Apa itu Reaktor Nuklir: Bekerja & Aplikasinya

Apa itu Reaktor Nuklir: Bekerja & Aplikasinya

Pertama nuklir reaktor dirancang untuk digunakan dalam bom untuk menghasilkan 239Pu. Setelah itu, reaktor ini digunakan untuk berbagai keperluan seperti pembangkit listrik dan juga digunakan dalam kapal penggerak untuk menghasilkan radioisotop dan memasok panas. Ada berbagai jenis reaktor nuklir yang tersedia dalam desain berbeda di mana pembangkit listrik di reaktor ini terutama bergantung pada fisi nuklir. Reaktor yang sering digunakan adalah PWR (Pressurized Water Reactor), BWR (Boiling Water Reactor) & PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor). Artikel ini membahas gambaran umum tentang reaktor nuklir, komponen, dan jenisnya.



Apa itu Reaktor Nuklir?

Definisi: Reaktor nuklir adalah sistem esensial dalam nuklir pembangkit listrik . Ini termasuk reaksi saluran nuklir untuk menghasilkan panas menggunakan metode yang disebut fisi. Panas yang dihasilkan dapat digunakan untuk membuat uap untuk pemintalan a turbin . Sehingga listrik bisa dibangkitkan. Secara global, ada ratusan reaktor komersial di sana, di mana lebih dari 90 reaktor berada di AS. Jadi tenaga nuklir adalah salah satu sumber energi terbesar untuk listrik yang andal dan bebas karbon.


Bagaimana Cara Kerja Reaktor Nuklir?

Fungsi utama reaktor nuklir adalah untuk mengontrol fisi nuklir. Prinsip kerja reaktor nuklir adalah fisi nuklir dan merupakan salah satu metode yang digunakan untuk pemisahan atom untuk menghasilkan listrik. Reaktor nuklir menggunakan uranium yang akan diolah menjadi pelet keramik kecil & ditumpuk bersama menjadi batang bahan bakar. Perakitan bahan bakar dapat dibentuk oleh sekelompok di atas 200 batang bahan bakar. Biasanya, teras reaktor dapat dibuat melalui rakitan ini berdasarkan tingkat daya.





Di dalam bejana reaktor nuklir, batang bahan bakar ditempatkan di dalam air. Sehingga bisa bertindak seperti pendingin sekaligus mediator untuk membantu sekaligus mengurangi kecepatan neutron. Neutron ini dapat dihasilkan melalui fisi untuk mempertahankan reaksi berantai.

Setelah itu, batang kendali dapat ditempatkan pada teras reaktor untuk mengurangi laju reaksi. Panas yang dihasilkan melalui proses fisi dapat membuat air menjadi uap untuk memutar turbin guna menghasilkan listrik bebas karbon.



Komponen

Yang penting komponen reaktor nuklir terutama mencakup berikut ini. Diagram reaktor nuklir ditunjukkan di bawah ini.


Diagram Blok Reaktor Nuklir

Diagram Blok Reaktor Nuklir

  • Inti
  • Reflektor
  • Batang Kontrol
  • Moderator
  • Pendingin
  • Turbin
  • Penahanan
  • Menara pendingin
  • Perisai

Inti

Inti dalam reaktor termasuk bahan bakar nuklir untuk menghasilkan panas. Ini termasuk uranium dengan sistem kontrol & bahan struktural yang kurang diperkaya. Bentuk inti silinder melingkar dengan diameter 5 sampai 15 meter. Inti mencakup sejumlah pin bahan bakar individu.

Reflektor

Reflektor disusun di sekitar inti untuk mereplikasi bagian belakang neutron yang meluap dari permukaan inti.

Batang Kontrol

Batang kendali reaktor nuklir dirancang dengan elemen massa yang berat. Fungsi utamanya adalah menyerap neutron. Sehingga dapat melanjutkan atau menghentikan reaksi. Contoh utama dari batang ini adalah timbal, kadmium, dll.
Batang ini terutama digunakan untuk menghidupkan reaktor, mempertahankan reaksi pada tingkat yang konstan, dan mematikan reaktor.

Moderator

Fungsi utama dari moderator di reaktor nuklir adalah memperlambat neutron dari tingkat energi tinggi serta kecepatan tinggi. Sehingga ada kemungkinan neutron mengenai batang bahan bakar akan meningkat.

Moderator modern yang digunakan saat ini terutama mencakup air H2o, air berat D2o, Berilium, dan Grafit. Sifat-sifat moderator adalah kestabilan termal tinggi, kestabilan radiasi & kimia, non-korosif, dll.

Pendingin

Bahan yang digunakan untuk mentransfer panas dari bahan bakar ke turbin melalui inti seperti air, natrium cair, air berat, helium, atau yang lainnya disebut pendingin. Ciri-ciri pendingin terutama meliputi titik leleh rendah, titik didih tinggi, tidak beracun, viskositas kurang, kestabilan radiasi & kimiawi, dll. Pendingin yang umum digunakan adalah Hg, He, Co2, H2o.

Turbin

Fungsi utama turbin adalah untuk mentransfer energi panas dari perangkat pendingin ke listrik.

Penahanan

Penahanan memisahkan reaktor nuklir dari sekitarnya. Umumnya, ini tersedia dalam bentuk kubah dan dirancang dengan kepadatan tinggi dan beton bertulang baja.

