NRX (bahasa Inggris:National Research Experimentalcode: en is deprecated ) adalah bekas reaktor penelitian
nuklir dengan moderator neutronair berat dan pendingin air biasa yang berada di Chalk River Laboratories, Kanada. Reaktor ini mulai beroperasi pada 22 Juli 1947 di bawah
Dewan Riset Nasional Kanada (NRC), awalnya dirancang dengan kapasitas 10 MW
(termal), lalu ditingkatkan menjadi 42 MW pada 1954. Pada saat dibangun, reaktor ini adalah fasilitas sains termahal di Kanada dan reaktor penelitian dengan daya terbesar di
dunia.[1]
NRX merupakan penerus langsung dari reaktor ZEEP, reaktor pertama di luar Amerika Serikat
yang beroperasi pada September 1945. Karena umur operasional reaktor penelitian diperkirakan
tidak lama, perencanaan untuk penerus NRX—yang kemudian dikenal sebagai reaktor NRU—sudah dimulai sejak 1948.[2]
Desain dan Spesifikasi Teknis
NRX mengandalkan calandria, yaitu sebuah silinder aluminium vertikal bertekanan dengan
diameter 8 meter dan tinggi 3 meter, yang menampung moderatorair berat.[3] Desain ini memungkinkan ukuran fisik reaktor yang
lebih kecil namun menghasilkan fluks neutron yang jauh lebih tinggi—10 hingga 20 kali
lebih intens dibandingkan reaktor grafit dengan daya setara.[4] Pada
akhir dekade 1940-an, NRX adalah sumber neutron paling kuat di dunia.
Desain fisika nuklir NRX dikerjakan oleh Montreal Laboratory milik NRC yang didirikan
di Universitas Montreal selama Perang Dunia II, melibatkan ilmuwan Kanada, Inggris,
dan Eropa lainnya dalam penelitian rahasia reaktor air berat. Desain rekayasa terperinci
dikontrakkan kepada Defence Industries Limited (DIL) Kanada, yang mensubkontrakkan
konstruksinya kepada Fraser Brace Ltd.[5]
Bahan bakar reaktor adalah uranium alam, dengan batang kendali yang berfungsi
menyerap neutron untuk mengatur tingkat daya atau mematikan reaktor. Reaktor ini juga
dilengkapi berbagai titik akses di mana alat ukur dapat dimasukkan atau material diiradiasi
untuk berbagai keperluan penelitian.[6]
Kontribusi Ilmiah dan Medis
Isotop Kobalt-60
Pada masa awal radioterapi kanker, NRX adalah satu-satunya sumber di dunia untuk isotop
kobalt-60, yang untuk pertama kalinya digunakan dalam terapi pengeboman tumor pada tahun
1951.[4] Teknologi produksi kobalt-60 ini kemudian dikembangkan lebih
lanjut oleh Atomic Energy of Canada Limited (AECL) dan menjadi landasan bagi produksi
isotop medis Kanada yang kelak memasok sebagian besar kebutuhan dunia.[7]
Penghargaan Nobel
Pada tahun 1950-an, fisikawan Bertram Brockhouse melakukan penelitian hamburan neutron
menggunakan berkas neutron dari reaktor NRX (dan kemudian NRU). Penelitian ini berhasil
memajukan teknik deteksi dan analisis dalam bidang hamburan neutron untuk riset materi
terkondensasi. Atas karyanya tersebut, Brockhouse meraih Hadiah Nobel Fisika pada tahun
1994.[4]
Pengaruh Internasional: Reaktor CIRUS India
Desain NRX dijadikan basis pembangunan reaktor CIRUS (Canada India Reactor Utility
Services) di Pusat Penelitian Atom Bhabha, Mumbai, India, yang dipasok oleh Kanada
pada tahun 1954 dan mulai kritis pada 10 Juli 1960. Meski Kanada dan Amerika Serikat
mensyaratkan penggunaan damai, reaktor CIRUS akhirnya digunakan untuk memproduksi
plutonium yang dipakai dalam uji coba bom nuklir pertama India, Operasi Smiling Buddha,
pada tahun 1974. Hal ini menyebabkan terputusnya kerja sama teknologi nuklir antara Kanada
dan India.[8]
Kecelakaan 1952
Pada tanggal 12 Desember 1952, reaktor NRX mengalami partial meltdown (pelelehan parsial)
yang merupakan kecelakaan reaktor besar pertama di dunia di luar Uni Soviet.[2]
Saat itu, reaktor sedang disiapkan untuk eksperimen fisika reaktor pada daya rendah ketika
seorang operator di lantai bawah tanpa sengaja membuka tiga atau empat katup bypass pada
jalur pasokan udara batang shut-off, menyebabkan batang-batang tersebut terangkat dan
memasukkan reaktivitas berlebih ke dalam reaktor.[9]
Supervisor segera menutup katup-katup tersebut dan mencoba memasukkan kembali batang kendali,
namun dua hingga tiga batang gagal turun sepenuhnya akibat cacat mekanis. Terjadi pula
miskomunikasi antara supervisor dan rekannya mengenai tombol mana yang harus ditekan.[10]
Daya reaktor melonjak dari kondisi daya rendah hingga sekitar 90 MW—tiga kali daya
maksimumnya—sebelum akhirnya dimatikan dengan cara membuang moderator. Dalam waktu 60
detik, 22 dari 184 batang bahan bakar pecah dan melepaskan produk fisi ke dalam reaktor.[11]
Serangkaian ledakan gas hidrogen memperparah kerusakan: penutup bejana reaktor seberat
empat ton terlempar ke atas sekitar 1,2 meter, dan sekitar 4.500 meter kubik (1,2 juta
galon) air radioaktif membanjiri ruang bawah tanah bangunan. Air tersebut kemudian dipompa
dan dibuang ke parit-parit dangkal sekitar 1.600 meter dari tepi Sungai Ottawa.[12] Sekitar 10 kilocurie (400 TBq)
material radioaktif dilepaskan selama kecelakaan ini. Bila dinilai menggunakan Skala INES
modern, kecelakaan ini setara dengan tingkat 5 dari 7.[10]
Operasi Pembersihan
Operasi pembersihan membutuhkan sekitar 800 pekerja selama 14 bulan. Karena militer kedua
negara memiliki kepentingan dalam teknologi nuklir kapal selam, militer Kanada maupun
Amerika Serikat turut dilibatkan.[10] Di antara personel yang ditugaskan
adalah Jimmy Carter (usia 28 tahun), seorang letnan muda Angkatan Laut Amerika Serikat
yang kelak menjadi Presiden ke-39 Amerika Serikat. Carter menuturkan bahwa setiap anggota
tim hanya diizinkan terpapar selama maksimal 90 detik di dekat inti reaktor sebelum
mencapai dosis radiasi maksimum yang diizinkan.[13]
Inti reaktor yang tidak dapat didekontaminasi dikubur sebagai limbah radioaktif. Batang-batang
bahan bakar yang dikubur dalam kotak kayu belakangan diketahui bermasalah: pemeriksaan pada
tahun 2005 menemukan kotak-kotak tersebut telah lapuk sehingga batang bahan bakar bersentuhan
langsung dengan tanah. Sebanyak 32 batang (lebih dari 19 yang tercatat dalam arsip) dipindahkan
ke tempat penyimpanan modern pada tahun 2007.[14]
Dampak bagi Keselamatan Reaktor
Pelajaran dari kecelakaan 1952 berkontribusi besar pada kemajuan bidang keselamatan reaktor
nuklir. Konsep-konsep yang disorot—yaitu keberagaman dan independensi sistem keselamatan,
kemampuan penghentian darurat yang terjamin, serta efisiensi antarmuka manusia-mesin—menjadi
prinsip dasar dalam desain reaktor generasi berikutnya, termasuk reaktor CANDU.[4]
Akhir Operasi dan Dekomisioning
Setelah diperbaiki dan dioperasikan kembali dalam waktu kurang dari dua tahun pasca kecelakaan
1952, NRX terus beroperasi selama total 45 tahun. Reaktor ini akhirnya dimatikan secara
permanen pada 30 Maret 1993.[2] Saat ini proses dekomisioning sedang
berlangsung di lokasi Chalk River Laboratories.
