OPTIMASI DESAIN TERAS MOLTEN SALT REACTOR (MSR) DUAL FUEL DENGAN BAHAN BAKAR UF4-7LiF DAN BLANKET 238UF4-232ThF4-7LiF

ILHAM DWI ARIROHMAN, Dr. Ir. Andang Widi Harto. M.T.; Dr. Alexander Agung, S.T., M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Molten Salt Reactor (MSR) adalah salah satu jenis reaktor generasi IV yang sedang dikembangkan saat ini. Reaktor generasi IV dikembangkan untuk menjawab beberapa tantangan seperti semakin menipisnya persediaan bahan bakar nuklir, menekan dampak dan probabilitas terjadinya kecelakaan reaktor, meminimalkan limbah nuklir, dan meningkatkan nilai ekonomi dari reaktor. Salah satu jenis reaktor yang sedang dikembangkan di Teknik Nuklir Universitas Gadjah Mada adalah MSR dual fuel yang merupakan jenis MSR two fluid. Tujuan penelitian ini adalah mencari desain geometri teras MSR dual fuel yang optimal dari segi neutronik pada kondisi bahan bakar baru (fresh fuel). Untuk melakukan hal itu, pengayaan bahan bakar divariasikan pada 4 tingkat pengayaan (2,5 %; 5 %; 7,5 %; dan 10 %) dan jari-jari kanal bahan bakar divariasikan sebanyak 11 ukuran (2 cm; 2,5 cm; 3 cm; 3,5 cm; 4 cm; 4,5 cm; 5 cm; 5,5 cm; 6 cm; 6,5 cm; dan 7 cm) untuk tiap tingkat pengayaan. Aspek neutronik yang dikaji antara lain faktor multiplikasi efektif (k_eff), conversion ratio (CR), koefisien reaktivitas suhu (alpha_T), dan koefisien reaktivitas void (alpha_v). Perhitungan kekritisan dan parameter neutronik lainnya menggunakan program SCALE 6.1. Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh desain optimal untuk MSR dual fuel adalah pada tingkat pengayaan 5% dengan jari-jari kanal bahan bakar teras sebesar 5 cm. Nilai keff dan CR berturut-turut adalah 1,00641+-0,00051 dan 0,739. Desain ini memiliki aspek keselamatan melekat yang cukup baik, dengan memiliki koefisien reaktivitas suhu sebesar -0,0067 $/K dan reaktivitas void rho_v=-0,0019v^2+0,0441v+0,9799.

Molten Salt Reactor (MSR) is one type of generation IV reactors are being developed at this time. Generation IV reactors was developed to address some of the challenges such as the decreasing of nuclear fuel supply, reducing the impact and probability of reactor accidents, minimizing nuclear waste, and increasing the economic value of the nuclear reactor. One type of generation IV reactors that is being developed in Nuclear Engineering of Universitas Gadjah Mada is MSR dual fuel which include in MSR two fluid. The purpose of this study is to find the optimal design of core geometry of MSR dual fuel in terms of neutronic aspect on fresh fuel conditions. To do that, the fuel enrichment varied at 4 levels of enrichment (2.5 %; 5 %; 7.5 %; and 10 %) and the radius of the fuel channel varied as much as 11 size (2 cm, 2.5 cm ; 3 cm, 3.5 cm, 4 cm, 4.5 cm, 5 cm; 5.5 cm 6 cm; 6.5 cm and 7 cm) for each level of enrichment. Neutronic aspects that have been studied are effective multiplication factor (keff), conversion ratio (CR), coefficient of temperature reactivity (alpha_T), and coefficient of void reactivity (alpha_v). For criticality and other neutronic parameters calculations using program SCALE 6.1. Based on these study results was obtained optimal design for MSR dual fuel is on level of fuel enrichment 5 % with the radius of fuel channel is 5 cm. With keff and CR are 1.00641+-0.00051 and 0.739 respectively. This design has reasonable inherent safety, with a coefficient of temperature reactivity is -0.0067 $/K and void reactivity is rho_v=-0,0019v^2+0,0441v+0,9799.

Kata Kunci : MSR dual fuel, Desain optimal, Faktor multiplikasi efektif, Conversion ratio, Koefisien reaktivitas suhu, Koefisien reaktivitas void