Apa Itu Energi Nuklir dan Berbagai Masalah Dengan Tenaga Nuklir

Read Also

Apa itu Energi Nuklir?

Pembangkitan listrik menggunakan energi nuklir dimulai pada tahun 1940-an setelah Perang Dunia Kedua yang mengerikan. Ketika perdamaian akhirnya tercapai, para ilmuwan mulai meneliti bagaimana cadangan nuklir dapat diubah menjadi sumber energi yang berguna untuk membuat dunia bangkit kembali. Potensi listrik yang sangat murah membuat banyak negara mulai mengembangkan energi nuklir.

Pertanyaan yang ada di benak kebanyakan orang adalah: apakah listrik akhirnya akan gratis? Akankah energi nuklir dapat menggerakkan industri, mobil, dan rumah? Meskipun ini adalah pertanyaan sulit pada waktu itu dan konsekuensi dari tenaga nuklir sangat mengerikan, satu hal yang pasti; energi nuklir adalah energi untuk masa depan. Saat terbaik energi nuklir tiba di awal 1970-an ketika perang di Timur Tengah merajalela. Hal ini memicu harga minyak melonjak. Membangun pembangkit listrik tenaga nuklir meningkat pesat. Lebih banyak reaktor nuklir dibangun antara tahun 1970 dan 1985, dan begitulah proliferasi pembangkit listrik tenaga nuklir terjadi.

Apa itu energi nuklir? Anda bertanya. Sebelum mendefinisikan energi nuklir, mari kita lihat zat-zat berbeda yang menyatu untuk membentuk atom, yang merupakan elemen kunci dalam produksi energi nuklir.

Sebuah atom, pada dasarnya, adalah blok bangunan materi. Ini terdiri dari nukleus, yang berisi 3 jenis partikel kecil yang dikenal sebagai partikel subatomik yang meliputi neutron (memiliki muatan listrik negatif), proton (memiliki muatan pemilihan positif) dan elektron (partikel bermuatan negatif yang berputar di sekitar nukleus). Proton dan elektron biasanya saling tarik menarik. Nukleus disatukan oleh energi. Sejumlah besar daya terkandung dalam inti atom padat. Jumlah proton yang terkandung dalam sebuah atom cukup banyak menentukan sifat fisik suatu unsur. Jadi, energi nuklir adalah energi yang terkandung dalam inti atom, atau inti atom.

Energi nuklir dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Namun, ia harus dilepaskan dari atomnya terlebih dahulu. Ini panggilan untuk pemisahan atom. Ini terjadi melalui proses yang dikenal sebagai fisi nuklir di mana atom dipecah untuk melepaskan sejumlah besar energi.

Dengan semakin menipisnya sumber daya dan permintaan energi yang tinggi dunia melihat ke arah energi nuklir sebagai sumbernya yang dibuat dari inti atom. Energi nuklir, seperti istilahnya, dilepaskan dari inti atom. Ini terjadi karena massanya diubah menjadi energi. Meskipun tenaga nuklir lebih aman daripada membakar listrik untuk bahan bakar fosil, itu tetap berbahaya bagi kesehatan kita dan lingkungan.

Bagaimana Tenaga Nuklir Bekerja?

Jika Anda melihat sebagian besar pembangkit energi tradisional (minyak, batu bara dan gas alam), Anda akan menemukan bahwa mereka bergantung pada semacam mekanisme pembangkit panas, yang kemudian menghasilkan uap. Uap memicu turbin untuk berputar, yang pada akhirnya menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga nuklir, yang digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, bekerja sangat mirip dengan pembangkit energi tradisional ini, hanya perbedaan besar terletak pada sumber panasnya. Pada pembangkit bahan bakar fosil tradisional, minyak, batu bara atau gas alam dibakar untuk menghasilkan panas. Panasnya mendidihkan air untuk menghasilkan uap. Uap diarahkan untuk memutar turbin, akibatnya, menghasilkan listrik.

Di sisi lain, sumber panas dari pembangkit listrik tenaga nuklir adalah hasil dari pemecahan atom, sebuah proses yang dikenal sebagai fisi nuklir.

Tenaga nuklir dihasilkan melalui dua proses yang berbeda: Fisi Nuklir dan Fusi Nuklir.

Fisi nuklir

Ini adalah proses pemecahan atom menjadi 2 bagian untuk mengeluarkan energi. Pemisahan atom dapat terjadi sebagai akibat dari peluruhan alami atau dipicu di dalam laboratorium. Ini adalah sumber listrik yang kuat, tetapi juga disertai dengan sejumlah masalah politik, lingkungan, dan keselamatan.

