Reaktor Nuklear ( Nuclear Reactor )

♣ Dipopularkan pada 1950an oleh Eisenhower.

♣ Bahan yang selalu digunakan sebagai bahan api ialah U235 iaitu isotop radioaktif kepada Uranium. Apabila ia bertemu dengan neutron, atom akan mengalami pembelahan di mana ia akan berlaku rantaian tindak balas.

♣ Di antara bahan api lain ialah Plutonium-239 dan Uranium-238.

♣ Di antara jenis-jenis reaktor nuklear :

i) Pressurized water reactors (kebanyakan reaktor nuklear jenis ini)

ii) Boiling water reactors

iii) Graphite reactors

iv)High-Temperature, Gas-Cooled Reactors

v) Process-Inherent Ultimate-Safety reactors

vi) Breeder reactors

Konsep Tenaga Nuklear

♣ Neutron akan tertarik kepada U-235 dan membentuk U-236.

♣ U-236 adalah tidak stabil dan akan berlaku pembebasan tenaga.

♣ Tenaga nuklear terhasil apabila nukleus atom U-236 berpecah kepada nukleus yang kecil menjadi pembelahan atom dan membebaskan tenaga.

♣ Tenaga nuklear juga boleh dibebaskan dengan pelakuran oleh nukleus- nukleus kecil.

♣ Proses tersebut membekalkan haba kepada reaktor nuklear. Haba tersebut akan memanaskan air dan menjadi stim yang akan menggerakkan turbin dan menjana penjana.

Komponen-komponen Utama

Core(Teras)

♣ Mempunyai fuel rods( rod bahan api)

♣ Bahan api dalam bentuk palet

♣ 1 palet Uranium = 1 tan arang batu / 126 gelen petroleum

♣ Palet disusun memanjang, silinder besi yang lebar.

♣ Pembelahan atom nuklear berlaku di sini.

♣ Tenaga yang dibebaskan oleh U-235 = 7 juta kali tenaga yang dilepaskan oleh 1 molekul TNT.

Control Rod (Rod Kawalan)

♣ Barium dan Cadmium boleh menyerap neutron.

♣ Mengurangkan jumlah neutron yang ada untuk proses pembelahan.

♣ Boleh memperlahankan atau meningkatkan neutron jumlah neutron yang ada.

Moderator

♣ Memperlahankan kelajuan neutron yang terbebas dari proses pembelahan atom dan juga bertindak sebagai coolant.

♣ Di dalam Pressurized Water Reactors air bertindak sebagai moderator.

♣ Pada Boiling Water Reactors, D20 mempunyai deuterium dan grafit bertindak sebagai moderator.

♣ Air bergerak melalui teras untuk serap haba di fuel rod.

Generator (penjana)

♣ Stim menggerakkan turbin.

♣ Menjanakan elektrik.

Cooling system (sistem penyejukan)

♣ Stim yang telah melalui turbin akan disejukkan dengan air.

♣ Proses kondensasi terjadi dan stim bertukar kepada air.

♣ Kemudian air akan masuk semula ke steam generator semula oleh pam.

Prinsip Operasi

1) Di teras proses pembelahan berlaku akibat ketidakstabilan atom U-235 setelah menerima neutron dan membentuk U-236 sebelum berlaku proses pembelahan atom.

2) Hasilnya tenaga dan haba dibebaskan. Neutron juga terbebas dan diserap oleh rod kawalan.

3) Air dalam teras akan menerima kesan dari pembebasan tenaga dan haba.

4) Air akan menjadi panas dan akan mengalir ke steam generator. Air dari teras akan disejukkan oleh air di steam generator.

5) Air di steam generator akan menerima haba dari air (teras) dan terpeluwap menjadi stim kerana terlalu panas.

6) Air tidak boleh bertukar menjadi stim di kawasan teras kerana ia adalah bahagian yang dikurung (contaiment shell).

7) Seterusnya stim akan mengalir ke turbin stim dan menggerakkannya. Tenaga elektrik pun dihasilkan.

8) Stim akan masuk ke kondenser di mana stim akan disejukkan dengan air dan stim bertukar menjadi air.

9) Air akan di dipam ke steam generator semula. Proses berulang.

Kelebihan

♣ Bahan radioaktif (Uranium) untuk reaktor nuklear sebagai bahan api tidak akan habis untuk jangka masa yang lama. Setengah hayat bagi

U-235 = 710,000,000 tahun.

♣ Kurang pencemaran kerana tidak menghasilkan asap

♣ Tenaga yang ekonomi kerana harga uranium yang stabil, prestasi loji kuasa yang tinggi

♣ Kurang pencemaran jika reaktor berjalan dgn lancar.

♣ Hanya sedikit kuantiti uranium yang diperlukan untuk menjana reaktor nuklear.

Keburukan

♣ Tenaga nuklear menghasilkan sinaran radioaktif yang berbahaya kepada hidupan di muka bumi Tuhan ini.

♣ Sisa nuklear mesti disimpan dengan selamat selama beribu-ribu tahun. Masalah pembuangan sisa nuklear. Contohnya Yucca Mountain di Nevada, US telah menjadi tempat pembuangan sisa nuklear yang tetap.

♣ Tidak banyak terdapat Uranium-235 di atas permukaan bumi.

♣ Risiko berlaku kemalangan (kemalangan di Chernobyl pada 1986)

♣ Kos pembinaan dan selenggaraan reaktor nuklear yang tinggi.

♣ Pencemaran termal melalui air panas yang dilepas dari reaktor nuklear ke sungai atau laut yang membahayakan hidupan air.