📑 Table of Contents▼
Qinshan Fase III Unit 1 dan 2, berlokasi di Zhejiang, Cina.

CANDU (Canada Deuterium Uranium) adalah desain reaktor air berat bertekanan Kanada yang digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik. Akronim ini mengacu pada moderator deuterium oksida (air berat) dan penggunaan bahan bakar uranium (aslinya alami). Reaktor CANDU pertama kali dikembangkan pada akhir 1950-an dan 1960-an oleh kemitraan antara Atomic Energy of Canada Limited (AECL), Hydro-Electric Power Commission of Ontario, Canadian General Electric, dan perusahaan lain.[1][2][3]

Hingga kini, terdapat sekitar 34 reaktor CANDU dan turunannya di seluruh dunia, dengan sekitar 30 unit masih beroperasi. Reaktor CANDU telah dibangun di Kanada, Argentina, Tiongkok, India, Pakistan, Romania, dan Korea Selatan.[4]

Sejarah Pengembangan

sunting

Latar Belakang

sunting

Kebijakan nuklir Kanada sejak awal berfokus pada pengembangan reaktor yang menggunakan uranium alam yang melimpah di dalam negeri, tanpa bergantung pada layanan [[pengayaan uranium]] yang hanya tersedia dari negara lain.[5] Tantangan utamanya adalah membuat reaktor air berat berskala besar tanpa kemampuan industri berat domestik yang memadai untuk mencetak bejana tekan berukuran besar. Solusi inovatif yang ditemukan para insinyur Kanada adalah menggunakan ratusan tabung tekan horizontal terpisah, bukan satu bejana tekan tunggal—sebuah konsep yang menjadi ciri khas desain CANDU hingga saat ini.[5]

Prototipe dan Reaktor Komersial Awal

sunting

Reaktor demonstrasi pertama CANDU, NPD (Nuclear Power Demonstration), mulai beroperasi pada tahun 1962 di Rolphton, Ontario, dengan kapasitas 20 MWe. Ini adalah reaktor pembangkit listrik pertama di Kanada dan pembuktian pertama konsep CANDU.[6]

Reaktor berskala penuh pertama, Douglas Point, mulai beroperasi di Kincardine, Ontario pada tahun 1966 dengan kapasitas 220 MWe dan berfungsi sebagai wahana pembelajaran penting bagi industri nuklir Kanada sebelum dipensiunkan pada 1984.[6]

Ekspansi komersial besar-besaran berlangsung pada era 1970-an dengan beroperasinya empat unit Pickering A (total 2.060 MWe, beroperasi penuh 1973), menjadikannya pembangkit nuklir terbesar di dunia pada saat itu. Menyusul kemudian stasiun Bruce (mulai 1977) dan Darlington (mulai beroperasi 1990) di Ontario.[7]

Ekspor Internasional

sunting

Reaktor CANDU pertama di luar Kanada mulai beroperasi di India (Rajasthan-1) pada awal 1970-an. Namun kerja sama nuklir Kanada-India terputus pada 1974 setelah India meledakkan bom nuklir pertamanya menggunakan plutonium dari reaktor CIRUS yang berbasis desain NRX Kanada.[6] Selanjutnya, reaktor CANDU berhasil diekspor ke Argentina, Romania, Korea Selatan, Tiongkok, dan Pakistan.[8]

Prinsip Kerja

sunting
Diagram skematik reaktor CANDU:   Sisi panas dan   dingin dari untai air berat primer;   sisi panas dan   dingin dari untai air ringan sekunder; dan   moderator air berat yang sejuk di dalam kalandria, bersamaan dengan batang penyesuai yang dimasukkan sebagian (sebutan untuk batang kendali CANDU).
  1. Bundel bahan bakar
  2. Kalandria (teras reaktor)
  3. Batang penyesuai
  4. Presuriser
  5. Generator uap
  6. Pompa air ringan
  7. Pompa air berat
  8. Mesin pengisian bahan bakar
  9. Moderator air berat
  10. Tabung tekanan
  11. Uap menuju turbin uap
  12. Air dingin yang kembali dari turbin
  13. Bangunan pengungkung yang terbuat dari beton bertulang

