KAJIAN PENGARUH KOROSI EROSI AKIBAT ADANYA PARTIKEL LADEN KARBON TERHADAP KESELAMATAN PENGOPERASIAN HTGR

Transkripsi

1 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 KAJIANPENGARUHKOROSIEROSIAKIBATADANYAPARTIKEL LADENKARBONTERHADAPKESELAMATANPENGOPERASIAN HTGR Sriyono BidangPengembanganReaktor,PTRKN BATAN Abstrak KAJIAN PENGARUH KOROSI EROSI AKIBAT ADANYA PARTIKEL LADEN KARBON TERHADAPKESELAMATANPENGOPERASIANHTGR.ReaktorHTGRtipePBMR(PebbleBedModular Reactor)danGT MHR(GasTurbineModularHeliumReactor)menggunakanbahanbakardilapisdengan pyrocarbon.padasaatreaktorberoperasimemungkinkanbahanbakarinisalingbergesekansatusamalain, mengakibatkansebagianpelapiskarbonakanterlepaskependinginhelium.partikulatdebukarbonyang terlepasinidinamakanladengas.debu debuyangterbawaaliranpendinginhelium,dengankecepatan yangtinggiakanmengerosipermukaanlogamyangdilalui,mengakibatkanadanyakorosierosi.ladengas akanterakumulasisesuaidenganbertambahnyaumurreaktor.permasalahanakanmenjadisemakinrumit karenapadatemperaturtinggidebukarbonakanberubahsifat hardnessnyamenjadilebihkeras.korosi erosimengikispermukaanlogamsehinggaterjadilahproses thinning (penipisan)sehinggamemungkinkan terjadinya kecelakaan kehilangan pendingin. Pengikisan oleh laden gas ini harus diantisipasi untuk menjaminkeselamatanpengoperasianhtgr.tujuankajianiniadalahmengetahuipengaruh ladengas terhadapkeselamatanpengoperasianhtgr.kajianditekankanpadabeberapaparameteryaitu:penyebab terjadinyaladengas,karakteristikladengas,kuantitasladengas,penangananladengasdanpengaruhnya terhadapkorosierosipadasistemhtgr.selainberasaldarigesekanbahanbakar,padapengalaman20 tahun operasi AVR (Arbeitsgemeinshaft Versuchsreaktor) 60 kg debu terakumulasi, debu karbon juga dimungkinkanberasaldariinsersibatangkendaliketerasgrafit.korosierosiyangterjadipadasistem pendingin HTGR sangat tergantung pada konfigurasi disain sistem, dan tingkat degradasi yang terjadi sangatditentukanolehjenisreaktor.untukmengantisipasidebukarbonakibatinsersibatangkendali,pada disain HTGR generasi lanjut, kanal insersi dibuat terpisah dengan aliran pendingin. Sedangkan untuk mengendalikan debu karbon 0,15% aliran helium dialirkan ke HSS (Helium Supply System) untuk dipurifikasi. Katakunci:ladengas,korosierosi,keselamatan,HTGR Abstract REVIEWOFEROSIONCORROSIONEFFECTCAUSEDBYPARTICLELADENCARBON TO THEHTGRSAFETYOPERATION.BothofadvancedHTGR,PebbleBedModularReactor(PBMR)and GT MHRusepyrocarboncoatingfuelelementtype.Duringthenormaloperation,thesefuelsrubeachother causescarboncoatingreleasetoheliumcoolant.thisdustiscalledladengas.ladengaswillfollowthe heliumcoolant flow anderoded thesurfaceofmaterial,whichcalledcorrosionerosion.thecorrosion erosioncausesmaterialthinninganddegradedthepipeormaterialwillinducedlossofcoolantaccident.to ensurethesafetyofoperationpbmrthecorrosionerosionshouldbeanticipated.thispaperwilldiscuss reviewofmanyliteraturesbasedonmanycountriesexperiencesthatoperatinghtgr.themainpurposeof reviewistounderstandtheeffectofladengastosafetyoperationofhtgr.themainparametersshouldbe analyzesaretotalamountofladengasproducedinhtgr,ladengasestablishinheliumcoolantcausedby, themethodtoreduceladengasbydesign.from20yearsoftheavroperatingexperience60kgofcarbon dusthasbeenaccumulated.corrosionerosioninhtgrdependtoitssystemdesignandthedegradedlevel dependonreactortype.exceptbecauseoffuelballsfriction,releasingofthecarbondustcanberesulted fromcontrolrodinsertion.foranticipatingthecarbondustinfuturedesignofadvancedhtgrthecontrol rodinsertionchannelwillbe separatedfromheliumcoolantchannel.tocontrolthecarbondustinthe HTGRcoolantsystem,0.15%heliumflowstoHSS(HeliumSupplySystem)forpurificationprocess.Itcan reducethedustaccumulationandlessamountcomparingtotheavr. Keywords:ladengas,erosioncorrosion,safety,HTGR 241

