STUDI EFEK FRAKSI PACKING TRISO DALAM DESAIN KRITIKALITAS RGTT200K

ABSTRAK
STUDI EFEK FRAKSI PACKING TRISO DALAM DESAIN KRITIKALITAS RGTT200K.
HTR adalah reaktor temperatur tinggi yang dapat digunakan dalam berbagai cara untuk aplikasi panas
proses seperti produksi hidrogen, desalinasi air laut, pengambilan minyak sisa (enhanced oil recovery)
dan lain-lain selain listrik. Bahan bakar HTR terdiri dari partikel TRISO yang mengisi volume bola dan
silinder yang berkorespondensi pada zona bahan bakar pebble untuk teras pebble bed dan bahan bakar
pin untuk teras prismatik. Fraksi packing TRISO dalam bahan bakar pebble atau bahan bakar pin
merupakan salah satu parameter kunci yang esensial dan harus dipertimbangkan dalam desain HTR.
Makalah ini mendiskusikan efek fraksi packing TRISO dalam desain kritikalitas RGTT200K. Kisi FCC
diadopsi dalam perhitungan karena memiliki jelajah fraksi packing yang cukup luas sehingga secara
teknis dapat mempertimbangkan posibilitas digunakannya partikel TRISO dengan jumlah yang besar
dalam bahan bakar pebble. Seluruh komponen reaktor RGTT200K, dimulai dari partikel TRISO, bahan
bakar pebble, teras reaktor hingga struktur grafit dimodelkan secara detail dan eksplisit dengan
memanfaatkan program transport Monte Carlo MCNPX dan pustaka data tampang lintang energi
kontinu ENDF/B-VII. Hasil perhitungan memperlihatkan bahwa pada fraksi packing TRISO 5-10%,
pemuatan bahan bakar UO2 dan ThO2/UO2 menyebabkan kritikalitas RGTT200K mencapai nilai
maksimum. Sebaliknya pemuatan PuO2 menghasilkan kritikalitas RGTT200K mencapai nilai
minimum. Dari analisis dapat disimpulkan bahwa pemilihan fraksi packing TRISO harus
dipertimbangkan secara seksama untuk mendapatkan desain kritikalitas reaktor temperatur tinggi
dengan tipe bahan bakar yang spesifik.
Kata-kunci: fraksi packing, TRISO, kritikalitas, MCNPX, ENDF/B-VII
ABSTRACT
STUDY ON THE EFFECT OF TRISO PACKING FRACTION IN THE CRITICALITY DESIGN
OF RGTT200K. HTR is a high temperature reactor that can be used in a variety of ways for process
heat applications such as hydrogen production, desalination of seawater, enhanced oil recovery, etc.
besides electricity. HTR fuel consists of TRISO particles filling volume of a sphere and a cylinder which
correspond to the zone of the fuel pebble for pebble bed core and fuel pins for prismatic core. TRISO
packing fraction in the fuel pebble or fuel pin is one of the key parameters that are essential and should
be considered in the design of the HTR. This paper discusses the effect of TRISO packing fraction in the
criticality design of RGTT200K. FCC lattice was adopted in the calculations because it has a packing
fraction range that is wide enough so that it is technically able to consider the possibility of the use of
TRISO particles with a large amount in the fuel pebble. All components of the RGTT200K reactor,
starting from TRISO particles, the fuel pebble, the reactor core until the graphite structure are modeled
in detail and explicit by utilizing the MCNPX Monte Carlo transport code and continuous energy cross
sections data library ENDF/B-VII. The calculation results show that at TRISO packing fraction of 5-
10%, UO2 and ThO2/UO2 fuel loadings cause the criticality of RGTT200K to reach a maximum value.
Conversely, PuO2 loading produce criticality of RGTT200K to reach a minimum value. From the
analysis it can be concluded that the selection of TRISO packing fraction should be considered carefully
to obtain the design criticality of high temperature reactor with specific typed fuel.
Keywords: packing fraction, TRISO, criticality, MCNPX, ENDF/B-VII