Reaktor air berat bertekanan

Diagram skema reaktor CANDU:   Panas dan   sisi dingin dari loop air berat primer;   panas dan   sisi dingin dari lingkaran air ringan sekunder; dan   moderator air berat dingin di kalandria, bersama dengan batang pengatur yang dimasukkan sebagian (seperti batang kendali CANDU yang dikenal).
Fuel bundle
Calandria (reactor core)
Adjuster rods
Heavy-water pressure reservoir
Steam generator
Light-water pump
Heavy-water pump
Fueling machines
Heavy-water moderator
Pressure tube
Steam going to steam turbine
Cold water returning from turbine
Containment building made of reinforced concrete
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 mempengaruhi kemampuan menyerap neutron dan oleh karena itu memungkinkan kelangsungan reaksi berantai bahan bakar yang tidak diperkaya.
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).
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.
| PLTN | Unit No>  .Unit No.  | Reaktor > Jenis | Reaktor > Model | Status | Negara | Kapasitas dalam MW > Net | Kapasitas dalam MW > Gross  | Konstruksi mulai | Operasi komersial | Penutupan |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Atucha | 1 | PHWR | Siemens-KWU | Operasional | Argentina | 335 | 362 | 01968-06-011 Juni 1968 | 01974-06-2424 Juni 1974 |   |
| Atucha | 2 | PHWR | Siemens-KWU | Operasional | Argentina | 692 | 745 | 01981-07-1414 Juli 1981 (halted in 1994, restarted in 2007) | 02024-06-2727 Juni 2014 |   |
| Atucha | 3 | PHWR | CANDU-6 | Direncanakan | Argentina | 800 |  |  | (02025-01-012025) |   |
| Embalse | 1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Argentina | 600 | 648 | 01974-04-011 April 1974 | 20 Januari 1984 | (02049-01-012049)  |
| Pickering | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 515 | 542 | Juni 1966 | 01971-07-2929 Juli 1971 | (02022-01-012022)  |
| Pickering | 2 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 515 | 542 | September 1966 | 30 Desember 1971 | 01997-01-011997  |
| Pickering | 3 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 515 | 542 | Desember 1967 | 01972-06-011 Juni 1972 | 01997-01-011997  |
| Pickering | 4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 515 | 542 | Mei 1968 | 01973-06-1717 Juni 1973 | (02022-01-012022)  |
| Pickering | 5 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | November 1974 | 10 Mei 1983 | (02024-01-012024)  |
| Pickering | 6 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | Oktober 1975 | 1 Februari 1984 | (02024-01-012024)  |
| Pickering | 7 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | Maret 1976 | 1 Januari 1985 | (02024-01-012024)  |
| Pickering | 8 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 516 | 540 | September 1976 | 28 Februari 1986 | (02024-01-012024)  |
| Darlington | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | April 1982 | 01992-11-1414 November 1992 | (02052-01-012052)  |
| Darlington | 2 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | September 1981 | 9 Oktober 1990 | (02050-01-012050)  |
| Darlington | 3 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | September 1984 | 14 Februari 1993 | (02053-01-012053)  |
| Darlington | 4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 878 | 934 | Juli 1985 | 01993-06-1414 Juni 1993 | (02053-01-012053)  |
| Bruce | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Juni 1971 | 01977-09-011 September 1977 | (02042-01-012042)  |
| Bruce | 2 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Desember 1970 | 01977-09-011 September 1977 | (02043-01-012043)  |
| Bruce | 3 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | Juli 1972 | 1 Februari 1978 | (02053-01-012053)  |
| Bruce | 4 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 750 | 805 | September 1972 | 18 Januari 1979 | (02054-01-012054)  |
| Bruce | 5 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 795 | 845 | Juni 1978 | 1 Maret 1985 | (02052-01-012052)  |
| Bruce | 6 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 822 | 872 | Januari 1978 | 01984-09-1515 September 1984 | (02052-01-012052)  |
| Bruce | 7 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 822 | 872 | Mei 1979 | 01986-04-1010 April 1986 | (02052-01-012052)  |
| Bruce | 8 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 795 | 845 | Agustus 1979 | 22 Mei 1987 | (02052-01-012052)  |
| NPD | 1 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 19.5 | 22 | Januari 1958 | 01962-06-044 Juni 1962 | 01987-01-011987  |
| Douglas Point | 1 | PHWR | CANDU | Shut down | Kanada | 200 | 220 | Februari 1960 | 01968-09-2626 September 1968 | 01984-01-011984  |
| Gentilly | 2 | PHWR | CANDU-6 | Shut down | Kanada | 635 | 675 | April 1974 | 1 Oktober 1983 | 02012-01-012012  |
| Point Lepreau | 1 | PHWR | CANDU | Operasional | Kanada | 635 | 660 | Mei 1975 | 1 Februari 1983 | (02041-01-012041)  |
| Qinshan | III-1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | China | 677 | 728 | 01998-06-088 Juni 1998 | 31 Desember 2002 |   |
| Qinshan | III-2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | China | 677 | 728 | 01998-09-2525 September 1998 | 02024-07-2424 Juli 2003 |   |
| MZFR | 1 | PHWR | Heavy water-cooled pressure vessel reactor | Shut down | Jerman | 52 | 57 | 1 Desember 1961 | 19 Desember 1966 | 3 Mei 1984  |
| Bhimpur | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Bhimpur | 2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Bhimpur | 3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Bhimpur | 4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Chutka | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Chutka | 2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Gorakhpur | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | (2019) |  |   |
| Gorakhpur | 2 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Gorakhpur | 3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Gorakhpur | 4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Kaiga | 1 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 01989-09-011 September 1989 | 02000-11-1616 November 2000 |   |
| Kaiga | 2 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1989 | 16 Maret 2000 |   |
| Kaiga | 3 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 30 Maret 2002 | 6 Mei 2007 |   |
| Kaiga | 4 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 10 Mei 2002 | 20 Januari 2011 |   |
| Kaiga | 5 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Kaiga | 6 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Kakrapar | 1 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1984 | 6 Mei 1993 |   |
| Kakrapar | 2 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 01985-04-011 April 1985 | 01995-09-011 September 1995 |   |
| Kakrapar | 3 | PHWR | IPHWR-700 | Under Construction | India | 630 | 700 | 02010-11-2222 November 2010 | 5 Mei 2020 |   |
| Kakrapar | 4 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | 02010-11-2222 November 2010 |  |   |
| Madras | 1 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 205 | 220 | 1 Januari 1971 | 27 Januari 1984 |   |
| Madras | 2 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 205 | 220 | 1 Oktober 1972 | 21 Maret 1986 |   |
| Mahi Banswara | 1 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Mahi Banswara | 2 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Mahi Banswara | 3 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Mahi Banswara | 4 | PHWR | IPHWR-700 | Direncanakan | India | 630 | 700 |  |  |   |
| Narora | 1 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Desember 1976 | 1 Januari 1991 |   |
| Narora | 2 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 01977-11-011 November 1977 | 01992-07-011 Juli 1992 |   |
| Rajasthan | 1 | PHWR | CANDU | Shut down | India | 90 | 100 | 1 Agustus 1965 | 16 Desember 1973 | Oktober 2004  |
| Rajasthan | 2 | PHWR | CANDU | Operasional | India | 187 | 200 | 01968-04-011 April 1968 | 01981-04-011 April 1981 |   |
| Rajasthan | 3 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Februari 1990 | 02024-06-011 Juni 2000 |   |
| Rajasthan | 4 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 1 Oktober 1990 | 23 Desember 2000 |   |
| Rajasthan | 5 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 18 September 2002 | 4 Februari 2010 |   |
| Rajasthan | 6 | PHWR | IPHWR-220 | Operasional | India | 202 | 220 | 20 Januari 2003 | 31 Maret 2010 |   |
| Rajasthan | 7 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | 02024-07-1818 Juli 2011 |  |   |
| Rajasthan | 8 | PHWR | IPHWR-700 | Under construction | India | 630 | 700 | 02011-09-3030 September 2011 |  |   |
| Tarapur | 3 | PHWR | IPHWR-540 | Operasional | India | 490 | 540 | 12 Mei 2000 | 18 Agustus 2006 |   |
| Tarapur | 4 | PHWR | IPHWR-540 | Operasional | India | 490 | 540 | 8 Maret 2000 | 02005-09-1212 September 2005 |   |
| Karachi | 1 | PHWR | CANDU-137 MW | Operasional | Pakistan | 90 | 100 | 1 Agustus 1966 | 7 Desember 1972 |   |
| Cernavodă | 1 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Romania | 650 | 706 | 01982-07-011 Juli 1982 | 2 Desember 1996 |   |
| Cernavodă | 2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Romania | 650 | 705 | 01983-07-011 Juli 1983 | 31 Oktober 2007 |   |
| Cernavodă | 3 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished; restart planned | Romania | 650 | 705 |  |  |   |
| Cernavodă | 4 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished; restart planned | Romania | 650 | 705 |  |  |   |
| Cernavodă | 5 | PHWR | CANDU-6 | Unfinished | Romania | 650 | 705 |  |  |   |
| Wolsong | 1 | PHWR | CANDU-6 | Shut down | Korea Selatan | 657 | 687 | 30 Oktober 1977 | 01983-04-2222 April 1983 | 24 Desember 2019  |
| Wolsong | 2 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 655 | 678 | 01992-06-2222 Juni 1992 | 01997-07-011 Juli 1997 |   |
| Wolsong | 3 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 684 | 698 | 17 Maret 1994 | 01998-07-011 Juli 1998 |   |
| Wolsong | 4 | PHWR | CANDU-6 | Operasional | Korea Selatan | 688 | 703 | 01994-07-2222 Juli 1994 | 1 Oktober 1999 |   |
| Ågesta | 1 | PHWR | R3 | Shut down/dismantled | Swedia | 10 | 12 | 1 Desember 1957 | 1 Mei 1964 | 01974-06-022 Juni 1974  |