Jepang Berjuang untuk Mengendalikan Reaktor Nuklir yang Rusak Akibat Gempa

Kegagalan sistem cadangan ganda disebabkan oleh kebocoran.
Oleh Witze Alexandra
Translate oleh: Administrator #1, Education For Our Country
Web Edisi: Senin, 14 Mar 2011

Pasca gempa bumi dan tsunami yang melanda timur laut Jepang pada tanggal 11 Maret lalu, Para enginer membanjiri tiga reaktor nuklir dengan air laut dalam upaya untuk mendinginkan inti radioaktif mereka dan untuk mencegah semua bahan bakar nuklir mereka meleleh. Ledakan telah dicatat yang berasal dari dua dari reaktor.

Situasi terakhir dari reaktor adalah dimana air berhenti mengalir untuk sementara yakni pada tanggal 14 Maret, hal ini memperlihatkan bahan bakar yang akan mendingin. Pengaruh tersebut banyak bergantung pada wadah kontainmen yang melindungi inti reaktor yang sangat radioaktif itu . Bahkan krisis tidak berarti bahwa reaktor akan melepaskan sejumlah besar bahan radioaktif - selama wadah tetap utuh.

Pejabat memantauan beberapa fasilitas reaktor di Fukushima, di pantai timur laut Jepang, dekat tempat-besarnya gempa 8,9 melanda. Ada dua kelompok dari reaktor di Fukushima. Cluster Daiichi meliputi enam reaktor boiling-water, yang semuanya online di tahun 1970-an.

Dalam desain boiling-water, reaksi nuklir di inti menghasilkan panas dan menyebabkan air mendidih, yang membuat uap untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik. Bersama-sama, enam Daiichi reaktor menghasilkan 4,7 gigawatts listrik sebelum kejadian ini; kita bandingkan dengan fasilitas nuklir terbesar di Amerika Serikat, fasilitas Palo Verde di Arizona, memiliki kapasitas sebesar 3,7 gigawatt dan melayani sekitar 4 juta orang. Dengan 54 fasilitas nuklir yang beroperasi sebelum kejadian ini, Jepang adalah produsen ketiga terbesar energi nuklir setelah Perancis dan Amerika Serikat.

Sebagian besar reaktor nuklir menggunakan uranium sebagai bahan bakar utama mereka, meskipun unit 3 pada Daiichi menggunakan campuran yang salahsatunya mencakup plutonium. Butiran bahan bakar diperkaya yang terbungkus rapat dan panjang, tabungnya sempit yang terbuat dari paduan mengandung logam zirkonium. Tabung-tabung, yang dikenal sebagai batang bahan bakar, berjarak dalam sebuah susunan bersama dengan air yang mengalir di antara tabung-tabung tersebut. Beberapa ratus dari paket ini kemudian disatukan untuk menciptakan inti dari reaktor nuklir.

Uranium-235-isotop, yang mengandung 92 proton dan 143 neutron, secara inheren tidak stabil, cenderung untuk membagi (pemecahan ) menjadi elemen-elemen ringan. Ketika salah satu dari neutron nya mengenai atom uranium, dan ini juga awal pemecahan tersebut menjadi elemen-elemen ringan, melepaskan lebih banyak neutron, maka akan seperti pelapasan/pemecahan yang spontan yang menyimpang dari neutron. Neutron kemudian dapat melanjutkan untuk menumbuk atom uranium lainnya dalam pelet bahan bakar, menyebabkan reaksi berantai. Sebuah reaktor dikatakan telah "kritis" ketika telah berlangsung reaksi ini dalam intinya. Selama operator menjaga variabel seperti salahsatunya adalah menyangkut masalah temperatur dan fluktuasi neutron masih dalam pengawasan mereka, Pemesacahan ini akan berlanjut namun dengan kecepatan yang dapat dikontrol.

Tetapi inti reaktor membutuhkan air untuk mendinginkan segalanya dan menyerap beberapa neutron berasal dari pemecahan uranium. Tanpa air , reakstor akan menjadi panas dengan cepat - baik suhu maupun laju pemecahan dalam teras reaktor.

Menurut Badan Keselamatan Industri dan Nuklir Jepang , gempa menyebabkan tersingkir nya listrik ke fasilitas Daiichi. "Control rods" untuk memperlambat laju pemecahan secara otomatis di antara batang-batang bahan bakar reaktor..

Control rods atau batang kendali biasanya menempelkan magnet dan menggantung di atas inti, dan jika gempa terjadi maka mereka secara otomatis terisahkan, terjadi drop-down dan membantu reaksi penutupan, kata Ron Hart, seorang pensiunan profesor teknik nuklir dari Texas A & M University di College Station.