Bahan Bakar

sunting

Reaktor CANDU menggunakan uranium alam (dengan kandungan U-235 sekitar 0,7%) dalam bentuk pelet uranium dioksida (UO₂) yang dimasukkan ke dalam batang bahan bakar. Tiga puluh tujuh batang bahan bakar disatukan dalam satu rakitan silinder (fuel bundle) berukuran sekitar 50 cm panjang dan 10 cm diameter, dengan bobot sekitar 20 kg.[9] Bahan bakar ini berbeda dari sebagian besar desain reaktor lain yang memerlukan uranium yang diperkaya (konsentrasi U-235 ditingkatkan menjadi 2–5%).[10]

Moderator dan Pendingin Air Berat

sunting

Kunci utama kemampuan CANDU menggunakan uranium alam adalah penggunaan air berat (D₂O) sebagai moderator. Air berat 1.700 kali lebih efisien daripada air biasa (air ringan) dalam memperlambat neutron, sehingga jauh lebih sedikit neutron yang terserap—memungkinkan reaksi berantai tetap berlangsung meski dengan uranium yang tidak diperkaya.[10] Moderator air berat dijaga pada suhu yang relatif rendah (~70°C) menggunakan sistem pendingin terpisah, sementara air berat pendingin utama yang bertekanan tinggi mengalir melalui tabung-tabung bahan bakar dan kemudian menuju generator uap untuk menghasilkan uap yang memutar turbin uap.[10]

Desain Calandria dan Tabung Tekan

sunting

Inti reaktor CANDU terdiri dari sebuah calandria—bejana silinder horizontal yang berisi ratusan tabung tekan (pressure tubes) yang tersusun secara horizontal. Setiap tabung tekan berisi sederetan rakitan bahan bakar yang terendam dalam air berat pendingin bertekanan tinggi, sementara di sekeliling tabung-tabung tersebut mengalir air berat moderator bertekanan rendah. Pemisahan antara sistem pendingin dan sistem moderator ini merupakan inovasi khas CANDU.[9]

Rentang kemungkinan siklus bahan bakar CANDU: Reaktor CANDU dapat menerima berbagai jenis bahan bakar, termasuk bahan bakar bekas dari reaktor air ringan.

Pengisian Bahan Bakar saat Beroperasi (On-Power Refuelling)

sunting

Salah satu keunggulan terpenting CANDU adalah kemampuan pengisian bahan bakar saat reaktor beroperasi penuh (on-power refuelling), yang tidak dimiliki sebagian besar desain reaktor lain. Hal ini dimungkinkan oleh desain tabung horizontal: dua mesin pengisi bahan bakar bekerja dari dua ujung berlawanan setiap saluran bahan bakar—satu memasukkan rakitan baru, satu lagi menerima rakitan bekas di ujung lainnya, semuanya dilakukan dari jarak jauh.[11] Kemampuan ini memungkinkan faktor kapasitas CANDU mencapai lebih dari 90% dalam operasi beban dasar, dan juga memudahkan identifikasi serta pemindahan bahan bakar yang rusak tanpa harus mematikan reaktor.[12]

Keselamatan

sunting

Reaktor CANDU dilengkapi dua sistem penghentian darurat yang sepenuhnya independen satu sama lain: (1) batang shut-off yang jatuh secara gravitasi ke inti reaktor, dan (2) injeksi bertekanan tinggi racun neutron gadolinium ke dalam moderator. Kedua sistem mampu menghentikan reaksi dalam waktu 2 detik setelah terjadi kecelakaan kehilangan pendingin (Loss-of-Coolant Accident/LOCA), tanpa memerlukan intervensi operator.[12]

