Sebagian besar energi yang dialirkan manusia kesana kemari adalah dalam bentuk listrik, yang mengalir di kabel-kabel tembaga (Sebagian besar energi di alam semesta adalah dark energy). Bahan ini memiliki banyak elektron yang mudah bergerak sehingga kita menggunakannya sebagai pipa untuk menyalurkan elektron. Tumpukkan elektron di satu ujungnya, tekan dengan tegangan listrik, dan elektron akan mengalir sampai ke ujung satunya, tidak peduli berapa rumit bentuk kawat itu. Jalur-jalur tembaga ini kita lihat di mana-mana, mulai dari transmisi tegangan tinggi SUTET sampai jalur-jalur dalam papan sirkuit di komputer yang Anda gunakan sekarang.

» APAKAH HARUS DEMIKIAN?
Pertama, tembaga makin lama makin mahal. Menara transmisi ditebangi (cuma di Indonesia: hutan ditebangi, menara listrik ditebangi ) ) , kabel bawah tanah sulit pasangnya. Lagipula, pemandangan alam berupa sawah, bukit, rel kereta, dan menara listrik, jelek sekali kelihatannya |-) . Menurut saya, kalau saja energi itu bisa terbang begitu saja melalui udara kosong, maka tidak ada lagi keruwetan kabel.

Bukankah itu sudah lama terjadi, maksudnya, energi matahari yang sampai ke sini terbang begitu saja dari sana ke sini dengan kecepatan cahaya melalui angkasa kosong. Tapi matahari adalah bom nuklir besar yang sedang meledak terus-menerus, dan sepertinya kita tidak ingin meniru cara itu di sini (baca: Fusi).

Baiklah, sudah lama kita mengenal pemancar radio yang mengirimkan gelombang radio, yang tentu mengandung energi, dari puncak menara ke seluruh kota. Perhatikan bahwa yang diutamakan dalam pemancar-pemancar itu adalah informasi; bukan energi gelombang itu sendiri. Tidak peduli berapa kuat gelombangnya, yang diinginkan adalah bahwa handphone kita menerima sinyal berupa variasi kecil dalam gelombang radio. Kita bisa bicara sinyal lemah dan sinyal kuat, tapi selama sinyal masih ada, kita tetap bisa mengirim SMS, menerima panggilan, dan mengakses hotspot.

Ini berbeda dengan transfer energi. Yang diinginkan di sini adalah bahwa pemancar berkekuatan sekian kilowatt memancarkan gelombang radio (atau apapun) menuju penerima, kemudian energinya bisa digunakan untuk memasak nasi, tanpa kabel. Bayangkan juga sebuah setrika wireless… Sekarang, masalahnya adalah, bagaimana supaya energi yang dipancarkan hanya mencapai setrika, dan tidak televisi, telepon, dan orang? Bayangkan orang yang panas seperti setrika karena menerima energi dari pemancar radio. =))

Inilah yang dicoba Nikola Tesla sekitar tahun 1900-an. Ia menggunakan sebuah tesla coil untuk membuat tegangan tinggi di udara. Lampu TL yang dipegang di dalam area pengaruhnya akan menyala. Orang yang menyentuh elektrodanya akan… Sudahlah, tak usah dibicarakan ) . Selanjutnya, ia meneliti cara penyaluran energi dengan membuat gelombang berdiri di antara bumi dan ionosfer, melalui bumi, dan media alam. (Cek Nikola Tesla di Wikipedia)
Berdasarkan fakta bahwa sekarang kita tidak menggunakan alat-alat listrik semacam itu, tentunya hasil-hasil percobaan Tesla entah bagaimana berakhir tidak sesuai harapannya.

Bagaimanapun, di abad ini orang mulai mencoba kemungkinan lain. Salah satu solusi adalah dengan gelombang mikro. Ingat bahwa gelombang mikro di dalam oven terbang dari pemancar di pojoknya menuju makanan yang sedang dimasak. Mereka membuat antena pemancar besar dengan penguatan (gain) yang tinggi (artinya pancarannya terarah) dan antena penerima yang sebanding. Daya sebesar puluhan kilowatt berhasil diterbangkan melalui udara kosong sejauh beberapa kilometer dengan efisiensi mencapai 90%. Dengan versi yang lebih kecil, orang sudah bisa membuat pesawat terbang kecil yang mendapat tenaganya dari pemancar microwave semacam itu. (Microwave Power Transmission di Wikipedia)

Bagaimana dengan hal-hal yang bisa mengganggu? Gelombang mikro berukuran mikro; tetes air hujan dan kabut juga. Kalau gelombang menemui penghambur yang ukurannya berdekatan dengan panjang gelombang, ia akan tersebar seperti cahaya biru di langit biru.

