Bahan bakar nuklir
Bahan bakar nuklir adalah semua jenis material yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, demikian bila dianalogikan dengan bahan bakar kimia yang dibakar untuk menghasilkan energi. Hingga saat ini, bahan bakar nuklir yang umum dipakai adalah unsur berat fissil yang dapat menghasilkan reaksi nuklir berantai di dalam reaktor nuklir; Bahan bakar nuklir dapat juga berarti material atau objek fisik (sebagai contoh bundel bahan bakar yang terdiri dari [batang bahan bakar]] yang disusun oleh material bahan bakar, bisa juga dicampur dengan material struktural, material moderator atau material pemantul (reflector) neturon. Bahan bakar nuklir fissil yang seirng digunakan adalah 235U dan 239Pu, dan kegiatan yang berkaitan dengan penambangan, pemurnian, penggunaan dan pembuangan dari material-material ini termasuk dalam siklus bahan bakar nuklir. Siklus bahan bakar nuklir penting adanya karena terkait dengan PLTN dan senjata nuklir.
Tidak semua bahan bakar nuklir digunakan dalam reaksi fissi berantai. Sebagai contoh, 238Pu dan beberapa unsur ringan lainnya digunakan untuk menghasilkan sejumlah daya nuklir melalui proses peluruhan radioaktif dalam generator radiothermal, dan baterai atom. Isotop ringan seperti 3H (tritium) digunakan sebagai bahan bakar fussi nuklir. Bila melihat pada energi ikat pada isotop tertentu, terdapat sejumlah energi yang bisa diperoleh dengan memfusikan unsur-unsur dengan nomor atom lebih kecil dari besi, dan memfisikan unsur-unsur dengan nomor atom yang lebih besar dari besi.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/71/Binding_energy_curve_-_common_isotopes.jpg/250px-Binding_energy_curve_-_common_isotopes.jpg)
Bahan bakar nuklir untuk reaksi fissi
-
1 Uranium ore - material dasar bahan bakar nuklir
-
2 Yellowcake - bentuk uranium guna dikirim ke pabrik pengkayaan uranium
-
3 UF6 - uranium dalam pengkayaan
-
4 Bahan bakar nuklir - berbentuk padat, secara kimia bersifat inert
Bahan bakar nuklir tradisional yang digunakan di USA dan beberapa negara yang tidak melakukan mendaur ulang bahan bakar nuklir bekas mengikuti empat tahapan seperti yang tampak dalam gambar di atas. Proses di atas berdasarkan siklus bahan bakar nuklir. Pertama, uranium diperoleh dari pertambangan. Kedua, uranium di proses menjadi "yellow cake". Langkah berikutnya bisa berupa mengubah "yellow cake" menjadi UF6 guna proses pengkayaan dan kemudian diubah menjadi uranium dioksida, atau tanpa proses pengkayaan untuk kemudian langsung ke tahap 4 sebagaimana yang terjadi untuk bahan bakar reaktor CANDU.
Bentuk kimia yang umum dari bahan bakar nuklir
Bahan bakar oksida
Konduktivitas panas dari uranium dioksida sangat rendah, hal ini dipengaruhi oleh porositas and proses pembakaran (burn-up). Burn-up menghasilkan produk fissi dalam bahan bakar (seperti lantanida), penyisipan produk fissi seperti palladium, pembentukan gelembung gas fissi seperti xenon dan kripton dan kerusakan bahan bakar akibat radiasi. Rendahnya konduktivitas panas dapat berakibat pada pemanasan berlebih pada pusat pellet bahan bakar. Porositas berakibat pada penurunan konduktivitas panas dan pengembangan bahan bakar ketika digunakan.
Menurut International Nuclear Safety Center [1] konduktivitas panas dari uranium dioksida dapat dihitung dengan menggunakan serangkaian persamaan dalam kondisi yang berbeda-beda.
[Densitas]] bahan bakar dapat dihubungkan dengan konduktivitas panas menurut persamaan berikut:
p = (ρtd-ρ)/ρ
Dengan ρ adalah densitas bahan bakar dan ρtd adalah densitas teori dari uranium dioksida.
Konduktivitas panas dari fase porous (Kf) dihubungkan dengan konduktivitas fase sempurna (Ko, tidak ada porositas) dengan persamaan berikut. Perlu dicatat bahwa s adalah faktor shape (bentuk) dari lubang.
Kf = Ko.(1-p/1+(s-1)p)
Pranala luar dan referensi
Bahan bakar PWR
- NEI fuel schematic
- Picture of a PWR fuel assembly
- Picture showing handling of a PWR bundle
- Mitsubishi nuclear fuel Co.
Bahan bakar BWR
- Picture of a "canned" BWR assembly
- Physical description of LWR fuel
- Links to BWR photos from the nuclear tourist webpage
Bahan bakar CANDU
- CANDU Fuel pictures and FAQ
- Basics on CANDU design
- THE EVOLUTION OF CANDUÒ FUEL CYCLES AND THEIR POTENTIAL CONTRIBUTION TO WORLD PEACE
- CANDU Fuel-Management Course
- CANDU Fuel and Reactor Specifics (Nuclear Tourist)
- Candu Fuel Rods and Bundles
Bahan bakar TRISO
- TRISO fuel descripción
- NON-DESTRUCTIVE EXAMINATION OF SiC NUCLEAR FUEL SHELL USING X-RAY FLUORESCENCE MICROTOMOGRAPHY TECHNIQUE
- GT-MHR fuel compact process
- Description of TRISO fuel for "pebbles"
- LANL webpage showing various stages of TRISO fuel production
Bahan bakar CERMET
- A Review of Fifty Years of Space Nuclear Fuel Development Programs
- THORIA-BASED CERMET NUCLEAR FUEL: SINTERED MICROSPHERE FABRICATION BY SPRAY DRYING
- THE USE OF MOLYBDENUM-BASED CERAMIC-METAL (CerMet) FUEL FOR THE ACTINIDE MANAGEMENT IN LWRs
Bahan bakar tipe plat
Bahan bakar TRIGA
Bahan bakar reaktor luar angkasa
Bahan bakar fusi