Tenaga nuklir: Perbedaan antara revisi

{{lihat|Energi nuklir}}

 

 

'''Daya nuklir''' adalah penggunaan terkendali [[reaksi nuklir]] guna menghasilkan [[energi]] panas, yang digunakan untuk pembangkit listrik. Penggunaan daya nuklir guna kepentingan manusia saat ini masih terbatas pada reaksi [[fisi nuklir]] dan [[peluruhan radioaktif]].

 

== Penggunaan ==

 

{{See also|Pembangkit nuklir berdasarkan negara|Daftar reaktor nuklir}}

Tahun 1932, [[James Chadwick]] menemukan [[neutron]], yang kemudian dengan cepat menjadi alat yang potensial untuk eksperimen nuklir karena tidak adanya muatan listrik. Eksperimen dengan neutron membuat [[Frédéric Joliot-Curie|Frédéric]] dan [[Irène Joliot-Curie]] menemukan [[radioaktivitas induksi]] tahun 1934, yang bisa membuat elemen "seperti radium" yang harganya lebih murah daripada radium asli. Selanjutnya pada tahun 1930-an [[Enrico Fermi]] berfokus untuk menyempurnakan keefektifan dari radioaktivitas induksi ini. Percobaan yang terus ia lakukan membuatnya menemukan satu elemen baru yang dinamakan [[hesperium]].

 

Pada tahun 1938, seorang ahli kimia asal Jerman [[Otto Hahn]]<ref>{{cite web |url= http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1944/hahn-bio.html |title=Otto Hahn, The Nobel Prize in Chemistry, 1944 |accessdate=2007-11-01 |publisher=http://www.nobelprize.org }}</ref> and [[Fritz Strassmann]], bersama dengan fisikawan asal Austria [[Lise Meitner]]<ref>{{cite web |url= http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/atomic/hahn-meitner.html |title=Otto Hahn, Fritz Strassmann, and Lise Meitner |accessdate=2007-11-01 |publisher=http://www.chemheritage.org }}</ref> dan keponakan Meitner, [[Otto Robert Frisch]],<ref>{{cite web |url= http://www.nuclearfiles.org/menu/library/biographies/bio_frisch-otto.htm |title=Otto Robert Frisch |accessdate=2007-11-01 |publisher=http://www.nuclearfiles.org }}</ref> melakukan eksperimen dengan hasil dari uranium-dengan-neutron, untuk meneliti lebih lanjut klaim Fermi. Mereka menemukan bahwa neutron tersebut dapat membelah nukleus atom uranium menjadi 2 bagian sama persis, kebalikan dari Fermi. Hasilnya adalah seseatu yang sangat mengejutkan: semua bentuk [[peluruhan nuklir]] hanya berakibat kecil bagi massa dari nuklues, dimana proses ini kemudian dinamakan sebagai [[fisi nuklir|fisi]]. Para peneliti selanjutnya, termasuk [[Leó Szilárd]], kemudian ia mengetahui, jika reaksi fisi melepaskan neutron tambahan, sebuah [[reaksi rantai nuklir]] yang stabil bisa dihasilkan. Setelah hasil percobaan ini diumumkan oleh Frédéric Joliot-Curie tahun 1939, para peneliti dari banyak negara (termasuk Amerika Serikat, Britania Raya, Perancis, Jerman, dan Uni Soviet) memberikan petisi pada pemerintah mereka masing-masing untuk mendukung penelitian nuklir fisi, tepat saat jatuhnya [[Perang Dunia II]].

 

Di Amerika Serikat sendiri, mereka mulai membuat reaktor buatan manusia pertama, yang kemudian dikenal sebagai [[Chicago Pile-1]], tanggal 2 Desember 1942. Proyek ini kemudian menjadi bagian dari [[Proyek Manhattan]], yang membuat [[uranium yang diperkaya]] dan membangun reaktor besar untuk membuat [[plutonium]] yang akan digunakan sebagai [[senjata nuklir]] pertama di dunia, yang kemudian dipakai untuk [[Serangan bom atom di Hiroshima dan Nagasaki|mengebom kota Hiroshima dan Nagasaki]].

 

Pasca Perang Dunia II, kemungkinan digunakannya energi atom untuk penggunaan sehari-hari, tidak untuk perang, diusahakan secara meluas sehingga digunakan sebagai alasan agar semua penelitian nuklir tidak mesti diawasi oleh sebuah lembaga militer. Meski begitu, para peneliti tetap setuju kalau seorang sipil yang belajar nuklir membutuhkan sedikitnya satu dekade untuk dapat menguasai nuklir. Fakta lainnya adalah reaktor nuklir juga dapat digunakan untuk memproduksi senjata nuklir (plutonium) yang membuat pemerintahan di berbagai negara (termasuk Amerika Serikat, Britania Raya, Kanada, dan Uni Soviet) mencoba menerapkan aturan agar semua percobaan nuklir berada di bawah kontrol dan klasifikasi pemerintah. Di Amerika Serikat, penelitian reaktor berada di bawah [[Komisi Energi Atom Amerika Serikat]], yang berlokasi di [[Oak Ridge, Tennessee]], [[Situs Hanford]], dan [[Laboratorium Nasional Argonne]].

