7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 1/24

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 2/24

Bahan Bakar Nuklir

1.* Identi$ikasi masalah

Dari latar belakang dapat kami identi$ikasi masalah +

1. &ingkat polusi bahan bakar yang sangat tinggi dalam pembangkit

listrik batubara dan minyak 

*. elangkaan bahan bakar seperti minyak dan batu bara

. Perlunya menurunkan tari$$ dasar listrik untuk membantu masyarakat

kalangan baah

. &ingkat keamanan dari limbah nuklir 

1. &ujuan makalah

1. /enjelaskan de$inisi dan mengenalkan bahan bakar nuklir 

*. /enjelaskan tahap daur ulang bahan bakar nuklir sehingga aman

dalam penggunaaannya

. ita dapat mengenal salah satu solusi untuk menanggulangi krisis

listrik.

2

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 3/24

Bahan Bakar Nuklir

Bab II

Dasar Teori

!. Bahan bakar nuklir 

Bahan bakar nuklir adalah semua jenis material yang dapat digunakan

untuk menghasilkan energi nuklir,   demikian bila dianalogikan dengan bahan

 bakar kimia yang dibakar untuk menghasilkan energi. #ingga saat ini, bahan

 bakar nuklir yang umum dipakai adalah unsur berat $issil yang dapat

menghasilkan reaksi nuklir berantai di dalam reaktor nuklir 0 Bahan bakar 

nuklir dapat juga berarti material atau objek $isik %sebagai )ontoh bundel bahan

 bakar yang terdiri dari batang bahan bakar yang disusun oleh material bahan bakar,

 bisa juga di)ampur dengan material struktural, material moderator atau material

 pemantul %re$le)tor( neutron. Bahan bakar nuklir $issil yang seirng digunakan

adalah *2 dan *3Pu,   dan kegiatan yang berkaitan dengan penambangan,

 pemurnian, penggunaan dan pembuangan dari material-material ini termasuk 

dalam siklus bahan bakar nuklir . "iklus bahan bakar nuklir penting adanya karena

terkait dengan PL&' dan senjata nuklir .

3

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 4/24

Bahan Bakar Nuklir

&idak semua bahan bakar nuklir digunakan dalam reaksi $issi berantai.

"ebagai )ontoh, *4Pu dan beberapa unsur ringan lainnya digunakan untuk 

menghasilkan sejumlah daya nuklir melalui proses peluruhan

radioakti$  dalam generator radiothermal, dan baterai atom. Isotop ringan

seperti # %tritium( digunakan sebagai bahan bakar  $ussi nuklir . Bila melihat

 pada energi ikat pada isotop tertentu, terdapat sejumlah energi yang bisa diperoleh

dengan mem$usikan unsur-unsur dengan nomor atom lebih ke)il dari besi, dan

mem$isikan unsur-unsur dengan nomor atom yang lebih besar dari besi.

Bahan bakar nuklir tradisional yang digunakan di 2"! dan beberapa

negara yang tidak melakukan mendaur ulang bahan bakar nuklir bekas mengikuti

empat tahapan seperti yang tampak dalam gambar di atas. Proses di atas

 berdasarkan siklus bahan bakar nuklir. Pertama, uranium diperoleh dari

 pertambangan. edua, uranium di proses menjadi 5yello )ake5. Langkah berikutnya bisa berupa mengubah 5yello )ake5 menjadi 267 guna proses

 pengkayaan dan kemudian diubah menjadi uranium dioksida, atau tanpa proses

 pengkayaan untuk kemudian langsung ke tahap sebagaimana yang terjadi untuk 

 bahan bakar reaktor 8!'D2

!. "iklus bahan bakar nuklir 

4

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 5/24

Bahan Bakar Nuklir

"iklus bahan bakar nuklir, juga disebut rantai bahan bakar nuklir,

serangkaian proses perkembangan bahan bakar nuklir  yang melalui serangkaian

tahap-tahap yang berbeda. #al ini terdiri dari beberapa tahapan 5hulu5 %$ront end(,

dimana uranium disiapkan sebagai bahan bakar reaktor, dan beberapa tahapan

5hilir5 %ba)k end(, dimana proses pengaturan, pengelolaan, atau pengolahan

kembali bahan bakar bekas dilakukan.

