Jika dilontarkan suatu pertannyaan untuk apa energi, maka jawabnya sederhana saja yaitu untuk kehidupan. Alam semesta, dan yang bersamaan dengannya, sistem tata surya dan planet kita, dibentuk melalui transformasi energi. Tumbuh-tumbuhan membutuhkan energi dari matahari. Sedangkan manusia, yang menemukan api, telah belajar bagaimana mengeksploitasi sumber daya energi untuk memekanisasi pekerjaannya, menghasilkan listrik dan menaklukkan ruang angkasa.
Sepanjang sejarah peradaban umat manusia, teknologi-teknologi baru telah ditemukan yang menjadikan penggunaan sumber daya alam bumi lebih efisien dan membantu kita belajar lebih banyak tentang alam semesta. Tapi sama seperti Prometheus yang dihukum karena mencuri api dari para dewa, manusiapun harus menderita karena dampak penggunaan energi terhadap lingkungan. Tidak dapat disangkal bahwa penggunaan energi melibatkan risiko dan terkadang digunakan untuk tujuan bukan damai, tetapi tidak ada keraguan bahwa energi berguna dan penting, masalahnya bukan energi itu sendiri, tapi bagaimana ia digunakan dengan bijak oleh manusia. Ini bukan masalah menolak kemajuan, melainkan untuk menemukan kunci bagi masa depan kita dengan tetap menghargai dan melindungi Planet, menempuh penggunaan sumber daya yang rasional dan mencari sumber daya baru yang memungkinkan kita untuk mewariskan sebuah Bumi yang dapat dihuni dengan nyaman bagi generasi mendatang, generasi anak-cucu kita.
Saat ini, manusia sedang mencari sumber-sumber energi alternatif yang tidak mencemari lingkungan dan mengembangkan teknologi baru yang membawanya lebih dekat pada rahasia alam semesta: kesetaraan materi dan energi. Dan ketika itu terjadi maka api yang harus dikuasai hari ini adalah atom atau dengan kata lain, nuklir. Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan melalui reaksi nuklir, baik berdasarkan proses fisi maupun fusi. Oleh karena itu merupakan usaha pertama manusia untuk menggunakan bentuk energi yang dikenal paling awal di alam semesta.
Proses fisi merupakan reaksi pembelahan sebuah inti atom berat menjadi dua inti ringan, melepaskan beberapa neutron baru dan sejumlah besar energi. Massa total produk fisi sedikit lebih kecil daripada inti awal. Penyusutan massa ini disebut cacat massa. Cacat massa diubah menjadi energi menurut persamaan Einstein: E = mc2.
Pada 1939 Hahn dan Strassman berhasil membelah uranium-235 dengan membombardir inti atomnya dengan neutron sesuai rangkaian reaksi berikut. Tiga buah neutron baru yang dilepaskan dapat membelah inti uranium-235 lain yang dalam prosesnya akan melepaskan lagi neutron baru dan memulai suatu reaksi berantai berikutnya. Jumlah energi sangat besar yang dilepaskan oleh reaksi-reaksi ini dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik.
 |
| Model Atom |
Energi nuklir, dengan sifatnya yang mendasar, adalah energi baru yang paling menjanjikan; karena kemungkinan produksi massal yang jelas, dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil yang cadangannya semakin menyusut, melangkah lebih jauh dalam arah ini sehingga kita menyaksikan pengembangan fisi nuklir sebagai alternatif penghasil listrik.
 |
| Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir |
Reaktor fisi nuklir adalah sebuah fasilitas di mana reaksi berantai fisi nuklir dapat dihasilkan, dipertahankan dan dikendalikan. Fasilitas ini terdiri dari beberapa bagian, yang masing-masing memainkan peran penting dalam pembangkitan panas (Hasan, 2015).
1) Bahan bakar. Dibuat dari bahan-bahan fertil (subur) dan fisil, sepertiuranium-238 dan uranium-235
2) Moderator. Bagian reaktor yang berfungsi untuk mengurangi kecepatanneutron-neutron yang dihasilkan dalam reaksi fisi dan untuk membuat mereka menghasilkan reaksi fisi baru. Air ringan (alami), air berat, karbon (grafit), dan lain-lain adalah yang paling banyak digunakan sebagai moderator.
3) Pendingin. Berfungsi sebagai pengekstrak (pengambil) panas yang dilepaskan oleh fisi elemen bakar. Yang paling umum adalah fluida, cairan, atau gas. Air adalah yang paling banyak digunakan.
