Disertasi Fitria Miftasani (ITB, 2022) meneliti desain dan analisis neutronik serta termal hidrolik pada High-Temperature Gas-Cooled Reactor (HTGR) dengan menggunakan lapisan Zirkonium Karbida (ZrC) sebagai pengganti Silikon Karbida (SiC) pada bahan bakar berlapis TRISO. Tujuan penelitian adalah untuk mengevaluasi kinerja ZrC terhadap SiC dalam meningkatkan kemampuan retensi produk fisi dan ketahanan terhadap korosi pada HTGR. Desain referensi adalah HTTR, HTGR prismatik eksperimental di Jepang.
Analisis neutronik dilakukan dengan kode SRAC2006 dan data JENDL 4.0, menghitung keff, kinf, faktor puncak daya, burnup, spektrum neutron, dan efek Doppler. Variasi daya (50-200 MWt) dan geometri reaktor (penambahan lapisan bahan bakar aksial dan radial) dilakukan. Hasil menunjukkan kinerja ZrC setara dengan SiC dalam aspek neutronik.
Penelitian dilanjutkan dengan analisis neutronik tiga jenis bahan bakar berbasis thorium (Th,U233)O2, (Th,U233)C, dan (Th,U233)N pada HTGR 200 MWt dengan lapisan TRISO ZrC. (Th,U233)N menunjukkan kinerja terbaik dalam faktor multiplikasi keff dan mampu mencapai target operasional reaktor selama 2480 hari. Spektrum neutron ketiga bahan bakar menunjukkan kecenderungan yang sama.
Analisis termal hidrolik menghitung perubahan temperatur aksial dan penurunan tekanan pendingin pada saluran dengan densitas daya maksimum. Pada kondisi normal, ZrC dan SiC menunjukkan kinerja termal hidrolik yang sama. Namun, pada suhu di atas 1600°C, SiC kehilangan integritasnya, sementara ZrC tetap baik.
Disertasi ini menyimpulkan bahwa ZrC berpotensi menjadi pengganti SiC yang baik untuk bahan bakar HTGR, terutama pada kondisi suhu tinggi. Penelitian ini memberikan kontribusi pada pengembangan reaktor nuklir generasi mendatang yang lebih aman dan efisien. Disertasi ini juga mencakup ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang mendukung penelitian ini, termasuk keluarga, pembimbing, pemberi beasiswa, kolega, dan staf ITB.
