Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN): Karakteristik – Komponen dan Prinsip Kerja

Pada masa modern seperti saat ini rasanya hampir semua peralatan membutuhkan listrik. Kegiatan mulai dari yang ada di rumah tangga hingga  bidang industri besar pun akan terganggu  jika tidak ada listrik. Namun listrik yang kita gunakan ini memerlukan sumbernya untuk menghasilkan energi tersebut. Salah satu bahan yang digunakan sebagai pembangkit listrik adalah nuklir.

Dibawah ini adalah pembahasan lengkap mengenai sejarah, jenis-jenis hingga apa saja kekurangan dan kelebihan PLTN. 

Apa yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir?

Pembangkit listrik Tenaga Nuklir atau disingkat sebagai PLTN adalah sebuah pembangkit listrik termal yang berasal dari pemecahan atom di dalam reaktor kemudian akan memanaskan air dan mengubahnya menjadi uap sehingga turbin berputar dan menghasilkan nuklir.

Pembangkit listrik jenis ini menggunakan uranium sebagai sumber panasnya. PLTN mampu menghasilkan daya listrik yang cukup besar yakni 40 Mwe sampai mencapai 2000 MWe.  

Karakteristik Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir memiliki karakter sendiri yakni sebagai berikut

•  menggunakan bahan bakar uranium.
• moderator H20, grafit, D2O.
• Tidak menggunakan Reaktor berpendingin gas (HTR) suhu tinggi.
• Ramah Lingkungan.

Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Komponen adalah segala sesuatu yang dibutuhkan dalam pembuatan suatu hal. Di bawah ini adalah komponen dasar da komponen pendukung yang ada dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. 

Komponen Dasar

Komponen dasar adalah komponen yang paling utama dimana dalam hal ini adalah yang menghasilkan reaksi nuklir, memanaskan uap hingga mengeluarkan tekanan yang sangat tinggi dan menghasilkan listrik. Berikut ini komponen dasar dari PLTN.

• Containment Building
  Containment Building disebut juga sebagai kubah penahan PLTN karena memang atapnya menggembung seperti kubah. Di tempat ini lah terdapat pendingin rektor dan juga komponen pendukung lainnya. Bangunan ini sangat penting karena berfungsi sebagai perisai atau pelindung selama proses reaksi fusi yang berbahaya serta mencegah penyebaran polusi apabila terjadi kebocoran nuklir. Oleh sebab itu struktur bangunan ini harus kuat karena harus kuat menahan tekanan sampai 80 psi. 
• Uranium Fuel
  Uranium oksida adalah bahan dasar dari PLTN yang berguna untuk mengontrol reaksi berantai sehingga energi nuklir yang diproduksi tetap terjaga. Bahan dasar ini disimpan di dalam uranium fuel storage yakni sebuah wadah berbentuk tabung dengan tinggi 4 meter dan dilapisi oleh bahan metal.  Tabung ini juga merupakan tempat berlangsungnya reaksi fisi.
• Reactor Vessel
  Reactor Vessel merupakan tempat yang digunakan sebagai reaktor nuklir yang memiliki bentuk berupa tabung atau silinder dan mengeluarkan cahaya biru.
• Control Rods
  Control Rods adalah batang kendali yang berfungsi untuk mengendalikan elemen-elemen di dalam reaktor dan sebagai penyerap neutron. Komponen ini terbuat dari boron karbida atau indium kadmium yang berpotensi dapat mengendalikan elemen neutron. 
• Steam Generator 
  Steam generator adalah komponen yang digunakan sebagai tempat berlangsungnya konversi air menjadi uap dengan cara menukar energi panas yang didapatkan dari pembangkit ke air. Desain dari komponen ini harus sangat  diperhatikan karena fungsinya sebagai penekan pencemaran radiasi terhadap uap air. 
• Turbin
  Uap air akan menghasilkan tekanan yang sangat tinggi sehingga berubah menjadi energi putaran. Energi ini memiliki tekanan molekul sehingga akan menggerakkan pedal dan gerigi yang ada di PLTN. 
• Generator Listrik 
  Nama lain dari generator listrik adalah alternator yakni komponen yang bertugas untuk mengubah energ rotasi yang dihasilkan turbin menjadi energi listrik. 

Komponen Pendukung Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir 

Setelah membahas komponen-komponen dasar yang ada dalam PLTN, berikut ini adalah komponen pendukungnya yakni yang digunakan dalam proses penyaluran uap panas dan juga tahap pendinginan.

