Efek kerapatan bahan bakar U9-Mo/Al pengayaan rendah terhadap parameter kinetik reaktor riset jenis MTR

Abstrak

Reaktor riset umumnya memerlukan fluks netron yang tinggi agar iradiasi sampel dalam teras reaktor menjadi efektif. Fasilitas iradiasi tinggi dapat menghasilkan fluks netron tinggi bila reaktor didesain dengan teras kompak menggunakan bahan bakar kerapatan tinggi. Untuk mengetahui efek kerapatan bahan bakar dan reflektor pada parameter kinetik maka dilakukan perhitungan pada desain konsepsual teras reaktor riset inovatif (RRI). Teras RRI adalah teras kompak yang menggunakan bahan bakar U-9Mo/Al kerapatan tinggi sehingga penggunaan bahan bakar lebih ekonomis. Parameter kinetik yang akan dievaluasi dalam makalah ini adalah fraksi netron kasip efektif, umur generasi netron serempak dan konstanta peluruhan netron serempak. Akurasi perhitungan parameter tersebut dipengaruhi oleh dua hal yaitu tersedianya data tampang lintang netron untuk teras reaktor dan pemilihan metode dalam perhitungan parameter teras. Perhitungan sel bahan bakar dan batang kendali pada kondisi operasi reaktor menggunakan program WIMSD/5B. Parameter kinetik dihitung menggunakan program Batan-3DIFF. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa harga umur netron serempak dan fraksi netron kasip berkurang dengan naiknya kerapatan bahan bakar sementara konstanta peluruhan netron serempak naik dengan naiknya kerapatan bahan bakar. Kerapatan bahan bakar 5,34 gU/cm3 dan reflektor D2O mempunyai keselamatan melekat yang paling aman karena mempunyai umur netron serempak dan fraksi netron kasip terbesar. Teras RRI dengan kerapatan 5,34 gU/cm3 dan reflektor D2O menghasilkan fraksi netron kasip sebesar 7,14917E-03 dan umur netron serempak 5,99216E-05 serta konstanta peluruhan netron serempak adalah 119,30 1/s.

Kata kunci: kerapatan bahan bakar, parameter kinetik, Batan-3DIFF, reaktor RRI

Abstract

Research reactors generally require high flux neutron so that samples irradiation in the reactor core becomes effective. In order to be able to provide a high neutron flux in the irradiation facilities then the reactor is designed by a compact core using high density fuel. To see the effect of fuel density and reflector on the kinetic parameter then it has been calculated for the conceptual design of the reactor core RRI. RRI is compact core and uses high density U-9Mo/Al fuel so more economical. Kinetic parameters to be evaluated in this paper is effective delay neutron fraction, promt neutron generation time and promt neutron decay constant. Accuracy of the calculation of these parameters is influenced by two factors that are availability of the neutron cross-sections data and the selection of reactor core parameters calculation method. Calculation of fuel cells and the control rods in the reactor operating conditions were carried out by WIMSD/5B code. Kinetic parameters were calculated using the Batan-3DIFF code. The results showed that the effective delay neutron fraction, prompt neutron generation time decreases while promt neutron decay constant increase with increasing density of the fuel. Density of the fuel 5.34 gU/cm3 and D2O reflector have inherent safety of the safest because effective delay neutron fraction and promt neutron generation time are at the largest. RRI core using fuel density 5.34 gU/cm3 and D2O reflector showed results of effective delay neutron fraction is 7.14917 E-03, prompt neutron generation time is 5.99216 E-05 s and promt neutron decay constant is 119.30 1/s.

Keywords : fuel density, kinetic parameters, Batan-3DIFF, RRI reactor