ANALISIS SIFAT TERMAL TERHADAP UNJUK KERJA PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK

Sari

ABSTRAK

ANALISIS SIFAT THERMAL TERHADAP UNJUK KERJA  PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK. Telah dilakukan pembuatan sampel uji pin bahan bakar tipe Pressurized Water Reactor (PWR) di Instalasi Elemen Bakar Ekperimen (IEBE). Untuk mengetahui unjuk kerja dari pin tersebut perlu dilakukan analisis dengan melakukan pengujian di Power Ramp Test Facility (PRTF). Analisis dilakukan dengan pemodelan program kode komputer menggunakan program FEMAXI-V. Dari pemodelan ini dapat diketahui unjuk kerja bahan bakar, antara lain adalah proses termal maupun proses mekanik pada kondisi tunak (steady-state). Keluaran (output) dari program tersebut diperoleh data entalpi,distribusi burn-up, distribusi temperatur ke arah aksial maupun radial pada pin bahan bakar secara kualitatif. Hasil pemodelan dengan program FEMAXI-V diketahui bahwa semakin lama elemen bakar diiradiasi nilai entalpi dan burn-up menunjukkan adanya peningkatan. Pola distribusi burn-up dan pola distribusi temperatur pada pin ke arah aksial nilai tertinggi di posisi node ke 5, sehingga untuk memprediksi unjuk kerja bahan bakar pin terhadap proses termal maupun mekanik dipilih pada posisi node ke 5.Hasil analisis proses iradiasi kondisi tunak dengan power 107 W/cm, waktu iradiasi hingga 38112,0 jam mengalami penurunan gap radial, tetapi belum terjadi kontak antara pelet dan kelongsong dan tidak terjadi tekanan kearah aksial maupun radial.

Kata kunci: elemen bakar nuklir, pin, kelongsong, pelet.

ABSTRACT

THERMAL PROPERTIES ANALYSISON THE PERFORMANCEOF PWR TYPEFUEL PIN AT A STEADY-STATE CONDITION. A PWR fuel pin has been manufactured at the Experimental Fuel ElementInstallation of BATAN for performance test in RampPowerTestFacility of the RSG-GAS Multipurpose Reactor. A pre-irradiation modeling was conducted using FEMAXI-V. The otputs of the steady-state modeling calculation include enthalpy data, burn-up distribution, and qualitative radial and axial temperature distribution. The modeling results show that longer irradiation time increases the value of enthalpy and burnup axially. The burn-up and temperature distribution pattern has the highest value at node 5, and this value is hence chosen for theprediction of fuel pin performance during thermal and mechanical processes. Analysis of steady state irradiation with a power of 107W/cm and irradiation time up to 38112.0 hours shows radial gap decrease but not causing contact of the pellet and the cladding, and there is no indication of occurance of pressure to axial and radial directions between the pellet and the cladding.

Keywords: nuclear fuel elements, pin, cladding, pellets