Dokumen tersebut membahas tentang pengenalan teknologi nuklir di Indonesia, mencakup topik-topik seperti peranan energi nuklir sebagai sumber energi alternatif, prinsip kerja reaktor nuklir, keselamatan reaktor nuklir, dan konsep-konsep reaktor nuklir berbasis keselamatan inheren.

1. Prof. Dr. Zaki Su’ud
KK Nuklirdan Biofisika
ITB
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK -
9 10 November 2011
UGM

2. Pendahuluan
Ketidakstabilan harga minyak, Batubara, Gas, dll.
Problem pemanasan global
Problem polusi lingkungan





Peranan harga energi pada daya saing
KomposisiEnergi untuk
ketahanan energi nasional
PLTN merupakan alternatif
produk industri

sumber energi yang f leksibel
dan kompetitif serta ramah
lingkungan dan biasanya
dijadikan beban dasar bersama
Batubaradan Panas Bumi
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

3. Sumber: http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/world.html
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

4. Ilustrasi Volume Batubara untuk
kebutuhan pulau Jawa
500 MWt power plant
satu tahun
Kebutuhan listrik Jawa Bali saat ini(MWt)
Jumlah unit 500 Mwe PLTU
konsumsi harian per unit
Konsumsi tahunan per unit
Konsumsi total tahunan pulau Jawa(ton)
Jumlah Colt diesel (masing-masing 5 ton)
Panjang total jalan (masing-masing 10m)
16,000.00MWt
32.00unit
9,000.00ton
3,240,000.00ton
103,680,000.00ton
20,736,000.00unit
207,360.00km
5 kali keliling bumi
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK
9 10 November 2011
- UGM

5. Peraturan Presiden No. 5 – 2006
(National Energy Policy)
•
•
•
•
•
•
•
Komposisi energi Nasional
Minyak kurang dari 20%
Gas alam lebih dari 30%
Batubara lebih dari 33%
Biofuel lebih dari 5%
Geothermal lebih dari 5%
tahun 2025 :
New/alternative energies (nuclear, biomass, wind,
solar, etc.) lebih dari 5%
Coal liquifactiondll lebih dari 2%
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011
•

6. Menteri Kehutanan Indonesia telah mengumumkan
bahwa jutaan hektar 'hutan baru' bakal ditanam.
Tujuannya adalah untuk membantu negara memenuhi komitmen
Presiden Susilo Bambang Yudhoyono (SBY] untuk memangkas tingkat
emisi gas rumah kaca sebesar 26% pada tahun 2020. Tetapi perluasan
penanaman pohon secara besar-besaran itu dapat merugikan ketimbang
bermanfaat bagi masyarakat setempat dan juga bagi iklim.
Setengah juta hektar hutan baru akan ditanam setiap tahun mulai
sekarang hingga 2020 dengan biaya Rp 2,5 triliun (USD$269 juta) per
tahun, menurut Menteri Kehutanan Zulkifli Hasan. Ia mengatakan
bahwa Indonesia dapat menambah tutupan hutan hingga 21 juta hektar
pada tahun 2020 (lihat tabel 1).1
Secara resmi, terdapat 130 juta hektar hutan di Indonesia, tetapi menurut
pengakuan menteri kehutanan itu sendiri, hanya 48 juta hektar yang
berada dalam kondisi baik.2
Pada bulan September tahun lalu, Presiden SBY berjanji bahwa
Indonesia akan mengurangi emisi sebesar 26% dari proyeksi
'aktivitas seperti biasa' (business as usual) pada tahun 2020 . Ia
mengatakan bahwa pengurangan itu dapat mencapai 41% dengan
dukungan internasional.3




http://www.downtoearth-indonesia.org/id/story/indonesia-mempersiapkan-perluasan-perkebunan-tanaman-sebagai-
strategi-penurunan-emisi
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

7. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

8. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

9. TYPICAL PWR
(gambar dari Web site NRC)
COMPONENT
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

10. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

11. Prinsip kerja reaksi fisi berantai
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

12. Prinsip Kerja Reaktor Nuklir: Reaksi
n
Diserap tak
produktif
fisi berantai
n
Fisi
berikutnya
FP1 FP2
n
U-235
Diserap tak
produktif
n
n
Keluar teras
Pengenalan IPTEK Nuklir
9 10 November2011
RISTEK - UGM