2ranium merupakan sumber energi dengan kelimpahan sungguh sangat besar,

yaitu 1999 &: tahun. "ebagai perbandingan, kelimpahan energi dari batubara

adalah 749 &: tahun. "edangkan kelimpahan energi dari minyak dan gas adalah

99 &: tahun. !dapun komsumsi energi dunia pada tahun *999 adalah 1 &:

tahun, dan pada tahun *199 diproyeksikan sekitar &: tahun. %&: adalah

singkatan dari terraatt, dan 1 &: ; 1.999.999.999.999 :(.

2ranium di kerak bumi terdeposit bersama-sama dengan mineral lainnya. !gar 

dapat menghasilkan energi yang e$isien, uranium harus diolah melalui

serangkaian tahapan proses yang panjang dan komplek dibanding pemrosesan

 bahan bakar $osil seperti batubara, minyak, dan gas. /eskipun demikian, porsi

ongkos bahan bakar nuklir terhadap ongkos total pembangkitan listrik dari PL&'

adalah realti$ ke)il, yaitu sekitar *9 <.

&ahapan dimulai dari penambangan dan penggilingan bijih uranium untuk 

mendapatkan konsentrat uranium. &ahapan proses selanjutnya adalah pemurnian

dan kon=ersi, pengkayaan atau peningkatan kadar 2-* dalam uranium, dan

$abrikasi perangkat bakar nuklir sesuai dengan jenis reaktornya.

"eluruh tahapan mulai dari penambangan hingga $abrikasi perangkat bakar 

disebutsebagai ujung depanatau >$ront end? siklus bahan bakar nuklir.

Bahan bakar uranium yang telah habis masa gunanya dalam membangkitan

energidisebut bahan bakar bekas atau ?spent $uel? yang akan melalui beberapa

tahapan pengelolaan setelah dikeluarkan dari teras reaktor. /asa guna bahan

 bakar nuklir di reaktor antara @ 7 tahun.

5

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 6/24

Bahan Bakar Nuklir

Pengelolaan bahan bakar bekas meliputi+ penyimpanan sementara, proses olah

ulang dan daur ulang, dan pada akhirnya ditangani sebagai limbah akti=itas tinggi.

&ahapan ini disebut sebagai ujung belakangatau >ba)k end? siklus bahan bakar 

nuklir.

Proses olah ulang dan daur ulang bahan bakar nuklir bekas merupakan sebuah

opsi. "iklus bahan bakar nuklir yang tidak menerapkan proses olah ulang dan daur 

ulang pada ujung belakang disebut siklus bahan bakar terbuka atau ?open $uel

)y)le?. "edangkan siklus bahan bakar nuklir yang menerapkan proses olah ulang

dan daur ulang bahan bakar bekas disebut siklus bahan bakar tertutup atau ?)losed

$uel )y)le?.

"iklus bahan bakar nuklir tertutup melalui daur ulang bahan bakar bekas tanpa

melalui proses pemisahan plutonium telah menjadi pilihan utama pengembangan

sistem energi nuklir pada masa depan.

1. Penambangan dan Penggilingan

2ranium dapat ditambang melalui teknik terbuka %open )ut( maupun teknik 

teroongan %underground( tergantung pada kedalaman batuan uranium yang

diketemukan. "ebagai )ontoh tambang uranium Aanger adalah tambang terbuka

sementara Olympi) Dam merupakan tambang baah tanah %tambang ini juga

memproduksi tembaga, emas dan perak(. edua tambang uranium tersebut berada

di !ustralia yang merupakan negara dengan )adangan uranium kategori murah

terbesar di dunia. Bijih uranium hasil penambangan selanjutnya dikirim ke pabrik  pengolah bijih yang umumnya berada di dekat tambang. Di pabrik ini, bijih

uranium dihan)urkan se)ara mekanik, dan kemudian uranium dipisahkan dari

mineral lainnya melalui proses kimia menggunakan larutan asam sul$at. #asil

akhir dari proses ini berupa konsentrat uranium oksida %2O4( yang sering

disebut kue kuning atau >ello 8ake?, meskipun dalam banyak hal berarna

ke)oklatan.

6

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 7/24

Bahan Bakar Nuklir

Beberapa tambang uranium di !ustralia, !merika "erikat, dan azakhstan

menggunakan In "itu Lea)hing %I"L( untuk mengkstrak uranium se)ara langsung

dari batuan di dalam tanah dan membaanya ke permukaan dalam bentuk larutan

kaya uranium, yang kemudian diendapkan dan dikeringkan menjadi padatan

uranium oksida. &eknik ini terutama digunakan untuk mengekstrak uranium yang

terdapat dalam batuan di dalam tanah yang tidak ekonomis apabila delakukan

dengan teknik kon=ensional.

