Pemodelan Desain Sistem Penukar Kalor pada Thorium Aqueous Homogeneous Reactor Berdaya 200 kWth Berbahan Bakar Uranil Nitrat dan Thorium Nitrat untuk Produksi Molibdenum-99

MUHAMMAD GARIN ARDHANA, Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T. ; Dr.-Ing Kusnanto

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Molibdenum-99 (99Mo) merupakan salah satu radioisotop yang paling banyak digunakan dalam dunia medis. Aqueous Homogeneous Reactor (AHR) merupakan salah satu reaktor yang berpotensi dalam memproduksi 99Mo. Salah satu jenis AHR yakni Thorium Aqueous Homogeneous Reactor (TAHR) menggunakan sistem pendingin primer dan pendingin sekunder yang berperan untuk memindahkan panas dari inti reaktor. Penelitian dilakukan dengan mengumpulkan parameter-parameter standar desain dari TAHR. Selanjutnya dilengkapi dengan data yang mendukung desain sistem pendingin primer dan pendingin sekunder. Pemodelan kemudian dilakukan dalam bentuk persamaan diferensial dan diselesaikan secara numeris untuk mendapatkan distribusi suhu dan rancangan penukar kalor sekunder. Telah diperoleh model desain sistem penukar kalor pada TAHR berdaya 200 kWth berbahan uranil nitrat dan thorium nitrat. Pada penelitian ini, pada TAHR berdaya 200 kWth didapatkan nilai suhu akhir senilai 50,22 oC dari suhu awal 35 oC dengan laju konveksi awal senilai 2,33 kg/s. Dengan mengatur suhu keluaran laju pendingin sekunder 20 oC didapatkan nilai suhu awalnya senilai 5,08 oC. Nilai kalor laten dari refrigeran R-410a digunakan untuk mendapatkan pula parameter-parameter komponen pendukung HE sekunder.

Molybdenum-99 (99Mo) is one of the most widely used radioisotopes in the medical world. Aqueous Homogeneous Reactor (AHR) is one of the reactors with the potential to produce 99Mo. One type of AHR is the Thorium Aqueous Homogeneous Reactor (TAHR) using a primary cooling system and a secondary coolant to transfer heat from the reactor core. The research was conducted by collecting standard design parameters from TAHR. Furthermore, it is equipped with data that supports the design of primary and secondary cooling systems. The modeling is then carried out in the form of a differential equation and solved numerically to get the temperature distribution. A heat exchanger system design model has been obtained in a 200 kWth TAHR using uranyl nitrate and thorium nitrate. In this research, in a 200 kWth TAHR the value of final temperature is 50.22 oC from an initial temperature of 35 oC with an initial convection rate of 2.33 kg/s. By setting the secondary coolant rate output temperature to 20 oC, the initial temperature value is 5.08 oC. Using latent heat of R-410a refrigerant obtained parameters of secondary HE supporting components.

Kata Kunci : TAHR, sistem pendingin, distibusi suhu, penukar kalor