Aplikasi Nuklir di Bidang KesehatanPosted on November 18, 2008 - Filed UnderScientist|11 CommentsPendahuluan

Asal-mula fisika nuklir terikat pada fisika atom, teori relativitas, dan teori kuantum dalam permulaan abad kedua-puluh. Kemajuan awal utama meliputi penemuan radioaktivitas (1898), penemuan inti atom dengan menginterpretasikan hasil hamburan partikel alfa (1911), identifikasi isotop dan isobar (1911), pemantapan hukum-hukum pergeseran yang mengendalikan perubahan-perubahan dalam nomor atom yang menyertai peluruhan radioaktivitas (1913), produksi transmutasi nuklir karena penembakan dengan partikel alfa (1919) dan oleh partikel-partikel yang dipercepat secara artifisial (1932), formulasi teori peluruhan beta (1933), produksi inti-inti radioaktif oleh partikel-partikel yang dipercepat (1934), dan penemuan fissi nuklir (1938). Fisika nuklir ialah unik pada tingkat dimana ia menghadirkan banyak topik terapan dan paling fundamental. Instrumentasi-intrumentasinya telah memiliki kegunaan yang banyak di seluruh sains, teknologi, dan kedokteran; rekayasa nuklir dan kedokteran nuklir adalah dua bidang spesialisasi terapan yang sangat penting.Aplikasi teknik nuklir, baik aplikasi radiasi maupun radioisotop, sangat dirasakan manfaatnya sejak program penggunaan tenaga atom untuk maksud damai dilancarkan pada tahun 1953. Dewasa ini penggunaannya di bidang kedokteran sangat luas, sejalan dengan pesatnya perkembangan bioteknologi, serta didukung pula oleh perkembangan instrumentasi nuklir dan produksi radioisotop umur pendek yang lebih menguntungkan ditinjau dari segi medik. Energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber radiasi, dapat menyebabkan peruba.hari fisis, kimia dan biologi pada materi yang dilaluinya. Perubahan yang terjadi dapat dikendalikan dengan jalan memilih jenis radiasi (, , atau neutron) serta mengatur dosis terserap, sesuai dengan efek yang ingin dicapai. Berdasarkan sifat tersebut, radiasi dapat digunakan untuk penyinaran langsung seperti antara lain pada radioterapi, dan sterilisasi. Selain itu, radiasi yang dipancarkan oleh suatu radioisotop, lokasi dan distribusinya dapat dideteksi dari luar tubuh secara tepat, serta aktivitasnya dapat diukur secara akurat; sehingga penggunaan radioisotop sebagai tracer atau perunut, sangat bermanfaat dalam studi metabolisme, serta teknik pelacakan dan penatahan berbagai organ tubuh, tanpa harus melakukan pembedahan.

Kedokteran Nuklir

Ilmu Kedokteran Nuklir adalah cabang ilmu kedokteran yang menggunakan sumber radiasi terbuka berasal dari disintegrasi inti radionuklida buatan, untuk mempelajari perubahan fisiologi, anatomi dan biokimia, sehingga dapat digunakan untuk tujuan diagnostik, terapi dan penelitian kedokteran. Pada kedokteran Nuklir, radioisotop dapat dimasukkan ke dalam tubuh pasien (studi invivo) maupun hanya direaksikan saja dengan bahan biologis antara lain darah, cairan lambung, urine da sebagainya, yang diambil dari tubuh pasien yang lebih dikenal sebagai studi in-vitro (dalam gelas percobaan).Pemeriksaan kedokteran nuklir banyak membantu dalam menunjang diagnosis berbagai penyakitseperti penyakit jantung koroner, penyakit kelenjar gondok, gangguan fungsi ginjal, menentukan tahapan penyakit kanker dengan mendeteksi penyebarannya pada tulang, mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan makanan dan menentukan lokasinya, serta masih banyak lagi yang dapat diperoleh dari diagnosis dengan penerapan teknologi nuklir yang pada saat ini berkembang pesat.Disamping membantu penetapan diagnosis, kedokteran nuklir juga berperanan dalam terapi-terapi penyakit tertentu, misalnya kanker kelenjar gondok, hiperfungsi kelenjar gondok yang membandel terhadap pemberian obat-obatan non radiasi, keganasan sel darah merah, inflamasi (peradangan)sendi yang sulit dikendalikan dengan menggunakan terapi obat-obatan biasa. Bila untuk keperluan diagnosis, radioisotop diberikan dalam dosis yang sangat kecil, maka dalam terapi radioisotop sengaja diberikan dalam dosis yang besar terutama dalam pengobatan terhadap jaringan kanker dengan tujuan untuk melenyapkan sel-sel yang menyusun jaringan kanker itu.Di Indonesia, kedokteran nuklir diperkenalkan pada akhir tahun 1960an, yaitu setelah reaktor atom Indonesia yang pertama mulai dioperasikan di Bandung. Beberapa tenaga ahli Indonesia dibantu oleh tenaga ahli dari luar negeri merintis pendirian suatu unit kedokteran nuklir di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknik Nuklir di Bandung. Unit ini merupakan cikal bakal Unit Kedokteran Nuklir RSU Hasan Sadikin, Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran. Menyusul kemudian unit-unit berikutnya di Jakarta (RSCM, RSPP, RS Gatot Subroto) dan di Surabaya (RS Sutomo). Pada tahun 1980-an didirikan unit-unit kedokteran nuklir berikutnya di RS sardjito (Yogyakarta) RS Kariadi (Semarang), RS Jantung harapan Kita (Jakarta) dan RS Fatmawati (Jakarta). Dewasa ini di Indonesia terdapat 15 rumah sakit yang melakukan pelayanan kedokteran nuklir dengan menggunakan kamera gamma, di samping masih terdapat 2 buah rumah sakit lagi yang hanya mengoperasikan alat penatah ginjal yang lebih dikenal dengan nama Renograf.Radioisotop dan Teleterapi Henry Bacquerel penemu radioaktivitas telah membuka cakrawala nuklir untuk kesehatan. Kalau Wilhelm Rontgen, menemukan sinar-x ketika gambar jari dan cincin istrinya ada pada film. Maka Marie Currie mendapatkan hadiah Nobel atas penemuannya Radium dan Polonium dan dengan itu pulalah sampai dengan 1960-an Radium telah digunakan untuk kesehatan hampir mencapai 1000 Ci. Tentunya ini sebuah jumlah yang cukup besar untuk kondisi saat itu. Masyarakat kedokteran menggunakan radioisotop Radium ini untuk pengobatan kanker, dan dikenal dengan Brakiterapi. Meskipun kemudian banyak ditemukan radiosiotop yang lebih menjanjikan untuk brakiterapi, sehingga Radium sudah tidak direkomendasikan lagiSelain untuk Brakiterapi, radisotop Cs-137 dan Co-60 juga dimanfaatkan untuk Teleterapi, meskipun belakangan ini teleterapi dengan menggunakan radioisotop Cs-137 sudah tidak direkomendasikan lagi untuk digunakan. Meskipun pada dekade belakangan ini jumlah pesawat teleterapi Co-60 mulai menurun digantikan dengan akselerator medik . Radioisotop tersebut selain digunakan untuk brakiterapi dan teleterapi, saat ini juga telah banyak digunakan untuk keperluan Gamma Knife, sebagai suatu cara lain pengobatan kanker yang berlokasi di kepala.Teleterapi adalah perlakuan radiasi dengan sumber radiasi tidak secara langsung berhubungan dengan tumor. Sumber radiasi pemancar gamma seperti Co-60 pemakaiannya cukup luas, karena tidak memerlukan pengamatan yang rumit dan hampir merupakan pemancar gamma yang ideal. Sumber ini banyak digunakan dalam pengobatan kanker/tumor, dengan jalan penyinaran tumor secara langsung dengan dosis yang dapat mematikan sel tumor, yang disebut dosis letal.Kerusakan terjadi karena proses eksitasi dan ionisasi atom atau molekul. Pada teleterapi, penetapan dosis radiasi sangat penting, dapat berarti antara hidup dan mati. Masalah dosimetri ini ditangani secara sangat ketat di bawah pengawasan Badan Internasional WHO dan IAEA bekerjasama dengan laboratorium-laboratorium standar nasional.Orang pertama yang menggunakan radioisotop nuklir sebagai tracer (perunut) pada 1913-an adalah GC Havesy, dan dengan tulisannya dalam Journal of Nuclear Medicine, Havesy menerima hadiah Nobel Kimia 1943. Prinsip yang ditemukan Havesy inilah yang kemudian dimanfaatkan dalam Kedokteran Nuklir, baik untuk diagnosa maupun terapi. Radioisotop untuk diagnosa penyakit memanfaatkan instrumen yang disebut dengan Pesawat Gamma Kamera atau SPECT (Single Photon Emission Computed Thomography). Sedangkan aplikasi untuk terapi sumber radioisotop terbuka ini seringkali para pakar menyebutnya sebagai Endoradioterapi.Rutherford dan Teknologi Pemercepat RadioisotopPenemuan Rutherford memberikan jalan pada munculnya teknologi pemercepat radioisotop, sehingga J Lawrence dapat menggunakan Siklotron Berkeley dapat memproduksi P-32, yang merupakan radioisotop artifisial pertama yang digunakan untuk pengobatan leukimia. Sekitar 1939, I-128 diproduksi pertama kalinya dengan menggunakan Siklotron, namun dengan keterbatasan pendeknya waktu paro, maka I-131 dengan waktu paro 8 hari diproduksi. Perkembangan teknologi Siklotron untuk kesehatan menjadi penting setelah beberapa produksi radioisotop dengan waktu paro pendek mulai dimanfaatkan dan sebagai dasar utama PET (Positron Emission Tomography).Radioisotop selain diproduksi dengan pemercepat, juga dapat diproduksi dengan reaktor nuklir. Majalah Science telah mengumumkan bahwa reaktor nuklir penghasil radioisotop pada 1946, dan menurut Baker sampai sekitar 1966 ada 11 reaktor nuklir di Amerika Serikat memproduksi radiosisotop untuk melayani kesehatan. Perkembangan teknologi reaktor juga saat ini dimanfaatkan untuk produksi secara in-situ aktivasi Boron untuk pengobatan penyakit maligna dan biasanya dikenal dengan BNCT (Boron Netron Capture Therapy ). Meskipun saat ini banyak juga berkembang BNCT dengan metode akselerator.Generator radioisotop-pun saat ini juga berperan besar dalam memproduksi radioisotop untuk kesehatan, terutama kedokteran nuklir. Produksi, pengembangan dan pemanfaatan generator Mo-99/Tc-99m merupakan dampak positif dalam aplikasi nuklir untuk kesehatan dan farmasi. Dengan generator ini masalah-masalah faktor produksi ulang, waktu, dan jarak terhadap tempat yang memproduksi radioisotop, selain juga mengurangi dosis yang diterima oleh pasien.