Bagaimana supaya makhluk hidup yang melanggar jalur gelombang tidak matang seperti dalam oven microwave? Haruslah diameter antena dibuat besar sekali supaya daya tersebar pada luas penampang besar. Jika daya 100 kilowatt tersebar pada luas penampang 1000 meter persegi, maka orang (luas penampang 1 m²) akan menerima daya 100 watt. (intensitas cahaya matahari adalah 1366 W/m²)

Orang berpikir, salah satu penggunaan cara ini adalah untuk membuat pembangkit listrik di luar angkasa. Panel surya mengubah cahaya menjadi listrik, listrik menjadi microwave, microwave terbang ke bumi dan diubah jadi listrik lagi. Kalau luas penampang berkas gelombangnya cukup besar (juga antenanya), rapat daya per satuan luas menjadi tidak berbahaya. Pasang penerimanya di Pasifik sana yang tidak ada kapal, laut dan terbang, lewat, juga awan.

[Model pesawat terbang bertenaga laser (proyek NASA).]

Kemudian orang berpikir tentang laser. Sumber laser bertenaga megawatt sudah bisa dibuat, tinggal penerimanya yang belum. Panel surya sekarang baru bisa mengubah 50 persen energi cahaya menjadi listrik. Tunggu sampai para ilmuwan nanoteknologi bisa membuat antena berukuran nanometer, nanti kita akan melihat antena penerima cahaya ;d/ . Bagaimanapun, masalah benda-benda penghalang juga belum terpecahkan.

Itu untuk transfer energi jarak jauh. Untuk jarak dekat, seperti dalam rumah, transfer energi tanpa kabel juga bermanfaat. Cara yang sudah dikembangkan orang adalah, tanpa tesla coil, membuat pemancar radio yang tidak memancarkan radiasi elektromagnetik, tapi gelombang evanescent. (radiasi artinya memancar sampai jauh, evanescent artinya menghilang pada jarak dekat) Misalkan panjang gelombang yang dipakai adalah 10 meter, maka medan gelombang evanescent hanya akan ada pada radius beberapa meter. Penerimanya adalah sistem L-C yang memiliki frekuensi resonansi sama dengan pemancar. Jika penerimanya berada dalam jangkauan medan gelombang evanescent, akan timbul energi dalam rangkaian penerima yang sepertinya loncat begitu saja dari pemancar.

Karena penerimanya harus beresonansi dengan pemancar, berarti benda yang tidak beresonansi dengan pemancar, seperti manusia, tidak akan menerima energi. Sekarang ini sedang dikembangkan (atau sudah selesai?) salah satunya dengan nama witricity, dari wireless dan electricity. (WiTricity di Wikipedia) Berminat mengembangkan di tanah air? (atau sudah?) /:)

Mungkin kita pernah menyaksikan film-film perang yang menggambarkan suatu ledakan bom nuklir. Tetapi sesungguhnya dari 195 negara di dunia ini tercatat hanya 20 negara yang memiliki senjata nuklir. Delapan diantaranya memiliki jumlah yang terbanyak, yaitu: (1) Amerika Serikat; (2) Rusia; (3) Inggris; (4) Perancis; (5)China; (6) India; (7) Pakistan; (8) Israel. Delapan negara inilah yang memiliki teknologi terdepan dalam mengembangkan senjata nuklir. Ketika prestise, simbol, dan rasa keamanan menjadi hal penting, masuk akal kalau di luar delapan negara tadi masih ada banyak negara yang memendam hasrat untuk memiliki senjata yang berkekuatan dahsyat itu.

[Contoh ledakan bom nuklir, sumber: http://i100.photobucket.com]

Tanggal 6 Agustus 63 tahun yang lalu, kota Hiroshima di Jepang menjadi korban ‘little boy’ yang dijatuhkan melalui pesawat B-29 Superfortress Enola Gay yang dikendalikan oleh Kolonel Paul Tibetts. 3 hari kemudian tipe yang lebih kuat, ‘fat man’ dijatuhkan di kota Nagasaki.

[Ledakan bom atom kali pertama di Hiroshima, sumber http://media-2.web.britannica.com]

Inilah peristiwa pertama bom nuklir digunakan dalam medan perang. Sebenarnya apa yang terjadi ketika bom nuklir itu dijatuhkan? Bagaimana mekanisme yang terjadi ketika bom nuklir itu digunakan? Sesungguhnya, manusia telah mengalami suatu lompatan dalam ilmu sains dengan adanya teknologi pemusnah massal, bom nuklir.

