Reaktor air berat bertekanan: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
←Mengalihkan ke Reaktor air berat Tag: Pengalihan baru |
Menghapus pengalihan ke Reaktor air berat Tag: Menghapus pengalihan |
||
Baris 1:
'''Reaktor air berat''' atau '''reaktor air berat bertekanan''' ('''''pressurized heavy-water reactor''''', '''PWHR''') adalah [[reaktor nuklir]] generasi II berbahan bakar [[uranium alam]] kadang [[uranium]] diperkaya sangat rendah yang menggunakan [[air berat]] ([[deuterium oksida]], D<sub>2</sub>O) sebagai [[pendingin reaktor nuklir|zat pendingin]] dan [[moderator neutron|moderator (pelambat) neutron]]. Air berat atau deuterium oksida adalah air dengan isotop [[deuterium]] (<sup>2</sup>H) sebagai hidrogennya. Air berat ini diberi tekanan tinggi agar dapat menyerap panas dan memiliki suhu tinggi tanpa mengalami pendidihan. Prinsip ini mirip [[reaktor air bertekanan|reaktor air tekanan tinggi]] biasa. Walaupun air berat jauh lebih mahal dibanding air biasa, penggunannya meningkatkan [[ekonomi neutron]] dari reaktor tersebut. Contoh jenis reaktor PHWR adalah [[Reaktor CANDU]] yang dikembangkan oleh negara [[Kanada]] dan reaktor [[IPHWR]] [[India]]. Pada awal tahun 2001, 31 PHWR beroperasi, memiliki kapasitas total 16,5 GW(e), mewakili sekitar 7,76% berdasarkan jumlah dan 4,7% dengan kapasitas pembangkit dari semua reaktor yang beroperasi saat ini.<ref>{{cite web|url=https://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/naturaluranium.htm|title=Natural uranium|author=Marion Brünglinghaus|work=euronuclear.org|access-date=11 September 2015|archive-url=https://web.archive.org/web/20180612140227/https://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/naturaluranium.htm|archive-date=12 June 2018|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite book|url=http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11320&page=50 |title=An International Spent Nuclear Fuel Storage Facility - Exploring a Russian Site as a Prototype: Proceedings of an International Workshop |doi=10.17226/11320 |year=2005 |isbn=978-0-309-09688-1 |author1=National Research Council }}{{page needed|date=August 2019}}</ref><ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.nucengdes.2013.12.056|title = Negative power coefficient on PHWRS with CARA fuel|journal = Nuclear Engineering and Design|volume = 270|pages = 185–197|year = 2014|last1 = Lestani|first1 = H.A.|last2 = González|first2 = H.J.|last3 = Florido|first3 = P.C.}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last=Waltham|first=Chris|date=June 2002|title=An Early History of Heavy Water|journal=Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia|pages=28|arxiv=physics/0206076|bibcode=2002physics...6076W}}</ref><ref>{{cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/India/IndiaSmiling.html|title=India's Nuclear Weapons Program: Smiling Buddha: 1974|access-date=23 June 2017}}</ref>
Air adalah moderator neutron cepat yang sangat baik, memungkinkan mereka untuk bertransisi menjadi neutron termal yang mampu mendukung reaksi berantai dari bahan bakar nuklir yang diperkaya (Uranium mengandung sekitar 3% isotop 235), karena selain memoderasi neutron, ia cenderung menyerap banyak jumlah itu dan untuk membentuk deuterium.
Air berat hanyalah air yang bukannya hidrogen sudah memiliki isotop deuteriumnya, sudah dilengkapi dengan neutron, yang mempengaruhi kemampuan menyerap neutron dan oleh karena itu memungkinkan kelangsungan reaksi berantai bahan bakar yang tidak diperkaya.
Keuntungan PHWR:
* Penggunaan Uranium yang Tidak Diperkaya. Reaktor air berat dapat menggunakan uranium alam, uranium yang sedikit diperkaya (konsentrasi U-235 0,71 hingga 2%).
