Perpustakaan Digital ITB

Reaktor SMART merupakan salah satu reaktor modular yang tengah dikembangkan oleh KAERI Korea Selatan dengan output sebesar 330 MW(t) atau 90 MW(e). Pada penelitian ini telah dilakukan analisis neutronik dan termal-hidrolik. Perhitungan neutronik dilakukan mulai dari tingkat sel, fuel assembly (FA) dan teras menggunakan SRAC dengan data nuklida JENDL 3.3 dan 4.0. Sedangkan untuk analisis termalhidrolik dilakukan perhitungan pada matrik batang bahan bakar ukuran 3 x 3 menggunakan software CFD Ansys-Fluent dengan parameter input berupa densitas daya yang diperoleh dari perhitungan CITATION SRAC. Pada tingkat sel bahan bakar dilakukan variasi pengayaan sebesar 2.82%, 3.25% dan 4.95%. Pada tingkat FA dilakukan 3 tipe variasi (A, B dan C) dengan komposisi FA yang terdiri dari bahan bakar yang diperkaya 4.95%, batang Gd2O3 – UO2 dan Shim Rods (Al2O3 – B4C). Sedangkan untuk tingkat teras digunakan desain pabrikan reaktor SMART yang terdiri dari 57 FA. Dari hasil perhitungan neutronik diperoleh bahwa dengan pengayaan 4.95% serta susunan FA dan teras reaktor model pabrikan reaktor SMART, secara teknis mampu mempertahankan kekritisan selama 990 EFPD (3 tahun operasi) dengan faktor multiplikasi efektif (k-eff) awal operasi sebesar 1.1539 dan reaktivitas reaktor 0.13. Selanjutnya diperoleh densitas daya masing – masing FA: A, B dan C menggunakan modul CITATION secara berurutan yaitu : 28.853 watt/cc, 67.805 watt/cc dan 164.225 watt/cc. Pada analisis termal-hidrolik dengan Ansys-Fluent. akan digunakan model aliran turbulen k-omega SST dengan laju aliran fluida sebesar 1.12 kg/s. Diperoleh kecepatan aliran fluida yang memasuki inlet sebesar 1.41336 m/s dan kecepatan aliran fluida keluar dari outlet memilik rentang antara 0.746436 m/s hingga 1.80131m/s, dimana kecepatan maksimum berada pada bagian subkanal. Kecepatan aliran turbulen ini sangat dipengaruhi oleh tegangan viskositas, tegangan gesek fluida, dan beberapa parameter fisis seperti bilangan Reynolds, Nusselt, Prandtls, kekentalan dan difusivitas. Selanjutnya dari hasil Ansys-Fluent akan diperoleh temperatur bahan bakar, kelongsong dan fluida pendingin untuk setiap jenis masukan densitas daya pada FA ukuran 3x3. Model yang disimulasikan pada penelitian ini menggunakan aliran fluida k-omega SST. Terdapat kenaikan temperatur pada subkanal sebesar 31.234 oC dan kenaikan temperatur fluida pada sisi inlet – outlet antara 28.813 oC - 41.442 oC. Besarnya kenaikan pada subkanal dan fluida pendingin yang diperoleh masih dalam taraf keselamatan dan desain dari reaktor SMART itu sendiri. Selain itu temperatur fluida dari hasil penelitian ini masih di bawah temperatur saturasi air pada tekanan 15 MPa (342.24 oC). Dengan demikian fluida tidak mengalami pendidihan sebagaimana karakteristik reaktor tipe PWR. Selain itu temperatur kelongsong juga dalam rentang dimana ZrH2 relatif belum terbentuk pada kelongsong Zr-4 pada suhu tinggi (< 500 oC), dimana hal ini sangat mempengaruhi umur dan keselamatan dari reaktor selama beroperasi.