ANALISIS KONVEKSI ALAM TERAS REAKTOR TRIGA BERBAHAN BAKAR TIPE PELAT MENGGUNAKAN COOLOD-N2

Abstract

ABSTRAK

Analisis Konveksi Alam Teras Reaktor Triga Berbahan Bakar Tipe Pelat MENGGUNAKAN COOLOD-N2. Rencana penghentian produksi elemen bakar jenis TRIGA oleh produsen elemen bakar reaktor TRIGA, sudah seharusnya diantisipasi oleh badan pengoperasi reaktor TRIGA untuk menggantikan elemen bakar tipe silinder tersebut dengan tipe pelat yang tersedia di pasaran. Pada penelitian ini dilakukan perhitungan untuk model teras reaktor dengan spesifikasi utama menggunakan bahan bakar U₃Si₂Al dengan pengayaan uranium  sebesar 19,75% dan tingkat muat 2,96 gU/cm³. Analisis dilakukan menggunakan program COOLOD-N2 yang tervalidasi pada konfigurasi teras TRIGA konversi berbahan bakar tipe pelat, yang tersusun atas 16 elemen bakar, 4 elemen kendali dan 1 fasilitas iradiasi yang terletak tepat di tengah teras. Hasil analisis menunjukkan bahwa dengan temperatur pendingin masuk ke teras sebesar 37^oC, dan rasio faktor puncak daya radial ≤ 1,92 maka daya maksimum yang dapat dioperasikan pada moda operasi konveksi bebas adalah 600 kW. Karakteristik termohidrolika yang diperoleh antara lain adalah temperatur pendingin di sisi outlet, kelongsong dan meat masing-masing sebesar 82,39^oC, 108,88^oC, dan 109,02^oC, pada ΔT_ONB (Temperature Onset of Nucleate Boiling) =7,18^oC dan nilai OFIR (Onset of flow instability ratio) =1,03 Hasil yang diperoleh dari perhitungan ini diharapkan dapat dijadikan acuan untuk menentukan tingkat daya reaktor TRIGA berbahan bakar pelat.

Kata kunci: TRIGA Konversi, COOLOD-N2, karakteristik termohidrolika, konveksi alam, elemen bakar tipe pelat.

ABSTRACT

ANALYSIS OF NATURAL CONVECTION IN TRIGA REACTOR CORE PLATE TYPES FUELED USING COOLOD-N2. Any pretensions to stop the production of TRIGA fuel elements by TRIGA reactor fuel elements manufacturer should be anticipated by the operating agency of TRIGA reactor to replace the cylinder type fuel element with plate type fuel element that available on the market. In this study, the calculation of U₃Si₂Al fuel with uranium enrichment of 19.75 % and a load level of 2.96 gU/cm³ was performed. Analyses were performed using the validated COOLOD - N2 program. TRIGA conversion core configurations of fuel plate type are composed of 16 fuel elements, 4 control elements and 1 irradiation facilities which are located in the middle of core. The calculation results showed that if the cooling temperature was 37°C, and the ratio of radial power peaking factor ≤ 1.92, then the maximum power that can be operated on free convection mode of operation was 600 kW. The thermalhydraulic characteristic obtained such as coolant temperature at the outlet side, cladding and meat were 82.39°C, 108.88°C and 109.02°C respectively, while the ΔT_ONB (Temperature Onset of Nucleate Boiling) was 7.18°C and OFIR (Onset of flow instability ratio) value was 1.03. The results are expected to be used as a reference for determining the power level of the TRIGA reactor core plate types fueled.

Keywords: TRIGA Convertion, COOLOD-N2, Thermalhydraulics characteristic, natural convection, plate type fuel element.