Jenis-jenis Reaktor Nuklir (Bag. 2)

Reaktor nuklir dalam perkembangannya memiliki berbagai macam jenis dan teknologi yang digunakan, kategorisasi reaktor nuklir dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok yang berdasarkan pada beberapa hal.<>

Klasifikasi berdasarkan pendingin yang digunakan

Reaktor nuklir jenis reaktor thermal, dalam desain dan operasinya, pendingin yang digunakan selain berfungsi sebagai pendingin itu sendiri juga berfungsi sebagai moderator dimana neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi diperlambat/mengalami perlambatan yang kemudian dapat diserap oleh bahan bakar nuklir secara efektif untuk menghasilkan reaksi nuklir.

Reaktor berpendingin air

Hingga saat ini, di Amerika Serikat telah dibangun dan dioperasikan reaktor berpendingin air sebanyak 104, 69 reaktor berjenis PWR dan 35 reaktor berjenis BWR.

PWR, Pressurized Water Reactor merupakan jenis reaktor berteknologi barat yang paling banyak dibangun, karakteristik reaktor jenis ini adalah adanya pressurizer, yang berfungsi mengatur tekanan sistem pendingin primer. Sebagian besar reaktor jenis PWR baik yang digunakan untuk tujuan komersil (PLTN) maupun untuk tujuan militer (kapal militer) menggunakan pressurizer. Dalam kondisi normal, pressurizer sebagian terisi air dan sebagian terisi rongga udara, dan didalam air terdapat pemanas yang berfungsi mengatur suhu air yang kemudian berpengaruh terhadap tekanan rongga udara sehingga tekanan didalam pressurizer ini akan memberikan kontribusi pada tekanan sistem primer, sehingga tekanan yang dibutuhkan pada sistem primer dapat terjaga dengan cara menaikturunkan tekanan didalam rongga udara pressurizer.

PHWR,  Pressurised Heavy Water Reactors merupakan salah satu jenis reaktor nuklir jenis PWR yang berpendingin air, namun yang membedakan adalah jenis air yang digunakan, jika pada PWR air yang digunakan adalah tipe air ringan (H₂O), maka pada PHWR jenis air yang digunakan sebagai pendingin dan moderator neutron adalah jenis air berat (D₂O) yang diklaim mempunyai ekonomi netron yang lebih baik. Sementara itu bahan bakar yang digunakan hanya mengandalakan Uranium alam sebagai bahan bakarnya.

BWR, Boiling Water Reactor merupakan salah satu jenis reaktor daya (penghasil listrik) berpendingin air yang mempunyai karakteristik terjadinya [pendidihan air pendingin didalam teras reaktor nuklir (disekitar bahan bakar) dengan porsi yang lebih rendah dibandingkan total keseluruhan air pendingin yang digunakan. Reaktor jenis ini menggunakan Uranium 235 yang diperkaya (enriched uranium) dalam bentuk Uranium Dioxide sebagai bahan bakarnya. Bahan bakar dibentuk dalam rangkaian batangan-bantangan yang dibungkus stainless steel yang terendam dalam air. Reaksi fisi (nuklir-fisi) yang terjadi dalam bahan bakar mengakibatkan terjadinya pendidihan air disekitar bahan bakar yang kemudian menghasilkan uap air yang kemudian mengalir keluar dari bejana reaktor melalui pipa yang  kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik.  Dalam kondisi normal, tekanan dikendalikan oleh jumlah uap yang mengalir dari bejana tekan reaktor menuju turbin.

 

 

Reaktor berpendingin logam cair

Liquid Metal-Cooled Reactor, Reaktor berpendingin logam cair, pada reaktor nuklir jenis reaktor cepat (reaktor epat), air tidak dapat digunakan sebagai pendingin reaktor karena air bersifat memoderasi neutron sehingga neutron cepat menjadi neutron thermal, oleh karena itu diperlukan pendingin yang mempunyai karakteristik yang berbeda dengan air. Pendingin logam cair selama ini sudah digunakan untuk reaktor cepat, diantaranya adalah Sodium, NaK, timbal, lead-bismuth eutectic dan dalam waktu dekat mercury juga akan digunakan sebagai pendingin reaktor jenis ini. Beberapa reaktor berpendingin logam cair diantaranya adalah Sodium-cooled fast reactor, lead-cooled fast reactor. 

 

Reaktor berpendingin gas

HTGR, high temperatur gas-cooled reactor, reaktor berpendingin gas merupakan salah satu jenis reaktor nuklir yang menggunakan gas inert yang disirkulasi sebagai pendingin reaktor, gas helium sering digunakan sebagai pendingin reaktor pada desain reakto temperatur tinggi, pada awalnya gas karbon dioksida juga digunakan dalam desain PLTN generasi sebelumnya di Inggris dan Perancis. Gas nitrogen juga digunakan dalam desain reaktor PLTN, gas yang dihasilkan sangat bervariasi tergantung jenis reaktornya. Beberapa reaktor yang menggunakan pendingin nitrogen dapat menggerakkan turbin gas secara langsung dari tekanan gas panas yang dihasilkan tanpa melalui sistem penukar panas (heat exchanger) untuk menghasilkan uap panas yang diperlukan untuk menggerakkan turbin uap. Namun beberapa jenis reaktor berpendingin nitrogen dengan desain lama memerlukan heat exchanger untuk menghasilkan uap yang diperlukan untuk menggerakkan turbin uap.

 

Reaktor berpendingin garam cair

Molten Salt Reactors, MSR merupakan salah satu jenis reaktor yang menggunakan garam cair sebagai pendinginnya, khususnya campuran flouride salts FLiBe.

MSR beroperasi pada temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan temperatur operasi reaktor berpendingin air, namun tekanan yang digunakan hampir sama dengan tekanan atmosfer, sehingga reaktor jenis ini dapat menekan tekanan mekanik yang bekerja pada system, sehingga aspek keselamatannya dapat meningkat. Oleh karenanya reaktor jenis ini mempunyai kemungkinan biaya konstruksi dan operasinya lebih murah dibandingkan dengan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara.

 

 

Akhmad Khusyairi,S.T., M.Eng

 Kontributor IPTEK NU Online