Pemanfaatan Mineral Uranium Pemanfaatan Mineral Uranium Sebagai Bahan Bakar NuklirSebagai Bahan Bakar Nuklir

OlehOleh

AFLAN ZULFADLIAFLAN ZULFADLIEVY MARIA ATIEVY MARIA ATI

Dipresentasikan sebagai materi pengganti Midterm pada Dipresentasikan sebagai materi pengganti Midterm pada mata kuliah TEKNOLOGI MINERAL RADIOAKTIFmata kuliah TEKNOLOGI MINERAL RADIOAKTIFProgram Pascasarjana Magister Geologi PertambanganProgram Pascasarjana Magister Geologi Pertambangan

Universitas Gadjah MadaUniversitas Gadjah Mada20092009

Pengertian UraniumPengertian Uranium

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

• Memiliki 3 IsotopMemiliki 3 Isotop- - UU234234, Kadar sangat kecil;, Kadar sangat kecil;- - UU235235 Kadar 0,715 Kadar 0,715 ≈ 0,7 %≈ 0,7 %- - UU238238 Kadar 99,285 Kadar 99,285 ≈ 99,3 %≈ 99,3 %

• Memiliki sifat fisik yang khasMemiliki sifat fisik yang khas- Ditemukan di Alam dalam bentuk U- Ditemukan di Alam dalam bentuk U33OO88 atau UO atau UO22 berwarna hijau berwarna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua yang kekuning-kuningan dan coklat tua yang mencolok sehingga mudah dikenalimencolok sehingga mudah dikenali- Bila disinari cahaya ultra ungu,uranium akan- Bila disinari cahaya ultra ungu,uranium akan mengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indahmengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indah

Daur Bahan Bakar NuklirDaur Bahan Bakar Nuklir

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

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

• Pemurnian UraniumPemurnian Uranium- Pemurnian bertujuan untuk merubah yellowcake- Pemurnian bertujuan untuk merubah yellowcake dengan kemurnian yang tinggi, dari proses pemurnian dengan kemurnian yang tinggi, dari proses pemurnian akan diperoleh produk akhir berupa UOakan diperoleh produk akhir berupa UO22 atau U atau U33OO8.8.

• Pengayaan UraniumPengayaan Uranium- Pengayaan dimaksudkan untuk meningkatkan kadar - Pengayaan dimaksudkan untuk meningkatkan kadar UU235235 yang akan digunakan sebagai bahan bakar, yang akan digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan Usedangkan U238238 dan U dan U234234 tidak dapat diajdikan bahan tidak dapat diajdikan bahan bakar karena tidak dapat melakukan reaksi fisi.bakar karena tidak dapat melakukan reaksi fisi.

• PabrikasiPabrikasi- Menyiapkan bahan bakar nuklir secara fisik sesuai - Menyiapkan bahan bakar nuklir secara fisik sesuai dengan jenis yang dibutuhkan oleh reaktor nuklirdengan jenis yang dibutuhkan oleh reaktor nuklir

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

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

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

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

Bahan Bakar UraniumBahan Bakar Uranium

Reaksi FisiReaksi Fisi

Neutron Induced FissionNeutron Induced Fission

• Inti Berat akan pecah bila mengalami tumbukan.Inti Berat akan pecah bila mengalami tumbukan.

-Tumbukan menyebabkan -Tumbukan menyebabkan nukleon kehilangannukleon kehilangan kesetimbangan.kesetimbangan.-Tumbukan yang keras -Tumbukan yang keras merupakan kondisi terbaikmerupakan kondisi terbaik

untuk menginduksi fisiuntuk menginduksi fisi- Neutron merupakan proyektil - Neutron merupakan proyektil ideal untuk menginduksi fisiideal untuk menginduksi fisi