2O4merupakan produk komersial yang diperjual-belikan di pasar dunia.

"epuluh negara utama pemroduksi uranium adalah anada, !ustralia,

azakhstan, 'igeria, Ausia, 'amibia, !$rika "elatan, 2kraina, !merika "erikat,

dan 2zbekistan. anada dan !ustralia memproduksi uranium hampir 9< dari

total produksi dunia.

"e)ara kasar, dibutuhkan sekitar *99 ton uranium agar sebuah reaktor daya 1999

/:e mampu beroperasi selama 1 tahun. "aat ini permintaan dunia akan uranium

relati$ stabil, yaitu sekitar 7999 tonCtahun.

*. on=ersi &ahapan selanjutnya untuk pembuatan bahan bakar nuklir adalah

 proses pemurnian dan kon=ersi ello 8ake menjadi serbuk uranium dioksida

%2O*( berderajat nuklir. 2O* ini kemudian dikon=ersi lagi ke dalam bentuk gas

uranium hea$luoride %267(.

2ntuk reaktor nuklir yang menggunakan bahan bakar uranium alam, yaitu reaktor 

yang mampu menghasilkan reaksi $isi berantai dengan bahan bakar uranium alamyang hanya mengandung 9,E< 2-*, serbuk 2O* hasil kon=ersi ello 8ake

dapat langsung dikirim ke pabrik bahan bakar nuklir untuk diproses menjadi

 perangkat bakar nuklir yang siap digunakan di dalam reaktor.

"edangkan untuk reaktor nuklir yang hanya mampu menghasilkan reaksi $isi

 berantai dengan bahan bakar uranium diperkaya, serbuk 2O* hasil proses

kon=ersi ello 8ake perlu diubah ke bentuk gas 267 sebagai umpan proses

 pengayaan %proses peningkatan kadar 2-* dalam bahan bakar uranium(.

7

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 8/24

Bahan Bakar Nuklir

on=ersi 2O* menjadi 267 dilakukan dalam dua langkah proses. Pertama adalah

mereaksikan 2O* dengan asam anhydrous #6 hingga menjadi uranium

tetra$luorida %26(. emudian 26 direaksikan dengan gas 6* sehingga terbentuk 

267.

 'egara utama pengoperasi pabrik komersial kon=ersi ello 8ake @ 267adalah

anada, Peran)is, !merika "erikat, Inggris, dan Ausia. Beberapa negara seperti

8ina, India, !ragentina, dan Aomania juga mengoperasikan pabrik kon=ersi tetapi

hanya sebatas untuk memenuhi kebutuhan dalam negrinya sendiri.

. Pengkayaan

/ayoritas PL&' yang sekarang beroperasi maupun yang sedang dalam konstruksi

memerlukan uranium diperkaya sebagai bahan bakarnya. Pengkayaan uranium

adalah proses meningkatkan kadar 2-* dalam bahan bakar uranium dari 9,E<

%kadar 2-* dalam uranium alam( menjadi sekitar @ < atau lebih.

Proses pengkayaan membuang sekitar 4< 2-*4 melalui proses pemisahan gas

267 ke dalam dua aliran, yaitu satu aliran merupakan uranium yang telah

diperkaya dan akan dipergunakan umpan proses $abrikasi bahan bakar. "edangkan

aliran lainnya adalah aliran buangan atau?tailing? berupa aliran uranium miskin

2-* yang disebut sebagai uranium deplesi %kadar 2-* kurang dari 9,*<(.

!da dua metode yang se)ara komersial digunakan untuk proses pengkayaan

uranium, yaitu metode di$usi gas dan metode sentri$ugasi gas. edua metode ini

 pada dasarnya menggunakan prinsip yang sama, yaitu beda berat antara atom 2-

*4 dan atom 2-*.

Pada pengayaan metode di$usi, gas 267dialirkan ke membran berpori. Oleh

karena lebih ringan maka atom 2-* akan berdi$usi atau bergerak lebih )epat

dibanding atom 2-*4, sehingga gas 267 yang lolos membran akan mengandung

2-* lebih banyak. 2ntuk men)apai tingkat pengayaan 2-* antara @<,

diperlukan sekitar 199 kali pengulangan proses. "ehingga metode ini sangat

8

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 9/24

Bahan Bakar Nuklir

 boros energi, kira-kira akan mengonsumsi @ < dari energi listrik yang

dibangkitkannya.

