BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Semakin tinggi tingkat penggunaan listrik dan sumber daya alam yang menipis untuk membangkitkan energi listrik menjadi salah satu pemicu ide untuk menciptakan energi alternatif yang berbasis teknologi nuklir. Berdasarkan kemampuan reactor nuklir untuk menghasilkan energy panas yang sangat tinggi guna mencapai efisiensi yang optimal dalam menghasilkan energi listrik menjadikan nuklir menjadi salah satu energi yang sangat efisien. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.

PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reaktor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya 600-1200 MWe.

Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal.

Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang dimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan juga dapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.

B. Tujuan

Energi nuklir telah membawa harapan banyak negara sebagai solusi untuk mengakhiri krisis energi. Namun bencana Chernobyl sempat membuat ragu umat manusia akan faktor keamanan sumber energi ini. Efisiensi yang dihasilkan energi nuklir memang terbukti sangat tinggi. Riset telah membuktikan bahwa hanya dengan 360 gram uranium sudah dapat mencukupi kebutuhan.

Penggunaan reactor nuklir sebagai pembangkit energy listrik memiliki berbagai keuntungan, antara lain:

· Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)

· Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia

· Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)

· Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan

· Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan

Untuk mencukupi kebutuhan energinya, berbagai negara telah menerapkan penggunaan energi nuklir lewat PLTN (Pembangkit Litrik Tenaga Nuklir). Namun, bagi negara yang sedang berkembang, pembangunan PLTN mencuatkan resistensi yang serius. Selain menyangkut geopolitik global, masalah efisiensi, umur operasi dan tingkat keamanan masih menjadi faktor utama timbulnya resintansi. Apalagi pembangunan PLTN di Indonesia rencananya melalui skema pembiayaan yang sangat tergantung kepada pihak asing.

1.3 Rumusan Masalah

Sebagaimana diketahui, minat terhadap pengenalan energy nuklir di Indonesia telah timbul sejak tahun 1968. Dalam pertemuan ilmiah di PPTN pada tahun 1962, telah dilaporkan kegiatan Komisi Persiapan Pembangunan PLTN selama periode 1972-1982.

Pada awal tahun 1984, Panitia Teknik Sumber Daya Energi menyetujui gagasan PLN untuk mendapatkan model permintaan energi. Model tersebut digunakan untuk menghasilkan proyeksi permintaan energi dan listrik jangka panjang, serta menghasilkan pula proyeksi kurva jangka beban.

Langkah pertama dalam suatu studi jangka panjang seperti pemutakhiran studi PLTN ini ialah penyusunan permintaan energi dan listrik studi-studi yang telah ada.

Bagi Negara berkembang seperti Indonesia, sangat penting untuk menekan ongkos energi agar sektor industri dapat terus berkembang. Dengan demikian, perkiraan ongkos pembangkit listrik menjadi salah satu inti pokok dalam studi pemutakhiran ini.

Angka biaya modal pembangunan PLTN yang tersedia dalam literatur ternyata sangat bervariasi disebabkan banyak factor, antara lain :

· Keadaan di negara pemilik PLTN, dalam hal ini Indonesia:

Sistem pengaturan, sistem kontrak, tingkat upah, harga bahan mentah, nilai tukar.

· Asumsi mengenai parameter ekonomi yang digunakan

· Kondisi tapak

· Tingkat kemajuan teknologi

Pengalaman di beberapa negara berkembang menunjukkan bahwa negara berkembang memiliki “comparative advantage”. Walaupun peralatan dan komponen nukir dibuat di negara maju dan harus dikapalkan, dan pembangunan PLTN memerlukan peranan sebagian tenaga ahli dan tenaga kerja dari negara maju, tetapi biaya modal dapat menjadi lebih rendah di negara berkembang. Hal ini telah dibuktikan oleh Taiwan dan Korea.

Ongkos pembangkit listrik nuklir dengan 900 Mw ternyata sangat kompetitif. Kontroversi ongkos pembangkitan berkisar sekitar pendapat mengenai mengenai biaya modal serta bunga dan jangka waktu konstruksi. Berhubung dengan itu, serta mengingat jangka waktu-siap yang lama ddan perlunya disiapkan sejak dini pengembangan tenaga kerja terampil dan prasarana pengembangan nuklir, maka perlu diambil langkah-langkah yang konkrit menuju pembangunan PLTN yang pertama.

1.4 Lingkup Kajian

Semakin berkambangnya ilmu pengetahuan dan teknologi tentang nuklir membuat para ilmuan berminat meneliti tentang nuklir dan manfaat lebih lanjut tentang teknologi nuklir sehingga di temukan ide pemanfaatan sumber energi reaksi nuklir sebagai energi pembangkit listrik, dan Indonesia pada tahun 1968 sudah mulai berminat dalam mengembangkan teknologi nuklir sehingga banyak ilmuan dari Indonesia yang juga meneliti lebih lanjut tentang ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, semakin menguatnya minat para ilmuan dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir yang salah satunya terdapat manfaat reaksi nuklir sebagai sumber energi membuat semakin banyaknya artikel artikel maupun buku buku yang berisi tentang ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir sehingga membuat tim penulis dalam mencari data tentang ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, lingkup kajian dari pembahasan karya ilmiah ini adalah study pustaka dari buku buku dan artikel artikel baik dari dalam maupun luar negri dan di tambah oleh data data yang ada di internet dan pada khususnya penulis menulis karya ilmiah ini dalam kajian pemanfaatan teknologi nuklir dalam penggunaan sebagai pembangkit listrik. Dan pada karya ilmiah ini penulis lebih menitik beratkan pada kajian tentang bagaimana memenfaatkan reaksi nuklir sebagai sumber energi pembangkit tenaga listrik.

1.5 Sumber Data

1. Drs.Marsongkohadi. 1978. Ilmu pengetahuandan teknologi nuklir. Badan Tenaga Atom Nasional, Bandung

2. Clifford K.Beck. 1957. Nuclear reactors for research. Princeton, new jersey, New York

3. J.Shaw. 1969. Reactor Operation. Pergamon press Oxford, endiburgh, New York

4. Badan Tenaga Nuklir Nasional. 2000. Prosiding seminar sains dan teknologi nuklir peran sains dan teknologi nuklir dalam pemberdayaan potensi nasional. Bandung

1.6 Sistematika Pembahasan

Dalam pembahasan energy pembangkit listrik tenaga nuklir kali ini menggunakan system study pustaka oleh buku buku dan jurnal yang berbasis ilmu dan teknologi nuklir dan juga mengambil data data yang berhubungan teknologi nuklir di internet dalam situs situs maupun blog blog yang memuat informasi tentang ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, yang di kaji secara keseluruhan dan di diskusikan kembali secara bersama guna mendapatkan data dan informasi tentang ilmu dan technology nuklir yang berhubungan secara spesifik dalam pengembangan sumber energy listrik tenaga nuklir. Selain itu tim penulis juga melakukan wawancara langsung kepada Bapak Rizal (Dosen fisika Institut Teknologi bandung KK. Nuklir), dari hasil wawancara kepada beliau kami dapat memperkuat argument argument dan juga statmen dalam karya ilmiah yang berjudul REAKSI NUKLIR SEBAGAI SUMBER ENERGI TENAGA LISTRIK ini. Dari hasil studi pustaka, penjelajahan dari internet dan wawancara dan di lanjutkan oleh duskusi tentang pembangkit listrik tenaga nuklir ini sebagai basic dalam penulisan karya ilmiah ini. Sehinga kelompok penulis dapat menuliskan karya ilmiah ini dengan menggunakan sistematika tersebut.

BAB II

REAKTOR NUKLIR

2.1 Aplikasi Mikrokontroler untuk deteksi Radiasi Nuklir

Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang berisi CPU dan dilengkapi dengan memori dan antarmuka I/O. Jenis mikrokontroler sangat banyak, prinsipnya terdapat dua tipe yaitu tipe CISC (Complex Instruction Set Computing) dan RISC (Reduced Instruction Set

Computing). dengan 8K byte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berulang-kali

Rancang bangun system monitor level gauging statis berbasis mikrokontroler Telah dirancang dan dibangun suatu sistem monitoring level gauging statis berbasis mikrokontroler. Alat ini dibuat dengan tujuan untuk melakukan pencacahan pada posisi level tertentu, menggunakan radiasi nuklir untuk mengetahui ketinggian suatu substansi di dalam tangki. Alat yang dibuat terdiri atas rangkaian sistem pencacah menggunakan mikrokontroler, Modul LCD sebagai penampil, rangkaian keypad untuk memberi masukan cacah referensi dan untuk memulai dan menghentikan proses scan, rangkaian penggerak (driver) motor DC untuk menentukan arah putaran motor, dan rangkaian pembalik dan pembentuk pulsa uintuk membalik pulsa negatif keluaran detektor dan membentuknya menjadi sinyal kotak positif standart TTL. Penggerak (driver) motor DC digunakan untuk menentukan arah putaran, pembalik dan pembentuk pulsa mampu menghasilkan pulsa yang dapat diproses oleh sistem pencacah. Pengujian seluruh sistem sudah dapat digunakan untuk mengetahuiketinggian substansi di dalam tangki. Sistem Level Gauging Statis adalah suatu sistem yang digunakan untuk mengetahui mengetahui level ketinggian zat dengan konstruksi sumber radiasi dalam keadaan tetap (statis) dan detektor dapat digerakkan naik/turun oleh penggerak mekanik

Perangkat lunak untuk system mikrokontroler mengunakan bahasa BASIC dengan software BASCOM-8051. Algoritma dan Flowchart dari program yang dibuat ditunjukkan pada Gambar 11 Algotitma dan flowchart dapat dijelaskan sebagai berikut:

A. Melakukan inisialisasi variabel, counter/timer, dan LCD

B. Menampilkan tampilan awal LCD ”monitor level gauging statis”

C. Mengkondisikan P3.1 dan P3.6 agar motor berputar ke bawah untuk menurunkan detektor ke posisi awal.

D. Setelah sampai posisi awal maka P3.2 = 0, sehingga akan merubah kondisi P3.1 dan P3.6 sehingga motor akan berhenti.

E. Kemudian akan menuju subrutin referensi.

Dari hasil pengujian Sistem dapat dianalisa yaitu perbedaan cacahan tiap-tiap level tidak begitu besar, hal ini disebabkan daya atenuasi dari substansi kecil, untuk itu bias digunakan tangki dengan diameter yang lebih besar agar perbedaan cacahnya juga semakin besar. Disamping itu hasil pengujian sudah dapat diketahui bahwa sistem sudah dapat menentukan ketinggian level substansi di dalamtangki.

Dalam MIKROKONTROLER

1. Telah dibangun dan di uji coba system monitoring level gauging statis

menggunakan sumber Co-60 dan detector Geiger Muller (GM).

2. Rangkaian penggerak (driver) motor DC telah dapat digunakan untuk menggerakkan (menaik-turunkan) mekanika detektor untuk mencacah pada posisi

yang talah ditentukan.

3. Rangkaian pencacah mikrokontroler AT89S52 telah dapat digunakan untuk melakukan pencacahan sumber radiasi.

4. Secara kualitas alat dapat digunakan untuk mengetahui level substansi/zat, dan akan lebih baik lagi jika tangki yang digunakan mempunyai diameter yang lebih besar.

2.2 Kestabilan Reaktor Nuklir pada Daya Tinggi

Analisis kesetabilan reactor dengan menggunakan persamaan liapnov dapat dilakukan untuk menguji kestabilan dari daya reaktor. Liapunov mengembangkan metode untuk menentukan stabilitas dari suatu system proses didasarkan dari energi yang disimpan. Sebelum dilakukan pengujian, maka terlebih dahulu diturunkan formulasi matematik dari daya reaktor, neutron precursor, temperatur pendingin dan temperatur bahan bakar. Dari formulasi matematik ini maka dapat disusun persamaan keadaan dinamika reaktor. Karena persamaan keadaan dari dinamika reaktor merupakan persamaan non linier, maka pengujian kestabilan reaktor dilaksanakan dengan menggunakan persamaan Liapunov kedua. Dari hasil perhitungan didapatkan, untuk reaktor yang beroperasi pada daya 1000 Watt, maka didapatkan harga determinan dari Fˆ (x) = -48668. Jadi reaktor cukup stabil. Dengan stabilnya reaktor, maka pengendalian reaktor tersebut dapat dilakukan dengan lebih mudah.