13. Perbandingan Energi Nuklirdengan Energi Kimia
C + O2 • CO2 + 4 ev
U-235 + n  FP1 + FP2 + v n + 200.000.000• ev
1 gram U-235 = 1/235x6,02x1023x200Mev
= 8.197x1010 Joule
= 8.197x1010/24/3600=0,949x106 wattday
~ 1 Mwday
1 kg uranium setara dengan 1000 – 2000 ton
batubara
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011
•
•

14. r RISTEK - UGM
SISTEM
PENGONTROL
BATANG KENDALI
REAKTOR
Pengenalan IPTEK Nukli
9 10 November2011

15. From DOE WEB SitePengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

16. Pembelajaran penting dari kecelakaan
TMI II dan Chernobyl
 Margin keselamatan harus dibuat sedemikian sehingga
sekalipun ada kesalahan beruntuntas(termasuk
kemungkinan sabotase) tidak memicu kecelakaan fatal
yang mengancam integritas teras reaktor
Semua komponen balikan reaktivitas (reactivity feedback
harus dirancang negatif)
Pengungkung standar barat mutlak diperlukan. Pada
kecelakaan TMI II pengungkung ini yang menahan bahan
radioaktif sehingga radiasi ke lingkungan relatif kecil dan
tak ada korban jiwa
Tidak boleh adaekses reaktivitasyang terlalu besar, harus
diatasi dengan kontrol reaktivitas pasif (burnable poison)



Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

17. Pembelajaran penting dari kecelakaan
TMI II dan Chernobyl (2)
 Waktu pemeliharaan merupakan waktu kritis yang perlu
pengawasan lebih ketat dari badan regulasi
Perlu akses ke masyarakatyang relevan tentang keadaan
PLTN setiap saat
Masyarakat harus diberi tahu segala kemungkinan resiko
yang ada serta metoda mitigasinya
Aplikasi sistem keselamatan pasif/inheren sangat relevan



Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

18. Keselamatan inheren pada PLTN
 Benteng terakhir untuk mencegah kecelakaan fatal hanya
mengandalkan hukum alam, tak memerlukan komponen
aktif atau tindakan operator untuk mengaktif kannya
Misal untuk mengambil panas sisa (decay heat) seperti
pada kasus Fukushima makadigunakan sirkulasi alamiah
baik untuk pendingin biasaataupun udaradi sekitar
sehingga tak tergantung keberadaan listrik
Efek Dopplerpada reaksi inti dapat dan sejenisnya dapat
digunakan untuk mencegah terjadinya kecelakaan seperti
Chernobyl


Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

19. PLTN Berpendingin air

Mengupayakan sistem untuk dapat mencegah kekurangan
pendingindengan menyediakanstock pendingindalam jumlah
sangat besarserta mengunakanmekanismealamiahpasif dalam
prosesswitching pengaktivannya(konsep PIUS)
Penambahan boron untuk memungkinkanpasif shutdown yang
berbasis hukum-hukum dasar f luida
Pengembangan konsep PLTN modulertipe integral dengan
pembangkit uap (SG) beradadi dalam pressurevessel. Dengan
demkianpipa-pipa besardenganpressuretinggiyang rawan
memicu LOCA besardapatdihindari (Contoh pada IRIS)
Sistem sirkulasi alamiahuntuk membuangdecay heat maupun
untuk menggantikan peran pompautama (terutamadi reaktor
kecil moduler)
Sistem kontrol reaktivitaspasif untuk menghindari kecelakaan
seperti Chernobyl
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011





20. Westing House didukung oleh Politechnico di
Milano,Ansalso Energia,Universita di Pisa-Italia,
CNEN-Brazil, ENSA-Spanyol,MIT-USA,Tokyo Tech-
Japan, University of Zangreb, Croatia, dll.
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

21. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

22. Deskripsi Umum




Moduler 335 Mwe, PWR
Konsep: “Safety-by-Design”TM
Target untuk penggunaan jangka pendek
Dikembangkan oleh Westing House didukung oleh 21
organisasi dari 10 negara
Tipe Integral: Teras (bagian inti) reaktor, sistem batang
kendali, ref lektor, pembangkit uap, pengatur tekanan air
 semua berada dalam bejana reaktor
Mengimplementasikan keselamatan mandiri (inheren)
Pereoda maintenance teras: 48 bulan



Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

23. Deskripsi Umum(lanjutan)


Mengkapitalisasi teknologi yang telah teruji dari
Mengeleminasi kemungkinan LOCA(pecah pipa
berukuran besar
Sirkulasi Alamiah (aliran pendingin tanpa
LWR
dll)

memerlukan pompa) dioptimalkan terutama untuk
membuang panas sisa (lihat kasus Fukushima)
Memiliki cadangan airdalam djumalh besardi Bejana
Reaktor

Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

24. PLTN Berpendingin Gas
 Mengembangkan sistem moduler yang memiliki
kemampuan inherent safety dengan mengandalkan
reaktivitas Dopleryang sangat negatif untuk proses
pemadaman reaktor secara pasif dalam keadaan
kecelakaan
Bahan bakardi kemas dalam partikel-partikel kecil ang
dibungkus sejumlah lapisan khusus yang dapat menahan
terlepasnya bahan radioaktif ke lingkungan saat terjadi
kecelakaan parah
Merancang sistem agardapat membuang panas dengan
radiasi ke pinggirsaat terjadi kecelakaan hipotetis
pecahnya sistem pendingin


Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

25. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

26. High Temperature Gas Cooled
Reactors(HTGR)
 Mampu menahan bahan
radioaktif untuk tidak
keluar bahan bakar sampai
suhu 2000oC.
Memiliki kemampuan
bertahan terhadap berbagai
kecelakaan parah secara
mandiri (inheren) tanpa
perlu bantuan dari operator
ataupun peralatan
elektronik

Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK
9 10 November2011
- UGM

27. Teras dan bahan bakar reaktor gas
temperatur tinggi (HTGR)
Pengenalan IPTEK Nuklir
9 10 November2011
RISTEK - UGM

28. PBMR
Reaktorgas
yang
ekonomis
dan sangat
aman
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

29. PLTN Berpendingin Logam Cair
 Mengembangkan kemampuan inherentsafetydengan
memanfaatkan mekanismefeedback Doppler, Fuel Axial
Expansion, Core Radial Expansion, dan Coolant Density Effect
Menggunakan kemampuan sirkulasi alamiah yang tinggi untuk
membuang panas secara pasif saat terjadi kecelakaan termasuk
untuk membuangdecay heat
Mengembangakansistem pembuanganpanas berbasissirkulasi
alamiahudaradi luarpressurevessel (RVACS-pendingin
alternatif tanpa perlu pompa)
Mengembangkankonsep “Zero burnupreactivityswing” untuk
mengeleminir kemungkinankecelakaansuperpromptseperti di
Chernobyl analogi pencegahanlepas kendali mobil akibatpedas
gas tersangkut – kasus Toyota
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM




30. Keselamatan inheren berbasis umpan balik
reaktivitas: Efek perubahan densitas pendingin
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

31. Keselamatan inheren berbasis umpan balik
reaktivitas : Koefisien Ekspansi Radial Teras (Core
Radial Expansion)
Merupakan
feedback penting
pada reaktor
berpendingin
logam cair
(LMFBR)
Pada saat terjadi kenaikan daya atau gangguan fungsi pendingin akan
terjadi kenaikan suhu pendingin dan teras terutama bagian atas 
menyebabkan ekspansi teras bagian atasyang lebihdominan kebocoran
netron lebih besar feedback negatif
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

32. Keselamatan inheren
berbasis umpan balik
reaktivitas : Koefisien
Ekspansi Aksial Bahan
bakar (Fuel Axial
Expansion)
Low
Temperature Pada saat bahan bakar mengalami
kenaikan suhu maka ia mengalami
ekspansi aksial yang menyebabkan
densitas atom bahan bakar berkurang
feedback negatif
• High Temperature
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

33. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

34. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

35. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

36. Reaktor Cepat berpendingin Pb/Pb-Bi yang
sangat aman
 Menggunakan bakar bakar lanjut jenis nitrida, margin
keselamatan lebih tinggi
Margin temperatursampai ke titik didih sangat besar
Bisa bertahan terhadap berbagai kecelakaan parah
secara mandiri dengan menggunakan mekanisme
umpan balik temperatur


 Sistem lebih sederhana dengan pembangkit
diletakkan dalam bejana reaktor
uap
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

37. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

38. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

39. Mengapa Energi Nuklir?
 PLTN merupakan alternatif sumberenergi
yang fleksibel dan kompetitif serta ramah
lingkungan dan biasanya dijadikan beban
dasar bersama Batubara dan Panas Bumi
 Terlepas dari 3 kecelakaan besaryang
ada(termasuk Fukushima) angka korban
relatif paling kecil
 Bebas gas rumah kaca pemanasan global
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

40. Biaya Investasi Biaya bahan bakar
NUKLIR BATUBARA
Pengenalan IPTEK Nuklir
9 10 November2011
RISTEK - UGM

41. Table 4.1b: Country-by.country data on electricity generating costs for mainstream technologies
(at 10% discount rate)
NlIClear
"
I""est.
COlts
COSI
1"--
1=
FUel &
cartlon
flHll &
carbon
O&MO&M lCOElCOE
costsTlICnnDloc
Y
TlICIllOtoC
YUSD/MWn USOIMWh
:~
I
92.61- 1.20 9.33 oj(S~
Ii'll Sl
39.30
39.23
l:f"
~.O1
~
I I ! I I I I !
'.4.74 9.33 ~1JUIA .5
3
14
1
;I
~ ClOClCl .~O
,!.4
'.97
l~
~ IGce f=
WI;
~.
::l!
'-:L~110,
1 ~
10~.
105.07
?') ?~
22.81
~,
-
~
.•', IF) 1 1-
"I( ~~%- 1 ~41
~~:~
,4
~i4_~ lis~.27
I
a'FBC and CC{Sl
I 67.06 I :6.00 I 9.33 I 92.38 I I I I
;it PC c
i~PC Cwj
"oCC
;[ "DCI'o'/C~Sj
i[
56:1
12. ;7
20.
14..).1
20. '0
).24
.81
.38
.51
8.50 9.33 '''.10
~~
~GARY
1 '~5.4I 9~18 1I 'cO!
.
1 1 I 1 I
,I'TALY
I I ! I 1 I
9.3310.:'0 76.46 lok 4: .49 .49 107.031 !j(}.63 I I I I ~I
~~
IUI'It·;
. APR·l~
I
I
I
I
~
3.
I
I
:':'.:'7
:'4.2B
I 74.25
I 11.32
I
I
i:IU.UT I
25.24 I
].' 1.42
B.95
:4.42
cs.o
o
~
7.
J
I
48.38
I,~K1"1:.:1;:
"2.GBIBkPee
I
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK
9 10 November 2011
- UGM
ISBN978·92·64-08430·8
COECD2010

42. Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
Data Perbandingan Kecelakaan Fatal Sistem Energi
Negara Maju Negara Berkembang
PLTU
Batubara
PLTG gas
PLTA air
PLTN
nuklir
9 10 November2011

43. KECELAKAAN BESAR Sistem energi di Dunia
Place
Machhu II, India
Hirakud, India
Ortuella, Spain
Donbass, Ukraine
Israel
Guavio, Colombia
Nile R, Egypt
Cubatao, Brazil
Mexico City
Tbilisi, Russia
northern Taiwan
year
1979
1980
1980
1980
1982
1983
1983
1984
1984
1984
1984
number killed
2500
1000
70
68
89
160
317
508
498
100
314
comments
hydro-electric dam failure
hydro-electric dam failure
gas explosion
coal mine methane explosion
gas explosion
hydro-electric dam failure
LPG explosion
oil fire
LPG explosion
gas explosion
3 coal mine accidents
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November 2011