Selain itu, desain CANDU memiliki keunggulan keselamatan pasif: bila terjadi kehilangan air berat moderator yang signifikan, reaksi fisi secara otomatis berhenti karena reaktor menjadi subcritical. Dua volume besar air (moderator dan air perisai) yang mengelilingi inti reaktor juga berfungsi sebagai penyerap panas pasif darurat bila sistem pendingin aktif gagal.[13]

Keunggulan dan Kelemahan

sunting

Keunggulan

sunting
  • Menggunakan uranium alam—tidak memerlukan pengayaan uranium yang mahal, sehingga biaya bahan bakar lebih rendah dan ketergantungan pada negara penyedia pengayaan dihindari.[4]
  • Pengisian bahan bakar saat beroperasi penuh meningkatkan faktor kapasitas dan memudahkan perawatan.[12]
  • Dua sistem penghentian darurat yang independen meningkatkan keandalan keselamatan.[12]
  • Bejana reaktor beroperasi pada tekanan lebih rendah daripada reaktor air bertekanan (PWR), sehingga biaya konstruksi bejana lebih kecil.[14]
  • Fleksibel dalam penggunaan bahan bakar: selain uranium alam, CANDU dapat menggunakan uranium yang diperkaya, thorium, atau bahan bakar bekas dari reaktor air ringan.[9]

Kelemahan

sunting
  • Air berat sangat mahal untuk diproduksi (proses pemisahan deuterium memerlukan fasilitas khusus), menambah biaya modal awal.[10]
  • Karena moderator berupa air berat dalam jumlah besar, CANDU menghasilkan tritium dalam jumlah lebih banyak daripada reaktor air ringan. Tritium adalah zat radioaktif yang sulit dikontrol dan dapat masuk ke sistem biologis.[15]
  • Kepadatan daya inti reaktor rendah, sehingga ukuran reaktor relatif besar untuk daya yang sama.[16]
  • Kemampuan pengisian bahan bakar saat beroperasi menimbulkan kekhawatiran proliferasi nuklir karena bahan bakar bekas dapat dikeluarkan secara diam-diam untuk ekstraksi plutonium.[17]

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir CANDU di Kanada

sunting

Seluruh 17 reaktor daya yang beroperasi di Kanada adalah reaktor CANDU, yang secara keseluruhan menyumbang sekitar 15% kebutuhan listrik nasional.[18] Empat stasiun utama di Kanada adalah:

  • Pembangkit Nuklir Bruce (Ontario) – 8 unit CANDU, merupakan fasilitas tenaga nuklir terbesar yang beroperasi di dunia berdasarkan jumlah reaktor. Juga merupakan pemasok kobalt-60 terbesar di dunia.[19]
  • Pembangkit Nuklir Pickering (Ontario) – 8 unit CANDU (6 beroperasi), salah satu pembangkit nuklir tertua di dunia yang masih beroperasi.
  • Pembangkit Nuklir Darlington (Ontario) – 4 unit CANDU; memegang rekor operasi kontinu terpanjang dengan 1.106 hari tanpa henti.
  • Pembangkit Nuklir Point Lepreau (New Brunswick) – 1 unit CANDU 6, menyuplai sekitar 40% kebutuhan listrik New Brunswick.

Varian dan Pengembangan

sunting
  • CANDU 6 – Desain standar unit tunggal 600–700 MWe yang dipasarkan secara internasional (digunakan di Point Lepreau, Cernavoda Romania, Wolsong Korea Selatan, Embalse Argentina).
  • CANDU 9 – Pengembangan lebih lanjut kelas 900 MWe (desain satu unit).
  • Advanced CANDU Reactor (ACR-1000) – Desain generasi berikutnya yang dikembangkan AECL, menggunakan moderator air berat namun mengganti pendingin dengan air ringan dan bahan bakar uranium pengayaan rendah untuk mengurangi biaya. Desain ini tidak pernah dibangun secara komersial.[20]