X = Perubah keadaan. U = Masukan. N = Jumlah neutron.

C = Konsentrasi neutron precursor. r = Reaktivitas. b = Fraksi neutron kasip.

Cc = Panas jenis Fluida pendingin. Cf = Panas jenis bahan bakar.

Mc = Berat Fluida pendingin. Mf = Berat bahan bakar dalam teras.

Tc = Temperatur rata-rata pendingin. Tf = Temperatur rata-rata teras.

W = Laju alir massa fluida pendingin. af = Koefisien temperatur bahan bakar.

am = Koefisien temperatur moderator air. tc = Konstanta waktu fluida pendingin.

tf = Konstanta waktu teras. L = Waktu generasi neutron.

l = Konstanta peluruhan neutron. P = Daya reaktor

V = Fungsi Liapunov. F(x) = Matrik Jacobi.

Sistem kontrol merupakan sebuah sistem yang terdiri atas satu atau beberapa peralatan yang berfungsi untuk mengendalikan sistem lain yang berhubungan dengan sebuah proses. Dalam suatu industri, semua variabel proses seperti daya, temperatur dan laju alir harus dipantau setiap saat. Bila variabel proses tersebut berjalan tidak sesuai dengan yang diharapkan, maka sistem kontrol dapat mengendalikan proses tersebut sehingga sistem berjalan seperti yang diharapkan. Didalam reaktor nuklir, sistem kontrol dapat digunakan untuk mengendalikan fluks neutron dan daya. Sebelum dilakukan perancangan sistem kontrol, terlebih dahulu harus dilakukan pengujian sifat kestabilan ( stability ) terhadap sistem proses dalam reaktor nuklir.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk menguji kestabilan suatu sistem proses. Salah satu metode yang banyak digunakan untuk menguji kestabilan sistem proses adalah persamaan Liapunov. Liapunov mengembangkan metode untuk menentukan stabilitas dari sistem proses didasarkan dari pengamatan energi yang disimpan. Dengan menggunakan persamaan Liapunov, maka stabilitas dari sistem proses yang berbentuk linier maupun non linier dapat ditentukan. Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui kestabilan system proses dalam reaktor. Jika reaktor dalam keadaan stabil, maka pengontrolan system proses dalam reaktor nuklir lebih mudah dilaksanakan.

A.M. Liapunov, seorang ilmuan dari Rusia, telah mengembangkan metode untuk menentukan stabilitas dari sistem proses didasarkan dari pengamatan energi yang disimpan. Menurut Liapunov, hubungan antara kestabilan dan energi adalah

sebagai berikut:

1. Sistem stabil: bila energi yang disimpan makin lama makin kecil, maka osilasi

yang terjadi juga semakin lama semakin kecil.

2. Sistem tidak stabil: bila energi yang disimpan makin lama makin besar, maka

osilasi yang terjadi semakin lama juga semakin besar.

Supaya sistem proses tersebut dapat dianalisis kestabilannya, maka perlu dibuat model matematis yang menghubungkan antara input, proses dan output. Model yang banyak digunakan adalah model persamaan keadaan. Bentuk umum dari model persamaan keadaan adalah sebagai berikut:

Transpose dari f(x) adalah f(x) = ( f1, f2, f3, …. fn)

Menurut Liapunov, sistem akan stabil asimtotis secara uniform, bila:

1. Fungsi Liapunov atau V(x,t) pasti positif.

2. Turunan fungsi Liapunov atau V&(x,t) pasti negatif.

Karena sistem dinamika reaktor nuklir merupakan persamaan non linier, maka untuk menentukan persamaan Liapunov dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.

Fungsi Liapunov di definisikan sebagai berikut:

V(x) = f t (x). f (x)

Dimana:

Fˆ (x) = F t (x) + F(x)

Agar sistem proses stabil asimtotis, maka diperlukan syarat sebagai berikut:

1. V(x) pasti positif

2. V&(x) pasti negatif

Harga V(x) pasti negatif jika Fˆ (x) juga berharga negative Dengan menggunakan kriteria Sylvester, maka dapat diketahui apakah suatu fungsi itu berharga negatif atau positif. Menurut Sylvester, suatu fungsi Y(x) pasti berharga positif, bila determinan dari semua minor utamanya berharga positif.Dan suatu fungsi Y(x) pasti berharga negatif, bila determinan dari semua minor utamanya berharga negative.

Untuk operasi reaktor dalam daerah daya tinggi, maka umpan balik reaktivitas dan temperatur tidak boleh diabaikan. Representasi input-output reactor merupakan lup tertutup. Umpan balik yang terjadi pada reaktor adalah sebagai berikut:

1. Umpan balik temperatur elemen bakar.

2. Umpan balik pada air pendingin yang juga berfungsi sebagai moderator.

3. Umpan balik peracunan Xenon. Peracunan Xenon terjadi bila reaktor sudah beroperasi lebih dari 7 jam. Dalam makalah ini reaktor dianggap baru saja beroperasi sehingga pengaruh dari peracunan Xenon diabaikan. Pada kondisi demikian, reaktivitas yang masuk pada reaktor adalah reaktivitas eksternal dan reaktivitas dari umpan balik temperatur bahan bakar dan pendingin

Model dinamika perpindahan panas dilakukan dengan jalan memasukkan

prinsip-prinsip kesetimbangan energi pada bahan bakar dan pada fluida pendingin.

Harga konstanta dan perubah keadaan yang digunakan dalam reaktor

TRIGA Mark II Bandung adalah sebagai berikut:

X1 = 1000 Watt ; X2 = 500 n / cm3

X3 = 31 0 C ; X4 = 27 0 C

b = 0,0027 ; L =0,000028 detik

l = 0,0768 detik –1 ; Mf = 169.500 gram.

Cf = 0,005899 ( cal / gr 0 C ) ; Mc = 19605.000 gram.

af = - 0,0000306 Dk / k.C –1 ; am = - 0,00054 Dk / k.C -1

tf = 1,5 detik ; tc = 25,2 detik

W = 9600 gr / detik

Dari perhitungan diatas dapat dilihat, determinan semua minor utama dari Fˆ (x) berharga negatif. Maka menurut kriteria Selvester, Fˆ (x) pasti negatif. Karena Fˆ (x) berharga negatif, maka V&(x) juga berharga negative Fungsi Liapunov yang diperoleh adalah sebagai berikut.

V(x) = f t (x). f (x)

V(x) > 0 atau V(x) pasti berharga positif

Untuk harga-harga daya yang lain, maka besarnya harga determinan Fˆ (x) dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:

Tabel 1 : Hasil perhitungan Determinan Fˆ (x) sebagai fungsi daya reaktor

Daya ( Watt )

Det Fˆ (x)

1000

3000

4000

-48668

-167347,95

-271207,03

Dari tabel diatas dapat dilihat, semakin besar daya, maka harga determinan dari Fˆ(x) semakin kecil dan selalu negatif. Karena Fˆ (x berharga negatif, maka V& (x) juga berharga negatif. V(x) merupakan fungsi kwadrat dari f1, f2, f3 dan f4 . Jadi harga V(x) selalu positif

1. Dengan menggunakan persamaan Liapunov, maka didapatkan harga- harga

sebagai berikut. V(x) berharga positif V&(x) berharga negatif.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa reaktor yang dikaji dalam

makalah ini adalah berada dalam keadaan stabil.

2. Untuk mengendalikan suatu sistem proses, maka sistem proses tersebut harus

stabil. Dengan stabilnya reaktor, maka reaktor tersebut akan lebih mudah untuk

dikendalikan

2.3 Sistem Pendinginan Reaktor

Sistem pendingin reactor primer merupakan sistem yang berhubungan langsung dengan sistem pendinginan teras reaktor. Sistem ini berfungsi untuk memindahkan panas yang dibangkitkan di teras reaktor menuju sistem pendingin sekunder. Proses perpindahan panas berlangsung di alat perpindahan panas. Kegiatan pemeliharaan dan perbaikan dapat berhasil dengan baik karena didukung oleh ketepatan waktu pemeliharaan, keahlian petugas pemeliharaan, ketersediaan suku cadang dan adanya dukungan peralatan kerja yang memadai, serta dokumentasi yang baik. Dengan kegiatan pemeliharaan yang baik dan benar pada sistem pendingin kondisi yang terawat dan bersedia mendukung pengoperasian reaktor RSG-GAS. Kegiatan pemeliharaan peralatan merupakan hal yang sangat penting dalam pengoperasian suatu sistem atau peralatan di instalasi nuklir. Kegiatan pemeliharaan ini untuk mempertahankan tingkat keselamatan, kelancaran proses operasi dan efisiensi proses. Selain itu pemeliharaan ditujukan agar peralatan dapat beroperasi secara optimal dan tahan lama. Dengan adanya pemeliharaan yang baik dan teratur dapat mengurangi terjadinya kerusakan sehingga mengakibatkan peralatan tidak dapat beroperasi dalam jangka waktu lama serta dapat berdampak terjadinya kecelakaan. Pemeliharaan sistem pendingin primer di RSG-GAS merupakan kegiatan penting yang menyangkut keselamatan sistem reaktor karena sistem ini berfungsi untuk memindahkan panas yang dibangkitkan dari teras menuju system pendingin sekunder. Proses perpindahan panas berlangsung melalui alat perpindahan kalor.

Sistem pendingin primer merupakan salah satu pendingin reaktor yang terpenting di dalam proses pemindahan panas yang dibangkitkan oleh bahan bakar dari teras reaktor. Panas yang timbul akan diambil oleh air pendingin primer dalam sirkulasi aliran, selanjutnya panas dipindahkan menuju system pendingin sekunder melalui sebuah alat penukar panas dan kemudian panas dilepaskan kelingkungan melalui menara pendingin. Rangkaian utama dari sistem pendingin primer terdiri dari : pipa, katup, pompa alat penukar kalor dan sebuah ruangan delay chamber. Pemipaan pada sistem ini dibuat dari bahan pipa seamless jenis baja SS 304 (pipa

baja stainless tanpa sambungan). Tujuan pemilihan bahan ini dimaksudkan untuk mengurangi kerusakan pipa yang diakibatkan karena korosi serta menurunkan besarnya paparan radiasi dari air pendingin primer. Sedangkan untuk sambungan masingmasing pipa dan katup digunakan sambungan lap joint flange. Pada jalur utama pemipaan dipasang 12 buah katup motor untuk mengatur aliran air pendingin dan 4 buah katup motor isolasi untuk mengisolasi air pendingin pada kolam reaktor, untuk pipa percabangan yang lebih kecil digunakan katup manual dengan dipasang pengunci untuk menghindari terjadinya kesalahan dalam pengoperasian. Pada jalur sirkulasi di pasang 3 buah pompa sentrifugal yang dipasang secara parallel untuk mensirkulasikan air pendingin primer. Di dalam pengoperasian sistem pendingin primer dijalankan oleh 2 buah pompa, sedangkan satu buah pompa digunakan sebagai cadangan apabila didalam pengoperasian sistem terjadi gangguan pada pompa yang sedang beroperasi.Bagian pompa yang berhubungan dengan air pendingin di buat dari bahan stainless steel, pada bagian rumah keong (casing) dipasang pipa-pipa pembuangan udara (venting) dan pipa pembuangan (drainage) air, serta pada sisi masuk dan keluar pompa dipasang manometer tekanan. Masing-masing pompa dilengkapi dengan roda gila (fly-wheel) untuk melanjutkan sirkulasi air pendingin pada waktu pompa pendingin mati, roda gila ditempatkan diantara pompa dan motor pompa. Alat penukar panas berfungsi untuk memindahkan panas dari air pendingin primer menuju air pendingin sekunder yang selanjutnya panas dipindahkan ke menara pendingin. Alat ini dipasang di tengah jalur pipa pendingin primer antara sisi masuk dan keluar kolam reaktor. Terdapat 2 buah alat penukar panas yang dipasang pada 2 lajur pemipaan setelah pompa, masing-masing laju di disain mampu untuk memindahkan panas sebesar 50% dari total panas yang dibangkitkan pada teras reaktor. Jenis alat penukar panas yang digunakan adalah tipe Multy-pass shell and tube yang dipasang secara vertikal dengan sisi masuk dan keluar air pendingin primer serta sekunder berada pada bagian atas tabung penukar kalor. Air pendingin primer mengalir melalui bagian sisi shell sedangkan air pendingin sekunder mengalir pada bagian tengah tube. Tabung alat penukar kalor terbagi menjadi 2 bagian yaitu 2 buah sisi shell dan 2 buah sisi tube, masingmasing berada pada sisi masuk dan sisi keluar tabung alat penukar kalor. Gambar diagram skematik dari sistem pendingin primer terlihat pada Gambar 1 dan Gambar 2. perangkat alat penukar panas.