Fisi nuklir adalah proses melepaskan energi atom dengan membelah inti sehingga menciptakan dua produk yang kira-kira setengah massa aslinya. Reaktor nuklir membelah inti atom uranium, menciptakan energi dalam jumlah besar. Proses ini juga menghasilkan limbah radioaktif dan radiasi yang dapat mencemari lingkungan. Fisi nuklir adalah proses fisik yang bertanggung jawab untuk semua jenis pembangkit listrik, termasuk yang digunakan dalam senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Fusi nuklir

Fusi nuklir adalah sumber energi masa depan. Inilah yang memberi matahari dan bintang-bintang energi untuk bersinar terus menerus selama miliaran tahun. Fusi nuklir adalah ketika beberapa partikel atom bergabung bersama untuk membuat atom yang lebih besar. Reaktor fusi menggabungkan atom hidrogen untuk membentuk atom helium, neutron, dan bentuk energi lainnya. Ini adalah jenis energi nuklir yang sama yang digunakan dalam bom hidrogen. Fusi telah digunakan di bumi ini untuk menghasilkan bom nuklir, tetapi belum dikendalikan sehingga kita dapat memperoleh energi yang berguna. Tidak seperti fisi nuklir, tidak ada batasan jumlah fusi yang dapat terjadi.

 

Apa yang Terjadi di Reaktor Nuklir?

Reaktor nuklir adalah rangkaian mesin yang mampu mengendalikan fisi nuklir untuk menghasilkan listrik. Reaktor nuklir memanfaatkan pelet uranium sebagai sumber bahan bakar untuk menghasilkan listrik. Di dalam reaktor nuklir, atom uranium dipaksa untuk membelah. Selama pembelahan, atom mengeluarkan partikel kecil yang dikenal sebagai produk fisi. Produk fisi memicu atom uranium lain untuk pecah, menyebabkan reaksi berantai. Reaksi berantai ini mengeluarkan panas.

Panas yang dihasilkan oleh proses fisi nuklir ini menghangatkan zat pendingin (biasanya air) yang terkandung dalam reaktor nuklir. Reaktor lain menggunakan garam cair atau logam cair sebagai bahan pendingin. Fisi nuklir memanaskan agen pendingin untuk menghasilkan uap. Uap tersebut kemudian diarahkan untuk memutar turbin. Turbin menggerakkan mesin atau generator, yang menghasilkan listrik.

Listrik yang dihasilkan dapat diatur menggunakan batang bahan yang dikenal sebagai racun nuklir. Reaksi fisi nuklir menghasilkan produk sampingan kimia, yang diserap menggunakan racun nuklir. Contoh klasik racun nuklir adalah unsur kimia xenon. Reaksi berantai seharusnya lebih lambat dan terkendali, itulah sebabnya lebih banyak batang racun nuklir dimasukkan. Jika lebih banyak listrik diperlukan, batang racun nuklir dihilangkan, memicu reaksi berantai yang lebih kuat.

Secara statistik, sekitar 15% dari seluruh listrik global dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir, dengan AS memimpin dengan lebih dari 100 reaktor. Namun, bahan bakar fosil dan energi hidroelektrik masih mendominasi pembangkit listrik Amerika Serikat. Negara-negara seperti Prancis, Slovakia, dan Lithuania masih menghasilkan persentase listrik yang lebih besar dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

 

Apa Berbagai Masalah Dengan Tenaga Nuklir?

Meskipun tenaga nuklir telah terbukti menghasilkan tenaga dalam jumlah besar, ia memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Telah divalidasi sebagai sumber energi ramah lingkungan karena menghasilkan energi tanpa memancarkan gas rumah kaca ke atmosfer. Beberapa masalah yang terkait dengan tenaga nuklir meliputi:

Melelehnya reaktor nuklir

Kehancuran nuklir adalah situasi di mana panas berlebih dari reaktor nuklir menyebabkan pelelehan inti reaktor. Jika terjadi kesalahan pada sistem pendingin reaktor, itu bisa membuat satu atau lebih elemen bahan bakar nuklir melampaui titik lelehnya yang mengakibatkan kehancuran. Sebuah krisis dapat secara signifikan menyebarkan bahan radioaktif berbahaya ke lingkungan.

