Laporkan Masalah

Pemodelan Teras Reaktor Nuklir Mikro Bersuhu Tinggi Berpendingin 7LiF-BeF2 dengan Bahan Bakar UO2:ThO2

RAHMATIKA INTAN ALI, Dr. Ir. Alexander Agung, S.T., M.Sc., Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Energi nuklir dapat digunakan untuk memenuhi target bauran energi baru terbarukan dalam pemenuhan kebutuhan energi nasional dengan mempertimbangkan standar keselamatan yang ketat dan nilai ekonomi/kompetitif. Reaktor nuklir mikro merupakan pilihan strategis yang dapat menjawab tantangan tersebut karena memiliki fitur keselamatan yang handal dan pasif. Reaktor nuklir mikro memiliki daya rendah (1-20 MWt) dan ukuran kecil sehingga bersifat transportable dan memiliki biaya investasi awal yang lebih murah. Penelitian ini membahas tentang pemodelan teras reaktor nuklir mikro bertipe FHR dengan bahan bakar duplex UO2-ThO2. Model teras reaktor dibuat menggunakan software SCALE 6.1 untuk mencari desain reaktor yang dapat beroperasi selama minimal 5 tahun. Variasi ketebalan reflektor, PF, rasio UO2:ThO2, pengayaan U-235, dan desain sistem shutdown dilakukan untuk mencari parameter neutronik yang meliputi nilai keff, CR, dan burnup. Selanjutnya dilakukan analisis inherent safety pada desain awal teras reaktor terpilih. Desain teras reaktor terpilih dengan H/D = 1 memiliki tebal optimum reflektor radial 45 cm, tebal optimum reflektor aksial 40 cm, PF TRISO 0,4, rasio UO2:ThO2 50:50, dan pengayaan U-235 13,25%. Terdapat 2 sistem kendali reaktivitas yang masing-masing terdiri dari 6 control drum dengan ketebalan B4C natural 1 cm. Parameter-parameter terpilih tersebut menghasilkan keff 1,03555 saat BOL, CR 0,31251, koefisien reaktivitas suhu bahan bakar -4,26800 pcm/K, koefisien reaktivitas suhu pendingin -0,52580 pcm/K, dan koefisien reaktivitas void -3,36360 pcm/%void. Batasan daya operasi reaktor maksimal adalah 1,5 MWt agar dapat beroperasi selama 5 tahun dengan nilai keff 1,00400 saat EOL dan burnup 4,11700 GWD/MTHM.

Nuclear energy can meet the target of new renewable energy mix in meeting national energy demand by considering high safety standards and economic/competitive aspects. A nuclear microreactor is a strategic option that can overcome those challenges because it has reliable and passive safety features. A nuclear microreactor has low power (1-20 MWt) and small size, so it is transportable and has a lower initial investment cost. This research discusses the modeling of FHR-type micro nuclear reactor core with UO2-ThO2 duplex fuel. The reactor core was modeled using SCALE 6.1 to find a core reactor design that lasted five years without refueling. Variations in reflector thickness, PF, UO2:ThO2 ratio in fuel compact, U-235 enrichment, and shutdown system design were conducted to find neutronic parameters such as keff, CR, and burn up. Furthermore, an inherent safety analysis was conducted on the selected initial reactor core design. The selected initial reactor core design with H/D = 1 has 45 cm optimum radial reflector thickness, 40 cm axial optimum reflector thickness, TRISO PF = 0.4, UO2:ThO2 ratio of 50:50, and enrichment of U-235 13.25%. There are two reactivity control systems consisting of 6 control drums, each with 1 cm natural B4C thickness. The selected parameters yield keff 1.03555 at BOL, CR = 0.31251, fuel temperature reactivity coefficient of -4.26800 pcm/K, coolant temperature reactivity coefficient of -0.52580 pcm/K, and void reactivity coefficient of -3.36360 pcm/%void. The maximum reactor operating power is 1.5 MWt, so it can operate for five years resulting keff 1.00400 at EOL and burnup of 4.11700 GWD/MTHM.

Kata Kunci : Reaktor nuklir mikro, FHR, duplex, packing factor, faktor multiplikasi efektif, rasio konversi, koefisien reaktivitas, burnup./ Nuclear microreactor, FHR, duplex, packing factor, effective multiplication factor, conversion ratio, reactivity coefficient, b

  1. S1-2022-410404-abstract.pdf  
  2. S1-2022-410404-bibliography.pdf  
  3. S1-2022-410404-tableofcontent.pdf  
  4. S1-2022-410404-title.pdf