Gambar 1. Diagram Skematik Sistem Pendingin Primer JE 01

Gambar 2. Perangkat Alat Penukar Panas

Dalam melakukan pemeliharaan dan perbaikan sistem pendingin primer di reactor RSG – GAS mengacu pada dokumen Maintenance and Repair Manual (MRM), Petunjuk Pemeliharaan dan Perbaikan (PPP) dan Operating Manual (OM). Kegiatan ini dilakukan secara berkala, baik itu yang pemeliharaan bersifat bulanan, 3 bulanan, 6 bulanan, maupun yang bersifat 1 tahunan.

a. Pemeliharaan mingguan dan bulanan Pemeliharaan ini bertujuan untuk menjaga

supaya sistem selalu siap untuk dioperasikan. Pemeliharaan mingguan dan

bulanan terdiri dari: pengecekan pelumas, pengecekan suhu pompa, pengecekan

getaran pompa maupun pemipaannya, testuji motor katup, test uji operasi pompa

dan sebagainya.

b. Pemeliharaan 3 bulanan dan 6 bulanan Pada pemeliharaan ini dilakukan

pengecekan dan pemeriksaan terhadap sistim control tekanan (CP), level (CL),

aliran (CF), dan sebagainya.

c. Pemeliharaan tahunan Pemeliharaan ini terdiri dari: penggantian grease, penggantian minyak pelumas, dan sebagainya. Supaya pelaksanaan pemeliharaan dan perbaikan sistem dapat berlangsung dengan baik dan berhasil guna maka harus didukung antara lain oleh ketepatan waktu pemeliharaan, keahlian petugas pemeliharaan, ketersediaan suku cadang dan adanya peralatan kerja yang memadai, serta dilakukannya inventarisasi suku cadang dan dokumentasi kegiatan pemeliharaan dan perbaikan yang baik.

1. Ketepatan waktu Didalam proses kegiatan pemeliharaan,

unsur ketepatan waktu menjadi hal yang sangat penting untuk diperhatikan sebab apabila tidak maka dapat berakibat terjadinya kerusakan alat/sistem yang sedang beroperasi.

2. Keahlian Tingkat keahlian dari petugas pemeliharaan/perbaikan sangat menentukan berhasil tidaknya program pemeliharaan dalam menjaga keandalan sistem. Semakin baik keahlian seorang petugas terhadap suatu alat/sistem maka akan semakin baik dalam melakukan tugas pemeliharaan dan perbaikan yang kemudian akan membuat alat/system menjadi lebih baik beroperasinya secara optimal, dan tahan lama serta dapat menghindarkan terjadinya resiko kerusakan dan kecelakaan.

3. Suku cadang dan peralatan Pengadaan suku cadang dan adanya peralatan kerja yang memadai sangat mendukung program pemeliharaan dan perbaikan. Kedua komponen tersebut merupakan pendukung penting dalam kesuksesan kegiatan pemeliharaan.

4. Dokumentasi sangat diperlukan untuk mendukung kegiatan program pemeliharaan dan perbaikan supaya dapat berlangsung dengan baik dan teratur. Dokumentasi yang dilakukan terdiri dari: penyediaan dokumentasi sistem reaktor,

dokumentasi kegiatan pemeliharaan dan perbaikan sistem, maupun inventarisasi suku cadang dan peralatan yang digunakan.

Pemeliharaan sistem pendingin primeryang dilakukan dari sisi mekanik untuk periode1 tahun terbagi menjadi beberapa kelompok yaitu: pemeriksaan pemipaan, pemeliharaan pompa, dan pemeliharaan katup. Pelaksanan kegiatan pemeliharaan ini berdasarkan pada prosedur pemeliharaan yang ada di Pusat Reaktor Serba Guna dan dokumen dari pabrik pembuatnya. Pemeriksaan sistem pemipaan dari system pendingin primer terdiri dari visual untuk mengetahui tingkat ketersediaan/kerusakan dari pemipaan sehingga apabila terjadi kebocoran air pendingin segera dapat diketahui dan segera dapat dilakukan perbaikan. Pemeriksaan dilakukan terutama di tiap titik sambungan pipa maupun sambungan pengelasan. Pemeliharaan pompa sistem pendingin primer yang dilakukan meliputi:

1. Pemeriksaan ketinggian permukaanminyak pelumas Pemeriksaan ketinggian minyak pelumas dilakukan setiap hari oleh petugas supervisor atau operator. Apabila terjadi penurunan permukaan minyak pelumas maka segera dilakukan penambahan.

2. Pengukuran temperatur pompa Pengukuran temperatur pompa dilakukan pada saat pompa sedang beroperasi setiap 1 bulan sekali dengan menggunakan alat ukur suhu. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui temperatur bearing penumpu poros pompa, dimana besarnya temperature pompa tidak boleh lebih besar dari 50 oC di atas suhu ruangan.

3. Pemeriksaan getaran pompa Pemeriksaan getaran pompa dilakukan secara visual dengan menempelkan tanganpada badan pompa yang berguna untuk mengetahui besarnya getaran yang terjadi pada pompa maupun motor penggerak pompa.

4. Test uji operasi pompa Test uji operasi ini dilakukan setiap satu bulan sekali yang berguna untuk menjaga kesiapan operasi pompa. Dengan melakukan pengujian ini dapat diketahui kesiapan pompa pada waktu akan dilakukan pengoperasian sistem pendingin dan pengoperasian reaktor.

5. Penggantian minyak pelumas Penggantian minyak pelumas dilakukan setiap 1 tahun sekali atau setelah mencapai 2000 jam operasi dan dilaksanakan pada waktu reaktor tidak beroperasi (shut-down) menggunakan minyak pelumas sebanyak 4,1 liter. Untuk melakukan penggantian minyak pelumas, sebelumnya minyak pelumas yang berada dalam bak penampung mimyak pelumas di buang dengan membuka baut penutup lubangbak dengan menggunakan kompresor kemudian isi dengan minyak pelumas yang baru.

6. Penggantian bearing grease bantalan roda gila Penggantian bearing grease bantalan dilakukan setiap 1 tahun sekali bersamaan dengan penggantian minyak pelumas pompa. Penggantian dilakukan dengan membuka mangkok penutup bearing kemudian grease bekas dikeluarkan hingga bersih dan diganti dengan grease yangbaru.

7. Pemeliharaan bagian motor pompa Pemeliharaan bagian motor pompa terbagi menjadi 2 bagian kegiatan. Kegiatan pertama adalah melakukan penambahan bearing

grease motor pompa dengan menggunakan alat gun-grease, kegiatan yang kedua adalah melakukan pemeriksaan temperatur motor pompa secara visual.

Gambar 3. Rangkaian Pompa Pendingin Primer

Pemeliharaan katup dilakukan untuk menjaga supaya katup motor selalu berada dalam kondisi yang siap dioperasikan, pemeliharaan ini dikelompokkan menjadi 2

bagian kegiatan, diantaranya :

1. Pemeliharaan katup motor pengatur aliran Katup pengatur aliran berfungsi untuk mengatur proses aliran air pendingin primer pada waktu pengoperasian sistem. Pemeliharaan yang dilakukan untuk katup ini adalah mengamati proses gerakan penutupan dan pembukaan katup pada waktu dioperasikan.

2. Pemeliharaan katup motor isolasi kolam reactor Katup isolasi kolam reaktor berfungsi untuk mengendalikan laju pengurangan air kolam reaktor apabila terjadi kebocoran air pendingin pada daerah pemipaan system pendingin primer. Pemeliharaan katup isolasi terdiri dari 2 bagian yaitu pengujian atau test uji fungsi gerakan buka-tutup katup dan pengukuran kecepatan gerak penutupan katup.

Gambar 4. Gambar Unit Katup Pengatur Aliran

Pemeliharaan suatu sistem adalah merupakan satu bagian dari kegiatan pengoperasian sistem atau peralatan, dengan adanya pemeliharaan yang baik maka akan membuat kinerja maupun kemampuan operasi sistem reaktor menjadi semakin baik, efisien dan tahan lama. Pemeliharaan yang dilakukan di reaktor RSG-GAS merupakan suatukegiatan terprogram dan telah dilaksanakan secara berkala.Dari data hasil kegiatan pemeliharaankatup isolasi terlihat bahwa katup mempunyaikecepatan menutup yang baik yaitu berada dalam rentang waktu 90 – 100 detik, sepertiyang telah ditetapkan dalam Safety Analisi sReport (SAR) untuk reaktor RSG-GAS. Dengankecepatan menutup tersebut diharapkan apabila terjadi gangguan kebocoran air pendingin reaktor pada sistem pemipaan pendingin primer, maka reaktor tidak mengalami kekurangan air sebagai pendingin bahan bakar. Dengan adanya pemeliharaan yang baik, maka frekuensi terjadinya gangguan atau kerusakan menjadi semakin sedikit, sehingga sistem reaktor dapat berfungsi sesuai yang diharapkan. Hal ini terbukti selama jangka waktu 1 tahun hanya terdapat 1 kali gangguandan inipun sebenarnya sudah waktunya harus dilakukan penggantian karena oil-seal tersebut telah terpasang ± 3 tahun. Keberhasilan dari kegiatan perawatan dan pemeliharaan sistem pendingin primer, selain didukung oleh pelaksanaan kegiatan pemeliharaan yang telah teratur dengan baik, juga didukung oleh kondisi ruangan dari peralatan tersebut ditempatkan yang selalu terjaga kebersihannya. Karena kondisi tersebut membuat

peralatan selalu dalam kondisi yang terjaga bersih dan terpeliharaPemeliharaan reaktor, khususnya system pendingin primer menjadi hal yang sangat penting dan telah menjadi satu bagian dari kegiatan pengoperasian reaktor. Kegiatan pemeliharaan pada sistem pendingin primer ini telah berhasil dengan baik karena didukung oleh metode perawatan yang baik. Hal ini dibuktikan dengan keadaan sistem yang selalu dalam kondisi siap beroperasi dan dari data evaluasi gangguan terlihat bahwa selama tahun 2007 hanya mengalami 1 kali gangguan. Keberhasilan kegiatan perawatan ini juga didukung oleh kondisi lingkungan yang terjagadengan baik.

2.4 Kendali Gerak Motor dengan Tegangan Searah

System kendali kecepatan motor arus searah (AC) adalah system yang mengontrol kecepatan putaran motor AS dengan umpan balik. Umpan balik dapat berasal dari besaran posisi maupun dari kecepatan putaran. Umpan balik yang kedua ini dapat menjadi koreksi atau system kendali. System kendali yang di gunakan ialah system kontiniu dan linear dan menggunakan pengendali jenis analog yang dalam halini adalah PID (proposal integral derivatif).

Batang kendali berfungsi sebagai pengendali jalannya operasi reaktor agar laju pembelahan/populasi neutron di dalam teras reaktor dapat diatur sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki. Selain hal tersebut, batang kendali juga berfungsi untuk memadamkan reaktor/menghentikan reaksi pembelahan. Sesuai dengan fungsinya, bahan batang kendali adalah material yang mempunyai tampang lintang serapan neutron yang sangat besar, dan tampang lintang hamburan yang kecil. Bahan-bahan yang sering dipakai adalah: Boron, cadmium, gadolinium dan lain-lain. Bahan-bahan tersebut biasanya dicampur dengan bahan lain agar diperoleh sifat yang tahan radiasi, titik leleh yang tinggi dan tidak korosif.Prinsip kerja pengaturan operasi adalah dengan jalan memasukkan dan mengeluarkan batang kendali ke dan dari teras reaktor. Jika batang kendali dimasukkan, maka sebagian besar neutron akan tertangkap olehnya, yang berarti populasi neutron di dalam reaktor akan berkurang dan kemudian padam. Sebaliknya jika batang kendali dikeluarkan dari teras, maka populasi neutron akan bertambah, dan akan mencapai tingkat jumlah tertentu. Pertambahan/penurunan populasi neutron berkait langsung dengan perubahan daya reaktor.