Efek pada kesehatan manusia

Setiap hari, manusia secara alami terpapar radiasi yang berasal dari sinar matahari dan prosedur medis seperti sinar-X, CT scan, atau obat-obatan nuklir seperti MRI yang menggunakan berbagai radiasi untuk mendiagnosis dan mengobati komplikasi kesehatan. Paparan radiasi rendah dari matahari dan prosedur medis ini tidak berdampak besar pada kesehatan manusia. Namun, paparan radiasi tingkat tinggi dari waktu ke waktu menyebabkan kerusakan sel-sel tubuh, yang dapat menyebabkan kanker. Demikian pula, dosis akut radiasi tingkat tinggi menyebabkan penyakit radiasi, penyakit yang disebabkan oleh paparan radiasi tingkat tinggi dalam waktu singkat. Seorang penderita penyakit radiasi akan menunjukkan gejala seperti rambut rontok, muntah, kulit terbakar, diare, mual dan mungkin kematian.

Masalah kesehatan lingkungan telah diangkat mengenai pembangkit listrik tenaga nuklir. Tanaman ini menggunakan air yang bersumber dari sungai dan danau untuk sistem pendinginnya. Air ini biasanya digunakan untuk menghilangkan panas dan sekali digunakan; itu dibiarkan mengalir kembali ke sungai atau danau pada suhu yang relatif tinggi. Air ini datang bersama dengan logam berat dan garam. Dikombinasikan dengan suhu tinggi, logam berat dan garam ini dapat memusnahkan kehidupan ikan dan tumbuhan di ekosistem sungai dan danau.

Masalah keamanan

Setelah serangan 9/11, pemerintah khawatir bahwa teroris dapat mengarahkan mata mereka ke pembangkit nuklir untuk melepaskan bahan radioaktif. Meskipun tidak ada penelitian otentik yang menunjukkan bagaimana reaktor nuklir dapat menahan serangan teror, penting untuk dipahami bahwa dinding penahan di sekitar reaktor secara khas dibangun dengan lapisan baja bagian dalam yang dibungkus dengan beton setinggi 2 hingga 5 kaki. Pembangkit listrik ini secara khusus dibangun untuk menahan efek gempa bumi, pesawat kecil, tornado, dan angin topan.

Pembuangan limbah radioaktif

Pembuangan limbah radioaktif yang dihasilkan selama fisi nuklir dianggap sebagai tantangan logistik terbesar yang datang bersama dengan pembangkit listrik radioaktif. Alasannya adalah bahwa limbah radioaktif ini praktis tidak mungkin untuk dibuang menggunakan metode tradisional karena beberapa jenis seperti batang bahan bakar nuklir bekas, tetap aktif selama ratusan bahkan ribuan tahun. Ini membawa tantangan besar terkait pembuangan.

 

Masa Depan Tenaga Nuklir

Energi nuklir adalah kekuatan yang kuat. Upaya telah dilakukan untuk menemukan cara konstruktif lain untuk memanfaatkannya. Tenaga nuklir merupakan sumber energi yang penting di banyak negara. 442 reaktor nuklir sekarang beroperasi di seluruh dunia dengan total kapasitas 300.000 MW pada tahun 2014. Dua setengah kali jumlah ini akan ditambahkan pada tahun 2030 dan empat kali lipat pada tahun 2050, kata Badan Energi Atom Internasional (IAEA), benteng komunitas nuklir global.

Harga minyak dan gas yang lebih tinggi membuat alternatif seperti tenaga nuklir lebih menarik dan diharapkan dapat mendorong pertumbuhan kapasitas pembangkit nuklir di seluruh dunia. Perbaikan dalam desain reaktor meningkatkan keselamatan, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi biaya, menjadikan pembangkit nuklir sebagai sumber energi yang menarik secara ekonomi. Banyak negara, termasuk Inggris, baru-baru ini menegaskan niat mereka untuk melanjutkan penggunaan energi nuklir untuk pembangkit listrik, dan meskipun keputusan ini telah dikutuk oleh kelompok penekan anti-nuklir, semua indikasi adalah bahwa tenaga nuklir akan terus menjadi penting. sumber energi bagi kita untuk waktu yang lama.

Kekhawatiran lingkungan tentang pembuangan bahan bakar nuklir bekas tetap ada, dan negara-negara menangani masalah tersebut dengan cara yang berbeda. AS sedang mengembangkan fasilitas pembuangan di properti pemerintah, tetapi solusi ini sendiri kontroversial.