Pada pengayaan metode sentri$ugasi, gas 267diputar dengan ke)epatan sudut

tinggi dalam sebuah tabung panjang dan ramping %1@* m panjang, 1-*9 )m

diameter(. Faya sentri$ugal akan melemparkan isotop 2-*4 yang lebih berat

menjauh dari pusat rotasi, sedangkan isotop 2-* yang lebih ringan akan

terkonsentrasi di pusat rotasi.

/etode gas sentri$ugasi lebih hemat energi dan dapat dibangun dengan unit yanglebih ke)il dibanding metode di$usi gas, sehingga metode ini lebih ekonomis dan

se)ara komersial )epat berkembang.

Pabrik pengkayaan uranium di dunia pertama kali dibangun di !merika "erikat

dengan metode di$usi gas. Beberapa pabrik pengkayaan modern yang berada di

Gropa %Peran)is, Inggris, Herman, Belanda( dan Ausia menggunakan metode gas

sentri$ugasi. 'egara lain yang mengoperasikan pabrik pengkayaan uranium

komersial adalah Hepang, 8ina, !rgentina, dan Brazil.

Beberapa tipe PL&', terutama PL&' 8andu di anada dan PL&' generasi aal

dengan reaktor berpendingin gas di Inggris tidak memerlukan bahan bakar 

uranium diperkaya.

. 6abrikasi Bahan Bakar 

6abrikasi bahan bakar atau perangkat bakar nuklir diaali dengan proses kon=ersi

267yang telah diperkaya %keluaran pabrik pengayaan( menjadi serbuk uranium

dioksida %2O*( yang kemudian dibentuk menjadi pil-pil %pelet( silinder melalui

 pengepresan dan diteruskan dengan pemanggangan dalam suasana gas hidrogen

 pada temperatur tinggi %1E99 o8( hingga membetuk pelet 2O*berderajat keramik 

yang rapat dan kuat.

9

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 10/24

Bahan Bakar Nuklir

Pelet-pelet 2O*yang memenuhi persyaratan kualitas kemudian dimasukkan ke

dalam sebuah selongsong dari bahan paduan zir)onium %zir)alloy(.

"etelah kedua ujung selongsong ditutup dan dilas, batang bahan bakar %$uel rod(

disusun membentuk suatu perangkat bakar %$uel assembly(.

&eras P:A 1999 /:e berisi sekitar 179 perangkat bakar. &otal batang bahan

 bakar yang digunakan men)apai *999 buah. "etiap batang bahan bakar kira-kira

 berisi 99 @ E9 pelet 2O* yang masing-masing pelet beratnya 7 @ E gram.

Pabrik perangkat bakar P:A terbesar di dunia antara lain adalah :estinghouse @ 

2"! dengan kapasitas produksi 1799 tonCtahun, Flobal 'u)lear 6uel @ !meri)as

dengan kapasitas produksi 1*99 tonCtahun, 2lba @ azakhstan dengan kapasitas

 produksi *999 tonCtahun, &GL Glektrosal @ Ausia dengan kapasitas produksi

19*9 tonCtahun, &GL 'o=osibirsk @ Ausia dengan kapasitas produksi 1999

tonCtahun, dan 6B68 @ Peran)is dengan kapasitas produksi 4*9 tonCtahun.

 'egara lain pengoperasi PL&' yang juga memproduksi perangka bakar adalah

Hepang, orea "elatan, 8hina, India, !rgentina, Brazil, Inggis %2(, dll. . Aeaktor 

 'uklir 

"etelah proses $abrikasi, perangkat bakar nuklir di masukkan ke dalam teras

reaktor. "usunan perangkat bakar %$uel assembly( inilah yang membentuk struktur 

inti atau teras reaktor %rea)tor )ore(. PL&' tipe P:A dengan daya 1999 /:

listrik %/:e( berisi sekitar E ton uranium sedikit diperkaya. Dalam teras reaktor,

2-* mengalami reaksi $isi dan menghasilkan panas dalam sebuah proses

 berkesinambungan yang disebut reaksi $isi berantai. elangsungan proses ini

sangat bergantung pada moderator seperti air atau gra$it, dan sepenuhnya

dikendalikan dengan menggunakan batang kendali.

