Pemanfaatan Uranium Sebagai Bahan Bakar Nuklir

Pemanfaatan Mineral Uranium Sebagai Bahan Bakar Nuklir

Oleh

AFLAN ZULFADLI EVY MARIA ATI Dipresentasikan sebagai materi pengganti Midterm pada mata kuliah TEKNOLOGI MINERAL RADIOAKTIF Program Pascasarjana Magister Geologi Pertambangan Universitas Gadjah Mada 2009

Pengertian Uranium Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai bahan bakar nuklir •

Memiliki 3 Isotop - U234, Kadar sangat kecil; - U235 Kadar 0,715 ≈ 0,7 % - U238 Kadar 99,285 ≈ 99,3 %

•

Memiliki sifat fisik yang khas - Ditemukan di Alam dalam bentuk U3O8 atau UO2 berwarna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua yang mencolok sehingga mudah dikenali - Bila disinari cahaya ultra ungu,uranium akan mengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indah

Daur Bahan Bakar Nuklir •

Ekplorasi Uranium - Metode eksplorasi sama dengan penambangan konvensional, namun pada ekplorasi uranium diawali dengan pengukuran tingkat radiasi dan geokimia

•

Pengolahan Uranium - Pengolahan dilakukan dengan cara, penggilingan, ekstraksi kimia dan pengendapan agar diperoleh konsentrat atau yellowcake berkadar Uranium 70 %

•

Pemurnian Uranium - Pemurnian bertujuan untuk merubah yellowcake dengan kemurnian yang tinggi, dari proses pemurnian akan diperoleh produk akhir berupa UO2 atau U3O8.

•

Pengayaan Uranium - Pengayaan dimaksudkan untuk meningkatkan kadar U235 yang akan digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan U238 dan U234 tidak dapat diajdikan bahan bakar karena tidak dapat melakukan reaksi fisi.

•

Pabrikasi - Menyiapkan bahan bakar nuklir secara fisik sesuai dengan jenis yang dibutuhkan oleh reaktor nuklir

•

Pembakaran dalam Reaktor - Dalam teras reaktor bahan bakar nuklir U235 di bakar untuk mendapatkan panas yang akan dimanfaatkan.Bahan bakar rata2 berada dalam teras reaktor selama 3-4 tahun. Bahan yang terbakar/melakukan reaksi fisi dinyatakan dalam derajat bakar (burn-up) dengan satuan MWd / tonU.

•

Penyimpanan Sementara atau Pendinginan - Dimaksudkan agar unsur-unsur hasil fisi radioaktif melakukan peluruhan agar radiasi yang dipancarkan menjadi rendah.

•

Proses Daur Ulang - Proses ini bertujuan untuk mengabil sisa bahan bakar fisi yang belum terbakar dan bahan bakar baru yang terbentuk selama proses pembakaran bahan bakar nuklir.

•

Penyimpanan Lestari - Limbah nuklir merupakan sisa dari pembakaran bahan bakar nuklir masih merupakan limbah radioaktif yang dapat memancarkan radiasi karena itu diperlukan metode penyimpanan khusus agar dampak yang ditimbulkan dapat dieliminir .

Bahan Bakar Uranium

Reaksi Fisi

Neutron Induced Fission •

Inti Berat akan pecah bila mengalami tumbukan. -Tumbukan menyebabkan nukleon kehilangan kesetimbangan. -Tumbukan yang keras merupakan kondisi terbaik untuk menginduksi fisi - Neutron merupakan proyektil ideal untuk menginduksi fisi

Chain Reaction • • • •

Neutron can induce fission Induced fission release neutron This cycle can repeat and result “Chain Reaction” Each fission release energy -many fission release prodigious amounts of energy -sudden energy produce immense explosion

Fissionable Materials

• • •

U235 and Pu239 are fissionable materials U235 is rare and must be separated from U238 Pu239 is made by exposing U238 to neutrons

Siklus Bahan Bakar Nuklir

Prinsip Kerja Listrik Tenaga Nuklir •

•

• •

Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin primer maupun sekunder tergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan. Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik). Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik

Klasifikasi Reaktor Nuklir

•

•

•

Berdasarkan perbedaan spektrum energi neutron (reaktor cepat, reaktor termal) Berdasarkan jenis material yang digunakan sebagai moderator dan pendingin (Magnox, AGR, LWR, HWR, RBMK, HTGR) Berdasarkan fungsi (reaktor riset, converter,reaktor daya)

Nuclear Power Plant

Reaktor Daya

Tipe PLN (PWR)

Tipe PLN (BWR)

Evolusi Reaktor Daya

Evolusi Desain PLN

Sumber Energi Utama

Resources

 

Fisi Nuklir

Energi

Bahan Bakar per 1000 MWe

per Kg Bahan Bakar

plant per Tahun  

30 ton

a). 50.000 KWh Batu Bara

 

2.600.000 ton

3 KWh Minyak Bumi

4 KWh

2.000.000 ton

Reaktor Nuklir

Emisi Gas CO2

Greenhouse Gas Emissions

Kesimpulan •

•

•

•

Penggunaan uranium sebagai bahan bakar nuklir sangat menguntungkan, bila hal tersebut ditinjau dari berbagai aspek, antara lain : segi harga bahan baku, tingkat pencemaran atau emisi gas CO2 yang dihasilkan serta energi yang sangat besar yang dikandungnya. Penggunaan uranium dapat merupakan salah satu solusi dalam mengatasi kelangkaan energi, khususnya energi listrik. Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batubara. Perlu diberikan pemahaman yang kompreshinsif kepada pihak terkait tentang bahaya yang ditimbulkan tidak akan terjadi bila hal tersebut ditangani oleh orang yang tepat.

Literatur •

• • • •

Materi Kuliah “Teknologi Mineral Radioaktif”program pascasarjana Magister Geologi Pertambangan UGM www.batan.go.id Badan pengawas tenaga nuklir Materi presentasi kepala BATAN 14 Juni 2005 www.infonuklir.com

Terima kasih

Seseorang lebih mudah diyakinkan oleh alasan yang mereka temukan sendiri ketimbang alasan yang ditemukan oleh orang lain.