Emang Bawaan Reaktor Nuklir Ini... Pasif

Pasif. Kata yang pada umumnya berkonotasi negatif, misalnya ‘Kok anak Bapak pasif ya?’…maksud Bu Guru tidak puas dan berharap anak sy lebih aktif. ‘Kok pemain ini pasif ya?’..maksudnya penonton atau fans gak puas dengan kondisi pemain itu sekarang dan ingin pemainnya lebih aktif.

Namun, dalam istilah per-reaktor nuklir-an, khususnya dalam sistem keselamatan, PASIF adalah sifat yang ingin dimiliki dari reaktor yang didesain. Biasa disebut Passive Safety Feature, sifat keselamatan yang pasif dalam artian sifat-sifat keselamatan itu tidak membutuhkan ‘pihak luar’ untuk mulai bekerja. Pihak luar ini bisa operator atau bahkan apapun yang memerlukan daya listrik. Jadi misalnya para operator ‘ketiduran’ (jarang-jarang-jarang bangeut sih) ataupun operator sehat tapi bingung apa yang harus dilakukan ketika terjadi kecelakaan, maka klo reaktornya punya sistem pasif, tanpa kerja operatorpun sistem keselamatannya akan bekerja, reaktor aman…rakyat pun senang (hmm..mungkin operator tetap dapat potongan gaji hihi). [note: operator reaktor nuklir tentunya orang-orang terpilih yg lolos fit&proper test tertentu]

Juga pada kasus hilangnya daya listrik (istilah kerennya station black out, sbo), seperti yang terjadi di Fukushima dimana daya listrik gak ada, reaktor dengan sistem pasif mampu mematikan dirinya sendiri(ini dilakukan oleh reaktor Fukushima), lalu mendinginkan dirinya sendiri, dan menjaga sendiri nuklida-nuklida yang tidak bersahabat bagi manusia dalam sistem internalnya (naah dua ini gak ada pd reaktor Fukushima), sehingga kejadian seperti di Fukushima akan terhindari.

Yap..tiga Pe-eR keselamatan diatas (biasa disebut control, cooling, dan contain) dapat dilakukan sendiri oleh sistem reaktor tersebut klo punya sistem keselamatan pasif.

Dalam berbagai kesempatan presentasi ttg hal ini berikut slide yang sering sy tampilkan…

PassiveHTR-c

Ya..presentasi diatas khususnya untuk reaktor tipe Pebble Bed Reactor (PBR). Grafik pertama diatas sebenarnya menunjukkan dua karakter yaitu kemampuan kontrol…reaktor akan padam ketika temperatur semakin panas (kok bisa… hmmm..alhamdulillah ternyata memang klo komposisinya pas maka ketika temperatur meningkat neutron makin males untuk berfisi dengan komposisi itu, populasi neutron berkurang…reaktor padam), dan sifat kedua yaitu kemampuan mendinginkan diri dengan melepas panasnya keluar…ingat tanpa ada bantuan ‘pihak luar’ hanya dengan sistem alami yaitu transfer panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

Untuk reaktor PBR, gambar pertama itu bahkan sudah dieksperimenkan di Jerman beberapa kali di reaktor AVR mereka, dan terakhir di China dengan reaktor HTR-10 mereka. Jadi mereka matikan pompa, sehingga gak ada pendinginan, lalu temperature teras naik, tapi setelah mencapai temperatur tertentu reaktor padam sendiri dan bisa mendinginkan dirinya.

Klo jadi BATAN bangun RDE, salah satu Pe-eR nya adalah mengeksperimenkan hal diatas secara riil dengan reaktor RDE itu.

Naah…sebelum bangun dan bs eksperimen beneran, yang bisa dilakukan sekarang adalah mendesain dengan perangkat komputasi yang kita punya.

Hmm..setelah sebelumnya mampu bermain-main dengan analisis kritikalitas, maka hal yang perlu dilakukan oleh seorang desainer reaktor nuklir adalah analisis kecelakaan. Apa yang terjadi klo terjadi skenario kecelakaan??…ini yang harus dijawab, Ok setidaknya dengan analisis komputasi.

Ringkasnya…bs gak kita mensimulasikan reaktor PBR dan menghasilkan karakteristik seperti gambar pertama diatas ??

Ok…sy coba dengan tools yang sedang sy pelajari ini, dengan desain HTRModul 200 MWt lalu diskenariokan kecelakaan hilangnya pendingin….dan

HTRModule-dlofc

yaap…diatas kertas ehh didalam komputer, model sy untuk HTRModul 200MWt yang terkenal itu sudah OK, juga model untuk analisis kecelakaannya. Temperatur bahan bakar naik hingga mencapai maksimum hampir 1600 der C, lalu turun lagi. Hanya memang sy cuma jalankan hingga 100jam setelah reaktor padam.

Lalu..biar deket-deket ama desain RDE, sy scale down reaktornya hingga daya 10MWt, geometrinya radius 1m dan tinggi 2m, juga bahan bakarnya sy ganti dengan bahan bakar HTR-10, lalu dimulai skenario yang sama….daan

HTRModule10MW_dlofc

Mirip diatas hanya pada skala yang lebih kecil…temperatur maksimum hanya diatas 600 der C.

Ok deh..udah dulu dengan desain mendesain nya. Kembali…cukup fokus pada tren nya…angka detail mungkin kurang pas, namanya juga desain-desainan.

(reblog diantara catatan dinas belajar sebulan di Idaho Nat. Laboratory tahun 2015 lalu)