- Tenaga nuklir menghasilkan listrik tanpa emisi karbon, beroperasi 24/7, dan menyumbang sekitar 9% dari listrik global.
- Proses Pembangkitan: Panas dari reaksi fisi uranium mengubah air menjadi uap, menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik.
- Reaksi Berantai Fisi: Neutron memecah atom uranium, menciptakan panas dalam jumlah besar melalui reaksi berantai.
Banyak di industri energi berpendapat bahwa energi nuklir memancarkan nol karbon dioksida dan tidak seperti angin dan matahari, dapat menyediakan listrik 100% sepanjang waktu. Ini menimbulkan pertanyaan bagi siapa pun yang tertarik dengan masa depan yang berkelanjutan. Haruskah kita memasukkan lebih banyak tenaga nuklir dalam solusi kita untuk perubahan iklim? Kali ini kita akan membahas beberapa dasar tentang tenaga nuklir.
Pembangkit Tenaga Nuklir di Beberapa Negara
Pertama, mari kita lihat tenaga nuklir di Amerika Serikat. Ini adalah grafik berapa banyak listrik yang dihasilkan dari tenaga nuklir selama tahun 1985 hingga 2022. Sobat EBT Heroes dapat melihat bahwa produksi listrik dari pembangkit listrik tenaga nuklir meningkat dua kali lipat dari sekitar tahun 1985 hingga 2005 dan tetap stabil sejak saat itu, meskipun turun sedikit selama beberapa tahun terakhir yang mungkin karena pandemi COVID-19. Jumlah listrik diukur dalam terawatt jam — satu terawatt sama dengan satu triliun watt, yaitu 1 dengan 12 nol setelahnya, dan itu banyak watt.
Sekarang mari kita lihat tenaga nuklir di Prancis, yang sekitar setengah dari Amerika Serikat, tetapi masih signifikan. Dari garis ungu, kita dapat melihat bahwa penggunaan tenaga nuklir Prancis juga meningkat dua kali lipat dari sekitar tahun 1985 hingga 2005, tetapi sedikit menurun akhir-akhir ini, kemungkinan karena pandemi dan perlambatan ekonomi yang terjadi. Jepang ternyata adalah negara lain yang menggunakan banyak tenaga nuklir, atau setidaknya dulu. Untuk Jepang, kita melihat lagi bahwa produksi listrik mereka dari tenaga nuklir meningkat dua kali lipat antara tahun 1985 dan 2005. Itu menurun secara dramatis sejak sekitar 2010. Ada alasan yang sangat penting untuk ini.
Bauran Produksi Listrik yang Berasal dari Nuklir
Dalam hal persentase listrik yang berasal dari tenaga nuklir, Amerika Serikat diwakili oleh garis merah yang menunjukkan bahwa persentase listrik tetap cukup konstan selama beberapa dekade sekitar 19 hingga 20% dari semua listrik yang diproduksi.
Prancis jauh di atas sana, mendapatkan lebih banyak listrik dari tenaga nuklir daripada batu bara atau gas alam. Puncaknya pada tahun 2005 sekitar 80% dan sejak itu turun menjadi sekitar 63%. Di tingkat global, ternyata tenaga nuklir hanya menyumbang 9% dari keseluruhan kebutuhan listrik kita. Dibutuhkan banyak uang untuk membangun pembangkit listrik tenaga nuklir dan staf yang sangat terlatih untuk menjalankannya. Akibatnya, pembangkit cenderung berlokasi di negara-negara maju yang lebih kaya dengan sumber daya mereka untuk membangun dan mengoperasikannya.
Baca Juga
- 5 Negara Dengan Reaktor Nuklir Raksasa di Dunia
- Nuclear In Indonesia Needs Renewable Energy Law To Be Passed
Bagaimana Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir?
Berikut adalah skema yang menunjukkan bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi. Mari kita mulai dari sisi kiri dan lanjutkan ke kanan. Semuanya dimulai di reaktor nuklir, yang berisi bahan bakar nuklir, biasanya uranium. Radioaktivitas uranium menghasilkan banyak panas. Jumlah panas yang dihasilkan dikendalikan oleh perangkat khusus yang disebut control rods.
Tentu saja, jika kalian memiliki panas, maka bisa merebus air. Itulah yang terjadi di reaktor. Panas dihasilkan dan digunakan untuk mengubah air menjadi uap. Sekarang, air panas di reaktor itu sendiri sangat radioaktif sehingga terpisah dari tempat uap yang berguna dibuat. Lingkaran merah di sekitar reaktor mengandung banyak air panas tetapi radioaktif. Ini mengalir melalui penukar panas yang mengandung air non-radioaktif. Itu adalah lingkaran biru di mana semua uap dihasilkan.
