Reaktor nuklir: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Crocus-p1020491.jpg|thumbjmpl|250px|Teras sebuah reaktor kecil yang digunakan untuk penelitian.]]

Saat ini, semua reaktor nuklir komersial berbasis pada reaksi [[fisi nuklir]], dan sering dipertimbangkan masalah [[risiko]] [[keselamatan]]nya. Sebaliknya, beberapa kalangan menyatakan bahwa [[pembangkit listrik tenaga nuklir]] merupakan cara yang aman dan bebas polusi untuk membangkitkan listrik. [[Daya fusi]] merupakan teknologi ekperimental yang berbasi pada reaksi [[fusi nuklir]]. Ada beberapa peranti lain untuk mengendalikan reaksi nuklir, termasuk di dalamnya [[pembangkit thermoelektrik radioisotop|pembangkit thermoelektrik radioisotop,]] dan [[baterai atom]], yang membangkitkan panas dan daya dengan cara memanfaatkan peluruhan radioaktif pasif, seperti halnya [[Farnsworth-Hirsch fusor]], di mana reaksi fusi nuklir terkendali digunakan untuk menghasilkan [[radiasi neutron]].

[[Berkas:Pressurized Water Reactor for ship.png|thumbjmpl|300px|Pressurized Water Reactor untuk kapal. Reaktor ini menggunakan air laut sebagai kondenser pendingin reaktor.]]

** Produksi beragam [[isotop]] [[radiasi|radioaktif]], seperti [[americium]] yang digunakan dalam [[detektor asap]], dan cobalt-60, molybdenum-99 dan lainnya yang digunakndigunakan untuk pencitraan dan perawatan medis

* Aplikasi [[penelitian]] :

[[Berkas:Fermi-Szilard Neutronic Reactor - Figure 38.png|rightka|200px|thumbjmpl|Gambar dari paten "reaktor neutron" Fermi-Szilárd.]]

[[Berkas:CANDU fuel cycles.jpg|thumbjmpl|rightka|400px|Range of possible CANDU fuel cycles: CANDU reactors can accept a variety of fuel types, including the used fuel from light-water reactors]]

[[Berkas:SchémaDechetsNucleaires en.svg|400px|thumbjmpl|Nuclear Fuel Process]]

Meskipun umat manusia telah menguasai daya nuklir baru-baru ini, reaktor nuklir yang pertama muncul dikendalikan oleh alam. Lima belas reaktor fisi nuklir alami telah ditemukan di tambang [[Oklo]], [[Gabon]], [[WestAfrika AfricaBarat]]. Pertama ditemukan pada tahun 1972 oleh ahli fisika PerancisPrancis [[Francis Perrin (fisikawan)|Francis Perrin]]. Reaktor alami ini dikenal dengan sebutan [[Reaktor fissi nuklir alami|Reaktor Fossil Oklo]]. Reaktor-reaktor ini diperkirakan aktif selama 150 juta tahun, dengan daya keluaran rata-rata 100&nbsp;kW. Bintang-bintang juga mengandalkan fusi nuklir guna membangkitkan panas, cahaya dan radiasi lainnya. Konsep reaktor nuklir alami diajukan pertama kali oleh [[Paul Kuroda]] pada tahun [[1956]] saat di [[Universitas Arkansas]] .<ref name="OCRWM">{{cite web|title=Oklo: Natural Nuclear Reactors|work=Office of Civilian Radioactive Waste Management|url=http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0010.shtml|accessdate=June 28|accessyear=2006|archive-date=2006-03-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20060316101947/http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0010.shtml|dead-url=yes}}</ref>.

Reaktor nuklir generasi pertama yang dibuat oleh [[Enrico Fermi]] digunakan untuk menghasilkan plutonium. Karena keberhasilan ini, [[Franklin Delano Roosevelt]] selaku [[Presiden Amerika Serikat]] menjadikan plutonium sebagai bahanawal pengembangan senjata nuklir. Ia mengadakan proyek pengembangan yang dikenal sebagai [[Proyek Manhattan]].<ref>{{Cite book|last=Koesrianti|date=Januari 2016|url=https://repository.unair.ac.id/91100/1/2%20Sisi%20Nuklir_Kesej.%20Manusia.pdf|title=2 Sisi Nuklir: Senjata Nuklir dan Kesejahteraan Manusia|location=Sidoarjo|publisher=Penerbit Zifatama Publishef|isbn=978-602-6930-03-3|pages=4|url-status=live}}</ref> Selain itu, reaktor nuklir juga digunakan oleh angkatan laut Amerika (lihat [[Reaktor Angkatan Laut Amerika Serikat]]) untuk menggerakkan [[kapal selam]] dan kapal pengangkut pesawat udara. Pada pertengahan [[1950]]-an, baik [[Uni Sovyet]] maupun negara-negara barat meningkatkan penelitian nuklirnya termasuk penggunaan atom di luar militer. Tetapi, sebagaimana program militer, penelitian atom di bidang non-militer juga dilakukan dengan rahasia.

