Analisis Kritikalitas pada Penyimpanan Basah Bahan Bakar Nuklir Bekas PLTN Terapung KLT-40S Menggunakan Kode Simulasi MCNPX

HUTOMO PARA SETYO, Ir. Susetyo Hario Putero, M.Eng, Ir. Yudi Utomo Imardjoko, M.Sc., Ph.D

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

INTISARI PLTN Terapung KLT-40S merupakan reaktor yang dapat menghasilkan daya sebesar 70 MWe. Bahan bakar nuklir yang digunakan adalah uranium dioksida (UO2) dengan silumin alloy. Bahan bakar nuklir bekas yang dihasilkan dari reaktor tersebut akan disimpan pada penyimpanan basah di dalam kapal Akademik Lomonosov. Hingga saat ini, belum ada penelitian mengenai kritikalitas yang dihasilkan dari penyimpanan basah tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghitung kritikalitas dengan memperhatikan hubungannya terhadap jarak, penggunaan storage cell, dan penambahan jumlah bahan bakar nuklir bekas. Variasi jarak antar bahan bakar nuklir bekas adalah 11 cm, 12 cm, 13 cm, 14 cm, dan 15 cm. Kritikalitas akan dihitung saat menggunakan dan tidak menggunakan storage cell. Perhitungan dibagi menjadi lima fase, sesuai dengan jumlah dan lama waktu penyimpanan bahan bakar nuklir bekas. Lama penyimpanan akan mempengaruhi fraksi massa masing-masing nuklida. Terdapat 28 nuklida yang akan digunakan sebagai material di dalam bahan bakar nuklir bekas. Berdasarkan penelitian dan analisis yang sudah dilakukan, kritikalitas paling tinggi saat menggunakan dan tidak menggunakan storage cell adalah 0,57419 dengan standar variasi 0,00096 dan 0,64218 dengan standar variasi 0,00104. Kritikalitas tersebut dibawah batas yang disyaratkan yaitu 0,95. Saat jarak antar bahan bakar nuklir bekas diperpanjang, kritikalitas yang dihasilkan mengalami penurunan. Begitu juga saat digunakan storage cell. Kritikalitas mengalami penurunan. Presentase rata-rata penurunan kritikalitas adalah 9,58%. Kritikalitas yang dihasilkan saat bahan bakar nuklir ditambahkan dan diletakkan dengan berbagai variasi jarak adalah berbeda-beda untuk setiap fase. Secara keseluruhan nilai kritikalitas mengalami penurunan saat berada pada fase kelima.

KLT-40S floating nuclear power plant is a reactor that can produce electric power about 70 MWe. Its nuclear fuel is uranium dioxide (UO2) with silumin alloy. Spent nuclear fuel produced from the reactor will be stored in wet storage inside Akademik Lomonosov ship. Until now, there has been no research on the criticality from the wet storage. The purpose of this study is to calculate the criticality related to distance, storage cell usage, and the addition of spent nuclear fuel variation. Distances between spent nuclear fuel are 11 cm, 12 cm, 13 cm, 14 cm and 15 cm. Criticality will be calculated when with and without storage cell. Calculations are divided into five phases, according to the amount and duration of storage of spent nuclear fuel at wet storage. The mass fraction of each nuclide will be affected by storage time at wet storage. There are 28 nuclides that will be used as material in spent nuclear fuel. Based on the research and analysis which have been done, the highest criticality when it is with and without storage cell are 0.57419 with variation standard 0.00096 and 0.64218with variation standard 0.00104. The criticality is below the required limit of 0.95. When the pitch between spent nuclear fuel is extended, the resulting criticality decreases. Likewise, when used cell storage. The criticality has decreased. The decreases average percentage in criticality is 9.58%. The criticality of spent nuclear fuel is added and placed with various in pitch is different for each phase. Overall, the criticality value decreases when in the fifth phase.

Kata Kunci : PLTN Terapung KLT-40S, kritikalitas, jarak, storage cell, bahan bakar nuklir bekas