2 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 BABI MHR (Gas Turbine Modular Helium PENDAHULUAN Reactor). Disain reaktor GT MHR menggunakan kerangka bahan bakar HTGRadalahreaktormajuyang berbentuk heksagonal prismatik dengan menggunakanheliumsebagaipendingin, lebarflatalas35cm,dantinggi75cm. dan menggunakan inti (kernel) bahan Elemen bahan bakar berbentuk batang bakar berdiameter 0,5 mm dilapisi dengan inti TRISO (triple coated dengan beberapa lapis pirokarbon. Di isotropic carbon) dimasukkan ke dalam dunia ada beberapa jenis disain reaktor blok grafit berbentuk segi enam maju HTGR,diantaranya adalahpbmr (prismatik). Disainprismatik blokgrafit (PebbleBedModularReactor)danGT bahanbakargt MHRdapatdilihatpada Gambar1. Gambar1.BahanbakartipeprismauntukGT MHR Sedangkan reaktor PBMR didalammatriks grafitdandikungkung mengunakanbahanbakarberbentukbola dalam shell grafitsetebal5mm.disain bola (spheres fuel)berdiameter 60mm, bola bola bahan bakar PBMR dapat dengansetiapboladidalamnyaterdapat dilihatpadagambar2. sejumlah partikel TRISO yang menyatu 242

3 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 Gambar2.Bahanbakartipepebble(bola)untukPBMHR Pada saat reaktor beroperasi menjadi lebih keras. Korosi erosi normal,bahanbakarditerasteralirioleh mengikis permukaan logam sehingga pendingin helium dengan kecepatan terjadilah proses thinning (penipisan). tinggi, mengakibatkan bola bola bahan Penipisan bakar saling bergesekan (dalam PBMR) mengakibatkan kecelakaan kehingan ataupun antar batang bahan bakar pendingin, sehingga akan berdampak bergesekan dengan blok grafit (dalam burukpadakeselamatanhtgr. yang berlebihan GT MHR). Gesekan tersebut akan Pengikisan oleh laden gas ini mengakibatkan sebagian pelapis karbon harus diantisipasi untuk menjamin terkikisdanterbawakealiranpendingin keselamatanpengoperasianhtgr.pada helium. Partikulat debu karbon ini makalah ini akan dijelaskan kajian dari dinamakanladengas. berbagailiteraturtentangpengaruhladen Debu debu yang terbawa dalam gasterhadapkeselamatanpengoperasian aliranpendinginheliumakanmenjadikan HTGR. Laden gas sesuai dengan umur permasalahan tersendiri. Partikulat debu beoperasinya reaktor akan terakumulasi karbon yang terbawa aliran dengan denganjumlahyangsemakinmeningkat. kecepatan yang tinggi akan mengerosi Halinidisebabkanpadasistempurifikasi permukaan logam yang dilalui helium,hanya0,15%aliranyangdiolah mengakibatkan adanya korosi erosi. atau diperbarui. Kajian ditekankan pada Permasalahan akan menjadi semakin parameter:penyebabterjadinyaladengas rumitkarenapadatemperaturtinggidebu pada sistem HTGR, ukuran laden gas, karbon akan berubah sifat hardnessnya 243