Neutron yang keluar dari pembelahan bahan fisil, berjalan dengan kecepatan tinggi ke segala arah. Karena sifatnya yag tidak bermuatan listrik maka gerakannya bebas menembus medium dan tidak berkurang bila tidak menumbuk suatu inti atom medium. Karena sifat tersebut, sebagian neutron tersebut dapat lolos keluar teras reaktor, atau hilang dari sistem. Keadaan ini secara ekonomi berati kerugian, karena netron tersebut tidak dapat digunakan untuk proses fisi berikutnya.Untuk mengurangi kejadian ini, maka sekeliling teras reaktor dipasang bahan pemantul neutron yang disebut reflektor, sehingga nutron-neutron yang lolos akan bertahan dan dikembalikan ke dalam teras untuk dimanfaatkan lagi pada proses fisi berikutnya.Bahan-bahan reflektor yang baik

adalah unsur-unsur yang mempunyai tampang lintang hamburan neutron yang besar, dan tampang lintang serapan yang sekecil mungkin serta tidak korosif. Bahan-bahan yang sering digunakan antara lain: Berilium, Grafit, Parafin, Air, D2O.

Komponen-Komponen Transformator / Transformer / Trafo

1. Inti BesiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi,magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

2. Kumparan Transformator Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

3. Minyak Transformator Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator.

• Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus ,sedangkan

• sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan. Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang terkandung adalah senyawa hidrokarbon parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa tersebut, minyak transformator masih mengandung senyawa yang disebut zat aditif meskipun kandungannya sangat kecil .

4.Bushing Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap.

5.Tangki Konservator Tangki Konservator berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai bucholzt yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air, ujung masuk saluran udara melalui saluran pelepasan/venting dilengkapi media penyerap uap air pada udara, sering disebut dengan silica gel dan dia tidak keluar mencemari udara sekitarnya.

6. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator, media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas ,Minyak. Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator). Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forced).

7. Tap Changer Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangan nominalnya sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi dapat saja terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun, untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada kondisi terbaik, konstan dan berkelanjutan. Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa sehingga perubahan tegangan pada sisi masuk/input tidak mengakibatkan perubahan tegangan pada sisi keluar/output, dengan kata lain tegangan di sisi keluar/output-nya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan tanpa terjadi pemutusan beban, biasa disebut On Load Tap Changer (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada perancangan dan perubahan sistem tegangan pada jaringan.

8. Alat pernapasan (Dehydrating Breather) Sebagai tempat penampungan pemuaian minyak isolasi akibat panas yang timbul, maka minyak ditampung pada tangki yang sering disebut sebagai konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan tidak boleh bersinggungan dengan udara, karena kelembaban udara yang mengandung uap air akan mengkontaminasi minyak walaupun proses pengkontaminasinya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut, udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin memerlukan suatu media penghisap kelembaban, yang digunakan biasanya adalah silica gel. Kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk menghindari terkontaminasi oleh kelembaban udara maka diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silica gel, yang secara khusus dirancang untuk maksud tersebut diatas.

9.Indikator-indikator

a. Thermometer / Temperature Gauge, alat ini berfungsi untuk mengukur tingkat panas dari trafo, baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak trafonya. Thermometer ini bekerja atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas. Beberapa thermometer dikombinasikan dengan panas dari resistor (khusus yang tersambung

dengan transformator arus, yang terpasang pada salah satu fasa fasa tengah) dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap panas sebenarnya yang terjadi.

b. Permukaan minyak / Level Gauge, alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis penunjukan, seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti pada sistem pernapasan sehingga pemuaian dan penyusutan minyak-udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi kering dan aman.

10.Peralatan Proteks iInternal

a. Relai Bucholzt, Penggunaan relai deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge dan over heating yang umumnya menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan mengerjakan kontak-kontak alarm. Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut. Ada beberapa jenis relai bucholtz yang terpasang pada transformator, Relai sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang On Load Tap Changer (OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat beberapa jenis antara lain sama seperti relai buhcoltz tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan bekerja, disini tidak ada alarm akan tetapi langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan.

b. Jansen membran, alat ini berfungsi untuk pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate. Relai ini bekerja karena tekanan lebih akibat gangguan didalam transformator, karena tekanan melebihi kemampuan membran/selaput yang terpasang, maka membran akan pecah dan minyak akan keluar dari dalam transformator yang disebabkan oleh tekanan minyak

c . Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay), suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu transformator terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas yang dibentuk oleh dekomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah relai pelepasan tekanan lebih pada trafo, maka tekanan lebih yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik,

maka terjadi panas lebih pada cairan tangki dan trafo akan meledak. Peralatan pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi tekanan tersebut.

d. Relai pengaman tangki, relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir pada tangki, akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu yang lain, pemanas dll.

Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo arus antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.

e. Neutral Grounding Resistance / NGR atau Resistance Pentanahan Trafo, adalah tahanan yang dipasang antara titik netral trafo dengan pentanahan, dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan. Resistance dipasang pada titik neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang/wye ). NGR biasanya dipasang pada titik netral trafo 70 kV atau 20 kV, sedangkan pada titik netral trafo 150 kV dan 500 kV digrounding langsung (solid) Nilai NGR:Tegangan 70 kV = 40 Ohm Tegangan 20 kV = 12 Ohm,40 Ohm, 200 Ohm dan 500 Ohm Jenis Neutral Grounding Resistance

- Resistance Liquid (Air), yaitu bahan resistance-nya adalah air murni. Untuk memperoleh nilai Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH.

- Resistance Logam, yaitu bahannya terbuat dari logam nekelin dan dibuat dalam panel dengan nilai resistance yang sudah ditentukan.

11. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator

a. Pemadam kebakaran, (biasanya untuk transformator – transformator besar ), Sistem pemadam kebakaran yang modern pada transformator saat sekarang sudah sangat diperlukan. Fungsi yang penting untuk mencegah terbakarnya trafo atau memadamkan secepat mungkin trafo jika terjadi kebakaran. Penyebab trafo terbakar adalah karena gangguan hubung singkat pada sisi sekunder sehingga pada trafo akan mengalir arus maksimumnya. Jika proses tersebut berlangsung cukup lama dan relai tidak beroperasi. Sementara itu, tidak beroperasinya relai juga sebagai akibat salah menyetel waktu pembukaan PMT, relai rusak, dan sumber DC yang tidak ada, serta kerusakan sistim pengawatan. Sistem pemadam kebakaran yang modern yaitu dengan sistem mengurangi minyak secara otomatis sehingga terdapat ruang yang mana secara paksa gas pemisah oksigen diudara dimasukan kedalam ruang yang sudah tidak ada minyaknya sehingga tidak ada pembakaran minyak, dan kerusakan yang lebih parah dapat dihindarkan, walaupun kondisi trafo menjadi rusak. Proses pembuangan minyak secara grafitasi atau dengan menggunakan motor pompa DC adalah suatu kondisi yang

sangat berisiko, sebab hanya menggunakan katup otomatis yang dikendalikan oleh pemicu dari saklar akibat panasnya api dan menutupnya katup otomatis pada katup pipa minyak penghubung tanki (konservator) ke dalam trafo (sebelum relai bucholz), serta adanya gas pemisah oksigen (gas nitrogen yang bertekanan tinggi) diisikan melaui pipa yang disambung pada bagian bawah trafo kemudian akan menuju keruang yang tidak terisi minyak.

b. Thermometer pengukur langsung, Thermometer pengukur langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/Gardu Induk , seperti pada ruang kontrol, ruang relai, ruang PLC dll. Suhu ruangan dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan dan dievaluasi sebagai bahan laporan.

c. Thermometer pengukur tidak langsung, Termometer pengukur tidak langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/ transformator yang berfungsi untuk mengetahui perubahan suhu minyak maupun belitan transformator. Suhu minyak dan belitan trafo dicatat secara periodik/berkala, pada formulir yang telah disiapkan dan dievaluasi sebagai laporan.

12. Relai Proteksi Transformator dan FungsinyaJenis relai proteksi pada trafo tenaga adalah sebagai berikut:

a. Relai arus lebih (over current relay), berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator. Juga diharapkan relai ini mempunyai sifat komplementer dengan relai beban lebih, relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan pada bagian instalasi lainnya.

b. Relai Diferensial, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat yang terjadi didalam daerah pengaman.

c. Relai gangguan tanah terbatas (Restricted Earth fault Relay ), relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator, khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh relai differensial.

d. Relai arus lebih berarah, Directional Over Current Relay atau yang lebih dikenal dengan Relai arus lebih yang mempunyai arah tertentu merupakan Relai Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang dapat membedakan arah arus gangguan. Relai ini mempunyai 2 buah parameter ukur yaitu tegangan dan arus yang masuk ke dalam relai untuk membedakan arah arus ke depan atau arah arus ke belakang, pada pentanahan titik netral trafo dengan menggunakan tahanan. Relai ini dipasang pada penyulang 20 KV. Bekerjanya relai ini berdasarkan adanya sumber arus dari ZCT (Zero Current Transformer) dan sumber tegangan dari PT (Potential Transformers). Sumber tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian Open-Delta, tetapi tidak menutup kemungkinan ada yang menggunakan koneksi langsung 3 Phasa. Relai ini terpasang pada jaringan tegangan tinggi, tegangan menengah, juga pada

pengaman transformator tenaga, dan berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa maupun Phasa ke tanah. Untuk membedakan arah tersebut maka salah satu phasa dari arus harus dibandingakan dengan Tegangan pada phasa yang lain.

e. Relay connections, adalah sudut perbedaan antara arus dengan tegangan masukan relai pada power faktor satu. Relai maximum torque angle adalah perbedaan sudut antara arus dengan tegangan pada relai yang menghasilkan torsi maksimum.

f. Relai gangguan tanah, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator jika terjadi gangguan hubung tanah didalam dan diluar daerah pengaman transformator. Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan.

g. Relai tangki tanah, relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap hubung singkat antara kumparan fasa dengan tangki transformator dan transformator yang titik netralnya ditanahkan. Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir dari tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi Bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu, pemanas dll.

Pengaman arus ini sebagai pengganti relai diferensial, sebab sistim relai pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melalui trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil, kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo Arus(CT) antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.

13. Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi Announciator adalah indikator kejadian pada saat terjadi ketidaknormalan pada sistem instalasi tegangan tinggi, baik secara individu maupun secara bersama. Announciator terjadi bersamaan dengan relai yang bekerja akibat jika terjadi ketidaknormalan pada peralatan tersebut. Annunciator biasanya berbentuk petunjuk tulisan yang pada kondisi normal tidak ada penunjukan, bila terjadi ketidaknormalan maka lampu didalam indikator tersebut menyala sesuai dengan kondisi sistem pada saat tersebut. Kumpulan indikator-indikator tersebut biasanya disebut sebagai announciator. Announciator yang terlengkap pada saat sekarang adalah pada instalasi gardu induk SF6, sebab pada system GIS banyak sekali kondisi yang perlu di pantau seperti tekanan gas, kelembaban gas SF6 disetiap kompartemen, posisi kontak PMT, PMS baik PMS line, PMS Rel maupun PMS tanah dll. Untuk itu pembahasan tentang annunciator akan diambil dari sistem annunciatornya gardu induk . seperti. Annunciator.

2.5 Tegangan Pipa Sistem pada Sistem Pendingin Sekunder

sistem penampil digital laju alir air pendingin reaktor menggunakan paddelewheel flosensors. Laju alir atau debit ditampilkan dalam bentuk digit agar pembacaannya lebih mudah, karena dalam pemonitorannya selama ini mengalami kesulitan. Jadi perancangan alat penampil laju alir ini bertujuan untuk mengetahui besarnya laju aliran pada sistem pendingin sekunder reaktor Kartini secara langsung. Peralatan yang dibuat terdiri dari beberapa rangkaian yaitu penguat awal, pengubah frekuensi ke tegangan FVC (Frequency to Voltage Converter), penguat akhir, rangkaian ADC (Analog to Digital Converter), mikrokontroler dan penampil berupa LCD (Liquid Crystal Display). Frekuensi keluaran sensor diubah menjadi tegangan oleh rangkaian FVC menggunakan IC LM2907 sebagai komponen utama, kemudian diproses oleh rangkaian ADC dan mikrokontroler menjadi laju alir dalam satuan liter/menit dan ditampilkan pada LCD. Dari pengujian diketahui bahwa peralatan dapat berfungsi dengan baik, mempunyai linearitas yang tinggi dan besarnya laju aliran yang dapat dijangkau adalah 4.558,05 liter/menit.

