ANALISIS NEUTRONIK DAN DINAMIK PADA TERAS REAKTOR TMSR-500
Total View This Week0

Institusion

Institut Teknologi Bandung

Author

Widjati, Alessandro (STUDENT ID : 10217079)
(LECTURER ID : 0011057807)
(LECTURER ID : 0031088305)

Subject

 

Datestamp

0000-00-00 00:00:00 

Abstract :
TMSR-500 yang didesain oleh ThorCon merupakan reaktor nuklir generasi IV. Reaktor ini memiliki potensi untuk berperan sebagai penyedia sumber energi yang berkelanjutan, aman, dan rendah emisi CO2 sehingga studi terhadap TMSR-500 akan memberikan dampak yang cukup signifikan dalam perkembangan energi nuklir. Pada studi kali ini akan dilakukan analisis neutronik dan dinamik pada TMSR-500. Untuk analisis neutronik, ditinjau pengaruh beberapa parameter desain reaktor terhadap aspek-aspek neutronik. Parameter desain yang ditinjau adalah komposisi fuel, fuel volume fraction, jumlah coolant, dan temperatur material, sedangkan aspek-aspek neutroniknya adalah faktor multiplikasi efektif (keff), conversion ratio (CR), dan delayed neutron fraction (?). Pengaruh jumlah coolant dan temperatur material hanya akan ditinjau terhadap keff saja. Untuk analisis dinamiknya, dievaluasi respons daya termal, temperatur fuel salt, dan temperatur grafit terhadap pemasukan reaktivitas positif ke dalam teras reaktor. Metode yang digunakan untuk memperoleh aspek neutronik reaktornya adalah kalkulasi neutronik oleh simulasi komputer dengan menggunakan sistem kode SRAC2006 dan pustaka nuklir JENDL-4.0. Sedangkan untuk memperoleh respons dinamiknya dilakukan kalkulasi dinamik dengan menyelesaikan persamaan point kinetics reaktor dan persamaan transfer panas reaktor secara numerik. Data yang diperoleh untuk analisis neutronik berupa grafik keff terhadap waktu, grafik CR terhadap waktu, dan grafik ? terhadap waktu untuk setiap variasi komposisi fuel dan variasi fuel volume fraction. Diperoleh juga grafik keff terhadap waktu untuk setiap variasi densitas nuklida coolant dan variasi temperatur fuel salt-grafit, grafik reaktivitas terhadap densitas nuklida coolant relatif dan temperatur relatif, dan koefisien reaktivitas nuklida coolant dan temperatur fuel salt-grafit. Data yang diperoleh untuk analisis dinamik berupa grafik daya termal terhadap waktu, temperatur material terhadap waktu, dan reaktivitas terhadap waktu untuk setiap variasi pemasukan reaktivitas positif. Proses analisis dari data menunjukan bahwa jika material fisil ditingkatkan, maka keff akan meningkat dan jika material fertil ditingkatkan, maka CR akan meningkat. Peningkatan material fisil dalam bentuk U-235 pun akan meningkatkan ?. Fuel volume fraction yang semakin kecil mengakibatkan keff pada masa awal operasi reaktor semakin besar. Penurunan fuel volume fraction juga menyebabkan CR dan ? menurun. Densitas nuklida coolant dan temperatur fuel salt-grafit saling berbanding terbalik dengan kritikalitas dan reaktivitas reaktor. Pemasukan reaktivitas positif menyebabkan daya termal dan temperatur material meningkat, lalu menurun secara bertahap dan menjadi stabil. Besarnya pemasukan reaktivitas positif akan berbanding lurus dengan nilai maksimum daya termal dan temperatur material pada kondisi dinamiknya. Pemasukan reaktivitas step positif pada rentang 50 pcm - 500 pcm dapat ditoleransi oleh TMSR-500 karena temperatur material pada kondisi dinamiknya masih berada dalam rentang aman. Kesimpulan dari studi ini adalah konsentrasi material fisil akan berbanding lurus dengan keff dan ?, sedangkan konsentrasi material fertil akan berbanding lurus dengan CR. Fuel volume fraction akan berbanding terbalik dengan keff pada masa awal operasi, tetapi akan berbanding lurus dengan CR dan ?. TMSR-500 memerlukan konsentrasi U-235 minimum sebesar 1.28 % dengan fuel volume fraction optimal 27 %. TMSR-500 memiliki koefisien reaktivitas densitas nuklida coolant dan temperatur yang bernilai negatif. TMSR-500 memiliki keamanan yang baik untuk merespons pemasukan reaktivitas step positif pada rentang 50 pcm sampai 500 pcm.