ANALISIS POLA MANAJEMEN BAHAN BAKAR DESAIN TERAS REAKTOR RISET TIPE MTR

Abstract

Parameter neutronik dibutuhkan dalam mendesain teras reaktor riset. Reaktor riset jenis MTR (Material Testing Reactor) sangat diminati karena dapat digunakan baik untuk riset dan juga produksi radio isotop. Reaktor riset yang ada saat ini sudah tua sehingga dibutuhkan desain reaktor yang mempunyai teras kompak. Desain teras reaktor riset yang sudah ada saat ini belum cukup memadai untuk memenuhi persyaratan di dalam UCD yang telah ditetapkan yaitu fluks neutron termal di teras 1x1015 n/cm2s, oleh karena itu perlu dibuat desain teras reaktor baru sebagai alternatif yang kompak dan dapat menghasilkan fluks neutron tinggi. Telah dilakukan perhitungan dan analisis terhadap manajemen bahan bakar desain teras kompak dengan konfigurasi teras 5x5, berbahan bakar U9Mo-Al dan tinggi teras aktif 70 cm. Tujuan dari riset ini untuk memperoleh fluks neutron di teras memenuhi kebutuhan seperti yang telah ditetapkan di UCD dengan panjang siklus operasi minimum 20 hari pada daya 50 MW. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan paket program komputer WIMSD-5B untuk menggenerasi tampang lintang makroskopik bahan bakar dan Batan-FUEL untuk memperoleh nilai parameter neutronik serta Batan-3DIFF untuk perhitungan nilai reaktivitas batang kendali. Perhitungan parameter neutronik teras reaktor riset ini dilakukan untuk bahan bakar U-9Mo-Al dengan tingkat muat bervariasi dan 2 macam pola pergantian bahan bakar yaitu teras segar dan teras setimbang. Hasil analisis menunjukkan bahwa pada teras segar, tingkat muat 235U sebesar 360 gram, 390 gram dan 450 gram memenuhi kriteria keselamatan dan kriteria penerimaan di UCD dengan nilai fluks neutron termal di teras lebih dari 1x1015 n/cm2s dan panjang siklus >20 hari, sedangkan pada teras setimbang panjang siklus dapat terpenuhi hanya untuk tingkat muat 450 gram.

Kata kunci: desain teras reaktor, bahan bakar UMo, pola bahan bakar, WIMS, BATAN-FUEL

Research reactor core design needs neutronics parameter calculation use computer codes. Research reactor MTR type is very interested because can be usd as research and also a radioisotope production. The research reactor in Indonesia right now is already 25 years old. Therefore, it is needed to design a new research reactor as a compact core. Recent research reactor core is not enough to meet criteria acceptance in the UCD which already determined namely thernmal neutron flux in the core is 1.0x1015 n/cm2s. so that it is necessary to be redesign the alternative core design. The new research reactor design is a MTR type with 5x5 configuration core, uses U9Mo-Al fuel, 70 cm of hight and uses two certainly fuel management pattern. The aim of this research is to achieve neutron flux in the core to meet the criteria acceptance in the UCD. Calculation is done by using WIMSD-B, Batan-FUEL and Batan-3DIFF codes. The neutronic parameters to be achieved by this calculation are the power level of 50 MW thermal and core cycle of 20 days. The neutronis parameter calculation is done for new U-9Mo-Al fuel with variation of densities. The result of calculation showed that the fresh core with 5x5 configuration, 360 gram, 390 gram and 450 gram of fuel loadings have meet safety margin and acceptance criteria in the UCD at the thermal neutron flux is more then 1.0x1015 n/cm2s. But for equilibrium core is only the 450 gram of loading meet the acceptance criteria.

Keywords: reactor core design design, UMo, fuel management pattern, WIMS, BATAN-FUEL