 

Pekerjaan mengenai nuklir terus berlanjut di Amerika Serikat, Kanada, Inggris, dan Uni Soviet di akhir 1940-an dan awal 1950-an. Listrik pertama yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk pertama kali terjadi pada tanggal 20 Desember 1950 di stasiun percobaan [[EBR-I]] dekat [[Arco, Idaho]], dan berhasil memproduksi listrik sekitar 100&nbsp;kW. Nuklir juga digunakan pada kapal selam Amerika Serikat, seperti pada kapal selam [[USS Nautilus (SSN-571)|USS Nautilus]] milik AS yang diluncurkan tahun 1955. Tahun 1953, Presiden Amerika [[Dwight Eisenhower]] memberikan pidatonya yang berjudul "[[Atom untuk Perdamaian]]" di [[Perserikatan Bangsa-Bangsa]], ia menginginkan agar pengembangan energi nuklir untuk tujuan "damai" dapat terealisasi dengan cepat.

 

 

=== Awal pengembangan ===

 

Pada tanggal 27 Juni 1954, [[Pembangkit Listrik Nuklir Obninsk]] di [[Uni Soviet]] menjadi pembangkit listrik nuklir pertama di dunia yang memproduksi listrik sebesar 5 kiloWatt.<ref name="IAEANews">{{cite web |title=From Obninsk Beyond: Nuclear Power Conference Looks to Future|work=[[International Atomic Energy Agency]] |url= http://www.iaea.org/NewsCenter/News/2004/obninsk.html | accessdate = 2006-06-27}}</ref><ref name="WNA">{{cite web |title=Nuclear Power in Russia |work=[[World Nuclear Association]] |url= http://world-nuclear.org/info/inf45.htm | accessdate = 2006-06-27}}</ref>

 

=== Perkembangan selanjutnya ===

 

Pemasangan energi nuklir untuk elektrifikasi tumbuh sangat cepat, dari sebelumnya kurang dari 1 [[gigawatt]] (GW) pada tahun 1960 menjadi 100 GW di akhir 1970-an, dan 300 GW di akhir 1980-an. Sejak akhir 1980-an pertumbuhannya mulai melambat sampai akhirnya mencapai 366 GW tahun 2005. Lebih dari dua pertiga pembangkit nuklir yang direncanakan akan dibangun, akhirnya dibatalkan setelah awal tahun 1970.<ref name="iaeapdf">{{cite web |url= http://www.iaea.org/About/Policy/GC/GC48/Documents/gc48inf-4_ftn3.pdf |title=50 Years of Nuclear Energy |accessdate=2006-11-09 |publisher=International Atomic Energy Agency |format=PDF}}</ref> Total ada [[Daftar pembangkit listrik nuklir yang batal dibangun di Amerika Serikat|63 pembangkit yang dibatalkan]] di AS antara tahun 1975 dan 1980.<ref>[http://books.google.com.au/books?id=C5W8uxwMqdUC&pg=PA110&lpg=PA110&dq=%22nuclear+power+industry%22+history+u.s.&source=bl&ots=eKoapFItQj&sig=7EIt76uytpHLlc5eOIaERDRENyk&hl=en&ei=y9osSoDWJYP6kAXhnZH9Cg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3 The Changing Structure of the Electric Power Industry] p. 110.</ref>

{{Main|Teknologi reaktor nuklir}}

 

 

Ketika sebuah nukleus atom [[uranium-235]] atau [[plutonium-239]] menyerap [[neutron]] dalam jumlah besar, maka hasilnya adalah fisi dari atom. Fisi menyebabkan atom terbelah menjadi 2 bagian atau lebih yang lebih kecil dengan [[energi kinetik]] dan juga melepaskan [[sinar gamma|radiasi sinar gamma]] dan [[neutron bebas]].<ref name="HPS6333">{{cite web |title=Neutrons and gammas from Cf-252 |work=Health Physics Society |url=http://www.hps.org/publicinformation/ate/q6333.html |accessdate=September 24, 2008}}</ref> Sebagian neutron lainnya diserap oleh atom lainnya dan membuat fisi lainnya, yang melepaskan lebih banyak neutron, dan seterusnya.<ref name="DOEHAND">{{cite web |title=DOE Fundamentals Handbook: Nuclear Physics and Reactor Theory |work=US Department of Energy |url=http://www.hss.doe.gov/nuclearsafety/ns/techstds/standard/hdbk1019/h1019v2.pdf |format=PDF |accessdate=February 1, 2009}}</ref>