• Pressurizer
  Komponen yang memiliki tekanan tinggi ini digunakan sebagai penyeimbang dan pengendali tekanan di dalam vakum ruangan. 
• Steam Lines
  Steam lines adalah jaringan pipa-pipa yang digunakan sebagai tempat mengalirnya  uap panas yang berfungsi untuk menggerakan turbin. Jaringan pipa ini terdapat di sepanjang steam generator hingga condenser. Fungsi lainnya dari streamlines adalah untuk mengendalikan tekanan dan arah alian. 
• Pump 
  Pump atau pipa adalah komponen yang dimanfaatkan untuk mengalirkan uap dan air. Pipa ini akan membawa air hasil sulingan condenser menuju ke dalam steam generator. 
• Condenser
  Condenser adalah komponen pendukung PLTN yang difungsikan sebagai wadah proses kondensasi uap panas agar dapat digunakan kembali sebagai bahan dasar untuk memproduksi uap panas.   
• Menara Pendingin
  Menara pendingin atau cooler tower yakni wadah berbentuk seperti menara cerobong ini yang digunakan sebagai tempat berlangsungnya perpindahan panas dari uap panas ke air baku. Di menara pendingin ini lah energi panas yang ada di air baku dilepaskan ke atmosfer. Dengan begitu maka air dapat dimanfaatkan kembali yang akan diproses oleh condenser. 

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Prinsip kerja atau cara kerja dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir melalui beberapa tahapan pertama yakni sebagai berikut. 

• Tahap paling pertama dari PLTN adalah memasukkan uranium ke dalam reaktor nuklir. Pada proses ini akan terjadi pelepasan energi pan dan pembelahan inti atom yang akan menghasilkan neutron dan akan saling membelah atom lain yang ada di dalam reaktor. 
• Tahap selanjutnya adalah batang kendal akan naik atau turun untuk menyerap neutron sehingga reaksi berantai dapat terkendali. 
• Setelah itu langkah selanjutnya adalah air dipompa melalui reaktor supaya energi panas yang dihasilkan pada reaksi berantai tersebut dapat terkumpul. 
• Air yang sudah di pompa tersebut kemudian dialirkan ke ruangan condenser agar aliran tertutup memanas.
• Tahap selanjutnya adalah air yang ada di dalam condenser akan melepaskan energi panasnya ke cooler atau pendingin. Pada proses ini air mengalami perubahan menjadi uap. 
• Air yang sudah menjadi uap tersebut kemudian bergerak dari condenser menuju ke turbin. Uap ini mengandung tekanan yang sangat tinggi sehingga dapat menggerakan turbin dengan kecepatan tinggi.
• Turbin yang bergerak tersebut kemudian menghasilkan listrik karena terhubung dengan generator listrik. 

Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Dari berbagai cara atau sumber sebagai pembangkit listrik, PLTN adalah yang paling mengundang pro kontra karena beberapa bahayanya namun juga memiliki banyak manfaat. Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan dari PLTN. 

Kelebihan

Kelebihan atau manfaat dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir antara lain sebagai berikut. 

• Membutuhkan Area yang Sempit
  Pembangunan Pembankit Listrk Tenaga Nuklir atau PLTN tidak membutuhkan area yang luas bahkan tergolong relatif sempit. 
• Lebih Ramah Lingkungan 
  Pembangkit listrik jenis ini tidak menghasilkan polutan seperti halnya pada pmbangkit listrik tenaga thermal yang berbahan dasar fosil. Sehingga PLTN dinilai lebih ramah lingkungan terutama untuk udara serta tidak menghasilkan hujan asam. Tak hanya itu PLTN juga tidak menghasilkan CO2 sehingga memperburuk pemanasan global.
• Energi yang Besar
  Dibandingkan dengan embangkit listrik lainnya PLTN adalah yang paling banyak menghasilkan energi listrik meskipun hanya menggunakan bahan bakar yang sedikit. Fisi nuklir memiliki efisiensi sebesar 8000 kali dari bahan bakar fosil tradisional. 
• Bahan Baku Berlimpah 
  PLTN memanfaatkan uranium sebagai bahan dasar untuk menghasilkan listrik. Selain hanya memerlukan sedikit bahan baku PLTN yakni uranium sangat mudah didapatkan karena jumlahnya yang berlimpah. 
• Dapat Diandalkan 
  Maksud dari dapat diandalkan adalah PLTN tidak bergantung pada cuaca seperti halnya PLTB dan PLTA. PLTN tidak akan terpengaruh oleh cuaca dan iklim dari luar sehingga energi yang dihasilkan stabil. Dengan kata lain PLTN akan terus menghasilkan energi sepanjang tahun.  
• Biaya Operasi Murah
  Biaya pengoperaian PLTN tregolong murah dibandingkan dengan pembangkit listrik bertenaga gas, batu bara, atau minyak. 

