memahami artikel pembangkit listrik tenaga nuklir

http://www.explainthatstuff.com/how-nuclear-power-plants-work.html

Nuclear power plants

  

by Chris Woodford. Last updated: September 16, 2015.

Atomic energy has had a mixed history in the half-century or so since the world's first commercial nuclear power plant opened at Calder Hall (now Sellafield) in Cumbria, England in 1956. Huge amounts of world energy have been produced from atoms ever since, but amid enormous controversy. Some people believe nuclear power is a vital way to tackle climate change; others insist it is dirty, dangerous, uneconomic, and unnecessary. Either way, it helps if you understand what nuclear energy is and how it works—so let's forget the politics for a moment and take a closer look at the science.

#Energi atom telah memiliki sejarah sejak setengah abad tahun yang lalu atau lebih sejak pembangkit listrik tenaga nuklir komersial pertama kali dikenal di Inggris pada tahun 1956, di Calder Hall (sekarang Sellafield) di Cumbria,jmlah besar energi dunia telah dihasilkan dari atom, tapi di tengah kontroversi besar. Beberapa orang percaya tenaga nuklir adalah cara penting untuk mengatasi perubahan iklim. Tapi yang lain bersikeras tenaga nuklir itu adalah kotor, berbahaya, tidak ekonomis, dan tidak perlu. Disini ada pemahaman tenaga nuklir dan bagaimana cara kerjanya.

What is atomic energy?

It's not immediately obvious but tall buildings store energy—potential energy. You have to work hard to lift bricks and other building materials up off the ground into the right position and, as long as they remain where you put them, they can store that energy indefinitely. But a tall, unstable building is bound to collapse sooner or later and, when it does so, the materials from which it was built come crashing back down to the ground, releasing their stored potential energy as heat, sound, and kinetic energy (the bricks could fall on your head!).

Atoms (the building blocks of matter) are much the same. Some large atoms are very stable and quite happy to stay as they are pretty much forever. But other atoms exist in unstable forms called radioactive isotopes. They're the atomic equivalents of wobbly old buildings: sooner or later, they're bound to fall apart, splitting into bits like a large building tumbling to the ground and releasing energy on the way. When large atoms split into one or more smaller atoms, giving off other particles and energy in the process, we call it nuclear fission. That's because the central part of the atom (the nucleus) is what breaks up and fission is another word for splitting apart. Nuclear fission can happen spontaneously, in which we case we call it radioactive decay (the conversion of unstable, radioactive isotopes into stable atoms that aren't radioactive). It can also be made to happen on demand—which is how we get energy out of atoms in nuclear power plants. That type of fission is called a nuclear reaction.

#Apa energi atom?

Disini mengibaratkan tenaga nukir seperti:

gedung-gedung tinggi menyimpan energi-energi

potensial.Anda harus bekerja keras untuk

mengangkat batu bata dan bahan bangunan

lainnya dari tanah ke posisi yang tepat dan,

selama mereka tetap di mana Anda

menempatkan mereka, mereka dapat

menyimpan energi yang tanpa batas. ketika

gedung tinggi tidak stabil terikat runtuh cepat

atau lambat, dan ketika bahan dari mana

dibangun datang menerjang kembali ke tanah,

melepaskan energi potensial yang tersimpan

sebagai panas, suara, dan energi kinetik (batu

bata bisa jatuh di kepala Anda!).

Beberapa atom besar yang stabil bisa tetap

tinggal dan tidak terpecah dan terkumpul

selamanya, Tapi atom lain ada dalam bentuk

yang tidak stabil disebut isotop radioaktif.

atom yang setara dari bangunan tua pecah:

cepat atau lambat, mereka pasti berantakan

ketika membelah diri menjadi potongan-

potongan seperti bangunan besar jatuh ke

tanah dan melepaskan energi di jalan. Ketika

atom besar dibagi menjadi satu atau lebih kecil,

partikel yang lepas memberikan energi dan

proses yang sering disebut fisi nuklir. Fisi nuklir

bisa terjadi secara spontan, dimana sering

dikenal dengan peluruhan radioaktif. energi

dari atom di pembangkit listrik tenaga

nuklir.Jenis fisi ini disebut reaksi nuklir.