Pada 20 Desember [[1951]], listriksebuah darireaktor generatornuklir yang digerakkan oleh tenaga nuklir pertama kali dihasilkan olehdinamai [[EBR-I|Experimental Breeder Reactor-I]] (EBR-1) telah berhasil menyalakan empat lampu yang berlokasidialiri [[listrik]].<ref>{{Cite book|date=15 Juni 1979|url=https://www.asme.org/wwwasmeorg/media/resourcefiles/aboutasme/who%20we%20are/engineering%20history/landmarks/39-experimental-breeder-reactor-i-1951.pdf|title=National Historic Mechanical Engineering Landmark: Experimental Breeder Reactor I, Idaho National Engineering Laboratory|publisher=The American Society of Mechanical Engineers|pages=3|language=EN|url-status=live}}</ref> Percobaannya diadakan di [[Arco, Idaho]]. Pada 26 Juni [[1954]], pukul 5:30 pagi, PLTN pertama dunia utnuk pertama kalinya mulai beroperasi di [[Obninsk]], [[Kaluga Oblast]], [[USSR]]. PLTN ini menghasilkan 5 megawatt, cukup untuk melayani daya 2,000 rumah.<ref name="IAEANews">{{cite web|title=From Obninsk Beyond: Nuclear Power Conference Looks to Future|work=[[International Atomic Energy Agency]]|url=http://www.iaea.org/NewsCenter/News/2004/obninsk.html|accessdate=June 27|accessyear=2006}}</ref><ref name="WNA">{{cite web|title=Nuclear Power in Russia|work=[[World Nuclear Association]]|url=http://world-nuclear.org/info/inf45.htm|accessdate=June 27|accessyear=2006|archive-date=2009-02-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20090225233605/http://world-nuclear.org/info/inf45.htm|dead-url=yes}}</ref>.

PLTN skala komersial pertama dunia adalah [[:en:Sellafield|Calder Hall]], yang mulai beroperasi pada 17 Oktober [[1956]] .<ref name="BBC">{{cite web|title=1956:Queen switches on nuclear power|work=[[BBC news]]|url=http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/october/17/newsid_3147000/3147145.stm|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref>. Reaktor generasi pertama lainnya adalah [[Shippingport Reactor]] yang berada di [[Pennsylvania]] (1957). <!--''Lots of construction in 60s and 70s (oil crisis influenced) - need some numbers here--<--Actually, the oil crisis of 1974 did not stimulate nuclear power plant orders in the US: orders immediately declined, hitting zero by 1978. The experts had overprojected demand. Viz. “Political Economy of Nuclear Energy in the United States, Brookings Institution, 2004, http://www.brookings.edu/comm/policybriefs/pb138.htm ''-->

Sebelum [[Musibah Pulau Three Mile]] pada tahun [[1979]], sebenarnya permintaan akan PLTN baru di Amerika Serikat sudah menurun karena alasan ekonomi. Dari tahun 1978 sampai dengan [[2004]], tidak ada permintaan PLTN baru di Amerikat Serikat ,<ref name="PBS">{{cite web|title=The Rise and Fall of Nuclear Power|work=[[Public Broadcasting Service]]|url=http://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/reaction/maps/chart2.html|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref>, meskipun hal itu mungkin akan berubah pada tahun [[2010]] ( lihat Masa depan industri nuklir).

Tidak seperti halnya kecelakaan Three Mile Island, [[bencana Chernobyl]] pada tahun 1986 tidak berpengaruh pada peningkatan standar reaktor nuklir negara barat. Hal ini dikarenakan memang reaktor Chernobyl dikenal mempunyai desain yang tidak aman , menggunakan reaktor jenis [[RBMK]], tanpa [[kubah pengaman]] (containment building) dan dioperasikan dengan tidak aman, dan pihak barat memetik pelajaran dari hal ini .<ref name="NRC">{{cite web|title=Backgrounder on Chernobyl Nuclear Power Plant Accident|work=[[Nuclear Regulatory Commission]]|url=http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/chernobyl-bg.html|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref>.

