Reaktor Atom/reaktor nuklir

Kata kunci : Reaktor, atom, fisi, termal, nuetron,

Reaktor atom atau reaktor nuklir merupakan tempat terjadinya reaksi berantai (chain reactions)¹ terkendali, baik itu pembelahan inti (fisi) mapun penggabungan inti (fusi). Sampai saat ini reaktor yang ada dan telah beroperasi hanya reaktor atom fisi. Reaktor atom berdasarkan jenisnya dibagi menjadi dua yaitu : Reaktor termal dan rekator cepat. Sedangkan berdasarkan fungsinya juga di bagi menjadi dua yaitu : Reaktor penelitian dan Reaktor daya.

Pada tulisan saya kali ini hanya akan membahas mengenai reaktor termal.

1.        Reaktor termal

            Dalam reaktor ini neutron-neutron yang dihasilkan memiliki energi yang hampir sama dengan partikel-partikel gas pada suhu normal. Banyak reaktor komersial yang digunakan di beberapa negara merupakan jenis ini.

            Reaktor atom pertama ialah reaktor termal fisi, yang dirancang dan dibangun oleh ENRICO FERMI pada tahun 1942 di Chicago Unviersity, USA. Saat ini benyak terdapat jenis dan ukuran dari reaktor termal. Tetapi, tetap mempertahankan dan memiliki lima komponen dasar yang sama, yaitu ;

a.     Elemen bahan bakar

b.  Moderator neutron

c.   Batang pengendali

d.  Pendingin

e.  Perisai radiasi

Elemen bahan bakar berbentuk batang tipis yang memiliki diameter kira-kira 1 cm.

Dalam suatu reaktor nuklir yang besar memiliki ribuan elemen bahan bakaar yang diletakkan saling berdekatan. Seluruh elemen bahan bakar dan daerah sekitarnya disebut teras reaktor. Pada umumnya, bahan bakar reaktor adalah uranium U-235 (U-235). Oleh karena isotop² ini hanya kira-kira sekitar 0,7% terdapat dalam uranium alam, maka diperlukan proses khusus untuk memperbanyak (menaikkan persentasi) isotop ini. Pada umunya reaktor atom komersil menggunaka uranium dengan jumlah inti U-235 yang telah diperkaya kira-kira 3%.

            Neutro-neutron yang mudah membelah inti U-235 adalah neutron-neutron lambat yang memiliki energi kira-kira 0,04 eV³ (atau lebih kecil lagi), sedangkan neutron-neutron yang dibebaskan selama proses pembelahan inti memiliki energi beberapa MeV. Karena i\hal itu, suatu reaktor atom harus memiliki material yang dapat mengurangi kelajuan neutron-neutron yang bergerak lebih cepat (energinya lebih besar) sehingga neutron-neutron ini dapat dengan mudah membelah inti. Material yang memperlambat kelajuan neutron disebut Moderator. Material moderator dapat berupa :

a.   H₂O ( air biasa)

b.  D₂O ( deuterium oksida ) Air “berat”

c. Grafit ( seperti yang digunakan oleh Enrico Fermi )

d.  Berilium

      Moderator yang umum digunakan adalah Air. Ketika sebuah elektron berenergi tinggi keluar dari sebuah elemen bahan bakar, neutron tersebut akan memsuki air disekitarnya dan akan bertumbukan dengan molekul-molekul air. Neutron cepat akan kehilangan sebagian energinya selama menumbuk molekul air (moderator) terutama dengan ato-atom hidrogen. Akhirnya neutron tersebut dapat diperlambat.

           

Catatan kaki:

1.         Reaksi berantai (chain reactions) : sederetan pembelahan inti dimana neutron-neutron yang dihasilkan tiap pembelahan inti menyebabkanpembelahan inti-inti lainnya.

2.         Isotop : atom-atom yang memiliki  jumlah proton sama namun memiliki jumlah neutron berbeda.

3.         1 eV = 1,602 X 10^-19  Joule

To be continue :D