Bagaimana Cara Reaktor Nuklir Bekerja?

Reak­tor nuk­lir mem­pro­duk­si dan me­ngen­da­li­kan pe­le­pas­an ener­gi da­ri pe­me­cah­an atom be­be­ra­pa un­sur se­per­ti ura­ni­um dan plu­to­nium. Da­lam re­ak­tor Pem­bang­kit Lis­trik Te­na­ga Nuk­lir (PLTN), ener­gi di­le­pas­kan da­ri re­ak­si fi­si (pe­me­cah­an) ber­an­tai atom ba­han ba­kar dan pa­nas yang di­ha­sil­kan di­pa­kai un­tuk mem­pro­duk­si uap. 

Uap ini­lah yang di­gu­na­kan un­tuk meng­ge­rak­kan tur­bin un­tuk mem­pro­duk­si lis­trik. Je­nis pem­bang­kit lain­nya ju­ga meng­gu­na­kan uap, na­mun PLTN ti­dak me­la­ku­kan pem­ba­kar­an ba­han ba­kar fo­sil yang bi­sa me­le­pas­kan emi­si gas ru­mah ka­ca.

Bagian-bagian reaktor nuklir

Ada be­be­ra­pa kom­po­nen yang umum di­pa­kai oleh ba­nyak re­ak­tor se­per­ti di­ri­lis world-nu­cle­ar.org.

Ba­han ba­kar

Bia­sa­nya ba­han ba­kar be­ru­pa bu­tir ura­ni­um ok­si­da (UO2) yang da­lam ta­bung se­hing­ga ter­ben­tuk ba­tang ba­han ba­kar. Ba­tang ini di­atur se­de­mi­ki­an ru­pa di da­lam in­ti re­ak­tor.

Mo­de­ra­tor

Ma­te­ri­al ini mem­per­lam­bat pe­le­pas­an net­ron fi­si yang me­nye­bab­kan le­bih ba­nyak re­ak­si fi­si. Bia­sa­nya yang di­pa­kai ada­lah air, na­mun bi­sa ju­ga air be­rat atau gra­fit.

Tang­kai ken­da­li

Ba­gi­an ini di­buat da­ri ma­te­ri­al yang me­nye­rap net­ron, se­per­ti cad­mi­um, haf­ni­um atau bo­ron. Ma­te­ri­al ini bi­sa di­ma­suk­kan atau ter­le­pas da­ri in­ti un­tuk me­ngon­trol ke­ce­pat­an re­ak­si hing­ga meng­hen­ti­kan re­ak­si. Se­lain itu ada sis­tem pe­ma­dam­an ke­dua de­ngan me­nam­bah­kan pe­nye­rap net­ron yang lain, bia­sa­nya ter­da­pat da­lam sis­tem pen­di­ngin uta­ma.

Pen­di­ngin

Be­ru­pa ca­ir­an atau gas yang meng­alir se­pan­jang in­ti re­ak­tor dan me­min­dah­kan pa­nas da­ri da­lam ke­lu­ar. Da­lam re­ak­tor yang me­ma­kai air bia­sa, fung­si mo­de­ra­tor bia­sa­nya me­rang­kap se­ba­gai pen­di­ngin.

Be­ja­na ber­te­kan­an

Bia­sa­nya be­ru­pa be­ja­na ba­ja ku­at dan di­da­lam­nya ada in­ti re­ak­tor dan mo­de­ra­tor/pen­di­ngin. Na­mun bi­sa ju­ga be­ru­pa se­rang­kai­an ta­bung yang me­nam­pung ba­han ba­kar dan me­nya­lur­kan ca­ir­an pen­di­ngin ke se­pan­jang mo­de­ra­tor.

Ge­ne­ra­tor uap

Ini ada­lah ba­gi­an da­ri sis­tem pen­di­ngin­an di ma­na pa­nas da­ri re­ak­tor di­gu­na­kan un­tuk mem­bu­at uap da­ri tur­bin.

Con­tain­ment (pe­na­han)

Ya­i­tu struk­tur di se­ki­tar in­ti re­ak­tor yang di­ran­cang un­tuk me­lin­dungi­nya da­ri gang­gu­an lu­ar dan me­lin­dungi ba­gi­an lu­ar da­ri efek ra­dia­si ji­ka ada ke­sa­lah­an. Ba­gi­an ini di­buat da­ri struk­tur be­ton dan ba­ja de­ngan te­bal men­ca­pai 1 m.

Ke­ba­nyak­an re­ak­tor per­lu di­ma­ti­kan sa­at peng­isi­an ba­han ba­kar. Da­lam hal ini peng­isi­an ba­han ba­kar di­la­ku­kan pa­da in­ter­val 1-2 ta­hun dan se­pe­rem­pat atau ti­ga­pe­rem­pat pa­sang ba­han ba­kar di­gan­ti de­ngan yang ba­ru. Pa­da ti­pe CAN­DU dan RBMK yang me­mi­liki ta­bung ber­te­kan­an (bu­kan be­ja­na te­kan yang me­nu­tup in­ti re­ak­tor), peng­isi­an ulang ba­han ba­kar bi­sa di­la­ku­kan sa­at ge­ne­ra­tor be­ker­ja de­ngan me­mu­tus ta­bung ber­te­kan­an itu.

Pa­da re­ak­tor de­ngan mo­de­ra­tor air be­rat atau gra­fit, re­ak­tor bi­sa be­ker­ja se­per­ti bia­sa bah­kan sa­at pe­nga­ya­an ura­ni­um. Ura­ni­um alam ma­sih me­mi­liki kom­po­si­si yang sa­ma de­ngan sa­at di­tam­bang (me­mi­liki 0,7% iso­top U-235 dan 99,2% U-238). Ura­ni­um ini me­mi­liki iso­top U-235 yang cen­de­rung te­rus mem­be­lah.

Iso­top ini ke­mu­di­an di­ka­ya­kan hing­ga 3,5-5%. Pa­da pro­ses pe­nga­ya­an se­per­ti ini mo­de­ra­tor bi­sa be­ru­pa air bia­sa dan di­se­but de­ngan re­ak­tor air ri­ngan. Air ini bi­sa me­nye­rap net­ron de­ngan ba­ik, na­mun tak se­efek­tif meng­gu­na­kan air be­rat atau gra­fit. Da­lam ber­ba­gai ka­sus yang lang­ka, ba­ngun­an in­ti re­ak­tor bi­sa ru­sak se­hing­ga me­nye­bab­kan ma­sa­lah pa­da sis­tem pen­di­ngin­an atau mo­de­ra­tor. Aki­bat­nya, re­ak­si fi­si yang ter­ja­di bi­sa tak ter­ken­da­li dan me­nye­bab­kan le­dak­an atau ter­se­bar­nya asap ra­dio­ak­tif ke ma­na-ma­na.