Teknik Pengaktivan Neutron

Teknik nuklir ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan mineral tubuh terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang sangat kecil (Co,Cr,F,Fe,Mn,Se,Si,V,Zn dsb) sehingga sulit ditentukan dengan metoda konvensional. Kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya yang tidak merusak dan kepekaannya sangat tinggi. Di sini contoh bahan biologik yang akan idperiksa ditembaki dengan neutron.

4. Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone DensitometerPengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan radiasi gamma atau sinar-x. Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar-x yang diserap oleh tulang yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan oleh komputer yang dipasang pada alat bone densitometer tersebut. Teknik ini bermanfaat untuk membantu mendiagnosiskekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita pada usia menopause (matihaid) sehingga menyebabkan tulang muda patah.

5. Three Dimensional Conformal Radiotheraphy (3d-Crt)Terapi Radiasi dengan menggunakan sumber radiasi tertutup atau pesawat pembangkit radiasi telah lama dikenal untuk pengobatan penyakit kanker. Perkembangan teknik elektronika maju dan peralatan komputer canggih dalam dua dekade ini telah membawa perkembangan pesat dalam teknologi radioterapi. Dengan menggunakan pesawat pemercepat partikel generasi terakhir telah dimungkinkan untuk melakukan radioterapi kanker dengan sangat presisi dan tingkat keselamatan yang tinggi melalui kemampuannya yang sangat selektif untuk membatasi bentuk jaringan tumor yang akan dikenai radiasi, memformulasikan serta memberikan paparan radiasi dengan dosis yang tepat pada target. Dengan memanfaatkan teknologi 3D-CRT ini sejak tahun 1985 telah berkembang metoda pembedahan dengan menggunakan radiasi pengion sebagai pisau bedahnya (gamma knife). Dengan teknik ini kasus-kasus tumor ganas yang sulit dijangkau dengan pisau bedah konvensional menjadi dapat diatasi dengan baik oleh pisau gamma ini, bahkan tanpa perlu membuka kulit pasien dan yang terpenting tanpa merusak jaringan di luar target.

6. Sterilisasi Alat KedokteranAlat/bahan yang digunakan di bidang kedokteran pada umumnya harus steril. Banyak di antaranya yang tidak tahan terhadap panas, sehingga tidak bisa disterilkan dengan uap air panas atau dipanaskan. Demikian pula sterilisasi dengan gas etilen oksida atau bahan kimia lain dapat menimbulkan residu yang membahayakan kesehatan. Satu-satunya jalan adalah sterilisasi dengan radiasi, dengan sinar gamma dan Co-60 yang dapat memberikan hasil yang memuaskan. Sterilisasi dengan cara tersebut sangat efektif, bersih dan praktis, serta biayanya sangat murah. Untuk transpiantasi jaringan biologi seperti tulang dan urat, serta amnion chorion untuk luka bakar, juga disterilkan dengan radiasi.

7. PenutupDapat dikemukakan bahwa teknik nuklir sangat berperan dalam penanggulangan berbagai masalah kesehatan manusia. Banyak masalah yang sebelumnya dengan metode konvensional tidak terpecahkan, dengan teknik nuklirdapatterpecahkan. Yang terpenting adalah kemajuan-kemajuan baik di bidang diagnosis maupun terapi haruslah ditujukan untuk keselamatan, kemudahan, kesembuhan dan kenyamanan pasien. Dengan kemajuan iptek di bidang instrumentasi nuklir, bioteknologi dan produksi isotop umur pendek yang menguntungkan ditinjau dan segi medik dan pendeteksian/pengukuran; diharapkan bahwa harapan hidup yang lebih nyaman dan panjang bagi mereka yang terkena penyakit dapat tercapai.Daftar pustakaWS, Sriwidodo., Cermin Dunia Kedokteran, Grup PT Kalbe Farma, Jakarta ; 1995www. Infonuklir.com ( diakses 22 Mei 2008 )www. Fisikanet.com ( diakses 22 Mei 2008 )

pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

BAB IPENDAHULUAN

A.Latar Belakang MasalahKrisis energi sedang dialami dunia saat ini karena cadangan energi di dunia semakin menipis akibat pemakaian yang terus-menerus tanpa ada tindakan pembaharuan dan belum adanya sumber energi alternatif lain.Bila hal tersebut tidak segera ditanggulangi akan menjadi permasalahan yang besar. Perlu ada tindakkan lebih lanjut untuk mengatasi permasalahan ini. Diantaranya perlu dikembangkan sumber energi seperti PLTN yang menggunakan energi Nuklir.Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir(PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal (tenaga nuklir) yang merupakan kumpulan mesin untuk pembangkit tenaga listrik yang memanfaatkan tenaga nuklir sebagai tenaga awalnya di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklirpembangkit listrik. Prinsip kerjanya seperti uap panas yang dihasilkan untuk menggerakkan mesin yang disebut turbin. Perlu adanya pengembangan lebih lanjut pada PLTN sehingga dapat digunakan secara optimal, karena bahan bakar yang dipakai didalam PLTN masih cukup banyak.Kontroversi mengenai keberadaan PLTN adalah wajar karena berbagai trauma mengenai nuklir masihmenjadi ingatan kolektif masyarakat dunia. Energi nuklir senantiasa diakitkan dengan pembuatan sejata pemusnah masal dan fakta beberapa kecelakaan reaktor PLTN menimbulkan korban jiwa, walaupun angka korban akibat PLTN dibandingkan dengan kecelakaan yang lain sangatlah kecil. Perlu ditelusuri lebih obyektif ihkwal bahaya PLTN sehingga begitu menakutkan. Penelusuran ini menjadi penting, karena partisipasi masyarakat dalam memberikan pendapat mengenai hal yang berkaitan langsung dengan keselamatan jiwa banyak orang akan membuahkan keiklasan masyarakat untuk mendukung keberadaan PLTN. Dukungan tersebut untuk kesejahteraan masyarakat juga.B.PENGERTIAN ENERGI NUKLIRNgeri, dan takut. Itulah bayangan seseorang ketika mendengar kata Nuklir. Kata kata ini seakan akan menjadi sebuah momok bagi masyarakat awam, setidaknya masyarakat awam di Indonesia. Ini wajar, mungkin disebabkan ketidaktahuan mereka dengan apa itu Nuklir? Ini tercermin dalam sebuat poling di sebuah situs, ternyata masih saja ada orang yang tidak setuju dengan didirikannya PLTN di Indonesia.Namun hal yang berbeda saya temui saya mengunjungi situswww.infonuklir.com, poling disana menunjukkan bahwa mayoritas responden setuju dengan adanya PLTN, Jadi saya beranggapan ketakutan sebagian besar masyarakat adalah karena faktor ketidaktahuan mereka tentang apa itu Nuklir, apa itu PLTN.JadiEnergi Nuklir itu apa?Energi Nuklir adalah Energi yang dihasilkan dari perpecahan dua inti atom yang tidak stabil memecah menjadi dua inti atom yang lebih kecil. Akibat dari reaksi ini adalah dilepaskan sinar gamma dalam bentuk energi panas (dikenal dengan istilah reaksi fisi ). Lalu bagaimana agar inti atom tersebut dapat bereaksi sehingga memecah menjadi dua inti atom yang lebih kecil? Tentu Reaksi Nuklir tidak akan terjadi jika tidak ada yang memicu reaksi tersebut. Artinya reaksi nuklir tidak terjadi secara spontan. Namun terlebih merupakan sebuah reaksi dari aksi yang dilakukan pada atom tersebut (dalam hal ini Uranium). Mengapa uranium? Karena uranium merupakan salah satu atom terberat. Dengan kata lain, terdapat banyak proton dan netron di dalam inti atomnya.