Uap kemudian disalurkan ke turbin uap, yang mulai berputar. Seperti yang telah kita lihat sebelumnya, turbin uap terhubung ke generator. Ketika turbin berputar, begitu pula generator, dan itulah yang menghasilkan listrik. Listrik diumpankan ke jaringan di mana listrik berakhir di rumah dan bisnis kita. Juga, ada begitu banyak panas dari proses ini sehingga membutuhkan banyak air hanya untuk menjaga semua komponen tetap dingin untuk beroperasi dengan baik karena bagaimanapun juga ini adalah reaktor nuklir. Akibatnya, kalian akan sering menemukan pembangkit listrik tenaga nuklir di dekat sumber air, seperti danau atau bahkan lautan.
Sobat EBT Heroes selalu dapat mengetahui kapan pembangkit beroperasi dengan gumpalan asap putih yang mengepul keluar dari apa yang disebut menara pendingin. Sekarang ini hanya sisa uap dan uap air, jadi tidak ada yang berbahaya. Harus diakui, agak luar biasa bahwa proses yang begitu kompleks dirancang hanya untuk merebus air, untuk membuat uap. Tapi itulah yang terjadi di pembangkit listrik tenaga nuklir. Sekarang bagian yang menarik, bagaimana semua panas itu tercipta di reaktor?
Proses Fisi Nuklir
Panas dihasilkan sebagai akibat dari apa yang disebut proses fisi nuklir. Mari kita lihat ini satu langkah pada satu waktu untuk memahami apa yang terjadi di sini. Pertama, kalian memiliki jenis atom uranium khusus yang dikenal sebagai uranium 235. Bagaimanapun, dalam lingkungan radioaktif, kalian memiliki partikel atom yang disebut neutron yang beterbangan. Dalam beberapa kasus, neutron menghantam atom uranium, membuatnya sangat tidak stabil. Karena tidak stabil, atom uranium terbelah menjadi dua atom yang lebih ringan.
Proses pemisahan ini adalah dari mana istilah fisi berasal, sesuatu yang terbagi menjadi dua bagian atau lebih. Dalam hal ini, atom uranium 235. Selama fisi, beberapa neutron lagi dikeluarkan. Karena proses ini secara efektif memutus ikatan kimia dalam atom, ia melepaskan cukup banyak panas, yang terkait dengan energi yang menahan uranium 235 bersama-sama. Panas itu adalah area merah yang tumbuh dalam animasi, tapi itu baru permulaan.
Bayangkan kalian memiliki banyak atom uranium di sekitarnya. Ketika neutron menghantam salah satunya, kita mendapatkan proses fisi yang baru saja kita bicarakan. Tetapi yang penting adalah bahwa neutron yang dikeluarkan dari atom pertama dapat menyerang beberapa atom uranium lagi, menyebabkan proses yang sama terjadi dengan mereka. Masing-masing neutron yang dikeluarkan itu kemudian dapat menabrak atom uranium lain di sekitarnya dan kalian mulai mendapatkan reaksi berantai nuklir yang mungkin pernah didengar.
Prosesnya sangat mirip dengan ide yang menjadi viral di internet. Satu orang memberi tahu dua orang, dan dua orang itu memberi tahu dua orang lagi, dan sekarang empat orang terlibat. Masing-masing dari empat orang itu memberi tahu dua orang lagi, dan sekarang kalian memiliki delapan. Delapan itu menceritakan dua lagi, dan sekarang kalian memiliki 16. Dalam beberapa interaksi lagi, kalian benar-benar memiliki ribuan orang yang terlibat.
Baca Juga
- Alur Produksi dan Pemanfaatan Biomassa Woodchip
- BPDPKS dan Upaya Menuju Produksi Kelapa Sawit Berkelanjutan
Proses fisi yang ditunjukkan dengan sederhana dalam animasi adalah hal yang persis sama. Satu atom terbelah dan kemudian mengirimkan neutron keluar yang membuat atom lain terbelah, yang kemudian mengirimkan lebih banyak neutron untuk membelah lebih banyak atom.
Hasil dari semua pemisahan atom ini adalah banyak panas. Panas itulah yang digunakan untuk merebus air, menciptakan uap yang pada akhirnya menggerakkan generator, menciptakan listrik. Control rods yang kita lihat di skema reaktor pada gambar sebelumnya berfungsi untuk membatasi jumlah neutron yang terbang. Jika keadaan menjadi terlalu panas, control rods mulai menutupi beberapa bahan bakar uranium yang membatasi proses fisi. Teknologi yang agak luar biasa ketika Sobat EBT Heroes memikirkannya.
Dapat disimpulkan bahwa tenaga nuklir merupakan sumber energi rendah emisi karbon yang mampu menghasilkan listrik terus-menerus, menjadikannya alternatif stabil di samping energi terbarukan seperti angin dan matahari. Dengan memanfaatkan reaksi fisi uranium yang menghasilkan panas melalui reaksi berantai, tenaga nuklir mengubah panas ini menjadi listrik melalui turbin uap. Meskipun mahal dan lebih umum di negara maju, banyak yang berpendapat tenaga nuklir berpotensi memainkan peran penting dalam solusi energi bersih global di masa depan.
#ZonaEBT #Sebarterbarukan #EBTHeroes
Editor: Adhira Kurnia Adhwa
Referensi:
[1] Nuclear Energy
1 Comment
fdegli