1 / 62

REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA Oleh: Heryudo Kusumo, DPIBN-BAPETEN

REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA Oleh: Heryudo Kusumo, DPIBN-BAPETEN. REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA. PENDAHULUAN REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG. PENDAHULUAN (1). Setelah mengikuti kuliah ini, para siswa diharapkan mampu:

tino
Download Presentation

REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA Oleh: Heryudo Kusumo, DPIBN-BAPETEN

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA Oleh: Heryudo Kusumo, DPIBN-BAPETEN

  2. REAKTOR NUKLIR NON-DAYA JENIS TRIGA • PENDAHULUAN • REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA • REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG

  3. PENDAHULUAN (1) • Setelah mengikuti kuliah ini, para siswa diharapkan mampu: • mengenal reaktor nuklir non-daya jenis TRIGA seperti Reaktor Kartini Yogyakarta dan Reaktor Triga 2000 Bandung, khususnya struktur dan teras reaktor beserta komponen-komponen utamanya • mengenalsistemperingatandini yang dimilikiolehReaktor TRIGA 2000 Bandung

  4. PENDAHULUAN (2) • Definisi Reaktor Nuklir (PP No.43/2006 ttg Perizinan Reaktor Nuklir): “Reaktor nuklir adalah alat atau instalasi yang dijalankan dengan bahan bakar nuklir yang dapat menghasilkan reaksi inti berantai yang terkendali dan digunakan untuk pembangkitan daya, atau penelitian, dan/atau produksi isotop” • Secara umum, reaktor nuklir dapat didefinisikan sebagai suatu tempat di mana terjadi reaksi pembelahan berantai secara terkendali

  5. PENDAHULUAN (3) • Reaksi pembelahan terjadi di dalam bahan bakar nuklir, dhi inti atom Uranium (mis. U-235) membelah menjadi unsur- unsur lain setelah ditrubuk neutron termal (yaitu neutron dgn energi ~ 0,025 eV), dg reaksi sbb: n + U-235  Ba-142 + Kr-92 + 2 n + E • Sebagai hasil dari reaksi pembelahan adalah energi (panas), neutron baru, dan unsur-unsur lain yang bersifat radioaktif • Apabila tidak dikendalikan (misalnya dalam senjata nuklir), maka reaksi pembelahan tersebut dapat berkembang menjadi reaksi pembelahan berantai, yang dalam waktu < 1 detik dari satu reaksi pembelahan dapat berkembang menjadi jutaan reaksi pembelahan

  6. n ν β γ ν γ β REAKSI PEMBELAHAN BERANTAI

  7. PENDAHULUAN (4) • Pengendalian reaksi pembelahan berantai dilakukan melalui pemasukkan batang kendali (terbuat dari bahan yg dapat menyerap neutron) ke dalam reaktor nuklir • Dalam reaktor daya, panas/energi yang dihasilkan dari reaksi pembelahan berantai digunakan untuk membangkitkan listrik (misalnya PLTN) atau untuk keperluan lain seperti panas proses, pemanas ruangan (untuk negara yang mengalami musim dingin), dll

  8. Apabila 1 gram U-235 mengalami reaksi pembelahan berantai dalam suatu reaktor nuklir, maka panas yg dihasilkan setara dgn panas pembakaran 1 ton (1000 kg) batubara di dalam PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap)‏

  9. PENDAHULUAN (5) • Dalam reaktor penelitian/non-daya, neutron hasil reaksi pembelahan berantai digunakan untuk keperluan penelitian, produksi isotop radioaktif, uji material, dll; sedangkan panas yang dihasilkan dibuang ke lingkungan • Unsur radioaktif hasil reaksi pembelahan berantai biasanya tidak dimanfaatkan, dan harus diamankan agar tidak membahayakan keselamatan pekerja, masyarakat, dan lingkungan hidup • Unsur radioaktif tsb merupakan bahaya utama dari suatu reaktor nuklir, disamping zat radioaktif lain yang terbentuk melalui reaksi aktivasi neutron di dalam teras reaktor nuklir

  10. PENDAHULUAN (6) Zat radioaktif hasil reaksi pembelahan: - Umur pendek (diperlukan untuk memperkirakan pengaruh jangka pendek dari suatu kecelakaan nuklir terhadap masyarakat dan lingkungan hidup)‏ - Umur panjang (diperlukan untuk memperkirakan pengaruh jangka panjang dari kecelakaan nuklir tersebut terhadap masyarakat dan lingkungan hidup)‏

  11. Isotop Umur Paruh T1/2 Aktivitas (Kci/MW)‏ Sifat Penguapan Sifat Fisika Kesehatan ShD 1 hr stl ShD Br-83 -84 -85 -87 2,3 j 32 m 3 m 56 d 3 6 8 15 0 0 0 0 Mudah Mudah Mudah Mudah Radiasi eksterna seluruh tubuh, bahaya terhadap kesehatan sedang Kr-83m -85m -87 -88 -89 -90 114 m 4,4 j 78 m 2,8 j 3 m 33 d 3 6 15 23 31 39 0 0,2 0 0,1 0 0 Gas Gas Gas Gas Gas Gas Radiasi eksterna, bahaya terhadap kesehatan kecil Tabel 1. Karakteristik Isotop Hasil Belahan Umur Pendek

  12. I-131 -132 -133 -134 -135 8 h 2,3 j 21 j 52 m 6,1 j 25 38 54 63 55 23 0 25 0 4,4 Mudah Mudah Mudah Mudah Mudah Radiasi eksterna, radiasi interna terhadap kelenjar gondok, radiotoksisitas tinggi Xe-131 -131m -133 -135 12 h 2,3 h 5,3 h 9,2 j 0,3 1 54 25 0,3 0,7 4,7 4 Gas Gas Gas Gas Radiasi eksterna, bahaya terhadap kesehatan kecil Te-127m -127 -129m -139 105 j 9,4 j 34 h 72 m 0,5 2,9 2,3 9,5 0,5 0,5 2,3 0 Terlepas dari uranium yang teroksidasi Radiasi eksterna, bahaya terhadap kesehatan sedang Te-131m -131 -132 30 j 25 m 77 j 3,9 26 38 2,2 0 31 Terlepas dari uranium yg teroksidasi Radiasi eksterna, bahaya terhadap kesehatan sedang

  13. Isotop Umur Paruh T1/2 Aktivitas (Kci/MW)‏ Sifat Penguapan Sifat Fisika Kesehatan ShD 1 hr stl ShD Kr-85 10,4 t 0,12 0.62 Gas Bahaya terhadap kesehatan kecil Sr-89 -90 54 h 28 t 39 1,2 39 39 Sedang Sedang Bahaya interna terhadap tulang dan paru-paru Ru-106 1,0 t 5 10 Dalam bentuk oksida mudah menguap Bahaya interna terhadap ginjal dan saluran kencing Tabel 2. Karakteristik Isotop Hasil Belahan Umur Panjang

  14. Cs-137 33 t 1,1 5,3 Mudah Bahaya interna terhadap seluruh tubuh Ce-144 282 h 30 50 Sedikit Bahaya interna terhadap tulang dan paru-paru Ba-140 12,8 h 53 53 Sedang Bahaya interna terhadap tulang dan paru-paru

  15. LITBANG DI BIDANG FISIKA REAKTOR DAN TERMOHIDROLIK ANALISIS BAHAN NUCLEAR RESEARCH REACTOR PRODUKSI RADIOISOTOP PRODUKSI AIR DEMINERALIZED PENELITIAN DI BIDANG MATERIAL DAN SAINS PROGRAM PENGEMBANGAN SDM UNTUK PLTN PENINGKATAN MUTU BAHAN

  16. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (1)

