Dr.Ir. Mohammad Dhandhang Purwadi Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir

TEKNOLOGI REAKTOR Dr.Ir. Mohammad Dhandhang Purwadi Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir

BATAN Dipresentasikan Oleh : PAMUJI WASKITO R, S.Pd Guru Fisika SMKN 4 Pangkalpinang

GO

GREEN

Sabtu, 10 September 2011

PUSAT TEKNOLOGI REAKTOR DAN KESELAMATAN NUKLIR

1

Latar belakang BATAN



Penduduk dunia terus bertambah, tahun 2050 menjadi dua kali lipat, timbul masalah:  



Keamanan pasokan pangan (food supply security) Keamanan pasokan energi (energy supply security)

Pemanfaatan energi fosil:  

Sumber energi menyusut dratis (BBM Indonesia hanya tersisa untuk 10-13 tahun) Menghasilkan gas rumah kaca (CO2)  Global Warming  Es di kutup mencair, Lingkungan dan iklim terganggu 



Reaktor nuklir dapat menjadi salah satu solusi:  



Cuaca: tak menentu, susah diterka, semakin ekstrim, bakteri dan hama tanaman mengganas  manusia terancam kesejahteraannya (agraria, kesehatan, tempat tinggal ..)

Energi, PLTN  Pemasok energi yang tak menghasilkan gas CO2 dengan cadangan sumber energi yang masih mencukupi untuk pemakaian jangka panjang Neutron  Produksi radioisotop untuk agraria (bibit unggul, manajemen air, pengendalian hama), kesehatan (pencegahan, diagnosis, pengobatan), industri (peningkatan efisiensi)

Arah pengembangan teknologi reaktor nuklir dan aplikasinya  

Teknologi: reaktor nuklir yang aman, ekonomis, sustainable (ramah lingk. & efisien b.bakar) Aplikasi: mudah dioperasikan, fleksible (dapat menyesuaikan dengan kebutuhan dan menggantikan posisi energi fosil dalam memasok energi) BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

2

Sejarah BATAN 





Reaksi fisi nuklir pertama dalam eksperimen, Enrico Fermi 1934 Reaktor fisi kontinu berhasil dikendalikan dalam Chicago Pile 1 (CP-1), Desember 1942 Sukses CP-1, mendasari reaktor rahasia di Hanford yang besar, untuk produksi plutonium, sukses 1945 BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

3

Sejarah BATAN 



1956, PLTN komersial + militer pertama, Calder Hall, Inggris 1956, PLTN tipe PWR komersial pertama, murni pembangkit listrik, desain awal untuk propulsi kapal induk pengangkut pesawat tempur

Calder Hall Magnox 50 MWe, Inggris,1956

Shipping Port PWR 60 MWe, USA,1957

BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

4

Sejarah BATAN 



Kecelakaan parah PLTN PWR Three Mile Island Unit II (TMI II), USA, 1979, tak ada korban jiwa, pembebasan rad: 2x sinar ronsen

TMI II, 1979

Kecelakaan parah PLTN Chernobhyl Unit IV, Uni Soviet, 1986, 56 korban jiwa langsung, pembebasan rad: 5 200 000 TBq Chernobhyl IV, 1986 BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

5

Sejarah BATAN 









Kecelakaan parah PLTN BWR Fukushima I, reaktor no 1-4 PLTN tipe BWR komersial versi pertama (Generasi II) dengan teknologi sungkup Mark-I tahun 80-an Pembebasan radioaktif dan radius pembebasan 1/10 dari Chernobhyl (20 km vs 500km), 370 000 TBq Kecelakaan mencapai level INES 7, terjadi pelelehan teras reaktor Tidak ada korban jiwa akibat radiasi BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

6

Internasional Nuclear & Radiological Event Scale (INES) TMI-II CHERNOBHYL FUKUSHIMA 1-4

BATAN

5 7 7

KERUSAKAN PARAH PD TERAS REAKTOR B. BAKAR LELEH 0,1% ZRA LEPAS

Sabtu, 13 Juli 2013


7

Sejarah Sumber: Power Reactor Information System http://www.iaea.org/programmes/a2/





BATAN

Teknologi PLTN berkembang semakin matang, kecelakaan demi kecelakaan menjadi pelajaran berharga utk desain PLTN berikutnya, yang semakin bertambah aman Kepercayaan terhadap penggunaan PLTN meningkat di dunia, Asia dan juga ASEAN BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

8

Sejarah BATAN

Sumber: Power Reactor Information System (PRIS), IAEA : http://www.iaea.org/programmes/a2/ BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

9

BATAN

TEKNOLOGI REAKTOR

Sabtu, 13 Juli 2013


10

Reaksi Fisi NEUTRON LAMBAT 0,025 eV ( v = 2200 meter/detik )