[Hasil ledakan bom nuklir di Hiroshima http://seattletimes.nwsource.com]

» TINJAUAN FISIKA pada BOM NUKLIR

Dalam bom nuklir terdapat dua jenis interaksi gaya yaitu, interaksi kuat dan interaksi lemah, yang menyebabkan nukleus dalam atom tetap terikat satu sama lain, terutama untuk atom-atom yang memiliki ikatan nuklida yang tak stabil. Dalam hal ini, terdapat dua cara bagaimana energi nuklir dapat dihasilkan dari suatu atom:

1. Fisi Nuklir, yaitu memisahkan nukleus dari suatu atom menjadi dua bagian yang lebih kecil dengan sebuah neutron. Biasanya metode ini menggunakan isotop-isotop uranium seperti U-235 atau U-233 atau dapat pula menggunakan Plutonium-239.

   
   [Proses terjadinya reaksi fisi nuklir, sumber: http://www.knutsford-scibar.co.uk]

2. Fusi Nuklir, yaitu menggabungkan 2 jenis atom-atom kecil seperti atom hidrogen atau isotopnya seperti deuterium atau tritium menjadi atom yang lebih besar (misal: Helium). Proses ini sama halnya dengan apa yang terjadi di matahari kita.

   
   [Proses terjadinya reaksi fusi nuklir http://www.worsleyschool.net]

Pada kedua proses di atas, baik fisi maupun fusi dapat mengeluarkan energi panas yang sangat besar jumlahnya dan tidak lupa, radiasi yang mungkin berbahaya (?, ?, ?, sinar-X, neutron, dll).

» BOM ATOM DAN JUMLAH ENERGINYA

Bom atom (atau bom fisi) menggunakan suatu atom berat seperti U-235 untuk menghasilkan ledakan nuklir. U-235 (Uranium dengan nomor massa 235) memiliki beberapa karakteristik tambahan yang menyebabkan atom ini dapat digunakan baik untuk keperluan pembangkit energi listrik atau penghasil bom atom. U-235 merupakan salah satu dari beberapa material yang dapat mengalami reaksi fisi terinduksi. Jadi, ketika sebuah neutron bebas menumbuk inti U-235, maka U-235 menjadi tidak stabil dan akan segera membelah menjadi inti-inti atom lain yang lebih kecil dan diikuti dengan dua atau tiga buah neutron baru (lihat gambar reaksi fisi). Atom-atom baru yang terbentuk akan mengemisikan radiasi sinar gamma untuk mencapai keadaan stabilnya. Setidaknya ada tiga hal yang membuat reaksi fisi terinduksi menjadi sangat penting dan menarik antara lain:

1. Probabilitas atom U-235 untuk menangkap neutron bebas lebih besar daripada melewatkannya, sehingga atom ini sangat reaktif dengan keberadaan neutron bebas. Dalam ledakan bom atom lebih dari satu neutron dilepaskan pada tiap reaksi fisi yang terjadi. Oleh karena itu, hal ini dapat memicu terjadinya reaksi fisi lain disekitarnya. Reaksi ini yang kemudian terkenal dengan nama ‘reaksi berantai’. Keadaan yang demikian ini dinamakan keadaan superkritis (supercriticality).
2. Proses penangkapan neutron dan pembelahan atom terjadi sangat cepat, biasanya dalam orde pikosekon (10^-12 detik).
3. Peristiwa ini menghasilkan energi yang sangat besar jumlahnya dan disertai dengan panas yang luar biasa dan tidak lupa, radiasi sinar gamma. Untuk menghitung secara kuantitatif jumlah energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi caranya sangat mudah.
   Misalkan, terjadi reaksi fisi sebagai berikut:

   U-235 + n ? produk fisi 1 + produk fisi 2 + n + 200 MeV

   Pada reaksi di atas, telah diketahui energi yang dihasilkan dalam sebuah reaksi fisi, nilai 200 MeV hanya sebuah perkiraan, perhitungan yang lebih baik dapat dilakukan dengan menjumlahkan nomor massa dari masing-masing produk fisi (misal: T), kemudian nomor massa U-235 dikurangi dengan T, sehingga 235 – T = S, dan S > 0, selanjutnya konversikan menjadi energi menggunakan persamaan E = mc² dan diperoleh energi yang dihasilkan reaksi fisi tersebut. Tidak sulit bukan? (mudah dari Hongkong…) =))
   Langkah selanjutnya ialah memperkirakan daya listrik yang dapat digunakan jika hanya sejumlah U-235 yang bereaksi (agar lebih mudah ambil 1 gram U-235 yang bereaksi). Dengan demikian,

   

Arti angka tersebut ialah bahwa kita dapat memperoleh daya listrik sekitar 1 MW dalam 1 hari dengan hanya menggunakan 1 gr U-235. Belum pernah liat kan energi sebesar ini???

