Nuclear chemistry radiochemistry
Download
1 / 40

NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY - PowerPoint PPT Presentation


  • 124 Views
  • Uploaded on

Lecture Presentation. NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY. By : Agung Nugroho Catur S,S.Pd.,M.Sc NIP. 19770723 200501 1 001. By : Agung Nugroho Catur S,S.Pd.,M.Sc. Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY' - ocean


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Nuclear chemistry radiochemistry

Lecture Presentation

NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY

By :

Agung Nugroho Catur S,S.Pd.,M.Sc

NIP. 19770723 200501 1 001

By :

Agung Nugroho Catur S,S.Pd.,M.Sc

Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta



Tujuan pembelajaran
TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelahmengikutipembelajaranbabinidiharapkanmahasiswamampu :

  • Mendeskripsikanreaktornuklir

  • Mengklasifikasikantipe-tipereaktornuklir

  • Menyebutkankomponen-komponenreaktornuklir

  • Mendeskripsikan PLTN danprospeknya

  • Menjelaskanmetodepenangananlimbahradioaktif


Curah pendapat
CURAH PENDAPAT

  • Apakahreaktornukliritu?

  • Adaberapajenisreaktornuklir?

  • Apasajakomponendalamreaktornuklir?

  • Bagaimanaprinsipkerjareaktornuklir?

  • Apa yang andaketahuitentang PLTN danprospeknyadi Indonesia?

  • Bagaimanacarapenangananlimbahradioaktif?


Pengertian reaktor
PENGERTIAN REAKTOR

Apa yang dimaksud dengan :

Reaktor

?


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Reaktor menurut arti sesungguhnya adalah tempat berlangsungnya reaksi.

  • Berdasarkan proses reaksinya, reaktor dibedakan menjadi :

    1. Reaktor kimia,

    Apabila yang terjadi di dalamnya adalah reaksi kimia. Misalnya reaktor pada pabrik pupuk, pabrik kertas, dll.


Nuclear chemistry radiochemistry

2 berlangsungnya reaksi.. Reaktorbakar (tungku)

Apabilaproses yang terjadididalamnyaadalahreaksipembakaran. Misalnyareaktorpadapabrikbajaatautungkuperajinlogam.

3. Reaktornuklir

Apabilaproses yang terjadididalamnyaadalahreaksinuklir.


Reaktor nuklir1
REAKTOR NUKLIR berlangsungnya reaksi.

  • Reaktornuklirpertama kali dibangunolehEnrico Fermi padatahun 1942 diUniversitas Chicago.

  • Reaktornukliradalahsuatualatuntukmengendalikanreaksifisiberantaidansekaligusmenjagakesinambunganreaksiitu.

  • Reaktornuklirditetapkansebagai “alat yang menggunakanmaterinuklirsebagaibahanbakarnya”.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Materi berlangsungnya reaksi.fisi yang digunakansebagaibahanbakarmisalnya Uranium, Plutonium, dll.

  • Secaraumum, reaktornukliradalahtempatberlangsungnyareaksinuklir yang terkendali.

  • Untukmengendalikanoperasidanmenghentikannyadigunakanbahanpenyerap neutron yang disebut “batangpengendali”.


Klasifikasi reaktor nuklir
KLASIFIKASI REAKTOR NUKLIR berlangsungnya reaksi.

  • Klasifikasijenis-jenisreaktornuklirdibedakanberdasarkankegunaan, tenaga neutron dannamakomponenserta parameter operasinya.

  • Menurutkegunaan, dibedakan :

    1. Reaktordaya

    2. Reaktorriset, termasukuji material danlatihan.

    3. Reaktorproduksiisotop . Reaktorinikadang-kadangdigolongkanjugakedalamreaktorriset.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Ditinjau berlangsungnya reaksi.daritenaganetron yang melangsungkanreaksipembelahan, reaktordibedakanmenjadi :

    1. Reaktorcepat : GCFBR, Liquid Metal Fast Breeder Reactor (LMFBR), SCFBR.

    2. Reaktor thermal : PWR, BWR, PHWR, GCR.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Berdasarkan berlangsungnya reaksi. parameter yang lain dapatdisebut :

    1. Reaktorberreflektorgrafit : Gas Cooled Reactor (GCR), AGCR.

    2. Reaktorberpendingin air ringan : PWR, BWR.

    3. Reaktorsuhutinggi : HTGR

  • Masihbanyaknamaataujenisreaktorlainnya.


