12.2 Penghasilan Tenaga Nuklear

Maksud Tenaga Nuklear

• Tenaga nuklear bermaksud tenaga yang terhasil daripada tindak balas di dalam nukleus atom.
• Dihasilkan melalui pembelahan nukleus dan pelakuran nukleus.

Pembelahan Nukleus

• Pembelahan nukleus merupakan proses pemecahan satu nukleus radioaktif yang berat kepada dua atau lebih nukleus yang lebih ringan dan lebih stabil disertai dengan pembebasan tenaga.
• Satu neutron yang perlahan membedil satu nukleus radioaktif yang berat seperti uranium-235.
• Bedilan neutron menyebabkan nukleus itu pecah kepada dua atau lebih nukleus yang lebih ringan dan stabil serta membebaskan tenaga yang banyak.
• Neutron boleh membedil dan membelah nukleus berjisim besar yang baharu. Pembelahan yang berlaku secara berterusan membentuk tindak balas berantai.

Penerangan rajah — pembelahan nukleus uranium-235:

1. Neutron yang perlahan membedil nukleus uranium-235.
2. Nukleus berat pecah kepada nukleus yang lebih ringan dan stabil.
3. Tenaga dan neutron dibebaskan.
4. Neutron yang dibebaskan boleh memulakan pembelahan seterusnya.

Pelakuran Nukleus

• Pelakuran nukleus merupakan proses percantuman atau penggabungan dua nukleus radioaktif yang ringan untuk membentuk satu nukleus yang lebih berat disertai dengan pembebasan tenaga.
• Contoh: deuterium dan tritium, iaitu isotop hidrogen, bercantum membentuk nukleus helium serta membebaskan neutron dan tenaga.
• Berlaku pada suhu yang amat tinggi.
• Membebaskan lebih banyak tenaga nuklear berbanding dengan pembelahan nukleus.
• Berlaku secara berterusan di Matahari kerana Matahari mempunyai isotop-isotop hidrogen dan suhu yang tinggi.
• Tenaga daripada pelakuran di Matahari ialah sumber tenaga utama untuk hidupan di Bumi.

Pembelahan nukleus	Pelakuran nukleus
Memecahkan satu nukleus radioaktif yang berat kepada nukleus yang lebih ringan dan stabil	Menggabungkan dua nukleus radioaktif yang ringan menjadi nukleus yang lebih berat
Contoh: uranium-235 dibedil neutron yang perlahan	Contoh: deuterium bercantum dengan tritium
Boleh menghasilkan tindak balas berantai	Memerlukan suhu yang amat tinggi
Membebaskan tenaga yang banyak	Membebaskan lebih banyak tenaga nuklear daripada pembelahan nukleus

Penjanaan Tenaga Elektrik daripada Tenaga Nuklear

• Kegunaan utama tenaga nuklear adalah untuk menjanakan tenaga elektrik di dalam stesen jana kuasa tenaga nuklear.
• Stesen jana kuasa nuklear terdiri daripada reaktor nuklear dan penjana.

Komponen reaktor nuklear:

• Rod bahan api uranium: Membebaskan tenaga haba melalui pembelahan nukleus untuk memanaskan gas yang mengalir melalui teras reaktor.
• Moderator grafit: Memperlahankan neutron.
• Rod pengawal boron: Menyerap neutron yang berlebihan dan mengawal kadar tindak balas pembelahan nukleus.
• Agen penyejuk: Menyerap haba hasil tindak balas nuklear.
• Perisai konkrit: Mengelakkan kebocoran sinaran radioaktif daripada reaktor.

Urutan penjanaan tenaga:

1. Pembelahan nukleus dalam rod bahan api uranium membebaskan tenaga haba.
2. Agen penyejuk menyerap haba dan memindahkannya kepada air untuk menghasilkan stim panas.
3. Stim memutarkan turbin, lalu menyebabkan magnet di dalam penjana berputar.
4. Penjana elektrik menjanakan arus elektrik melalui proses aruhan elektromagnet apabila magnet berputar dalam suatu gegelung.
5. Kondensor menyejuk dan mengkondensasikan stim menjadi air.
6. Air dipam semula melalui sistem; menara penyejukan menyejukkan air yang beredar.

Penggunaan Tenaga Nuklear di Negara Tertentu

• Kekurangan sumber tenaga lain: Negara yang kekurangan arang batu dan petroleum mengelakkan kos import yang tinggi dengan menggunakan tenaga nuklear.
• Keluasan negara dan kepadatan penduduk yang tinggi: China dapat menghasilkan tenaga elektrik yang mencukupi untuk keluasan dan penduduknya melalui tenaga nuklear.
• Sumber pendapatan negara: Slovakia dapat menjual lebihan tenaga elektrik kepada negara jiran.
• Teknologi yang canggih: Penyelidikan dan pembangunan berterusan meningkatkan teknologi nuklear dan mengurangkan risiko reaktor; contohnya Makmal Nasional Argonne, Amerika Syarikat.

Reaktor TRIGA PUSPATI

• Malaysia mempunyai reaktor nuklear berkuasa 1 megawatt milik Agensi Nuklear Malaysia.
• Reaktor TRIGA PUSPATI (RTP) mula beroperasi pada 28 Jun 1982.
• Merupakan reaktor jenis kolam yang direka bentuk supaya eksperimen boleh dijalankan di bahagian teras reaktor.
• Digunakan untuk latihan, penyelidikan dan penghasilan radioisotop sahaja, bukan penjanaan elektrik.
• Untuk menjanakan tenaga elektrik daripada tenaga nuklear, Malaysia perlu membina reaktor yang mampu menghasilkan 1 000 megawatt.