4 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 jumlah laden gas, dan pengaruhnya satu faktor tersebut adalah karena terhadapkorosierosi. kebocoran pipa pendingin akibat degradasi material karena proses korosi baik itu korosi erosi ataupun yang BABII lainnya. Kehilangan pendingin pada KONDISI KONDISITAK HTGR berakibat pada kehilangan NORMALPADA pengambilan panas pada teras. Hal ini PENGOPERASIANHTGR dapat meningkatkan temperatur teras sehingga mengakibatkan kegagalan Di dalam pengoperasian HTGR, bahan bakar dan mengakibatkan ada beberapa kondisi tak normal yang mungkin terjadi dan memicu perubahan lingkungan didalam sistem internal Produk fisi seperti Cs (Cesium), Sr (Strontium) dan I (Iodin) dapat reaktorhtgr.perubahanlingkunganini akan berdampak pada komponen logam (metal) di dalamnya, seperti internal reaktor,sistempemipaan,sistemkonversi daya,danlain lain. Kejadiantaknormal mempengaruhi material struktur, tergantung pada seberapa banyak terlepaskandanseberapalamapelepasan terjadi pada kejadian tidak normal tersebut. pada pengoperasianhtgrdanmenjadi pemicudegradasimaterialadalahantara lainmeliputi: pelepasanprodukfisikelingkungannya. Untuk menjamin keselamatannya sebuah sistem HTGR mempunyai 3 lapis proteksi dalam mengungkungprodukfisiyangterjadi.[2]. Kejadiankehilanganpendingin Pada Gambar 3 ditunjukkan sebuah (LossofCoolant) diagram skematik pertahanan berlapis lapisan pengungkung (barrier) produk Kebocoranudaradanatausteam (Waterandsteamingress) fisiyangadadalamelemenbakartriso. Pertahananberlapis bahanbakartriso Adanyapartikulat(laden)gas dalampendingingashelium itumeliputi: 2.1KejadianKehilanganPendingin (LossofCoolant) adalahkernelbahanbakar.kernelbahan Kecelakaan atau kejadian kehilanganpendinginpadahtgrdapat disebabkan oleh banyak faktor. Salah 244 Pengungkung yang pertama bakarsebagaipertahananpertamadalam mengungkung produk fisi yang terjadi, baik yang bersifat gas mudah menguap

5 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 ataupunyangberbentukradionuklidanon temperatur maksimum yang mungkin volatile.temperatur dantingkat burnup terjadi pada saat kondisi darurat atau bahan bakar HTGR dibatasi pada level kecelakaanreaktorhtgr. tertentuuntukmemastikanbahwaproduk Pengungkung yang ke tiga fisiakantetapterkungkungdalamkernel adalah shell dan matriks tersebut. grafit. Partikel bahan bakar Pengungkung yang kedua berdiameter 1 mm akan adalah lapisan coating protektif kernel disatukan(dikompaksi)dalam bahan bakar. Coating ini terdiri dari 3 matriks lapisterbuatdaribahan pyroliticcarbon dikungkungdalamshellgrafit dengan densitas yang berbeda beda. sehingga terbentuk bola Lapisan pirolitik karbon terletak pada elemenbakardengandiameter lapis terluar, kemudian lapisan SiC dan 60 mm. Matriks grafit ini lapisan ke tiga adalah pirolitik karbon mampu sebagai barier untuk lagi. Ketiga lapisan ini telah terbukti mengungkung produk fisi mampumengungkungprodukfisisampai yang dihasilkan dari proses dengantemperatur1600 C,sesuaidengan reaksifisisepertics,rb,se, grafit, dan danbasecaralebihefektif. Gambar3.PertahananberlapispadaelemenbahanbakarTRISO(a)partikelbahanbakar (b)elemenbahanbakar[1] Pada saat proses fabrikasi rata kegagalan partikel bahan bakar probabilitas kegagalan partikel adalah karena adanya cacat pelapisnya ,halinimenunjukkanbahwarata diperkirakan kira kira dua atau tiga 245

6 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 partikelpadasetiapmatrikselemenbola kehilanganpendingin.ketahananlapisan bahan bakar[2]. Lapisan coating TRISO coating bahanbakarterhadaptemperatur tidak akan terdegradasi sampai pada dapat ditunjukkan pada Gambar 4. temperatur2000 C.Padakondisioperasi Berdasarkan analisis, pelepasan produk normal temperatur bahan bakar tidak fisi akan tetap terkungkung dalam akan melebihi 1250 C. Dan temperatur matriks bahan bakar karena ketahanan ini akan selalu dijaga dibawah 1600 C lapisancoatingterhadaptemperaturyang pada kondisi darurat, seperti terjadinya sangatbaik. Gambar4.KarakteristiklapisancoatingpartikelbahanbakarTRISOterhadapperubahan temperatur[1] 2.2KebocoranUdaradan Steam pada teras. Selain itu akan bereaksi pula PendinginHelium dengan lapisan coating bahan bakar. Reaksi reaksi ini akan merubah Kebocoran udara ataupun steam ke dalamaliranpendinginhelium harus dihindari. Apabila terdapat senyawa air atau udara yang masuk ke aliran pendingin mengakibatkan terjadinya reaksi dengan grafit yang berada pada 246 komposisi gas helium pada pendingin HTGR. Perubahan pada pendingin ini akan berdampak pada keandalan dan integritas dari komponen komponen metal (logam).kastcherdanmoorman[7]