Lihat pula

sunting

Referensi

sunting
  1. ^ "Canadian Small Modular Reactors: SMR Roadmap". Diakses tanggal 25 September 2020.
  2. ^ [https://www.snclavalin.com/ en/markets-and-services/markets/energy/nuclear#smrs "SMRs"]. snclavalin.com. Diakses tanggal 25 September 2020. ;
  3. ^ McGrath, John Michael. "The two big name companies that will not be designing Ontario's next reactor". TVO. Diakses tanggal 4 March 2021.
  4. ^ a b "How a Nuclear Reactor Works". Canadian Nuclear Association.
  5. ^ a b "CANDU reactor". Wikipedia.
  6. ^ a b c "History of Nuclear in Canada". Canadian Nuclear Association.
  7. ^ "Where are Canada's reactors located?". Canadian Nuclear Society.
  8. ^ "Risks of the CANDU reactor design". DocsLib.
  9. ^ a b c Whitlock, Jeremy. "The Canadian Nuclear FAQ – Section A: CANDU Technology".
  10. ^ a b c d {{cite web|url=https://energyeducation.ca/encyclopedia/CANDU_reactor%7Ctitle=CANDU reactor |publisher=Energy Education}}
  11. ^ "CANDU reactor – on-power refuelling". Energy Education.
  12. ^ a b c d Whitlock, Jeremy. "The Canadian Nuclear FAQ – Section D: Safety and Liability".
  13. ^ "Risks of the CANDU reactor design". DocsLib.
  14. ^ "CANDU and Heavy Water Moderated Reactors". Nuclear Tourist.
  15. ^ "CANDU Reactors". What is Nuclear?.
  16. ^ "Advantages and disadvantages of HWR (or) CANDU type Reactor". BrainKart.
  17. ^ "CANDU Reactors – buyer beware". Energy Probe.
  18. ^ Whitlock, Jeremy. "The Canadian Nuclear FAQ – Section B: The Canadian Nuclear Industry".
  19. ^ "Where are Canada's reactors located?". Canadian Nuclear Society.
  20. ^ "Advanced CANDU reactor". Wikipedia.

📚 Artikel Terkait di Wikipedia

Reaktor nuklir

prototipikal Reaktor Gen II termasuk reaktor air bertekanan (PWR), Kanada Deuterium Reaktor uranium (CANDU), reaktor air mendidih (BWR), reaktor gas maju

Pembangkit listrik tenaga nuklir

SGHWR CANDU Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor thermal

Atomic Energy of Canada Limited

mengembangkan teknologi reaktor CANDU mulai tahun 1950-an, dan pada bulan Oktober 2011 melisensikan teknologi ini kepada Candu Energy (anak perusahaan

Reaktor CANDU tingkat lanjut

Reaktor CANDU tingkat lanjut , atau Advanced CANDU reactor (ACR), atau ACR-1000, adalah reaktor nuklir Generasi III+ yang dirancang oleh Atomic Energy

Laboratorium Chalk River

untuk mendukung dan mengembangkan teknologi nuklir, utamanya teknologi reaktor CANDU. CRL mengkhususkan diri dalam fisika, metalurgi, kimia, biologi, dan

NRX

River Laboratories. Chalk River Laboratories Reaktor NRU Reaktor CANDU Bertram Brockhouse Reaktor ZEEP Reaktor CIRUS [http://www.nrc-cnrc.gc

Reaktor air berat bertekanan

dari reaktor tersebut. Contoh jenis reaktor PHWR adalah Reaktor CANDU yang dikembangkan oleh negara Kanada dan reaktor IPHWR India. Pada awal tahun 2001

Daftar negara dengan senjata nuklir

tetapi tidak ada bukti yang dapat dipercaya yang menunjukkan bahwa reaktor-reaktor CANDU digunakan untuk menghasilkan bahan nuklir yang digunakan India dan