Eksperimen Reaktor Garam Cair

Eksperimen Reaktor Garam Cair atau Molten-Salt Reactor Experiment (MSRE) adalah reaktor riset molten-salt eksperimental di Laboratorium Nasional Oak Ridge (ORNL) di Oak Ridge, Tennessee. Teknologi ini diteliti sepanjang tahun 1960-an, reaktor dibangun pada tahun 1964, mengalami kritis pada tahun 1965, dan dioperasikan hingga tahun 1969. Biaya proyek pembersihan diperkirakan mencapai $130 juta..Molten-Salt Reactor Experiment 1965-1972 ORNL, Oct 2015 (8 MB) [Archive March 2016]Molten Salt Reactor Experiment, Oct 2015 (2 MB)
404px|thumb|MSRE plant diagram: (1) Reactor vessel, (2) Heat exchanger, (3) Fuel pump, (4) Freeze flange, (5) Thermal shield, (6) Coolant pump, (7) Radiator, (8) Coolant drain tank, (9) Fans, (10) Fuel drain tanks, (11) Flush tank, (12) Containment vessel, (13) Freeze valve. Also note Control area in upper left and Chimney upper right.

Awalnya dirancang untuk 15 MWth, MSRE dioperasikan pada 7,4 MWth karena data penampang nuklir yang kurang presisi. Reaktor ini merupakan reaktor uji yang mensimulasikan "inti" neutronik dari jenis reaktor pembiak torium epitermal yang secara inheren lebih aman yang disebut reaktor torium fluorida cair. Reaktor ini terutama menggunakan dua bahan bakar: pertama uranium-235 dan kemudian uranium-233. Yang terakhir, 233UF4, merupakan hasil pembiakan dari torium di reaktor lain. Karena ini merupakan uji rekayasa, selimut pembiakan garam thorium yang besar dan mahal dihilangkan demi pengukuran neutron.

Dalam MSRE, panas dari teras reaktor dilepaskan melalui sistem pendingin menggunakan udara yang dihembuskan ke radiator. Reaktor serupa diperkirakan dapat menggerakkan mesin panas efisiensi tinggi seperti turbin gas siklus tertutup. Pipa, bejana teras, dan komponen struktural MSRE terbuat dari Hastelloy-N, dan moderatornya adalah teras grafit pirolitik. Bahan bakar untuk MSRE adalah LiF-BeF2-ZrF4-UF4 (65-29,1-5-0,9 mol%). Pendingin sekunder adalah FLiBe (2LiF-BeF2), dan beroperasi pada suhu hingga 650 °C serta beroperasi setara dengan sekitar 1,5 tahun operasi daya penuh.

Hasilnya menjanjikan reaktor yang sederhana dan andal. Tujuan Eksperimen Reaktor Garam Cair adalah untuk menunjukkan bahwa beberapa fitur utama reaktor daya garam cair yang diusulkan dapat diwujudkan dalam reaktor praktis yang dapat dioperasikan dengan aman dan andal, serta dirawat tanpa kesulitan yang berlebihan. Untuk menyederhanakannya, reaktor ini akan berupa reaktor satu fluida (yaitu non-breeding) yang relatif kecil dan beroperasi pada daya 10 MWth atau kurang, dengan pembuangan panas ke udara melalui garam sekunder (bebas bahan bakar).

Beberapa negara di dunia sedang mengembangkan reaktor garam cair (MSR) sebagai bagian dari upaya untuk menghasilkan energi nuklir yang lebih aman dan efisien. 

Tiongkok memimpin penelitian global dan telah meluncurkan reaktor garam cair thorium (TMSR-LF1) eksperimental pertama di dunia di Gurun Gobi pada tahun 2024. Amerika Serikat memiliki sejarah awal dalam riset MSR dan saat ini beberapa perusahaan swasta serta lembaga pemerintah kembali mengembangkan desain MSR. Beberapa perusahaan pengembang MSR Kanada telah menerima dana pemerintah dan ada satu konsep reaktor modular kecil (SMR) berbasis MSR yang telah menyelesaikan tinjauan desain awal pada tahun 2023. Rusia kembali menunjukkan minat pada konsep MSR dan memiliki program pengembangan reaktor canggih. Prancis: aktif dalam riset dan pengembangan MSR sebagai bagian dari inisiatif nuklir canggih. Jepang melakukan riset dan pengembangan dalam teknologi MSR. India turut serta dalam pengembangan teknologi MSR dan memiliki ambisi terkait pemanfaatan thorium. Salah satu perusahaan swasta di Denmark sedang berupaya mengembangkan prototipe MSR bertenaga thorium. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) Indonesia menunjukkan minat untuk mempelajari dan mengembangkan MSR, dan ada juga perusahaan yang mengajukan proyek MSR di Indonesia. Inggris menunjukkan minat terhadap MSR dan program penelitiannya terus berjalan. Uni Emirat Arab, Korea Selatan, Swedia, Finlandia, Polandia, Belgia juga dilaporkan terlibat dalam berbagai tingkatan penelitian dan pengembangan MSR. 

 Reaktor garam cair Soviet/ Rusia 
Meskipun Uni Soviet melakukan penelitian reaktor garam cair (MSR) pada tahun 1970-an, fokus utama mereka adalah pada jenis reaktor lain, khususnya reaktor cepat dan reaktor air ringan (VVER). Namun, minat dan pengembangan MSR di Rusia berlanjut setelah bubarnya Uni Soviet. 

Program MSR di Uni Soviet dimulai pada paruh kedua tahun 1970-an di Institut Kurchatov. Fase awal penelitian ini berfokus pada pengembangan reaktor pembiak garam cair termal dan cepat. Tujuan utama dari pengembangan MSR di Rusia adalah untuk mengatasi masalah sumber daya uranium dan pengelolaan limbah nuklir berumur panjang, yang menjadi masalah signifikan dalam industri nuklir modern. 

Secara umum, tidak ada kesamaan mendasar antara reaktor garam cair (Molten Salt Reactor/MSR) dan reaktor BN dari Rusia karena keduanya memiliki prinsip kerja, desain, dan tujuan yang sangat berbeda. Namun, ada satu kesamaan kecil yang cukup signifikan: penggunaan cairan non-air sebagai pendingin. 

Baik reaktor garam cair (MSR) maupun reaktor BN menggunakan zat cair selain air sebagai pendingin utamanya. Reaktor garam cair menggunakan garam cair (fluorida atau klorida) yang bertindak sebagai pendingin, dan dalam beberapa desain, juga bertindak sebagai bahan bakar. Reaktor BN (Rusia) menggunakan natrium cair sebagai pendingin, yang memungkinkannya beroperasi pada suhu tinggi tanpa tekanan berlebih. Bahan bakarnya berupa pelet uranium atau plutonium padat.

Desain Bejana MSR dirancang untuk menampung cairan garam bertekanan rendah yang sangat panas. Beberapa desain MSR bahkan menempatkan inti reaktor dan penukar panas dalam satu bejana monolitik. Bejana Reaktor BN adalah reaktor tipe kolam (pool-type), di mana seluruh inti reaktor, pompa, dan penukar panas primer terendam dalam kolam besar natrium cair di dalam satu bejana.

Tingkat Korosi Garam cair MSR, terutama pada suhu tinggi, dapat bersifat korosif. Desain bejana dan material harus dipilih secara hati-hati untuk menahan korosi. Riset terus dilakukan untuk menemukan material yang tahan korosi. Natrium Reaktor BN bereaksi hebat dengan air dan udara, sehingga bejana harus memiliki sistem yang sepenuhnya tertutup rapat. Namun, natrium tidak bersifat korosif terhadap baja reaktor, dan bahkan dapat melindunginya dari korosi.

Reaktor garam cair dan reaktor BN Rusia memiliki pendekatan yang fundamental berbeda dalam desain dan operasi. MSR menonjol karena bahan bakar dan pendinginnya berupa cairan, yang menawarkan potensi keamanan pasif dan pemanfaatan bahan bakar yang fleksibel. Sementara itu, reaktor BN menggunakan bahan bakar padat dan pendingin natrium cair untuk beroperasi sebagai reaktor pembiak cepat yang sangat efisien.

 Lihat pula 
 Reaktor garam cair
 Siklus bahan bakar torium
 Fuji Molten Salt Reactor
 Tenaga nuklir berbasis thorium
 Molten Salt Demonstration Reactor
 Stable salt reactor
 Reaktor neutron cepat
 Reaktor berpendingin logam cair
 Reaktor BN-600
 Reaktor BN-800

 Referensi 

MSRE Safety analysis
, a film published by Atomic Energy Commission

An Account of Oak Ridge National Laboratory’s Thirteen Nuclear Reactors (from ORNL; includes a section on the MSRE)
2015 Workshop on Molten Salt Reactor Technologies ("Commemorating the 50th Anniversary of the Startup of the MSRE"), including a 50th anniversary brochure, posters, and a history of the ORNL molten salt program

Kategori:1965 dalam sains
Kategori:Reaktor garam cair
Kategori:Reaktor nuklir
Kategori:Oak Ridge National Laboratory
Kategori:Percobaan ilmiah