Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini membahas desain dan analisis neutronik teras Small Modular Gas-Cooled Fast Reactor berbahan bakar uranium alam dengan skema Modified CANDLE Burnup Two-Line Shuffling. Penggunaan uranium alam tanpa pengayaan bertujuan meningkatkan efisiensi ekonomi, keselamatan, serta mendukung prinsip nonproliferasi nuklir. Analisis neutronik dilakukan secara deterministik menggunakan SRAC versi 2006 dengan skema PIJ–CITATION dan pustaka data nuklir JENDL-4.0. Parameter yang dievaluasi meliputi faktor multiplikasi efektif (k-eff), faktor multiplikasi tak hingga (k-inf), rasio konversi, distribusi densitas daya, burnup, serta evolusi densitas atomik U-238, U-235, dan Pu-239. Teras dimodelkan dalam geometri silinder R-Z dengan pembagian aksial menjadi sepuluh region ber-volume sama untuk merepresentasikan perambatan zona pembakaran sesuai konsep Modified CANDLE selama siklus operasi 100 tahun. Studi parametris dilakukan terhadap fraksi volume bahan bakar (50–70%), daya termal (100–300 MWt), dan geometri teras (pancake, balance, dan tall). Hasil analisis menunjukkan bahwa skema Modified CANDLE burnup tipe D (two-line shuffling) dengan geometri teras balance (D ? H) memberikan kinerja neutronik paling optimal. Konfigurasi terbaik diperoleh pada daya 300 MWt dan fraksi volume bahan bakar 65%, dengan nilai k-eff tetap di atas satu sepanjang siklus operasi tanpa pengisian ulang bahan bakar serta burnup akhir mencapai sekitar 271 GWd/tHM. Evolusi Pu-239 dan nilai k-inf menunjukkan bahwa proses breeding dari U-238 berlangsung efektif dan mampu menjaga kestabilan reaktivitas jangka panjang. Hasil ini menunjukkan bahwa konsep reaktor yang diusulkan layak secara neutronik sebagai reaktor modular berumur panjang dengan efisiensi pemanfaatan bahan bakar yang tinggi dan kompleksitas siklus bahan bakar yang rendah.