NEUTRON CEPAT ± 2 MeV/neutron

BATAN

140Cs

235U 93Rb

KEKEKALAN MASSA: n + U-235  Cs-140 + Rb-93 + 3 n 1 + 235 = 140 + 93 + 3 = 236 n + U-235  Ba-141 + Kr-92 + 3 n 1 + 235 = 141 + 92 + 3 = 236 Ek fragmen fisi Ek partikel neutron Energi partikel gamma Ek partikel beta Ek partikel neutrino Total

Sabtu, 13 Juli 2013


169,130 4,914 12,930 6,500 8,750 202,226

MeV MeV MeV MeV MeV MeV

11

Reaksi Fisi Kontinu BATAN 

Reaksi fisi secara kontinu sebenarnya sulit untuk diwujudkan, terutama dalam uranium alam, yang mana dalam 1000 atom hanya ada 7 isotop U-235 (0,7%)

NEUTRON LAMBAT

238U

238U

238U 238U

235U

238U

140Cs

235U

235U 93Rb

92Kr

MODERATOR

238U

141Ba

238U

NEUTRON CEPAT

238U


141Ba

235U

238U 92Kr

238U

12

Pengkondisian Reaksi Fisi Kontinu

BATAN

 AIR Sabtu, 13 Juli 2013


13

Pengendalian Reaksi Fisi Kontinu


BATAN

14

Konstruksi Dasar Reaktor Nuklir BATAN


15

Perangkat Bahan Bakar Nuklir BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


16

Struktur Reaktor Nuklir PLTN BATAN


17

BATAN

APLIKASI REAKTOR NUKLIR


18

Cara Kerja PLTN Berpendingin Air BATAN

PLTN CANDU PLTN BWR Fukushima

Three Mile Island II

PLTN PWR BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

19

Tipe Reaktor Nuklir 

REAKSI FISI U-235, MENGHASILKAN:  



3 NEUTRON Ek = ± 2 MeV/neutron 2 FRAGMEN FISI + RADIASI Ek = 197 MeV

REAKTOR RISET, memanfaatkan neutron   



BATAN

Produksi radio isotop untuk (pertanian, kedokteran, industri dll) Evaluasi bahan dan pengujian bahan Kedokteran

REAKTOR DAYA  

Pembangkit listrik Penggerak kapal selam, kapal pemecah es, kapal selam

Sabtu, 13 Juli 2013


20

Tipe Reaktor Nuklir


BATAN

21

Prinsip Kerja Reaktor Riset BATAN

TAIR = ±45 OC

TAIR = ±40 OC


22

Reaktor Riset di Universitas BATAN

PUR-1 1 kW MTR Purdue University (1962 – sekarang) BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

23

Reaktor Riset Untuk Kesehatan BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


24

Pemanfaatan Neutron di Reaktor Riset BATAN


25

Reaktor Riset di Indonesia BATAN

REAKTOR SERBA GUNA G.A. SIWABESSY, SERPONG

REAKTOR RISET TRIGA • Reaktor TRIGA 2000 Bandung • Reaktor Kartini Yogyakarta

Sabtu, 13 Juli 2013


26

Reaktor Daya Propulsi BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


27

Reaktor Daya Kogenerasi (Sedang dikembangkan di BATAN)

BATAN

REAKTOR KOGENERASI • PEMANFAATAN PANAS ≈ 80% PLTN PWR/BWR • EFISIENSI TERMAL ≈ 30%

Sabtu, 13 Juli 2013


28

Pemanfaatan Hidrogen

BATAN

FUEL CELL

Sabtu, 13 Juli 2013


29

Pengambilan Minyak Kental Sumur Tua Enhanced Oil Recovery (EOR) BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


30

BATAN

KESELAMATAN PLTN

Sabtu, 13 Juli 2013


31

PRINSIP KESELAMATAN REAKTOR NUKLIR

BATAN

POTENSI BAHAYA: RADIOAKTIVITAS + PANAS DI PELET BAHAN BAKAR REACTOR SAFETY PRINCIPLES:

WRAP AND KEEPS THE WRAPPERS / CONTAINS AND KEEPS THE CONTAINERS Sabtu, 13 Juli 2013


32

Konsep Keselamatan PLTN (Bungkus rapat dan jaga keutuhan bungkusnya) PEMBUNGKUS PENGHALANG GANDA (MULTIPLE BARRIERS)

BATAN

PENJAGAAN KEUTUHAN BUNGKUS PERTAHANAN BERLAPIS (DEFENSE IN DEPTH) :

• PENCEGAHAN  Desain dan pengawasan • PROTEKSI  Penjagaan dan pembatasan • MITIGASI  Mitigasi kecelakaan dgn ESF • PENANGANAN  Pengelolaan resiko kecelakaan  Pengelolaan resiko paska kecelakaan

Sabtu, 13 Juli 2013


33

Konsep Keselamatan PLTN (Bungkus rapat dan jaga keutuhan bungkusnya) 

BATAN

PENGHALANG GANDA (MULTIPLE BARRIERS) MATRIKS B. BAKAR  UO2 KELONGSONG  SS atau Zirkalloy BEJANA REAKTOR  Baja tebal (25 cm) dan masif SUNGKUP REAKTOR  Baja tahan benturan dari luar GEDUNG REAKTOR  Beton tebal (1m) dan tahan gempa 6. DAERAH EKSKLUSIF  Area kosong di sekitar PLTN 1. 2. 3. 4. 5.