Pada reaktor nuklir terdapat komponen-komponen utama dan penunjang agar reaktor dapat dioperasikan sebagaimana mestinya. Komponen-komponen tersebut di antaranya adalah teras reaktor, moderator, batang kendali, sistem pendingin,

sistem pengungkung dan lain-lain. Pada reactor terdapat 2 macam sistem pendingin, yaitu sistem pendingin primer dan system pendingin sekunder dengan fluida kerja berupa air ringan. Sistem pendingin primer adalah system pendingin yang berhubungan langsung dengan air tangki reaktor. Dalam sistem pendingin primer, air panas dari tangki reaktor dialirkan ke sistem penukar kalor atau Heat Exchanger (HE) menggunakan pompa primer. Di dalam HE, air tersebut didinginkan oleh air pendingin sekunder yang terdapat pada sistem pendingin sekunder, selanjutnya di buang ke lingkungan menggunakan Cooling Tower dengan cara hamburan atau spray menjadi butiran-butiran air. Besarnya laju aliran air dari system pendingin primer maupun sekunder sangat menentukan proses terjadinya perpindahan atau pertukaran panas dari sistem. Karena hal tersebut merupakan masalah yang sangat penting maka ke dua laju aliran tersebut harus selalu diukur dan dimonitor. Untuk laju alir sistem pendingin sekunder, selama ini jarang dimonitor secara langsung karena adanya beberapa kesulitan misalnya tidak tersedianya alat ukur yang sesuai dan kalibrasinya mengalami kesulitan. Tujuan dari rancang bangun ini adalah untuk membuat alat ukur laju alir

digital air pendingin sekunder reaktor Kartini menggunakan paddlewheel flosensors MK 515/415, dimana dengan alat ukur yang telah dibuat tersebut, diharapkan laju alir air pendingin sekunder reaktor Kartini dapat diketahui dan dipantau setiap saat dengan mudah. Sesuai dengan Laporan Analisis Keselamatan Reaktor, setiap besaran operasi reaktor seperti reaktor Kartini harus diukur dan selalu dimonitor. Pada reaktor Kartini terdapat banyak besaran operasi di antaranya adalah aliran fluida pendingin yang berupa air ringan (H2O). Pengukuran suatu aliran fluida dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, salah satunya adalah dengan menggunakan sensor aliran berupa baling-baling atau kincir (Paddlewheel Flosensors) merk Signet MK 515 seperti yang ditujukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Paddlewheel Flosensors MK 515 dan Rangkaiannya Listriknya

a. Baling-Baling (Berisi Magnit)

b. Kumparan dan Kabel Keluarannya (Pada Bodi)

Sensor aliran tersebut juga sering disebutsebagai flosensor transducer karena juga

berfungsi untuk mengubah tenaga aliran dalamsuatu pipa menjadi tenaga listrik. Bila suatu aliran fluida mengenai baling baling (yang berisi magnit) dari flosensor (Gambar 1a), baling-baling teresbut akan berputar dan fluksnya memotong kumparan yang terdapat pada badan tranduser (Gambar 1b). Akibatnya adalah seperti pada generator, pada ujung kumparan akan timbul tegangan bolak-balik dengan amplitudo dan frekuensi yang sesuai atau proporsional terhadap kecepatan alir dari aliran fluida di dalam pipa. Dari datasheet flowmeter diketahui bahwa frekuensi yang dihasilkan oleh transduser Signet MK 515 adalah 0 – 118 Hz dengan tegangan keluaran maksimal sebesar 19,8 Vpp. Keluaran dari transduser kemudian diperkuat sebelum dimasukkan ke rangkaian pengubah frekuensi ke tegangan atau Frequency to Voltage Converter (FVC). Banyak sistem penguat yang dapat dipakai, tetapi kebanyakan dipakai Op-Amp karena mempunyai banyak keuntungan misalnya karena gain-nya yang besar. Untuk penguat membalik (Inverting Amplifier) pada Gambar 2a, besar penguatannya ditunjukkan oleh persamaan (1), sedangkan untuk penguat tak membalik pada Gambar 2b, besar penguatannya ditunjukkan oleh persamaan

A=Vout/Vin = -Rf/Ri

dengan :

Vout : Tegangan keluaran (V)

Rf : Tahanan feed back ( )Ω

Ri : Tahanan input ( )Ω

Vin : Tegangan masukan (V)

Pengubahan frekuensi menjadi tegangan dilakukan dengan teknik pompa muatan (charge pump) dan pembangkit frekuensi untu memperkecil tegangan riak (ripple).

Gambar 2. Rangkaian Penguat (a) Inverting dan (b) Non-inverting

Sebuah pompa muatan terdiri dari kapasitor C1, tahanan beban R1 dan kapasitor penyaring C2. Ketika terjadi perubahan beda tegangan masukan Vin, kapasitor C1 akan termuati dan terlucuti secara linier di antara dua tegangan yaitu 1/2 VCC. Tegangan keluaran dari rangkaian tersebut dicerminkan pada ujung R1 yang besarnya adalah

Vo = VCC .fin .C1.R1.K (3)

dengan K adalah konstanta penguatan yang besarnya = 1 (dari tabel typically) Pokok perancangan alat ukur ini terletak pada sistem penampil laju aliran yang terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Untuk perangkat kerasnya ditunjukkan pada blok diagram Gambar 4

Gambar 4. Blok Diagram Perancangan

Perangkat Keras

Untuk mencatu seluruh rangkaian diperlukan sebuah catu daya (power supply) dengan kestabilan yang tinggi menggunakan komponen utama IC regulator LM 7812 dan kapasitor C sebagai filter seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Karena dalam IC LM 7812 ditentukan Vmin = 2,5 volt maka input yang dibutuhkan minimal 15 volt supayaΔ saat pembebanan maksimal, keluarannya stabil

pada tegangan12 volt. Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan IC ini adalah selisih minimum antara tegangan masukan dengan tegangan keluaran adalah 2,5 volt. Untuk penguat awal digunakan IC Op- Amp jenis LM 324. dimana penguat awal memiliki fungsi utama agar sistem rangkaian FVC tidak membebani rangkaian sebelumnya.dan melindungi sistem dari masukan yang terlalu tinggi, yang dapat merusak rangkaian FVC.

R1 dan R2 membentuk rangkaianpembagi tegangan untuk melindungi Op-Ampdan bersama C1 berfunsi sebagai sebagai filteruntuk memperkecil noise. D1 dan D2 adalah dioda Si 1N4148 membentuk rangkaian clamping untuk melindungi Op-Amp terhadap tegangan input yang terlalu besar. Untuk pengubah frekuensi ke tegangan digunakan rangkaian FVC dengan komponen dasar IC LM 2907 ,. Tegangan keluaran Vout dari rangkaian tersebut ditunjukkan pada persamaan (3), sedangkan frekuensi maksimal fmax yang direspon oleh rangkaian ini adalah [5]

1 CC 2 max C .V I f = (4) dengan, I2 = 180 A (dari tabel Typically LM 2907) sehinggaμ fmax yang dapat direspon oleh rangkaian adalah 681,82Hz 22nF.12V f 180uA max = =

Dalam rangkaian FVC terdapat frekuensi yang disebabkan oleh C3 dan R4. Frekuensi ini mempengaruhi besarnya Trespon dari rangkaian FVC dan dirumuskan sebagai berikut

fpole =2 4. 3 0,707 R Cπ

pole respon 2 .ππ

T = 2,56 (6)

Besarnya R4 dan C3 pada rangkaian masing-masing adalah 330 k dan 4,7 F sehinggaΩ μ fpole = 0,073 Hz, dan Trespon= 5,638 dt. Trespon adalah waktu yang dibutuhkan rangkaian FVC untuk mencapai kondisi stabil saat terjadi perubahan frekuensi masukan. Untuk rangkaian penguat akhir ditunjukan pada Gambar 8. VR adalah tahanan variabel sebagai pengatur zero-offset.

Gambar 8. Rangkaian penguat akhir

Untuk pengubah besaran tegangan analog ke digital digunakan rangkaian dengan komponen berupa IC ADC 0804. Pembangkit internal clock yang dihasilkan rangkaian ADC di atas ditentukan oleh nilai dari R2 dan C clock = (7) sehingga dengan R2 = 10 kΩ dan C = 150 pF, didapat fclock sama dengan 606 kHz. Sinyal digital keluaran rangkaian ADC pada pin DB0 hingga selanjutnya dimasukkan ke IC mikrokontroler AT 89C51 melalui port 2 seperti yang Perencanaan perangkat lunak (software) dimaksudkan untuk memproses data digital yang dihasilkan ADC menggunakan rangkaian mikrokontroler sehingga besarnya laju kecepatan alir dapat ditampilkan dalam bentuk digital pada LCD. Untuk pemrograman digunakan bahasa BASCOM-8051 dimana diagram alir dari programnya.

Pengujian dilakukan terhadap rangkaian pengubah frekuensi beserta penguatnya, dan unjuk kerja peralatan untuk mengetahui linearitas alat yang dibuat. .Pengujian yang pertama ditujukan untuk mengetahui korelasi antara tegangan keluaran dengan frekuensi masukan. Rangkaian penguat disini adalah rangkaian penguat awal dan rangkaian penguat akhir. Diagram blok pengujian pengubah frekuensi ke tegangan dan rangkaian penguat Besarnya tegangan keluaran dari rangkaian dapat diketahui dengan mengalikan tegangan keluaran dari rangkaian FVC terhadapbesarnya penguatan yang dihasilkan oleh rangkaian penguat akhir, yaitu sebesar 1,67. Hasil pengujian pengubah frekuensi ke tegangan dengan rangkaian penguatnya.

Gambar 11. Diagram Alir Program

Dari hal-hal yang telah diterangkan dapat disimpulkan bahwa

1. Peralatan penampil laju aliran yang telah dibuat dapat berfungsi dengan baik dan mempunyai linearitas yang tinggi.

2. Sistem penampil laju alir tersebut dapatmengukur laju air pendingin sekunder

sampai dengan 4.558,05 liter/menit

BAB III

SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK

3.1 Kelayakan Teknis Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Dalam pembuatan Pembangkit listrik tenaga nuklir harus memperhatikan beberapa aspek baik dalam system mesin maupun teknisinya. Untuk dapat mengendalikan laju pembelahan, suatu reaktor nuklir harus didukung dengan beberapa fasilitas yang disebut sebagai Komponen Reaktor. Komponen-komponen reaktor nuklir harus memenuhi standar kualitas yang tinggi dan handal, sehingga kemungkinan kegagalan komponen tersebut sangat kecil. Komponen yang dimaksud adalah:

