PART 3: JANAKUASA NUKLEAR

Semua jenis reaktor kuasa (power reactor) yang direkabentuk untuk penjanaan tenaga elektrik menggunakan tenaga haba daripada proses pembelahan berantai untuk memanaskan air dan menghasilkan wap air panas (steam). Wap ini digunakan sebagaimana dalam stesyen janakuasa arang batu, minyak atau gas iaitu ia menggerakkan turbin yang kemudiannya menggerakkan generator yang akhirnya menghasilkan tenaga elektrik.

Reaktor termal menggunakan pelambat (moderator) untuk memperlahankan neutron laju yang keluar dari proses pembelahan, dengan itu menyebabkan ia boleh ditangkap dengan mudah oleh atom Uranium-235. Jumlah kelimpahan semulajadi Uranium-235 hanyalah 0.7%. Sebab itu, dalam kebanyakan reaktor jumlah Uranium-235 bagi bahanapi ditingkatkan melalui proses pengkayaan uranium bagi mengekalkan tindakbalas berantai. Air biasa selalunya digunakan sebagai moderator. Selain itu, moderator lain yang digunakan ialah, graphite dan deuterium. Deuterium adalah salah satu isotop hidrogen yang digunakan dalam bentuk deuterium oksida - air berat. Air biasa hampir semuanya hidrogen oksida dan mengandungi sejumlah kecil air berat.

Haba dipindahkan dari teras reaktor dengan menggunakan penyejuk, yang mana secara langsung atau tidak langsung menghasilkan wap panas (steam) untuk menggerakkan turbin dan juga untuk mengelakkan teras reaktor daripada menjadi terlalu panas. Bahan penyerap neutron seperti boron atau kadmium digunakan dalam rod kawalan yang boleh digerakkan ke dalam atau ke luar teras reaktor bertujuan untuk mengawal kadar tindakbalas dengan tepat.

Secara amnya reaktor kuasa boleh dikategorikan kepada dua jenis. Pertama, dipanggil sebagai “Boiling Water Reactor (BWR)” dan kedua dikenali sebagai “Pressurised Water Reactor (PWR)’. Yang membezakan antara kedua-dua jenis reaktor ini adalh cara bagaimana wap panas yang terhasil dalam teras reactor digunakan bagi menghasilkan kuasa elektrik. Saya berikan di bawah ini gambarajah bagi PWR dan BWR. Boleh anda melihat ciri-ciri kelainan dalam kedua jenis reaktor ini?

Pressurized Water Reactor (PWR)

Boiling Water Reactor (BWR) 

CIRI-CIRI KESELAMATAN

Ciri-ciri keselamatan yang terbina dalam rekabentuk reaktor adalah teramat penting bagi menentukan bahawa teknologi ini akan sentiasa selamat dan tidak memudaratkan manusia mahupun alam sekitar.

Setiap jenis reaktor direka dengan mempunyai ciri-ciri keselamatan yang menentukan seluruh rekabentuk sistem keselamatannya. Pertama,  prinsip asas rekabentuk yang di gunapakai ialah “fail-safe”. Ini bermakna jika sesuatau kegagalan sistem berlaku, reaktor akan dengan otomatknya terhenti kendaliannya. Selagi kerosakan tidak diperbaiki, reaktor tidak akan dapat dikendalikan semula. Kedua, prinsip “redundancy” dimana setiap sistem kritikal reaktor mestilah dibuat lebih dari satu sistem. Mesti ada sistem dalam “standby”. Jadi jika satu sistem rosak, satu lagi sistem gantian yang sama akan dapat digunakan. Ketiga, prinsip "defence in depth". Prinsip “defence in depth” ini boleh dapat kita lihat dalam pembinaan bangunan reaktor (containment building) - dengan beberapa lapisan penghadang bagi mengelakkan pembebasan bahan radioaktif keluar ke alam sekitar jika berlaku sebarang kemalangan.

Gambar di bawah menunjukkan contoh beberapa peringkat lapisan bagi menghalang pembebasan produk pembelahan mahupun bahan radioaktif lain keluar dari dalam bangunan reaktor (reactor containment building).

Dalam kes kemalangan reaktor di Chernobyl, hanya terdapat dua dan tiga lapisan yang telah dibina. Tanpa  bangunan “containment” sebagai benteng terakhir telah menyebabkan bahan radioaktif terbebas keluar ke kawasan sekitar. Bagi kemalangan di Thrre Mile Island dan yang akhir sekali di Fukushima, Jepun – benteng terakhir dalam bentuk bangunan “containment” inilah yang telah menahan lebih banyak bahan radioaktif terbebas keluar.

BERSAMBUNG........

UnclearEngineer