Analisis Reaktivitas Batang Kendali dan Shutdown Margin pada Micro Reactor Heat Pipe (MRHP) dengan Uranium Karbida menggunakan MCNP

RIDHO KHALIS PRAWIRA W, Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T. ; Dr.-Ing. Ir. Kusnanto

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Reaktor nuklir dapat menjadi alternatif yang tepat dalam membangkitkan listrik di daerah tertinggal, terdepan, dan terluar (3T). Desain Micro Reactor Heat Pipe (MRHP) dikembangkan untuk mengurangi biaya pembangunan, operasi, perawatan, serta mempercepat waktu pembangunan reaktor nuklir. MRHP dievaluasi menggunakan bahan bakar uranium karbida (UC), karena UC memiliki densitas uranium dan konduktivitas termal yang besar, sehingga memungkinkan untuk pengoperasian reaktor pada daya yang lebih tinggi. Penelitian ini berfokus kepada analisis parameter neutronik yang mencakup kritikalitas, reaktivitas lebih, reaktivitas batang kendali, dan shutdown margin pada MRHP berbahan bakar UC dengan menggunakan perangkat lunak MCNP6 yang dapat digunakan untuk pertimbangan syarat kontrol dan keselamatan serta meningkatkan tingkat kesiapan direalisasikannya desain reaktor MRHP. Berdasarkan hasil simulasi dengan menggunakan perangkat lunak MCNP6 dan perhitungan didapatkan kritikalitas dengan variasi posisi batang kendali posisi 1 dan 2 sebesar 10 cm, reaktivitas lebih reaktor pada suhu operasi adalah 0,00929 dan pada suhu ruang adalah 0,018453, persamaan reaktivitas batang kendali kelompok 1 dan 2, nilai total shutdown margin pada suhu operasi adalah -0,05918 dan pada suhu ruang adalah -0,053807. Ketiga kelompok batang kendali MRHP memenuhi persyaratan redundansi pada suhu operasi dan ruang.

Nuclear reactors can be the correct alternative in generating electricity in left behind, frontier, and outermost (3T) areas. Micro Reactor Heat Pipe (MRHP) design was developed to reduce construction, operation, maintenance costs, and speed up nuclear reactor construction time. MRHP will be evaluated using uranium carbide (UC) fuel because UC has a large uranium density and thermal conductivity, allowing for reactor operation at higher power. This study focuses on the analysis of neutronic parameters including criticality, excess reactivity, rodworth, and shutdown margin on UC fueled MRHP using MCNP6 software, which can be used to consider control and safety requirements and increase the level of readiness of MRHP reactor design. Based on the simulation results using MCNP6 software and calculations obtained criticality with variations in position of the control rod positions 1 and 2 by 10 cm, reactor excess reactivity at operating temperature is 0.00929 and at room temperature is 0.018453, rodworth equation of groups 1 and 2, total shutdown margin value at operating temperature is -0.05918 and at room temperature is -0.053807. All three groups of MRHP control rods meet redundancy requirements at operating and room temperatures.

Kata Kunci : MRHP, reaktivitas, rodworth, shutdown margin