Reaktor air berat bertekanan

Desain reaktor CANDU PHWR ini adalah sejumlah bundel bahan bakar dalam banyak selongsong tabung kalandria dan ditata horizontal mendatar seperti tumpukan gelondong, pendingin air berat panas dialirkan dengan banyak pipa ke steam generator uap boiler menghasilkan uap panas tekanan tinggi yang dialirkan menggerakkan turbin generator listrik. Sedangkan pada reaktor lain sejumlah bundel bahan bakar dipasang tegak vertikal disatukan dalam satu kolam wadah bejana reaktor panas dan tekanan tinggi. Desain PHWR ini memudahkan penggantian bahan bakar secara online.
Reaktor air berat atau reaktor air berat bertekanan (pressurized heavy-water reactor, PWHR) adalah reaktor nuklir daya PLTN generasi II dengan desain reaktor sejumlah selongsong banyak tabung horizontal berisi bundel pelet bahan bakar uranium alam kadang uranium sedikit diperkaya yang menggunakan air berat (deuterium oksida, D2O) sebagai zat pendingin dan moderator (pelambat) neutron. Air berat atau deuterium oksida adalah air dengan isotop deuterium (2H) sebagai hidrogennya. Air berat ini diberi tekanan tinggi agar dapat menyerap panas dan memiliki suhu tinggi tanpa mengalami pendidihan. Prinsip ini mirip reaktor air tekanan tinggi biasa. Walaupun air berat jauh lebih mahal dibanding air biasa, penggunannya meningkatkan ekonomi neutron dari reaktor tersebut. Contoh jenis reaktor PHWR adalah Reaktor CANDU yang dikembangkan oleh negara Kanada dan reaktor IPHWR India. Pada awal tahun 2001, 31 PHWR beroperasi, memiliki kapasitas total 16,5 GW(e), mewakili sekitar 7,76% berdasarkan jumlah dan 4,7% dengan kapasitas pembangkit dari semua reaktor yang beroperasi saat ini.

Air adalah moderator neutron cepat yang sangat baik, memungkinkan mereka untuk bertransisi menjadi neutron termal yang mampu mendukung reaksi berantai dari bahan bakar nuklir yang diperkaya (Uranium mengandung sekitar 3% isotop 235), karena selain memoderasi neutron, ia cenderung menyerap banyak jumlah itu dan untuk membentuk deuterium.

Air berat hanyalah air yang bukannya hidrogen sudah memiliki isotop deuteriumnya, sudah dilengkapi dengan neutron, yang memengaruhi kemampuan menyerap neutron dan oleh karena itu memungkinkan kelangsungan reaksi berantai bahan bakar yang tidak diperkaya.

Keuntungan PHWR 
 Penggunaan Uranium yang Tidak Diperkaya. Reaktor air berat dapat menggunakan uranium alam, uranium yang sedikit diperkaya (konsentrasi U-235 0,71 hingga 2%).
 Penggunaan uranium "bekas". Di CANDU juga diuji penggunaan "off uranium" (campuran plutonium dan limbah radioaktif lainnya) dari batangan bahan bakar bekas dari reaktor nuklir lain (tanpa pengolahan ulang kimia, melalui siklus Dupic). Meskipun cukup "dibakar", limbah yang dihasilkan dari penggunaan ini jauh lebih berbahaya karena mengandung persentase tinggi neptunium-237 (sangat larut dalam air), plutonium-239 dan xenon-110 (selain uranium-238). Saat ini, rendahnya biaya uranium membuat daur ulang tidak diperlukan.
 Penggunaan Thorium sebagai bahan bakar. Thorium adalah logam aktinida, empat kali lebih umum dari uranium (lebih murah untuk mengekstrak dan "memurnikan" dari uranium, karena membutuhkan pengayaan).Thorium yang dikenakan fluks neutron termal berubah menjadi thorium-233, yang setelah peluruhan beta adalah transmuted ke dalam unsur uranium -233, yang fisil.
 Radiotoksisitas rendah dari limbah thorium.
 Keamanan pasif. Dalam reaktor air berat bertekanan, hilangnya (karena pecahnya pipa) atau penguapan zat pendingin (karena ledakan dahsyat setelah pembentukan gelembung hidrogen dan oksigen) sesuai dengan hilangnya moderator D 2 O, dan oleh karena itu reaksi fisi terkontrol akan berhenti secara spontan setelah kecelakaan serius ini. Meskipun deuterium tidak radioaktif, air berat dapat terkontaminasi dengan tritium dan partikel radioaktif lainnya dari pipa yang diaktifkan, dan oleh karena itu reaktor lebih aman di mana air tidak meninggalkan bangunan penahanan utama tetapi melalui penukar panas mentransfer energi panas ke bangunan eksternal berisi turbin yang menggerakkan generator listrik.
 Produksi tritium. Produk sampingan dari radiasi neutron deuterium (dalam air berat) adalah tritium, yang suatu hari nanti dapat dimanfaatkan oleh beberapa jenis reaktor fusi nuklir yang diusulkan (tetapi juga dalam bom termonuklir, sebagai penambah litium hidrida).

