IRRADIATION CHARACTERISTIC OF NATURAL UO2 PIN PHWR TARGET AT PRTF OF RSG – GAS CORE

Abstract

The RSG-GAS reactor has a facility for irradiation of the fuel pin of nuclear power reactor, namely Power Ramp Test Facility (PRTF). The in-house fabrication PWR fuel pin has prepared for irradiations in the PRTF facility, currently, while the various enrichments of uranium are analyzed using the analytical tool. In the next step, it is planned to perform an irradiation of PHWR fuel pin sample of natural UO₂ in the facility. Before irradiation in the core, it should be analyzed by using the analytical tool. The objectives of this paper are to optimize irradiation time based on the burn-up, the generated linear power and the neutron flux level at the target. The 3-dimension calculations have been carried out by using the CITATION code in the SRAC2006 code system. Since the coolant of the reactor is H₂O, the effect of moderators in the pressurized tube, H₂O and D₂O, were analyzed, as well as pellet radius and moderator densities. The calculation results show that the higher linear power as irradiation time longer is occurred preferably in the D₂O moderator than in H₂O. For the D₂O moderator, the higher pressure affects the lower density and longer irradiation time. The maximum irradiation time for natural UO₂ fuel pin with the pressurized D₂O moderator is about 9.5×10⁴ h, with the linear power of 700 W/cm. During irradiation, neutronic parameters of the core such as excess reactivity and ppf show a very small change, still far below design value.

Keywords:  PHWR, Neutron Flux, Thermal Power, PRTF, RSG-GAS

KARAKTERISTIK IRADIASI TARGET PIN PHWR UO₂ ALAM PADA PRTF TERAS RSG – GAS. Teras RSG-GAS dilengkapi dengan fasilitas untuk uji iradiasi bahan bakar nuklir atau disebut dengan Power Ramp Test Fasility (PRTF). Saat ini sedang dilpersiapkan untuk dilakukan uji sample pin bahan bakar PWR pada fasilitas PRTF. Analisis terhadap uji iradiasi sample pellet UO₂ dengan berbagai pengkayaan telah dilakukan menggunakan paket program komputer. Dimasa yang akan datang, uji iradiasi pin bahan bakar PHWR UO₂ alam juga sedang dalam perencanaan. Sebelum diiradiasi di dalam teras, maka terlebih dahulu harus dilakukan analisis dengan menggunakan paket program komputer. Tujuan dari penelitian ini adalah optimasi uji iradiasi pin bahan bakar UO₂ alam sebagai fungsi waktu iradiasi berdasarkan burn-up, daya linier dan fluks neutron. Perhitungan teras RSG-GAS dilakukan dengan paket program SRAC2006 modul CITATION dalam bentuk geometri 3 dimensi. Analisis dilakukan terhadap pengaruh penggunaan jenis moderator pada tabung tekan iradiasi (H₂O dan D₂O), perubahan ukuran pelllet UO₂ dan perubahan besarnya densitas moderator D₂O. Dari analisis hasil perhitungan diketahui bahwa semakin lama waktu iradiasi akan menghasilkan daya termal yang semakin besar jika menggunakan moderator D₂O dibandingkan H₂O. Semakin tinggi tekanan atau semakin kecil densitas moderator, maka akan menghasilkan daya termal yang semakin besar seiring bertambah lamanya waktu iradiasi. Batas maksimal waktu iradiasi untuk pin bahan bakar UO₂ alam dengan moderator D₂O bertekanan adalah sekitar 9,5×10⁴ jam, dengan batasan daya linier desain kemampuan peralatan, 700 W/cm. Selama iradiasi, nilai parameter neutronik teras reaktor seperti reaktivitas lebih dan ppf hanya menunjukkan perubahan yang sangat kecil, masih jauh dibawah batas yang ditetapkan dalam desain.

Kata kunci: PHWR, Fluks Neutron, Daya Termal, PRTF, RSG-GAS