Chain ReactionChain Reaction• Neutron can induce fissionNeutron can induce fission• Induced fission release Induced fission release

neutronneutron• This cycle can repeat This cycle can repeat

and result “Chain Reaction”and result “Chain Reaction”• Each fission release energyEach fission release energy

-many fission release -many fission release prodigious amounts of energyprodigious amounts of energy-sudden energy produce -sudden energy produce immense explosionimmense 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 NuklirSiklus Bahan Bakar Nuklir

Prinsip Kerja Listrik Tenaga NuklirPrinsip Kerja Listrik Tenaga Nuklir

• Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besaryang sangat besar

• Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin primer maupun untuk menguapkan air pendingin primer maupun sekunder tergantung pada tipe reaktor nuklir sekunder tergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.yang digunakan.

• Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).

• Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrikarus listrik

Klasifikasi Reaktor NuklirKlasifikasi Reaktor Nuklir

• Berdasarkan perbedaan spektrum energineutron (reaktor cepat, reaktor termal)

• Berdasarkan jenis material yang digunakansebagai moderator dan pendingin (Magnox,AGR, LWR, HWR, RBMK, HTGR)

• Berdasarkan fungsi (reaktor riset,converter,reaktor daya)

Nuclear Power PlantNuclear Power Plant

Reaktor DayaReaktor Daya

Tipe PLN (PWR)Tipe PLN (PWR)

Tipe PLN (BWR)Tipe PLN (BWR)

Evolusi Reaktor DayaEvolusi Reaktor Daya

Evolusi Desain PLNEvolusi Desain PLN

Sumber Energi UtamaSumber Energi Utama

Resources Energi Bahan Bakar per 1000 MWe

  per Kg Bahan Bakar plant per TahunFisi Nuklir   30 ton

a). 50.000 KWhBatu Bara   2.600.000 ton

3 KWh

Minyak Bumi 4 KWh 2.000.000 ton

Reaktor NuklirReaktor Nuklir

Emisi Gas COEmisi Gas CO22

Greenhouse Gas EmissionsGreenhouse Gas Emissions

KesimpulanKesimpulan

• Penggunaan uranium sebagai bahan bakar nuklir sangat Penggunaan uranium sebagai bahan bakar nuklir sangat menguntungkan, bila hal tersebut ditinjau dari berbagai menguntungkan, bila hal tersebut ditinjau dari berbagai aspek, antara lain : segi harga bahan baku, tingkat aspek, antara lain : segi harga bahan baku, tingkat pencemaran atau emisi gas CO2 yang dihasilkan serta pencemaran atau emisi gas CO2 yang dihasilkan serta energi yang sangat besar yang dikandungnya.energi yang sangat besar yang dikandungnya.

• Penggunaan uranium dapat merupakan salah satu solusi Penggunaan uranium dapat merupakan salah satu solusi dalam mengatasi kelangkaan energi, khususnya energi dalam mengatasi kelangkaan energi, khususnya energi listrik.listrik.

• Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan Salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batubara.batubara.

• Perlu diberikan pemahaman yang kompreshinsif kepada Perlu diberikan pemahaman yang kompreshinsif kepada pihak terkait tentang bahaya yang ditimbulkan tidak akan pihak terkait tentang bahaya yang ditimbulkan tidak akan terjadi bila hal tersebut ditangani oleh orang yang tepat.terjadi bila hal tersebut ditangani oleh orang yang tepat.

LiteraturLiteratur

• Materi Kuliah “Teknologi Mineral Materi Kuliah “Teknologi Mineral Radioaktif”program pascasarjana Magister Radioaktif”program pascasarjana Magister Geologi Pertambangan UGMGeologi Pertambangan UGM

• www.batan.go.idwww.batan.go.id• Badan pengawas tenaga nuklirBadan pengawas tenaga nuklir• Materi presentasi kepala BATAN 14 Juni Materi presentasi kepala BATAN 14 Juni

20052005• www.infonuklir.comwww.infonuklir.com

Terima kasihTerima kasih

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