[[Reaksi rantai nuklir]] ini dapat dikontrol dengan menggunakan [[racun neutron]] dan [[moderator neutron]], sehingga neutron yang bisa menyebabkan fisi ini jumlahnya bisa diubah-ubah.<ref name="DOEHAND"/> Reaktor nuklir memiliki sistem manual dan otomotis yang dapat menghentikan reaksi fisi dengan segera jika terdeteksi adanya kondisi yang tidak aman.<ref name="TOURISTRP">{{cite web |title=Reactor Protection & Engineered Safety Feature Systems |work=The Nuclear Tourist |url=http://www.nucleartourist.com/systems/rp.htm |accessdate=September 25, 2008}}</ref>

 

 

Ada banyak macam desain reaktor yang berbeda, menggunakan bahan bakar yang berbeda, sistem pendinginan yang berbeda designs, serta sistem kontrol yang berbeda pula, semuanya diatur sesuai dengan kebutuhan spesifik. Reaktor-reaktor di kapal selam bertenaga nuklir misalnya, membutuhkan [[uranium yang diperkaya dengan tinggi]] sebagai bahan bakar. Pemilihan bahan bakar ini dapat meningkatkan kekuatan reaktor dan memperpanjang usia pemakaian, tetapi biayanya lebih mahal dan kemungkinan adanya [[kebocoran nuklir]] juga lebih tinggi.<ref name="ANTIENRICHED">{{cite web|title=Ending the Production of Highly Enriched Uranium for Naval Reactors|work=James Martin Center for Nonproliferation Studies|url=http://cns.miis.edu/npr/pdfs/81mahip.pdf|format=PDF|accessdate=September 25, 2008}}</ref>

 

== Siklus bahan bakar ==

 

{{Main|Siklus bahan bakar nuklir}}

{{See also|Manajemen limbah radioaktif tingkat tinggi|Limbah tingkat tinggi}}

 

 

Sekitar 5% dari bahan bakar nuklir direaksikan di dalam reaktor nuklir sampai bahan bakar tersebut tidak dapat digunakan lagi. Sekarang ini, para peneliti sedang melakukan percobaan bagaimana untuk mendaur ulang bahan bakar ini sehingga bisa mengurangi banyaknya limbah, dan juga menggunakan aktinida yang tersisa sebagai bahan bakar lagi (pemrosesan ulang ini telah dilakukan di beberapa negara).

{{See also|Limbah tingkat rendah}}

 

 

Industri nuklir juga menghasilkan limbah radioaktif tingkat rendah dalam jumlah yang besar. Biasanya limbah ini berbentuk barang biasa yang terkontaminasi, misalnya pada baju, alat-alat, resin ''water purifier'', dan juga material-material yang digunakan untuk membangun gedung reaktor. Di Amerika Serikat, [[Komisi Pelaksana Nuklir]] telah berulangkali mencoba agar limbah nuklir tingkat rendah ini dapat diperlakukan seperti sampah biasa: ditimbun, didaur ulang kembali, dll. Kebanyakan limbah radioaktif tingkat rendah hanya mengeluarkan radioaktif dalam jumlah yang sangat kecil, limbah ini menjadi radioaktif biasanya dikarenakan dari penggunaan sebelumnya.<ref>{{cite web|url=http://www.nrc.gov/waste/low-level-waste.html|title=Low-Level Waste|date=2007-02-13|publisher=U.S. Nuclear Regulatory Commission|accessdate=2009-04-06}}</ref>

{{Main|Ekonomi dari pembangkit listrik tenaga nuklir}}

 

 

Ekonomi yang dihasilkan dari sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir sampai saat ini masih merupakan seseatu yang kontroversial. Pembangkit listrik tenaga nuklir membutuhkan biaya yang tinggi untuk membangun reaktornya, tetapi biaya bahan bakarnya rendah. Biaya ini juga mesti ditambah dengan biaya penutupan reaktor jika sudah tidak lagi digunakan serta biaya [[limbah radioaktif]]. Di sisi lain, adanya pemanasan global juga bisa memberikan manfaat ekonomi lebih bagi energi nuklir.

{{Main|Keamanan nuklir|Insiden nuklir dan radiasi}}

{{See also|Daftar bencana nuklir dan insiden radioaktif}}

 

Sebuah bahaya nuklir dideklarasikan setelah munculnya tsunami dan kegagalan dari bencana nuklir Fukushima di Jepang. Hal ini merupakan pertama kalinya bencana nuklir dideklarasikan di Jepang. Sebanyak 140.000 penduduk dievakuasi dari jarak 20&nbsp;km dari pembangkit nuklir.<ref name=bi-emergency>{{cite news|last=Weisenthal|first=Joe|title=Japan Declares Nuclear Emergency, As Cooling System Fails At Power Plant|url=http://www.businessinsider.com/fukushima-nuclear-plant-2011-3|accessdate=11 March 2011|newspaper=Business Insider|date=11 March 2011}}</ref>