Reaktor fisi
Reaktor berlangsungnya reaksi.Fisi

  • Reaktorfisimerupakaninstalasi yang menghasilkandayapanassecarakonstandenganmemanfaatkanreaksifisiberantai.

  • Istilahinidibedakandenganreaktorfusi yang memanfaatkanpanasdarireaksifusi.

  • Dimungkinkanadanyareaktor yang memadukankeduajenistersebut (reaktorhibrid).


Reaktor fusi
Reaktor berlangsungnya reaksi.Fusi

  • Reaktorfusiadalahsuatuinstalasiuntukmengubahenergi yang terjadipadareaksifusimenjadienergipanasataulistrik yang mudahdimanfaatkan.

  • Reaksifusimerupakanreaksipenggabunganinti atom ringan, misalnyareaksiantara deuterium dan tritium.


Reaktor penelitian
Reaktor berlangsungnya reaksi.Penelitian

  • Reaktorriset/penelitian yang diutamakanadalahpemanfaatannetron yang dihasilkandarireaksinukliruntukkeperluanberbagaipenelitiandanproduksiisotop.

  • Misalnyareaktoruji material yang secarakhususdigunakanuntukujiiradiasi, reaktoruntukeksperimenfisikareaktor, reaktorrisetuntukpenelitiandenganmenggunakanberkasnetrondanalateksperimenkekritisan, reaktoruntukpendidikandanpelatihan.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Di berlangsungnya reaksi.antarareaktor-reaktortersebut, reaktorriset-pun terdiridariberbagaimacam, misalnyareaktoruntukeksperimenberkasnetrondanujiiradiasi material, reaktoruntukeksperimenperisai, reaktoruntukujipulsa, dll.

  • Tipe-tipereaktorrisetantara lain tipekolamberpendingindanbermoderator air berat, tipekolamberpendingindanbermoderator air ringandantipekolamberpendingin air ringandanbermoderator air berat.


Reaktor daya
Reaktor berlangsungnya reaksi.Daya

  • Reaktordayaadalahreaktor yang digunakanuntukmenghasilkandayalistrik, biasadisebutPembangkitListrikTenagaNuklir (PLTN).

  • Padareaktordaya, yang dimanfaatkanadalahuap yang bersuhudanbertekanantinggi yang dihasilkanolehreaksifisiuntukmemutarturbin, turbinmenggerakkan generator yang menghasilkanlistrik.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Netron berlangsungnya reaksi. yang dihasilkansebagiandiserapolehbatangkendalidansebagiandiseraplagidiubahmenjadinetronuntukberlangsungnyareaksiberantai.


Komponen reaktor nuklir
KOMPONEN REAKTOR NUKLIR berlangsungnya reaksi.

Komponen-komponenreaktornuklirantara lain :

1. Bahanbakarnuklir/bahandapatbelah

2. Bahan moderator

3. Pendinginreaktor

4. Perangkatbatangkendali

5. Perangkatdetektor


Nuclear chemistry radiochemistry

6. berlangsungnya reaksi.Reflektor : untukmengendalikanlajupembelahan.

7. Perangkatbejanadanperisaireaktor.

8. Perangkatpenukarpanas.

  • Komponen No. 1 s/d 6 beradapadasuatulokasi yang disebut “TerasReaktor”, yaitusuatutempatdimanareaksiberantaitersebutberlangsung.


Nuclear chemistry radiochemistry

Skema Dasar Reaktor Nuklir berlangsungnya reaksi.