44. List of MAJOR ACCIDENT IN ENERGY SYSTEM
Chernobyl, Ukraine
Piper Alpha, North Sea
Asha-ufa, Siberia
Dobrnja, Yugoslavia
1986
1988
1989
1990
1991
1991
1992
1993
1994
1994
1994
1995
1995
31+
167
600
178
147
116
272
200
580
500
90
70
100
nuclear reactor accident
explosion of offshore oil platform
LPG pipeline leak and fire
coal mine
coal mine
hydro-electric dam failure
coal mine methane explosion
coal mine
fuel depot hit by lightning
oil fire
coal mine
coal mine
oil & gas explosion
Hongton, Shanxi,
Belci, Romania
Kozlu, Turkey
Cuenca, Equador
Durunkha, Egypt
Seoul, S.Korea
China
Minanao, Philippines
Dhanbad, India
Taegu, S.Korea
Pengenalan IPTEK
9 10 November 2011
Nuklir RISTEK - UGM

45. List of MAJOR ACCIDENT IN ENERGY SYSTEM
Spitsbergen, Russia
Henan, China
Datong, China
Henan, China
Fushun, China
Kuzbass, Russia/Siberia
1996
1996
1996
1997
1997
1997
1997
1997
1997
1998
1998
1998
1999
141
84
114
89
68
67
89
45
43
63
71
500+
50+
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
methane
methane
methane
methane
methane
methane
methane
methane
methane
methane
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
Huainan,
Huainan,
Guizhou,
China
China
China
Donbass, Ukraine
Liaoning, China
Warri, Nigeria
Donbass, Ukraine
oil pipeline leak and fire
coal mine methane explosion
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011

46. List of MAJOR
Donbass, Ukraine
Shanxi, China
ACCIDENT IN ENERGY SYSTEM
2000
2000
2000
2002
2003
2004
2004
2004
2004
2005
2005
2005
2005
80
40
162
115
234
47
36
148
166
215
83
102
164
coal
coal
coal
coal
gas
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
coal
mine
mine
mine
mine
methane
methane
methane
methane
explosion
explosion
explosion
explosion
Muchonggou, Guizhou,
Jixi, China
Gaoqiao, SW China
Kuzbass, Russia
Donbass, Ukraine
Henan, China
China
well blowout with H2S
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
mine
methane
methane
methane
methane
methane
methane
flooding
methane
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
explosion
Chenjiashan, Shaanxi, China
Sunjiawan, Liaoning, China
Fukang, Xinjiang, China
Xingning, Guangdong, China
Dongfeng, Heilongjiang, China
Pengenalan IPTEK
9 10 November 2011
explosion
Nuklir RISTEK - UGM

47. TERRA POWER PROJECT
 Didirikan oleh yayasannya Bill
Gates untuk mengentaskan
kemiskinan dunia
Setelah mengkajisemuapotensi
sumberenergiyang ada mereka
memutuskanbahwa untuk saat ini
sampai 50 tahun kedepan mereka
harus memanfaatkanPLTN khusus
yang dapat menggunakansecara
langsung Uraniumalam (Breed and
Burn, CANDLE, Modified
CANDLE) dan minim limbah
Mereka merencanakantahun 2015
untuk mulai mengoperasikan
reaktorini dan telah mulai agresif
memasarkanterutamake Cinadan
mendapatsambutanpositif
Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK


STATUS PLTN Saat ini- UGM

48. KESIMPULAN
 Semua sumber energi di Indonesia harus dimanfaatkan
secara maksimal seekonomis mungkin namun dengan
standar keselamatan yang tinggi untuk memenuhi
kebutuhan energi nasional yang sangat besar
Perkeembangan teknologi PLTN telah sedemikian pesat
pasca kecelakaan Chernobyl sehingga telah dapat
dihasilkan PLTN yang memiliki kemampuan keselamatan
mandiri /inheren/sangataman dan ekonomis serta sangat
ramah lingkungan
Semua sistem energi memiliki resiko, dan data-
datamenunjukkan bahwa resiko energi nuklir paling kecil
dibandingkan sumberenergi air, batubara, minyak, gas, dll.


Pengenalan IPTEK Nuklir RISTEK - UGM
9 10 November2011