Nuklir, energi yang ramah lingkunganSeperti yang penulis jelaskan, bahwa inti atom tidak dapat meluruh dengan sendirinya tanpa ada penyebab luar. Kenapa? Karena inti atom ini terikat oleh gaya, yang merupakan gaya terkuat dalam alam semesta atau dikenal dengan istilah Gaya Nuklir Kuat. Agar reaksi nuklir dapat terjadi (yang dimaksudkan disini adalah reaksi fisi) maka kita harus menembakkan sebuah netron berkecepatan tinggi pada uranium. Setelah Netron diserap inti uranium, hasilnya menarik, inti atom menjadi tidak stabil. Mengapa tidak stabil? karena Jumlah netron dan proton terdapat selisih sehingga struktur inti menjadi tidak lagi stabil, karena itu inti atom berusaha untuk menstabilkan dirinya yang sudah tidak stabil- dengan cara pembelahan menjadi fragmen dan dengan memancarkan energi. dengan pengaruh energi yang dilepaskan, inti atom tersebut pun mulai mengeluarkan komponen-komponen yang dimilikinya dengan kecepatan tinggi, termasuk partikel netron berkecepatan tinggi yang akhirnya menabrak inti Uranium tetangganya. Akhirnya reaksi berantaipun dimulai sehingga energi yang dilepaskanpun akan semakin besar.Untungnya netron yang tidak terikat pada inti atom ini rawan terhadap peluruhan yang disebut disintegrasi beta Sehingga netron semacam ini (yang menyebabkan reaksi nuklir) tidak kita temui di alam. Jika tidak, tentu bumi ini akan menjadi planet yang tidak berpenghuni, yang dipenuhi dengan reaksi berantai.Kita harus bersyukur bahwa Allah menciptakan atom lengkap dengan kekuatan dahsyat di dalamnya dan menjaga kekuatan ini terkendali secara menakjubkan.

C.SEJARAH MUNCULNYA NUKLIRTahap-tahap penemuan nukilr sampai PLTN1896Ahli fisika Perancis Henri Becquerel menemukan gejala radioaktivitas ketika plat-plat fotonya diburamkan oleh sinar dari uranium1898Pierre dan Marie Curie memulai proyek yang berujung pada penemuan unsur baru radium1902Ahli fisika Inggris Ernest Rutherford dan ahli kimia Frederick Soddy menerangkan peluruhan radioaktif yang mengubah unsur seperti radium menjadi unsur lain sambil menghasilkan energi1905Albert Einstein, pegawai paten di Bern, menunjukkan kesetaraan massa dan energi dalam persamaan E=mc, sebagai bagian dari Teori Kenisbian relativitas) Khusus. Persamaan ini meramalkan bahwa energi yang amat besar terkunci di dalam materi1910Soddy mengusulkan adanya isotop - bentuk unsur yang memiliki sifat-sifat kimia sama tetapi berat atomnya berbeda1911Rutherford, dengan menggunakan partikel alfa, menyelidiki bagian dalam atom dan menemukan intinya yang berat1913Francis Aston, ahli kimia Inggris, secara menyakinkan menunjukkan adanya isotop. Ahli fisika Denmark Niels Bohr mengajukan teorinya berdasarkan apa yang telah ditemukan oleh Rutherford dan teori kuantum ahli fisika Jerman Max Planck1919Rutherford menunjukkan perubahan nitrogen menjadi oksigen dan hidrogen setelah dibentur oleh partikel alfa. Ini adalah reaks inuklir pertama yang diamati oleh manusia1928Dalam langkah-langkah pertama ke arah pemahaman dasar mengenai kakas nuklir, orang Amerika Edward Condon dan Ronald Gurney dan George Gamow yang lahir di Rusia, dalam penyelidikan tersendiri, menerangkan bagaimana partikel alfa di pancarkan dari inti1931Deuterium, isotop berat hidrogen yang kemudian dipakai dalam bom hidrogen (bom-H) yang pertama, ditemukan ahli kimia Amerika, Harold Urey1932Ahli fisika Inggris John Cockroft dan ahli fisika Irlandia Ernest Walton bekerja sama dalam mengubah litium menjadi inti helium, memakai proton yang dipercepat dengan alat pemecah atom sederhana. Ini merupakan pembuktian ekperimental yang pertama terhadap rumus Einstein E=mc .Neutron, partikel penyusun atom yang ternyata merupakan kunci ke arah pembelahan inti, ditemukan oleh ahli fisika Inggris James Chadwick1933Irene dan Frederic Joliot-Curie, ahli fisika Perancis, menunjukkan bahwa beberapa atom yang stabil, mengalami reaksi nuklir bila dibentur oleh partikel alfa dan berubah menjadi isotop tak stabil berumur pendek. Inilah keradioaktifan berumur buatan pertama1938Hans Bethe di Amerika Serikat berteori bahwa energi matahari berasal dari reaksi fusi, suatu proses yang memadukan dua inti ringan dan melepaskan energi yang jumlahnya besar. Istilah reaksi yang kini menghasilkan ledakan bom-H1939Otto Hahn dan Fritz Strassmann di Berlin menembaki uranium dengan neutron dan menemukan unsur barium yang lebih ringan sebagai hasil dari reaksi itu, tetapi tidak dapat menjelaskan percobaan munculnya barium tersebut.Pelarian Jerman Otto Frisch dan Lise Metner menjelaskan percobaan Hahn dan Strassmann sebagai fisi - pembelahan suatu inti berat menjadi inti-inti yang lebih ringan, misalnya inti barium, dengan melepaskan banyak energi.Frederic Jolit-Curie menunjukkan bahwa fisi satu atom uranium oleh satu neutron menghasilkan dua atau tiga neutron bebas. Ini menyarankan kemungkinan reaksi berantai; dalam reaksi ini neutron baru melanjutkan dan memperluas reaksi yang dimulai oleh pembenturan neutron awal.Bohr meramalkan bahwa uranium-235 akan membelah bila ditembak neutron, tetapi U-235 sangat langka.Albert Einstein di Amerika Serikat pada Lembaga Penelaahan Lanjut memperingatkan Presiden Roosevelt akan bahaya militer dari energi atom1940Para ahli kimia di Universitas California yang dipimpin oleh Glenn Seaborg dan Edwin McMillan menemukan plutonium, hasil penembakan U-238 yang radioaktif, dan pengganti yang baik dari U-235 yang langkaMetode difusi gas untuk memisahkan isotop-isotop uranium dikembangkan di Universitas Kolombia1942Dibawah pengarahan Enrico Fermi reaktor atom pertama dibangun, dan pada tanggal 2 Desember 1942, jam 15.52, berlangsung reaksi berantai pertama dalam proyek yang diprakarsai dan dikoordinasi oleh Arthur H. ComptonSuatu program atom militer A.S dengan nama sandi Proyek Manhattan, dibentuk dibawah pimpnan Mayor Jenderal Leslie R.Groves. Di Oak Ridge, Tennessee, spektrometer massa dipergunakan untuk memproduksi U-235 murni, di bawah pengarahan Ernest O.LawrencePembangunan laboratorium bom atom dimulai di Los Alamos, New Mexico, di bawah pengarahan J. Robert Oppenheimer1943Reaktor-reaktor dibangun di Hanford, Washington, untuk memproduksi plutonium1945Bom atom pertama diletuskan di Alamogordo, New Mexico, Senin 16 JuliBom atom pertama menghancurkan Hiroshima, Jumat 6 Agustus.Nagasaki menjadi sasaran kedua pada tanggal 9 Agustus1949Uni Soviet meledakkan bom atom1950Presiden Harry S. Truman pada tanggal 31 Januari mengumumkan bahwa ia telah merestui Komisi Tenaga Atom untuk melanjutkan pengembangan bom-H1952Bom atom Inggris pertama diledakkan pada tanggal 3 Oktober di Pulau Monte Bello di lepas pantai AustraliaLedakan uji coba bom-H A.S. Yang pertama terjadi dekat Atol Eniwetok di Pasifik, pada tanggal 1 November1953Dalam bulan Agustus Uni Soviet meledakkan bom-H 19541954USS Nautilus, kapal selam atom pertama diluncurkan1956Reaktor pertama menghasilkan tenaga listrik mulai bekerja di Calder Hall, Inggris1957Reaktor Shippingport, pembangkit listrik tenaga atom pertama di A.S mulai beroperasi1959Uji coba reaktor atom kecil yang pertama - KiwiA-untuk enggunaan dalam roket terjadi di lokasi pengujian Nevada1960Perancis meledakkan bom atom dalam uji coba di Sahara1961Uni Soviet melakukan uji coba bom-H terbesar (55 sampai 60 megaton) di pulau daerah kutub Novaya ZemlyaA.S. Memulai Proyek Mata Bajak, serentetan percobaan ledakan nuklir skala besar untuk maksud-maksud damai seperti misalnya pembuatan terusan

1962A.S. Meledakkan bom-H dari roket Thor dan menciptakan suatu zona radiasi buatan manusia. Perjalanan perdana kapal nuklir Savannah A.S., Kapal dagang bertenaga atom yang pertama