1 bahan bakar nuklir
1. berlangsungnya reaksi.BahanBakarNuklir

  • Terdapatduajenisbahanbakarnuklir,yaitu :

    a. BahanFisil : suatuunsur/atom yang langsungdapatmemberikanreaksipembelahanapabiladirinyamenangkap neutron. Contoh : 92U233, 92U235, 94Pu239, 94Pu241

    b. BahanFertil : suatuunsur/atom yang setelahmenangkap neutron tidakdapatlangsungmembelah, tetapimembentukbahanfisil.

    Contoh : 90Th232, 92U238


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Pada berlangsungnya reaksi.kenyataannyasebagianbesarbahanbakarnuklir yang beradadialamadalahbahanfertil.

  • Elemenbakarreaktornuklirdibuatdengankadarisotopfisilnyalebihbesardarikondisialamnya, isotopdemikiandisebutisotop yang diperkaya, sedangkanuntukkadarisotopfisil yang lebihkecildarikondisialamnyadisebutisotop yang susutkadar.


2 bahan moderator
2. berlangsungnya reaksi.Bahan Moderator

  • Dalamreaksifisi,neutron yang dapatmenyebabkanreaksipembelahanadalah neutron thermal.

  • Neutron thermal memilikienergisekitar 0,025 eVpadasuhu 27oC, sementara neutron yang lahirdarireaksipembelahanmemilikienergi rata-rata 2 MeV, yang sangatjauhlebihbesardarienergithermalnya.


Nuclear chemistry radiochemistry

Syarat berlangsungnya reaksi.bahan moderator :

  • atom dengannomormassakecil.

  • memilikitampanglintangserapan neutron (keboleh-jadianmenyerap neutron) yang kecil.

  • Memilikitampanglintanghamburan yang besar.

  • Memilikidayahantarpanas yang baik.

  • Tidakkorosif.

    Contoh : H2O, D2O, grafit, berilium, dll.


3 pendingin reaktor
3. berlangsungnya reaksi.PendinginReaktor

  • Pendinginreaktorberfungsisebagaisaranapengambilanpanashasilfisidaridalamelemenbakaruntukdipindahkan /dibuangketempat lain/lingkunganmelaluiperangkatpenukarpanas.

  • Bahan yang baiksebagaipendinginadalahfluida yang koefisienperpindahanpanasnyasangatbagus, memilikitampanglintangserapan neutron yang kecil, dantampanglintanghamburan yang besarsertatidakkorosif. Contoh : H2O, D2O, Na cair, gas He dll.


4 batang kendali reaktor
4. berlangsungnya reaksi.BatangKendaliReaktor

  • Batangkendaliberfungsisebagaipengendalijalannyaoperasireaktor agar lajupembelahan/populasi neutron didalamterasreaktordapatdiatursesuaidengankondisioperasi yang dikehendaki.

  • Selainitu, jugaberfungsiuntukmemadamkanreaktor/menghentikanreaksipembelahan.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Bahan berlangsungnya reaksi.batangkendaliadalah material yang mempunyaintampanglintangserapan neutron yang sangatbesar, dantampanglintanghamburan yang kecil.

  • Bahanbatangkendali : Boron, Cadmium, Gadolinium, dll.

  • Prinsipkerjapengaturanoerasiadalahdenganjalanmemasukkandanmengeluarkanbatangkendalikedandariterasreaktor.


5 perangkat detektor
5. berlangsungnya reaksi.PerangkatDetektor

  • Detektoradalahkomponenpenunjang yang mutlakdiperlukandidalamreaktornuklir.

  • Semuainformasitentangkejadianfisisdidalamterasreaktor, yang meliputipopularitas neutron, lajupembelahan, suhudan lain-lain hanyadapatdilihatmelaluidetektor yang dipasangdidalamteras.


6 reflektor
6. berlangsungnya reaksi.Reflektor

  • Neutron yang keluardaripembelahanbahanfisil, berjalandengankecepatantinggikesegalaarah. Karenatidakbermuatanlistrikmakagerakan neutron tsbbebasmenembus medium dantidakberkurangbilatidakmenumbukinti atom medium.