Kekurangan PHWR
 Tingginya biaya air berat. Untuk reaktor nuklir dari rantai pasokan CANDU telah dihitung bahwa air berat mewakili rata-rata sekitar 20% dari biaya modal untuk setiap reaktor. Di Semenanjung Bruce di Ontario, sebuah pabrik dibangun yang mampu menghasilkan 1 liter air berat untuk setiap 320.000 liter air dari Great Lakes (ditenagai oleh energi panas dan listrik yang dihasilkan oleh reaktor itu sendiri), tetapi setelah akumulasi surplus besar-besaran air berat, dan karena meningkatnya masalah lingkungan yang disebabkan oleh hidrogen sulfida, pabrik ditutup dan kemudian dibongkar.
 Iradiasi reaktor tinggi. Fluks intens neutron termal menyebabkan aktivasi radioaktif intens dari inti reaktor dan struktur bangunan penahan utama. Hal ini membutuhkan waktu tunggu yang lama antara de-fueling dan pembongkaran akhir reaktor nuklir, yang di lokasi dengan nilai komersial atau lanskap yang tinggi, dapat menyebabkan masalah ekonomi dan sosial yang signifikan.
 Hilangnya tritium ke lingkungan. Salah satu bahaya reaktor PHWR adalah polusi karena hilangnya sejumlah kecil tritium (beta-emitter) dalam air dari sirkuit pendingin sekunder reaktor.

