Tenaga nuklir berbasis thorium

Pembangkit listrik tenaga nuklir berbasis torium utamanya ditenagai oleh fisi nuklir isotop uranium-233 yang dihasilkan dari unsur fertil torium. Siklus bahan bakar torium dapat menawarkan beberapa keunggulan potensial dibandingkan siklus bahan bakar uranium[Catatan 1]—termasuk kelimpahan torium yang jauh lebih besar di Bumi, sifat fisik dan nuklir bahan bakar yang lebih unggul, serta produksi limbah nuklir yang lebih sedikit. Bahan bakar torium juga memiliki potensi persenjataan yang lebih rendah karena sulit untuk menjadikan uranium-233 yang dibiakkan di dalam reaktor sebagai senjata. Plutonium-239 diproduksi pada tingkat yang jauh lebih rendah dan dapat dikonsumsi dalam reaktor torium.

Kelayakan penggunaan torium telah dibuktikan dalam skala besar, pada skala pembangkit listrik komersial, melalui desain, konstruksi, dan keberhasilan pengoperasian inti Reaktor Pembiak Air Ringan (LWBR) berbasis torium yang terpasang di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Shippingport. Reaktor pembangkit listrik ini dirancang untuk mengakomodasi berbagai inti. Inti thorium berkapasitas 60 MW(e), menghasilkan listrik dari tahun 1977 hingga 1982 (menghasilkan lebih dari 2,1 miliar kilowatt jam listrik) dan mengubah thorium-232 menjadi uranium-233 dalam jumlah yang cukup untuk mencapai rasio pembiakan 1,014.Moir, Ralph W. and Teller, Edward. "Thorium-fuelled Reactor Using Molten Salt Technology", Journal of Nuclear Technology, September 2005 Vol 151 (PDF file available).  This article was Teller's last, published after his death in 2003.Hargraves, Robert and Moir, Ralph. "Liquid Fluoride Thorium Reactors: An old idea in nuclear power gets reexamined" , American Scientist, Vol. 98, p. 304 (2010).Barton, Charles.  "Edward Teller, Global Warming, and Molten Salt Reactors" , Nuclear Green Revolution, 1 March 2008Thorcon design document: (2010) Powering up our world with cheap, reliable, CO2-free electric power, now. World Nuclear News (26 Jan 2022) Empresarios Agrupados contracted for first ThorCon reactorUse Molten salts— Flibe both as fuel and as coolant transfer fluid: (2020) Molten-Salt Reactor Choices - Kirk Sorensen of Flibe Energy . Keep operational temperatures below 700 °C, use prismatic graphite as moderator, pump the molten salts from one reactor vessel in cooldown stage to the active, operating reactor vessel. Mitigate tritium using the CO2 cycle in the supercritical CO2 power conversion system; capture the tritium with the oxygen in the supercritical CO2 as mitigated water. This approach keeps the materials in chemical equilibrium during the process, while reducing the volume of waste materials such as CO2, with shorter radioactive half-lives than the uranium series' half-life.

Setelah mempelajari kelayakan penggunaan thorium, ilmuwan nuklir Ralph W. Moir dan Edward Teller menyarankan agar penelitian nuklir thorium dimulai kembali setelah penghentian selama tiga dekade dan agar sebuah pabrik prototipe kecil dibangun. Antara tahun 1999 dan 2022, jumlah reaktor thorium berbasis non-garam cair yang beroperasi di dunia telah meningkat dari nol  menjadi segelintir reaktor riset, hingga rencana komersial untuk memproduksi reaktor berbasis thorium skala penuh untuk digunakan sebagai pembangkit listrik dalam skala nasional.

Para pendukung percaya bahwa thorium adalah kunci untuk mengembangkan generasi baru tenaga nuklir yang lebih bersih dan aman. Pada tahun 2011, sekelompok ilmuwan di Institut Teknologi Georgia menilai tenaga berbasis thorium sebagai "solusi 1000+ tahun atau jembatan rendah karbon berkualitas menuju sumber energi yang benar-benar berkelanjutan yang memecahkan sebagian besar dampak negatif lingkungan umat manusia."

Cina mengaktifkan reaktor nuklir berbasis thorium, atau garam cair thorium pada April 2025, dan mengklaimnya sebagai energi nuklir bersih pertama di dunia. Lokasi unit reaktor thorium itu di Gurun Gobi, di mana tim ilmuwan Cina berhasil mengisi ulang bahan bakar thorium ke dalam reaktor itu tanpa menghentikan operasinya.

Apa yang dilakukan tersebut menandai sebuah langkah maju yang sangat penting untuk penggunaan thorium sebagai alternatif dari uranium yang lebih aman dan berlimpah dalam energi nuklir. Disebutkan, unit reaktor eksperimen berlokasi di Gurun Gobi itu memiliki kapasitas bangkitan 2 megawatt (MW) energi panas. Reaktor ini menggunakan thorium sebagai sumber bahan bakar radioaktifnya, sedangkan garam cair sebagai kendaraan bahan bakar itu dan mengelola panasnya (pendingin). 

 Prinsip reaktor thorium 
Prinsip dasar reaktor thorium adalah memanfaatkan sifat thorium (Th-232) yang dapat diubah menjadi bahan bakar fisil (U-233) melalui penyerapan neutron, kemudian energi dari fisi U-233 dimanfaatkan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Reaksi ini dapat dirancang dengan inti selimut benih di mana uranium atau plutinium digunakan sebagai "benih" dan thorium sebagai "selimut". Reaktor thorium, terutama yang menggunakan reaktor garam cair (LFTR), memiliki keuntungan keamanan yang melekat, lebih sedikit limbah radioaktif berumur panjang, dan potensi ekonomi yang lebih baik dibandingkan reaktor uranium konvensional. 

Dalam reaktor nuklir thorium, penukar panas mentransfer energi termal dari pendingin primer ke sistem sekunder, yang biasanya menggunakan pendingin lain untuk menghasilkan uap untuk listrik. Desain penukar panas ini memiliki sifat unik dan terkadang viskos dari pendingin garam cair, yang dapat mencakup perubahan viskositas seiring dengan suhu dan komposisi kimia. Teknologi seperti Reaktor Homogen Cair Thorium (TAHR) dan Reaktor Garam Cair (MSR) menggunakan penukar panas untuk mengelola panas dari teras reaktor untuk pembangkit listrik dan aplikasi lainnya.

Thorium adalah unsur "fertil" yang tidak dapat langsung mengalami fisi nuklir seperti uranium-235. Namun, saat menyerap neutron, ia berubah menjadi uranium-233 (U-233), yang merupakan bahan bakar fisil. U-233 yang dihasilkan kemudian dapat mengalami fisi, melepaskan neutron Breeding yang dapat digunakan untuk terus mengubah lebih banyak thorium menjadi U-233, sehingga menciptakan reaksi berantai yang berkelanjutan.  Dalam beberapa desain, sejumlah kecil uranium atau plutonium digunakan sebagai "benih" awal untuk memicu fisi dan memulai proses transmutasi thorium menjadi U-233. 

Dalam desain Reaktor Garam Cair (LFTR), bahan bakar dan pendingin adalah garam cair yang membawa bahan bakar melalui inti reaktor, di mana reaksi fisi terjadi, lalu garam panas dipompa ke penukar panas untuk menghasilkan listrik. Reaktor jenis ini beroperasi pada tekanan mendekati atmosfer, tidak memerlukan sistem pendingin air bertekanan tinggi, dan memiliki mekanisme keselamatan pasif di mana garam cair dapat mengalir ke tangki pendingin jika terjadi keadaan darurat, mematikan reaktor dengan aman. Fitur keselamatan pasif pada desain LFTR mengurangi risiko kecelakaan katastropik. Reaktor thorium menghasilkan lebih sedikit limbah radioaktif berumur panjang dibandingkan dengan reaktor uranium. Thorium dapat menghasilkan lebih banyak U-233 daripada jumlah bahan bakar fisil yang dikonsumsi, yang mengarah pada pemanfaatan energi yang lebih efisien. Thorium secara inheren menghasilkan jumlah plutonium yang lebih sedikit, menjadikannya lebih resisten terhadap penyalahgunaan untuk senjata nuklir. 