  • Sebgian neutron tsbdapatloloskeluarterasreaktor, atauhilangdarisistem. Kondisidemikianmerugikan.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Untuk berlangsungnya reaksi.mengurangikejadiantsb, makasekelilingterasreaktordipasangbahanpemantul neutron yang disebut “Reflektor”, sehingga neutron-neutron yang lolosakanbertahandandikembalikankedalamterasuntukdimanfaatkanlagipadaprosesfisiberikutnya.

  • Bahanreflektor yang baikadalahunsur-unsurygmempunyaitampanglintanghamburan neutron yang besar, dantampanglintangseraapanygsekecilmungkinsertatidakkorosif.

  • Contoh : Berilium, Grafit, Parafin, H2O, D2O.


7 bejana dan perisai reaktor
7. berlangsungnya reaksi.BejanadanPerisaiReaktor

  • Bejana/tangkireaktorberfungsiuntukmenampungfluidapendingin agar terasreaktorselaluterendamdidalamnya.

  • Bejanatsbharuskuatmenahanbebandantidakkorosifbilaberinteraksidenganpendinginataubenda lain didalamteras.

  • Contohbahanbejanareaktor : Aluminiumdan Stainless stell.


Nuclear chemistry radiochemistry

  • Perisai berlangsungnya reaksi.reaktorberfungsiuntukmenahan/menghambat/menyerapradiasi yang lolosdariterasreaktor agar tidakmeneroboskeluarsistemreaktor.

  • Padaumumnyaperisai yang digunakanadalahlapisanbetonberat.


8 perangkat penukar panas
8. berlangsungnya reaksi.PerangkatPenukarPanas

  • Perangkatpenukarpanas (Heat Exchanger) merupakankomponenpenunjang yang berfungsisebagaisaranapengalihanpanasdaripendingin primer, yang menerimapanasdarielemenbakar, untukdiberikanpadafluidapendingin yang lain (sekunder).

  • Dengansistempengambilanpanastsbmakaintegritaskomponenterasakanselaluterjamin.

  • Padajenisreaktortertentu, terutama PLTN heat exchanger jugaberfungsisebagaifasilitaspembangkituap.


Nuclear reactor
Nuclear Reactor berlangsungnya reaksi.

In nuclear reactors the heat generated by the reaction is used to produce steam that turns a turbine connected to a generator.

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten


Nuclear reactor1

The reaction is kept in check by the use of control rods. berlangsungnya reaksi.

These block the paths of some neutrons, keeping the system from reaching a dangerous supercritical mass.

The control rods must be withdrawn from between the fuel rods the to initiate nuclear reaction.

The normal position of the control rods is in between the fuel rods.

Nuclear Reactor

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten


Nuclear fuel

The most common fuel for a nuclear reactor is usually uranium pressed dioxide into pellets

The UO2 is produced from enriched UF6 gas.

The pellets are encased in long metal tubes, usually made of zirconium alloy (zircalloy) or stainless steel, to form fuel rods.

The fuel rods are sealed and assembled in clusters to form fuel assemblies for use in the core of the nuclear reactor.

Nuclear Fuel

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten


Nuclear waste
Nuclear Waste uranium pressed dioxide into pellets

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten


Nuclear fusion

Fusion would be a superior method of generating power. uranium pressed dioxide into pellets

􀂾 Once fusion reactors are perfected, the products of the reaction will not be radioactive. (There are radioactive products of hydrogen fusion.)

􀂾 In order to achieve fusion, the material must be in the plasma state at several million Kelvin's.

Nuclear Fusion

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten


Nuclear fusion1

A Tokomak reactor, like the one shown on the right uranium pressed dioxide into pelletsright, show promise for carrying out these reactions.

Magnetic fields are used to compress materials to initiate the reaction.

Today, lasers may be used to initiate the fusion reaction.

Magnetic fields are used to contain the fusion reactants and products.

Nuclear Fusion

Source :John D. Bookstaver,

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten