MANAJEMEN KONVERSI TERAS RSG-GAS BERBAHAN BAKAR SILISIDA TINGKAT MUAT TINGGI

Abstract

Penggunaan bahan bakar tingkat muat tinggi dapat memperpanjang siklus operasi reaktor sampai 40 hari. Telah dilakukan perancangan konversi teras dari silisida tingkat muat rendah menuju tingkat muat tinggi. Manajemen konversi teras dari teras silisida tingkat muat 2,96 gU/cm³ menuju teras silisida 4,8 gU/cm³ dilakukan secara bertahap dengan melakukan perhitungan manajemen bahan bakar dalam teras yang menggunakan paket program perhitungan 2 dimensi Batan-FUEL. Penggantian bahan bakar di teras menggunakan pola pergeseran bahan bakar 5/1 yaitu setiap awal siklus terjadi penggantian 5 buah elemen bahan bakar standar dan 1 buah elemen bahan bakar kendali. Dengan mempertahankan konfigurasi teras yang sudah ada, konversi teras dapat dilakukan melalui simulasi teras campuran 2,96 gU/cm³ - 4,8 gU/cm³ dengan memperhatikan batasan keselamatan reaktor yang dipersyaratkan. Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang teras campuran yang akan menghasilkan parameter neutronik yang aman pada teras penuh pertama silisida tingkat muat tinggi. Dalam perancangan ini digunakan batang kendali pengaman untuk menambah margin padam yang berkurang akibat pemuatan bahan bakar tingkat muat tinggi. Hasil analisis menunjukkan bahwa konversi teras silisida tingkat muat 2,96 gU/cm³ menuju 4,8 gU/cm³ dapat dilakukan melalui teras campuran tidak langsung dalam 2 tahap yaitu konversi teras silisida 2,96 gU/cm³ - 3,55 gU/cm³ dan konversi teras silisida 3,55 gU/cm³ - 4,8 gU/cm³ dengan performa yang baik. Keuntungan utama dari penggunaan bahan bakar silisida tingkat muat tinggi 4,8 gU/cm³ dibanding teras silisida tingkat muat rendah 2,96 gU/cm³ pada teras RSG-GAS ialah bahwa panjang siklus operasi dapat lebih panjang 18 hari sehingga dapat menghemat penggunaan bahan bakar.

Kata kunci : silisida, BKP, teras campuran, pola 5/1, Batan-FUEL

The usage of high density fuel can extend the reactor operation up to 40 days. Designing of low to high density silicide fueled core conversion has been carried out. The management of core conversion was done gradually using 2 dimensional diffusion code Batan-FUEL. Replacement of unused fuel elements in core using fuel elements reshuffle pattern 5/1, which at the beginning of cycle there are 5 fuel elemnts and 1 control element replaced. By maintaining the existing core configuration, the core conversion can be performed through mix core of 2,96 gU/cm³ - 4,8 gU/cm³ silicide fueled with respect to reactor safety limits requirements. Therefore, the objective of this work is to design the mixed cores on the neutronic performance to achieve safely at first full-silicide core for the reactor with the high uranium meat density. In the design, safety rods were used to increase the decreasing minimum shutdown margin due to high density fuel loading. The analyses results show that silicide core conversion of 2,96 gU/cm³ to 4,8 gU/cm³ density can be performed by means of indirect mix core in two steps i.e. silicide of 2,96 g U/cm³ - 3,55 gU/cm³ core conversion and silicide of 3,55 gU/cm³ - 4,8 gU/cm³ conversion with good performance. The main advantage of using high density silicide fuels of 4.8 gU/cm³ than low density silicide fuels of 2.96 gU/cm³ on the RSG-GAS core is that, the operating cycle length of 18 days could be longer in order to save fuel usage.

Keywords : silicide, safety rod, mix core, 5.1 pattern, Batan-FUEL