Analisis neutronik nigh temperature reactor (HTR) dengan bahan bakar UO2-ThO2 tipe prismatik berpendingin 7LiF-BeF2

Abstract

High Temperature Reactor (HTR) merupakan reaktor yang dapat beroperasi dengan suhu yang tinggi sehingga dapat mendukung aplikasi panas proses industri lain. Konsep reaktor ini menghasilkan energi yang berkelanjutan, menawarkan peningkatan resistensi proliferasi nuklir, menjanjikan operasi dengan burnup yang tinggi, dan potensi kegagalan bahan bakar yang rendah dengan retensi produk fisi yang sangat baik melalui desain bahan bakar partikel Tristructural-isotropic (TRISO). Penelitian ini bertujuan menentukan pengayaan UO2 yang paling minimal dan Packing Fraction (PF) TRISO di dalam elemen bahan bakar agar reaktor kritis sehingga diharapkan dapat melakukan pembiakan (Breeding) dan menentukan pengayaan UO2 agar teras reaktor dapat beroperasi selama 2 tahun dengan rasio konversi bahan bakar (CR) yang paling besar. Faktor-faktor yang dicari adalah CR, koefisien reaktivitas umpan balik suhu dan void pendingin, dan faktor multiplikasi efektif (keff). Penelitian yang dilakukan untuk perhitungan kekritisan dan parameter neutronik lainnya menggunakan program SCALE 6.1. Berdasarkan penelitian dan analisis yang telah dilakukan maka kesimpulan yang dapat diambil yaitu agar reaktor kritis diperlukan pengayaan 235U minimal sebesar 7% dan nilai PF=0,6046 yang menghasilkan nilai faktor multiplikasi efektif (keff)=1,00670±0,00028 dengan nilai CR=0,8427. Desain HTR tipe prismatik yang telah dilakukan memiliki aspek keselamatan melekat yang baik yaitu memiliki koefisien reaktivitas suhu bahan bakar sebesar , koefisien reaktivitas suhu pendingin sebesar , dan koefisien reaktivitas void pendingin . Untuk waktu pengoperasian reaktor selama 732 hari, desain HTR tipe prismatik memerlukan pengayaan 235U yang masih tergolong low enrichment menurut peraturan IAEA yaitu sebesar 17% dan PF=0,6046 dengan nilai CR=0,49 saat MOL dan CR=0,5 saat EOL serta memiliki nilai burnup bahan bakar sebesar 2.817 MWd/tHM.