7 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 telahmenganalisiskinetikareaksiantara kehilangan struktur grafit dengan oksigen, karbon Pengendalian yang ketat pada disain dioksida,danuapairyangterjadiakibat vessel adanya kecelakaan kebocoran pipa. kebocoran air dan atau udara ke teras Mereka telah menghitung laju burnoff reaktor. Pada saat terjadi kejadian grafit dengan pasokan oksigen tak kejadian kebocoran udara, secara terbatas dan disimpulkan bahwa ada otomatis helium akan terisi oleh udara ketakpastian yang denganwaktuyangcukuppanjangyang dipengaruhi oleh ukuran dan lokasi diakibatkan adanya proses pertukaran kebocoran, laju kebocoran udara, dan massa dan proses difusi. Karena kedua prosespencampuran. proses ini berjalan sangat lambat maka perhitungan Pada disain GT MHR (Gas integritas vessel. akan menghindari adanya akan menghambat laju kebocoran yang Turbine Modular Helium Reactor) terjadi. dirancang dengan tingkat kemungkinan kebocoran yang lebih kecil sehingga menurunkan konsekuensi kejadian yang seharusnya terjadi. Spesifikasi teknis yang mendukung filosofi ini adalah exchanger helium adalah lebih kecil daripadatekanankerjaheliumpadaaliran primer, yaitu 0,35 0,8 MPa pada PCS dan 7 MPapada aliran primer. Kondisi ini akan mengelimasi adanya kemungkinan kebocoran air ke teras selama operasi daya dan juga selama reaktor shutdown dikarenakanperbedaan menyediakan komposisi helium pendinginprimerpadatingkatkemurnian tertentu untuk jangka waktu yang panjang. Selain itu sistem ini juga bertanggung jawab dalam menjaga keandalanoperasidarikomponensistem primer pada operasi normal dan kecelakaan berkaitan dengan air atau meliputi sistem purifikasi helium Penerapan konsep leak before akan kemampuan sistem untuk merawat dan intrusi udara ke pendingin primer. HSS tekananyangsignifikantersebut. break Salah satu tujuan HSS (Helium TurbineModularHeliumReactor)adalah Tekanan kerja pada cooler PCS (Power Conversion System) dan heat pendingingashelium Supply System) pada GT MHR (Gas antaralain: 2.3 Partikulat gas laden dalam (Helium Purification System), yang membatasi potensial 247

8 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 terdiri dari peralatan pemurnian dari Conversion System) masih dikaji dan pengotor radionuklida produk fisi, diteliti. pearalatan penukar panas (HE), sistem pipa, katup (valve), sensor sensor BABIII instrumentasi dan peralatan untuk METODOLOGI regenerasi. Tingkatpengotorgasheliumyang diijinkanpadakondisinormalyaitupada Metodologi kajian yang level sebagai berikut: H2O < 2 vppm digunakan dalam makalah ini adalah (volumepartpermillion),co2+co<6 dengan membandingkan pengalaman vppm,h2 <5vppm.Keadaaniniselalu operasional HTGRseperti AVRdengan dijaga dengan mengoperasikan sistem disainmodularhtgr(pbmrdangt purifikasi dari Helium Supply System MHR). Salah satu pengalaman yang (HSS).Sedangkanjumlahpartikulatdebu menarikuntukdikajipadapengoperasian karbon dalam gas helium (laden gas) AVR adalah ditemukannya akumulasi tidakdiketahuisecarapasti.[2,3] partikulat debu karbon sebanyak 60 kg Laju alir helium melalui HPS pada saat dishutdown permanen. (HeliumPurificationSystem)adalah0,5 Permasalahan ini mengakibatkan kg/s.lajualirtotalmelaluiterasadalah perubahandisainpbmrdangt MHR. 316 kg/s. Laju ini mengindikasikan bahwa hanya 0,15% dari helium di BABIV reaktor adalah diperbarui setiap saat. HASILDANPEMBAHASAN Oleh sebab itu, partikulat seperti debu karbon dapat terakumulasi pada laju aliran helium sebagai fungsi waktu, meskipun perkiraan jumlahnya tidak diketahui secara pasti. Demikian pula halnya deposisi (endapan) debu karbon pada permukaan serta pengaruhnya terhadap erosi pada struktur material logam dan material PCS (Power Berdasarkan operasional reaktor pengalaman AVR (ArbeitsgemeinshaftVersuchsreaktor)15 MWediJermanmengindikasikanadanya partikel partikel debu karbon di dalam gashelium.reaktorinitelahberoperasi selamawaktu20tahundanmengonsumsi sekitar bola bola bahan bakar. Pada akhir masa beroperasinya terdapat 248