Sejarah Reaktor NuklirReaktor nukliryang pertama kali membangkitkan listrik adalah stasiun pembangkit percobaanEBR-Ipada20 Desember1951di dekatArco, Idaho,Amerika Serikat. Pada27 Juni1954, PLTN pertama dunia yang menghasilkan listrik untukjaringan listrik(power grid) mulai beroperasi diObninsk,Uni Soviet[1]. PLTN skala komersil pertama adalahCalder HalldiInggrisyang dibuka pada17 Oktober1956[2]

BAB IINUKLIR SEBAGAI SUMBER ENERGIA.Reaksi Atom di dalam NuklirNuklirmerupakanistilahyangberhubungandenganintiatomyangtersusunatasdua buahpartikelfundamental,yaituprotondanneutron. Intiatomterdapattiga buahinteraksifundamentalyangberperanpenting,yaitugayanuklirkuatdangaya elektromagnetikserta padajangka waktuyang panjang terdapatgaya nuklirlemah.Gaya nuklirkuatmerupakan interaksi antara partikel quarkdangluonyang dibahas dalam teori quantumchromodynamics(QCD)sedangkangayanuklirlemahadalahinteraksiyang terjadidalamskalaintiatomsepertipeluruhanbetayangdibahasdalamelecroweak theory.Inti atom tersimpan tenaga inti (nuklir) yang luar biasa besarnya.Tenaga nuklir itu hanya dapat dikeluarkan melalui proses pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini sangat berbeda dengan pembakaran kimia biasa yang umumnya sudah dikenal, seperti pembakaran kayu, minyak dan batubara. Besar energi yang tersimpan (E) di dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan massa dan energi oleh Albert Einstein : E = m C2, dengan m : massa bahan (kg) dan C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s). Energi nuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas.Dilihat dari proses berlangsungnya, ada dua jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir berantai tak terkendali dan reaksi nuklir berantai terkendali. Reaksi nuklir tak terkendali terjadi misal pada ledakan bom nuklir. Peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang maksimal. Reaksi nuklir yang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan energi yang dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk membuat suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor nuklir. Reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir.B.Energi NuklirMendapatkan gambaran tentang besarnya energi yang dapat dilepaskan oleh reaksi nuklir, berikut ini diberikan contoh perhitungan sederhana. Ambil 1 g (0,001 kg) bahan bakar nuklir 235U. Jumlah atom di dalam bahan bakar ini adalah : N = (1/235) x 6,02 x 1023 = 25,6 x 1020 atom 235U. Setiap proses fisi bahan bakar nuklir 235U disertai dengan pelepasan energi sebesar 200 MeV, maka 1 g 235U yang melakukan reaksi fisi sempurna dapat melepaskan energi sebesar : E = 25,6 x 1020 (atom) x 200 (MeV/atom) = 51,2 x 1022 MeV Jika energi tersebut dinyatakan dengan satuan Joule (J), di mana 1 MeV = 1.6 x 10-13 J, maka energi yang dilepaskan menjadi : E = 51,2 x 1022 (MeV) x 1,6 x 10-13 (J/MeV) = 81,92 x 109 J Dengan menganggap hanya 30 % dari energi itu dapat diubah menjadi energi listrik, maka energi listrik yang dapat diperoleh dari 1 g 235U adalah : Elistrik = (30/100) x 81,92 x 109 J = 24,58 x 109 J Karena 1J = 1 W.s ( E = P.t), maka peralatan elektronik seperti pesawat TV dengan daya (P) 100 W dapat dipenuhi kebutuhan listriknya oleh 1 g 235U selama : t = Elistrik / P = 24,58 x 109 (J) / 100 (W) = 24,58 x 107 s Angka 24,58 x 107 sekon (detik) sama lamanya dengan 7,78 tahun terus-menerus tanpa dimatikan. Jika diasumsikan pesawat TV tersebut hanya dinyalakan selama 12 jam/hari, maka energi listrik dari 1 g 235U bisa dipakai untuk mensuplai kebutuhan listrik pesawat TV selama lebih dari 15 tahun.Perhitungan di atas dapat memberikan gambaran yang cukup jelas mengenai kandungan energi yang tersimpan di dalam bahan bakar nuklir. Energi panas yang dikeluarkan dari pembelahan satu kg bahan bakar nuklir 235U adalah sebesar 17 milyar kilo kalori, atau setara dengan energi yang dihasilkan dari pembakaran 2,4 juta kg (2.400 ton) batubara. Melihat besarnya kandungan energi tersebut, maka timbul keinginan dalam diri manusia untuk memanfaatkan energi nuklir sebagai pembangkit listrik dalam rangka memenuhi kebutuhan energi dalam kehidupan sehari-hari.Energinuklirdihasilkandidalamintiatommelaluiduabuahjenisreaksinuklir,yaitu :1)Reaksi FusiReaksi fusi adalah suatu reaksi yangmenggabungkan beberapa partikelatomikmenjadisebuahpartikelatomikyanglebihberat. Reaksifusidapat menghasilkanenergiyangsangatbesarsepertiyangterjadipadabintang.Salahsatu reaksi contoh reaksi fusi adalahpenggabungan partikeldeuterium (Datau 2H)dantritium (Tatau3H)(Gambar1.a).Langkahpertama,deuteriumdantritiumdipercepatdengan arahyangsalingmendekatipadasuhutermonuklir.Penggabunganantaraduabuah partikeltersebutmembentukhelium-5(5He)yangtidakstabilsehinggamengakibatkan peluruhan.Dalamprosespeluruhanini,sebuahneutrondanpartikelhelium-4(4He) terhamburdisertaidenganenergiyangsangatbesar,yaitu14,1MeVuntuk penghamburanneutrondan3,5MeVuntukpenghamburanhelium-4.Sampaisaatini, reaksifusibelumdapatdirancangolehmanusiakarenamembutuhkansuhuyangsangat tinggi. Hal inimenyebabkan pemanfaatan reaksi fusi sebagai sumber energi listrik belum dapat direalisasikan.

Keuntungan PLTN dengan reaksi fusi:Energi yang tidak terbatasBebas limbah radioaktif (hidrogen akan berfusi menjadi helium)2)Reaksi FisiReaksi fisi adalah reaksiyangmembelah suatupartikelatomikmenjadimenjadibeberapapartikelatomiklainnyadansejumlah energi.Salahsatucontohdarireaksifisiadalahreaksifisipadapartikeluranium-235 (235U)yangditumbukolehsebuahneutronyangbergerakpelan(Gambar1.b dan2).

Gambar reaksi fisi

Proses penyerapan neutron oleh uranium-235 mengakibatkan terbentuknya partikel uranium-236 (236U)yang tidak stabil sehingga terbelah menjadi partikelkr ypton-92 (92 Kr),barium-141 (141Br), danbeberapa neutronbebassertasejumlahenergi. Reaksifisi dapat berlangsung secaraterusmenerusyangbiasadisebutdenganreaksirantai. Reaksirantai, neutronyangtelahterhamburdarireaksifisidapatmengakibatkanterjadinyareaksifisi lainsamabaiknya denganreaksifisisebelumnya. Energiyangdihasilkandarireaksiini dapatdikonversimenjadienergilistrikpadasebuahpembangkitlistriktenaganuklir (PLTN).

Tiga hal menarik yang terjadi pada proses reaksi fisi adalah sebagai berikut:PeluangsebuahatomU-235menangkapsebuahneutronbernilaisangattinggi. Sebuahreaktoryangbekerja(dikenaldengankeadaankritis),sebuah neutronyangterhamburdarisetiapreaksifisidapatmenyebabkanterjadinya reaksi fisi yang lainnya.Prosespenyerapandanpenghamburanneutronterjadidengansangatcepatpada orde pikosekon (110-12sekon)Jumlahenergiyangdihasilkanberupapanasdanradiasigammaluarbiasabesar padasebuahreaksi fisiyangterjadi. Reaksiini terbentuk dari beberapaproduk fisidanneutrondenganmassatotalyanglebihringandaripartikelU-235pada awalreaksi.Perbedaanmassainidiubahmenjadienergidengannilaiyang dirumuskandalamE=mc2. SatukalipeluruhanatomU-235bisa dihasilkanenergisebesar200MeV(1eV =1,6.10-19joule). U-235dapatbekerja dalamsebuahsampeluraniumyangdiperkayamenjadi2sampai3persen. Senjatanuklir menggunakan komposisiU-235mencapai90persenataulebihdarisebuah sampel uranium.

Reaktor daya fisi dikelompokkan lagi menjadi:1.Reaktor thermalmenggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau memoderateneutron2.Reaktor cepatmenjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron.3.Reaktor subkritismenggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fisi.

