CALCULATION OF O2 CONCENTRATIONS FORMED FROM THE RADIOLYSIS OF PWR COOLANT BY -RAYS, FAST NEUTRONS AND TRITIUM β- PARTICLES

ABSTRACT
CALCULATION OF O2 CONCENTRATIONS FORMED FROM THE RADIOLYSIS OF PWR
COOLANT BY -RAYS, FAST NEUTRONS AND TRITIUM β-
PARTICLES. Water chemistry
control for light water coolant reactor requires a reliable understanding of radiolysis effect in
mitigating corrosion and degradation of reactor structure material. It is known that oxidator
products can promote the corrosion, cracking and hydrogen pickup both in the core and in
the associated piping components of the reactor. Direct observations or measurements of
the chemistry in and around the high-flux core region of a nuclear reactor are difficult due to
the extreme conditions of high temperature, pressure, and mixed radiation fields. For this
reason, chemical models and computer simulations of the radiolysis of water under these
conditions are an important route of investigation. O2 can inevitably generate the degradation
of reactor component structures, thus the existency of O2 in PWR coolant need to be
controlled. FACSIMILE were used to calculate the concentration of O2 formed at relatively
long-time by the pure water -rays and neutron radiolysis (pH=7) at temperature between 25
and 350 oC, as the ojective of this work. In this present work, 300 MeV-proton were used to
mimic -rays radiolysis and 2 MeV fast neutrons and 7.8 keV tritium β-
particles.
Concentration of O2 were calculated up to104 s time scale. At room and high temperature,
[O2] decrease faster at high dose rate, whilst the radiation effect caused by the tritium β-
particle have the similarity with neutron interaction but with the lower value. It is due to the
tritium β-particle and neutron are categorized as high-LET radiation, therefore they posses
the moreorless the same characteristic.
Keywords: water radiolysis, O2 concentration, high temperature, G-values, FACSIMILE
ABSTRAK
ANALISIS PERBANDINGAN KARAKTERISASI PRODUK RADIOLISIS AIR PENDINGIN
PRIMER PRESSURIZED WATER REACTOR (PWR) DENGAN SINAR-, NEUTRON DAN
PARTIKEL β-
TRITIUM. Pengendalian kimia air pada reaktor daya berpendingin air
membutuhkan suatu pemahaman dan penanganan efek radiolisis dalam membatasi korosi
dan degradasi material oleh produk oksidator. Namun oleh karena pengukuran kimia di
dalam reaktor secara langsung sangat sulit untuk dilakukan yang disebabkan oleh
temperatur dan tekanan tinggi serta perbauran berbagai jenis radiasi, dengan demikian
maka simulasi menggunakan komputer dianggap perlu untuk memprediksi kimia radiasi air
pendingin di dalam teras dan pengaruhnya terhadap material. Perangkat lunak FASIMILE
digunakan untuk menghitung konsentrasi oksigen (O2) yang terbentuk dalam waktu yang
relatif lama dari proses radiolisis air netral (pH=7) oleh sinar-, neutron dan partikel β-
tritium
pada temperatur antara 25 dan 350 oC, sebagai tujuan dari penelitian ini yang untuk
selanjutnya dibandingkan satu dengan yang lain. Pada penelitian ini, 300 MeV-proton
digunakan untuk meniru radiolisis sinar-, 2 MeV untuk neutron dan 7.8 keV untuk partikel β-
tritium. [O2] dihitung sampai pada waktu104
detik setelah proses ionisasi terjadi pada semua
temperatur. Pada temperatur kamar dan temperatur tinggi, [O2] berkurang dengan cepat
pada laju dosis tinggi, sementara efek radiasi yang disebabkan partikel β-
tritium memiliki
kemiripan dengan interaksi neutron namun dengan nilai yang lebih rendah, hal ini
disebabkan kemiripan karakter di antara keduanya.
Kata kunci : radiolisis air, konsentrasi O2, temperatur tinggi, G-values, FACSIMILE