Ternyata energi yang dapat dihasilkan oleh bom atom sangat besar jumlahnya. Hal inilah yang membuat 8 negara diatas dianggap sebagai negara yang sangat rentan terhadap peperangan, karena mereka yakin akan teknologi senjata nuklir yang mereka kembangkan di negaranya masing-masing. Di Indonesia? Tampaknya belum terlihat gelagat menuju ke arah sana…

» PUSTAKA

• Hanya dari catatan-catatan kuliah dan mikir-mikir sendiri… (halah!) :d

Saat ini Indonesia semakin tenggelam dalam kesulitan hidup yang semakin merajalela. Berbagai daya dan upaya dikerahkan pemerintah guna meningkatkan kesejahteraan rakyat, terutama pada bidang energi yang memegang peranan penting dalam kehidupan manusia. Di lain pihak (masih berhubungan dengan energi) pencemaran udara semakin membuat manusia menderita, mungkin suatu saat dapat terjadi krisis oksigen. Tingginya tingkat pencemaran udara merupakan masalah lain yang perlu dibahas secara serius. Dalam hal ini pemerintah telah mengizinkan mobil-mobil hybrid untuk diimpor masuk ke Indonesia.

Pemerintah menilai bahwa dengan menggunakan mobil hybrid ini maka akan terjadi penghematan bahan bakar fosil sekitar 15%. Dapat dibayangkan, misalnya rata-rata 1 unit mobil memiliki kapasitas penggunaan bahan bakar fosil sekitar 10 liter dalam 1 hari, maka dengan penghematan 15%, mobil ini hanya menggunakan sekitar 8,5 liter. Dengan kata lain, terjadi penghematan sekitar 1,5 liter dalam 1 hari untuk 1 unit mobil. Kemudian katakanlah, di Indonesia ada sekitar 5 juta unit mobil, maka penghematan bahan bakar fosil dalam 1 hari akan menjadi 7,5 juta liter BBM! Jadi, dengan menggunakan mesin mobil jenis hybrid akan terjadi penghematan BBM yang cukup besar.

» KENDARAAN HYBRID

Dasar sesungguhnya kendaraan disebut sebagai kendaraan hybrid adalah jika kendaraan tersebut menggabungkan dua atau lebih sumber tenaga. Jadi sebenarnya sudah banyak orang yang memiliki kendaraan hybrid dalam konteks ini. Sebagai contoh, mo-ped (motor berpedal sepeda) memiliki karakter hybrid, karena menggabungkan tenaga dari mesin bensin dan tenaga kayuh pengendaranya. Intinya setiap kendaraan yang mengabungkan dua atau lebih sumber tenaga penggerak baik langsung ataupun tidak adalah sebuah hybrid. Sejarah kendaraan hybrid sesungguhnya berawal dari terjadinya krisis minyak era tahun 1960-1970 yang semakin mengkhawatirkan, kemudian menimbulkan berbagai pemikiran tentang alternatif pengurangan konsumsi minyak. Alasan lain pengembangan kendaraan hybrid adalah untuk meningkatkan efisiensi BBM dan mengurangi emisi gas beracun di udara.

Hingga saat ini kendaraan hybrid telah memperoleh banyak tanggapan ppositif baik dari pemerintah, maupun dari masyarakat pengguna mobil hybrid. Walaupun mendapat tanggapan positif, bukan berarti kendaraan hybrid ini dapat dengan mudah di produksi dan dipasarkan. Banyak tantangan yang harus dilalui baik oleh produsen maupun konsumen. Tantangan yang paling terlihat adalah masih mahalnya harga jual kendaraan bermesin hybrid, sehingga tidak semua pengguna tertarik untuk membelinya. Ditambah lagi model dari kendaraan hybrid hingga saat ini kebanyakan bermodel mobil compact, padahal orang-orang yang berfinansial tinggi biasanya akan membeli kendaraan dengan tuntutan kenyaman tinggi. Sehingga mereka lebih rela mengeluarkan lebih banyak uang untuk kendaraan konvensional dengan ukuran besar daripada kendaraan hybrid berukuran compact.

» MEKANISME MESIN HYBRID

Teknologi mobil hybrid yang dipopulerkan oleh Toyota dan Honda ini, Sebagai solusi menghemat BBM dan mengatasi pencemaran lingkungan. Cara kerja mesin listrik dengan prinsip regenerative (isi ulang/recharging saat kendaraan sedang beroperasi) pada mesin hybrid, berbeda dengan mobil tenaga listrik penuh. Mobil tersebut tidak bisa mengisi ulang listriknya. Bila listriknya habis, Batterai/aki harus di-charge secara khusus dengan waktu 8 hingga 12 jam (untuk teknologi onboard charger). Khusus mesin hybrid, mesin listriknya bisa mengisi ulang ke aki dengan memanfaatkan energi kinetik saat mengerem (regenerative braking). Bahkan sebagian energi mesin dari mesin bensin/solar/biofuel saat berjalan listriknya bisa disalurkan untuk mengisi batterai/aki. Dengan sistem operasi seperti ini maka akan terjadi penghematan BBM.