9 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus kgdebukarbonyangterakumulasi.[1]. helium. Hal ini akan berkaitan dengan Sehingga setiap bola bahan bakar akan kapasitas atau kemampuan sistem menghasilkan: 60kg/( x20)= purifikasi dalam mengambil debu atau 0,03gr/bola.tahun.Haliniberartisetiap gas gaspengotoryangada. bolabahanbakarakanmelepaskan0,03 Dari pengalaman operasional gramdebukarbondalamsetiaptahunnya. AVR menunjukkan bahwa material Untukmengantisipasihalini,padadisain komponen blower blower di sistem HTGR harus memiliki sistem purifikasi reaktorterdegradasisangatsignifikandan yangmemadai. penyebabnya tidak diketahui, salah satu Pada siklus loop yang tertutup, kemungkinanadalahakibatadanyaladen penambahan (replenishment) helium gas yang terbawa dalam aliran gas diperkirakansekitar0,15%perhari,hal helium. ini berarti perubahan inventori Selain akibat gesekan antar keseluruhan helium di dalam sistem elemenbahanbakar,salahsatupenyebab diperkirakan setiap 3 tahun, dan debu adanya debu dalam AVR adalah akibat debuyangterbentuksemakinlamaakan insersi batang kendali ke teras reaktor. semakinmeningkat sesuaiumurreaktor BerdasarkanpengalamanAVRinimaka yangsemakintua. akan diusulkan pada disain HTGR Seperti telah dijelaskan bahwa generasi maju dibuat kanal terpisah pada disain GT MHR, laju alir helium antara pendingin (coolant) dan kanal melalui HPS (Helium Purification insersibatangkendali,dengandemikian System) adalah 0,5 kg/s. Laju alir total diharapkan timbulnya debu akan lebih melalui teras adalah 316 kg/s. Laju ini sedikitdibandingkanpadaavr. mengindikasikan bahwa hanya 0,15% Pelepasan produk fisi selama dariheliumdireaktoradalahdiperbarui operasi normal HTGR dapat diabaikan setiap saat. Tentu saja hal ini karenaadanyasistempertahananberlapis mengakibatkan akumulasi debu pada pada disain bahan bakarnya. Kroger et sistempendingin,karenaminimnyaaliran (1988) melaporkan adanya pelepasan gas helium yang dipurifikasi melalui radionuklida produk fisi pada HPS. Laju alir ini harus ditingkatkan pengalaman pengoperasian AVR yaitu sampaipadabatastertentusehinggatidak adanya Cs. Dari total keseluruhan terjadi penumpukan debu pada sistem aktivitas Cs pada AVR, 73% pelepasan 249