Di dalam teras reaktor, sejumlah 2-*4 akan menyerap neutron hasil reaksi $isi

dan berubah menjadi plutonium %Pu-*3(.

10

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 11/24

Bahan Bakar Nuklir

"etengah dari plutonium yang dihasilkan juga mengalami reaksi $isi dan

menghasilkan sepertiga dari energi total reaktor. 2ntuk mempertahankan kinerja

reaktor, sekitar sepertiga dari bahan bakar yang digunakan di dalam teras harus

diganti dengan bahan bakar baru setiap satu tahun atau setiap 14 bulan.

7. Penyimpanan "ementara Bahan Bakar Bekas Bahan bakar bekas sangat

radioakti$ serta mengeluarkan banyak panas. 2ntuk penanganan yang aman dan

selamat, bahan bakar bekas yang baru dikelurakan dari reaktor disimpan dalam

kolam khusus yang berada di dekat reaktor untuk menurunkan panas maupun

radioakti=itas. !ir di dalam kolam ber$ungsi sebagai penghalang terhadap radiasi

dan pemindah panas dari baban bakar bekas.

Bahan bakar bekas dapat disimpan di kolam penyimpanan untuk aktu yang lama

%sampai lima puluh tahun atau lebih(, sebelum akhirnya diolah ulang atau dikirim

ke pembuangan akhir sebagai limbah %penyimpanan lestari(.

!lternati$ lain, setelah tingkat radioakti=itas dan peman)aran panas bahan bakar 

 bekas menurun drastis, bahan bakar bekas dapat dikeluarkan dari kolam

 penyimpanan dan selanjutnya disimpan dengan )ara kering. Perisai radiasi yang

)ukup murah dan pendinginan alamiah yang bebas peraatan, menjadikan )ara ini

menjadi pilihan yang menarik.

E. Aepro)essing %Olah 2lang(

Bahan bakar bekas masih mengandung sekitar 37< %49 kg( uranium dengan

kandungan bahan $isil 2-* kurang dari 1<. emudian < %1 kg( dari bahan

 bakar bekas berupa produk $isi yang dapat dikategorikan sebagai limbah akti=itas

tinggi, dan 1< % kg( sisanya berupa plutonium %Pu( yang diproduksi selama

 bahan bakar berada di dalam reaktor dan tidak mengalami pembakaran.

Pemisahan uranium dan plutonium dari produk $isi dilakukan dengan memotong

elemen bakar kemudian melarutkannya ke dalam asam. 2ranium yang didapat

dari proses pemisahan ini bisa dikon=ersi kembali menjadi uranium hea$lourida

11

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 12/24

Bahan Bakar Nuklir

untuk kemudian dilakukan pengkayaan. !dapun plutonium yang diperoleh dapat

di)ampur dengan uranium diperkaya untuk menghasilkan bahan bakar /OJ

%/ied Oide(.

Pabrik bahan bakar /OJ komersial yang ada di dunia adalah Belgia, Peran)is,

Herman, Inggris, Ausia, Hepang, 8ina, dan India. !merika "erikat tidak melakukan

olah-ulang terhadap bahan bakar bekas PL&' komersial yang ada di negaranya.

#ingga saat ini !merika "erikat menganut sistem daur terbuka atau ?open )y)le?.

Beberapa PL&' P:A di dunia khususnya di Gropa telah menggunakan bahan bakar /OJ ini alaupun si$atnya masih parsial, yaitu *9 - 9< dari bahan bakar 

yang ada di teras. Hepang dalam aktu dekat ini beren)ana untuk memuati

sepertiga dari PL&'-nya dengan bahan bakar /OJ.

!dapun < limbah radioakti$ tinggi yang dihasilkan dari proses olah ulang adalah

 produk $isi yang jumlahnya sekitar E9 kg pertahun dari reaktor daya 1999 /:e.

Limbah ini mula-mula disimpan dalam bentuk )airan untuk kemudian dipadatkan.

Proses olah ulang bahan bakar bekas dilakukan di $asilitas di Gropa dan Ausia

dengan kapasitas 999 ton per tahun, dan total produksi selama hampir 9 tahun

telah men)apai sekitar 39999 ton.

