Nuklir merupakan sebuah energi yang tengah dikembangkan oleh banyak negara. Jika dilihat berdasarkan teori atom, energi nuklir ini sendiri adalah energi yang berasal dari inti atom. Dimana energi tersebut dapat terbentuk melalui dua macam cara yaitu dilepaskan oleh fusi nuklir (inti disatukan), yaitu ketika inti atom digabungkan atau digabungkan bersamaan.
Disisi lain energi nuklir dapat dimaksimalkan untuk menghasilkan listrik. Dimana reaksi nuklir menyebabkan perubahan inti atom yang pada gilirannya menyebabkan perubahan pada atom itu sendiri. Reaksi nuklir mengubah 1 elemen menjadi elemen yang sama sekali berbeda. Misalkan jika sebuah inti berinteraksi dengan arti partikel lain kemudian terpisah tanpa mengubah karakteristik inti lain maka proses tersebut disebut sebagai hamburan inti daripada menetapkannya sebagai reaksi nuklir. Ini tidak berarti peluruhan radioaktif.
Energi Nuklir
Energi nuklir dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, akan tetapi harus dilepaskan dari atom terlebih dahulu. Dalam proses fisi nuklir, atom dibelah untuk melepaskan energi tersebut. Reaktor nuklir, atau pembangkit listrik, adalah serangkaian mesin yang dapat mengontrol fisi nuklir untuk menghasilkan listrik.
Bahan bakar yang digunakan reaktor nuklir untuk menghasilkan fisi nuklir adalah pelet dari unsur uranium. Dalam reaktor nuklir, atom uranium dipaksa untuk pecah. Saat itu membelah, atom melepaskan partikel kecil yang disebut produk fisi. Produk fisi menyebabkan atom uranium lain terpecah, memulai reaksi berantai. Energi yang dilepaskan dari reaksi berantai ini menciptakan panas.
Panas yang dihasilkan oleh fisi nuklir menghangatkan zat pendingin reaktor. Agen pendingin biasanya air, tetapi beberapa reaktor nuklir menggunakan logam cair atau garam cair. Agen pendingin, dipanaskan oleh fisi nuklir, menghasilkan uap. Uap memutar turbin, atau roda diputar oleh arus yang mengalir. Turbin menggerakkan generator, atau mesin yang menghasilkan listrik.
Pada 2011, sekitar 15 persen listrik dunia dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir. Amerika Serikat memiliki lebih dari 100 reaktor, meskipun sebagian besar listriknya dihasilkan dari bahan bakar fosil dan energi hidroelektrik. Negara-negara seperti Lithuania, Prancis, dan Slovakia menghasilkan hampir semua listrik mereka dari pembangkit listrik tenaga nuklir.
Pengertian Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi di inti atom yang dilepaskan oleh reaksi nuklir baik melalui fisi atau fusi, dimana dalam fusi nuklir, atom bergabung membentuk atom yang lebih besar, sedangkan dalam fisi nuklir, pembelahan atom terjadi untuk membentuk atom yang lebih kecil dengan melepaskan energi.
Pengertian Energi Nuklir Menurut Para Ahli
Adapun definisi energi nuklir menurut para ahli, antara lain:
- Encyclopedia Britannica, Energi nuklir adalah energi yang dilepaskan dalam jumlah yang signifikan dalam proses yang mempengaruhi inti atom yang padat. Ini berbeda dari energi fenomena atom lainnya seperti reaksi kimia biasa, yang hanya melibatkan elektron orbital atom.
- Your Dictionary, Energi nuklir adalah energi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir, terutama melalui fisi atau fusi, disisi lain energi yang dilepaskan dari atom dalam reaksi nuklir atau peluruhan radioaktif; khususnya, energi yang dilepaskan dalam fisi nuklir atau fusi nuklir.