Menara pendingin

Ini digunakan oleh beberapa jenis pembangkit listrik untuk menempatkan kelebihan panas yang tidak dapat diubah menjadi energi panas karena hukum termodinamika. Menara ini adalah simbol hiperbolik untuk energi nuklir. Menara ini hanya dapat menghasilkan uap air tawar.

Perisai

Ini melindungi pekerja dari efek radiasi. Dalam proses fisi, partikel seperti alfa, beta, gamma, neutron cepat & lambat dapat terbentuk. Jadi untuk memberi keamanan dari mereka, beton atau lapisan tebal timah digunakan di sekitar reaktor. Partikel alfa & beta dapat dihentikan dengan menggunakan lapisan plastik atau logam yang tebal.

Jenis Reaktor Nuklir

Di seluruh dunia, ada berbagai jenis reaktor nuklir yang tersedia. Berdasarkan desainnya menggunakan Uranium dengan konsentrasi yang berbeda digunakan sebagai bahan bakar, moderator untuk menunda proses fisi dan pendingin untuk perpindahan panas. PWR atau reaktor air bertekanan adalah jenis reaktor yang paling umum.

PWR / Reaktor Air Bertekanan

Jenis reaktor ini paling sering digunakan di seluruh dunia. Ini menggunakan air biasa seperti moderator dan pendingin. Dalam hal ini, pendingin dapat dengan cepat menghentikannya dari berkedip menjadi uap untuk dipertahankan selama proses berlangsung. Pompa yang kuat memindahkan air menggunakan pipa, mentransfer panas dari air mendidih ke loop sekunder. Uap yang dihasilkan menggerakkan generator turbin untuk menghasilkan listrik.

BWR / Reaktor Air Mendidih

Di reaktor ini, perang ringan berfungsi baik sebagai pendingin maupun moderator. Pendingin disisihkan pada tekanan rendah untuk merebus air. Uap dapat disuplai langsung ke generator turbin untuk menghasilkan listrik.

Reaktor Air Berat Bertekanan

Ini juga dikenal sebagai reaktor tipe CANDU. Reaktor ini mewakili sekitar 12% dari reaktor nuklir secara global. Ini terutama digunakan di semua stasiun nuklir Kanada. Reaktor ini menggunakan air berat seperti pendingin & moderator. Sebagai bahan bakar, ia menggunakan uranium alami karena, dalam reaktor air bertekanan, pendingin dapat digunakan untuk mendidihkan air normal dalam loop yang berbeda.

Reaktor berpendingin gas

Reaktor ini hanya digunakan di Inggris. Ini tersedia dalam dua jenis yaitu Magnox dan AGR (reaktor berpendingin gas lanjutan). Reaktor ini menggunakan C02 seperti pendingin & grafit seperti moderator. Bahan bakar yang digunakan di Magnox adalah uranium alami sedangkan, di AGR, menggunakan uranium yang ditingkatkan.

Reaktor Grafit Air Ringan

Reaktor ini digunakan di negara Rusia. Jadi reaktor ini menggunakan air biasa sebagai pendingin & grafit sebagai moderator. Dalam reaktor air mendidih, pendingin mendidih saat disuplai ke seluruh reaktor. Uap yang dihasilkan akan disuplai langsung ke generator turbin. Desain reaktor tipe LWG awal sering dioperasikan tanpa karakteristik keamanan.

Reaktor Pembiak Cepat

Reaktor ini menggunakan neutron cepat untuk mengubah bahan seperti U238 dan Thorium232 menjadi bahan fisil untuk bahan bakar reaktor. Proses ini dipadukan dengan daur ulang, yang memiliki kapasitas untuk meningkatkan sumber daya bahan bakar nuklir yang dapat diakses. Reaktor ini beroperasi di Rusia.

Reaktor Modular Kecil

SMR modern terutama dirancang secara ekonomis. Reaktor ini tumbuh untuk memasok listrik ke jaringan listrik kecil & mungkin untuk memasok panas untuk industri sumber daya. Reaktor ini juga dapat digunakan di jaringan yang lebih besar saat permintaan meningkat.

Beberapa reaktor tipe SMR berada dalam tahap pengembangan yang sulit seperti sepenuhnya di bawah tanah, mengurangi penggunaan lahan, staf & persyaratan keamanan. Beberapa dari reaktor ini berisi sistem keamanan pasif yang bekerja hingga 4 tahun tanpa pengisian ulang

Beberapa jenis reaktor lainnya adalah CANDU, Fast breeder, Thorium, Boiling water, Pressurized water, Prismatic, Molten salt, Small modular, Radioisotope thermal generator, Fusion reactor, RBMKs, Magnox, Pebble bed, Supercritical water-cooled, AES-2006 / VVER-1000, VHTR, HTGR, dan reaktor tipe penelitian.

Kegunaan Reaktor Nuklir

Itu aplikasi reaktor nuklir termasuk yang berikut ini

  • Ini digunakan di pembangkit listrik tenaga nuklir untuk menghasilkan listrik & juga digunakan dalam propulsi nuklir kelautan.
  • Pembangkit listrik tenaga nuklir memasok energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi listrik.
  • Ini menggerakkan baling-baling kapal sebaliknya untuk memutar poros generator listrik.

Jadi, ini semua tentang file gambaran tentang reaktor nuklir . Demikian pula, ada berbagai jenis reaktor nuklir komersial yang tersedia di seluruh dunia seperti Gas-cooled, Fast Neutron & Light Water Graphite, Pressurized water, Boiling water, Pressurized heavy water, dan Fast breeder reactor. Ini pertanyaan untuk Anda, apakah bahan bakar yang digunakan di PHWR?