4. itri$ikasi

Limbah radioakti=itas tinggi dari proses olah ulang dapat dikalsinasi %dipanaskan

 pada suhu yang sangat tinggi( sehingga menjadi serbuk kering yang kemudian di

masukkan kedalam borosilikat %pyre( untuk immobilisasi limbah. Bahan gelas

tersebut kemudian dituangkan ke dalam tabung stainless steel, masing-masing

sebanyak 99 kg limbah gelas. Pengoperasiaan reaktor 1999 /:e selama satu

tahun akan menghasilkan limbah gelas tersebut sebanyak ton atau sekitar 1*

tabung stainless setinggi 1, meter dan berdiameter 9, meter. "etelah diberi

 pelindung radiasi yang sesuai, limbah yang sudah diproses ini kemudian diangkut

ke tempat penyimpanan limbah.

12

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 13/24

Bahan Bakar Nuklir

#ingga saat ini, siklus bahan bakar nuklir bagian ujung belakang atau ?ba)k end?

hanya sampai pada tahap ini.

Pembuangan akhir dari limbah radioakti$itas tinggi atau pembuangan akhir bahan

 bakar bekas yang tidak diolah ulang %siklus terbuka(, masih belum dilakukan.

3. Pembuangan !khir Limbah

Pembuangan akhir limbah pada prinsipnya adalah penyimpanan lestari limbah

radioakti=itas tinggi yang telah digelasi$ikasi dan disegel dalam tabung stainless

steel, dan juga penyimpanan lestari bahan bakar bekas yang telah melalui proses

 pendinginan yang )ukup dan telah disegel dalam adah atau >)anister? terbuat

dari logam tahan korosi seperti tembaga atau stainless steel.

"e)ara umum telah dapat diterima baha limbah-limbah tersebut ren)ananya akan

dikubur di batuan stabil di dalam tanah dengan kedalaman tak kurang dari 99 m

di batuan dasar %bed ro)k(. ebanyakan negara meren)anakan untuk 

melaksanakan penyimpanan lestari bahan bakar bekas setelah tahun *919.

Bahan bakar oksida

13

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 14/24

Bahan Bakar Nuklir

! gloing-hot plutonium pellet that is the poer sour)e o$ the probeKs

radioisotope thermoele)tri) generator 

ondukti=itas panas dari uranium dioksida sangat rendah, hal ini dipengaruhi

oleh porositas and proses pembakaran %burn-up(. Burn-up menghasilkan produk 

$issi dalam bahan bakar %seperti lantanida(, penyisipan produk $issi

seperti  palladium, pembentukan gelembung gas $issi

seperti enon dan kripton dan kerusakan bahan bakar akibat radiasi. Aendahnya

kondukti=itas panas dapat berakibat pada pemanasan berlebih pada pusat pellet

 bahan bakar. Porositas berakibat pada penurunan kondukti=itas panas dan

 pengembangan bahan bakar ketika digunakan.

Menurut International 'u)lear "a$ety 8enter . konduktivitas panas dari

uraniu dioksida dapat dihitun! den!an en!!unakan seran!kaian

persaaan dala kondisi "an! berbeda#beda.

Densitas bahan bakar dapat dihubungkan dengan kondukti=itas panas menurut

 persamaan berikut+

 p ; %td-(C

Dengan adalah densitas bahan bakar dan td adalah densitas teori dari

uranium dioksida.

ondukti=itas panas dari $ase porous % $ ( dihubungkan dengan kondukti=itas

$ase sempurna % o, tidak ada porositas( dengan persamaan berikut. Perlu

di)atat baha s adalah $aktor shape %bentuk( dari lubang.

 $  ;  o.%1-pC1M%s-1(p(

"elain metode pengukuran kondukti=itas panas tradisional seperti leesNs

disk , 6orbesN method atau "earleNs bar , saat ini biasa digunakan metode

sinar laser. Dalam metode sinar laser sebuah )akram bahan bakar 

 berukuran ke)il diletakkan dalam pemanggang, setelah dipanaskan sampai

14

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 15/24

Bahan Bakar Nuklir

suhu tertentu )akram tersebut disinari dengan laser. :aktu yang

diperlukan gelombang panas untuk merambat melalui )akram, densitas

)akram, dan ketebalan )akram dapat digunakan untuk menghitung

kondukti=itas panas.

