Bagaimana Energi Nuklir Menjadi Listrik

Reaktor nuklir merupakan alat/unit untuk memproduksi dan mengontrol pengeluaran energi dari hasil pembelahan atom uranium. Uranium adalah sumber energi nuklir yang bersih dan efisien untuk memanaskan boiler yang menjadi uap untuk menggerakkan turbin. Pada dasarnya proses pembangkitan listrik dengan menggunakan energi nuklir sama dengan PLTU atau PLTG, kecuali bahwa Pembangkit Nuklir menggunakan reactor.

INTI REAKTOR

Beberapa ratus perangkat bahan bakar yang mengandung ribuan pelet kecil uranium keramik bahan bakar oksida membentuk inti reaktor. Untuk reaktor dengan output 1000 megawatt (MWe), inti akan berisi sekitar 75 ton uranium yang diperkaya.

Dalam inti reaktor U-235 isotop fisi atau pemecahan, menghasilkan banyak panas dalam suatu proses berkelanjutan yang disebut reaksi berantai. Proses ini tergantung pada keberadaan moderator seperti air atau grafit, dan sepenuhnya terkontrol.

Moderator memperlambat neutron yang dihasilkan oleh reaksi fisi dari inti uranium supaya terus untuk menghasilkan lebih banyak fisi.

Reaksi Fisi

Beberapa U-238 dalam inti reaktor berubah menjadi plutonium dan sekitar setengah dari ini juga telah terbagi sama, menyediakan sekitar sepertiga dari output energi reaktor. Produk reaksi fisi tetap dalam bahan bakar keramik dan menjalani peluruhan radioaktif, melepaskan lebih sedikit panas. Mereka adalah limbah utama dari proses. Teras reaktor terletak di dalam bejana tekanan baja, sehingga air di sekitarnya tetap cair bahkan pada temperatur operasi lebih dari 320 ° C. Uap terbentuk baik di atas teras reaktor maupun bejana tekan yang terpisah, dan ini mendorong turbin untuk menghasilkan listrik. Uap ini kemudian terkondensasi dan airnya di daur ulang.

PWR dan BWR

Desain utama adalah reaktor air bertekanan (PWR) yang memiliki air dalam rangkaian perpindahan pendingin / panas utama, dan menghasilkan uap dalam rangkaian sekunder. Reaktor air mendidih kurang populer (BWR) membuat uap di sirkuit primer di atas teras reaktor, meskipun masih di bawah tekanan yang cukup besar. Kedua jenis menggunakan air sebagai pendingin dan moderator baik, untuk memperlambat neutron.

Reaktor air bertekanan (PWR)

Untuk mempertahankan kinerja reaktor yang efisien, sekitar sepertiga atau setengah dari bahan bakar yang digunakan diganti setiap satu atau dua tahun, harus diganti dengan bahan bakar baru. Bejana tekan dan setiap generator uap disimpan dalam struktur penahanan yang masif dengan beton bertulang yang tebalnya sekitar 1,2 meter. Hal ini untuk melindungi bagian luar jika ada masalah besar di dalam reaktor, dan untuk melindungi reaktor dari kerusakan akibat eksternal. Karena beberapa panas yang dihasilkan dari peluruhan radioaktif bahkan setelah reaktor dimatikan, sistem pendingin disediakan untuk menghilangkan panas ini serta output panas operasional utama.

Reaktor Prasejarah alami

Reaktor nuklir pertama di dunia yang mengoperasikan secara alami deposit uranium sekitar dua miliar tahun yang lalu di wilayah yang sekarang Gabon. Jenisnya adalah uranium kaya di kerak bumi dan dimoderatori oleh resapan air hujan. (Pada saat itu isotop uranium-235 lebih terkonsentrasi daripada sekarang ini.).

Kontribusi Energi Nuklir Untuk Pembangkit Listrik

Energi nuklir memasok sekitar 12% dari listrik dunia. Saat ini 31 negara menggunakan energi nuklir untuk menghasilkan sampai dengan tiga perempat dari listriknya. Lebih dari 15.000 reaktor-tahun pengalaman operasional telah terakumulasi sejak 1950-an oleh 440 reaktor nuklir di dunia (dan reaktor nuklir powering kapal angkatan laut telah digunakan sampai jumlah yang sama).