Keuntungan PLTN dengan reaksi fisi:Energi yang sangat besar dapat didapat dengan mengorbankan sejumlah kecil Uranium. Ingat persamaan E=MC2. Energi yang dihasilkan dari satu kilogram uranium sama dengan 1kg x 300.000m/sx 300.000m/s= 900.000.000.000 joule. Energi ini tentu jauh lebih besar daripada energi yang dihasilkan minyak dengan jumlah yang sama.Energi yang bersih dari polusi udara

Kerugian PLTN dengan reaksi fisi:Bila terjadi kebocoran PLTN, dapat menjadi ancaman radiasi kepada masyarakat sekitarnyaLimbah radioaktif yang harus mendapatkan penyimpanan ekstra hati-hati.C.Pemakaian Uranium-235 dan Plutonium-239 dalam Nuklir1.Uranium-235Uranium-235 adalah isotop uranium yang penting disamping uranium-238, uranium alami hanya menjadi 0,72 %/uranium-235, memiliki waktu paruh 7,038 x 108tahun.Uranium-235 juga digunakan sebagai sumber utama penghasil neutron dalam reaksi nuklir, yang mana neutron-neutron ditembakkan ke arah uranium-238, dalam hal ini untuk membuat/ memproduksi plutonium.Uranium-235 dan plutonium-239 digunakan sebagai bahan bakar (fisi nuklir), dalam reaktor nuklir dan bom nuklir.Uranium yang ditemukan di alam umumnya komposisi terdiri dari 99,28% U-238, 0,72% U-235 dan 0,0057% U-234 dengan aktivitas jenis 25,4 Bq/mg (1 Bq: 1 peluruhan atom radioaktif/detik). Industri nuklir dalam bentuk bahan bakar reaktor dan persenjataan membutuhkan kadar U-235 yang lebih banyak (antara 2 - 94% massa), sehingga berlangsung proses 'pengayaan' (enrichment) terhadap Uranium alam. Proses pengayaan ini, U-235 disaring dan dipekatkan secara terus menerus. Uranium sisa saringan ini yang kemudian dikenal sebagai DU, dengan komposisi 99,8% U-238, 0,2% U-235 dan 0,001% U-234. Aktivitas jenis bagi DU cukup rendah, hanya 14,8 Bq/mg (58% saja dari aktivitas Uranium alam).Secara kimiawi Uranium merupakan logam berat berwarna keperakan yang sangat padat. Sebuah kubus Uranium bersisi 10 cm memiliki massa mendekati 20 kg dan secara umum 70% lebih padat dibanding timbal (timah hitam). Suhu 600 700 C dalam tekanan yang sangat tinggi logam DU akan menyala dengan sendirinya, membentuk kabut aerosol DU yang bersifat cair dan sangat panas.2.Plutonium-239Plutonium -239 adalah isotop plutonium yang penting dan dihasilkan/ diproduksi melalui reaktor nuklir, yang memiliki waktu paruh 24110 tahun (atau 2,411 x 104tahun).Plutonium-239 dan uranium-235, digunakan sebagai bahan bakar (fisi nuklir), dalam reaktor nuklir dan bom nuklir.

BAB IIIPROSES KONVERSI ENERGI PADA PLTNA.Mengenal PLTNPembangkit Listrik Tenaga Nuklir(PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal (tenaga nuklir) yang merupakan kumpulan mesin untuk pembangkit tenaga listrik yang memanfaatkan tenaga nuklir sebagai tenaga awalnya di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklirpembangkit listrik. Prinsip kerjanya seperti uap panas yang dihasilkan untuk menggerakkan mesin yang disebut turbin.B.Komponen Utama dalam PLTN1.Bahan bakar (fuel) -bahan fisil yaitu bahan yang cenderung untuk berfisis ketika ditumbuk neutron seperti Uranium-235, baik yag ada pada Uranium alam ataupun telah diperkaya (Uranium alam hanya mengandung 0,7% U-235 dan sisanya kebanyakkan U-238 yang bersifat fertile, yaitu probabilitas untuk berfisinya kecil. Umumnya bahan bakar nuklir diperkaya artinya ditambahkan konsentrasi U-235). Bahan bakar juga terjadang ditambahkan Plutonium yang bersifat fisil. Bahan bakar pada reaktor nuklir berbentuk pelet logam atau oksida.1 Uranium ore- material dasar bahan bakar nuklir.2Yellowcake- bentuk uranium guna dikirim ke pabrik pengkayaan uranium.3 UF6- uranium dalam pengkayaan.4 Bahan bakar nuklir- berbentuk padat, secara kimia bersifat inert.

2.Struktur bahan bakar (cladding) selongsong logam yang ditempati atau mengungkung pellet bahan bakar. Cladding atau disebut juga struktur bahan bakar melindungi bahan bakar dari korosi dan mencegah keluarnya produk fisi.3.Moderator terbuat dari unsur ringan (dibuat unsur ringan mendekati neutron karena secara fisika pengurangan energi akan efektif ketika partikel menumbuk partikel lain yang massanya mirip). Moderator berfungsi untuk memperlambat neutron hasil fisi sehingga menjadi neutron thermal (neutron energi rendah) tanpa menyerap neutron tersebut. PLTN tipe PWR moderator yang digunakan adalah H2O atau air ringan (sebenarnya air yang biasa kita kenal, tapi dikhususkan penamaan air ringan karena ada D2O yang disebut air berat). Neutron sengaja diperlambat karen adalam keadaan energi yang rendah akan memperbesar terjadinya reaksi fisi ketika bertumbukkan dengan U-235 dari bahan bakar.4.Pendingin(Coollant) berfungsi untuk mentransfer panas yang dibangkitkan pada bahan bakar di teras ke pembangkit uap (stem generator,SG) untuk lebih lanjut memutar turbin. Pendingin ini bersirkulasi melalui bahan bakar dan pembangkit uap, ketika bersentuhan dengan bahan bakar pendingin mengambil panas lalu ketika sampai di pembangkit uap, panas tersebut ditransfer kepada air yang lebih dingin (dalam bejana SG, tentunya tanpa terjadi kontak fisik, tranfer panas terjadi secara konduksi dan konveksi) dan memberikan panasnya. Reaktor tipe PWR didisain agar pendingin tidak sampai mendidih (tetap dalam satu Fasa, fasa cair), untuk mencegah air yang bertemperatur tinggi untuk mendidih maka diberikan tekanan tinggi dengan adanya bejana pengatur tekanan (pressurizer).Gambar 5: Pompa air pendingin

Gambar system pendingin pada PLTN

5.Batang Kontrol (control rods) terbuat dari bahan penyerap neutron , batang ini dapat dikeluarkan dan dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk mengontrol populasi dan reaksi neutron pada teras, dan menjaga teras agar tetap pada keadaan kritis, juga berguna untuk menghentikan reaksi-reaksi neutron dengan menurunkan secara penuh pada batang kendali.6.Bejana tekan (pressure vessel) bejana yang memuat teras bahan bakar dan semua komponen terkait, biasanya terbuat dari stainless steel. Berfungsi untuk mencegah lepasnya bahan radioaktif pada kasus berlebihnya tekanan.7.Struktur pengungkung terbuat dari beton dan terkadang ditambahkan lapisan logam di tengahnya, berfungsi untuk melindungi operator dan masyarakat umum dari radiasi.Gambar struktur pengungkung

8.Bejana pengatur tekanan (pressurizer) berfungsi untuk mengatur tekanan pada teras. Tipe reaktor nuklir PWR tekanan teras dibuat tinggi hingga 15,5 Kpa, hal ini mencegah mendidihnya pendingin (dalam hal ini air ringan). Terjadi kelebihan tekanan pada teras, pressurizer juga dapat mengurangi dengan mekanisme penggembosan.9.Pembangkit uap (steam generator) bejana terjadinya pertukaran panas antara air yang telah mengambil panas dari bahan bakar dengan air pada siklus kadua (sikluas pertama adalah siklus pendingin yang bersikulasi antara bahan bakar dan SG,disebut juga siklus sekunder perhatikan bahwa pada tiap siklus air betul betul jadi pembawa panas /energi disatu sisi menerima lalu disisi lain memberikan enegi tersebut).Air pada siklus sekunder kemudian menjadi uap karena panas yang diterimanya, lalu uap inilah yang memutar turbinC.Prinsip Kerja PLTNPrinsip kerja PLTN, pada dasarnya sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu : air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran.Uapyang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Perbedaannya pada pembangkit listrik konvensional bahan bakar untuk menghasilkan panas menggunakan bahan bakar fosil seperti : batu bara, minyak dan gas. Dampak dari pembakaran bahan bakar fosil ini, akan mengeluarkan karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (S02) dan nitrogen oksida (Nox), serta debu yang mengandung logam berat. Sisa pembakaran tersebut akan teremisikan ke udara dan berpotensi mencemari lingkungan hidup, yang bias menimbulkan hujan asam dan peningkatan suhu global. PLTN, panas yang akan digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam reaktor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disalurkan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel sperti C02, S02, atau Nox, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari.Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktorneutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energigerak(kinetik). Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutargeneratorsehingga dihasilkan arus listrik.Gambar skema konversi energi pada PLTN

D.Jenis-jenis ReaktorPLTN1.Pressurized Water Reactor (PWR)Pressurized Water Reactor adalah jenis reaktor daya nuklir yang menggunakan air ringan biasa sebagai pendingin maupun moderator neutron. Reaktor ini pertama sekali dirancang oleh Westinghouse Bettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang, tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power Division Reaktor jenis ini merupakan jenis reaktor yang paling umum. Lebih dari 230 buah reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, dan beberapa ratus lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal.Reaktor jenis PWR, aliran pendingin utama yang berada di teras reaktor bersuhu mencapai 325oC sehingga perlu diberi tekanan tertentu (sekitar 155 atm) oleh perangkat pressurizer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik.Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin sekunder. Aliran ini kembali memasuki generator uap dan menjadi uap kembali, memasuki turbin, dan demikian seterusnya.