Jenis Energi Nuklir
Saat ini, terdapat dua cara untuk menghasilkan energi nuklir, yaitu melalui fisi dan fusi. Reaksi fisi lebih mudah dikendalikan daripada reaksi fusi. Inilah sebabnya mengapa semua pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan reaksi fisi untuk menghasilkan energi dan listrik.
-
Fisi
Pada pembangkit listrik tenaga nuklir, metode yang paling banyak digunakan untuk menghasilkan energi adalah melalui fisi. Fisi dilakukan untuk memecah atom, biasanya uranium, dalam reaktor nuklir.
Ketika sebuah atom membelah, neutron dilepaskan, neutron kemudian menyerang atom lain dan memulai reaksi berantai. Pemisahan atom menghasilkan energi dalam jumlah besar, dan energi itu mengubah air menjadi uap, yang menggerakkan turbin. Turbin memutar generator dan menghasilkan listrik, yang dimanfaatkan.
-
Fusi
Fusi nuklir adalah metode lain untuk menghasilkan energi. Matahari menggunakan proses ini untuk menghasilkan energinya. Pada 2009, fusi nuklir belum dikendalikan oleh manusia dan tidak digunakan sebagai alat penghasil listrik. Penggunaan utamanya masih hanya untuk produksi senjata nuklir.
Fusi nuklir bekerja berdasarkan gagasan untuk memaksa dua inti bersama melalui tekanan yang kuat. Ketika dua inti berfusi, sebuah elemen baru terbentuk, dan sejumlah besar energi dilepaskan. Proses ini juga memicu reaksi berantai, yang sulit dikendalikan.
Rumus Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi yang terperangkap di dalam setiap atom. Orang Yunani kuno percaya bahwa bagian terkecil dari alam adalah atom. Tetapi mereka tidak tahu 2000 tahun yang lalu bahwa atom terdiri dari partikel yang lebih kecil, yaitu inti yang terdiri atas proton dan neutron, dikelilingi oleh elektron, yang berputar mengelilingi nukleus seperti halnya bumi berputar mengelilingi matahari.
Salah satu hukum alam semesta adalah bahwa materi dan energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, tapi bisa diubah bentuknya. Materi dapat diubah menjadi energi. Rumus penghituangannya
E = mc2
Menjelaskan hal ini.
- E : Eenergi
- m : Massa
- c : Kecepatan cahaya
Ilmuwan menggunakan persamaan Einstein sebagai kunci untuk membuka kunci energi atom dan membuat bom atom. Inti atom dapat dipisahkan. Ini dikenal sebagai fisi. Ketika ini dilakukan, sejumlah besar energi dalam bentuk panas dan cahaya dilepaskan melalui inisiasi reaksi berantai. Energi ini, ketika dilepaskan secara perlahan, dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Ketika dilepaskan sekaligus, itu menghasilkan ledakan yang luar biasa seperti bom atom.
Manfaat Energi Nuklir
Manfaat energi nuklir, diantaranya yaitu:
-
Kapasitas Energi Besar
Setelah pembakaran penuh, 1 kg uranium yang diperkaya hingga 4% (yang digunakan dalam bahan bakar nuklir) melepaskan energi yang setara dengan yang diperoleh sebagai hasil dari pembakaran sekitar 100 ton batubara bituminus berkualitas tinggi atau 60 ton minyak.
-
Dapat digunakan Kembali
Bahan fisil (Uranium-235) tidak seluruhnya terbakar dalam bahan bakar nuklir dan bisa digunakan kembali setelah mengalami regenerasi. Hal itu tentunya berbeda dari abu dan pembakaran bahan bakar fosil).
-
Mengurangi Gas Rumah Kaca
Pengembangan intensif energi nuklir dapat dianggap sebagai sarana untuk memerangi pemanasan global. Setiap tahun pembangkit listrik tenaga nuklir di Eropa memungkinkan untuk menghindari emisi 700 juta ton CO2, dan di Jepang memungkinkan untuk menghindari emisi 270 juta ton CO2.