How much energy can one atom make?

E = mc2

If E is energy, m is mass (the scientific word for the ordinary stuff around us), and c is the speed of light, Einstein's equation says that you can turn a tiny amount of mass into a huge amount of energy. How come? Looking at the math, c is a really huge number (300,000,000) so c2 is even bigger: 90,000,000,000,000,000. That's how many joules (the standard measurement of energy) you'd get from a kilogram of mass. In theory, if you could turn about seven billion hydrogen atoms completely to energy, you'd get about one joule (that's about as much energy as a 10-watt lightbulb consumes in a tenth of a second). Remember, though, these are just ballpark, guesstimate numbers. The only point we really need to note is this: since there are billions and billions of atoms in even a tiny spec of matter, it should be possible to make lots of energy from not very much at all. That's the basic idea behind nuclear power.

In practice, nuclear power plants don't work by obliterating atoms completely; instead, they split very large atoms into smaller, more tightly bound, more stable atoms. That releases energy in the process—energy we can harness. According to a basic rule of physics called the law of conservation of energy, the energy released in a nuclear fission reaction is equal to the total mass of the original atom (and all the energy holding it together) minus the total mass of the atoms it splits into (and all the energy holding them together). For a more detailed explanation of why nuclear reactions release energy, and how much they can release, see the article binding energy on Hyperphysics.

#Seberapa banyak energy yang dibuat satu atom?

E = mc2

Albert Einstein merumuskan E adalah energi, m

adalah massa dan c adalah kecepatan cahaya,

persamaan Einstein mengatakan bahwa Anda

dapat mengubah jumlah kecil massa menjadi

sejumlah besar energi. Secara teori, jika Anda

bisa mengubah sekitar tujuh miliar atom

hidrogen sepenuhnya untuk energi, Anda akan

mendapatkan sekitar satu joule (itu tentang

energi sebanyak bola lampu 10 watt

mengkonsumsi dalam sepersepuluh detik).

Ingat, meskipun, ini hanya perkiraan, angka

kira-kira angka. Satu-satunya titik kita

benar-benar perlu diperhatikan adalah ini:

karena ada miliaran dan miliaran atom

bahkan spec kecil materi, itu harus mungkin

untuk membuat banyak energi dari tidak sangat

banyak sekali. Itulah ide dasar di balik tenaga

nuklir.

Dalam praktek, menggunakan pembangkit listrik

tenaga nuklir tidak bekerja dengan

melenyapkan atom sepenuhnya namun

sebaliknya, mereka membagi atom yang sangat

besar menjadi lebih kecil, terikat lebih erat,

atom lebih stabil.Yang melepaskan energi dalam

proses energi yang dapat kita manfaatkan.

Menurut aturan dasar fisika disebut hukum

kekekalan energi, energi yang dilepaskan

dalam reaksi fisi nuklir adalah sama dengan

massa total atom asli (dan semua energi

memegang bersama-sama) dikurangi total

massa atom itu terbagi menjadi (dan semua

energi menahan mereka bersama-sama). Untuk

penjelasan lebih rinci tentang mengapa reaksi

nuklir melepaskan energi, dan berapa banyak

mereka dapat melepaskan, lihat artikel yang

mengikat energi pada HyperPhysics.

What is a chain reaction?

What if you could make lots of atoms split up one after another? In theory, you could get them to release a huge amount of energy. If breaking up billions of atoms sounds like a real bore (like breaking billions of eggs to make an omelet), there's one more handy thing that helps: some radioactive isotopes will go on splitting themselves automatically in what's called a chain reaction, producing power for pretty much as long as you want.

Suppose you take a really heavy atom—a stable kind of uranium called uranium-235. Each of its atoms has a nucleus with 92 protons and 143 neutrons. Fire a neutron at uranium-235 and you turn it into uranium-236: an unstable version of the same atom (a radioactive isotope of uranium) with 92 protons and 144 neutrons (remember that you fired an extra one in). Uranium-236 is too unstable to hang around for long so it splits apart into two much smaller atoms, barium and krypton, releasing quite a lot of energy and firing off three spare neutrons at the same time.