1. Bahan bakar nuklir/bahan dapat belah

2. Bahan moderator

3. Pendingin reactor

4. Perangkat batang kendali

5. Perangkat detector

6. Reflektor

7. Perangkat bejana dan perisai reactor

8. Perangkat penukar panas

Komponen No. 1 s/d 6 berada pada suatu lokasi yang disebut sebagai teras reaktor, yaitu suatu tempat dimana reaksi berantai tersebut berlangsung. Bahan Bakar Nuklir Terdapat dua jenis bahan bakar nuklir yaitu BAHAN FISIL dan BAHAN FERTIL. Bahan Fisil ialah suatu unsur/atom yang langsung dapat memberikan reaksi pembelahan apabila dirinya menangkap neutron. Bahan Fertil Ialah suatu unsur/atom yang setelah menangkap neutron tidak dapat langsung membelah, tetapi membentuk bahan fisil. Pada kenyataannya sebagian besar bahan bakar nuklir yang berada di alam adalah bahan fertil, sebaai contoh isotop Thorium di alam adalah 100% Th-232, sedangkan isotop Uranium hanya 0,7% saja yang merupakan bahan fisil (U-235), selebihnya sebesar 99,35 adalah bahan fertil (U-238). Karena alasan fisis, elemen bakar suatu reaktor dibuat dengan kadar isotop fisilnya lebih besar dari kondisi alamnya, isotop yang demikian disebut sebagai isotop yang diperkaya, sedangkan sebaliknya untuk

kadar isotop fisil yang lebih kecil dari kondisi alamnya disebut sebagai isotop yang susut kadar, biasanya ditemui pada elemen bakar bekas. Selain perubahan kadar bahan fisilnya, elemen bakar biasanya dibuat dalam bentuk oksida atau paduan logam dan bahkan pada dasa warsa terakhir ini sudah banyak dikembangkan dalam bentuk silisida. Contoh komposisi elemen bakar yang banyak dipakai: UO2, U3O8-Al, UzrH, U3Si2-Al dan lain-lain. Tujuan utama dibuatnya campuran tersebut adalah agar diperoleh elemen bakar yang nilai bakarnya tinggi, titik lelehnya tinggi, penghantaran panasnya baik, tahan korosi, tidak mudah retak serta mampu menahan produk fisi yang terlepas.Bahan Moderator Dalam reaksi fisi, neutron yang dapat menyebabkan reaksi pembelahan adalah neutron thermal. Neutron tersebut memiliki energi sekitar 0,025 eV pada suhu 27oC. sementara neutron yang lahir dari reaksi pembelahan memiliki energi rata-rata 2 MeV, yang sangat jauh lebih besar dari energi thermalnya. Syarat bahan moderator adalah atom dengan nomor massa kecil. Namun demikian syarat lain yang harus dipenuhi adalah: memiliki tampang lintang serapan neutron (keboleh-jadian menyerap neutron) yang kecil, memiliki tampang lintang hamburan yang besar dan memiliki daya hantara panas yang baik, serta tidak korosif. Contoh bahan moderator : H2O, D2O (Grafit), Berilium (Be) dan lain-lain. Pendingin Reaktor Pendingin reaktor berfungsi sebagai sarana pengambilan panas hasil fisi dari dalam elemen bakar untuk dipindahkan/dibuang ke tempat lain/lingkungan melalui perangkat penukar penukar panas (H.E.). Sesuai dengan fungsinya maka bahan yang baik sebagai pendingin adalah fluida yang koefisien perpindahan panasnya sangat bagus. Persyaratan lain yang harus dipenuhi agar tidak mengganggu kelancaran proses fisi pada elemen bakar adalah pendingin juga harus memiliki tampang lintan serapan neutron yang kecil, dan tampang lintang hamburan yang besar serta tidak korosif. Contoh fluida-fluida yang biasa dipakai sebagai pendingin adalah: H2O, D2O, Na cair. Gas He dan lain-lain. Batang Kendali Reaktor Batang kendali berfungsi sebagai pengendali jalannya operasi reaktor agar laju pembelahan/populasi neutron di dalam teras reaktor dapat diatur sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki. Selain hal tersebut, batang kendali juga berfungsi untuk memadamkan reaktor/menghentikan reaksi pembelahan. Sesuai dengan fungsinya, bahan batang kendali adalah material yang mempunyai tampang lintang serapan neutron yang sangat besar, dan tampang lintang hamburan yang kecil. Bahan-bahan yang sering dipakai adalah: Boron, cadmium, gadolinium dan lain-lain. Bahan-bahan tersebut biasanya dicampur dengan bahan lain agar diperoleh sifat yang tahan radiasi, titik leleh yang tinggi dan tidak korosif. Prinsip kerja pengaturan operasi adalah dengan jalan memasukkan dan mengeluarkan batang kendali ke dan dari teras reaktor. Jika batang kendali dimasukkan, maka sebagian besar neutron akan tertangkap olehnya, yang berarti populasi neutron di dalam reaktor akan berkurang dan kemudian padam. Sebaliknya jika batang kendali dikeluarkan dari teras, maka populasi neutron akan bertambah, dan akan mencapai tingkat jumlah tertentu. Pertambahan/penurunan populasi neutron berkait langsung dengan perubahan daya reaktor.Perangkat Detektor Detektor adalah komponen penunjang yang mutlak diperlukan di dalam reaktor nuklir. Semua insformasi tentang kejadian fisis di dalam teras reaktor, yang meliputi popularitas neutron, laju pembelahan, suhu dan lain-lain hanya dapat dilihat melalui

detektor yang dipasang dalam di dalam teras. Secara detail mengenai masalah tersebut akan dibicarakan dalam pelajaran instrumentasi reaktor.Reflektor Neutron yang keluar dari pembelahan bahan fisil, berjalan dengan kecepatan tinggi ke segala arah. Karena sifatnya yag tidak bermuatan listrik maka gerakannya bebas menembus medium dan tidak berkurang bila tidak menumbuk suatu inti atom medium. Karena sifat tersebut, sebagian neutron tersebut dapat lolos keluar teras reaktor, atau hilang dari sistem. Keadaan ini secara ekonomi berati kerugian, karena netron tersebut tidak dapat digunakan untuk proses fisi berikutnya. Untuk mengurangi kejadian ini, maka sekeliling teras reaktor dipasang bahan pemantul neutron yang disebut reflektor, sehingga nutron-neutron yang lolos akan bertahan dan dikembalikan ke dalam teras untuk dimanfaatkan lagi pada proses fisi berikutnya. Bahan-bahan reflektor yang baik adalah unsur-unsur yang mempunyai tampang lintang hamburan neutron yang besar, dan tampang lintang serapan yang sekecil mungkin serta tidak korosif. Bahan-bahan yang sering digunakan antara lain: Berilium, Grafit, Parafin, Air, D2O. Bejana dan Perisai Reaktor Bejana/tangki raktor berfungsi untuk menampung fluida pendingin agar teras reaktor selalu terendam di dalamnya. Bejana tersebut selain harus kuat menahan beban, maka harus pula tidak korosif bila berinteraksi dengan pendingin atau benda lain di dalam teras. Bahan yang bisa digunakan adalah: alumunium, dan stainless stell. Perisai reaktor berfungsi untuk menahan/menghambat/menyerap radiasi yang lolos dari teras reaktor agar tidak menerobos keluar sistem reaktor. Karena reaktor adalah sumber radiasi yang sangat potensial, maka diperlukan suatu sistem perisai yang mampu menahan semua jenis radiasi tersebut pada umumnya perisai yang digunakan adalah lapisan beton berat. Perangkat Penukar Panas Perangkat penukar panas (Heat Exchanger) merupakan komponen penunjang yang berfungsi sebagai sarana pengalihan panas dari pendingin primer, yang menerima panas dari elemen bakar, untuk diberikan pada fluida pendingin yang lain (sekunder). Dengan sistem pengambilan panas tersebut maka integritas komponen teras akan selalu terjamin. Pada jenis reaktor tertentu, terutama jenis PLTN, Heat Exchanger juga berfungsi sebagai fasilitas pembangkit uap.

3.2 Penentuan Daya Maksimum pada Operasi dengan Jalur Sistem Pendingin

Daya maksimum pada operasi tergantung pada sistenm pendingin yang ada, system pendingin yang baik adalah system pendingin yang dapat mengoptimalisir kalor yang ada. Untuk operasi reaktor dalam daerah daya tinggi, maka umpan balik reaktivitas dan temperatur tidak boleh diabaikan. Representasi input-output reactor merupakan lup tertutup. Umpan balik yang terjadi pada reaktor adalah sebagai berikut:

1. Umpan balik temperatur elemen bakar.

2. Umpan balik pada air pendingin yang juga berfungsi sebagai moderator.

3. Umpan balik peracunan Xenon. Peracunan Xenon terjadi bila reaktor sudah beroperasi lebih dari 7 jam. Dalam makalah ini reaktor dianggap baru saja beroperasi

sehingga pengaruh dari peracunan Xenon diabaikan. Pada kondisi demikian, reaktivitas yang masuk pada reaktor adalah reaktivitas eksternal dan reaktivitas dari umpan balik temperatur bahan bakar dan pendingin

Model dinamika perpindahan panas dilakukan dengan jalan memasukkan

prinsip-prinsip kesetimbangan energi pada bahan bakar dan pada fluida pendingin.

Harga konstanta dan perubah keadaan yang digunakan dalam reaktor

TRIGA Mark II Bandung adalah sebagai berikut:

X1 = 1000 Watt ; X2 = 500 n / cm3

X3 = 31 0 C ; X4 = 27 0 C

b = 0,0027 ; L =0,000028 detik

l = 0,0768 detik –1 ; Mf = 169.500 gram.

Cf = 0,005899 ( cal / gr 0 C ) ; Mc = 19605.000 gram.

af = - 0,0000306 Dk / k.C –1 ; am = - 0,00054 Dk / k.C -1

tf = 1,5 detik ; tc = 25,2 detik

W = 9600 gr / detik

Dari perhitungan diatas dapat dilihat, determinan semua minor utama dari Fˆ (x) berharga negatif. Maka menurut kriteria Selvester, Fˆ (x) pasti negatif. Karena Fˆ (x) berharga negatif, maka V&(x) juga berharga negative Fungsi Liapunov yang diperoleh adalah sebagai berikut.

V(x) = f t (x). f (x)

V(x) > 0 atau V(x) pasti berharga positif

Untuk harga-harga daya yang lain, maka besarnya harga determinan Fˆ (x) dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:

Tabel 1 : Hasil perhitungan Determinan Fˆ (x) sebagai fungsi daya reaktor

Daya ( Watt )

Det Fˆ (x)

1000

3000

4000

-48668

-167347,95

-271207,03

Dari tabel diatas dapat dilihat, semakin besar daya, maka harga determinan dari Fˆ(x) semakin kecil dan selalu negatif. Karena Fˆ (x berharga negatif, maka V& (x) juga berharga negatif. V(x) merupakan fungsi kwadrat dari f1, f2, f3 dan f4 . Jadi harga V(x) selalu positif

1. Dengan menggunakan persamaan Liapunov, maka didapatkan harga- harga

sebagai berikut. V(x) berharga positif V&(x) berharga negatif.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa reaktor yang dikaji dalam

makalah ini adalah berada dalam keadaan stabil.

2. Untuk mengendalikan suatu sistem proses, maka sistem proses tersebut harus stabil. Dengan stabilnya reaktor, maka reaktor tersebut akan lebih mudah untuk dikendalikan

3.3 Kemampuan Penukar Kalor pada Operasi Satu Jalur Sistem Pendingin

Kalor yang dihasilkan dari reaksi nuklir menghasilkan energi, energi yang di hasilkan dapat menguapkan air dan uap air di gunakan sebagai pemutar turbin, dan dari pemutaran turbin tersebut dapat menghasilkan energi listrik. Pada prinsipnya sejumlah zat nuklir dapat menghasilkan energi, namun tetap bahwa efesiensi dari suatu system alat tidak akan mencapai 100%. Telah dilakukan analisis berdasarkan persamaan Liapunov untuk menguji kestabilan dari daya reaktor. Liapunov mengembangkan metode untuk menentukan stabilitas dari suatu system proses didasarkan dari energi yang disimpan. Sebelum dilakukan pengujian, maka terlebih dahulu diturunkan formulasi matematik dari daya reaktor, neutron precursor, temperatur pendingin dan temperatur bahan bakar. Dari formulasi matematik ini maka dapat disusun persamaan keadaan dinamika reaktor. Karena persamaan linier, maka pengujian kestabilan reaktor dilaksanakan dengan menggunakan persamaan Liapunov kedua. Dari hasil perhitungan didapatkan, untuk reaktor yang beroperasi pada daya 1000 Watt, maka didapatkan harga determinan dari Fˆ (x) = -48668. Jadi reaktor cukup stabil. Dengan stabilnya reaktor, maka pengendalian reaktor tersebut dapat dilakukan dengan lebih mudah.