* Penggunaan uranium "bekas". Di CANDU juga diuji penggunaan "off uranium" (campuran plutonium dan limbah radioaktif lainnya) dari batangan bahan bakar bekas dari reaktor nuklir lain (tanpa pengolahan ulang kimia, melalui siklus Dupic). Meskipun cukup "dibakar", limbah yang dihasilkan dari penggunaan ini jauh lebih berbahaya karena mengandung persentase tinggi neptunium-237 (sangat larut dalam air), plutonium-239 dan xenon-110 (selain uranium-238). Saat ini, rendahnya biaya uranium membuat daur ulang tidak diperlukan.
* Penggunaan Thorium sebagai bahan bakar. Thorium adalah logam aktinida, empat kali lebih umum dari uranium (lebih murah untuk mengekstrak dan "memurnikan" dari uranium, karena membutuhkan pengayaan).Thorium yang dikenakan fluks neutron termal berubah menjadi thorium-233, yang setelah peluruhan beta adalah transmuted ke dalam unsur uranium -233, yang fisil.
* Radiotoksisitas rendah dari limbah thorium.
* Keamanan pasif. Dalam reaktor air berat bertekanan, hilangnya (karena pecahnya pipa) atau penguapan zat pendingin (karena ledakan dahsyat setelah pembentukan gelembung hidrogen dan oksigen) sesuai dengan hilangnya moderator D 2 O, dan oleh karena itu reaksi fisi terkontrol akan berhenti secara spontan setelah kecelakaan serius ini. Meskipun deuterium tidak radioaktif, air berat dapat terkontaminasi dengan tritium dan partikel radioaktif lainnya dari pipa yang diaktifkan, dan oleh karena itu reaktor lebih aman di mana air tidak meninggalkan bangunan penahanan utama tetapi melalui penukar panas mentransfer energi panas ke bangunan eksternal berisi turbin yang menggerakkan generator listrik.
* Produksi tritium. Produk sampingan dari radiasi neutron deuterium (dalam air berat) adalah tritium, yang suatu hari nanti dapat dimanfaatkan oleh beberapa jenis reaktor fusi nuklir yang diusulkan (tetapi juga dalam bom termonuklir, sebagai penambah litium hidrida).
Kekurangan PHWR:
* Tingginya biaya air berat. Untuk reaktor nuklir dari rantai pasokan CANDU telah dihitung bahwa air berat mewakili rata-rata sekitar 20% dari biaya modal untuk setiap reaktor. Di Semenanjung Bruce di Ontario, sebuah pabrik dibangun yang mampu menghasilkan 1 liter air berat untuk setiap 320.000 liter air dari Great Lakes (ditenagai oleh energi panas dan listrik yang dihasilkan oleh reaktor itu sendiri), tetapi setelah akumulasi surplus besar-besaran air berat, dan karena meningkatnya masalah lingkungan yang disebabkan oleh hidrogen sulfida, pabrik ditutup dan kemudian dibongkar.
* Iradiasi reaktor tinggi. Fluks intens neutron termal menyebabkan aktivasi radioaktif intens dari inti reaktor dan struktur bangunan penahan utama. Hal ini membutuhkan waktu tunggu yang lama antara de-fueling dan pembongkaran akhir reaktor nuklir, yang di lokasi dengan nilai komersial atau lanskap yang tinggi, dapat menyebabkan masalah ekonomi dan sosial yang signifikan.
* Hilangnya tritium ke lingkungan. Salah satu bahaya reaktor PHWR adalah polusi karena hilangnya sejumlah kecil tritium (beta-emitter) dalam air dari sirkuit pendingin sekunder reaktor.
== Referensi ==
{{Reflist}}
* [http://www.cised.org/EconomicsofNuclearPowerfromHeavyWaterReactors.pdf Economics of Nuclear Power from Heavy Water Reactors]
* [https://web.archive.org/web/20070927025911/http://www.dae.gov.in/publ/ar0203/chap1.pdf Nuclear Power Program – Stage1 – Pressurised Heavy Water Reactor]
* [https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/TRS407_scr/D407_scr1.pdf IAEA - Technical Reports Series No. 407]
[[Kategori:Reaktor nuklir]]
[[Kategori:Reaktor dengan pendingin air berat]]
[[Kategori:Reaktor dengan moderator air berat]]
[[Kategori:Reaktor generasi II]]
[[Kategori:Reaktor dengan bahan bakar uranium]]
[[Kategori:Reaktor dengan bahan bakar uranium alam]]
| |||