2.Boiling Water Reactor (BWR)Reaktor jenis BWR merupakan rancangan reaktor jenis air ringan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Reaktor BWR pertama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan General Electric (GE). Reaktor BWR rancangan General Electric dibangun di Humboldt Bay di California. Reaktor ini mempunyai banyak persamaan dengan reaktor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reaktor BWR, uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor.Reaktor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang bertekanan rendah (sekitar 75 atm) sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju perangkat pemisah dan pengering uap yang terletak di atas teras kemudian menuju turbin. Air yang berada di sekitar teras selalu mengalami kontaminasi oleh peluruhan radionuklida, maka turbin harus diberi perisai dan perlindungan radiasi sewaktu masa pemeliharaan. Zat radioaktif yang terdapat pada air tersebut beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang turbin dapat dimasuki sesaat setelah reaktor dipadamkan. Uap tersebut kemudian memasuki turbin-generator. Turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reaktor dan memulai siklus kembali seperti di atas.3.Reaktor Air Didih Lanjut (Advanced Boiling Water Reactor, ABWR)Reaktor air didih lanjut, yaitu tipe modifikasi dari reaktor air didih yang ada pada saat ini. Perbaikan ditekankan pada keandalan, keselamatan, limbah yang rendah, kemudahan operasi dan faktor ekonomi. Perlengkapan khas ABWR yang mengalami perbaikan desain adalah (1) pompa internal, (2) penggerak batang kendali, (3) alat pengatur aliran uap, (4) sistem pendinginan teras darurat, (5) sungkup reaktor dari beton pra-tekan, (6) turbin, (7) alat pemanas untuk pemisah uap (penurun kelembaban), (8) sistem kendali dijital dan lain-lain.4.Reaktor CANDUReaktor CANDU atau CANada Deuterium Uranium adalah jenis reaktor air berat bertekanan yang menggunakan Uranium alam oksida sebagai bahan bakar. Reaktor ini dirancang oleh Atomic Energy Canada Limited (AECL) semenjak tahun 1950 di Kanada.Menggunakan bahan bakar Uranium alam, maka reaktor ini membuthkan moderator yang lebih efisien seperti air berat.Moderator reaktor CANDU terletak pada tangki besar yang disebut calandria, yang disusun oleh tabung-tabung bertekanan horisontal yang digunakan sebagai tempat bahan bakar, didinginkan oleh aliran air berat bertekanan tinggi yang mengalir melewati tangki calandria ini sampai mencapai suhu 290oC. Sama seperti Reaktor PWR, uap dihasilkan oleh aliran pendingin sekunder yang mendapat panas dari aliran pendingin utama. Digunakannya tabung-tabung bertekanan sebagai tempat bahan bakar, memungkinkan untuk mengisi bahan bakar tanpa memadamkan reaktor dengan memisahkan tabung bahan bakar yang akan diisi dari aliran pendingin.5.Reaktor Tabung TekanReaktor tabung tekan merupakan reaktor yang terasnya tersusun atas pendingin air ringan (ada juga air berat) dan moderator air berat atau pendingin air ringan dan moderator grafit dalam pipa kalandria. Bahan pendingin dan bahan moderator dipisahkan oleh pipa tekan, sehingga bahan pendingin dan bahan moderator dapat dipilih secara terpisah. Kenyataannya terdapat variasi gabungan misalnya pendingin air ringan moderator air berat (Steam-Generating Heavy Water Reactor, SGHWR), pendingin air berat moderator air berat (Canadian Deuterium Uranium, CANDU), pendingin air ringan moderator grafit (Channel Type Graphite-moderated Water-cooled Reactor, RBMK). Teras reaktor terdiri dari banyak kanal bahan bakar dan dideretkan berbentuk kisi kubus di dalam tangki kalandria, bahan pendingin mengalir masing-masing di dalam pipa tekan, energi panas yang timbul pada kanal bahan bakar diubah menjadi energi penggerak turbin dan digunakan pada pembangkit listrik. Disebut juga rektor nuklir tipe kanal.6.Pebble Bed Modular Reactor (PBMR)Reaktor PBMR menawarkan tingkat keamanan yang baik. Proyek PBMR masa kini merupakan lanjutan dari usaha masa lalu dan dipiloti oleh konglomerat internasional USA berbasis Exelon Corporation (Commonwealth Edison PECO Energy), British Nuclear Fuels Limited dan South African based ESKOM sebagai perusahaan reaktor. PBMR menggunakan helium sebagai pendingin reaktor, berbahan bakar partikel uranium dioksida yang diperkaya, yang dilapisi dengan Silikon Karbida berdiameter kurang dari 1mm, dirangkai dalam matriks grafit. Bahan bakar ini terbukti tahan hingga suhu 1600 derajat C dan tidak akan meleleh di bawah 3500 derajat C.Bahan bakar dalam bola grafit akan bersirkulasi melalui inti reaktor karena itu disebut sistem pebble-bed.7.Reaktor MagnoxReaktor Magnox merupakan reaktor tipe lama dengan siklus bahan bakar yang sangat singkat (tidak ekonomis), dan dapat menghasilkan plutonium untuk senjata nuklir. Reaktor ini dikembangkan pertama sekali di Inggris dan di Inggris terdapat 11 PLTN dengan menggunakan 26 buah reaktor Magnox ini. Sampai tahun 2005 ini, hanya tinggal 4 buah reaktor Magnox yang beroperasi di Inggris dan akan didekomisioning pada tahun 2010.Reaktor Magnox menggunakan CO2 bertekanan sebagai pendingin, grafit sebagai moderator dan berbahan bakar Uranium alam dengan logam Magnox sebagai pengungkung bahan bakarnya. Magnox merupakan nama dari logam campuran yaitu dengan logam utama Magnesium dengan sedikit Aluminium dan logam lainnya, yang digunakan sebagai pengungkung bahan bakar logam Uranium alam dengan penutup yang tidak mudah teroksidasi untuk menampung hasil fisi.8.Advanced Gas-cooled Reactor (AGR)Advanced Gas-Cooled Reactor (AGR) merupakan reaktor generasi kedua dari reaktor berpendingin gas yang dikembangkan Inggris. AGR merupakan pengembangan dari reaktor Magnox. Reaktor ini menggunakan grafit sebagai moderator netron, CO2 sebagai pendingin dan bahan bakarnya adalah pelet Uranium oksida yang diperkaya 2,5%-3,5% yang dikungkung di dalam tabung stainless steel. Gas CO2 yang mengalir di teras mencapai suhu 650C dan kemudian memasuki tabung generator uap. Uap yang memasuki turbin akan diambil panasnya untuk menggerakkan turbin. Gas telah kehilangan panas masuk kembali ke teras.9.Russian Reaktor Bolshoi MoshchnostyRBMK merupakan singkatan dari Russian Reaktor Bolshoi Moshchnosty Kanalny yang berari reaktor Rusia dengan saluran daya yang besar.Tahun 2004 masih terdapat beberapa reaktor RMBK yang masih beroperasi, namun tidak ada rencana untuk membangun reaktor jenis ini lagi. Keunikan reaktor RBMK terdapat pada moderator grafitnya yang dilengkapi dengan tabung untuk bahan bakar dan tabung untuk aliran pendingin.Rancangan reaktor RBMK, terjadi pendidihan aliran pendingin di teras samapi mencapai suhu 290C. Uap yang dihasilkan kemudian masuk ke perangkat pemisah uap yang memisahkan air dari uap. Uap yang telah dipisahkan kemudian mengalir menuju turbin, seperti pada rancangan reaktor BWR. Masalah yang dihadapi pada BWR yaitu uap yang dihasilkan bersifat radioaktif juga terjadi pada reaktor ini. Namun, dengan adanya pemisahan uap, maka terdapat waktu jeda yang menurunkan radiasi di sekitar turbin. Menggunakan moderasi netron yang sangat bergantung pada grafit, apabila terjadi pendidihan yang berlebihan, maka aliran pendingin akan berkurang sehingga penyerapan netron juga berkurang, tetapi reaksi fisi akan semakin cepat sehingga dapat menimbulkan kecelakaan.10.Reaktor thermalmenggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderateneutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fisi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaancepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan 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 fisi.Gambar Reaktor thermal.

11. Reaktor cepatmenjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fisi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fisi masing-masing.

Gambar Reaktor cepat

12.Reaktor subkritismenggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fisi. 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.

E.Teknis yang Terjadi pada PLTN1.Cara Mengendalikan Reaksi Berantai/FisiMengendalikan atau mengatur reaksi berantai dalam reaktor nuklir dengan menggunakan bahan yang dapat menyerap neutron misalnya Boron dan Cadmium, yang bertujuan untuk mengatur kerapatan neutron. Mengatur kerapatan neutron ini dapat digunakan untuk menentukan tingkat daya raktor nuklir, bahkan reaksi dapat dihentikan sama sekali (tingkat daya mencapai titik 0) pada saat semua neutron terserap oleh bahan penyerap. Perangkat pengatur kerapatan neutron pada reaktor nuklir ini disebut elemen kendali. Jika elemen kendali disisipkan penuh diantara elemen bakar, maka elemen kendali akan menyerap neutron secara maksimum sehingga reaksi berantai akan dihentikan dan daya serap batang kendali akan berk urang bila batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar.

