini dapat memicu inti atom lainnya untuk terpecah. Inilah yang disebut reaksi berantai fisi nuklir.
  3. Untuk menjaga agar reaksi berantai tetap berjalan, diperlukan moderator, yang berperan memperlambat neutron. Ketika neutron bergerak lebih lambat, mereka lebih efisien dalam memicu fisi nuklir dalam bahan bakar.
  4. Kontrol batang nuklir digunakan untuk mengendalikan tingkat reaksi nuklir dalam reaktor. Dengan mengatur kedalaman kontrol batang, operator bisa mengontrol seberapa banyak panas yang dihasilkan.
  5. Panas yang dihasilkan dalam reaktor harus dikendalikan agar tidak merusak reaktor. Untuk itu, digunakan pendingin seperti air atau gas helium untuk mengambil panas dari reaktor.
  6. Panas yang dihasilkan dalam reaktor digunakan untuk membuat uap air. Uap air ini kemudian menggerakkan sebuah alat yang disebut turbin melalui sirkuit sekunder, yang nantinya akan memutar generator listrik. Generator listrik ini menghasilkan daya listrik yang bisa digunakan oleh masyarakat.
  7. Ketika uap air melewati turbin, uap tersebut dikirim ke kondensor untuk didinginkan dan menjadi air kembali.
  8. Air kemudian dialirkan ke generator uap baru untuk menjadi uap lagi di dalam sirkuit tertutup.

Cara kerja ini menjelaskan bagaimana reaktor nuklir menghasilkan panas dan kemudian mengonversinya menjadi listrik. Keuntungan utama dari reaktor nuklir adalah bahwa mereka dapat menghasilkan listrik dalam jumlah besar dan berkelanjutan. Reaktor nuklir ada berbagai jenis di dunia, tetapi ada dua desain yang paling sering dimanfaatkan dengan lebih dari 80% dari hampir 450 unit yang beroperasi di dunia, yaitu Reaktor Air Bertekanan (PWR) dan Reaktor Air Mendidih (BWR)

Reaktor Air Bertekanan (PWR)

Ilustrasi cara kerja reaktor air tekan. Sumber: ilmunuklir.id

PWR memiliki dua aliran pendingin yang terpisah, yang berfungsi untuk mendinginkan reaktor dan yang akan dijadikan uap untuk memutar turbin. Proses pendidihan air terjadi di Steam Generator (SG), di mana energi ditransfer dari  pendingin primer (yang mendinginkan reaktor) ke pendingin sekunder (air yang akan dijadikan uap). Pressurizer (PRZ) berfungsi menjaga tekanan tetap tinggi pada sistem pendingin primer agar tidak terjadi pendidihan. Dibagian atas bejana reaktor, terdapat Control Rods yang mengatur berlangsungnya reaksi fisi.

Baca Juga



Reaktor Air Mendidih (BWR)

Ilustrasi cara kerja reaktor air didih. Sumber: ilmunuklir.id

Pada BWR hanya ada satu jenis air pendingin saja. Proses pendidihan terjadi di dalam bejana reaktor, atau dengan kata lain yang bertindak sebagai boiler ya bejana reaktornya itu sendiri. Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi akan digunakan secara langsung untuk mendidihkan air dan uap yang dihasilkan dari bejana reaktor akan langsung dialirkan menuju ke turbin.

Reaktor ini memiliki ciri khas yang berbeda dengan PWR. Jika PWR memiliki 2 aliran pendingin, lain hal dengan BWR yang hanya memiliki satu aliran pendingin. Di dalam bejana reaktor terjadi proses pendidihan. Karena terjadi pendidihan pada sistem pendingin maka tekanan pendingin lebih rendah daripada PLTN jenis PWR. Batang kendali ditempatkan di bagian bawah bejana reaktor, karena uap akan mengumpul di bagian atas bejana.

Pembangkit listrik tenaga nuklir adalah sumber energi penting yang beroperasi berdasarkan prinsip dasar fisi nuklir. Meskipun memiliki banyak kelebihan, penggunaan energi nuklir juga dihadapkan pada berbagai tantangan. Dengan teknologi yang tepat dan pengelolaan yang bijak, energi nuklir dapat memainkan peran penting dalam masa depan energi global, membantu mengatasi perubahan iklim dan memenuhi kebutuhan listrik dunia. Bagaimana menurut kamu Sobat EBT Heroes?

#zonaebt #sebarterbarukan #ebtheroes

Editor: Nur Wasilatus Sholeha

Referensi:

[1] Radioactivity Summary

[2] Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir: Apa Itu PLTN dan Bagaimana Cara Kerjanya?

[3] How does a nuclear power plant work?

[4] Sekilas tentang cara kerja PLTN

[5] Discovery of nuclear fission

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

3 Comment

  1. Wow, incredible weblog format! How long have you been running a blog for?
    you make running a blog glance easy. The whole glance of your site is magnificent,
    let alone the content! You can see similar here sklep online

  2. Good day! Do you know if they make any plugins to help with SEO?
    I’m trying to get my website to rank for some targeted keywords but I’m not seeing very good
    results. If you know of any please share. Thanks! I saw similar blog
    here: GSA Verified List