Batang kendali (reaktor nuklir)Batang kendali.Diagram Animasi Reaktor Air BertekananDiagram pembangkit listrik tenaga nuklir dengan reaktor air bertekananr.Ilustrasi Reaktor Air Bertekanan (Diagram Sederhana)Ilustrasi Reaktor Pembiak Cepat (Diagram Sederhana)
Elemen-elemen ini memiliki penampang lintang penangkap neutron yang berbeda untuk neutron dari berbagai energi. Reaktor air mendidih (BWR), reaktor air bertekanan (PWR), dan reaktor air berat(HWR) beroperasi dengan neutron termal, sedangkan reaktor pemulia beroperasi dengan neutron cepat. Setiap desain reaktor dapat menggunakan bahan batang kendali berbeda berdasarkan spektrum energi neutronnya.[8][9][10][11][12][13][14][15][16]
Batang kendali reaktor nuklir adalah komponen berbentuk batang yang terbuat dari material penyerap neutron seperti boron, kadmium, atau hafnium, yang berfungsi untuk menyerap neutron berlebih dan mengendalikan (memperlambat atau mempercepat) laju reaksi fisi nuklir serta menghentikan reaktor, terutama dalam kondisi darurat. Dengan memasukkan atau menarik batang kendali dari inti reaktor, operator dapat mengatur daya reaktor, dan jika batang dimasukkan sepenuhnya, reaksi berantai akan terhenti. Batang kendali terbuat dari material dengan kemampuan menyerap neutron tinggi dan stabilitas struktural yang baik, antara lain: Boron, Kadmium, Hafnium, Perak, Indium.
Fungsi Batang Kendali
Mengendalikan Reaktivitas: Batang kendali menyerap neutron yang dihasilkan dalam reaksi fisi, sehingga mengendalikan populasi neutron yang beredar dan mengatur laju reaksi berantai.
Mengatur Daya Reaktor: Dengan memposisikan batang kendali, operator dapat menyesuaikan laju reaksi fisi untuk mencapai tingkat daya reaktor yang diinginkan.
Penghentian Darurat: Dalam kondisi darurat, batang kendali dapat dengan cepat dimasukkan ke dalam inti reaktor untuk menyerap semua neutron yang ada, sehingga menghentikan reaksi fisi secara mendadak (disebut "scram" atau penghentian cepat).
Cara Kerja
Memasukkan Batang: Saat batang kendali dimasukkan lebih dalam ke inti reaktor, ia akan menyerap lebih banyak neutron, sehingga mengurangi jumlah neutron yang tersedia untuk reaksi fisi. Hal ini akan memperlambat atau menghentikan reaksi.
Menarik Batang: Sebaliknya, saat batang kendali ditarik keluar dari inti reaktor, lebih sedikit neutron yang diserap, sehingga lebih banyak neutron tersedia untuk reaksi fisi, dan laju reaksi berantai akan meningkat.
Jenis dan Sistem
Bahan Penyerapan (Absorber Materials): Beberapa desain menggunakan material seperti boron karbida dalam lembaran baja tahan karat.
Sistem Falling (di PWR): Pada Reaktor Air Bertekanan (PWR), batang kendali sering kali digantung di dalam reaktor dan ditahan oleh elektromagnet. Jika terjadi kegagalan daya, batang akan jatuh karena gravitasi ke dalam inti reaktor.
Sistem Dorong (di BWR): Pada Reaktor Air Mendidih (BWR), batang kendali biasanya dimasukkan dari bawah inti reaktor dan harus didorong secara aktif untuk masuk.
↑limited to use only in research reactors due to increased swelling from helium and lithium due to neutron absorption of boron in the (n, alpha) reaction
↑Sairam K, Vishwanadh B, Sonber JK, et al. Competition between densification and microstructure development during spark plasma sintering of B4C–Eu2O3. J Am Ceram Soc. 2017;00:1–11. https://doi.org/10.1111/jace.15376
↑Harvey M. Buck, Mark A. Cooper, Petr Cerny, Joel D. Grice, Frank C. Hawthorne: Xenotime-(Yb), YbPO4,a new mineral species from the Shatford Lake pegmatite group, southeastern Manitoba, Canada. In: Canadian Mineralogist. 1999, 37, S.1303–1306 (Abstract in American Mineralogist, S. 1324; PDF
↑A. V. Voloshin, Ya. A. Pakhomovsky, F. N. Tyusheva: Keiviite Yb2Si2O7, A new ytterbium silicate from amazonitic pegmatites of the Kola Peninsula. In: Mineralog. Zhurnal. 1983, 5-5, S.94–99 (Abstract in American Mineralogist, S.1191; PDF; 853kB).
