Reaktor air berat bertekanan
Reaktor air berat atau reaktor air berat bertekanan (pressurized heavy-water reactor, PWHR) adalah reaktor nuklir daya PLTN generasi II drngan desain seaktor sejumlah selongsong banyak tabung horizontal bweisi bundel pelet bahan bakar uranium alam kadang uranium sedikit diperkaya yang menggunakan air berat (deuterium oksida, D2O) sebagai zat pendingin dan moderator (pelambat) neutron. Air berat atau deuterium oksida adalah air dengan isotop deuterium (2H) sebagai hidrogennya. Air berat ini diberi tekanan tinggi agar dapat menyerap panas dan memiliki suhu tinggi tanpa mengalami pendidihan. Prinsip ini mirip 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.[1][2][3][4][5]
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.
- Daftar Reaktor nuklir PHWR
PLTN | Unit No. |
Reaktor | Status | Negara | Kapasitas dalam MW | Konstruksi mulai | Operasi komersial | Penutupan | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Jenis | Model | Net | Gross | |||||||
Atucha[6] | 1 | PHWR | Siemens-KWU | Operasional | Argentina | 335 | 362 | 1 Juni 1968 | 24 Juni 1974 | |
2 | PHWR | Siemens-KWU | Operasional | Argentina | 692 | 745 | 14 Juli 1981 (halted in 1994, restarted in 2007) | 27 Juni 2014 | ||
3 | PHWR | CANDU-6 | Direncanakan[7] | Argentina | 800 | (2025) | ||||
Embalse[8] | 1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Argentina | 600 | 648 | 1 April 1974 | 20 Januari 1984 | (2049)[9] |
Pickering | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 515 | 542 | Juni 1966 | 29 Juli 1971 | (2022) |
2 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 515 | 542 | September 1966 | 30 Desember 1971 | 1997 | |
3 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 515 | 542 | Desember 1967 | 1 Juni 1972 | 1997 | |
4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 515 | 542 | Mei 1968 | 17 Juni 1973 | (2022) | |
5 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | November 1974 | 10 Mei 1983 | (2024) | |
6 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | Oktober 1975 | 1 Februari 1984 | (2024) | |
7 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | Maret 1976 | 1 Januari 1985 | (2024) | |
8 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | September 1976 | 28 Februari 1986 | (2024) | |
Darlington | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | April 1982 | 14 November 1992 | (2052) |
2 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | September 1981 | 9 Oktober 1990 | (2050) | |
3 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | September 1984 | 14 Februari 1993 | (2053) | |
4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | Juli 1985 | 14 Juni 1993 | (2053) | |
Bruce | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Juni 1971 | 1 September 1977 | (2042) |
2 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Desember 1970 | 1 September 1977 | (2043) | |
3 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Juli 1972 | 1 Februari 1978 | (2053) | |
4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | September 1972 | 18 Januari 1979 | (2054) | |
5 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 795 | 845 | Juni 1978 | 1 Maret 1985 | (2052) | |
6 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 822 | 872 | Januari 1978 | 15 September 1984 | (2052) | |
7 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 822 | 872 | Mei 1979 | 10 April 1986 | (2052) | |
8 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 795 | 845 | Agustus 1979 | 22 Mei 1987 | (2052) | |
NPD | 1 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 19.5 | 22 | Januari 1958 | 4 Juni 1962 | 1987 |
Douglas Point | 1 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 200 | 220 | Februari 1960 | 26 September 1968 | 1984 |
Gentilly | 2 | PHWR | CANDU-6 | Shut down | Kanada | 635 | 675 | April 1974 | 1 Oktober 1983 | 2012 |
Point Lepreau | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 635 | 660 | Mei 1975 | 1 Februari 1983 | (2041) |
Qinshan | III-1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | China | 677 | 728 | 8 Juni 1998 | 31 Desember 2002 | |
III-2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | China | 677 | 728 | 25 September 1998 | 24 Juli 2003 | ||
MZFR | 1 | PHWR | Heavy water-cooled pressure vessel reactor | Shut down | Jerman | 52 | 57 | 1 Desember 1961 | 19 Desember 1966 | 3 Mei 1984 |
Bhimpur[10] | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | |||
2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
Chutka[11] | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | |||
2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
Gorakhpur | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | (2019)[12] | ||
2 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | ||||
3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
Kaiga | 1 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 September 1989 | 16 November 2000 | |
2 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1989 | 16 Maret 2000 | ||
3 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 30 Maret 2002 | 6 Mei 2007 | ||