PERTAHANAN BERLAPIS (DEFENSE IN DEPTH) 1. 2. 3. 4.

PENCEGAHAN PROTEKSI MITIGASI PENANGANAN

Sabtu, 13 Juli 2013

 Desain dan pengawasan  Penjagaan dan pembatasan  Mitigasi kecelakaan  Pengelolaan resiko kecelakaan BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

34

Penghalang Ganda ( Multiple Barrier ) BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


35

Pertahanan Berlapis ( Defense in Depth ) Tingkatan pertahanan berlapis

Tingkat 1

BATAN

Tingkat 2

Tingkat 3

Tingkat 4

Tingkat 5

Melampaui kecelakaan dasar desain

Kondisi operasi

Operasi normal

Kejadian operasional terantisipasi

Kecelakaan dasar desain

Fitur esensial sistem

Desain konservatif, kualitas dalam konstruksi dan operasi

Pengendalian, sistem proteksi dan pembatas & fitur pengawasan lain

Fitur keselamatan teknis dan prosedur kecelakaan

Tindakan pelengkap, manajemen kecelakaan termasuk proteksi thd pengungkung

Tanggap kedaruratan di luar tapak

Mengendalikan kecelakaan agar tetap di bawah level parah postulasi dalam dasar desain

Mengendalikan kondisi yang parah, menghambat kecelakaan berlanjut, mitigasi konsekuensi kecelakaan parah, proteksi pengungkung

Mitigasi konsekuensi radiologi akibat pembebasan zat radioaktif tertentu yang penting

Tujuan

Sabtu, 13 Juli 2013

Mencegah operasi tak normal dan kegagalan

Mengendalikan operasi tak normal, deteksi kegagalan

Kecelakaan parah


Pasca kecelakaan parah

36

Keselamatan melekat Inherent Safety TEMPERATUR MODERATOR NAIK

BATAN

NEUTRON TERMAL BERKURANG

TEMPERATUR BHN. BAKAR NAIK

REAKSI FISSI BERKURANG

REAKSI FISSI BERTAMBAH

TEMPERATUR BHN. BAKAR TURUN

NEUTRON TERMAL BERTAMBAH Sabtu, 13 Juli 2013

TEMPERATUR TINGGI

TEMPERATUR TINGGI

TEMPERATUR MODERATOR TURUN BIDANG PENGEMBANGAN REAKTOR - PTRKN

37

Sistem Keselamatan Teknis BATAN SUNGKUP

CI:

PARR: MENGAMBIL RADIOAKTIVITAS DARI RUANG SUNGKUP DGN SEMPROTAN AIR & FILTER

MENJAGA PEMBEBASAN RADIOAKTIF KE LINGKUNGAN PENYERAP NEUTRON UTK HENTIKAN PEMBANGKITAN PANAS

RT: PANAS KE RUANG SUNGKUP ATAU AIR

MENJAGA PEMBEBASAN RADIOAKTIF DARI B. BAKAR

ALAT PENUKAR KALOR

ECC:

AIR DINGIN

DGN INJEKSI AIR

PAHR: MENGAMBIL PANAS DARI RUANG SUNGKUP UNTUK MENGENDALIKAN TEKANAN RUANG AIR PANAS

Sabtu, 13 Juli 2013


PANAS DARI RUANG SUNGKUP

38

Daur Bahan Bakar PLTN

Sabtu, 13 Juli 2013


BATAN

39

Pengelolaan Bahan Bakar

Sabtu, 13 Juli 2013


BATAN

40

Limbah PLTN 

LIMBAH OPERASIONAL PLTN  

Tingkat radioaktivitas: rendah sampai sedang Asal limbah:    



BATAN

filter purifikasi udara Filter/resin purifikasi air Bahan habis pakai lain yang terkontaminasi Air terkontaminasi radioaktif, dari pencucian jas lab, sarung sepatu, tutup kepala, dlsb...

LIMBAH DARI BAHAN BAKAR BEKAS PLTN 

Tingkat radioaktivitas: rendah sampai tinggi

Sabtu, 13 Juli 2013


41

Komposisi Bahan Bakar Bekas BATAN

BENTUK B.BAKAR BEKAS

Sabtu, 13 Juli 2013


42

Penyimpanan Bahan Bakar Bekas

BATAN

TRANSFER CASK

Sabtu, 13 Juli 2013


43

PLTN di Indonesia

Sabtu, 13 Juli 2013


BATAN

44

BATAN

Sabtu, 13 Juli 2013


45

BATAN

PLTN MIHAMA, FUKUI, JEPANG Sabtu, 13 Juli 2013


46

BATAN

TERIMA KASIH ATAS PERHATIAN ANDA Sabtu, 13 Juli 2013


47

Dr.Ir. Mohammad Dhandhang Purwadi Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir

Recommend Documents