Literasi Nuklir : Reaktor Thosiba 4S

Halo Sobat Nuklir!

Kali ini kita akan membahas mengenai Reaktor Thisiba 4S. Mari kita simak 😀

Reaktor 4S (super-safe, small and simple) adalah reaktor cepat logam cair kecil (LMFR), yang, kombinasi dengan peralatan pembangkit listrik, dirancang untuk digunakan sebagai sumber listrik secara remote lokasi dan dimaksudkan untuk beroperasi selama 30 tahun tanpa pengisian bahan bakar. Neutron cepat tipe kolam reaktor, 4S, bila digabungkan ke peralatan pembangkit listrik, memiliki keluaran listrik primer sebesar 10 MWe (30 MWe). Bejana reaktor terletak di bawah permukaan, dan berisi perantara penukar panas (IHX), pompa elektromagnetik (EMP), struktur internal, inti dan pelindung, dan sistem penahanan (terdiri dari kubah atas dan bejana pelindung). Panas dari sistem transportasi panas menengah (IHTS) dipertukarkan dalam generator uap (juga berada di bawah tingkat) untuk menghasilkan uap, yang menggerakkan generator turbin uap konvensional peralatan.(Thosiba, 2008).

Gambar 1 Skema Fasilitas Pembangkit Listrik 4S.

Pada gambar skema fasilitas pembangkit listrik berbasis 4S secara keseluruhan yang menggambarkannya komponen utama. Keseluruhan area yang dicakup oleh struktur kelas bawah dan kelas atas panjang tanaman sekitar 50 MW(e) dengan lebar 30 MW(e). (Thosiba, 2008).

Pada Gedung reaktor terletak di bawah permukaan tanah. Ini berisi rakitan reaktor dan IHTS (perpipaan, udara pendingin, EMP, pembangkit uap, dan peralatan listrik dan kontrol tingkat keselamatan). Reaktor perakitan didukung dari gedung reaktor, dan itu meluas ke silo, yang terpisah kandang di bawah gedung reaktor. Struktur baja isi beton digunakan untuk, reaktor bangunan.(Thosiba, 2008).

Kemudian pembangkit ini dapat dikonfigurasi tidak hanya listrik tetapi juga hidrogen dan oksigen menggunakan proses elektrolisis suhu tinggi (HTE). HTE adalah teknologi yang dapat menghasilkan hidrogen dan oksigen dari uap dan listrik; yang terakhir diproduksi oleh 4S tanpa produk by-products yang kurang menguntungkan lingkungan, seperti karbon dioksida. Tanaman ini juga dapat dikonfigurasi untuk menghasilkan air minum menggunakan sistem osmosis terbalik dua tahap untuk desalinasi air laut.(Thosiba, 2008).

Kebijakan desain yang lebih spesifik untuk reaktor 4S sebagai berikut :

Tidak ada pengisian bahan bakar selama 10-30 tahun
Kontrol pembakaran inti sederhana tanpa batang kendali dan mekanisme penggerak batangnya
Penghapusan komponen kontrol dan penyesuaian dari sistem reaktor,
Jaminan kualitas dan masa konstruksi yang singkat berdasarkan fabrikasi toko
Mengikuti beban tanpa pengoperasian reaktor sistem pengaturan,
Pemeliharaan dan pemeriksaan minimum komponen reaktor,
Koefisien suhu reaktivitas negatif termasuk reaktivitas kosong pendingin,
Tidak ada kerusakan inti di awal yang dapat dibayangkan acara tanpa scram reaktor,
Sistem keamanan independen pada keadaan darurat daya dan sistem penghilang panas peluruhan aktif
Penahanan lengkap reaktivitas di bawah apapun kondisi operasional dan dekomisioning.

Item dari 1 sampai 6 berhubungan dengan penyederhanaansistem dan pemeliharaan. Item dari 7 sampai 10 berhubungan dengan keamanan.

