Isotop Fisil
Isotop fisil adalah isotop yang dapat menangkap neutron berenergi rendah dan kemudian membelahnya. Empat contoh utama adalah uranium-235 (terjadi secara alami), uranium-233 (dibiakkan dari thorium-232), plutonium-239 (dibiakkan dari uranium-238) dan plutonium-241 (dibiakkan dari plutonium-239 melalui Pu-240 ). Bahan fisil berguna untuk pembuatan senjata nuklir, sehingga produksi dan penggunaan isotop ini dikontrol dengan sangat ketat. Reaktor awal yang tidak efisien tidak dapat menggunakan uranium alami karena kandungan fisilnya terlalu rendah; U-235 harus dipisahkan (diperkaya) untuk menghasilkan bahan bakar yang dapat bekerja dengan baik. Teknologi yang sama digunakan untuk membuat bahan senjata yang sangat diperkaya, jadi sekali lagi teknologi pengayaan dikontrol dengan ketat. Rancangan reaktor yang lebih modern lebih hemat neutron, sehingga dapat menggunakan bahan bakar yang kurang diperkaya atau tidak diperkaya sama sekali. Perhatikan bahwa bahan fisil yang sangat diperkaya sangat berbahaya untuk ditangani atau diangkut; terlalu banyak di satu tempat atau secara tidak sengaja terkena fluks neutron dapat menyebabkan reaksi berantai, lonjakan radioaktivitas dan panas secara tiba-tiba.
Isotop Subur
Isotop subur adalah isotop yang dapat menangkap neutron dan mengubahnya menjadi isotop fisil, yang kemudian dapat dipisahkan dengan neutron lain. Contohnya adalah uranium-234 (alam, membuat U-235), uranium-238 (alam, membuat U-239), thorium-232 (alam, membuat U-233), plutonium-238 (buatan, membuat Pu-239) dan plutonium-240 (buatan, membuat Pu-241). Bahan subur relatif stabil; mereka tidak terlalu radioaktif dan tidak akan melakukan sesuatu yang berbahaya jika Anda menaruhnya banyak di satu tempat. Kebanyakan dari mereka adalah logam yang mudah terbakar, tetapi itu adalah bahaya kimia daripada bahaya nuklir; membakar U-238 tidak lebih berbahaya daripada membakar magnesium (meski hasilnya sedikit lebih beracun). Bahan subur (termasuk uranium alam) jauh lebih mudah untuk diangkut dengan aman daripada bahan fisil atau tidak stabil.
Moderator, Pendingin, Racun dan Reflektor
Lingkungan neutron di dalam reaktor sangat penting untuk operasi yang aman dan efisien. Empat jenis bahan hadir di sebagian besar reaktor dan semuanya memengaruhi perilaku neutron. Banyak bahan memiliki lebih dari satu properti dari grup ini.
Moderator adalah beberapa bahan yang dapat menyerap energi dari neutron tanpa menghentikannya sepenuhnya. Pendingin adalah sesuatu yang dapat membawa panas secara efisien dan mudah-mudahan tidak terlalu korosif atau terdegradasi oleh radiasi. Sejauh ini, bahan yang paling umum dalam kedua kasus tersebut adalah air biasa berkat kandungan hidrogennya yang tinggi, kapasitas panas yang sangat baik, dan konduktivitas termal yang wajar. Reaktor daya komersial hampir secara eksklusif termal, baik jenis air bertekanan atau air mendidih, yang menggunakan air ringan yang dimurnikan untuk memoderasi neutron dan membawa panas keluar dari teras. Kehati-hatian harus diberikan agar desain aman secara pasif; yaitu, jika pendingin tiba-tiba mendidih maka reaktor secara alami akan mengurangi output dayanya tanpa intervensi. Untuk contoh keselamatan pasif, lihat reaktor TRIGA (pelatihan, penelitian, isotop, Atom Umum); beroperasi dengan aman sejak tahun 1958 ini adalah satu-satunya reaktor berlisensi untuk operasi tanpa pengawasan.
Engine Nuklir
Roket Termal Nuklir pada dasarnya adalah reaktor nuklir dengan nosel dorong di bagian bawah. Sebuah konsep yang disebut Bimodal NTR memungkinkan seseorang memanfaatkan reaktor untuk mendapatkan daya. Ini memiliki keuntungan lain. Karena reaktor berjalan hangat pada tingkat rendah sepanjang waktu (bukan hanya saat disodorkan), reaktor tidak perlu dipanaskan terlebih dahulu jika Anda akan mengalami luka bakar. Ini mengurangi tekanan termal, dan mengurangi jumlah siklus termal yang harus ditanggung reaktor selama misi. Ini juga memungkinkan mesin cepat dihidupkan jika terjadi keadaan darurat.
Di dunia nyata, selama masa bencana, kapal selam Angkatan Laut AS menyambungkan reaktor nuklir mereka ke jaringan utilitas lokal. Ini memasok listrik darurat ketika pembangkit listrik kota padam. Di dunia fiksi ilmiah, pesawat luar angkasa yang dibumikan dengan NTR bimodal dapat memberikan layanan yang sama.
Sumber: projectrho.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar