Analisis Burn Up Pada Hydride Microreactor Dengan Bahan Bakar Low Enriched Uranium (LEU) Menggunakan Program Openmc

Rakhmat Eko Saputro, Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T.,IPU

2023 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Hydride Microreactor merupakan salah satu jenis reaktor mikro dengan kapasitas daya sebesar 1 MWt yang menggunakan bahan bakar UH3 bertipe low enrichment uranium (LEU). Penelitian ini akan melakukan analisis terhadap burn up reaktor dengan variasi pengayaan bahan bakar LEU yang digunakan. Model desain Hydrid Microreactor disusun pada kode simulasi OpenMC untuk melakukan simulasi depelsi bahan bakar. Simulasi deplesi bahan bakar dilakukan selama 15 tahun dengan keadaan all rods out dengan variasi pengayaan 11%, 12%, dan 13%. Analisis dilakukan dengan mengamati perubahan nilai keff, jumlah isotop penting dalam bahan bakar, nilai fuel temperature coefficient (FTC), dan conversion ratio (CR) selama periode burn up pada setiap variasi pengayaan serta dipilih variasi pengayaan yang paling optimal. Nilai keff pada variasi pengayaan 11%, 12%, dan 13% mengalami penurunan sembari bertambahnya periode burn up reaktor dengan nilai pada EOL sebesar 1,01929447; 1,04235614; dan 1,04928991 dengan nilai burn up 9,0236 MWd/kg. Kemudian nilai fuel temperature coefficient (FTC) pada variasi pengayaan 11%, 12%, dan 13 % secara berurutan adalah -4,552 pcm/K; -4,341 pcm/K; dan -4,246 pcm/K. Untuk nilai conversion ratio (CR) ketiga variasi secara berurutan pada BOL adalah 0,38689957; 0.36932039, dan 0.35352262. Sedangkan pada EOL adalah 0,41961583; 0,39956525; dan 0,38042059. Diperoleh variasi pengayaan yang optimal sebesar 11%.

The Hydride Microreactor is one type of microreactor with a power capacity of 1 MWt, utilizing low-enrichment uranium (LEU) fuel in the form of UH3. This study aims to analyze the reactor's burn-up with varying LEU fuel enrichments. The design model of the Hydrid Microreactor is developed using the OpenMC simulation code to perform fuel depletion simulations. The fuel depletion simulations are conducted over a 15-year period with all rods out and enrichment variations of 11%, 12%, and 13%. The analysis involves observing changes in the keff value, the important isotopes within the fuel, the fuel temperature coefficient (FTC), and the conversion ratio (CR) during the burn-up period for each enrichment variation to select the most optimal enrichment level. The keff values for enrichment variations of 11%, 12%, and 13?crease as the reactor's burn-up period progresses, reaching values of 1.01929447, 1.04235614, and 1.04928991, respectively, at EOL, with a burn-up value of 9.0236 MWd/kg. Additionally, the fuel temperature coefficients (FTC) for the corresponding enrichment variations are -4.552 pcm/K, -4.341 pcm/K, and -4.246 pcm/K. The conversion ratios (CR) for the three enrichment variations at BOL are 0.38689957, 0.36932039, dan 0.35352262, respectively, while at EOL, they are 0.41961583, 0.39956525, and 0.38042059. The optimal enrichment variation obtained is 11%.

Kata Kunci : burn up, microreactor, low enrichment uranium, OpenMC