Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

KIMA FISIKA

Rahasia untu mengendalikan raksi berantai adalah dengan mengendalikan neutron. Jika neutron dapat dikendalikan, energy yang dilepaskan dapat dikendalikan. Itulah yang dilakukan oleh para ilmuwan pada pembangkit listrik tenaga nuklir.

Dalam beberapa hal, pembangkit listrik tenaga nuklir sama dengan pembangkit listrik konvensional yang menggunakan bahan bakar fosil. Pada jenis pembangkit listrik ini, bahan bakar fosil (batu bara, minyak, gas alam) dibakar, dan panasnya digunakan untuk mendidihkan air yang digunakan untuk membuat uap air. Uap airnya kemudian digunakan untuk menggerakan turbin yang disambungkan ke generator  yang menghasilkan listrik.

Perbedaan nyata antara pembangkit listrik konvensional dan nuklir adalah PLTN menghasilkan panasnya melalui reaksi berantai pemecah inti.

Bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan listrik ?

Banyak orang percaya bahwa konsep dibalik PLTN amat sangat rumit. Ini bukanlah hal yang sebenarnya. PLTN sangat serupa dengan pembangkit listrik bahan bakar fosil yang konvensional.

Isotop yang dipecah dimasukan ke dalam batang bahan bakar didalam pusat reactor. Semua batang bahan bakar bersama-sama membangun massa kritis. Batang-batang pengendali, umumnya terbuat dari boron dan cadmium, berada di pusatnya dan semuanya berfungsi seperti bahan berpori neutron untuk mengendalikan laju peluruhan radioaktif. Operator dapat menghentikan reaksi berantai ini secara sempurna dengan menekan batang-batang pengendali dari semua arah perjalanan ke dalam pusat reactor, di mana semua neutron dapat diserap. Operator kemudian dapat mengurangi batang pengendali dengan cara menariknya setiap waktu untuk menghasilkan sejumlah panas yang diinginkan.

Cairan (air atau kadang-kadang natrium cair) dialirkan melalui pusat reaktordan panas yang dihasilkan oleh reaksi berantai dapat diserap. Cairan ini kemudian mengalir dalam generator penghasil uap air, untuk menghasilkan uap air. Uap air ini kemudian dialirkan melalui turbin uap air yang terhubung pada generator listrik. Uap air terkondensasi dan didaur ulang melalui generator uap air. Cara ini membentuk system tertutup sehingga tidak ada air atau uap air yang dilepaskan, semuanya didaur ulang.

Cairan yang mengalir dari pusat reactor juga merupakan bagian dari system tertutup. System tertutup ini membantu meyakinkan bahwa tidak terjadi pencemaran di  udara atau air. Tetapi kadang-kadang tetap ada saja permasalahan yang muncul.

Oh, begitu banyak masalah

Di Amerika terdapat kira-kira 100 reaktor nuklir yang menghasilkan sekitar 20% kebutuhan listrik Negara. Di Prancis, hampir 80% listrik Negara dihasilkan melalui pemecahan inti. PLTN jelas mempunyai banyak keuntungan. Tidak ada bahan bakar fosil yang dibakar (menghemat bahan bakar fosil) dan tidak ada produk hasil pembakaran seperti karbon dioksida, dan lain-lainnya yang dapat mencemari udara dan air. Tetapi ada beberapa masalah yang berhubungan dengan PLTN.

Satu hal adalah biaya. Pembangunan dan pengoperasian PLTN sangat mahal. Listrik yang dihasilakn dari tenaga nuklir harganya dua kali lebih mahal daripada listri yang dihasilkan melalui pembangkit listrik bahan bakar atau hidroelektrik. Masalah lainnya adalah ketersediaan uranium-235 yang dapat dipecah sangat terbatas. Dari semua uranium yang terjadi di alam, hanya kira-kira 0,75 persennya merupakan U-235. Sebagian besar merupakan U-238 yang tidak dapat dipecah. Berdasarkan pada pemakaiannya sampai saat ini, kita akan kehabisan U-235 alami dalam waktu kurang dari 100 tahun. Sedikit tambahan waktu mungkin dapat diperoleh dengan adanya reactor pembibitan. Tetapi ada keterbatasan jumlah bahan bakar nukir yang tersedia di alam, sama seperti halnya dengan keterbatasan jumlah bahan bakar fosil.

Namun, dua masalah utama yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga pemecah inti adalah kecelakaan (keamanan) dan pembuangan limbah nuklir.

sumber: Jhon T.Moore Ed. D, Kimia for dummies, 2007, Pakar Raya, Bandung.