3.4 Sistem Batang Kendali Reaktor

Batang Kendali pada Reaktor berfungsi sebagai pengendali dari jalannya system reactor nuklir, batang kendali berfungsi sebagai alat untuk mengukur dan memeriksa dari reaksi nuklir, dan juga dapat menstabilkan dari raksi nuklir sehingga dapat mengurangi resiko kecelakaan yang cukup fatal. Dan batang kendali pada PLTN juga mengendalikan dari reaksi reaksi yang terjadi, dan dalam tabung reactor system batang kendali di buat dengan nen turn off kan mesin dan reaksi jika terjadi reaksi yang menghasilkan kalor yang berlebih

BAB IV

TINGKAT PENCEMARAN RADIONUKLIDA

4.1 Dampak pencemaran radionuklida

Pembangkit listrik termasuk PLTN dan fasilitas industri dapat melepaskan bahan-bahan kimia anorganik berbahaya, seperti boron melalui pelepasan langsung atau melalui sistem pendingin ke dalam ekosistem perairan di sekitar instalasi tersebut. Boron adalah salah satu trace element yang merupakan unsur esensial yang diperlukan dalam pertumbuhan biota laut, tetapi akan bersifat toksis bila berlebihan, sehingga dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan, reproduksi atau kelangsungan hidup. Toksisitas terhadap organisme akuatik, termasuk vertebrata, invertebrata, dan tumbuhan sangat bervariasi tergantung tahap hidup organisme tersebut dan lingkungan. Konsentrasi maksimum boron total untuk proteksi bagi kehidupan ekosistem perairan direkomendasikan tidak lebih 1,2 mg B/L. Tahap awal daur hidup biota lebih sensitif terhadap boron daripada tahap selanjutnya dan penggunaan air untuk proses operasi sistem yang berulang menunjukkan toksisitas yang lebih tinggi dari pada air alam

4.2 Penanggulangan pencemaran radionuklida

Pengelolaan limbah radioaktif di Indonesia diatur oleh Undang-undang Ketenaganukliran, Undang-undang Lingkungan Hidup dan Undang-undang lainnya yang terkait serta berbagai produk hukum di bawahnya. Teknologi pengolahan limbah radioaktif yang diadopsi adalah teknologi yang telah mapan (proven) dan umum digunakan di negara-negara industri nuklir. Dalam pengelolaan limbah radioaktif sesuai ketentuan yang berlaku diterapkan program pemantauan lingkungan yang dilaksanakan secara berkesinambungan, sehingga keselamatan masyarakat dan lingkungan dari potensi dampak radiologik yang ditimbulkan selalu berada dalam batas keselamatan yang direkomendasikan secara nasional maupun internasional.

Paparan radiasi dapat mengenai manusia melalui 2 jalur, yaitu dari sumber radiasi/radionuklida yang berada di luar tubuh (eksterna) dan dari sumber radiasi/radionuklida yang berada di dalam tubuh (interna). Interaksi sinar radiasi dengan sel-sel tubuh manusia akan menyebabkan terjadinya berbagai reaksi kimia (chemical sympton). Hasil reaksi ini dalam proteksi radiasi dikenal sebagai efek somatik/non-stokastik dan efek genetik/ stokastik. Efek somatik/non-stokastik disebut juga sebagai efek deterministik, karena efek ini pasti terjadi bila dosis yang diterima di atas dosis ambang (treshold). Dalam efek deterministik, tingkat kerusakan biologis mempunyai korelasi yang kuat dengan besarnya dosis yang diterima. Contoh efek deterministik di antaranya adalah rasa mual, kulit tubuh kemerah-merahan dan terjadinya katarak lensa mata. Efek deterministik dapat dicegah dengan membatasi penerimaan dosis di bawah dosis ambang. Efek genetik disebut juga sebagai efek stokastik. Efek stokastik munculnya lambat, terobservasi setelah beberapa dekade. Efek ini dapat terjadi bila sel-sel mengalami perubahan setelah melalui proses yang berlangsung lama, yang pada gilirannya berpotensi menjadi kanker. Contoh efek ini di antaranya adalah leukimia, cacat bawaan lahir, keterbelakangan mental dan kanker. Efek stokastik yang terjadi terhadap perorangan bervariasi dan berlangsung secara acak. Tubuh manusia pada dasarnya mempunyai mekanisme pertahanan dan kemampuan memperbaiki sel-sel yang mengalami kerusakan yang terjadi pada dosis rendah, sehingga probabilitas terjadinya efek ini dapat diperkecil dengan membatasi dosis serendah-rendah yang dapat diupayakan.

Dengan pemahaman potensi terjadinya efek deterministik dan efek stokastik, dalam upaya perlindungan terhadap pekerja dan anggota masyarakat dari bahaya radiasi diterapkan sistem pembatasan dosis. Rekomendasi Internasional dalam publikasi Safety Series No. 115 tahun 1996, pekerja radiasi diberi toleransi menerima dosis 20 mSv per tahun untuk kurun waktu selama 5 tahun, dalam 1 tahun dosis yang diterima tidak boleh melampaui 50 mSv. Nilai batas dosis (NBD) maksimal sebesar 20 mSv per tahun untuk pekerja radiasi menjamin tidak terjadinya efek deterministik, sementara probabilitas terjadinya efek stokastik Cuma sebesar 2 x 10-4. NBD untuk anggota

masyarakat adalah 1 mSv per tahun untuk kurun waktu 5 tahun. Jadi dalam 1 tahun dosis yang diterima tidak boleh melampaui 5 mSv (sama dengan besarnya dosis maksimal yang diterima dari alam). NBD sebesar 1,0 mSv per tahun untuk anggota masyarakat menjamin tidak terjadinya efek deterministik dan kemungkinan terjadinga efek stokastik sebesar 1.10-5. Berarti bila 100,000 penduduk yang ada di sekitar fasilitas nuklir masing-masing menerima dosis 1,0 mSv per tahun, kemungkinan hanya 1 orang penduduk yang mempunyai potensi menerima efek stokastik. Umumnya instalasi nuklir dibangun jauh dari pemukiman penduduk dan di mana kepadatan penduduknya rendah, sehingga probabilitas terjadinya efek stokastik ini akan lebih rendah lagi.

Limbah radioaktif umumnya ditimbulkan dari kegiatan pengoperasian reaktor riset, pemanfaatan sumber radiasi dan bahan radioaktif dalam bidang industri, pertanian, kedokteran dan penelitian serta dari berbagai proses indusrti yang menggunakan bahan yang mengandung radionuklida alam (Naturally Occurring Radioactive Material, NORM). Sedangkan di negara-negara maju, limbah radioaktif juga ditimbulkan dari pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dan kegiatan daur-ulang bahan bakar nuklir (BBN) bekas dan dekomisioning instalasi/ fasilitas nuklir. Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan untuk mencegah timbulnya bahaya radiasi terhadap pekerja, anggota masyarakat dan lingkungan hidup. Pengelolaan limbah radioaktif adalah pengumpulan, pengelompokan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan sementara dan penyimpanan lestari dan pembuangan limbah (disposal).

Dalam U.U. No. 10/1997 pasal 23 ayat (2) disebutkan bahwa "Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan oleh Badan Pelaksana. Dalam Pasal 3 ayat (1), Pemerintah membentuk Badan Pelaksana yang berada di bawah dan bertanggung jawab langsung kepada Presiden. Badan Pelaksana dalam hal ini adalah Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan). Sesuai Keputusan Kepala Batan No.166/KA/IV/2001 tentang Organisasi dan Tata Kerja Batan, pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan oleh Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif (P2PLR). Dalam pasal 23 ayat (2), Batan dalam melaksanakan pengelolaan limbah radioaktif dapat bekerjasama dengan atau menunjuk Badan Usaha Milik Negara (BUMN), Koperasi dan/ atau Badan Usaha lainnya. Berdasarkan pasal ini, pemerintah membuka pintu-pintu lebar-lebar bagi pihak swasta atau Badan Usaha lainnya untuk berperan serta dalam pengelolaan limbah radioaktif yang aman untuk generasi saat ini maupun untuk generasi yang akan datang.Skema pengelolaan limbah radioaktif yang ditimbulkan dalam pemanfaatan, pengembangan dan penguasaan iptek nukkir secara umum ditampilkan dalam Gambar 1.

Minimisasi Limbah

Dalam pemanfaatan iptek nuklir minimisasi limbah diterapkan mulai dari perencanaan, pemanfaatan (selama operasi) dan setelah masa operasi (pasca operasi). Pada tahap awal/perencanaan pemanfaatan iptek nuklir diterapkan azas justifikasi, yaitu "tidak dibenarkan memanfaatkan suatu iptek nuklir yang menyebabkan perorangan atau

anggota masyarakat menerima paparan radiasi bila tidak menghasilkan suatu manfaat yang nyata". Dengan menerapkan azas justifikasi berarti telah memimisasi potensi paparan radiasi dan kontaminasi serta membatasi limbah/dampak lainnya yang akan ditimbulkan pada sumbernya. Setelah penerapan azas justifikasi atas suatu pemanfaatan iptek nuklir, pemanfaatan iptek nuklir tersebut harus lebih besar manfaatnya dibandingkan kerugian yang akan ditimbulkannya, dan dalam pembangunan dan pengoperasiannya harus mendapat izin lokasi, pembangunan, dan pengoperasian dari Badan Pengawas, seperti telah diuraikan sebelumnya.

Gambar 1. Skema pengelolaan limbah radioaktif dalam pemanfaatan Iptek Nuklir.

Pengelompokan Limbah Radioaktif

Limbah radioaktif yang ditimbulkan dari pemanfaatan iptek nuklir umumnya dikelompokkan ke dalam limbah tingkat rendah (LTR), tingkat sedang (LTS) dan tingkat tinggi (LTT). Pengelompokan ini didasarkan kebutuhan isolasi limbah untuk jangka waktu yang panjang dalam upaya melindungi pekerja radiasi, lingkungan hidup, masyarakat dan generasi yang akan datang. Pengelompokan ini merupakan strategi awal dalam pengelolaan limbah radioaktif. Sistem pengelompokan limbah di tiap negara umumnya berbeda-beda sesuai dengan tuntutan keselamatan/peraturan yang berlaku di masing-masing negara. Pengelompokan limbah dapat dilakukan selain berdasarkan tingkat aktivitasnya, juga dapat berdasarkan waktu-paro (T1/2), panas gamma yang ditimbulkan dan kandungan radionuklida alpha yang terdapat dalam limbah. Di Indonesia, sesuai Pasal 22 ayat 2, U.U. No. 10/1997, limbah radioaktif berdasarkan aktivitasnya diklasifikasikan dalam jenis limbah radioaktif tingkat rendah (LTR), tingkat sedang (LTS) dan tingkat tinggi (LTT). Di P2PLR, berdasarkan bentuknya limbah radioaktif dikelompokkan ke dalam limbah cair (organik, anorganik), limbah padat (terkompaksi/tidak terkompaksi, terbakar/tidak terbakar) dan limbah semi cair (resin). Berdasarkan aktivitasnya dikelompokkan menjadi limbah aktivitas rendah (10-6Ci/m3 <> 104Ci/m3).

Penimbul limbah radioaktif baik dari kegiatan Batan dan diluar Batan (Industri, Rumah Sakit, industri, dll.) wajib melakukan pemilahan dan pengumpulan limbah sesuai dengan jenis dan tingkat aktivitasnya. Limbah radioaktif ini selanjutnya dapat diolah di Pusat Penelitian Tenaga Nuklir (PPTN) Serpong untuk pengolahan lebih lanjut.

Teknologi Pengolahan Limbah

Tujuan utama pengolahan limbah adalah mereduksi volume dan kondisioning limbah, agar dalam penanganan selanjutnya pekerja radiasi, anggota masyarakat dan lingkungan hidup aman dari paparan radiasi dan kontaminasi. Teknologi pengolahan yang umum digunakan antara lain adalah teknologi alih-tempat (dekontaminasi, filtrasi, dll.), teknologi pemekatan (evaporasi, destilasi, dll.), teknologi transformasi (insinerasi, kalsinasi) dan teknologi kondisioning (integrasi dengan wadah, imobilisasi, adsorpsi/absorpsi). Limbah yang telah mengalami reduksi volume selanjutnya

dikondisioning dalam matrik beton, aspal, gelas, keramik, sindrok, dan matrik lainnya, agar zat radioaktif yang terkandung terikat dalam matrik sehingga tidak mudah terlindi dalam kurun waktu yang relatif lama (ratusan/ribuan tahun) bila limbah tersebut disimpan secara lestari/di disposal ke lingkungan. Pengolahan limbah ini bertujuan agar setelah ratusan/ribuan tahun sistem disposal ditutup (closure), hanya sebagian kecil radionuklida waktu-paro (T1/2) panjang yang sampai ke lingkungan hidup (biosphere), sehingga dampak radiologi yang ditimbulkannya minimal dan jauh di bawah NBD yang ditolerir untuk anggota masyarakat.