4) Reflektor.Menjaga neutron untuk tidak melarikan diri dari daerah dimana reaksi berantai harus terjadi; ia meningkatkan efisiensi reaktor. Umumnya, ia adalah moderator itu sendiri.
5) Perisai (penahan) radiasi. Sinar gamma dan neutron yang dihasilkan dalam reaksi fisi memiliki kemampuan menembus yang sangat besar, sehingga perlu penggunaan perisai (penghalang) yang sesuai untuk mencegah radiasi melepaskan diri ke luar ke lingkungan. Bahan-bahan yang digunakan sebagai perisai adalah beton dan air.
6) Batang kendali. Setelah reaktor berfungsi untuk melangsungkan proses fisi nuklir, ia harus memiliki kelebihan neutron untuk mengkompensasi neutron yang hilang karena beberapa sebab. Untuk menjaga agar jumlah neutron aktif berada pada tingkat yang sesuai, digunakanlah batang kendali. Batang kendali terbuat dari bahan-bahan penyerap neutron dan dimasukkan ke dalam teras reaktor dengan perangkat elektromagnet. Reaksi berantai dikendalikan oleh sejauh mana mereka dimasukkan, sehingga memungkinkan untuk ditahan (dihentikan) kapanpun diperlukan.
Penggunaan energi listrik memberikan keuntungan dan kemudahan yang banyak dalam semua jenis aplikasi industri, perkantoran dan rumah tangga. Kekurangannya adalah bahwa listrik tidak dapat disimpan dalam jumlah besar untuk dapat didistribusikan lebih lanjut. Oleh karena itu listrik harus diproduksi dan dikirim sesuai permintaan pada setiap saat.
Pada 2011, energi nuklir mensuplai 16% (kira-kira seperenam) kebutuhan listrik dunia. Ada 441 PLTN yang beroperasi di 31 negara. Sebagian besar PLTN beroperasi di Eropa Barat dan Amerika Utara, namun sebagian besar PLTN baru yang sedang dibangun adalah berada di Asia. PLTN-PLTN yang berada di seluruh dunia, kini telah menjadi lebih produktif, dengan menambahkan kapasitas pembangkitan tanpa pembangunan PLTN baru (Hasan, 2015).
Energi nuklir telah terbukti sangat kompetitif di beberapa negara dan akan tetap merupakan sumber energi alternatif sangat penting, khususnya ketika penggunaan energi dunia meningkat luar biasa. Setengah abad pengalaman dalam penggunaan atom telah memberikan dasar yang kuat untuk melangkah lebih maju dengan teknologi lebih baru bagi generasi pembangkit nuklir terbaru.
Energi nuklir memiliki banyak hal yang dapat ditawarkan dalam hal sumber daya yang disuplainya dan karena secara lingkungan sangat ramah, dimana semua limbah yang dihasilkan dikendalikan dan dikelola secara ketat. Kenyataan bahwa pembangkit energi nuklir tidak mengemisikan karbon dioksida membuat perannya menjadi sangat relevan dalam percampuran energi dunia.
Energi nuklir, dengan demikian, senantiasa berada di barisan paling depan dari teknologi lain dalam memperhitungkan biaya lingkungan dan kesehatan publik ke dalam harga listrik. Dalam prakteknya, karakteristik ini memungkinkan jumlah energi yang dihasilkan dari uranium akan meningkat 50 kali lipat dibandingkan dengan yang diproduksi pembangkit listrik reaktor thermal yang beroperasi saat ini.
Masyarakat lebih mengenali manfaat nuklir terutama dalam bidang energi melalui pengoperasian pusat listrik tenaga nuklir (PLTN). Namun pada umumnya aplikasi teknik nuklir di luar energi yang memanfaatkan reaktor penelitian secara langsung, dalam hal ini aplikasi teknik nuklir dilakukan di dalam gedung reaktor. Selain itu, masih banyak aplikasi teknik nuklir dalam berbagai bidang kehidupan yang dapat dilakukan di luar reaktor penelitian, dalam hal ini aplikasi tersebut melibatkan penggunaan radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop atau sumber radiasi. Secara garis besar, jenis aplikasi teknik nuklir di luar energi ini dapat dikelompokkan ke dalam empat kegiatan utama, yaitu aplikasi dalam bidang kedokteran, pertanian, industri dan hidrologi (Atalas, 2017).
EmoticonEmoticon