NRX

NRX Reaktor penelitian
Tempat
Wikipedia | Kode sumber | Tata penggunaan Koordinat: 46°3′6″N 77°21′49″W / 46.05167°N 77.36361°W / 46.05167; -77.36361
Negara	Kanada
Sejarah
Kejadian penting	Kebocoran nuklir (12 Desember 1952)

NRX (bahasa Inggris:National Research Experimental) adalah bekas reaktor penelitian nuklir dengan moderator neutron air berat dan pendingin air biasa yang berada di Chalk River Laboratories, Kanada. Reaktor ini mulai beroperasi pada 22 Juli 1947 di bawah Dewan Riset Nasional Kanada (NRC), awalnya dirancang dengan kapasitas 10 MW (termal), lalu ditingkatkan menjadi 42 MW pada 1954. Pada saat dibangun, reaktor ini adalah fasilitas sains termahal di Kanada dan reaktor penelitian dengan daya terbesar di dunia.^[1]

NRX merupakan penerus langsung dari reaktor ZEEP, reaktor pertama di luar Amerika Serikat yang beroperasi pada September 1945. Karena umur operasional reaktor penelitian diperkirakan tidak lama, perencanaan untuk penerus NRX—yang kemudian dikenal sebagai reaktor NRU—sudah dimulai sejak 1948.^[2]

Desain dan Spesifikasi Teknis

NRX mengandalkan calandria, yaitu sebuah silinder aluminium vertikal bertekanan dengan diameter 8 m dan tinggi 3 m, yang menampung moderator air berat.^[3] Desain ini memungkinkan ukuran fisik reaktor yang lebih kecil namun menghasilkan fluks neutron yang jauh lebih tinggi—10 hingga 20 kali lebih intens dibandingkan reaktor grafit dengan daya setara.^[4] Pada akhir dekade 1940-an, NRX adalah sumber neutron paling kuat di dunia.

Desain fisika nuklir NRX dikerjakan oleh Montreal Laboratory milik NRC yang didirikan di Universitas Montreal selama Perang Dunia II, melibatkan ilmuwan Kanada, Inggris, dan Eropa lainnya dalam penelitian rahasia reaktor air berat. Desain rekayasa terperinci dikontrakkan kepada Defence Industries Limited (DIL) Kanada, yang mensubkontrakkan konstruksinya kepada Fraser Brace Ltd.^[5]

Bahan bakar reaktor adalah uranium alam, dengan batang kendali yang berfungsi menyerap neutron untuk mengatur tingkat daya atau mematikan reaktor. Reaktor ini juga dilengkapi berbagai titik akses di mana alat ukur dapat dimasukkan atau material diiradiasi untuk berbagai keperluan penelitian.^[6]

Kontribusi Ilmiah dan Medis

Isotop Kobalt-60

Pada masa awal radioterapi kanker, NRX adalah satu-satunya sumber di dunia untuk isotop kobalt-60, yang untuk pertama kalinya digunakan dalam terapi pengeboman tumor pada 1951.^[4] Teknologi produksi kobalt-60 ini kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Atomic Energy of Canada Limited (AECL) dan menjadi landasan bagi produksi isotop medis Kanada yang kelak memasok sebagian besar kebutuhan dunia.^[7]

Penghargaan Nobel

Pada 1950-an, fisikawan Bertram Brockhouse melakukan penelitian hamburan neutron menggunakan berkas neutron dari reaktor NRX (dan kemudian NRU). Penelitian ini berhasil memajukan teknik deteksi dan analisis dalam bidang hamburan neutron untuk riset materi terkondensasi. Atas karyanya tersebut, Brockhouse meraih Hadiah Nobel Fisika pada 1994.^[4]

Pengaruh Internasional: Reaktor CIRUS India

Desain NRX dijadikan basis pembangunan reaktor CIRUS (Canada India Reactor Utility Services) di Pusat Penelitian Atom Bhabha, Mumbai, India, yang dipasok oleh Kanada pada 1954 dan mulai kritis pada 10 Juli 1960. Meski Kanada dan Amerika Serikat mensyaratkan penggunaan damai, reaktor CIRUS akhirnya digunakan untuk memproduksi plutonium yang dipakai dalam uji coba bom nuklir pertama India, Operasi Smiling Buddha, pada 1974. Hal ini menyebabkan terputusnya kerja sama teknologi nuklir antara Kanada dan India.^[8]