  17. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (2) • Reaktor Kartini merupakan reaktor penelitian/non-daya jenis kolam, mempunyai daya nominal 250 kW dan saat ini beroperasi ’steady state’ pada daya 100 kilo Watt. • Reaktor Kartini dirancang dan dibangun oleh tenaga ahli dari Indonesia sendiri (~1976), dan mulai beroperasi pada tahun 1979 pada daya 50 kW • Reaktor Kartini dibangun berdasarkan beberapa pertimbangan, jenis reaktor ini paling sederhana, murah dalam biaya operasi dan pemeliharaannya. • Selain itu reaktor kolam mempunyai fleksibilitas besar dalam susunan teras dan sifat intrinsik yang aman. • Dengan dilengkapi beberapa sarana eksperimen dan penelitian, reaktor ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

  18. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (3) • Reaktor Kartini merupakan reaktor TRIGA 250 yang sebagian komponennya berasal dari Bandung. • Daya maksimum reaktor (sesuai desain) adalah 250 kW, namun saat ini hanya diijinkan beroperasi pada daya 100 kW karena pertimbangan teknis tertentu • Bangunan reaktor, sistem perpindahan panas primer dan fasilitas eksperimen lainnya didesain tahan gempa sehingga SSE (Safety Shutdown Eartquake). • Luas bangunan kurang lebih 900 m2, sebagian bangunan berlantai tiga. • Serambi reaktor (reactor hall) berukuran 20 x 20 m2, tinggi 12 m dengan atapnya sebagian datar, sedang bagian tengah berbentuk lengkung-cembung.

  19. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (4) • Uraian dari masing-masing level bangunan reaktor adalah sbb: - Ground level (level dasar ) sekitar 0 meter, meliputi: pintu masuk, lokasi eksperimen dengan beam port, lokasi pompa primer/demineralizer, panel listrik daya, lokasi perangkat subkritik, lokasi barang/peralatan eksperimen. - Intermediate level (lantai II) sekitar 3,5 meter, meliputi: lokasi eksperimen dengan bulk shielding, pintu darurat. - Operation level (lantai III) sekitar 8 meter, meliputi: dek reaktor, lokasi ruang kontrol reaktor, lokasi percobaan pada dek reaktor.

  20. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (5) • Ruang gedung reaktor selalu tertutup rapat dan udara dalam ruangan disedot ke luar gedung dengan menggunakan mesin penyedot khusus (blower). • Udara yang disedot dilepaskan ke udara bebas, melewati saringan melalui cerobong ventilasi yang tingginya 32,5 meter. • Di bagian bawah cerobong dipasang saringan/filter khusus untuk menyaring gas-gas radioaktif yang mungkin terlepas di dalam gedung reaktor. • Udara masuk ke dalam gedung reaktor melalui lubang ventilasi yang terdapat pada dinding gedung.

  21. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (6) 1. STRUKTUR REAKTOR a. Perisai reaktor b. Tangki reaktor

  22. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (7) a. PerisaiReaktor • Perisai reaktor terbuat dari beton bertulang, terbuat dari batu, pasir dan barit, mempunyai densitas 3,3 g/cm3 • Perisai dipasang di sekeliling teras reaktor, dengan tinggi 6,5 meter mempunyai pondasi 6 meter, dan didesain tahan gempa. • Tebal perisai bagian bawah sampai ketinggian 3,84 meter adalah 2,5 meter, sedang tebal di atasnya 70 cm. • Pada bagian atas perisai dibuat piringan beton bertulang, dengan garis tengah 7 meter, sehingga orang dapat masuk ke dalam tangki reaktor dari atas.

  23. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (8) b. TangkiReaktor • TangkireaktorKartiniterdiridari ‘liner’ alumunium yang dipasangpadastrukturperisaireaktor • Diameter tangkireaktor ~2 m dantinggi ~ 5 m • Tangkireaktordibuatkedap-air melaluisambunganlas-lasan • Integritassambunganlas-lasandiverifikasimelaluiradiografisinar-x, ujitekanan, pemeriksaan ‘dye penetrant’, danujikebocoran • Tangkireaktormerupakanwadahdariberbagaikomponenreaktorseperti: terasreaktor, elemenbakar, batangkendali, reflektor, sumber neutron, fasilitasiradiasi, ‘beam tube’, ‘beam port’, dll

  24. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (9) 2. KOMPONEN REAKTOR a. TerasReaktor b. Pelat/Lempeng Kisi-kisi c. ElemenBakar d. BatangKendali e. Reflektor f. Sumber Neutron

  25. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (10) a. TerasReaktor • Berbentuksilinder, terdiridarikisi-kisitempatdudukanelemenbakar, elemen dummy, danbatangkendali • Terasdikelilingiolehreflektorygditempatkanpadasuatududukan/bangkureflektor • Susunanterasdanreflektorinimempunyai diameter 1,09 m dantinggi 0,58 m • Terasdanreflektorterendamdalam air setinggi 4,9 m, sedangkanbagianbawahreflektorberadapadaketinggian 0,61 m daridasartangki

  26. F30 F1 F29 F2 9542 9875 9541 9891 F28 F3 G1 E1 9353 E24 E2 Reg. F4 F27 Rod 9878 9876 E23 G4 E3 G 6 9637 9636 F5 F26 D1 D18 E22 E4 G3 9538 9981 9979 D2 D17 9635 9887 9997 9877 F6 F25 C1 E21 E5 D16 D3 G 1247 9349 C12 C2 9977 9354 9978 9982 9879 9597 9592 F7 F24 D15 E20 E6 C11 D4 C3 B6 B1 G7 G5 9596 9889 9985 9350 9593 9598 9883 9988 IFE A F23 C4 D14 B5 B2 E19 D5 C10 F8 E7 CT 9639 9880 9540 9998 9976 9994 9987 9984 PN 9869 B3 B4 C9 C5 D6 F22 D13 E18 F9 E8 Shim Safety 9996 9995 G 2799 9881 G 2666 Rod Rod 9539 9986 9882 C8 C6 D12 D7 E17 C7 F21 E9 9983 9892 F10 9871 9886 9975 9535 9872 9885 9537 D11 D8 E16 E10 F20 9980 D10 D9 9352 F11 G 2810 9641 9640 9873 9870 9536 E11 E15 F19 F12 9595 9594 E14 E12 E13 G 2812 G9 9888 9890 9874 F18 F13 9543 PN F14 F17 IFE F16 F15 G 2792 AmBe G8 G 2821

  27. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (11) b. Lempeng/Pelat Kisi-kisi • Lempeng/pelatkisi-kisiterbuatdarialumuniumdengantebal 19 mm, diameter bagianatas 49,5 cm danbagianbawah 40,7 cm • Jarakantarlubangpadakisidibuat dg ketelitiantinggisesuai dg desainteras, digunakanutkmenempatkanelemen-elemenbakar • Lempengkisireaktorbagianatasdiletakkanpada 6 lubangpadasindikygtdppadareflektor • Padalempengkisireaktorbagianbawahtdplubang-lubangtempatmasukujungbawahelemenbakar • Lubangtempatelemenbakarberjumlah 90 yang terdistribusidalam 5 lingkaranlubang (ring B,C,D,E dan F); tiaplubangberdiameter 38,23 mm

  28. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (12) • Air pendinginmengalirmelewaticelahantarasiripbagianataselemenbakardanlubanglempengkisi • Toleransijarakantaraelemenbakardanlubangksiberkisarantara 0,79 – 1,02 mm • Bagiantengahdarilempengkisiterdapatlubang dg diameter 38,4 mm, digunakansbgfasilitasiradiasi (central thimble) • Lubang-lubang foil dg diameter 8 mm dibeberapaposisipadalempengkisidibuatutkmemasukkan foil kedalamterasreaktor, ygdigunakanutkmelakukanpengukuranfluks neutron

  29. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (13) c. ElemenBakar • Elemen bakar reaktor Kartini yang digunakan pada saat ini terdiri dari bahan bakar: - Tipe-104 : UzrH1.7 , perkayaan 20%, 8 w/o U = 36,5 gram U235 per elemen. - Selain itu digunakan pula elemen bakar berinstrumen termokopel (instrumented fuel element/ IFE) Tipe-204 : dengan kandungan uranium 8,5 w/o U = 37 gram U235 per elemen. • Jumlah elemen bakar di dalam teras pada saat daya 100 kW adalah 66 buah dengan burn-up bervariasi antara : 3% - 10%.