; 8 p

• koondukti=itas panas

• densitas

• 8 p kapasitas panas

•  di$usi=itas panas

Hika t1C* dide$inisikan sebagai aktu yang diperlukan permukaan non-

iluminasi untuk men)apai separuh temperatur yang dibangkitkan

maka+

; 9.144 L* C t1C*

L adalah ketebalan )akram

$%&

2ranium dioksida adalah padatan semikonduktor  berarna hitam. Bahan ini dapat

dibuat dengan mereaksikan uranil nitrat dengan 5base5 %amonia( untuk 

membentuk padatan %ammonium uranat(. "elanjutnya dipanaskan %)al)ined( untuk 

membentuk 2O4 yang dapat diubah dengan memanaskannya dalam

)ampuran argon C hidrogen dengan suhu %E99 o8( untuk membentuk 2O*.

2O*  kemudian di)ampur dengan pengikat organik dan ditekan menjadi pellet.

Pellet ini kemudian di bakar dalam suhu yang jauh lebih tinggi %dalam # *C!r(

kemudian menjalani proses sintering guna menghasilkan padatan dengan sedikit

 pori.

15

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 16/24

Bahan Bakar Nuklir

ondukti=itas panas uranium dioksida tergolong rendah bila dibandingkan dengan

metal zir)onium, dan terus terus menurun seiring dengan naiknya suhu.

Penting untuk di)atat baha penanganan karat %)orrosion( pada uranium dioksida

 pada lingkungan )air serupa dengan proses elektrokimia pada karat

gal=anik  %gal=ani) )orrosion( dari permukaan metal.

M%&

/ied oide, atau Bahan bakar /OJ, adalah )ampuran

dari plutonium dan uranium alam atau uranium depleted yang bersi$at serupa

%meskipun tidak persis sama( dengan uranium dengan pengkayaan yang

digunakan dalam sebagian besar reaktor nuklir. Bahan bakar /OJ adalah bahan

 bakar alternati$ dari bahan bakar uranium dengan pengkayaan rendah yang

digunakan dalam reaktor air ringan %light ater rea)tor( yang mendominasi jenis

PL&'.

Beberapa keprihatinan telah disampaikan berkaitan dengan penggunaan /OJ,

 baha penggunaan /OJ akan menimbulkan masalah pembuangan limbah baru,

meskipun /OJ itu sendiri merupakan salah satu )ara penanganan kelebihan

 produksi plutonium.

Bahan bakar metal

Bahan bakar '()*+

Bahan bakar  &AIF! di gunanakan di reaktor-reaktor &AIF! %&raining,

Aesear)h, Isotopes, Feneral !tomi)s(. Bahan bakar &AIF! tersusun dari matriks

uranium zir)onium hidrida. Bahan bakar jenis ini aman se)ara inheren. "emakin

tinggi temperatur bahan bakar maka semakin tinggi pula tampang lintang %ukuran

 penyerapan neutron( hidrogen yang ada dalam bahan bakar, sehingga semakin

 banyak neutron yang hilang akibat serapan ini dan semakin sedikit yang

16

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 17/24

Bahan Bakar Nuklir

dithermalkan. "ebagian besar teras %)ore( reaktor jenis ini mempunyai tingkat

kebo)oran yang tinggi dimana neutron bo)or tersebut digunakan untuk penelitian.

Bentuk kimia bahan bakar nuklir yang jarang digunakan

Bahan bakar keramik 

2ranium 'itride

Bahan bakar jenis ini sering menjadi pilihan reaktor yang didesain

oleh '!"!. 2ranium nitrida mempunyai kondukti=itas panas yang lebih baik dari

 pada 2O* dan mempunyai titik lebur yang sangat tinggi. ekurangan bahan bakar 

ini adalah baha nitrogen yang digunakan, 1 ' %bukannya 1 ' yang lebih

 berlimpah jumlahnya(, akan menghasilkan 18 dari reaksi pn.

arena nitrogen yang digunakan pada bahan bakar ini sangat mahal harganya,

 bahan bakar ini dapat didaur ulang dengan metode pyro untuk mendapatkan 1 '

kembali.

2ranium karbida

Ini adalah bahan bakar nuklir lainnya yang mempunyai kondukti=itas panas yang

lebih baik dari pada uranium oksida

Bahan bakar )air 

Larutan garam anhydrous

Bahan bakar jenis ini dilarutkan dalan pendingin reaktor dan biasa digunakan

dalam reaktor molten salt per)obaan dan sejumlah reaktor per)obaan dengan

 bahan bakar )air lainnya. Bahan bakar )air ini tersusun dari Li6-Be6*-&h6-

26 %E*-17-1*-9. mol<(, yang mempunyai titik temperatur operasi maksimum

17

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 18/24

Bahan Bakar Nuklir

E9 Q8 pada saat per)obaan, tapi sebenarnya bisa lebih tinggi lagi karena titik 

didihnya lebih dari 199 Q8.

