Reaktor Atom

Reaktor atom/nuklir adalah tempat terjadinya reaksi berantai yang menyangkut reaksi fisi yang terkendali. Sebuah reaktor merupakan sumber energi yang efisien. Reaksi fisi 1 gram nuklida per hari akan menimbulkan energi sebesar 1 MW (106 W), ini sebanding dengan pembakaran batu bara sebanyak 2,6 ton perhari agar menghasilkan energi sebesar itu. Energi yang dilepaskan dalam suatu reaktor nuklir timbul sebagai energi kalor dan dapat diambil dengan mengalirkan zat cair atau gas untuk pendingin, melalui bagian dalam reaktor. Selanjutnya energi tersebut ditransfer keluar reaktor dengan pendingin sekunder yang akan mengubah energi kalor menjadi energi uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin yang akan menggerakkan dinamo/generator, sehingga akan diperoleh energi listrik. Enrico Fermi adalah orang pertama yang berhasil mendirikan reaktor nuklir di universitas Chicago yang berhasil dijalankan dalam bulan Desember 1942. Sebagai bahan bakar reaktor tersebut adalah uranium-235.

Jenis-Jenis Reaktor Atom/Nuklir

Menurut kegunaannya, reaktor nuklir dapat dibedakan menjadi tiga.

1. Reaktor Produksi Isotop

Reaktor produksi isotop yaitu reaktor yang menghasilkan radioisotop yang banyak dipakai dalam bidang nuklir, kedokteran, biologi, industri, dan farmasi.

2. Reaktor Daya/Power

Reaktor daya yaitu reaktor yang dapat menghasilkan energi listrik. Reaktor daya merupakan reaktor komersial yang menghasilkan energi listrik untuk dijual misalnya PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)

3. Reaktor Penelitian

Reaktor penelitian yaitu reaktor yang dipergunakan untuk penelitian di bidang pertanian, peternakan, industri, kedokteran, sains, dan sebagainya.

Reaktor nuklir merupakan sebuah peralatan sebagai tempat berlangsungnya reaksi berantai fisi nuklir terkendali untuk menghasilkan energi nuklir, radioisotop, atau nuklida baru.

Dasar Reaktor Atom/Nuklir

Reaktor Nuklir

Keterangan :

1. Bahan bakar
2. Teras reaktor
3. Moderator
4. Batang kendali
5. Pompa pemindah
6. Generator uap
7. Shielding (perisai)

Berikut ini beberapa komponen dasar reaktor nuklir.

1. Bahan bakar reaktor nuklir merupakan bahan yang akan menyebabkan suatu reaksi fisi berantai berlangsung sendiri, sebagai sumber energi nuklir. Isotop fisi adalah uranium-235, uranium-233, plutonium-239. Uranium-235 terdapat di alam (dengan perbandingan 1 : 40 pada uranium alam), dan yang lainnya harus dihasilkan secara buatan.
2. Teras reaktor, di dalamnya terdapat elemen bahan bakar yang membungkus bahan bakar.
3. Moderator adalah komponen reaktor yang berfungsi untuk menurunkan energi neutron cepat (+ 2 MeV) menjadi komponen reaktor normal (+ 0,02 – 0,04 eV) agar dapat bereaksi dengan bahan bakar nuklir. Selain itu, moderator juga berfungsi sebagai pendingin primer. Persyaratan yang diperlukan untuk bahan moderator yang baik adalah dapat menghilangkan sebagian besar energi neutron cepat tersebut dalam setiap tumbukan dan memiliki kemampuan yang kecil untuk menyerap neutron, serta memiliki kemampuan yang besar untuk menghamburkan neutron. Bahan-bahan yang digunakan sebagai moderator, antara lain :

• air ringan (H2O),
• air berat (D2O),
• grafit,

4. Setiap reaksi fisi menghasilkan neutron baru yang lebih banyak (2 – 3 neutron baru), maka perlu diatur jumlah neutron yang bereaksi dengan bahan bakar. Komponen reaktor yang berfungsi sebagai pengatur jumlah neutron yang bereaksi dengan bahan bakar adalah batang kendali. Dalam reaktor dikenal faktor pengali (k), yaitu perbandingan jumlah neutron yang dihasilkan setiap siklus dengan jumlah neutron pada awal siklus untuk :

• k = 1, operasi reaktor dalam keadaan kritis,
• k > 1, operasi reaktor dalam keadaan super kritis,
• k < 1, operasi reaktor dalam keadaan subkritis.

Bahan yang dipergunakan untuk batang kendali reaktor haruslah memiliki kemampuan tinggi menyerap neutron. Bahan-bahan tersebut antara lain kadmium (Cd), boron (B), atau haefnium (Hf ).

5. Perisai (shielding), berfungsi sebagai penahan radiasi hasil fisi bahan agar tidak menyebar pada lingkungan.
6. Pemindah panas, berfungsi untuk memindahkan panas dari pendingin primer ke pendingin sekunder dengan pompa pemindah panas.
7. Pendingin sekunder, dapat juga berfungsi sebagai generator uap (pembangkit uap) yang selanjutnya dapat digunakan untuk menggerakkan generator listrik.

Reaksi inti atom dapat berlangsung sangat cepat dan dihasilkan energi yang sangat besar. Dari energi reaksi inti atom ini manusia dapat memanfaatkan untuk kesejahteraan manusia tetapi sebagian juga memanfaatkan sebagai alat pembunuh massal, misalnya dibuatnya bom atom dan bom hidrogen sebagai senjata perang pada abad modern ini. Dalam hal kesejahteraan manusia memanfaatkan reasi inti menggunakan reaktor atom/nuklir untuk pembangkit listrik dan lainya.