Mobil Hybrid menggabungkan kedua sumber tenaga, yang dapat dilakukan dengan dua buah cara yang berbeda yaitu: (1) Hybrid paralel dan (2) Hybrid seri. Hybrid paralel memiliki tangki BBM yang menyuplai bensin ke mesin. Hybrid tipe ini juga memiliki baterai yang menyuplai tenaga listrik ke mesin elektrik. Baik mesin bensin maupun mesin elektrik dapat menggerakkan transmisi pada saat bersamaan, dan selanjutnya transmisi akan menggerakkan roda. Pada tipe ini tangki bensin dan mesin gas terhubung ke transmisi secara independen yang mengakibatkan baik mesin elektrik dan mesin gas dapat menghasilkan tenaga pendorong.

Berbeda dengan hybrid paralel, pada hybrid seri mesin bensin bekerja sebagai generator yang berfungsi sebagai pembangkit baterai atau tenaga motor elektrik yang menggerakkan transmisi. Mesin bensin tidak pernah langsung menjadi tenaga penggerak kendaraan. Sistem kerja pada hybrid series dimulai dari tangki bensin menyuplai bensin ke mesin gas yang selanjutnya menyuplai tenaga ke generator, lalu tenaga yang dihasilkan generator didistribusikan ke baterai dan mesin elektrik. Energi pada baterai sendiri selain dari generator, juga dihasilkan saat terjadi pengereman. Tenaga dari mesin elektrik kemudian menggerakkan transmisi dan selanjutnya menggerakkan roda.

» PENGGUNAAN KENDARAAN HYBRID

Hasil uji coba mesin hybrid secara signifikan meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mereduksi emisi gas buang. Agar bisa bermanfaat bagi kita, sebuah mobil setidaknya harus memiliki tiga standar minimum, yaitu setidaknya mampu menempuh 482 km sebelum refueling, mudah dan cepat dalam pengisian bahan bakar, dan senantiasa siap menghadapi situasi lalu lintas apapun. Mobil bensin mampu memenuhi standar ini, tetapi tetap memproduksi polusi yang relatif lebih besar dan cenderung boros bahan bakar. Di Kota Tokyo Jepang, truk dan bus sudah banyak yang memakai tenaga mesin sistem hybrid karena dinilai amat efisien/hemat BBM dan mengurangi polusi. Mesin listrik pada kendaran hybrid sebenarnya hanyalah sebagai penunjang atau bisa disebut booster, pada mesin utama yang memakai bensin ataupun solar. Mesin listrik yang kecil pada kendaraan jenis hybrid tak akan kuat menjalankan mobil secara normal. Perkembangan teknologi mesin hybrid memang kini semakin pesat. Begitu pula dalam pengisian ulang listriknya yang semakin canggih, cepat, dan tenaga mesin listriknya semakin besar.

Apakah Indonesia akan mengambil langkah yang sama dengan Jepang? Ataukah Indonesia mampu menciptakan sesuatu lain yang lebih berharga dari sebuah perkembangan mobil hybrid? Ataukah Indonesia semakin terpuruk akibat krisis minyak yang berkepanjangan? Biarkan hati nurani kita yang menjawab pertanyaan ini…

Rujukan:

• Makalah Kendaraan Hybrid Alternatif Transportasi Masa Depan dari situs e-learning UGM.
• http://www.wikipedia.org/mobil_listrik

Itu listrik kan jadi lebih irit
Bila bohlam diganti dengan neon (Inah!)
Padamkan lampu bohlamnya

Kirain lagi pada ngomongin apa
Taunya beda bohlam dengan neon (Inah!)
Gunakan lampu neon

Ada yang kenal dengan lirik di atas? Betul… Penggalan lirik tersebut berasal dari lagu “Hemat” yang dipopulerkan oleh P. Project pada tahun 1994. Lagu ini merupakan parodi dari tembang milik 4 Non Blondes, “What’s Up”. Melalui lagu ini, P. Project berusaha menggugah para pendengarnya untuk senantiasa berhemat, salah satunya dengan menggunakan lampu neon daripada bohlam.

Untuk mengerti “Itu listrik kan jadi lebih irit bila bohlam diganti dengan neon” maka, pertama-tama, yang dibicarakan adalah “Beda bohlam dengan neon”

» Beda bohlam dengan neon

Prinsip bohlam dan lampu neon adalah sama, memanaskan filamen tungsten. Lebih lanjut lagi, untuk membantu pemancaran cahaya yang lebih baik, bohlam dan lampu neon juga sama-sama menggunakan gas inert di dalam tabungnya. Jadi, apa bedanya?

