Sejarah Awal Reaktor Nuklir

Akhmad Khusyairi,M.Eng

Penemuan Neutron

Neutron ditemukan pada tahun 1932, neutron mempunyai andil besar dalam terjadinya proses reaksi nuklir. Konsep reaksi nuklir berantai pada reaksi nuklir dimediasi oleh neutron, yang kemudian direalisasikan tidak lama setelah ditemukanya neutron oleh ilmuwan Hungaria Leo Szilard pada tahun 1933. Dia juga mempatenkan idenya tentang reactor nuklir sederhana pada saat dia bekerja di Admiralty di London. Namun demikian ide tersebut tidak mencantumkan fisi nuklir yang merupakan sumber neutron baru, hal ini disebabkan karena proses tersebut belum ditemukan pada masa itu. Ide Szilard tentang reactor nuklir sederhana tersebut menggunakan reaksi nuklir berantai yang dimediasi neutron pada elemen (unsur) ringan terbukti tidak dapat berjalan (bekerja).

Bombardir Neutron

Inspirasi baru tentang jenis reactor baru yang menggunakan Uranium datang berasal dari Lise Meitner, Fritz Strassman dan Otto Hahn pada tahun 1938 dimana pembombardiran uranium dengan neutron menghasilkan residu Barium, hal inilah yang digunakan oleh mereka sebagai alasan dalam melakukan fisi nuklida uranium. Pada tahun 1939 (Szilard dan Fermi) mengungkapkan bahwa beberapa neutron juga dilepaskan selama terjadinya reaksi fisi, hal ini memberikan kesempatan terjadinya reaksi nuklir berantai yang enam tahun sebelumnya belum terungkap.

Amerika, Pra Perang Dunia II

Pada 2 Agustus 1939, Albert Einstein menandatangi surat yang ditulis oleh Szilard dan ditujukan ke Preiden Frankin D. Roosevelt yang menyarankan bahwa ada indikasi penemuan fisi uranium dapat mengarah pada pengembangan "bom jenis baru yang sangat dahsyat", hal ini memberikan dorongan untuk penelitian reaktor dan fisi. Szilrd dan Einstein saling mengenal dengan baik dan telah bekerja bersama beberapa tahun sebelumnya, namun Einstein tidak pernah berpikir tentang kemungkinan ini untuk energi nuklir sampai Szilard melaporkan hal ini kepadanya.

Tidak lama setelah pasukan Hitler Jerman menginvasi Polandia pada 1939, Perang Dunia II di Eropa dimulai. AS belum secara resmi menyatakan diri perang, tetapi pada bulan Oktober, ketika surat Einstein-Szilard dikirim ke Roosevelt, ia menyatakan bahwa tujuan melakukan penelitian ini adalah untuk memastikan "Nazi tidak meledakkan kita." Yang kemudian mereka mengikuti Proyek nuklir Amerika Serikat, meskipun dengan beberapa penundaan karena masih ada skeptis (diantaranya dari Fermi) dan juga kebijakan kecil dari sejumlah kecil pejabat pemerintah. Pada tahun berikutnya Pemerintah AS menerima memorandum Frisch-Peierls dari Inggris, yang menyatakan bahwa jumlah uranium yang dibutuhkan untuk reaksi berantai jauh lebih rendah dari yang pernah terpikir sebelumnya. Memorandum tersebut merupakan produk dari Komite Maud, yang bekerja pada proyek bom atom Inggris, yang dikenal sebagai Tube Alloys, yang kemudian dimasukkan dalam Proyek Manhattan.

Pembangunan Reaktor Nuklir Pertama

Akhirnya, reaktor nuklir buatan pertama, Chicago Pile-1, dibangun di University of Chicago, oleh tim yang dipimpin oleh Enrico Fermi, pada akhir 1942. Pada saat itu, program ini telah mendapatkan tekanan selama satu tahun oleh Pemerintah AS sebelum masuk dalam dalam perang dunia kedua. The Chicago Pile mencapai kritis (reaksi berantai dengan sendirinya) pada tanggal 2 Desember 1942. Struktur pendukung reaktor terbuat dari kayu, dan tumpukan blok grafit yang tertanam dalam 'pseudospheres' atau 'briket' oksida uranium alam
Sesaat setelah Chicago Pile, militer AS mengembangkan sejumlah reaktor nuklir untuk Proyek Manhattan yang dimulai pada tahun 1943. Tujuan utama pengembangan reaktor (terletak di tapak Hanford di negara bagian Washington), adalah produksi massal plutonium untuk senjata nuklir. Fermi dan Szilard mendaftarkan paten reaktor pada 19 Desember 1944. Namun penerbitan patennya tertunda selama 10 tahun karena kerahasiaan perang.

PLTN Pertama

"Pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di Dunia" yang diklaim dibuat di tapak EBR-I, yang sekarang menjadi museum dekat Arco, Idaho. LMFBR eksperimental yang dioperasikan oleh USNRC menghasilkan daya sebesar 0,8 kW pada saat ujicoba yang dilakukan pada 20 Desember 1951 dan 100 kW (listrik) pada hari berikutnya, LMFBR ini memiliki output desain 200 kW (listrik).
Selain untuk kepentingan militer, penggunaan dan pengembangan reactor nuklir memiliki alasan politik dalam penggunaan energi nuklir untuk kepentingan sipil. Presiden AS Dwight Eisenhower memperkenalkan nuklir AS untuk Perdamaian pada Majelis Umum PBB pada tanggal 8 Desember 1953. Diplomasi ini menyebabkan penyebaran teknologi reaktor pada institusi AS dan di seluruh dunia. Pembangkit listrik tenaga nuklir untuk kepentingan sipil pertama dibangun yaitu AM-1 Pembangkit Listrik Nuklir Obninsk, yang diresmikan pada 27 Juni 1954 di Uni Soviet. PLTN ini menghasilkan daya sekitar 5 MW (listrik).

Setelah Perang Dunia II, militer AS mencari kegunaan lain teknologi reaktor nuklir. Penelitian oleh Angkatan Darat dan Angkatan Udara tidak pernah berhasil, namun Angkatan Laut AS berhasil ketika mereka menggunakan tenaga nuklir pada USS Nautilus (SSN-571) pada 17 Januari 1955.

Pembangkit listrik nuklir komersial pertama, Calder Hall di Sellafield, Inggris dioperasikan pada tahun 1956 dengan kapasitas awal 50 MW (kemudian 200 MW). Reaktor nuklir pertama portabel "Alco AM-2A" digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik (2 MW) untuk Camp Century pada 1960.


Komponen Utama PLTN
 Bahan bakar Nuklir
 Teras (Core) reactor nuklir
 Moderator neutron
 Racun Neutron
 Pendingin
 Batang kendali
 Bejana/tangki reaktor
 Boiler feedwater pump
 Pembangkit uap Steam generators (tidak ada pada PLTN jenis BWR)
 Turbine uap
 Generator listrik
 Condenser
 Cooling tower (tidak selalu diperlukan)
 System limbah radioaktif
 Lantai Refueling
 Kolam bahan bakar bekas
 Sistem keselamatan nuklir
 Reactor Protective System (RPS)
 Emergency Diesel Generators
 Emergency Core Cooling Systems (ECCS)
 Standby Liquid Control System (emergency boron injection, BWRs only)
 Essential service water system (ESWS)
 Gedung Containment
 Ruang kendali
 Fasilitas operasi kedaruratan
 Fasilitas pelatihan nuklir (umumnya terdiri dari simulator ruang kendali)
* Kontributor IPTEK NU Online