GambarCara kerja elemen kendali

Gambar teras reaktor

2.Penghalang GandaPLTN mempunyai sistem pengamanan yang ketat dan berlapis-lapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkan sangat kecil. Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selama reaksi pembelahan inti uranium sebagian besar (>90%) akan tetap tersimpan di dalam matriks bahan bakar, yang berfungsi sebagai penghalang pertama. Selama operasi maupun jika terjadi kecelakaan, selongsong bahan bakar, akan berperan sebagai penghalang kedua untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsong. Kalau zat radioaktif masih dapat keluar dari dalam kelongsong, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem pendingin. Lepas dari sistem pendingin, masih ada penghalang keempat berupa bejana tekan terbuat dari baja dengan tebal + 20cm. Penghalang kelima adalah perisai beton dengan tebal 1,5 - 2m. Bila saja zat radioaktif itu masih ada yg lolos dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistim pengukung yang terdiri dari pelat baja setebal + 7cm dan beton setebal 1.5 2m yang kedap udara.3.Pertahanan BerlapisDesain keselamatan suatu PLTN menganut falsafah pertahanan berlapis (defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi :1)Lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan diperasikan sesuaidengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yg tinggi dan teknologi mutakhir.2)PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan/ keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-akibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN.3)PLTN dilengkapi dengan sistim pengamanan tambahan, yang dapat diandalkan untuk dapat mengatasi kecelakaan hipotesis, atau kecelakaan terparah yang diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. Namun kecelakaan tersebut kemungkinannya tidak akan pernah terjadi selama umur PLTN4.Limbah RadioaktifSelama operasi PLTN, pencemaran yang disebabkan oleh zat radioaktif terhadap lingkungan dapat dikatakan tidak ada. Air laut atau sungai yang dipergunakan untuk membawa panas dari kondensor sama sekali tidak mengandung zat radioaktif, karena tidak bercampur dengan air pendingin yang bersirkulasi di dalam reaktor. Sedangkan gas radioaktif yang dapat keluar dari sistem reaktor tetap terkungkung di dalam sistem pengungkung PLTN dan sudah melalui sistem ventilasi dengan filter yang berlapis-lapis. Gas yang dilepas melalui cerobong aktivitasnya sangat kecil (sekitar 2 milicurie/tahun) sehingga tidak menimbulkan dampak terhadap lingkungan5.Keselamatan TerpasangKeselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reaktor tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi.6.Keselamatan Reaktor NuklirAspek keselamatan yang digunakan pada reaktor nuklir adalah mencegah kemungkinan terjadinya kecelakaan dan memperkecil dampak yang dapat diakibatkan oleh kejadian kecelakaan, yang lebih dikenal dengan nama sistem pertahanan berlapis (defence in depth). Ada 5 pertahanan yang utama, yaitu:Komponen-komponen reaktorSistem proteksi reaktorKonsep hambatan gandaPemeriksaan dan pengujianOperatorGambar kegiatan di PLTN

7.Komponen ReaktorKomponen-komponen reaktor harus memenuhi standar kualitas yang tinggi dan dapat diandalkan, sehingga kemungkinan kegagalan komponen tersebut sangat kecil. Komponen-komponen tersebut antara lain pompa-pompa, katup-katup, pemipaan, tangki, instrumentasi, dan kontrol.8.Sistem Proteksi ReaktorDesain keselamatan reaktor adalah memanfaatkan sifat-sifat alam yang menjamin adanya keselamatan inheren sehingga reaktor nuklir mempunyai sistem yang forgiving terhadap kekeliruan yang dilakukan oleh operator. Reaktor nuklir dilengkapi dengan peralatan keselamatan yang dirancang menggunakan prinsip-prinsip sebagai berikut:Pemisahan: komponen-komponen sistem keselamatan yang berbeda dipisahkan secara fisis satu dengan yang lainnya. Hal ini dimaksudkan bahwa kegagalan mekanis pada satu lokasi tidak mempengaruhi unjuk kerja komponen yang berada di tempat lain.Diversiti: maksudnya adalah selalu terdapat lebih dari satu cara untuk melakukan suatu pekerjaan. Contohnya dengan sistem yang berbeda-beda akan dapat memadamkan reaktor.Redundansi: selalu terdapat lebih dari satu komponen yang diperlukan. Contohnya terdapat 2 pompa yang dipasang paralel, namun yang dipergunakan hanya satu.Saling tak gayut: sistem keselamatan saling tak gayut dengan yang lain. Contohnya terdapat beberapa jalur pemasok daya.Kegagalan yang aman (fail safe): dimaksudkan bahwa bila terjadi kegagalan pada suatu komponen/sistem, maka secara otomatis akan merangsang untuk bergerak pada kondisi yang aman. Contohnya daya listrik dibutuhkan untuk mematikan reaktor, tetapi bila suatu saat kehilangan daya listrik, reakto akan tetap mati dengan jatuhnya elemen kendali secara gravitasi (gambar 4).

9.Pemeriksaan dan PengujianSetiap PLTN secara rutin dilakukan pemeriksaan dan pengujian terhadap sistem keselamatan dan komponen-komponen reaktor untuk menjamin kelangsungan operasi dan juga perbaikan jika terdapat kerusakan. Seluruh persyaratan konstruksi, peralatan sistem keselamatan dan prosedur pengoperasian untuk PLTN selalu diawasi dengan ketat oleh isntansi/badan pengawas yang berwenang. Badan tersebut berhak mencabut ijin operasi sewaktu-waktu jika kondisi persyaratan tidak dipenuhi.10.OperatorPendidikan dan pelatihan operator reaktor nuklir merupakan aspek penting dari falsafah keselamatan nuklir pertahanan berlapis. Operator sebagai pengendali PLTN diseleksi secara ketat. Mereka harus melalui serangkaian ujian sebelum mendapatkan ijin untuk mengoperasikan reaktor nuklir. Ijin dikeluarkan oleh badan yang berwenang mengawasi penggunaan tenaga nuklir. Pengetahuan dan kemampuan operator harus selalu dipertahankan setiap saat dengan cara pendidikan/pelatihan dan penyegaran secara berkala.

BAB IVPERKEMBANGAN PLTN DI MASA DEPAN

A.Masa Depan PLTNTahun 2006, Watts Bar 1, yang akan beroperasi pada tahun 1997, adalah PLTN komersial Amerika Serikat terakhir yang akan beroperasi. Hal ini biasanya dijadikan bukti berhasilnya kampanye anti PLTN/nuklir dunia. Penolakan politis akan nuklir hanya berhasil terjadi di sebagian Eropa, Selandia Baru, Filipina dan USA. Bahkan di USA dan seluruh Eropa, investasi pada penelitian daur bahan bakar nuklir terus berlanjut, dan dengan prediksi beberapa ahli akan kelangkaan listrik , peningkatan harga bahan bakar fossil dan perhatian akan emisi gas rumah kaca akan memperbarui kebutuhan PLTN.Banyak negara yang tetap aktif mengembangkan energi nuklirnya termasuk diantaranya Jepang, China dan India, kesemuanya aktif mengembangkan teknolgi reaktor thermal dan reaktor cepat. Korea Selatan dan USA hanya mengembangkan teknolgi reaktor thermas South, Afrika Selatan dan China mengembangkan versi baru Pebble Bed Modular Reactor (PBMR). Finlandia dan Perancis aktif mengembangkan energi nuklir; Finladia mempunyai European Pressurized Reactor yang sedang dibangun oleh Areva. Jepang membangun unit yang beroperasi pada tahun 2005. Pada 22 September 2005 telah diumumkan dua lokasi baru di USA yang telah dipilih sebagai lokasi PLTN.B.Cadangan Uranium untuk Masa Depan PLTNPerkembangan energi nuklir hingga tiga dekade mendatang akan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan uranium alam serta besar kecilnya pertumbuhan kapasitas reaktor-reaktor baru di dunia. Teknologionce-through fuel cycleyang digunakaan reaktor-reaktor nuklir yang ada saat ini, bahan bakar yang berupa uranium hanya dimanfaatkan sekali pakai. Konsumsi uranium yang besar tanpa disertai dengan penemuan deposit-deposit uranium baru akan berakibat pada kelangkaan suplai. Pertanyaan utama saat ini adalah kapan kelangkaan suplai tersebut akan terjadi dan apa pengaruhnya terhadap masa depan energi nuklir.1.Produksi uranium duniaMenurut dataWorld Nuclear Assosiation, tahun 2006, sumber daya uranium dunia yang secara ekonomis dapat dimanafaatkan sebesar 4,7 juta ton. Tingkat konsumsi uranium dunia saat ini sebesar 64 kilo ton per tahun, cadangan tersebut bisa bertahan hingga 75 tahun. Jika porsi nuklir dalam penyediaan energi listrik dunia dipertahanakan konstan yaitu sekitar 16%, dengan pertumbuhan energi listrik dunia sebesar 2,7% per tahun (World Energy Outlook, 2006), maka diperkirakan umur cadangan uranium hanya akan bertahan hingga 40 tahun.