Kecelakaan 1952

Pada 12 Desember 1952, reaktor NRX mengalami partial meltdown (pelelehan parsial) yang merupakan kecelakaan reaktor besar pertama di dunia di luar Uni Soviet.^[2] Saat itu, reaktor sedang disiapkan untuk eksperimen fisika reaktor pada daya rendah ketika seorang operator di lantai bawah tanpa sengaja membuka tiga atau empat katup bypass pada jalur pasokan udara batang shut-off, menyebabkan batang-batang tersebut terangkat dan memasukkan reaktivitas berlebih ke dalam reaktor.^[9]

Supervisor segera menutup katup-katup tersebut dan mencoba memasukkan kembali batang kendali, namun dua hingga tiga batang gagal turun sepenuhnya akibat cacat mekanis. Terjadi pula miskomunikasi antara supervisor dan rekannya mengenai tombol mana yang harus ditekan.^[10] Daya reaktor melonjak dari kondisi daya rendah hingga sekitar 90 MW—tiga kali daya maksimumnya—sebelum akhirnya dimatikan dengan cara membuang moderator. Dalam waktu 60 detik, 22 dari 184 batang bahan bakar pecah dan melepaskan produk fisi ke dalam reaktor.^[11]

Serangkaian ledakan gas hidrogen memperparah kerusakan: penutup bejana reaktor seberat 4 ton terlempar ke atas sekitar 1,2 m, dan sekitar 4.500 m kubik (1,2 juta galon) air radioaktif membanjiri ruang bawah tanah bangunan. Air tersebut kemudian dipompa dan dibuang ke parit-parit dangkal sekitar 1.600 m dari tepi Sungai Ottawa.^[12] Sekitar 10 kilocurie (400 TBq) material radioaktif dilepaskan selama kecelakaan ini. Bila dinilai menggunakan Skala INES modern, kecelakaan ini setara dengan tingkat 5 dari 7.^[10]

Operasi Pembersihan

Operasi pembersihan membutuhkan sekitar 800 pekerja selama 14 bulan. Karena militer kedua negara memiliki kepentingan dalam teknologi nuklir kapal selam, militer Kanada maupun Amerika Serikat turut dilibatkan.^[10] Di antara personel yang ditugaskan adalah Jimmy Carter (usia 28 tahun), seorang letnan muda Angkatan Laut Amerika Serikat yang kelak menjadi Presiden ke-39 Amerika Serikat. Carter menuturkan bahwa setiap anggota tim hanya diizinkan terpapar selama maksimal 90 detik di dekat inti reaktor sebelum mencapai dosis radiasi maksimum yang diizinkan.^[13]

Inti reaktor yang tidak dapat didekontaminasi dikubur sebagai limbah radioaktif. Batang-batang bahan bakar yang dikubur dalam kotak kayu belakangan diketahui bermasalah: pemeriksaan pada 2005 menemukan kotak-kotak tersebut telah lapuk sehingga batang bahan bakar bersentuhan langsung dengan tanah. Sebanyak 32 batang (lebih dari 19 yang tercatat dalam arsip) dipindahkan ke tempat penyimpanan modern pada 2007.^[14]

Dampak bagi Keselamatan Reaktor

Pelajaran dari kecelakaan 1952 berkontribusi besar pada kemajuan bidang keselamatan reaktor nuklir. Konsep-konsep yang disorot—yaitu keberagaman dan independensi sistem keselamatan, kemampuan penghentian darurat yang terjamin, serta efisiensi antarmuka manusia-mesin—menjadi prinsip dasar dalam desain reaktor generasi berikutnya, termasuk reaktor CANDU.^[4]

Akhir Operasi dan Dekomisioning

Setelah diperbaiki dan dioperasikan kembali dalam waktu kurang dari dua tahun pasca kecelakaan 1952, NRX terus beroperasi selama total 45 tahun. Reaktor ini akhirnya dimatikan secara permanen pada 30 Maret 1993.^[2] Saat ini proses dekomisioning sedang berlangsung di lokasi Chalk River Laboratories.

Lihat pula

• Chalk River Laboratories
• Reaktor NRU
• Reaktor CANDU
• Bertram Brockhouse
• Reaktor ZEEP
• Reaktor CIRUS

Referensi

Pranala luar

• Canadian Nuclear Laboratories – Situs Resmi
• Jimmy Carter and the NRX Accident – Society for the Preservation of Canada's Nuclear Heritage
• Details of the NRX reactor accident in 1952 (Canadian Nuclear FAQ, Dr. Jeremy Whitlock)
• Nuclear Accidents at Chalk River: The Human Fallout (CCNR)
• Jimmy Carter, Chalk River and the dawn of Canada's nuclear age (The Globe and Mail)