4 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 10 Mei 2002 | 20 Januari 2011 | ||
5 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
6 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
Kakrapar | 1 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1984 | 6 Mei 1993 | |
2 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 April 1985 | 1 September 1995 | ||
3 | PHWR | IPHWR-700[14] | Under Construction | India | 630 | 700 | 22 November 2010 | 5 Mei 2020 | ||
4 | PHWR | IPHWR-700[14] | Under construction | India | 630 | 700 | 22 November 2010 | |||
Madras | 1 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 205 | 220 | 1 Januari 1971 | 27 Januari 1984 | |
2 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 205 | 220 | 1 Oktober 1972 | 21 Maret 1986 | ||
Mahi Banswara | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | |||
2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 | ||||
Narora | 1 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1976 | 1 Januari 1991 | |
2 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 November 1977 | 1 Juli 1992 | ||
Rajasthan | 1 | PHWR | CANDU[13] | Shut down | India | 90 | 100 | 1 Agustus 1965 | 16 Desember 1973 | Oktober 2004[15] |
2 | PHWR | CANDU[13] | Operasional | India | 187 | 200 | 1 April 1968 | 1 April 1981 | ||
3 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Februari 1990 | 1 Juni 2000 | ||
4 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Oktober 1990 | 23 Desember 2000 | ||
5 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 18 September 2002 | 4 Februari 2010 | ||
6 | PHWR | IPHWR-220[13] | Operasional | India | 202 | 220 | 20 Januari 2003 | 31 Maret 2010 | ||
7 | PHWR | IPHWR-700[14] | Under construction | India | 630 | 700 | 18 Juli 2011 | |||
8 | PHWR | IPHWR-700[14] | Under construction | India | 630 | 700 | 30 September 2011 | |||
Tarapur | 3 | PHWR | IPHWR-540 | Operasional | India | 490 | 540 | 12 Mei 2000 | 18 Agustus 2006 | |
4 | PHWR | IPHWR-540 | Operasional | India | 490 | 540 | 8 Maret 2000 | 12 September 2005 | ||
Karachi | 1 | PHWR | CANDU-137 MW | Operasional | Pakistan | 90 | 100 | 1 Agustus 1966 | 7 Desember 1972 | |
Cernavodă | 1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Romania | 650 | 706 | 1 Juli 1982 | 2 Desember 1996 | |
2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Romania | 650 | 705 | 1 Juli 1983 | 31 Oktober 2007 | ||
3 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished; restart planned | Romania | 650 | 705 | ||||
4 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished; restart planned | Romania | 650 | 705 | ||||
5 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished | Romania | 650 | 705 | ||||
Wolsong | 1 | PHWR | CANDU-6 | Shut down | Korea Selatan | 657 | 687 | 30 Oktober 1977 | 22 April 1983 | 24 Desember 2019 |
2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 655 | 678 | 22 Juni 1992 | 1 Juli 1997 | ||
3 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 684 | 698 | 17 Maret 1994 | 1 Juli 1998 | ||
4 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 688 | 703 | 22 Juli 1994 | 1 Oktober 1999 | ||
Ågesta | 1 | PHWR | R3 | Shut down/dismantled | Swedia | 10 | 12 | 1 Desember 1957 | 1 Mei 1964 | 2 Juni 1974 |
Referensi
sunting- ^ Marion Brünglinghaus. "Natural uranium". euronuclear.org. Diarsipkan dari versi asli tanggal 12 Juni 2018. Diakses tanggal 11 September 2015.
- ^ National Research Council (2005). An International Spent Nuclear Fuel Storage Facility - Exploring a Russian Site as a Prototype: Proceedings of an International Workshop. doi:10.17226/11320. ISBN 978-0-309-09688-1.[halaman dibutuhkan]
- ^ Lestani, H.A.; González, H.J.; Florido, P.C. (2014). "Negative power coefficient on PHWRS with CARA fuel". Nuclear Engineering and Design. 270: 185–197. doi:10.1016/j.nucengdes.2013.12.056.
- ^ Waltham, Chris (Juni 2002). "An Early History of Heavy Water". Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia: 28. arXiv:physics/0206076 . Bibcode:2002physics...6076W.
- ^ "India's Nuclear Weapons Program: Smiling Buddha: 1974". Diakses tanggal 23 Juni 2017.
- ^ "Nuclear Power in Argentina | Argentinian Nuclear Energy - World Nuclear Association". www.world-nuclear.org. Diakses tanggal 4 August 2019.
- ^ "Atucha 3 contract signed". Diakses tanggal 20 August 2015.
- ^ Yulia Kosarenko. "NASA fact sheet". Diarsipkan dari versi asli tanggal 8 Juli 2007. Diakses tanggal 20 August 2015.
- ^ "BNamericas - The Embalse Nuclear Power Plant returns to s..." BNamericas.com.
- ^ "Government Approves 10 Sites for New Nuclear Power Projects". The New Indian Express.
- ^ Indian Nuclear Power Program Diarsipkan 1 Juli 2012 di Wayback Machine.
- ^ "Annual Report 2018-19 DAE" (PDF). Department of Atomic Energy. Diakses tanggal 13 Februari 2020.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p (PDF) https://aris.iaea.org/PDF/IPHWR-220.pdf. Tidak memiliki atau tanpa
|title=
(bantuan) - ^ a b c d (PDF) https://aris.iaea.org/PDF/IPHWR-700.pdf. Tidak memiliki atau tanpa
|title=
(bantuan) - ^ "Rajya Sabha unstarred question No. 466" (PDF). Department of Atomic Energy. Diakses tanggal 20 Maret 2021.