Now the brilliant thing is that the spare neutrons can crash into other uranium-235 atoms, making them split apart too. And when each of those atoms splits, it too will produce spare neutrons. So a single fission of a single uranium-235 atom rapidly becomes a chain reaction—a runaway, nuclear avalanche that releases a huge amount of energy in the form of heat.

#Apa reaksi berantai?

Misalkan Anda mengambil atom-jenis yang

stabil benar-benar berat uranium disebut

uranium-235.Setiap atom yang memiliki inti

dengan 92 proton dan neutron 143.

Menembakkan neutron pada uranium-235 dan

Anda mengubahnya menjadi uranium-236:

versi stabil dari atom yang sama (isotop

radioaktif uranium) dengan 92 proton dan

neutron 144 (ingat bahwa Anda dipecat

tambahan satu di). Uranium-236 adalah terlalu

tidak stabil untuk berkeliaran lama sehingga

membagi terpisah menjadi dua atom jauh lebih

kecil, barium dan kripton, merilis cukup banyak

energi dan menembakkan tiga neutron cadang

pada waktu yang sama.

Sekarang hal brilian adalah bahwa neutron

cadang dapat menabrak uranium-235 atom

lain, membuat mereka terpecah juga. Dan

ketika masing-masing atom membagi, juga

akan menghasilkan neutron cadang. Jadi fisi

tunggal tunggal uranium-235 atom cepat

menjadi reaksi-a, longsoran nuklir pelarian

rantai yang melepaskan sejumlah besar energi

dalam bentuk panas.

What's the difference between a nuclear power plant and a nuclear bomb?

In a nuclear bomb, the chain reaction isn't controlled, and that's what makes nuclear weapons so terrifyingly destructive. The entire chain reaction happens in a fraction of a second, with one splitting atom producing two, four, eight, sixteen, and so on, releasing a massive amount of energy in the blink of an eye. In nuclear power plants, the chain reactions are very carefully controlled so they proceed at a relatively slow rate, just enough to sustain themselves, releasing energy very steadily over a period of many years or decades. There is no runaway, uncontrolled chain reaction in a nuclear power plant.

#Apa perbedaan antara pembangkit listrik

tenaga nuklir dan bom nuklir?

Dalam sebuah bom nuklir, reaksi berantai yang

tidak terkontrol, dan itulah yang membuat

senjata nuklir sehingga menakutkan

destruktif.Seluruh reaksi berantai yang terjadi

dalam sepersekian detik, dengan satu atom

membelah memproduksi dua, empat, delapan,

enam belas, dan seterusnya, melepaskan

sejumlah besar energi dalam sekejap mata.Di

pembangkit listrik tenaga nuklir, reaksi

berantai yang sangat hati-hati dikendalikan

sehingga mereka melanjutkan pada tingkat

yang relatif lambat, hanya cukup untuk

mempertahankan diri, melepaskan energi yang

sangat mantap selama bertahun-tahun atau

dekade.

How does a nuclear power plant work?

Okay, we've figured how to get energy from an atom, but the energy we've got isn't that helpful: it's just a huge amount of heat! How do we turn that into something much more useful, namely electricity? A nuclear power plant works pretty much like a conventional power plant, but it produces heat energy from atoms rather than by burning coal, oil, gas, or another fuel. The heat it produces is used to boil water to make steam, which drives one or more giant steam turbines connected to generators—and those produce the electricity we're after. Here's how:

Diagram showing the sequence of power-making steps inside a nuclear electricity power plant.

First, uranium fuel is loaded up into the reactor—a giant concrete dome that's reinforced in case it explodes. In the heart of the reactor (the core), atoms split apart and release heat energy, producing neutrons and splitting other atoms in a carefully controlled nuclear reaction.

Control rods made of materials such as cadmium and boron can be raised or lowered into the reactor to soak up neutrons and slow down or speed up the chain reaction.

Water is pumped through the reactor to collect the heat energy that the chain reaction produces. It constantly flows around a closed loop linking the reactor with a heat exchanger.

Inside the heat exchanger, the water from the reactor gives up its energy to cooler water flowing in another closed loop, turning it into steam. Using two unconnected loops of water and the heat exchanger helps to keep water contaminated with radioactivity safely contained in one place and well away from most of the equipment in the plant.

