Melansir dari situs resmi Batan, Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah suatu reaktor termal yang memanfaatkan reaktor nuklir sebagai sumber kalornya. Pada dasarnya, cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir sangat mirip dengan pembangkit listrik tenaga uap, yaitu dengan memanfaatkan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin. Turbin inilah yang akan menghasilkan energi listrik yang bisa kita gunakan sehari-hari.
Daya yang dihasilkan PLTN berkisar dari 40 Mwe (megawatt electric) hingga 2500 Mwe. Hingga kini sudah ada 440 PLTN di seluruh dunia yang sudah menyumbang sekitar 1/6 pasokan energi listrik di dunia.
Pada artikel kali ini, kita akan membahas bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir beserta komponen pentingnya. Namun sebelum itu, kita harus mengetahui terlebih dahulu apa saja komponen-komponen penting pada PLTN.
Komponen-komponen Pada PLTN
Ada 7 komponen penting pada PLTN, berikut adalah penjelasan lengkapnya:
- Bahan bakar: Uranium adalah bahan bakar PLTN
- Moderator: Material pada inti reaktor yang memperlambat pelepasan neutron dari fisi sehingga menyebabkan lebih banyak fisi
- Control rod (batang kendali): Terbuat dari material yang menyerap neutron seperti cadmium, boron, atau hafnium. Digunakan untuk mengontrol laju reaksi dan menjaga daya agar tetap efisien.
- Coolant: Suatu cairan yang bersirkulasi melalui reaktor untuk memindahkan panas yang ada dalam reaktor
- Pressure Vessel: Biasanya berupa bejana logam yang berisi inti reaktor dan bahan bakar
- Generator Uap: Suatu sistem pendingin di mana coolant bertekanan tinggi akan membawa panas dari inti reaktor untuk membuat uap guna menggerakkan turbin
- Containment: Struktur di sekitar reaktor yang berfungsi untuk melindungi generator uap dari intrusi dan radiasi di bagian luar jika terdapat malfungsi dari dalam reaktor.
Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Sebenarnya cara kerja PLTN hampir sama dengan pembangkit listrik pada umumnya. Jika pembangkit listrik konvensional menggunakan bahan bakar berupa batu bara, maka PLTN menggunakan uranium sebagai sumber panasnya. Berikut ini adalah tahapan cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir:
1. Terjadinya Reaksi Berantai
Reaktor memiliki semacam bejana berbahan baja yang berisi uranium yang tertampung pada sebuah silinder logam. Lalu neutron akan ditembakkan pada atom uranium, yang mana akan terpecah dan menghasilkan lebih banyak neutron. Lalu pecahan neutron tadi akan menabrak atom-atom lain yang akan menyebabkan reaksi berantai, Reaksi inilah yang akan menghasilkan kalor dalam jumlah yang besar.
2. Air Akan Dipanaskan
Air akan mengalir melalui bejana, yang mana panas hasil reaksi berantai tadi mencapai 300°C. Air harus tetap berbentuk cairan agar pembangkit listrik bisa bekerja. Karena itu, pressurizer akan menekan air dengan 155 kali tekanan atmosfir agar tidak menguap.
Baca juga: Cara kerja pembangkit listrik tenaga uap
3. Air Panas Akan Disirkulasikan
Coolant akan memompa air yang sudah dipanaskan dari bejana reaktor tadi melalui generator uap.
4. Uap Mulai Terbentuk
Air yang panas dan bertekanan tadi mengalir melalui ribuan pipa yang melingkar, sementara aliran air yang kedua akan mengalir di sekitar bagian luar pipa. Air yang kedua ini memiliki tekanan yang jauh lebih kecil, sehingga panas pada pipa akan membuat air tadi menguap.
5. Energi Uap Akan Dikonversi Ke Energi Listrik
Uap akan mengalir melewati serangkaian turbin, yang mana akan menyebabkan turbin-turbin tersebut berputar. Hal tersebut akan mengubah energi uap panas tadi menjadi energi mekanik. Sebuah poros akan menghubungkan turbin-turbin tadi, yang berputar dengan kecepatan 3000 rpm, menuju generator. Lalu generator tersebut akan menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengubah energi mekanik tadi menjadi energi listrik.
6. Energi Listrik Diteruskan Ke Jaringan Nasional
Transformator akan mengubah akan mengubah energi listrik menjadi tegangan tinggi yang dibutuhkan oleh jaringan nasional.
7. Listrik Akan Dikirim Melalui Saluran Listrik Ke Rumah-rumah
Jaringan nasional menggunakan tegangan tinggi untuk menyalurkan listrik secara efisien ke rumah-rumah melalui saluran listrik. Saat proses pendistribusian listrik ini berlangsung, transformator-transformator yang lain akan mengubah tegangan listrik kembali ke tingkat normal yang biasa digunakan.
8. Uap Akan Didinginkan dan Didaur Ulang
Setelah semua uap di generator selesai diproses, uap harus didinginkan kembali. Uap akan melewati pipa berisi air dingin yang dipompa dari laut. Lalu uap tersebut akan dingin dan mengembun kembali menjadi air. Uap tersebut akan dikembalikan lagi ke generator dan bisa dipanaskan kembali untuk membuat uap lagi, yang mana akan menjaga turbin untuk tetap berputar.
