Thread ini adalah tulisan kelima dari serial ilmu dan teknologi nuklir. Thread sebelumnya ada di sini:


=======================================================

Evolusi reaktor nuklir ???

Banyak orang menyangka bahwa reaktor nuklir itu hanya ada satu jenis saja, tetapi kenyataannya reaktor nuklir telah mengalami evolusi sejak diperkenalkan pertama kalinya di tahun 1942. Semenjak itu banyak reaktor nuklir yang telah dikembangkan, baik itu hanya sebatas desain di atas kertas maupun yang sampai operasional. Banyak pula yang tidak bertahan “hidup”. Reaktor nuklir yang saat ini dibangun termasuk dalam generasi ketiga yang merupakan hasil evolusi dari generasi sebelumnya. Adapun generasi yang lebih baru lagi, yaitu generasi keempat, saat ini sedang dalam taraf pengembangan dan eksperimen. Kira-kira tahun 2040-an akan mulai dioperasikan.

Mengapa reaktor nuklir mengalami evolusi? Paling tidak ada 4 alasan:

1. Ekonomi: reaktor nuklir harus ekonomis, artinya listrik yang dihasilkan harus bisa bersaing dengan pembangkit listrik jenis lain.
   
2. Keselamatan: reaktor nuklir harus bisa beroperasi dengan tingkat keselamatan yang tinggi sehingga tidak membahayakan penduduk.
   
3. Keamanan: Reaktor nuklir juga harus bisa meminimalkan resiko keamanan, misalnya dari pencurian material-material nuklir ataupun tindakan terorisme.
   
4. Kesesuaian jaringan listrik: Reaktor nuklir yang akan dibangun harus disesuaikan dengan kemampuan jaringan listrik lokal maupun nasional di negara yang akan dibangun.
   

Ilustrasi di bawah ini menggambarkan evolusi reaktor nuklir.




Penjelasannya kira-kira seperti ini.

Reaktor nuklir dapat dioperasikan menggunakan uranium alami atau uranium diperkaya, akan tetapi penggunaan uranium alami membatasi pemilihan material pendingin hanya pada grafit (lihat cabang graphite moderator reactors) dan air berat (lihat cabang heavy water reactor) .

Penggunaan uranium diperkaya memungkinkan digunakannya hampir semua pilihan bahan pendingin dan moderator. Beberapa kombinasi bahkan cukup beruntung dibandingkan dengan yang lain, misalnya pendingin air sangat sukses karena dia juga berfungsi sebagai moderator yang baik. Reaktor berpendingin air (cabang PWR dan BWR) merupakan reaktor yang jumlahnya paling banyak baik itu di generasi II dan generasi III. Fukushima adalah reaktor generasi II yang didesain dan dibangun di tahun 1960-an.

Kombinasi antara moderator grafit dan pendingin gas mengarah kepada reaktor suhu tinggi (cabang HTR).

Reaktor cepat (cabang FR) masih belum dikembangkan.

Hanya beberapa spesies dari reaktor nuklir yang bertahan. Beberapa cabang ada yang telah punah atau sedang menuju kepunahan, misal reaktor NUGG (Natural Uranium-Gas Graphite) karena alasan ekonomis dan RBMK (Reaktor Bolshoy Moschnosti Kanalniy/High Power Channel Reactor) karena alasan keselamatan. Reaktor Chernobyl merupakan salah satu contoh reaktor tipe RBMK. Saat ini sudah tidak ada lagi reaktor sejenis dengan Chernobyl yang beroperasi.

Akan tetapi kriteria seleksi bisa berubah, dunia juga berkembang, teknologi semakin maju. Spesies reaktor yang lain juga bermunculan. Apakah semuanya akan bertahan hidup?


Keterangan singkatan:

• WPu = reaktor militer penghasil plutonium untuk senjata nuklir
  
• CANDU = Canadian Deuterium Uranium (reaktor ini menggunakan uranium alami sebagai bahan bakarnya dan yang bertindak sebagai moderator dan pendingin adalah air berat atau D2O.)
  
• SGHWR = Steam Generating Heavy Water Reactor (reaktor air berat yang memasok energi panas/kalor ke industri)
  
• AGR = Advanced Gas-cooled reactor (reaktor berpendingin gas dengan moderator grafit)
  
• (V)HTR = (Very) High Temperature Reactor (reaktor yang beroperasi pada suhu (sangat) tinggi, di atas 800 derajat Celcius, cocok untuk memproduksi gas hidrogen)
  
• SCWR = Super Critical Water Reactor (reaktor yang menggunakan pendingin air pada tekanan sangat tinggi, di atas tekanan kritisnya)
  
• ADS = Accelerator-Driven System (sistem hibrid/gabungan antara spalasi dengan fisi. Accelerator menghasilkan proton berenergi tinggi yang kemudian akan menumbuk material target. Selanjutnya material target akan mengalami spalasi atau mengeluarkan neutron energi tinggi dengan jumlah yang banyak. Neutron yang dihasilkan ini akan memicu terjadinya reaksi fisi.)
  
• F(N)R = Fast (Neutron) Reactor (reaktor yang beroperasi pada rentang spektrum neutron energi tinggi)
  
• MSR = Molten Salt Reactor (reaktor yang bahan bakarnya berupa cairan, terbuat dari lelehan garam lithium fluoride dan uranium)
  
• GFR = Gas-cooled Fast Reactor (reaktor cepat yang menggunakan gas sebagai pendingin).
  
• EPR = Evolutionary Pressurized Reactor (reaktor tipe PWR jenis baru yang dikembangkan oleh perusahaan Perancis, AREVA).
  
• ABWR = Advanced Boiling Water Reactor adalah reaktor BWR yang didesain oleh Hitachi
  
• SBWR = Simpliefied Boiling Water Reactor adalah reaktor BWR yang didesain oleh General Electric
  
• AP1000 = Reaktor PWR yang didesain oleh Westinghouse. Saat ini ada 4 buah AP1000 sedang dibangun di Cina, 4 buah di Amerika Serikat, 3 buah akan dibangun di Inggris.