MODEL REAKTOR PEMBIAK CEPAT

RINGKASAN

Terdapat dua model reaktor pembiak cepat, yakni model untai (loop) dan model tangki. Pada model untai, teras reaktor dikungkung oleh bejana reaktor, sedangkan pompa sirkulasi natrium primer, dan penukar panas intermediet (intermediate heat exchanger) berada di luar bejana reaktor. Pada model tangki, baik teras reaktor, pompa sirkulasi natrium primer, maupun penukar panas intermediet dikungkung oleh sebuah bejana reaktor yang besar. Kedua model ini memiliki kelemahan, oleh karena itu dikembangkan model lain yang disebut hybrid model.

URAIAN

Terdapat dua model reaktor pembiak cepat, yakni model untai dan model tangki. Gambar 1 dan Gambar 2 masing-masing memperlihatkan model untai dan model tangki.

1. Model untai (Gambar 1)

Pada model untai, teras reaktor dikungkung oleh bejana reaktor, sedangkan pompa sirkulasi natrium primer, dan penukar panas intermediet berada di luar bejana reaktor. Pada model ini, masing-masing mesin dan peralatan dapat dikembangkan secara sendiri-sendiri (modul). Hal ini membuat model untai sangat baik dalam hal pemeliharaan peralatan-peralatan pada sistem pendingin primer.

Bejana reaktor pada model untai hanya mengungkung teras reaktor. Ukuran bejana reaktor ini lebih kecil dibanding model tangki, lebih tahan terhadap gempa, jumlah natrium yang digunakan pun lebih kecil.

Suhu pendingin yang keluar dari teras reaktor sekitar 500 ~ 550 ^oC. Karena bahan bejana dan pipa terbuat dari stainless steel, maka pemuaian pipa karena panas merupakan masalah utama. Pada reaktor model untai sekarang ini, terlihat adanya pemuaian pipa karena panas, sehingga panjang pipa secara keseluruhan bertambah. Akibatnya pengungkung reaktor menjadi lebih besar sehingga tidak menguntungkan secara ekonomi. Untuk mengatasi hal tersebut saat ini dikembangkan sebuah cara dengan sistem coupling.

Reaktor eksperimen "Joyo" dan prototipe reaktor pembiak cepat "Monju" di Jepang, reaktor eksperimen "FFTF" milik Amerika Serikat dan prototipe reaktor "SNR-300" milik Jerman adalah model untai.

2. Model tangki (Gambar 2)

Pada model tangki, di dalam bejana reaktor ditempatkan teras reaktor, pompa sirkulasi natrium primer dan alat penukar panasintermediet, sehingga menjadi sebuah sistem tanpa pipa pendingin natrium primer. Secara keseluruhan sistem pendingin primer disusun dalam suatu bejana, sehingga menjadi ringkas. Dengan demikian pengungkung reaktor dapat dibuat menjadi lebih kecil, pipa pun dapat dihilangkan, yang pada akhirnya akan menjadi lebih menguntungkan secara ekonomis.

Untuk mencegah agar natrium pada pendingin sekunder tidak terkena paparan neutron dari teras reaktor, maka perlu ada penahan radiasi pada alat penukar panas intermediet. Bejana reaktor model tangki lebih besar dan lebih berat dibanding model untai, sehingga harus dilakukan berbagai penelitian struktur tahan-gempa.

Reaktor yang dianggap dapat mewakili reaktor pembiak cepat model tangki adalah reaktor prototipe "Phenix" dan reaktor eksperimen "Superphenix" di Perancis, Reaktor eksperimen EBR-11 di Amerika Serikat, reaktor prototipe PFR di Inggeris dan reaktor prototipe BN600 di Rusia.

3. Model lain

Untuk meningkatkan aspek keselamatan dan aspek ekonomi reaktor pembiak cepat, beberapa model reaktor telah diusulkan. Satu di antaranya yang merupakan gabungan model untai dan model tangki yakni model hybrid. Pada Gambar 4 diperlihatkan struktur reaktor model ini. Pada model hybrid, selain bejana reaktor seperti pada model untai, juga dipasang satellite pool, dimana di dalam bejana ini diletakkan pompa sirkulasi natrium primer dan penukar panas intermediet. Pada model ini, panjang pipa natrium primer lebih pendek, sehingga dapat mengurangi pengaruh panas dan pengaruh gempa terhadap bahan struktur, dan dapat mengurangi pemakaian bahan yang diperlukan.

Gambar 4 memperlihatkan model tangki berlapis dua, di mana model tangki ini telah menghilangkan pipa natrium primer dan pipa natrium sekunder, dan di bagian luar dari bejana reaktor (bejana primer) dipasang pompa sirkulasi natrium sekunder dan evaporator, serta bejana yang mengungkunginya yang disebut bejana sekunder.

Penelitian dan pengembangan untuk meniadakan sistem natrium sekunder terus berjalan, antara lain dengan menggunakan evaporator model pipa penghantar panas berlapis dua yang berfungsi untuk mencegah terjadinya reaksi natrium dengan air yang timbul karena rusaknya pipa penghantar panas. Pemanfaatan pipa penghantar berlapis dua ini menghilangkan sistem pendingin sekunder, termasuk alat penghantar panasintermediet, sehingga natrium yang telah mendinginkan teras reaktor dapat dilewatkan secara langsung ke evaporator.

GAMBAR:

Gambar 1. Diagram sistem reaktor model untai
Gambar 2. Diagram reaktor model tangki
Gambar 3. Diagram reaktor model hybrid
Gambar 4. Diagram sistem reaktor model tangki lapis dua