The steam from the heat exchanger is piped to a turbine. As the steam blows past the turbine's vanes, they spin around at high speed.

The spinning turbine is connected to an electricity generator and makes that spin too.

The generator produces electricity that flows out to the power grid—and to our homes, shops, offices, and factories.

#Bagaimana cara kerja pembangkit listrik

tenaga nuklir?

Oke, kita sudah menemukan cara untuk

mendapatkan energi dari atom, tetapi energi

yang kita punya adalah tidak membantu: itu

hanya sejumlah besar panas! Bagaimana kita

mengubah itu menjadi sesuatu yang jauh lebih

berguna, yaitu listrik? Sebuah pembangkit listrik

tenaga nuklir bekerja cukup banyak seperti

pembangkit listrik konvensional, tetapi

menghasilkan energi panas dari atom bukan

oleh pembakaran batu bara, minyak, gas, atau

bahan bakar lain. Panas yang dihasilkan

digunakan untuk merebus air untuk membuat

uap, yang mendorong satu atau lebih turbin uap

raksasa yang terhubung ke generator-dan

mereka menghasilkan listrik.

Diagram yang menunjukkan urutan langkah-

langkah membuat power-dalam pembangkit

tenaga listrik nuklir.

Pertama, bahan bakar uranium dimuat ke

dalam reaktor kubah beton-raksasa yang

diperkuat dalam kasus itu meledak. Di jantung

reaktor (inti), atom terpecah dan melepaskan

energi panas, memproduksi neutron dan

membelah atom lain dalam reaksi nuklir

terkendali dengan hati-hati.

Kontrol batang terbuat dari bahan-bahan

seperti kadmium dan boron dapat dinaikkan

atau diturunkan ke dalam reaktor untuk

menyerap neutron dan memperlambat atau

mempercepat reaksi berantai.

Air dipompa melalui reaktor untuk

mengumpulkan energi panas yang menghasilkan

reaksi berantai. Terus-menerus mengalir di

sekitar loop tertutup yang menghubungkan

reaktor dengan penukar panas.

Di dalam penukar panas, air dari reaktor

memberikan energi untuk air dingin yang

mengalir dalam lingkaran tertutup lain,

mengubahnya menjadi uap. Menggunakan dua

loop tidak berhubungan air dan penukar panas

membantu untuk menjaga air yang

terkontaminasi dengan radioaktivitas aman

yang terkandung dalam satu tempat dan jauh

dari sebagian besar peralatan di pabrik.

Uap dari penukar panas disalurkan ke

turbin.Sebagai pukulan uap melewati baling-

baling turbin, mereka berputar dengan

kecepatan tinggi.

Turbin berputar terhubung ke generator listrik

dan membuat spin yang terlalu.

Generator menghasilkan listrik yang mengalir ke

jaringan listrik ke rumah, toko, kantor, dan

pabrik.

Can a nuclear power plant explode like a nuclear bomb?

One reason many people oppose nuclear power is because they think nuclear plants are like enormous nuclear bombs, just waiting to explode and wipe out civilization. It's true that nuclear plants and nuclear bombs are both based on nuclear reactions in which atoms split apart, but that's generally where the similarity begins and ends.

To start with, very different grades of uranium are used in power plants and nuclear bombs (some bombs use plutonium, but that's another story). Bombs need extremely pure (enriched) uranium-235, which is made by removing contaminants (notably another isotope of uranium, uranium-238) from naturally occurring uranium. Unless the contaminants are removed, they stop a nuclear chain reaction from occurring. Power plants can work with less purified, much more ordinary uranium providing they add another substance called a moderator. The moderator, typically made of carbon or water, effectively "converts" the less pure uranium so it will allow a chain reaction to happen. (I won't go into the details here, but it works by slowing down neutrons so they are less readily absorbed by any uranium-238 impurities and have a greater chance of causing fission in the all-important uranium-235.) All we really need to know about the moderator is that it makes a chain reaction possible in relatively impure uranium—and without it the reaction stops.