Pertama, mari kita tinjau prinsip kerja bohlam. Saat kita menyalakan bohlam arus akan mengalir melalui filamen yang menyebabkan tungsten memanas. Panas dari aliran elektron ini akan menyebabkan atom-atom pada kristal bergetar dan elektron yang terikat pada atom meloncat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Saat elektron yang terikat kembali ke tingkat energi semula, kelebihan energi yang dimiliki elektron akan “dibuang” dalam bentuk foton, atau dalam kata lain filamen akan berpijar. Foton yang dihasilkan berkisar pada rentang cahaya tampak dan infra merah. Pada temperatur tinggi, filamen ini akan menghasilkan lebih banyak cahaya tampak dari pada infra merah. (itu sebabnya dipilih tungsten yang memiliki titik leleh tinggi sebagai filamen dari bohlam.) Selain itu, bohlam diisi dengan gas inert agar filamen tungsten tidak teroksidasi dan rusak.

Lantas, bagaimana dengan prinsip kerja lampu neon?
Proses pertama yang terjadi ketika lampu dinyalakan adalah “meloncatnya” elektron dari katoda. Elektron-elektron ini akan menumbuk dan mengionkan gas neon (inert) yang terdapat di dalam tabung. Arus yang dihasilkan dari ion-ion ini menguapkan raksa. Raksa yang telah menjadi uap ini kemudian bertumbukan dengan ion dan juga elektron, menyebabkan elektron yang terikat di atom raksa tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Elektron ini kemudian akan terelaksasi sambil memancarkan sinar UV.

Sinar UV? Berbahaya dong?
Tunggu dulu… Di sini lah fungsi lapisan putih pada tabung kaca. Lapisan ini akan menyerap sinar UV ini. Di lapisan ini kembali terjadi proses eksitasi elektron yang disusul oleh emisi foton akibat relaksasi elektron, kali ini rentang frekuensi dari foton ada pada daerah tampak. Apalagi tidak semua sinar UV itu berbahaya, bahkan ada yang dibutuhkan oleh tubuh.

“Itu listrik kan jadi lebih irit bila bohlam diganti dengan neon”

Bohlam memiliki rentang frekuensi pada cahaya tampak dan inframerah, sedangkan cahaya infra merah tidak dibutuhkan oleh mata. Berbeda dengan lampu neon yang mampu mengubah cahaya tidak tampak (sinar UV) menjadi cahaya tampak dengan bantuan dari lapisan putih pada lampu neon. Selain mengeluarkan cahaya tidak pada daerah tampak, bohlam juga terlalu banyak “memakan” listrik menjadi panas.

Pada lampu neon, adakah sinar UV yang lolos?
Kebanyakan sinar UV akan diserap dan menjadi cahaya tampak oleh lapisan fosfor. Pada kenyataannya, sinar UV, walaupun dengan intensitas kecil, tetap dihasilkan oleh lampu neon.

Bahkan saat ini ada lampu neon (fluorescent) dengan spektrum yang mirip spektrum pancaran Matahari. Lampu dengan rentang sinar UV ini sengaja ditemukan untuk membantu produksi vitamin D pada “orang-orang kantoran”.

Kenaikan BBM menimbulkan berbagai dampak negatif dalam masyarakat. Hal ini memang telah diramalkan akan terjadi sebelumnya oleh para eksekutif yang notabene setuju terhadap kenaikan BBM. Tetapi, bukan dampak negatif ataupun politisasi kenaikan harga BBM di Indonesia yang akan dibahas kali ini, melainkan sisi positif yang dapat ditarik dari kemelut permasalahan bangsa ini, yaitu pemenuhan kebutuhan energi listrik dalam masyarakat dengan menggunakan reaktor nuklir.

Perencanaan opsi pembangunan reaktor nuklir dalam memenuhi kebutuhan energi nasional telah dimulai sejak tahun 2000. Lima tahun kemudian, pemerintah sepakat dengan pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir pertama dan rencananya tahun 2010 konstruksi awal PLTN I dimulai sehingga tahun 2016-2017 PLTN I sudah dapat beroperasi [Kompas, edisi cetak 13 Juli 2007]. Lalu yang terjadi hingga hari ini ialah hanya tanda tanya besar akan keberadaan reaktor nuklir di Indonesia.

Jika ditelaah dari ilmu sosial yang telah didapat dari bangku SD hingga perguruan tinggi terlihat bahwa peningkatan populasi penduduk yang berbanding lurus dengan kebutuhan energi,terutama untuk negara yang menunjukkan perkembangan penduduk agrikultural menuju industrial. Menipisnya cadangan sumber energi konvensional (seperti minyak bumi dan gas), serta keterbatasan daya dukung lingkungan terhadap efek penggunaan sumber energi konvensional adalah sebagian alasan pemilihan energi nuklir sebagai alternatif dan cadangan kebutuhan energi dalam negeri.