Pada tahun [[1992]] [[topan Andrew]] menghamtam [[Turkey Point Nuclear Generating Station]]. Lebih dari US$90 juta kerugian yang diderita, sebagian besar menimpa tangki penampungan air dan cerobong asap pembangkit listrik berbahan bakar fossil (minyak/batubara) yang ada dilokasi, tapi [[containment building]] tidak mengalami kerusakan .<ref name="NRC1">{{cite web|title=EFFECT OF HURRICANE ANDREW ON TURKEY POINT NUCLEAR GENERATING STATION AND LESSONS LEARNED|work=[[Nuclear Regulatory Commission]]|url=http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/gen-comm/info-notices/1993/in93053.html|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref><ref name="NRC2">{{cite web|title=SUPPLEMENT 1:EFFECT OF HURRICANE ANDREW ON TURKEY POINT NUCLEAR GENERATING STATION AND LESSONS LEARNED|work=[[Nuclear Regulatory Commission]]|url=http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/gen-comm/info-notices/1993/in93053s1.html|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref>.

Hingga tahun [[2006]], [[Watts Bar Nuclear Generating Station|Watts Bar 1]], yang akan beroperasi pada tahun [[1997]], adalah PLTN komersial [[Amerika Serikat]] terakhir yang akan beroperasi. Hal ini biasanya dijadikan bukti berhasilnya kampanye anti nuklir dunia. Tetapi, penolakan politis akan nuklir hanya berhasil terjadi di sebagian Eropa, Selandia Baru, Filipina dan Amerika Serikat. Bahkan di Amerika Serikat dan seluruh Eropa, investasi pada penelitian [[daur bahan bakar nuklir]] terus berlanjut, dan dengan prediksi beberapa ahli akan kelangkaan listrik , peningkatan harga bahan bakar fosil dan perhatian akan emisi [[gas rumah kaca]] akan memperbarui kebutuhan PLTN.

Banyak negara yang tetap aktif mengembangkan energi nuklirnya termasuk diantaranya Jepang, China dan India, kesemuanya aktif mengembangkan teknolgi reaktor termal dan reaktor cepat. Korea Selatan dan Amerika Serikat hanya mengembangkan teknolgi reaktor thermasSouth, Afrika Selatan dan China mengembangkan versi baru [[Pebble bed reactor|Pebble Bed Modular Reactor]] (PBMR). Finlandia dan PerancisPrancis aktif mengembangkan energi nuklir; Finladia mempunyai [[European Pressurized Reactor]] yang sedang dibangun oleh [[Areva]]. Jepang membangun unit yang beroperasi pada tahun 2005.

Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :

# Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.

# Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.

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

Desain reaktor nuklir biasanya dikategorikan "generasi", yaitu, Generasi I, II, III,III +, dan IV. Atribut kunci karakteristik pembangunan dan penyebaran reaktor nuklir menerangi perbedaan penting antara berbagai generasi reaktor. Analisis saat ini konsep reaktor yang ada berfokus pada enam faktor kunci reaktor

;Efektivitas biaya

Dari perspektif pelanggan, reaktor nuklir di lihat dari sisi harganya, yang mana dapat dibedakan dari energi terbarukan ataufosil-fired kilowatt - jam. Oleh karena itu tenaga nuklir harus ekonomis kompetitif.

;Keselamatan

Beberapa sistem nuklir yang menggabungkan fitur desain pasif untuk menjamin keselamatan operasi reaktor nuklir, dibandingkan dengan sistem keselamatan aktif memerlukan intervensi oleh agen manusia. Ini karena berbagai alasan teknis dan kebijakan publik, termasuk pengurangan risiko kuantitatif. Apa langkah-langkah keamanan yang diusulkan untuk reaktor baru? Apakah mereka mempertahankan atau memajukan langkah-langkah saat ini.