Pembangkit listrik tenaga nuklir Rusia yang aktif setiap tahun mencegah emisi 210 juta ton karbon dioksida ke atmosfer. Dalam hal ini, Rusia menempati urutan keempat di dunia.
-
Pertumbuhan ekonomi
Pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir memberikan pertumbuhan ekonomi dan menciptakan lapangan kerja baru: 1 pekerjaan di konstruksi pembangkit listrik tenaga nuklir menciptakan 10 sampai dengan 15 pekerjaan di sektor terkait. Pengembangan tenaga nuklir memberikan kontribusi terhadap pertumbuhan penelitian dan potensi intelektual nasional.
Berdasarkan beberapa manfaat tersebut, terdapat beberapa alasan nuklir dikatakan termasuk energi yang bersih dan berkelanjutan, antara lain:
- Energi nuklir melindungi kualitas udara
Nuklir adalah sumber energi bersih tanpa emisi. Ini menghasilkan tenaga melalui fisi, yang merupakan proses pemisahan atom uranium untuk menghasilkan energi. Panas yang dilepaskan oleh fisi digunakan untuk membuat uap yang memutar turbin untuk menghasilkan listrik tanpa produk sampingan berbahaya yang dipancarkan oleh bahan bakar fosil.
Menurut Institut Energi Nuklir (NEI), Amerika Serikat menghindari lebih dari 476 juta metrik ton emisi karbon dioksida pada tahun 2019. Itu setara dengan menghilangkan 100 juta mobil dari jalan dan lebih dari gabungan semua sumber energi bersih lainnya.
Itu juga menjaga kebersihan udara dengan menghilangkan ribuan ton polutan udara berbahaya setiap tahun yang berkontribusi terhadap hujan asam, kabut asap, kanker paru-paru dan penyakit kardiovaskular.
- Lahan yang dibutuhkan lebih kecil
Meskipun menghasilkan tenaga bebas karbon dalam jumlah besar, energi nuklir menghasilkan lebih banyak listrik pada lahan yang lebih kecil daripada sumber udara bersih lainnya. Fasilitas nuklir 1.000 megawatt di Amerika Serikat membutuhkan lebih dari 1 mil persegi untuk beroperasi.
NEI mengatakan ladang angin membutuhkan 360 kali lebih banyak luas lahan untuk menghasilkan jumlah listrik yang sama dan pembangkit listrik tenaga surya membutuhkan 75 kali lebih banyak ruang.
Untuk menempatkannya dalam perspektif, kita akan membutuhkan lebih dari 3 juta panel surya untuk menghasilkan jumlah daya yang sama dengan reaktor komersial biasa atau lebih dari 430 turbin angin (faktor kapasitas tidak termasuk).
- Energi nuklir menghasilkan limbah minimal
Bahan bakar nuklir sangat padat. Jumlahnya sekitar 1 juta kali lebih besar daripada sumber energi tradisional lainnya dan karena itu, jumlah bahan bakar nuklir bekas tidak sebesar yang kita kira. Semua bahan bakar nuklir bekas yang diproduksi oleh industri energi nuklir AS selama 60 tahun terakhir bisa muat di lapangan sepak bola dengan kedalaman kurang dari 10 yard!
Limbah itu juga dapat diproses ulang dan didaur ulang, meskipun Amerika Serikat saat ini tidak melakukannya. Namun, beberapa desain reaktor canggih yang sedang dikembangkan dapat beroperasi dengan bahan bakar bekas.