Sekarang, jika melihat di negara-negara maju, seperti Amerika, Jepang dan Perancis. Bukankah belum pernah terdengar berita di beberapa negara ini terjadi tindakan-tindakan anarkis dari masyarakat akibat kenaikan harga BBM? Mengapa hal ini dapat terjadi? Ya, mereka telah berhasil mengurangi dominasi sumber energi konvensional di negaranya. Sehingga, tidak ada alasan untuk menaikkan harga barang-barang kebutuhan pokok jika harga minyak dunia naik. Lalu bagaimana negara-negara maju ini mengurangi dominasi sumber energi konvensional yang notabene merupakan sumber energi utama untuk negara-negara berkembang? Energi nuklir, yang berhasil membuat reformasi energi itu.

[gambar dari: Colorado College]

Di seluruh dunia saat ini ada 441 reaktor nuklir. Bahkan, sampai tahun 2020 PLTN akan bertambah 126 buah. Dari jumlah itu, 40 di antaranya berada di China. China sudah bertekad memanfaatkan PLTN yang murah, aman, dan bersih untuk memenuhi kebutuhan 1,3 miliar penduduknya. Di Negara lain, Prancis telah memenuhi 78 persen kebutuhan listriknya dari PLTN. Jepang juga, sekitar 40 persen kebutuhan listriknya diperoleh dari PLTN. Belum lama ini, Presiden AS George W Bush juga telah menyampaikan rencana pembangunan konstruksi energi nuklir AS tahun 2010, dan mengingatkan bahaya seputar ketergantungan pada minyak. Memberikan contoh Perancis, China dan India, Presiden Bush mendesak program 1,1 miliar dolar AS untuk mempromosikan konstruksi pembangkit energi tenaga nuklir, sesuatu yang sudah tidak dilakukan AS sejak 1970-an.

Bahkan, di AS, tahun 2002 presiden AS George Bush telah meluncurkan program Nuclear Power 2010 dengan fokus pada komersialisasi reaktor generasi III+. Program ini didukung oleh US Energy Policy Act 2005 (Epact 2005). Berdasarkan UU ini Pemerintah AS memberikan tiga bentuk subsidi bagi industri nuklir: tax production credit sebesar 18 dollar AS/MWh sampai 125 juta dollar AS per 1.000 MW, ketetapan untuk mendapatkan jaminan sampai 80 persen biaya proyek oleh pemerintah federal dan, jaminan risiko (risk insurance) sebesar 500 juta dollar AS untuk dua unit pertama dan 250 juta dollar AS untuk unit 3-6. Jaminan ini akan dibayarkan jika keterlambatan pembangunan bukan disebabkan oleh penerima lisensi [Kompas, edisi cetak 25 Juli 2007]. Berbagai subsidi ini membuat perekonomian PLTN lebih baik karena sejumlah biaya dan risiko investasi ditanggung oleh konsumen dan publik AS.

Rusia dan beberapa negara Eropa barat lainnya merupakan contoh negara-negara yang telah memanfaatkan energi nuklir dalam menghidupi kebutuhan listrik, baik permukiman maupun industri. Tragedi Chernobyl maupun kasus tumpahan limbah radioaktif seharusnya tidak menjadi alasan meniadakan pengembangan energi nuklir di Indonesia. Daya dukung konstruksi, teknologi pengolahan uranium sebagai bahan baku energi nuklir, serta pengolahan limbah radioaktif yang harus dioptimalkan.

Kebutuhan akan listrik adalah primer, apalagi berkaitan dengan pembangunan yang sedang berjalan. Berapa banyak investor yang ke luar Indonesia karena macetnya suplai listrik industri. Berapa kerugian yang diderita perusahaan dan industri kecil menengah selama krisis listrik melanda Indonesia, khususnya daerah Jawa, Madura, dan Bali. Kali ini sudah waktunya Indonesia menggeliat dengan sebuah pembangkit listrik berkelas dunia, reaktor nuklir.

Oven microwave mengeluarkan gelombang mikro yang kemudian diserap oleh air yang terkandung dalam makanan. Gelombang mikro tersebut membuat kutub-kutub molekul air berputar atau berosilasi, dan “friksi” (gesekan) di antara material mengubah energi kinetik menjadi energi termal sehingga temperatur naik (kita masak, nyok!).

[gambar dari wikipedia.org]

Misalkan kita membuat sebuah balok es yang di tengahnya terdapat air yang terkurung (dalam wujud cair) dikelilingi balok es, kemudian menempatkannya ke dalam oven microwave. Dapatkah kita mendidihkan air di dalam balok es tersebut?

Jawabannya:
Tentu saja, iya!