Daftar Reaktor nuklir PHWR
|+ List of nuclear reactors in Argentina [ view/edit ]
PLTNUnitNo.ReaktorStatusNegaraKapasitas dalam MWKonstruksi mulaiOperasi komersialPenutupan Jenis Model Net Gross Atucha  1  PHWR  Siemens-KWU    Argentina  335  362      2  PHWR  Siemens-KWU    Argentina  692  745   (halted in 1994, restarted in 2007)    3  PHWR  CANDU-6    Argentina  800     () Embalse  1  PHWR  CANDU-6    Argentina  600  648    20 Januari 1984  () Pickering  1  PHWR  CANDU    Kanada  515  542  Juni 1966    () 2  PHWR  CANDU    Kanada  515  542  September 1966  30 Desember 1971   3  PHWR  CANDU    Kanada  515  542  Desember 1967     4  PHWR  CANDU    Kanada  515  542  Mei 1968    () 5  PHWR  CANDU    Kanada  516  540  November 1974  10 Mei 1983  () 6  PHWR  CANDU    Kanada  516  540  Oktober 1975  1 Februari 1984  () 7  PHWR  CANDU    Kanada  516  540  Maret 1976  1 Januari 1985  () 8  PHWR  CANDU    Kanada  516  540  September 1976  28 Februari 1986  () Darlington  1  PHWR  CANDU    Kanada  878  934  April 1982    () 2  PHWR  CANDU    Kanada  878  934  September 1981  9 Oktober 1990  () 3  PHWR  CANDU    Kanada  878  934  September 1984  14 Februari 1993  () 4  PHWR  CANDU    Kanada  878  934  Juli 1985    () Bruce  1  PHWR  CANDU    Kanada  750  805  Juni 1971    () 2  PHWR  CANDU    Kanada  750  805  Desember 1970    () 3  PHWR  CANDU    Kanada  750  805  Juli 1972  1 Februari 1978  () 4  PHWR  CANDU    Kanada  750  805  September 1972  18 Januari 1979  () 5  PHWR  CANDU    Kanada  795  845  Juni 1978  1 Maret 1985  () 6  PHWR  CANDU    Kanada  822  872  Januari 1978    () 7  PHWR  CANDU    Kanada  822  872  Mei 1979    () 8  PHWR  CANDU    Kanada  795  845  Agustus 1979  22 Mei 1987  () NPD  1  PHWR  CANDU    Kanada  19.5  22  Januari 1958     Douglas Point  1  PHWR  CANDU    Kanada  200  220  Februari 1960     Gentilly  2  PHWR  CANDU-6    Kanada  635  675  April 1974  1 Oktober 1983   Point Lepreau  1  PHWR  CANDU    Kanada  635  660  Mei 1975  1 Februari 1983  () Qinshan  III-1  PHWR  CANDU-6    China  677  728    31 Desember 2002  III-2  PHWR  CANDU-6    China  677  728      MZFR  1  PHWR  Heavy water-cooled pressure vessel reactor    Jerman  52  57  1 Desember 1961  19 Desember 1966  3 Mei 1984 Bhimpur  1  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    2  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    3  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    4  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    ChutkaIndian Nuclear Power Program   1  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    2  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    Gorakhpur  1  PHWR  IPHWR-700    India  630  700 (2019)   2  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    3  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    4  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    Kaiga  1  PHWR  IPHWR-220    India  202  220      2  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  1 Desember 1989  16 Maret 2000  3  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  30 Maret 2002  6 Mei 2007  4  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  10 Mei 2002  20 Januari 2011  5  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    6  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    Kakrapar  1  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  1 Desember 1984  6 Mei 1993  2  PHWR  IPHWR-220    India  202  220      3  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    5 Mei 2020  4  PHWR  IPHWR-700    India  630  700     Madras  1  PHWR  IPHWR-220    India  205  220  1 Januari 1971  27 Januari 1984  2  PHWR  IPHWR-220    India  205  220  1 Oktober 1972  21 Maret 1986  Mahi Banswara  1  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    2  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    3  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    4  PHWR  IPHWR-700    India  630  700    Narora  1  PHWR IPHWR-220    India  202  220  1 Desember 1976  1 Januari 1991  2  PHWR  IPHWR-220    India  202  220      Rajasthan  1  PHWR  CANDU    India  90  100  1 Agustus 1965  16 Desember 1973  Oktober 2004 2  PHWR  CANDU    India  187  200      3  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  1 Februari 1990    4  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  1 Oktober 1990  23 Desember 2000  5  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  18 September 2002  4 Februari 2010  6  PHWR  IPHWR-220    India  202  220  20 Januari 2003  31 Maret 2010  7  PHWR  IPHWR-700    India  630  700     8  PHWR  IPHWR-700    India  630  700     Tarapur  3  PHWR  IPHWR-540    India  490  540  12 Mei 2000  18 Agustus 2006  4  PHWR  IPHWR-540    India  490  540  8 Maret 2000    Karachi  1  PHWR  CANDU-137 MW    Pakistan  90  100  1 Agustus 1966  7 Desember 1972  Cernavodă  1  PHWR  CANDU-6    Romania  650  706    2 Desember 1996  2  PHWR  CANDU-6    Romania  650  705    31 Oktober 2007  3  PHWR  CANDU-6    Romania  650  705    4  PHWR  CANDU-6    Romania  650  705    5  PHWR  CANDU-6    Romania  650  705    Wolsong  1  PHWR  CANDU-6    Korea Selatan  657  687  30 Oktober 1977    24 Desember 2019 2  PHWR  CANDU-6    Korea Selatan  655  678      3  PHWR  CANDU-6    Korea Selatan  684  698  17 Maret 1994    4  PHWR  CANDU-6    Korea Selatan  688  703    1 Oktober 1999  Ågesta  1  PHWR R3    Swedia  10  12  1 Desember 1957  1 Mei 1964  

 Lihat pula 
 Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA) 
 Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN)
 Organisasi Riset Tenaga Nuklir (ORTN)
 Pembangkit listrik tenaga nuklir
 Reaktor nuklir
 Bahan bakar nuklir
 Pengisian bahan bakar online
 Inti reaktor nuklir
 Moderator neutron
 Cairan pendingin
 Air berat
 Batang kendali (reaktor nuklir)
 Startup sumber neutron
 Pompa air umpan boiler
 Bejana tekan reaktor
 Reaktor pembiak
 Generator uap (tenaga nuklir)
 Menara pendingin
 Turbin uap
 Generator listrik
 Light water reactor (LWR)
 Boiling water reactor (BWR)
 Pressurized water reactor (PWR)
 Moderator Grafit:
 Magnox
 Advanced gas-cooled reactor' (AGR)
 RBMK
 Tenaga nuklir berbasis thorium
 Reaktor berpendingin gas
 Reaktor suhu sangat tinggi
 Reaktor bola kerikil
 TRISO
 Farrington Daniels
 Rudolf Schulten
 Pebble bed modular reactor
 HTR-10
 HTR-PM

 Referensi 

 Economics of Nuclear Power from Heavy Water Reactors 
 Nuclear Power Program – Stage1 – Pressurised Heavy Water Reactor
 IAEA - Technical Reports Series No. 407

Kategori:Reaktor nuklir
Kategori:Reaktor dengan pendingin air berat
Kategori:Reaktor dengan moderator air berat
Kategori:Reaktor generasi II
Kategori:Reaktor dengan bahan bakar uranium
Kategori:Reaktor dengan bahan bakar uranium alam
Kategori:Desain reaktor nuklir
Kategori:Reaktor PHWR