Kontrol dan Instrumen Sistem Reaktor 4S

Sistem instrumen dan kontrol terdiri dari sistem yang terkait dengan keselamatan dan sistem yang terkait dengan non-keselamatan. Sistem yang terkait dengan keselamatan termasuk sistem perlindungan reaktor (RPS), sistem aktuasi fitur keselamatan teknik, sistem shutdown jarak jauh dan sistem instrumentasi lainnya yang diperlukan untuk keselamatan. Sedangkan untuk RPS, dua dari tiga logika pemilih diadopsi. Pemutus pengalihan sensor, kabel, dan aktuator yang terkait dengan RPS dikelompokkan menjadi tiga kelompok dan dipisahkan secara elektrik dan fisik. Sistem ini memiliki instrumentasi kelas keselamatan 1E. Sistem instrumentasi dan kontrol yang terkait dengan sistem non keselamatan terdiri dari sistem pengendalian tanaman dan sistem reaktor interfacing.(Minato, 1995, Minato, 1993).

Gambar 2. Sensor sistem perlindungan reaktor untuk parameter di atas. Semua sensor terletak di sistem utama.

Bahan bakar Reaktor 4S

Bahan bakar uranium logam digunakan untuk 4S. Dilihat dari situasi saat ini mengenai kapasitas fasilitas pemrosesan ulang aktual untuk bahan bakar logam, pada fase pertama bahan bakar yang dihabiskan 4S akan disimpan / didinginkan dan kemudian diawetkan secara geologis dalam penyimpanan jangka menengah atau panjang. Dengan kata lain, siklus bahan bakar sekali jalan diasumsikan untuk fase pertama 4S. Pada fase berikutnya, menghabiskan bahan bakar dari 4S atau reaktor lain termasuk LWR dapat diproses ulang menggunakan teknologi proses piro yang dikembangkan di ANL (AS) dan / atau CRIEPI (Jepang). Pada fase ini, plutonium dan MA yang pulih dari bahan bakar yang dihabiskan dapat digunakan sebagai bahan bakar segar untuk 4S. Singkatnya, pada fase berikutnya, 4S akan dioperasikan dalam siklus bahan bakar nuklir tertutup. 4S dapat dikonfigurasi untuk berbagai opsi siklus bahan bakar alternatif untuk memenuhi tuntutan aktual penggunanya. Ini termasuk opsi pembakar plutonium atau Trans-uranium (TRU) menggunakan bahan bakar logam seperti paduan U-Pu-Zr atau menggunakan bahan inert untuk menghindari produksi plutonium lebih lanjut dari U238 yang dipasang.(Minato, 1993, Minato,1995)

Safety and Security

Para perancang 4S mempertimbangkan untuk menanamkan seluruh reaktor di bawah tanah sebagai salah satu metode perlindungan fisik yang paling alami dan substansial terhadap akses tidak sah dan rudal eksternal. Fitur lain dari 4S yang berkontribusi pada perlindungan fisik yang ditingkatkan adalah sebagai berikut.

Tidak ada pengisian bahan bakar selama seluruh masa hidup reaktor selama 30 tahun.
Reaktor beroperasi sepenuhnya tertutup.
Operasi ini otomatis tanpa perlu tindakan operator.

Konsep dasar dari 4S adalah “pemantauan terus menerus” daripada “operasi aktif”. Reaktor beroperasi menggunakan sistem reflektor bergerak yang telah diprogram sebelumnya. Kondisi pabrik dan komponen dan / atau akses tidak sah dapat terus dipantau.(Minato, 1993, Minato, 1995)

Referensi

MINATO, A. 1993. A feasibility study on TRU burning in a small fast reactor with negative sodium void worth. ICENES’93 (Paper presented at the 7th Int. Conf. on Emerging Nuclear Energy Systems, Makuhari, Chiba, 20-24.

MINATO, A. 1995. Long term Pu storage and MA burning in a small fast reactor. GLOBAL, 95. MINATO, A. 2007. Application of Small Reactor 4S International Conference on Advances in

Nuclear Science and Engineering in Conjunction with LKSTN, 275-281. THOSIBA 2008. 4S Design Description. Washington, DC.

Salam

Humas Kommun

Komunitas Muda Nuklir Nasional