Sistem Inovatif PRHR Tingkatkan Keselamatan Reaktor Nuklir

KBRN, Jakarta: Energi nuklir dinilai memainkan peran strategis dalam penyediaan listrik bersih dan andal secara global. Salah satu jenis reaktor yang banyak digunakan adalah Light Water Reactor (LWR) karena teknologi dan fitur keselamatannya yang telah teruji. Namun, peningkatan keselamatan tetap menjadi fokus utama, terutama untuk menghadapi situasi tak terduga seperti pemadaman listrik total (station blackout).

Sebagai upaya menjawab tantangan tersebut, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) bersama Universitas Indonesia (UI) berhasil mengembangkan desain sistem Passive Residual Heat Removal (PRHR) inovatif berbasis teknologi termosifon dua fase. Sistem ini dirancang untuk meningkatkan efisiensi pembuangan panas sisa secara pasif pada reaktor LWR berdaya 300 MW termal.

“Tujuan utama dari riset ini adalah mengkaji kinerja termosifon dua fase dalam lingkungan uap PRHR, serta menilai efektivitasnya dalam mengekstraksi panas langsung dari pembangkit uap. Sehingga hal tersebut dapat mengurangi ukuran peralatan penukar panas yang dibutuhkan,” jelas Anhar Riza Antariksawan, Peneliti Utama BRIN yang juga dosen di Politeknik Teknologi Nuklir Indonesia (Poltek Nuklir) Yogyakarta, dalam keterangan tertulis, Jumat (20/4/2025).

Menurut Anhar, sistem PRHR konvensional umumnya hanya mampu bekerja efektif selama 72 jam setelah reaktor dimatikan, tanpa intervensi operator. Dalam kondisi darurat berkepanjangan seperti pada insiden PLTN Fukushima Dai-ichi, sistem ini menjadi tidak memadai. Oleh karena itu, tim peneliti BRIN dan UI menawarkan solusi berbasis termosifon dua fase yang bekerja tanpa listrik eksternal dan memiliki efisiensi perpindahan panas tinggi.

Keunggulan utama dari sistem ini terletak pada penempatan evaporator termosifon langsung di jalur uap PRHR, memungkinkan perpindahan panas laten secara efisien. “Ini adalah langkah penting dalam meningkatkan keselamatan dan keandalan sistem pendingin pasif untuk reaktor generasi lanjut,” tambahnya.

Inovasi ini juga dirancang untuk mengurangi ukuran dan kompleksitas sistem penukar panas tambahan. Sistem bekerja dalam dua mode: menggunakan air untuk tiga hari pertama, dan udara setelahnya, memungkinkan operasi otonom dalam masa pendinginan berkepanjangan. Desain adaptif ini dinilai sangat relevan untuk reaktor masa depan yang mengedepankan keselamatan pasif.

Anhar mengungkapkan, penelitian ini dilakukan melalui pengujian eksperimental menggunakan Passive System Condensation Experimental Loop (PASCONEL) dan validasi numerik dengan perangkat lunak RELAP5. Hasilnya menunjukkan bahwa satu unit tabung termosifon mampu membuang panas hingga 5 kW. Untuk menjaga keselamatan reaktor secara pasif pasca 72 jam, diperkirakan dibutuhkan sekitar 60 unit termosifon.

“Langkah selanjutnya adalah mengkarakterisasi perpindahan panas di sisi kondensor dengan menggunakan udara sebagai media pendingin, guna meningkatkan efisiensi termal,” ujar Anhar.

Penelitian ini memperlihatkan pentingnya integrasi antara riset eksperimental dan simulasi numerik dalam merancang sistem keselamatan reaktor yang lebih baik. Proyek ini melibatkan kolaborasi antara Anhar Riza Antariksawan, Surip Widodo (BRIN dan UI), Nandy Putra (UI), dan Mulya Juarsa (BRIN).

Melalui sinergi antara institusi riset nasional dan akademisi, BRIN menegaskan komitmennya dalam menghadirkan solusi inovatif untuk menjawab tantangan global di bidang energi nuklir yang aman, efisien, dan berkelanjutan. (kf, tek/Ed:trs)