DESAIN HYDROGEN RECOMBINER PADA THORIUM AQUEOUS HOMOGENEOUS REACTOR BERBAHAN BAKAR URANYL NITRATE (UO2(NO3)2) DAN THORIUM NITRATE (Th(NO3)4)

CAESAR AGUNG SUSENO, Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T.; Dr-Ing. Kusnanto

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk menguji sebuah desain recombiner TAHR (Thorium Aqueous Homogenous Reactor) apakah sudah memenuhi aspek keselamatan yang berupa penanganan pada produksi hidrogen dari radiolisis serta bentuk fenomena distribusi suhu di sepanjang recombiner tersebut sehingga dapat diperoleh desain yang sesuai dengan standar operasi yang diperbolehkan. Dilakukan perhitungan efisiensi laju rekombenasi gas hidrogen dan oksigen dengan disertai pengubahan atau variasi geometri berupa penyusunan katalis dalam recombiner serta tinggi dari recombiner itu sendiri untuk mendapatkan efisiensi terbaik. Kemudian menghitung distribusi suhunya sepanjang recombiner serta akan ditampilkan hasil fraksi mol untuk desain dengan efisiensi terbaik. Pengolahan data dilakukan pada software Microsoft Excel 2013 dan dihitung menggunakan metode Runge Kutta Orde 4. Dari penelitian ini didapatkan efisiensi recombiner sebesar (H2 = 96,12 %, O2 = 75,2 %) dengan tinggi reaktor = 220 cm karena penambahan tinggi lebih dari itu sudah tidak memberikan efisiensi yang signifikan. Suhu tertinggi berada pada ketinggian 220 cm untuk keliling terluar sebesar 36,44oC. Fraksi mol hidrogen untuk kedua referensi turun lebih cepat dibanding oksigen. Fraksi yang dihitung dari kedua referensi memiliki perbedaan hasil hanya sebesar 0,12 %. Desain kali ini sudah memenuhi aspek keselamatan dalam mitigasi hidrogen dengan batas konsentrasi hidrogen yang diperbolehkan adalah 4 %.

This study was conducted to testify the TAHR (Thorium Aqueous Homogenous Reactor) recombiner design whether it can meets or satisfies the safety aspects which are the mitigation of hydrogen excess production because of radiolysis process and temperature distribution along the recombiner tube so that a design which fulfill the allowed standard operation can be obtained. Recombination rate efficiency for hydrogen and oxgen calculation was successfully performed followed by varying the geometry in the form of catalyst and recombiner height modification to get the best efficiency. After that, the gas temperature along the recombiner was also calculated and then the result from mole fraction of the gas based on the best efficiency data is displayed in a chart. The data was processed using Microsoft Excel 2013 software and counted by using 4th Order Runge Kutta method. Based on this study, best efficiency for the recombiner is (H2 = 96,12 %, O2 = 75,2 %) with 220 cm height, this number was chosed because any addition on recombiner height already had not give a significant increase to the efficency. The highest temperature is 36,44oC located at the 220 cm height of the recombiner on the outermost circumference. Hydrogen mole fraction for both references was drop faster then oxygen mole. The difference between those values based on two different references is only 0,12 %. This design has succesfully satisfied the safety aspect of hydrogen mitigation with maximum allowed concentration for hydrogen is 4 %.

Kata Kunci : Thorium Aqueous Homogenous Reactor, efisiensi recombiner, distribusi suhu recombiner