Kekurangan

Meskipun memiliki banyak manfaat yang menggiurkan namun ada pula kontroversi dari PLTN karena memiliki kekurangan seperti berikut ini. 

• Proses Pembangunan yang Mahal
  Biaya untuk mengoperasikan PLTN memang murah namun sebelum mengoperasikannya tentu harus melalui proses pembangunannya. Proses untuk mendirikan PLTN membutuhkan biaya yang besar. Diperkirakan proses pembangunan PLTN setidaknya memerlukan biaya hingga 9 Miliar USD. Biaya tersebut biasanya akan bertambah dalam proses pembuatannya. Selain itu limbah-limbah yang dihasilkan PLTN tidak bisa dibuang sembarangan sedangkan biaya untuk pembuangan limbah ini pun memakan biaya yang besar pula.
• Rawan Kecelakaan 
  Sebagian dari kalian mungkin akan merasa khawatir jika mendengar kata nuklir atau PLTN pasalnya pada 26 April 1986 telah terjadi kecelakaan di PLTN Rusia yakni insiden Chernobyl. Dalam tragedi tersebut diperkirakan memakan korban jiwa sebanyak 10 ribu. Kecelakan pembangkit listrik tenaga nuklir juga terjadi di Fukushima pada tahun 2011. Hal ini mengindikasikan bahwa seberapa aman dari PLTN maka tetap saja rawan kecelakaan yang tergolong besar. 
• Limbah Radioaktif
  PLTN memang tidak menghasilkan banyak limbah namun bersifat radioaktif sehingga dapat membahayakan makhluk hidup. Radiasi nuklir sangat berbahaya karena dapat menimbulkan berbagai penyakit hingga kematian. Selain itu tidak ada cara untuk memusnahkan limbah nuklir sehingga menjadi tantangan yang paling besar. 
• Ancaman Keamanan
  Dalam proses pembuatan nuklir tentu diiringi dengan perlengkapan keamananya. Namun hal tersebut tidak menjamin keamanan akan terjadi terutama dari eksternal. Para teroris maupun kelompok lainnya biasanya akan menargetkan PLTN untuk menyebabkan kehancuran atau bisa juga untuk mencuri uraniumnya agar dapat dijadikan senjata nuklir. 

Negara yang Memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Terlepas dari Kontroversi nya, beberapa negara di dunia ini tetap menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. 

• Amerika Serikat
  Amerika Serikat saat ini menjadi negara dengan PLTN terbesar di dunia sekaligus menjadi pencetus dari sumber energi ini.  Negara Adidaya ini pertama kali menggunakan PLTN pada tahun 1951 yang berlokasi di dekat Arco, Idaho. Saat ini AS telah mendirikan 93 reaktor dengan kapasitas 95,523 MWe. 
• Perancis 
  Perancis menjadi negara dengan PLTN terbesar di Eropa dan kedua di dunia. Negeri Menara Eifel ini memiliki 53 reaktor nuklir dengan kapasitas 61,370 MWe. 
• China
  Republik Rakyat China menjadi negara ke tiga dengan PLTN terbanyak dan merupakan yang paling cepat perkembangannya. Saat ini Negeri Tirai Bambu memiliki 54 buah reaktor nuklir dan 14 buah yang masih berada dibawah konstruksi. Kapasitas yang dimiliki oleh PLTN China yakni sebesar 50,789. 
• Jepang 
  Negeri Sakura juga memanfaatkan uranium sebagai sumber tenaga listrik mereka. Jepang mempunyai 33 buah reaktor nuklir yang sudah beroperasi dan satu lagi yang masih berada di bawah konstruksi pembangunan dan memiliki kapasitas 31,679 MWe. 
• Rusia
  Rusia menjadi negara selanjutnya dengan kapasitas energi nuklir sebanyak 28,578 dengan 37 reaktor nuklir yang saatnya ini sudah beroperasi. Jumlah ini akan bertambah karena negara terbesar di dunia ini masih memiliki 4 buah yang masih dalam tahap pembangunan.