  30. Tabel 1 : SpesifikasiElemenBakarReaktorKartini

  31. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (14) d. BatangKendali • BatangkendalireaktorKartiniterbuatdari boron karbida (B4C), terdiridari: - batangkendalikeselamatan (safety rod) - batangkendalipengaturhalus (regulating rod), dan - batangkendalikompensasi (shim rod) • Ketigabatangkendalitsbditempatkandalamkelongsongalumuniumygsamabentuknyadenganelemenbakar • DalamreaktorKartini, ketigabatangkendalitsbdisisipkandariataspadaposisitertentudalamterasutkmengaturdaya yang diinginkan

  32. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (15) e. Reflektor • Sebuah ring silinderdarigrafitdipasangmengelilingiterasreaktordanberfungsisebagaireflektor neutron. • Diameter dalam 45,7 cm, tebal radial 30,5 cm dantinggi 55,9 cm. • Seluruhpermukaanreflektordilapisialumuniumuntukperlindunganterhadap air. • Seluruhreflektor yang beratnya ~770 kg diletakkanpadasebuahdudukanpenyanggadarialuminium yang dilengkapidengan 4 buahlubangberdiameter 5,1 cm untukkeperluanpengangkatan

  33. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (16) f. Sumber Neutron • Sumber neutron yang digunakan untuk start-up reaktor Kartini adalah Americium-Berilium (Am-Be) • Sumber neutron dimasukkan dalam suatu tempat berbentuk silinder dari aluminium (neutron source holder), berdiameter 3,7 cm dan tinggi 72,0 cm. • Sumber neubon tersebut dimasukkan dalam teras reaktor pada salah satu lubang kisi teras. • Sumber neutron Am-Be bisa tetap berada di dalam teras setelah reaktor mencapai kritis.

  34. REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA (17) • Spesifikasi sumber neutron Am-Be: - bentuk fisik : kapsul - tipe : X.4 - kode kapsul : AMN.23 - aktivitas : 3 Ci (per April 1981) - pancaran : 6,6 x E6 - diameter kapsul: 22,4 mm - tinggi kapsul : 48,5 mm

  35. REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG (1)

  36. REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG (2) • Reaktor TRIGA 2000 yang berada di Bandung adalah reaktor penelitian pertama yang dibangun di Indonesia. • Reaktor ini dibangun pada tahun 1960 dan tahun 1964 diresmikan oleh Presiden pertama RI Dr.Ir. Sukarno. • Daya reaktor saat diresmikan adalah 250 kW, pengelolaannya ditangani oleh Pusat Reaktor Atom Bandung, Badan Tenaga Atom Nasional (saat itu). • Pada tahun 1971 reaktor ini ditingkatkan dayanya menjadi 1000 kW; dan selanjutnya pada tahun 2000 dayanya ditingkatkan lagi menjadi 2000 kW. • TRIGA adalah singkatan dari Training Research and Isotop Production by General Atomic. Berdasarkan namanya, reaktor ini berfungsi sebagai reaktor untuk pelatihan, penelitian dan produksi radioisotop.

  37. REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG (3) • Reaktor TRIGA dibuat oleh General Atomic, sebuah perusahaan dari Amerika Serikat. Reaktor TRIGA dirancang sedemikian rupa agar aman selama dioperasikan. • Sistem dan komponen reaktor nuklir non-daya jenis TRIGA, baik untuk Reaktor Kartini Yogyakarta maupun Reaktor TRIGA 2000 Bandung, pada dasarnya sama sehingga selanjutnya tidak dibahas lagi • Pembahasan reaktor TRIGA 2000 Bandung lebih ditekankan kepada aspek lain seperti air kolam reaktor dan sistem peringatan dini, mengingat daya reaktor yang besarnya 2000 kW sehingga potensi bahayanya lebih besar dari reaktor Kartini Yogyakarta

More Related