Rusia Berhasil Mengembangkan Neutron Super untuk Reaktor Nuklirnya

Sumber neutron terbesar di dunia untuk penelitian sains baru saja mendapat peningkatan besar. Reaktor riset utama Rusia baru saja mendapatkan bahan bakar nuklir baru yang ditingkatkan, memungkinkannya bekerja lebih lama dalam batas keamanan yang ditetapkan.

Bahan bakar baru, yang diproduksi oleh Mashinostroitelny Zavod Rusia, bagian dari Perusahaan Bahan Bakar Rosatom TVEL, akan memungkinkan reaktor fluks tinggi PIK di Institut Fisika Nuklir BP Konstantinov Petersburg (PNPI) untuk beroperasi pada 100 MW untuk jangka waktu yang lebih lama dan masih beroperasi dalam protokol keamanan internasional.

Ini juga akan meningkatkan karakteristik neutronik inti reaktor, menurut Nuclear Engineering International. PNPI adalah sumber neutron terbesar di dunia, jadi ini akan sangat meningkatkan kapasitas produksi untuk tujuan penelitian.

“Desain inti baru reaktor PIK, yang dikembangkan oleh Rosatom, optimal dalam karakteristik konsumennya,” kata Wakil Presiden Senior untuk Kegiatan Ilmiah & Teknis di TVEL Alexander Ugryumov. “Ini menyediakan mode operasi yang efisien dan memenuhi persyaratan internasional modern untuk fasilitas penelitian nuklir dan persyaratan di bidang penggunaan energi atom, yang merupakan prioritas untuk berfungsinya Pusat Penelitian Neutron Internasional.

Selain itu, kampanye reaktor yang panjang akan membantu mengurangi konsumsi bahan bakar dan, karenanya, mengurangi biaya pengoperasian reaktor,”

Reaktor PIK yang ditingkatkan, yang mulai online pada tahun 2021, adalah reaktor air bertekanan yang menggunakan air ringan — yaitu, air yang memiliki deuterium lebih sedikit daripada yang terjadi secara alami di Bumi — sebagai pendingin dan air berat — air dengan kadar isotop deuterium yang lebih tinggi daripada normal — sebagai reflektor.

Sinar neutron yang lolos selama reaksi di reaktor disalurkan ke stasiun penelitian yang berbeda untuk digunakan di berbagai bidang penelitian nuklir dari fisika hingga kedokteran.

Sejarah turbulen untuk reaktor PIK

Keamanan bahan bakar baru yang menggerakkan reaktor adalah bagian utama dari kepentingannya, karena desain reaktor PIK PNPI awalnya diproduksi pada tahun 1970-an, dengan konstruksi berlanjut sepanjang tahun 1980-an. Pada tahun 1986, kompleks reaktor selesai sekitar 70% ketika bencana pembangkit listrik Chernobyl menghentikan konstruksi.

Setelah Societ review ekstensif dan desain ulang reaktor untuk memastikan keamanannya, pekerjaan dilanjutkan hingga tahun 1991, ketika runtuhnya Societ Union semakin menunda penyelesaian fasilitas. Meskipun keamanan reaktor telah dikonfirmasi oleh insinyur nuklir internasional dari AS, Jerman, dan negara lain pada tahun 1992, gangguan politik membuat fasilitas tersebut tidak dapat diselesaikan.

Hanya ketika fasilitas itu diluncurkan ke Pusat Penelitian Institut Kurchatov (KIRC) yang baru ditugaskan, konstruksi dapat dimulai lagi, dan pada Februari 2011 kompleks start-up No. 1 selesai dan reaktor akhirnya dihidupkan untuk yang pertama. waktu, beroperasi pada 100 W.

Setelah itu, fasilitas tersebut ditetapkan sebagai rumah masa depan Pusat Internasional untuk Penelitian Neutron (ICNR), dan fasilitas tersebut ditingkatkan secara substansial untuk menjadikannya produsen neutron terbesar untuk penelitian di dunia.

“Kami meluncurkan perangkat yang selain menjadi instalasi unik untuk melakukan penelitian ilmiah pada tingkat yang benar-benar transendental, juga merupakan instalasi dasar untuk terobosan teknologi, terutama di bidang penciptaan material baru dan teknologi baru di sektor energi, menciptakan obat-obatan dan teknologi biomedis yang secara fundamental baru, khususnya kedokteran nuklir, tentu saja, pertanian dan banyak hal lainnya,” kata presiden KIRC Mikhail Kovalchuk pada tahun 2021 ketika fasilitas tersebut dibuka kembali.
Neutron secara mengejutkan sulit didapat

Bahan bakar yang ditingkatkan untuk reaktor penelitian PIK datang pada saat yang sulit bagi Rusia dan komunitas ilmiah dunia dalam hal penelitian lanjutan semacam ini. Rusia telah menghadapi pengucilan internasional yang meluas atas invasinya ke negara tetangga Ukraina, yang telah membekukan kerja sama ilmiah internasional.

Sementara itu, pada saat yang sama ketika reaktor PIK beroperasi pada awal 2021, sebuah kecelakaan di Pusat Penelitian Neutron Institut Standar dan Teknologi Nasional (NCNR) di Maryland membuat reaktor risetnya mati selama lebih dari dua tahun, mengganggu hamburan neutron. percobaan penting untuk berbagai bidang penelitian.

“Kami melakukan banyak penelitian tentang bahan magnetik,” kata Despina Louca, fisikawan benda terkondensasi, kepada Physics Today pada tahun 2021, “dan neutron adalah penyelidikan terbaik dalam hal magnetisme karena momen magnetik intrinsiknya dan sangat resolusi tinggi yang diberikan oleh teknik neutron. Karena sangat penetrasi, neutron juga terbaik untuk menentukan struktur dan dinamika dalam lingkungan khusus, seperti yang melibatkan medan magnet dan listrik.”

Reaktor NCNR telah menjalani tinjauan insiden dan operasi pembersihan, dengan reaktor diharapkan untuk kembali online dalam beberapa bulan ke depan, tetapi sama seperti peningkatan reaktor baru di Rusia dapat membantu para peneliti melewati eksperimen yang telah lama tertunda dengan neutron, itu reaktor secara efektif dibatasi untuk negara-negara yang masih bersahabat dengan Rusia, yang mengecualikan sebagian besar negara Barat dan sekutu.

Sumber: https://interestingengineering.com