So what happens if the reaction inside a power plant starts to run out of control? If that happens, so much energy is released that the reactor overheats and may even explode—but in a relatively small, entirely conventional explosion, not an apocalyptic nuclear bomb. In that situation, the moderator burns or melts, the reactor is destroyed, and the nuclear reaction stops; there is no runaway chain reaction. The worst situation is called a meltdown: the reactor melts into a liquid, producing a hot, radioactive glob that drops deep down into the ground, potentially contaminating water supplies.

There are various other important differences that stop nuclear power plants from turning into nuclear bombs. In particular, nuclear bombs have to be assembled in a very precise way and detonated so that they implode (pushing the nuclear material together so it reacts properly). These conditions don't occur in a nuclear power plant.

A different kind of power plant called a fast-breeder reactor works a different way, producing its own plutonium fuel in a self-sustaining process. Its chain reaction is much closer to what happens in a nuclear bomb and it doesn't work through a moderator. That's why a fast-breeder reactor could, theoretically, run out of control and cause a nuclear explosion.

#pembangkit listrik tenaga nuklir bisa meledak

seperti bom nuklir?

Salah satu alasan banyak orang menentang

tenaga nuklir karena mereka berpikir PLTN

seperti bom nuklir yang sangat besar, hanya

menunggu untuk meledak dan menghapus

peradaban.Memang benar bahwa pembangkit

nuklir dan bom nuklir keduanya didasarkan

pada reaksi nuklir di mana atom terpecah, tapi

itu umumnya di mana kesamaan dimulai dan

berakhir.

Untuk mulai dengan, nilai yang sangat berbeda

dari uranium yang digunakan dalam

pembangkit listrik dan bom nuklir (bom

beberapa menggunakan plutonium, tapi itu

cerita lain). Bom perlu sangat murni

(diperkaya) uranium-235, yang dibuat dengan

menghilangkan kontaminan (terutama isotop

lain dari uranium, uranium-238) dari alami

uranium. Kecuali kontaminan dihapus, mereka

menghentikan reaksi berantai nuklir yang

terjadi. Pembangkit listrik dapat bekerja

dengan kurang murni, jauh lebih biasa uranium

memberikan mereka menambahkan zat lain

yang disebut moderator. Moderator, biasanya

terbuat dari karbon atau air, secara efektif

"mengubah" uranium kurang murni sehingga

akan memungkinkan reaksi berantai terjadi.

moderator adalah membuat reaksi berantai,

mungkin dalam relatif murni uranium-dan

tanpa itu reaksi berhenti.

Jadi apa yang terjadi jika reaksi dalam

pembangkit listrik mulai berjalan di luar

kendali? Jika itu terjadi, begitu banyak energi

dilepaskan bahwa reaktor terlalu panas dan

bahkan dapat meledak-tapi dalam relatif

kecil, ledakan seluruhnya konvensional, bukan

bom nuklir apokaliptik.Dalam situasi itu,

moderator membakar atau meleleh, reaktor

hancur, dan reaksi nuklir berhenti; tidak ada

reaksi berantai yang tak terkendali. Situasi

terburuk disebut meltdown: reaktor meleleh

menjadi cair, menghasilkan panas, gumpal

radioaktif yang turun jauh ke dalam tanah,

berpotensi mencemari pasokan air.

Ada berbagai perbedaan penting lainnya yang

menghentikan pembangkit listrik tenaga nuklir

berubah menjadi bom nuklir. Secara khusus,

bom nuklir harus dirakit dengan cara yang

sangat tepat dan diledakkan sehingga mereka

meledak (mendorong bahan nuklir bersama-

sama sehingga bereaksi dengan benar). Kondisi

ini tidak terjadi di pembangkit listrik tenaga

nuklir.

Yang berbeda jenis pembangkit listrik yang

disebut reaktor cepat-peternak bekerja dengan

cara yang berbeda, memproduksi bahan bakar

plutonium sendiri dalam proses mandiri. Reaksi

berantai yang lebih dekat dengan apa yang

terjadi di bom nuklir dan tidak bekerja melalui

moderator. Itu sebabnya reaktor cepat peternak

bisa, secara teoritis, berjalan di luar kendali

dan menyebabkan ledakan nuklir.