Molekul air, dalam wujud cair, akan berotasi ketika menerima gelombang mikro dan mengirimkan energi sehingga molekul di sekitarnya berguncang. Molekul air dalam keadaan padat (es) terkunci pada posisi tertentu (kristal) dan tidak bisa berotasi. Wow! Berarti kita akan mendapatkan air mendidih di dalam sebuah es!

Hmm… Ini artinya apa ya?
Penyerapan energi yang selektif!
Banyak sekali kejadian khas di alam yang menerapkan fenomena seperti ini. Sebut saja klorofil pada tumbuhan hijau. Molekul krorofil A dan B menyerap (secara selektif) warna kebiruan dan kehijauan untuk proses fotosintesis. Pada ukuran yang lebih kecil, nukleus (inti atom) bersifat sangat pemilih dalam hal penyerapan energi sinar gamma. Atau lihat sebuah bilik yang bisa meredam atau menguatkan gelombang suara. Wow!

Sekarang bagaimana sifat “penyerapan energi” kalian-kalian? :d

Apabila untuk memenuhi kebutuhan tersebut berbagai sumber daya tadi terus dieksplorasi, maka dapat dibayangkan betapa keroposnya mental manusia untuk menggapai masa depan yang cerah. Dalam konteks situasi itu, energi nuklir merupakan energi berskala besar yang penyediaannya dapat digunakan untuk jangka panjang. Pemanfaatannya pun selalu bertumpu pada perkembangan teknologi yang terbukti aman, handal. relatif ekonomis, bersih dan berwawasan lingkungan.

Pada periode pertama, penggunaan energi nuklir adalah untuk tujuan militer seperti misalnya sebuah reaktor pendorong kapal selam (submarine) milik AS, yang dikenal dengan nama Nautilus, dan senjata mematikan seperti bom atom yang pernah dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki pada akhir perang dunia kedua.

Ketika reaktor Calder Hall, yang merupakan reaktor nuklir pertama di Inggris beroperasi secara komersial pada bulan Oktober 1956, reaktor ini menghasilkan listrik untuk disambungkan ke jaringan listrik, sekaligus menghasilkan energi panas yang dibutuhkan oleh pabrik proses olah ulang bahan bakar di wilayah itu. Setelah lebih dari 40 tahun, empat unit reaktor Calder Hall dengan kapasitas masing-masing 50 MWe masih beroperasi sampai sekarang. Sejak saat itu pengembangan reaktor nuklir lebih diperluas, di mana energi panas yang dihasilkan dalam reaktor langsung dimanfaatkan.

Dulu, dengan alasan harga minyak dan gas yang murah, hanya seharga 7 dolar AS per barrel, tidak ada yang mencari energi nuklir. Tapi dengan meningkatnya harga minyak tiap barrel menjadi 18 dollar AS dan terus meningkat hingga saat ini mencapai 100 dolar AS per barrel, energi nuklir jadi jauh lebih menguntungkan. Saat ini terdapat 45 negara di dunia yang menggunakan energi nuklir dan ada sekitar 420 mesin reaktor listrik di dunia. AS sendiri menghasilkan 210 reaktor atom dan memproduksi sekitar 16 persen dari 367 ribu megawatt listrik dunia. Inggris dan anggota kelompok 8+1 juga memakai listrik bertenaga nuklir.

AS dan Inggris menggunakan lebih dari 30 persen listrik dari energi muklir. Dengan demikian, Rusia pun, yang mempunyai 26 persen cadangan energi dunia, lebih dari 30 persen keperluan energinya diperoleh dari energi nuklir. Negara-negara lain secara keseluruhan belum dapat menghasilkan para ahli yang mampu menguasai masalah nuklir untuk produksi reaktor nuklir. Sekarang ini, kebutuhan Iran akan listrik sebanyak 40 ribu megawatt, dan sampai 10 tahun ke depan keperluan itu bisa mencapai ke 80 ribu megawatt.

Dengan generator awal yang bisa menghasilkan energi listrik sebesar 2,5 persen, Iran masih berada di bawah negara-negara maju di Timur. Untuk mendapatkan 1.000 megawatt listrik dari pembakaran energi fosil dalam sehari, 70 juta ton gas dioksida akan mengisi angkasa, yang kemudian menimbulkan masalah-masalah lain seperti polusi. Oleh karena itu, diperlukan energi nuklir.

Pilihan akan pemanfaatan energi nuklir berdasar pada sebuah kebutuhan mendesak akan energi dan kebutuhan hidup manusia dari kebutuhan makanan sampai pada kelistrikan tanpa menjadikan bahan nuklir itu menjadi persenjataan yang dapat mematikan umat manusia. Berbagai manfaat yang diambil oleh ketersediaan bahan bakar dialam khususnya energi nuklir memberi manfaat yang begitu luas bagi kehidupan manusia yang sudah barang tentu ada efek lain yang sedang terus diminimalisasi, yaitu efek dari limbah nuklir.