Analisis Neutronik pada Reaktor Daya Tipe High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) Pebble Bed Berbahan Bakar Thorium dengan Variasi Radius dan Pengayaan Bahan Bakar untuk Optimasi Desain Teras Reaktor

1.Abstract

Energi listrik bagi umat manusia merupakan salah satu kebutuhan utama mengingat hampir seluruh kebutuhan manusia ditunjang dengan adanya energi listrik. Energi nuklir merupakan salah satu energi potensial masa depan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat. Salah satu masalah yang dihadapi Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) konvensional adalah kekhawatiran akan sistem keselamatan dan keamanannya serta ketersediaan bahan bakar nuklir fisil yang semakin terbatas. Sehingga dikembangan PLTN generasi IV yang mampu mengatasi masalah tersebut. PLTN generasi IV perlu memenuhi empat persyaratan utama yaitu kesinambungan (sustainability), keekonomian (economics), keamanan dan keandalan (safety and reliability) serta resistansi proliferasi dan proteksi fisik (proliferation resistance and physical protection). Salah satu konsep PLTN generasi IV yang cukup terkenal adalah High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR). PLTN jenis ini menawarkan mekanisme keselamatan pasif dalam operasinya sehingga mampu menutupi masalah keselamatan yang dikhawatirkan.
HTGR menerapkan sistem refueling online sehingga tidak mengganggu proses produksi listrik. Bahan bakar pebble dimasukkan dari atas reaktor kemudian secara acak turun ke bawah karena gravitasi. Bahan bakar yang sudah mencapai burn up yang ditargetkan dikeluarkan melalui bagian bawah teras. Sirkulasi pebble selain bergantung pada burnup bahan bakar, juga bergantung pada mode operasi reaktor.
Analisis neutronik mampu memberikan informasi berupa faktor multiplikasi efektif reaktor (keff), distribusi fluks neutron, dan distribusi daya di dalam teras reaktor. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan penggunaan bahan bakar nuklir di teras reaktor sehingga diharapkan dapat mengetahui desain teras HTGR yang optimal. Penelitian dilakukan dengan terlebih dahulu mengambil data di Pusat Teknologi dan Keselamatan Reaktor Nuklir-Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTKRN-BATAN). Informasi yang didapat dari pengolahan data kemudian dapat dilakukan analisis sehingga diketahui hubungan antara variasi radius dan pengayaan kernel terhadap parameter operasi reaktor nuklir.

2.Keywords
HTGR, PEBBLE BED, RADIUS REAKTOR, PENGAYAAN, ANALISIS NEUTRONIK
3.Objective

Penelitian mengenai reaktor pebble bed telah banyak dilakukan, salah satunya oleh H. D. Gougar, dkk .,(2010) dari Idaho National Laboratory yang membahas tentang perancangan desain dan optimasi teras reaktor pebble bed. Selain itu penelitian oleh Zuhair,2012 berhasil mengetahui hubungan kritikalitas dari High Temperature Reactor (HTR) pebble bed dengan variasi pengayaan dan radius kernel dengan menggunakan program MCNPX. Pada tahun 2013 Zuhair,dkk juga telah melakukan investigasi parameter bahan bakar pebble dalam perhitungan teras thorium RGTT200K. Pada penelitian ini variasi pengayaan uranium dan pemuatan bahan bakar Th/U dilakukan untuk menganalisis kelakuan kritikalitas dan burnup teras thorium RGTT200K.

4.Methodology

Penelitian dilakukan dengan terlebih dahulu mengambil data di Pusat Teknologi dan Keselamatan Reaktor Nuklir-Badan Tenaga Nuklir Nasional (PTKRN-BATAN). Informasi yang didapat dari pengolahan data menggunakan pebbed6 code. pebbed6 adalah program simulator reaktor nuklir tipe htr pebble. program ini mampu menganalisis kondisi steady neutronik dan thermal hidraulik suatu reaktor nuklir htr pebble. ini dikembangkan oleh para peneliti Idaho National Laboratory (INL). kemudian dapat dilakukan analisis sehingga diketahui hubungan antara variasi radius dan pengayaan kernel terhadap parameter operasi reaktor nuklir.

5.Team

1. Dr.Eng.Topan Setiadipura,M.Si.,M.Eng. (Dosen Pembimbing Pertama)
2. Dr.Alexander Agung,S.T,.M.Sc. (Dosen Pembimbing Kedua)
3. Faisal Fuad Nursyahid (Peneliti)
4. Ganjar Putro Indratoro (Peneliti/Partner)

6.Computation plan (required processor core hours, data storage, software, etc)

16 node
2 processors per node, 4 cores per processors
Dual Intel Xeon E5-2609 2,4 GHz
8 GB RAM DDR3-1600
500 GB HD SATA
Dual Gigabit interconnection
NVIDIA Tesla M2075 GPGPU

7.Source of funding
Dana Pribadi
8.Target/outputs
Tugas Akhir/Skripsi
9.Date of usage
01/03/2016 - 01/06/2016
10.Gpu usage
use gpu
11.Supporting files
prop_1457956371.pdf
12.Created at
14/03/2016
13.Approval status
approved