Control rods menyerap neutron untuk mencegah reaksi dengan uranium yang menyebabkan pemecahan/fisi terjadi. Tetapi bahkan dengan Control rods , reaktor itu masih menghasilkan panas di sebagian kecil dari kekuatan penuh, karena bentuk hasil peluruhan dari pemecahan uranium.

Sesuai rencana, generator diesel cadangan digunakan setelah gempa rakasa dan terus memompa air untuk mendinginkan inti reaktor. Tapi ketika tsunami menyapu pantai Jepang sekitar satu jam kemudian, gelombang rupanya menyebabkan banjir dan menonaktifkan generator cadangan. Sistem backup berikutnya kemudian dialihkan ke bentuk pompa bertenaga baterai.

Pompa baterai tidak bisa mengikuti sisa-sisa panas yang masih ada yang berasal dari inti reaktor dari beberapa reaktor Daiichi. Kelebihan panas menyebabkan uap untuk membangun dalam sistem, yang operator akhirnya dibuang ke lingkungan bersama dengan elemen unsur radioaktif tingkat rendah seperti cesium dan yodium.

Pada saat yang sama, meskipun gas hidrogen rupanya dibangun di dalam inti, kemungkinan dihasilkan oleh reaksi kimia dari batang zirkonium panas bersama dengan air. Ledakan di unit Daiichi 1 dan 3 kemungkinan besar disebabkan oleh menyalanya hidrogen.

Berpotensi jauh lebih serius adalah pada unit 2, di mana pompa gagal untuk sementara waktu pada tanggal 14 Maret, menyebabkan permukaan air untuk mengekspos batang bahan bakar hampir sepenuhnya melemah. Jika batang mencair seluruhnya, mereka bisa menjatuhkan pelet bahan bakar mereka ke bagian bawah teras reaktor. Pelet kemudian bisa menghasilkan panas yang cukup untuk mencair dan melalui bagian bawah penahanan wadah baja. "Setelah itu terjadi kemungkina untuk petaka sangat berkurang, karena inti yang cair dan menyebar di lantai," kata Edwin Lyman, seorang ahli fisika dan Persatuan Ilmuwan Peduli di Washington, DC, sebuah kelompok yang telah lama menyuarakan keprihatinan tentang risiko tenaga nuklir.
Pada 1986 kecelakaan nuklir di Chernobyl di Ukraina, inti mencair tidak memiliki berat berteduh dari wadah penahanannya, seperti reaktor di Jepang. Inti Chernobyl meledak, meniupkan bahan radioaktif di sebagian besar Asia barat dan Eropa dan menyebabkan castastrophe kesehatan ekologis dan publik. Pada 1979 kecelakaan Three Mile Island di Pennsylvania, inti reaktor mengalami krisis parsial tetapi wadah tekanannya tidak ditembus, dan hanya tingkat rendah bahan radioaktif berhasil masuk ke lingkungan. Insiden Daiichi, setidaknya sejauh ini, mungkin lebih seperti Three Mile Island dan tidak lebih dari kecelakaan Chernobyl.

Pada skala internasional yang digunakan oleh para ahli untuk peringkat insiden nuklir, Chernobyl digolongkan sebagai "kecelakaan besar", atau 7 tertinggi pada skala atas. Three Mile Island pada skala 5, sebuah "kecelakaan dengan konsekuensi yang lebih luas." Pejabat Jepang telah mengatakan mereka menganggap kejadian Fukushima sebagai skala 4, "kecelakaan dengan konsekuensi lokal."

Operator Daiichi telah membanjiri ketiga reaktor dengan air laut dan dicampur dengan asam borat. Boron asam borat dalam menyerap neutron dan membantu menjaga mereka dari terpental sekitar dan memicu pemecahan lebih lanjut dalam batang bahan bakar. Garam dalam air laut akan secara permanen menimbulkan korosi / pengkaratan inti reaktor dan membuatnya tidak dapat digunakan di masa depan.

Hart mengatakan mungkin akan memakan waktu beberapa minggu untuk menjaga inti bawah air untuk mendinginkan mereka cukup untuk menghentikan pemecahan sepenuhnya. Pada saat itu, operator sangat berhati-hati untuk dapat mengekstrak inti dan membawa mereka ke fasilitas penahanan untuk menilai kerusakan, membuat mereka terpisah dan membuangnya.

Resource Article :
http://www.sciencenews.org

Resource Images:
forums.overclockers.co.uk
ottawa.ctv.ca
geospatial.blogs.com

Sincerely,
ADMINISTRATOR #1

Tweet