Prinsip Kerja Pembangkit Litsrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pada dasarnya prinsip kerja pembangkit listrik tenaga nuklir sama hal nya dengan PLTU berbahan bakar fosil lainnya,tapi yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panasnya.Dimana PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara atau minyak bumi.

Untuk memproduksi energy listrik maka di rancang sebuah reaktror yang di sebut reaktro daya . Reaktor ini memanfaat panas hasil reaksi fisi, pada saat reaksi fisi terdapat kelebihan elektron, kemudian elekron ini akan di serap oleh batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, “maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW” (sumber : id.wikipedia.org). beberapa proses yang di lakukan dalam PLTN adalah sebagai berikut:

1.     Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar

2.     Dari reaksi nuklir maka akan menghasilkan panas yang akan digunakan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunaka

3.     Uap air yang dihasilkan yang bersifat energy kinetik akan di gunakan untuk menggerakkan turbin yang tersambung dengan generator, sehingga mengasilkan listrik.

Secara sederhana, rancangan PLTN terdiri dari boiling waterreactor yang akan mendidihkan air, proses mendidihkan air ini terjadi setelah ada reaksi nuklir fisi, secara bertubi-tubi, di dalam reaktor yang akan menimbulkan panas lalu dialirkanlah air didalamnya. Kemudian uap panas masuk keturbin dan turbin   berputar yang tersambung pada poros yang sama dengan generator yang akan menghasilkan listrik.

Reaktor nuklir merupakan alat yang terdiri dari Bagian utama dari reaktor nuklir yaitu: elemen bakar (batang-batang bahan bakar), perisai (perisai termal), moderator dan elemen kendali. di dalamnya terdapat proses reaksi berantai berlasung dan di kendalikan oleh alat yang di sebut batang kendali agar bahan bakar yaitu uranium tetap terjaga, selain itu di dalam reaktor tersebut terdapat bahan-bahan fisi dimana proses reaksi berantai terjadi terus menerus tanpa berhenti ( pembelahan inti atom ).

Bahan bakar yang digunakan di dalam reaktor nuklir ada tiga jenis antara lain :

§  Uranium-235(U235),

§  Uranium-233(U233),

§  Plutonium-239(Pu239).

Yang sering digunakan sebagai bahan bakar reaktor adalah Uranium -235 (U235).

Dalam proses reaktor fisi yang terjadi secara berantai dimana terjadi pembelahan inti dari suatu unsure (Uranium-235, Uranium-233) yang kemudian unsure ini akan bereaksi dengan neutron thermal dan kemudian menimbulkan atau menghasilkan unsure lain dengan cepat secara terus menerus maka timbul neutron – neutron baru dan panas yang sangat besar, untuk mengendalikan hal tersebut akar terjaga pada keadaan yang stabil dimana tidak terjadi kelebihan elektron maka di gunakan bahan yang dapat menyerap neutron yang berlebih seperti Boron dan Cadnium, selain itu bahan ini juga dapat mengatur kerapatan dari neutron. Dengan begitu maka tingkat daya reaktor nuklir dapat di atur, bahkan reaksi dapat dihentikan sama sekali (sampai 0 ) pada saat semua neutron terserap oleh bahan penyerap.

Komponen pengatur kerapatan neutron pada reaktor nuklir tersebut disebut dengan elemen kendali. Jika elemen kendali disisipkan penuh diantara elemen bakar, maka elemen Kendali akan menyerap neutron secara maksimum sehingga reaksi berantai akan dihentikan,dan sebaliknya daya serap batang Kendali akan berkurang bila batang kendali ditarik menjauhi elemen bakar. Disini pengendalian dilakukan terhadap pelepasan dan penyerapan neutron selama berlangsungnya reaksi berantai.

Neutron yang dilepaskan dalam suatu reaksi berantai dapat dibagi menjadi empat kelompok, yaitu:

1.     Meninggalkan material fi

2.     Tidak berfisi, ditangkap oleh U 238 membentuk Pu 239.

3.     Tidak berfisi, ditangkap oleh material batang kendali (control-rod).

4.     Berfisi, ditangkap oleh U 239 dan U 23

Apabila jumlah nutron yang dilepaskan dari proses fisi sama dengan jumlah empat bagian neutron ini, maka energy panas yang dihasilkan adalah konstan.Dansebaliknya jika jumlah neutron yang dihasilkan lebih kecil, maka reaksi berantai akan berhenti. Apabila lebih besar, maka laju fisinya naik dan menjadi tidak terkendali. Gambar dibawah menunjukkan diagram sebuah reaktor nuklir.

Baca juga: Pembangkit Litsrik Tenaga Nuklir (PLTN)