Analisis Desain Teras Gas-Cooled Fast Reactor (GFR) Berpendingin S-CO2 Berbahan Bakar Uranium Nitrit dengan Minor Aktinida

Authors

  • Wulan Gontina Universitas Sriwijaya
  • Fiber Monado Universitas Sriwijaya
  • Menik Ariani Universitas Sriwijaya

DOI:

https://doi.org/10.25077/jfu.13.1.103-109.2024

Keywords:

GFR, Minor Aktinida, S-CO2, Uranium Nitrit

Abstract

Telah dilakukan analisis desain teras Gas cooled Fast Reactor (GFR) berpendingin  S-CO2 berbahan bakar Uranium Nitrit dengan Minor Aktinida sehingga dapat beroperasi dalam waktu lama. Sistem suhu tinggi, keandalan spektrum cepat dan siklus bahan bakar tertutup GFR dapat meminimalkan limbah reaktor dengan penggunaan Uranium berkelanjutan dari minor aktinida. Karakteristik S-CO2 yang stabil, tidak mudah terbakar dan suhu puncak realtif rendah (~650oC) mampu mendinginkan teras reaktor.  Metode penyusunan bahan bakar menggunakan strategi burn-up Modified CANDLE. Strategi pembakaran MCANDLE dalam shuffling arah radial dengan dua skema pengisian bahan bakar, skema X (dari luar teras ke arah dalam) dan skema Y (dari pusat teras ke luar), telah diterapkan. Digunakan SRAC dan data JENDL-4.0 dalam perhitungan. Pada penelitian ini diperoleh studi parameter melalui perhitungan nilai faktor multiplikasi infinite, faktor multiplikasi efektif, reaktivitas dan distribusi daya. Hasil perhitungan menunjukkan nilai Keff sebelum penambahan Minor Aktinida untuk skema X dan Y adalah 1,0893 dan 1,0915. Setelah penambahan minor aktinida nilai Keff 1% - 7% pada skema X dan Y berada pada kondisi kritis dan setelah penambahan minor aktinida 4% - 7% reaktor berada pada kondisi superkritis. Reaktivitas reaktor pada skema X dan Y adalah 0,0939 dan 0,1089. Untuk distribusi daya arah aksial skema X dan Y 1,5285 dan 1,5323. Untuk distribusi daya arah radial pada skema X dan Y adalah 1,5862 dan 1,8320. Berdasarkan hasil tersebut penambahan minor aktinida dan skema penyusunan bahan bakar mempengaruhi kekritisan dan distribusi daya  teras GFR. 

Author Biographies

Wulan Gontina, Universitas Sriwijaya

Universitas Sriwijaya

Fiber Monado, Universitas Sriwijaya

Program Studi Fisika

Menik Ariani, Universitas Sriwijaya

Program Studi Fisika

References

Ariani, M., Monado, F., & Su'ud, Z. (2013). Design of Gas Cooled Fast Reactor 600MWth with Natural Uranium as Fuel Circle Input. Jurnal ILMU DASAR, 14(1), 11-15.

Ariani, M., Supardi, Monado, F., Su’ud, Z., & (2015). potential of thorium as fuel at gas cooled fast reactor for nuclear power plant. Prosiding Semirata2015, -, 39-45.

Darmawati, R., Monado, F., & Ariani, M. (2020). Desain Konseptual Teras Reaktor Cepat Berumur Panjang Berpendingin S-CO2 dengan Bahan Bakar Uranium Metalik Alam. Jurnal Fisika Unand, 9(3). doi:https://doi.org/10.25077/jfu.9.3.401-407.2020

Handayani, H., Yulianti, Y., & Manurung, P. (2020). Perhitungan Burn Up pada Reaktor HCLWR Model Geometri Kotak Tiga Dimensi dengan Bahan Bakar Thorium Menggunakan Kode COREBN Jurnal Fisika Indonesia, 24(2). doi:https://doi.org/10.22146/jfi.v24i2.57167

Kuntoro, I. (2018). Keselamatan Reaktor Nuklir : Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS): Jakarta : BATAN Press.

Monado, F., Ariani, M., Royani, I., & Su'ud, Z. (2019). Comparative Studi of Conceptual Design of Gas-cooled Fast Reactor Core Type Tall versus Pancake Based on MCANDLE Burn up Strategy. Journal of Physics: Conference Series.

doi:https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.772.501

Monado, F., Su'ud, Z., Waris, A., Basar, K., Ariani, M., & Sekimoto, H. (2013). Application of Moifie CANDLE Burnup to Very Small Long Life Gas-coole Fast Reactor. Advance Materials Research, 772, 501-506. doi:https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.772.501

Parma, E. J., Wright, S. A., Vernon, M. E., Fleming, D. D., Suo-Anttila, A. J., Rashdan, A. A., . . . Rochau, G. E. (2011). Supercritical CO2 Direct Cycle Gas Fast Reactor (SC-GFR) Concept. Retrieved from United States:

Raflis, H., Muhammad, I., Su'ud, Z., Waris, A., & Irwanto, D. (2020). Reflector Materials Selection for Core Design of Modular Gas-cooled Fast Reactor Using openMC Code Energy. Energy Research, 45(8), 12071-12085. doi:https://doi.org/10.1002/er/6042

Sardi, W., Fitriyani, D., & Irka, F. H. (2018). Analisis Neutronik pada Gas Cooled Fast Reactor (GCFR) dengan Variasi Umur Teras dan Daya Reaktor. Jurnal Fisika Unand, 7(2), 151-158. doi:https://doi.org/10.25077/jfu.7.2.151-158.2018

Sihotang, F. H. M. (2012). Studi Desain Reaktor Cepat Berpendingin Helium Dengan Bahan Bakar Uranium dan Plutonium. (Strata s), Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Silakhuddin. (2008). Analisis dan Konsep Penanganan Aktinida Minor dalam Limbah PLTN menggunakan Teknoogi ADS. GANENDRA, XI(2), 53-59.

Su'ud, Z., & Sekimoto, H. (2013). The Prospect of Gas cooled Fast Reactors for Long Life Reactors with Natural Uranium as Fuel Cycle Input. Annals of Nuclear Energy, 54, 58-66. doi:https://doi.org/10.1016/j.anucene.2012.009.014

Tsuchihashi, K., Takano, H., Horikami, K., Ishiguro, Y., Kaneko, K., & Hara, T. (1983). SRAC: JAERI Thermal Reactor Standard Code System For Design Analysis. Japan: Japan Atomic Energy Researh Institute, JAERI 1285.

Waris, A., & Budiono. (2008). Studi tentang fisibilitas daur ulang aktinida minor dalam BWR. Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia, IX(1), 11-24.

doi:http://dx.doi.org/10.17146/jstni.2008.9.1.1829

Widiawati, N., Su'ud, Z., Irwanto, D., Permana, S., Takaki, N., & Sekimoto, H. (2022). Design Study of 208 Pb-Bi eutectic-cooled Reactor with natural uranium as fuel cycle input with radial fuel shuffling. Annals of Nuclear Energy, 171. doi:https://doi.org/10.1016/j.anucene.2022.109003

Downloads

Published

2024-01-02

How to Cite

Gontina, W., Monado, F., & Ariani, M. (2024). Analisis Desain Teras Gas-Cooled Fast Reactor (GFR) Berpendingin S-CO2 Berbahan Bakar Uranium Nitrit dengan Minor Aktinida. Jurnal Fisika Unand, 13(1), 103–109. https://doi.org/10.25077/jfu.13.1.103-109.2024

Issue

Section

Articles