;Keamanan dan nonproliferasi

;Kesesuaian Jaringan

;Komersialisasi roadmap

Menurut sejarah, perpindahan dasar sumber daya oleh sumber alternatif telah menjadi proses evolusi bukan pergeseran tiba-tiba, mengganggu, dan radikal. Mencoba untuk "mendorong amplop"dengan memaksa pergeseran ke arah ekonomis yang tidak layak karena investor jarang bersedia menanggung biaya, misalnya, biaya modal terkait dengan penyebaran teknologi alternatif ke dalam arsitektur jaringan yang ada. Karena itu komersialisasi roadmap harus mencakup waktu yang masuk akal untuk penyebaran (terutama di negara berkembang teknologi powerhouses seperti Cina, India, dan Republik Korea) Akankah praktik konstruksi modular merampingkan komersialisasi reaktor nuklir dan mengurangi semalam biaya beban.

;Siklus bahan bakar

Rincian siklus bahan bakar reaktor yang diberikan itu adalah unsur yang sangat penting dalam menentukan tingkat risiko untuk keselamatan nuklir, keamanan, dan penjamin. Dengan kedua bagian depan dan belakang ujung siklus bahan bakar, intrinsik sifat reaktor pasangan desain erat dengan eksternalitas seperti kemungkinan internasionalisasi depan dan ujung belakang proses.

* Bagian depan. Sejauh mana sebuah reaktor nuklir membutuhkan terus pengisian bahan bakar diperkaya dengan bahan bakar segar merupakan faktor penting dalam menentukan risiko. Faktor yang terkait adalah tingkat dan cara di dimana pasokan bahan bakar (terutama pengayaandan fabrikasi). Bergerak menuju desain fitur reaktor - seperti pemanfaatan bahan bakar yang tinggi dan derajat bakar BBM (ukuran berapa banyak energi yang diekstrak dari bahan bakar segar, misalnya,dalam membakar desain reaktor umumnya ≥ 20 persen) dan disegel panjang-hidup desain-bisa inti secara signifikan mengurangi risiko tersebut.

Reaktor Gen IV akan sampai dua sampai empat dekade ke depan, meskipun beberapa desain bisa akan tersedia dalam satu dekade. Seperti dalam kasus desain Gen III dan Gen III + dalam Amerika Serikat, Gen IV desain harus disertifikasi oleh NRC sesuai dengan 10 CFR Part 52, sesuai dengan peraturan diperbarui dan panduan peraturan. Departemen Energi AS (DOE) Kantor Energi nuklir memilikidan mengambil tanggung jawab untuk mengembangkan ilmu yang dibutuhkan selama lima Gen teknologi . Tingkat pendanaan untuk setiap konsep teknologi mencerminkan penilaian DOE konsep ini tahap pengembangan teknologi dan potensinya untuk memenuhi kebutuhan energi nasional. The Next Generation Tenaga Nuklir ( NGNP ) proyek sedang mengembangkan satu contoh dari sistem reaktor Gen IV, Reaktor Suhu Sangat Tinggi , yang dikonfigurasi untuk menyediakan panas suhu tinggi (sampai 950&nbsp;°C ) untuk varietas co - produk , termasuk produksi hidrogen . NRC bekerjadengan DOE pada pendekatan lisensi . Awal potensial tanggal aplikasi COL adalah pertengahan dekade ini .

Secara umum, sistem Gen IV meliputi penuh aktinida daur ulang dan ditempat fasilitas daur bahan bakar berdasarkan pada maju berair , pirometalurgi ,atau lainnya. Penelitian reaktor cepat telah aktif di Amerika Serikat dan lebih aktif di China, Prancis, India, dan negara-negara bekas Soviet Union. Satu alasan untuk menutup siklus bahan bakar dengan reaktor cepat adalah berpotensi mengurangi keterbatasan pasokan uranium. Namun, mengingat ekonomi saat ini pasokan uranium, dari toko primer dan sekunder, tujuan pemuliaan plutonium sipil tidak dapat didasarkan pada kebutuhan komersial saat ini.

[[Berkas:Yamal 2009.JPG|thumbjmpl|300px|Nuclear icebreaker [[Yamal (icebreaker)|''Yamal'']]]]

* Hingga juni 2009, tercatat 13.660 tahun operasi reaktor dan sudah menghasilkan 56.600 milyarmiliar kWh listrik bagi dunia

* Pada tahun 2008 total listrik yang dihasilkan dari nuklir adalah 2601 milyarmiliar kWh, atau sekitar 15% dari total listrik yang dihasilkan pada tahun tersebut