Limbah radioaktif tingkat rendah dan sedang

Teknologi pengolahan dan disposal limbah tingkat rendah (LTR) dan tingkat sedang (LTS) telah mapan dan diimplementasikan secara komersial di negara-negara industri nuklir. Penelitian dan pengembangan (litbang) yang berkaitan dengan pengolahan dan disposal limbah ini sudah sangat terbatas. Negara-negara berkembang dapat mempelajari dan mengadopsi teknologi pengolahan dan disposal dari negara-negara industri nuklir. Teknologi pengolahan dan disposal yang dipilih haruslah disesuaikan dengan strategi pengelolaan yang ditetapkan. Dalam upaya meningkatkan kepercayaan masyarakat, beberapa negara-negara industri nuklir saat ini cenderung langsung mendisposal LTR dan LTS dari pada menyimpannya di tempat penyimpanan sementara (strategi wait and see). Penerapan disposal secara langsung selain akan memeperkecil dampak radiologi terhadap pekerja, juga diharapkan akan meningkatkan kepercayaan masyarakat terhadap pemanfaatan iptek nuklir.

P2PLR semenjak tahun 1989 hingga saat ini (±13 tahun) telah mengolah LTR dan LTS baik yang berasal dari kegiatan BATAN maupun dari kegiatan industri, rumah sakit dan kegiatan lainnya. Limbah cair diolah dengan unit Evaporator yang mempunyai faktor pemekatan 50 kali dan kapasitas pengolahan 750 liter/jam. Limbah padat terbakar diolah dengan unit insinerator yang mempunyai kapasitas pembakaran 50 kg/jam. Limbah padat terkompaksi/tidak terbakar diolah dengan unit kompaktor yang mempunyai kuat tekan 60 kN. Limbah hasil-olahan disimpan di tempat penyimpanan sementara (Interim Storage, IS-1) yang mempunyai kapasitas penampungan 1500 sel drum 200 liter. Jumlah limbah hasil-olahan yang disimpan di IS-1 saat ini masing-masing 507 buah dalam drum 200 liter, 45 buah dalam cel beton 950 liter dan 34 buah dalam cel beton 350 liter. Data ini menunjukkan laju pengolahan limbah per tahun relatif rendah. Namun demikian untuk mengantisipasi jumlah limbah hasil-olahan untuk masa yang akan datang, P2PLR saat ini telah membangun IS-2 dengan kapasitas yang sama.P2PLR dalam pengelolaan LTR dan LTS telah mengadopsi teknologi yang telah mapan dan umum digunakan di negara-negara industri nuklir. Limbah hasil olahan disimpan di fasilitas IS-1, sehingga limbah tersebut aman dan terkendali serta kemungkinan limbah tersebut tercecer atau tidak bertuan dapat dihindarkan.

Limbah tingkat tinggi

Kebijakan pengelolaan limbah radioaktif tingkat tinggi (LTT) dan bahan bakar nuklir (BBN) bekas di tiap negara industri nuklir selain berbeda juga masih berubah-ubah. Beberapa negara melakukan pilihan olah-ulang (daur-tertutup) untuk pemanfaatan material fisil dan fertil yang masih terkandung dan sekaligus mereduksi volumenya. Sebagian negara lain melihat LTT sebagai limbah (daur-terbuka), dan berencana untuk mendisposalnya dalam formasi geologi tanah dalam (deep repository).

Dalam diposal LTT, di negara-negara industri nuklir saat ini masih terjadi perdebatan, sebagian pakar memilih opsi penyimpanan lestari/disposal dalam formasi geologi dan sebagian lainnya mempertimbangkan opsi "non-disposal" (indefinite surface storage). Opsi non-disposal adalah merupakan kecenderungan untuk menerima ide retrievebility dan reversibility. Konsekuensi dari penerimaan opsi ini berdampak kepada disain fasilitas, namun tidak mempengaruhi secara teknis.

Saat ini, beberapa negara-negara industri nuklir juga sedang mengeksplorasi jalur lain, yaitu jalur partisi dan transmutasi dalam upaya mengurangi T1/2. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan pengetahuan yang mendasar dalam menetapkan strategi pengelolaan LTT. Walaupun jalur partisi dan transmutasi dapat mengurangi T1/2 limbah, namun secara keseluruhan tetap tidak menutup kebutuhan disposal. Dengan meningkatnya radionuklida T1/2 pendek hasil partisi/transmutasi akan meningkatkan paparan radiasi. Hal ini berdampak pada keselamatan radiasi terhadap pekerja, sehingga memerlukan kajian tersendiri [15].BATAN dalam pengelolaan LTT saat ini memilih daur tertutup. Limbah BBN bekas dan LTT dari hasil uji fabrikasi BBN saat ini disimpan di Interim Storage for Spent Fuel Element (ISSFE) yang ada di PPTN Serpong. Kapasitas ISSFE mampu untuk menyimpan BBN bekas untuk selama umur operasi reaktor G.A. Siwabessy. LTT dan Bahan Bakar Nuklir (BBN) bekas yang dihasilkan dari pengoperasian reaktor Triga Mark II di Bandung dan reaktor Kartini di Yogyakarta disimpan di kolam pendingin reaktor. Dalam pengoperasian reaktor G.A.Siwabessy, reaktor Triga Mark II dan reaktor Kartini, BBN bekas ataupun LTT tidak ada yang keluar dari kawasan nuklir tersebut, seluruhnya tersimpan dengan aman di kawasan nuklir tersebut.

Pembuangan Limbah Radioaktif

Strategi pembuangan limbah radioaktif umumnya dibagi kedalam 2 konsep pendekatan, yaitu konsep "Encerkan dan Sebarkan" (EDS) atau "Pekatkan dan Tahan" (PDT). Kedua strategi ini umumnya diterapkan dalam pemanfaatan iptek nuklir di negara industri nuklir, sehingga tidak dapat dihindarkan menggugurkan strategi zero release [15].

Pembuangan efluen

Dalam pengoperasian instalasi nuklir tidak dapat dihindarkan terjadinya pembuangan efluen ke atmosfer dan ke badan-air. Efluen gas/partikulat yang dibuang langsung ke atmosfer berasal dari sistem ventilasi. Udara sistem ventilasi di tiap instalasi nuklir sebelum dibuang ke atmosfer melalui cerobong, dibersihkan kandungan gas/ partikulat

radioaktif yang terkandung di dalamnya dengan sistem pembersih udara yang mempunyai efisiensi 99,9 %. Efluen cair yang dapat dibuang langsung ke badan-air hanya berasal sistem ventilasi dan dari unit pengolahan limbah cair radioaktif. Tiap jenis radionuklida yang terdapat dalam efluen yang di buang ke lingkungan harus mempunyai konsentrasi di bawah BME.

Pembuangan efluen radioaktif secara langsung, setelah proses pengolahan/dibersihkan dan setelah peluruhan ke lingkungan merupakan penerapan strategi EDS. Dalam pembuangan secara langsung, setelah dibersihkan dan setelah peluruhan aktivitas/konsentrasi radionuklida yang terdapat dalam efluen harus berada di bawah BME. Radionuklida yang terdapat dalam efluen akan terdispersi dan selanjutnya melaui berbagai jalur perantara (pathway) yang terdapat di lingkungan akan sampai pada manusia sehingga mempunyai potensi meningkatkan penerimaan dosis terhadap anggota masyarakat. Penerimaan dosis terhadap anggota masyarakat ini harus dibatasi serendah-rendahnya (penerapan azas optimasi). Dosis maksimal yang diperkenankan dapat diterima anggota masyarakat dari pembuangan efluen ke lingkungan dari seluruh jalur perantara yang mungkin adalah 0,3 mSv per tahun [16]. Dosis pembatas (dose constrain) sebesar 0,3 mSv memberikan kemungkinan terjadinya efek somatik hanya sebesar 3,3x10-6. Berdasarkan dosis pembatas ini BME tiap jenis radionuklida yang diizinkan terdapat dalam efluen dapat dihitung dengan teknik menghitung balik pada metode prakiraan dosis. BME tiap jenis radioaktif ini harus mendapat izin dan tiap jenis radionuklida yang terlepaskan ke lingkungan harus dimonitor secara berkala dan dilaporkan ke Badan Pengawas. BME tiap jenis radioanuklida yang diperkenankan terdapat dalam efluen radioaktif yang dibuang ke lingkungan untuk tiap instalasi nuklir di PPTN Serpong telah dihitung dengan metode faktor konsentrasi (concentration factor method) dan telah diterapkan semenjak reaktor G.A. Siwabessy dioperasikan pada bulan Agusutus 1987 [17]. Pembuangan efluent gas/partikulat dan efluen cair ke lingkungan di PPTN Serpong telah sesuai dengan rekomendasi yang diberikan baik secara nasional maupun internasional.

Disposal limbah

Penyimpanan lestari/disposal limbah radioaktif hasil-olahan merupakan penerapan strategi PDT. Strategi ini mempunyai potensi meningkatkan peneriman dosis terhadap anggota masyarakat, dosis maksimal yang diakibatkannya tidak boleh melebihi dosis pembatas yang diperkenankan. Pengoperasian fasilitas disposal ini harus mendapat izin lokasi, konstruksi dan operasi dari Badan Pengawas.

Lokasi disposal

Pemilihan lokasi untuk pembangunan fasilitas disposal mengacu pada proses seleksi yang direkomendasikan oleh International Atomic Energy Agency (IAEA). Faktor-faktor teknis yang dipertimbangkan diantaranya faktor geologi, hidrogeologi, geokimia, tektonik dan kegempaan, berbagai kegiatan yang ada di sekitar calon lokasi, meteorologi, transportasi limbah, tata-guna lahan, distribusi penduduk dan

perlindungan lingkungan hidup. Faktor lainnya yang sangat penting adalah penerimaan oleh masyarakat. Di negara-negara industri nuklir moto "Not In My Backyard" (NYMBY) telah merintangi dalam pemilihan lokasi, tidak hanya untuk disposal limbah radioaktif juga terhadap limbah industri lainnya. Oleh karena itu perhatian terhadap faktor-faktor sosial (societal issues) selama pase awal proses pemilihan lokasi memerlukan perhatian ekstra hati-hati dan seksama. Isu ini menyebabkan negara-negara industri nuklir cenderung memilih lokasi (site) nuklir yang telah ada untuk pembangunan fasilitas disposal. Sebagai contoh diantaranya fasilitas disposal Drig (United Kingdom), Centre de la Manche (Perancis), Rokkasho (Jepang) dan Oilkiluoto (Finlandia).

P2PLR telah melakukan berbagai penelitian dan pengkajian kemungkinan kawasan nuklir PPTN Serpong dan calon lokasi PLTN di S. Lemahabang dapat digunakan sebagai lokasi untuk disposal LTR, LTS dan LTT. Hasil pengkajian dan penelitian ini sementara menyimpulkan bahwa kawasan PPTN Serpong dikarenakan kondisi lingkungan setempat (pola aliran air tanah, demographi, dll) hanya memungkinkan untuk pembangunan sistem disposal eksperimental, sedangkan di calon lokasi PLTN telah dapat diidentifikasi daerah yang mempunyai kesesuaian yang tinggi untuk pembangungan sistem disposal near-surface dan deep disposal.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada juga PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan jenis reaktor yang berbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut ini, di masa depan diharapkan mempunyai sistem keamanan pasif.

Reaktor Fisi Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissil uranium dan plutonium. Selanjutnya reaktor daya fissi dikelompokkan lagi

menjadi: Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) 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 fissi. Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-masing. Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. 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.

1. Reaktor thermal

· Light water reactor (LWR)

1. Boiling water reactor (BWR)

2. Pressurized water reactor (PWR)

3. SSTAR, a sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR

· Moderator Grafit:

1. Magnox

2. Advanced gas-cooled reactor (AGR)

3. High temperature gas cooled reactor (HTGR)

4. RBMK

5. Pebble bed reactor (PBMR)

· Moderator Air berat:

1.SGHWR

2. CANDU

2. Reaktor cepat

Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal. Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang dimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam, dan juga dapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan proliferasi nuklir.

3. Reaktor Fusi

Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Namun demikian, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.

4. Keuntungan dan kekurangan

Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah:

· Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)

· Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia

· Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)

· Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan

· Ketersedian bahan bakar yang melimpah - sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan

· Baterai nuklir

Berikut ini berberapa hal yang menjadi kekurangan PLTN:

· Risiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building)

· Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun

5.2 Saran

Tim penulis sadar bahwa masih banyak kekurangan dan juga kesalahan dalam menulis makalah ini, dengan ini tim penulis meminta saran bila ada kesalahan dan kekeliruan.