ANALISIS DESAIN FUEL ASSEMBLY DAN TERAS REAKTOR PLTN TERAPUNG KLT-40S MENGGUNAKAN KODE SERPENT

MOHAMMAD KEVIN AHIMSA, Dr. Alexander Agung, S.T., M.Sc.; Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Penggunaan floating nuclear power plant (FNPP) atau reaktor nuklir terapung berpotensi dapat memenuhi pemenuhan listrik regional dengan mobilitas tinggi di wilayah perairan serta memiliki muatan daya yang cukup untuk memenuhi grid listrik regional yang berukuran menengah ke bawah. Reaktor KLT-40S merupakan FNPP berdaya termal 150 MWt yang didesain oleh OKBM Afrikantov Rusia. Penelitian ini akan melakukan analisis terhadap performansi neutronik teras reaktor KLT-40S desain dalam kode simulasi Serpent dengan melakukan pengamatan pada nilai burnup dan panjang siklus operasi teras reaktor. Variasi untuk analisis burnup dan panjang siklus dilakukan pada beragam pengayaan dan keberadaan konten silumin pada pin bahan bakar dan peracun dapat bakar. Dilakukan analisis inherent safe pada beberapa parameter termohidrolik. Pada analisis burnup diamati pula dinamika pembentukan inventaris isotop 239Pu sebagai profil hambatan proliferasi. Panjang siklus yang mendekati data teknis dicapai pada pengayaan 15,7 wt% dengan matriks silumin dengan panjang siklus 846,37 hari. Pada penggunaan pengayaan 18,6 wt% dengan matriks silumin diperoleh koefisien reaktivitas suhu bahan bakar -2,68092 pcm/K, suhu pendingin/moderator sebesar -21,63755 pcm/K, tanpa penggunaan silumin diperoleh koefisien reaktivitas fraksi void -0,2154/K. Fraksi massa isotop 239Pu pada pengayaan 18,6 wt% dengan matriks silumin diperoleh pada nilai 54,219%.

The utility of floating nuclear power plant (FNPP) has a potential of fulfilling regional electricity load with high utility at coastal area with also having appropriate load in order to fulfill a small to moderate regional electrical grid. KLT-40S reactor is a 150 MWt FNPP designed by OKBM Afrikantov, Russia. This research a neutronic analysis to the KLT-40S reactor core has been conducted using Serpent simulation code by analyzing burnup and operational cycle length value of the core. Analysis of burnup and cycle length utilize various fuel enrichment and silumin content appearance in fuel pin and burnable poison pin. Inherent safe analysis is conducted at various termalhydraulic parameters. Build up dynamics of 239Pu inventory was also investigated as proliferation resistance profile. The result shows that the usage of 15.7 wt% fuel enrichment with silumin matrix appearance has the closest technical data cycle length of 846,37 days. Using 18.6 wt% fuel enrichment with silumin matriks will give -2.68092x10 pcm/K of fuel temperature reactivity coefficient and -21.63755 pcm/K of coolant/moderator temperature reactivity coefficient, while without silumin matrix appeareance will give -0.2154/K of void fraction reactivity coefficient. 239Pu mass fraction of 18.6 wt% with silumin matrix appearance reached at 54.219%.

Kata Kunci : FNPP, KLT-40S, Burnup, Panjang Siklus, Keselamatan Melekat, Proliferasi, Serpent