Larutan garam uranyl

Aeaktor homogen )air menggunakan uranyl sul$ate atau garam uranium lainnya

dalam air. Aeaktor homogen tidak pernah digunakan sebagai reaktor pembangkit

daya skala besar. "alah satu kekurangan reaktor ini adalah bentuk bahan bakarnya

yang )air, mudah menyebar bila terjadi ke)elakaan.

Bab III

Pembahasan

18

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 19/24

Bahan Bakar Nuklir

"etelah penjelasan dari dasar teori yang dimulai dari penjelasan pengertian bahan

 bakar, jenis-jenis bahan bakar sampai dengan daur bahan bakar nuklir 

menyadarkan betapa teliti dan hati-hatinya kita dalam penggunaan bahan bakar ini

sebagai bahan bakar sumber tenaga listrik. Dari penjelasan diatas, dapat kita

 pahami baha proses daur ulang akan mengalami proses yang )ukup sa$ety dan

akan melindungi masyarakat dari pengaruh radiasi yang dapat ditimbulkan dari

sisa limbah nuklir ini.

19

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 20/24

Bahan Bakar Nuklir

Dari segi persediaan di bumi, persediaan dapat digambarkan melalui

gambar diatas. Dimana minyak bumi masih tersedia 1,E milyar barel yang dapat

kita gunakan selama tahun. Fas alam )air tersedia 17 trilyun m  yang dapat

digunakan selama 7* tahun. Batu bara tersedia 34,* milyar ton yang dapat kita

gunakan selama *1* tahun. 2ranium tersedia ,3 juta ton untuk penggunaan

selama 7 tahun. #al ini menggambarkan perkiraan jumlah energi dunia agar kita

dapat lebih bijak dalam menggunakan energi. Dari data ini, kita dapat

mempersiapkan diri untuk mempersiapkan diri dalam mensiasati energi di masa

yang akan datang.

20

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 21/24

Bahan Bakar Nuklir

Dari segi lingkungan, kita dapat melihat baha tingkat polusi yang sangat tinggi

diduki oleh energy dengan bahan bakar batu bara, minyak bumi, dan L'F.

"edangkan tingkat polusi yang rendah diduduki oleh 'uklir, air, panas bumi,

matahari dan tenaga angin. Dari tinjauan lingkungan, penggunaan nuklir sangatlah

direkomendasikan untuk penggunaanya energy.

21

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 22/24

Bahan Bakar Nuklir

Dari gambar dan gra$ik diatas dapat dikatakan baha penggunaan nuklir 

sangatlah dibutuhkan untuk menghemat biaya energy serta mengurangi tingkat

 polusi se)ara signi$ikan. 2ntuk mengurangi margin error, kita memerlukan

sumber daya manusia yang handal dan terlatih untuk menjalankan industry listrik 

ini.

22

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 23/24

Bahan Bakar Nuklir

Bab I

Penutup

esimpulan +

1. Bahan bakar nuklir salah satu pilihan dalam mengatasi krisis energy

*. Bahan bakar nuklir memerlukan tingkat keamanan yang tinggi

. Bahan bakar nuklir mempunyai harga yang murah

. Bahan bakar nuklir mempunyai tingkat polusi yang rendah sebagai solusi

dari polusi rendah

23

7/21/2019 Bahan Bakar Nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/bahan-bakar-nuklir 24/24

Bahan Bakar Nuklir

Da$tar Pustaka

Glisa, ratu. daur bahan bakar nuklir .% http+CCelisa1.ugm.a).idC...C9*-'u)lear 

<*96uel<*98y)le. pdf  diakses pada tanggal * desember *91)

https+CC.batan.go.idCensiklopediC9C91C91C91C9-91-91-91.html diakses pada

tanggal * desember *91

https+CCid.ikipedia.orgCikiC"iklusRbahanRbakarRnuklir  diakses pada tanggal *

desember *91

https+CCid.ikipedia.orgCikiCBahanRbakarRnuklir  diakses pada tanggal *

desember *91