Berbagi Ilmu Tentang Teknologi Nuklir

Setelah gempa dan Tsunami yang melanda Jepang, Tema tentang "Nuklir" menjadi sangat hangat dibicarakan. Mulai oleh para ahlinya sampai para awam yang tidak tau apa-apa tentang Nuklir. dari berbagai forum dan media yang saya ikuti, ternyata masih sangat banyak warga negara Indonesia yang sama sekali tidak tau tentang apa itu Nuklir? bagaimana bentuknya? apa manfaatnya? bagaimana bisa menjadi pembangkit energi? dls. untuk itu silahkan simak baik-baik dibawah ini :

1. apa itu nuklir
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 :

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 (Ba-141) 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 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.

2. Sebentar, Uranium itu bentuknya apa?gas?cair?atau padat?:
Uranium itu salah satu bahan tambang, jadi berupa padatan (mirip batuan). nih gambarnya

3.Apakah Indonesia punya tambang Uranium?
jawabanya ane cuplik dari kantor Berita ANTARA
"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"

4. Kok bisa nuklir jadi listrik?
Energi yang dibebaskan oleh reaksi fisi Uranium ini berupa energi panas. Energi panas digunakan untuk menguapkan air sehingga timbul uap bertekanan tinggi yang dapat memutar turbin, turbin memutar generator dan terciptalah listrik


5. Apa kelebihan nuklir?:
Dibandingkan dengan sumber energi yang lain, Energi Nuklir merupakan sumber energi yang paling tinggi kerapatan energinya (jumlah energi persatuan volume atau massa)
1 kg uranium dapat menghasilkan energi sekitar 50.000 kwh (kilo watt jam)
1 kg batubara hanya dapat menghasilkan energi sekitar 3 kwh
1 kg minyak bumi hanya dapat menghasilkan sekitar 4 kwh

6. Bagaimana 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 :

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. selain jenis PWR, jenis-jenis lain dari reaktor nuklir yang tidak bisa saya jelaskan.

7. Bagaimana sistem pengamanan Reaktor Nuklir agar tidak bocor?
Dalam teknologi reaktor dikenal istilah sistem keselamatan berlapis yaitu lapisan penghalang terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan. Sebagai gambaran disajikan sistem penghalang pada suatu reaktor daya, yaitu:

* Kristal bahan bakar
* Kelongsong elemen bakar
* Bejana tekan
* Bejana keselamatan
* Sistem penahan gas dan cairan aktif
* Perisai biologis
* Gedung reaktor
* Sistem tekanan negatif

Bila prisisp-prisip keselamatan ini digunakan dalam pembangunan reaktor, niscaya keselamatan operasi reaktor akan terjamin.

8. Di dunia ini sudah ada berapa banyak PLTN?
Nih daftarnya (tapi ni data tahun 2006) nyari yang update belum dapat


9. Dari PLTN sebanyak itu, sudah terjadi kecelakaan berapa kali?
Selama 64 tahun terakhir terjadi 31 kecelakaan Reaktor Nuklir yang merenggut korban 539 orang, 186 diantaranya meninggal.
Bandingkan dengan data kecelakaan yang lain:
Dalam 18 tahun terakhir ada 14 kecelakaan di Industri Kimia yang merenggut korban 64.652 orang, 4.287 diantaranya meninggal. Khusus di Indonesia dalam 5 tahun terakhir ada 76.866 orang korban kecelakaan lalu lintas, 54.733 diantaranya meninggal (30 orang/hari) (data ini diambil tahun 2006). Jadi, lebih bahaya PLTN atau sepeda motor?

10. Meski pengamanannya tinggi, tetap saja berbahaya kan?
bahaya yang ditimbulkan dari pembangkitan listrik menggunakan energi nuklir hanyalah pada masalah radiasi. selama radiasi ini dapat ditahan agar tidak bocor ke lingkungan, maka PLTN akan aman. lalu apa akibatnya jika terjadi kebocoran sedikit saja, misal ketika terjadi gempa dan tsunami di jepang? selama dosis radiasi yang mengenai tubuh kita masih di bawah ambang batas, maka tidak ada efek yang berarti bagi tubuh. ambang batas dosis serapan radiasi yang ditetapkan saat ini adalah 50 milisevert (mSv) per tahun. waktu gema jepang kemaren? berapa kebocorannya? Dari info yang saya peroleh dari dosen saya, dosis radiasi di batas luar PLTN (bukan daerah evakuasi) ketika terjadi ledakan Unit 3 adalah sekitar 700 micro Sv per jam. Artinya, jika seseorang berada di lokasi tersebut selama satu jam terus menerus, tanpa berpindah-pindah, dia akan menerima dosis sebesar 700 micro Sv. atau jika dikonversikan dalam satu tahun berarti 6,1 Sv.

Tetapi perlu diingat pula bahwa material radioaktif itu meluruh, sehingga dosisnya juga akan berkurang seiring waktu. Cepat atau lambatnya tergantung dari jenis material radioaktifnya. Dengan kata lain, secara akumulatif nilai dosisnya akan lebih rendah daripada 6 Sv. Faktor yang lain adalah meterologis. Mengingat adanya aliran udara, maka kemungkinan besar akan ada efek dilution (pengenceran), jadi kembali ada pengurangan dosis juga untuk jangka panjang. Lagipula, tidak mungkin kan kita diem aja selama satu tahun di situ. Jika kita pernah melakukan foto rontgen (sinar X) di dada, maka kita menerima 100 micro Sv. Sinar X di perut menyumbang 600 micro Sv dan di pinggul sebesar 700 micro Sv. Bahkan kalau kita pernah melakukan CT scan, kita menerima dosis sebesar 10000 micro Sv. Bahkan, sebenarnya dalam keseharian kita, kita pasti menerima pancaran radiasi baik dari makanan, bahan bangunan, radiasi sinar kosmis dari luar angkasa, dll. Tapi dosisnya sangat rendah.

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 :


11. maaf, emang bahaya terkena paparan radiasi itu apa?
Jika dosis serapan radiasi yang mengenai tubuh kita melebihi ambang batas yang telah ditetapkan tadi, efeknya adalah kerusakan sel tubuh dan kelainan gen (DNA). akibatnya adalah cacat, kanker, mandul, dls. sekali lagi, hal ini hanya akan terjadi jika radiasi yang kita serap melebihi ambang batasnya.

12. Apa Indonesia punya Tenaga Ahli di Bidang Nuklir?
yang jelas Indonesia sudah punya BATAN (Badan Tenaga nuklir Nasional) yang berisikan para ahli Nuklir. di luar BATAN masih banyak para lulusan S2 dan S3 luar negeri maupun dalam negeri yang sangat kompeten. Beliau-beliau umumnya sekarang mengajar di Perguruan Tinggi yang ada jurusan Teknik Nuklirnya. Belum lagi ahli-ahli kita yang memilih untuk berkarya di negeri orang (karena tidak "terpakai" di negeri sendiri). Jika masih ada yang meragukan dengan mengatakan, lumpur lapindo aja bisa bocor, atau bahkan soal ujian Nasional aja bisa bocor, apalagi kalo Nuklir?? logika mudahnya gini aja Gan, klo lumpur Lapindo dan soal ujian Nasional bocor, siapa yang dirugikan? pastinya bukan orang yang membocorkannya. tapi kalau Radiasi nuklir sampai bocor, yang pertama kali kena tentu yang membocorkannya. Jadi para pekerja di PLTN tentu sangat tau risikonya, sehingga mereka akan bekerja sangat disiplin dan profesional.