Contoh Energi Nuklir
Energi nuklir dan produk sampingannya, seperti kobalt-60, memiliki beberapa kegunaan. Ini termasuk tidak hanya dalam pembuatan senjata, tetapi juga untuk pengobatan, eksplorasi ruang angkasa dan banyak lagi. Berikut ini penjelasan singkat terkait contoh energi nuklir beserta penggunannya:
-
Listrik
Saat kita memikirkan tenaga nuklir, kita memikirkan bagaimana panas fisi nuklir digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Hal ini dilakukan pada pembangkit listrik tenaga nuklir, ketika uranium dibelah di dalam reaktor. Energi yang dihasilkan memanaskan air untuk memutar turbin. Pemutaran turbin menghasilkan listrik seperti turbin pada kincir angin.
Kita tidak dapat berbicara tentang pembangkit listrik tenaga nuklir tanpa diskusi tentang Chernobyl pada tahun 1986 dan Fukushima Daiichi pada tahun 2011. Dalam kedua insiden ini, reaktor nuklir meleleh, menyebabkan radiasi dan limbah nuklir dilepaskan ke atmosfer. Kecelakaan ini mempengaruhi kehidupan beberapa ribu orang dan menyebabkan banyak kematian.
Meskipun tenaga nuklir umumnya dapat diandalkan dan lebih murah, produk sampingan dan polutan air yang dihasilkannya membuatnya sangat kontroversial.
-
Senjata nuklir
Hal lain yang terlintas dalam pikiran kita saat memikirkan tentang energi nuklir adalah senjata, seperti bom atom atau hidrogen. Menggunakan fisi nuklir dan fusi, bom ini menciptakan ledakan kuat, yang dapat menghancurkan area yang luas dalam hitungan detik. Ledakan tersebut juga menciptakan tingkat radiasi beracun bagi mereka yang selamat dari ledakan awal.
Besarnya kerusakan yang bisa ditimbulkan senjata-senjata ini dalam perang membuatnya membutuhkan pengaturan yang ketat. Faktanya, perjanjian internasional dibuat pada 2017 oleh beberapa negara besar untuk mencegah senjata nuklir menyebar.
-
Eksplorasi Luar Angkasa
Energi nuklir dapat digunakan di generator untuk menjelajahi luar angkasa. Probe Cassini-Huygens menjelajahi Saturnus dengan menggunakan Radioactive Isotope Thermoelectric Generator (RTG) sebelum dihancurkan pada tahun 2017.
-
Pengobatan nuklir
Beberapa produk sampingan yang dibuat selama fisi nuklir di reaktor penting untuk bidang kedokteran. Misalnya, cobalt-60 digunakan oleh rumah sakit untuk membersihkan peralatan seperti implan, kateter, dan pisau bedah, bersama dengan perangkat medis yang kompleks dan teknologi lainnya.
Hal ini juga digunakan dalam radioterapi medis untuk pengobatan kanker dan pencitraan medis. Pemindaian positron emission tomography (PET) menggunakan pewarna khusus dengan pelacak radioaktif.
-
Perawatan Makanan
Energi dan teknologi nuklir digunakan dalam pangan dan pertanian untuk membuat proses menjadi lebih aman dan efektif. Misalnya, teknologi terkait nuklir digunakan dalam mensterilkan hama pertanian untuk mengurangi penggunaan pestisida.
Hal ini membuat hama tidak mungkin berkembang biak, secara bertahap menghilangkannya. Teknik energi nuklir juga digunakan untuk menguji makanan guna memastikan kontaminan berbahaya tidak tertinggal pada produk. Teknik ini juga dapat meningkatkan hasil dari ternak.
-
Bahan Bakar Kapal Laut
Energi nuklir merupakan salah satu energi yang digunakan sebagai bahan bakar untuk menggerakan mesin kapal. Nuklir dipilih karena dianggap lebih efisien. Selain itu mesin yang menggunakan bahan bakar energi nuklir ini dianggap lebih tidak berisik dibandingkan dengan mesin kapal yang tidak menggunakannya.
Nah, itulah tadi artikel yang bisa kami berikan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian energi nuklir menurut para ahli, macam, rumus penghitungan, manfaat, dan contoh penggunaannya. Semoga memberikan wawasan bagi semuanya.