Dengan demikian, prinsip reaktor thorium berpusat pada penggunaan thorium yang bersifat fertil untuk menghasilkan bahan bakar fisil U-233, yang kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan energi secara efisien dan aman dalam berbagai desain reaktor. 

 Tekanan pembangkit listrik tenaga nuklir 
Pada pembangkit listrik tenaga nuklir, sistem primer, sekunder, dan tersier merupakan sirkuit terpisah yang mentransfer panas dari inti reaktor untuk menghasilkan listrik, masing-masing dengan tekanan dan fungsi yang berbeda. Sistem primer menggunakan tekanan tinggi untuk mensirkulasikan pendingin melalui inti reaktor, mencegah air mendidih. Sistem sekunder menerima panas dari sistem primer melalui penukar panas untuk menghasilkan uap, yang menggerakkan turbin. Sistem tersier kemudian mendinginkan uap dalam kondensor, biasanya menggunakan sumber air eksternal yang besar, untuk mengembunkannya kembali menjadi air agar sistem sekunder dapat digunakan kembali.

 Loop Primer (Sistem Pendingin Reaktor). Untuk mensirkulasikan pendingin (biasanya air bertekanan tinggi) melalui inti reaktor untuk menyerap panas yang dihasilkan dari fisi nuklir. Tekanan yang sangat tinggi dipertahankan untuk mencegah pendingin mendidih pada suhu operasi yang tinggi. Ini adalah sistem radioaktif tertutup yang sepenuhnya terisolasi dari sistem sekunder dan tersier untuk menahan radioaktivitas apa pun.
 Loop Sekunder (Sistem Uap/Turbin) Untuk mengubah panas dari loop primer menjadi uap. Proses: Air panas dari loop primer mentransfer panasnya ke loop sekunder dalam penukar panas (generator uap), mengubah air di loop sekunder menjadi uap. Uap ini kemudian dialirkan ke turbin untuk menghasilkan listrik.
 Loop Tersier (Sistem Pendingin)r Untuk mengembunkan uap dari sistem sekunder kembali menjadi air cair. Air dingin, biasanya dari sumber alami seperti laut atau sungai, bersirkulasi melalui tabung kondensor, mendinginkan uap. Sistem tersier juga terpisah dari yang lain, karena sumber airnya (seperti Samudra Atlantik) bersentuhan dengan kondensor tetapi tidak dengan sirkuit lainnya.

Pembagian menjadi tiga sistem terpisah dan terisolasi memastikan bahwa setiap bahan radioaktif dari sistem primer tertampung dan tidak bersentuhan dengan sistem sekunder atau lingkungan publik.

Dalam tenaga nuklir, "sirkuit" primer, sekunder, dan tersier adalah loop pendingin yang dirancang untuk mentransfer panas dan menghasilkan listrik, dengan BWR menghasilkan uap di sirkuit primer, dan PWR menggunakan sirkuit primer dan sekunder yang terpisah. Sistem reaktor pada dasarnya adalah sistem perpindahan panas di mana sirkuit primer membawa pendingin panas dari teras reaktor, dan sirkuit sekunder menggunakan panas ini untuk menghasilkan uap untuk turbin. Sistem tersier biasanya ditemukan di gardu induk listrik, bukan langsung di reaktor nuklir, untuk mengendalikan tegangan pada saluran transmisi.

Reaktor Air Mendidih (BWR), uap dihasilkan langsung di sirkuit primer di dalam teras reaktor. Pendingin sirkuit primer mendidih, dan uap yang dihasilkan dikeringkan dan dikirim langsung ke turbin. Reaktor Air Bertekanan (PWR), air bertekanan tinggi dari sirkuit primer tidak mendidih, melainkan mentransfer panas ke sirkuit sekunder dalam generator uap. Sirkuit primer membawa air panas ke generator uap terpisah, di mana ia memanaskan dan mendidihkan air di sirkuit sekunder untuk menghasilkan uap bagi turbin. Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy (RBMK), jenis reaktor ini menggunakan beberapa tabung bertekanan, masing-masing dengan air mendidihnya sendiri, untuk menghasilkan uap di sirkuit primer. Pendingin sirkuit primer mendidih di dalam tabung bertekanan tersebut.

Pada pembangkit listrik tenaga nuklir, turbin tekanan tinggi (HP) menerima uap pada tekanan yang sangat tinggi, biasanya sekitar 610 psig (4,2 MPa) pada beban penuh untuk sistem Reaktor Air Bertekanan (PWR), meskipun angka pastinya bervariasi tergantung desain reaktor. Uap ini, yang dihasilkan oleh penukar panas di loop sekunder PWR, berekspansi melalui turbin, menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Tekanan tinggi diperlukan untuk menjaga air pendingin primer agar tidak mendidih di teras reaktor dan untuk mentransfer panas secara efisien ke sistem pembangkit uap.

Turbin tekanan tinggi beroperasi dengan uap pada tekanan yang jauh lebih tinggi daripada turbin konvensional, sehingga membutuhkan desain yang kokoh dan teknologi sudu khusus untuk menangani aliran uap dan kadar air. Dalam PWR, pendingin primer reaktor dijaga di bawah tekanan tinggi (sekitar 155 bar atau 2.250 psi) untuk mencegahnya mendidih. Air panas bertekanan tinggi ini kemudian mengalir melalui penukar panas (generator uap) untuk memanaskan sumber air terpisah di sirkuit sekunder, menghasilkan uap yang menggerakkan turbin HP. Tekanan dalam turbin bervariasi tergantung beban. Pada beban penuh, tekanannya mungkin sekitar 610 psig, sementara pada beban nol, tekanannya mendekati tekanan kondensor. Kemajuan dalam desain bilah turbin HP bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, terutama dalam mengelola uap basah (uap dengan kelembapan), yang merupakan karakteristik umum siklus uap nuklir.

Tekanan tinggi  adalah Kunci, di loop primer PWR menjaga air pendingin reaktor tetap mendidih, bahkan pada suhu tinggi. Pendingin primer bertekanan tinggi ini mentransfer panas ke air sekunder di generator uap untuk menghasilkan uap bagi turbin. Uap bertekanan tinggi yang keluar dari generator uap menyediakan energi yang dibutuhkan untuk memutar tahapan turbin bertekanan tinggi dan, pada akhirnya, generator untuk menghasilkan listrik.

Reaktor torium, khususnya Reaktor Garam Cair (MSR), beroperasi pada tekanan mendekati atmosfer karena penggunaan pendingin garam cair. Hal ini berbeda dengan tekanan tinggi (misalnya, 7 MPa hingga 15 MPa) yang terdapat pada Reaktor Air Ringan (LWR) yang menggunakan air sebagai pendingin. Operasi tekanan rendah pada MSR ini mengurangi kebutuhan akan material dan infrastruktur yang kompleks dan bertekanan tinggi, sehingga menghasilkan desain yang lebih sederhana dan berpotensi menurunkan biaya.

Dalam Reaktor Air Bertekanan (PWR), air dalam loop pendingin primer dijaga di bawah tekanan tinggi (sekitar 150-157 bar atau 2250 psi) untuk mencegah pendidihan pada suhu hingga sekitar 325°C. Air super panas ini kemudian mentransfer panasnya ke loop air sekunder dalam generator uap, tempat air berubah menjadi uap untuk menggerakkan generator turbin. Sebaliknya, tekanan turbin gas dihasilkan dengan mengompresi udara yang masuk melalui beberapa tahap, dengan tekanan akhir biasanya berkisar antara 200-300 psig (sekitar 14-21 bar). Reaktor Air Mendidih (BWR) pada umumnya beroperasi pada tekanan sekitar 70–75 bar (7–7,5 MPa), yang jauh lebih rendah daripada tekanan ~155 bar yang terdapat pada Reaktor Air Bertekanan (PWR). Tekanan yang lebih rendah ini memungkinkan air mendidih langsung di dalam bejana tekan reaktor pada suhu sekitar 286°C. Uap yang dihasilkan kemudian diarahkan untuk menggerakkan turbin, yang menghasilkan listrik.

Dalam reaktor air berat (PHWR), tekanan tinggi digunakan di sirkuit primer untuk mencegah pendingin air berat mendidih pada suhu operasinya sekitar 300°C, serupa dengan Reaktor Air Bertekanan (PWR). Khusus untuk PHWR, tekanan air di sirkuit primer sekitar 9,3 MPa (93 bar). Air berat bertekanan dan bersuhu tinggi ini kemudian mengalir ke generator uap untuk mentransfer energinya ke air biasa, yang menguap untuk menggerakkan turbin. Dalam reaktor CANDU, uap bertekanan tinggi dari generator uap yang menggerakkan turbin biasanya berada pada tekanan jenuh sekitar 4,6 MPa (46 bar). Tekanan ini dihasilkan dengan memanaskan air berat di dalam generator uap dan kemudian dialirkan ke turbin untuk menghasilkan listrik.

Dalam tenaga nuklir, "turbin gas" biasanya merujuk pada reaktor berpendingin gas, yang beroperasi pada tekanan tinggi, seringkali sekitar 40-50 bar (580-725 psi) untuk sistem berpendingin karbon dioksida (CO2), dan jauh lebih tinggi (puluhan megapascal) untuk reaktor berpendingin gas suhu tinggi (HTGR) berpendingin helium (He). Gas bertekanan tersebut kemudian berekspansi melalui turbin untuk menghasilkan listrik, dalam desain yang berbeda dari reaktor berpendingin air yang beroperasi pada tekanan jauh lebih tinggi untuk mencegah air mendidih.

Reaktor torium seperti pada reaktor garam cair ThorConIsle yang beroperasi pada 3 bar, atau reaktor turbin gas (seperti pada THTR-300) yang bisa mencapai 40-50 bar. Tekanan dalam reaktor torium bervariasi tergantung pada jenis reaktornya; reaktor garam cair beroperasi pada tekanan relatif rendah, sementara reaktor berpendingin gas memerlukan tekanan tinggi untuk efisiensi operasionalnya. 

Reaktor Torium dan Tekanan Operasi
 Reaktor Garam Cair (Molten Salt Reactors) menggunakan garam cair sebagai pendingin dan bahan bakar. Contohnya adalah ThorConIsle, yang beroperasi pada tekanan relatif rendah, yaitu 3 bar. 
 Reaktor Berpendingin Gas (Gas-Cooled Reactors), reaktor seperti THTR-300 (yang menggunakan torium) beroperasi pada tekanan yang jauh lebih tinggi, seringkali antara 40-50 bar atau lebih, untuk meningkatkan efisiensi termal melalui ekspansi gas melalui turbin. 
 Reaktor Air Berat (Pressurized Heavy Water Reactors - PHWR), desain yang bisa menggunakan thorium, seperti pada reaktor CANDU India, memerlukan tekanan tinggi dalam sirkuit primer untuk mencegah air berat mendidih pada suhu operasi tinggi. 

Dalam reaktor yang menggunakan air sebagai pendingin, tekanan tinggi diperlukan untuk mencegah air mendidih di dalam reaktor pada suhu operasinya, yang mirip dengan Reaktor Air Bertekanan (PWR). Untuk reaktor berpendingin gas, tekanan tinggi memungkinkan gas untuk memuai lebih efisien saat melewati turbin, yang pada gilirannya meningkatkan efisiensi pembangkit listrik. Tekanan operasi adalah faktor desain penting yang membedakan jenis-jenis reaktor dan mempengaruhi pemilihan bahan serta konfigurasi sistem pendingin. 

 Perbedaan Pembangkit Uap Berbahan Bakar Batu Bara dan Nuklir 
Pembangkit uap berbahan bakar batu bara menggunakan siklus Rankine untuk mengubah energi kimia dari batu bara menjadi listrik, dengan turbin uap dan generator yang sebagian besar tetap konsisten di berbagai jenis bahan bakar. Sementara itu, pembangkit uap nuklir juga menggunakan siklus ini, tetapi menghasilkan panas melalui fisi nuklir, bukan pembakaran. Perbedaan utama terletak pada sumber panas awal (pembakaran batu bara vs. reaksi nuklir), penanganan bahan bakar (penghancuran batu bara vs. penanganan bahan bakar nuklir), emisi (CO2, SOx, NOx untuk batu bara; tidak ada emisi untuk nuklir), dan produk limbah (abu terbang untuk batu bara; limbah radioaktif untuk nuklir).

 Pembangkit Uap Berbahan Bakar Batu Bara. Batubara dibakar dalam ketel uap untuk menghasilkan panas. Panas ini mengubah air menjadi uap bertekanan tinggi. Uap tersebut memutar turbin, yang menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Uap bekas kemudian didinginkan, dikondensasikan kembali menjadi air, dan dikembalikan ke ketel uap.
 Pembangkit Uap Nuklir. Fissi nuklir dalam reaktor menghasilkan panas. Panas ini digunakan untuk menghasilkan uap, mengikuti siklus Rankine yang dimodifikasi, mirip dengan pembangkit listrik tenaga batu bara. Uap menggerakkan turbin yang terhubung ke generator, menghasilkan listrik. Proses selanjutnya berlanjut dengan mengembunkan uap dan mengembalikannya ke reaktor.

Pembangkit listrik tenaga batu bara dapat beroperasi pada tekanan uap yang jauh lebih tinggi (3.000 psi atau lebih) dibandingkan Reaktor Air Bertekanan (PWR) nuklir, yang dibatasi sekitar 900-1.000 psi karena keterbatasan suhu kelongsong bahan bakar. Tekanan yang lebih tinggi pada pembangkit listrik tenaga batu bara ini menghasilkan uap super panas, yang menyebabkan penurunan entalpi yang lebih besar, peningkatan daya keluaran turbin, dan efisiensi pembangkit secara keseluruhan yang lebih tinggi dibandingkan dengan PWR, yang menghasilkan uap jenuh.

Pembakaran batu bara dapat menghasilkan uap super panas bertekanan tinggi yang sangat panas, seringkali melebihi 3.000 psi (pon per inci persegi). Beberapa pembangkit listrik tenaga batu bara canggih beroperasi dalam rezim superkritis, menggunakan tekanan uap sedikit di atas 3.200 psi dan suhu yang lebih tinggi untuk mencapai efisiensi maksimum. Penurunan entalpi yang tinggi pada uap super panas di turbin menghasilkan daya yang lebih besar, sehingga menghasilkan efisiensi keseluruhan yang lebih tinggi untuk pembangkit listrik. PWR beroperasi pada tekanan yang lebih rendah, biasanya berkisar antara 900 hingga 1.000 psi. Tekanan ini sesuai dengan batas suhu jenuh untuk kelongsong bahan bakar di dalam reaktor, sehingga menghasilkan uap jenuh, bukan uap super panas. Tekanan dan suhu uap yang lebih rendah pada loop sekunder PWR menghasilkan penurunan entalpi yang lebih kecil dan daya keluaran turbin yang lebih rendah dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga batu bara yang beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi.

Pembangkit listrik tenaga batu bara menggunakan pembakaran langsung untuk menghasilkan uap bersuhu dan bertekanan tinggi. PWR menggunakan fisi nuklir untuk memanaskan air guna menghasilkan uap. Pembangkit listrik tenaga batu bara dapat menghasilkan uap super panas, yang memiliki potensi energi lebih tinggi. PWR menghasilkan uap jenuh karena batasan keamanan pada suhu kelongsong bahan bakar. Tekanan dan suhu yang lebih tinggi pada pembangkit listrik tenaga batu bara memungkinkan konversi energi yang lebih besar dan efisiensi termal yang lebih tinggi daripada pada PWR.

 Reaktor dengan tekanan rendah atau tanpa tekanan 
Reaktor beroperasi dengan tekanan rendah atau tanpa tekanan ketika dirancang untuk fitur keselamatan pasif, seperti pada Reaktor Garam Leleh (MSR) yang pada dasarnya merupakan sistem bertekanan rendah, atau untuk tujuan penelitian tertentu, seperti reaktor aliran aerosol dalam penelitian atmosfer dan kimia. Reaktor nuklir juga dapat mengalami kehilangan tekanan jika pressurizer rusak, yang dapat menyebabkan kondisi berbahaya jika tidak dikontrol dengan benar.

Reaktor yang dirancang untuk operasi bertekanan rendah atau tanpa tekanan merupakan konsep reaktor Generasi IV yang menggunakan pendingin seperti garam cair atau logam cair (natrium, timbal), alih-alih air bertekanan tinggi, sehingga menghilangkan kebutuhan akan bejana tekan yang besar dan tebal. Desain ini, seperti reaktor cepat berpendingin timbal dan reaktor cepat berpendingin natrium, menawarkan fitur keselamatan pasif dan suhu operasi yang lebih tinggi untuk efisiensi termodinamika yang lebih baik dengan memanfaatkan konveksi alami untuk pembuangan panas setelah penghentian.

Alih-alih menggunakan air sebagai pendingin bertekanan, reaktor ini menggunakan garam cair atau logam cair.
Pendingin ini memiliki titik didih yang jauh lebih tinggi daripada air, sehingga dapat digunakan pada suhu operasi tinggi tanpa tekanan. Tidak adanya tekanan internal yang tinggi memungkinkan penggunaan bejana reaktor yang jauh lebih tipis dan kurang kokoh. Dalam keadaan darurat, panas yang dihasilkan dari panas peluruhan dapat dihilangkan melalui konveksi alami melalui saluran udara, sehingga menghilangkan kebutuhan akan pompa aktif atau sistem kontrol.

 Sistem Keselamatan Pasif, contoh paling signifikan adalah MSR, yang mengandalkan sifat inheren pendingin garam cairnya untuk beroperasi dengan aman pada tekanan rendah, sehingga menghilangkan kebutuhan akan sistem penahanan bertekanan tinggi.
 Risiko Mendidih yang Berkurang, dalam MSR, pendingin tetap berada di bawah titik didihnya, mencegah pelepasan material yang meledak bahkan dalam skenario kecelakaan.
 Penelitian dan Aplikasi Spesifik, pada beberapa reaktor khusus, seperti reaktor aliran aerosol, dirancang khusus untuk operasi bertekanan rendah guna mempelajari interaksi aerosol dan gas dalam kondisi yang mirip dengan atmosfer.

Pada Reaktor Air Bertekanan (PWR), hilangnya kontrol tekanan, yang seringkali disebabkan oleh masalah pada pressurizer, dapat menyebabkan suhu pendingin reaktor naik. Jika tekanan turun hingga titik jenuh (titik di mana cairan mendidih), pengeringan pendingin dapat terjadi di saluran reaktor, situasi berbahaya yang menyebabkan panas berlebih. PWR biasanya menggunakan pressurizer, semprotan, dan katup pelepas untuk mengelola tekanan, yang menyoroti pentingnya sistem ini dalam menjaga kondisi operasi yang aman. Singkatnya, meskipun beberapa desain reaktor pada dasarnya beroperasi pada tekanan rendah demi keselamatan, hilangnya tekanan pada jenis reaktor lain, terutama PWR, dapat mengindikasikan malafungsi berbahaya yang memerlukan perhatian segera untuk mencegah konsekuensi yang parah.

Contoh
 Reaktor Cepat Berpendingin Natrium (SFR): Menggunakan natrium cair sebagai pendingin, yang bersifat konduktif dan memungkinkan pompa elektromagnetik.
 Reaktor Cepat Berpendingin Timbal (LFR): Menggunakan timbal cair sebagai pendingin, yang memiliki inersia termal tinggi dan tidak mudah terbakar.
 Reaktor Garam Cair (MSR): Konsep Generasi IV yang dapat beroperasi pada suhu tinggi dan tekanan rendah.

 Pembuatan Bahan Bakar 
Pada reaktor berpendingin air, bahan bakar masukan yang perlu digunakan bukanlah torium, melainkan bahan bakar oksida campuran (bahan bakar MOX) atau bahan bakar torium plutonium oksida (bahan bakar TOX) Bahan bakar ini dapat dibagi menjadi tiga kategori:

 (Th-LEU) Bahan bakar MOX mengandung uranium dioksida dengan kadar berat yang tinggi (10-30%).
 (Th-Pu) Bahan bakar TOX memiliki kadar plutonium dioksida yang rendah (2-8%)
 (Th-233U) Bahan bakar MOX memiliki kadar uranium dioksida yang rendah (2-5%)
Pertama, masing-masing dioksida yang menyusun bahan bakar diserbukkan. Serbuk-serbuk ini kemudian didoping untuk membatasi radioaktivitas, serta meningkatkan sinterabilitasnya. Serbuk-serbuk yang bervariasi tersebut kemudian dicampur/digiling bersama untuk membentuk serbuk homogen, yang kemudian dipadatkan menjadi pelet untuk digunakan sebagai bahan bakar.

 Jenis-jenis reaktor 
Menurut Asosiasi Nuklir Dunia, tujuh jenis reaktor dapat menggunakan bahan bakar torium. Enam di antaranya telah beroperasi:

 Reaktor Air Berat (PHWR)
 Reaktor Air Berat Mutakhir (AHWR)
 Reaktor homogen berair (AHR) telah diusulkan sebagai desain berbahan bakar fluida yang dapat menerima uranium dan torium alami yang tersuspensi dalam larutan air berat. AHR telah dibangun dan menurut basis data reaktor IAEA, tujuh di antaranya saat ini beroperasi sebagai reaktor riset.
 Reaktor Air Mendidih (Ringan) (BWR)
 Reaktor Air Ringan Bertekanan (PWR)
 Reaktor Garam Cair (MSR), termasuk reaktor torium fluorida cair (LFTR).[125]
 Reaktor Pembiak Garam Cair, atau MSBR, menggunakan torium untuk membiakkan lebih banyak material fisil.[126]
 Reaktor berpendingin gas suhu tinggi (HTGR)
 Reaktor neutron cepat (FNR)
 Reaktor penggerak akselerator (ADS)

 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)
 Pressurized heavy-water reactor (PHWR)
 Moderator Grafit:
 Magnox
 Advanced gas-cooled reactor' (AGR)
 RBMK

 Referensi 

Kategori:Tenaga nuklir
Kategori:Reaktor nuklir
Kategori:Reaktor nuklir menurut jenisnya
Kategori:Torium