Sudah sebelas negara yang telah kehabisan cadangan uranium. Salah satu negara tersebut adalah Jerman yang tercatat sebagai empat besar di dunia dalam jumlah akumulatif produksi uranium sejak perang dunia kedua.Produksi uranium hanya mampu memenuhi 63 persen permintaan dunia. Kekurangan suplai dipenuhi dari cadangan stok yang sebagian besar berasal dari kelebihan produksi sebelum tahun 1980 dan dipakai dalam senjata nuklir pada saat itu. Tidak ada angka pasti mengenai jumlah stok tersebut, namun pada tahun 2005 diperkirakan berjumlah sekitar 210 kilo ton (Energy Watch Group, 2007). Ketimpangan antara suplai dan kebutuhan ini menjadi salah satu faktor kenaikan harga uranium sejak 2001. Setahun terakhir ini, harga uranium telah melonjak hampir tiga kali lipat (lihat grafik di bawah). Gejolak harga tersebut mematahkan anggapan selama ini bahwa harga uranium sangat stabil sehingga dapat diprediksi secara pasti.

Apakah ini pertanda dimulainya krisis uranium? Kalangan industri nuklir membantah dugaan ini. Mereka melihat bahwa lonjakan harga uranium justeru akan mendorong eksplorasi yang lebih intensif untuk mendapatkan cadangan-cadangan baru yang selama ini dipandang belum ekonomis.Persoalannya adalah data pertambangan uranium selama ini tidak sepenuhnya bisa diandalkan. Ada kecenderungan perkiraan cadangan uranium meningkat pada saat produksi sedang menanjak. Sebaliknya, perkiraan cadangan mengalami penurunan (downgrade) yang tajam ketika produksi sudah mencapai puncak (Energy Watch Group, 2007). Di Perancis misalnya, cadangan uranium pada tahun 1985 diperkirakan sebesar 82 kilo ton. Produksi uranium Perancis saat itu sedang mengalami peningkatan. Kenyataanya, setelah habis dieksplotasi hingga tahun 2002, hanya mampu memproduksi 26 kilo ton. Kasus serupa juga terjadi di industri pertambangan uranium Amerika Serikat.2.Pengaruh Terhadap Biaya PembangkitanTerlepas dari spekulasi cadangan uranium, gejolak harga tersebut jelas berpengaruh terhadap tingkat kekompetitifan PLTN. Berdasarkan laporan berjudulThe Future of Nuclear Poweryang dirilis oleh MIT pada tahun 2003, biaya pembangkitan listrik PLTN baru diperkirakan sekitar 5,5 sen Dollar AS per kWh mengunakan asumsi harga uranium 12 Dollar AS per pound (MIT, 2003). Komponen biaya uranium setara dengan 2,2 persen dari biaya pembangkitan listrik saat itu. Harga uranium saat ini yang mencapai 113 Dollar AS per pound diperkirakan menyebabkan pelonjakan biaya pembangkitan lebih dari 20 persen. Sebelumnya telah terjadi gejolak harga uranium saja, biaya pembangkitan PLTN sudah lebih mahal dari alternatif lain seperti PLTU dan PLTGU (MIT, 2003; Univ. of Chicago, 2004).3.Neraca Energi UraniumDiakui bahwa dari tinjauan aspek teknologi dan ekonomi, tingginya harga uranium membuka peluang penemuan deposit-deposit baru dengan kadar bijih yang lebih rendah (low grade ore). Selain kedua faktor tersebut, faktor neraca energi juga perlu dipertimbangkan untuk menentukan kelayakan produksi uranium. Storm van Leeuwen dan Smith dalam laporan yang berjudulNuclear Power The Energy Balanceyang diterbitkan tahun 2005 menyebutkan bahwa semakin rendah kadar bijih uranium maka energi yang dibutuhkan untuk mengekstraknya akan meningkat secara eksponensial. Nilai kritis kadar bijih uranium adalah 0,02 persen. Jika kurang dari itu, sumber daya uranium dianggap tidak layak untuk dieksploitasi karena memiliki neraca energi negatif. Artinya energi yang dibutuhkan untuk mengestrak uranium lebih besar dari energi yang dihasilkan (lihat gambar di bawah). Perlu diketahui bahwa cadangan uranium yang tercatat saat ini sudah termasuk deposit bijih uranium dengan kadar rendah, dengan lokasi yang dalam, transportasi yang jauh dan tingkat kesulitan penambangan yang tinggi. Ini artinya temuan cadangan-cadangan uranium yang baru tidak akan berpengaruh signifikan terhadap umur cadangan uranium dunia.

Sumber: Leeuwen & Smith (2005)4.Skenario PLTN Pasca UraniumJika krisis kelangkaan uranium menjadi kenyataan maka masa depan PLTN akan berujung dalam tiga skenario. Skenario pertama, ketika industri nuklir tidak lagi bisa mendapatkan uranium alam maka reprosesing bahan bakar bekas pakai (spent fuel reprocessing) akan menjadi andalan pemenuhan bahan bakar nuklir. Reprosesing, plutonium dipisahkan dari bahan bakar bekas pakai sebelum digunakan kembali menjadi bahan bakar yang disebut MOX (mixed oxide fuel). Persoalannya adalah karena plutonium merupakan bahan utama pembuatan senjata nuklir maka akan berakibat pada meningkatnya ancaman proliferasi senjata nuklir.Pengawasan material plutonium juga bukan perkara mudah. Pengawasan yang paling ideal-pun hanya mampu mengawasi stok plutonium dengan keakuratan tidak lebih dari 99 persen. Jika volume reprosesing bahan bakar cukup besar, maka dengan memanfaatkan kebocoran sebesar 1 persen saja, dalam hitungan hari akan diperoleh jumlah bahan bahan yang cukup untuk membuat senjata nuklir tanpa sepengahuan operator atau inspektor IAEA (Oxford Research Group, 2007). Sisi ekonomi, reprosesing juga masih belum menguntungkan. Teknologi reprosesing diperkirakan 4 kali lebih mahal daripada teknologionce-throughfuel cycle(MIT, 2003). Gambaran tingginya biaya reprosesing juga dapat dilihat dari besarnya pembengkakan biaya dekomisioning instalasi reprosesing di Sellafield, Inggris, yang mencapai 70 Milyar Poundsterling (sekitar 140 Milyar Dollar AS).Skenario kedua, teknologifast breeder reactorakan muncul sebagai pilihan.Teknologi ini dalam pengoperasiannya mampu menghasilkan bahan bakar lebih banyak dari yang dikonsumsi. Sekalipun riset reaktor breeder telah dilakukan kurang lebih setengah abad, hingga kini belum ada bukti bahwa reaktor ini layak secara teknis apalagi ekonomis. Sekarang ini, baru ada tiga reaktorbreederdi dunia yang bisa dikatakan pernah berhasil beroperasi yaitu Monju di Jepang, Beloyersk-3 di Rusia dan Phenix di Perancis. Reaktor di Rusia yang hingga kini masih beroperasi itu pun dengan banyak riwayat kecelakaan selama pengoperasiannya. Patut diketahui bahwa sekalipun didesain sebagai reaktor breeder, tidak ada bukti yang meyakinkan bahwa ketiga reaktor tersebut mampu beroperasi sebagaibreeder(memproduksi bahan bakar). Seandainya semua hambatan teknologi dan ekonomi bisa diatasi, kelihatannya masih diragukan bahwa teknologi ini akan siap secara komersial setidaknya hingga pertengahan abad ini. Sebuah perkiraan yang sangat optimistis berdasarkanroad mapyang disusun oleh departmen Energi AS bersama sembilan negara lain yang melakukan kerjasama riset dalam teknologi reaktor generasi IV (The Generation IV International Forum) memperkirakan jenis reaktor ini belum akan siap sebelum 2030.Skenario terakhir, jika reprosesing bahan bakar dan reaktorfast breedertetap tidak bisa menjawab persoalan kelangkaan uranium maka ini berarti akhir sejarah energi nuklir.Sekenario mana yang akan terjadi? Semuanya tergantung dari cadangan uranium, kesiapan teknologifast breeder reactorserta perkembangan politik dunia dalam satu-dua dekade yang akan datang.

C.Kelebihan dan Kekurangan PLTN1.Kelebihan PLTNDibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnyaadalah:a.Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas).b.Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon smonoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida partikulate atau asap fotokimia.c.Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).d.Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.e.Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahanbakar yang diperlukan2.Kekurangan PLTNa. Resiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl(yangtidakmempunyai containment building)b.Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat berthan sshingga ribuan.

BAB VPENUTUPA.Kesimpulan1.Prisip kerja PLTN serupa dengan pembangkit tenaga uap lainnya, perbedaan hanya terbatas pada bahan bakarnya saja yaitu energi fosil yang dibakar untuk menghasilan uap tekanan tinggi adalah reaksi fisi dari uranium.2.Penggunaan nuklir sebagai salah satu sumber energi PLTN akan sangat menguntungkan bila dilakukan sesuai prosedur yang benar. Biaya pengoperasionalnya lebih ringan karena cadangan uranium masih sangat banyak dan harganya pun cenderung stabil.B.SaranMencermati tingginya resistensi masyarakat terhadap rencana pembangunan PLTN dengan argumentasi yang substansitif dan rasional, maka pemerintah perlu membuka dialog publik secara trasparan dan kalau perlu beri kesempatan pada masyarakat untuk menentukan sikapnya lewat sebuah refrendum.