10 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 Cesium terdeposisi pada permukaan akan memicu terjadinya korosi erosi. logam yang lebih dingin, 5% akan Korosi erosi adalah sebuah fenomena terbawaolehakibatadanyadebukarbon yang kompleks dan ditentukan oleh yangterbawaketeras,dansisanyaakan banyak faktor. Faktor faktor itu adalah tertahan (retained) oleh reflektor grafit. antara lain: ukuran partikel debu, fluks Pelepasan produk fisi yang terdeposisi (jumlah) partikel, kecepatan aliran, pada aliran primer di luar teras hanya temperatur, dan mekanikal properties dimungkinkanapabilakondisikecelakaan partikelpengerosi[2]. kecelakaanterjadi.padasaatreaktorpada Partikulat debu karbon di teras kondisi depressurized (tak bertekanan) reaktor HTGR karena pengaruh karena proses perawatan, maka debu temperaturyangtinggisifatkekerasannya akan terdeposisi di permukaan logam. akan semakin meningkat. Dengan Dalamjangkawaktuyanglama,deposisi meningkatnya sifat kekerasan ini maka iniakanmengerasdansulitdikelola. akan meningkatkan kekuatan erosinya Pada reaktor tipe PBMR terhadap permukaan logam yang diperkirakan mempunyai kira kira 1,2 dilaluinya.banyakeksperimendankajian juta bola bola bahan bakar, dan tingkat yangmenunjukkanbahwalajuerosiakan inventori helium yang sangat tinggi. semakin meningkat seiring dengan Apabiladibuatkanalkhususuntukinsersi kekerasan batang kendali yang terpisah dengan pengerosinya). erodennya (partikel pendingin gas helium maka akan Ukuranpartikeldebukarbonyang menghasilkan jumlah (densitas) laden dihasilkan di teras HTGR ukurannya gas yang lebih sedikit dibandingkan sangat bervariasi. Partikulat dengan dengan AVR. Dengan kondisi yang ukuran lebih kecil dari 1 mikrometer sepertiinimakakemungkinandegradasi akan cenderung mudah terbawa oleh materialakibatadanyaproseskorosierosi aliran gas, sedangkan partikel debu menjadisemakinkecil. denganukurandiatasnyaakancenderung Adanyaladengaspadapendingin terdeposisi pada permukaan logam. HTGR menjadikan permasalahan Partikel debu karbon dengan nilai tersendiri. Partikulat partikulat yang kekerasanvickersrata rata20danukuran terbawapadaaliranpendingingashelium partikel rata rata 1 mikrometer (dengan yang mengalir dengan kecepatan tinggi asumsitanpaaglomerasi)akancenderung 250

11 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus2009 untuk terdeposisi pada permukaan BABV daripada menyebabkan erosi. Proses KESIMPULAN pengikisan (thinning) permukaan oleh partikel partikeldidalamgasakanlebih mempercepat penipisan logam sehingga memungkinkan terjadinya kecelakaan reaktorapabilatidakdiantisipasi. Proseskorosiyangumumterjadi pada pendingin helium ada 2 macam, yaituprosesoksidasiyangmenghasilkan kerak oksida, dan proses karburasi aktivitas karbon yang menghasilkan senyawa karbida. Kedua produk korosi ini akan terdeposisi pada permukaan logam. Pada kondisi tertentu, kerak oksida akan berfungsi sebagai pelapis protektif dari logam yang ada dibawahnya. Berdasarkan eksperimen Liu dan Natesan[4,6], mengindikasikan adanya pengaruh korosi erosi akibat laden gas terhadap kerakprotektif yang terdeposisi pada permukaan logam. Kekuatankerakakansangatmenentukan dalam melindungi permukaan lapisan dibawahnya. Hasil penelitian yang dilakukan mengindikasikan adanya perapuhan kerak akibat adanya korosi erosi oleh laden gas. Lapisan protektif lama kelamaan akan rapuh dan runtuh sehinggapermukaandalammaterialikut terkorosi. 251 Berdasarkan pengalaman pengoperasian HTGR,adaduamacamsumberpenghasil debu karbon (laden gas) yang terbawa olehaliranpendingingashelium.sumber debuyangpertamaadalahakibatadanya gesekan lapisan coating antar elemen bahan bakar, dan sumber yang kedua adalah akibat insersi batang kendali ke terasgrafit(berdasarpengalamanoperasi AVR).Debukarbonberukurandibawah 1 mikrometer cenderung terbawa oleh aliran pendingin mengakibatkan adanya korosi erosi. Sedangkan debu karbon berukuran lebih besar cenderung akan terdeposisi pada permukaan logam. Untuk mengantisipasi adanya debu karbon digunakanlah sistem pemurnian heliumyanghandaldanpembuatankanal terpisah antara kanal insersi batang kendalidengankanalgashelium.dengan kedua sistem ini maka debu karbon di terasdapatditekandankorosierosidapat dicegah.

12 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus NamaPenanya:Ismail(BAPETEN) DAFTARPUSTAKA Pertanyaan: 1. KRÖGER, W., H. NICKEL, AND R. SCHULTEN, 1988, Safety Characteristics of Modern High TemperatureReactors, Nuclear Safety, 29,No.1, K. NATESAN, A., PUROHIT, S.W.TAN, MaterialBehaviorinHTGR Environments, Argonne National Laboratory, NUREG/CR 6824 ANL 0237,July IAEA2001. Chapter4:Review of the Gas Turbine Modular Helium Reactor (GT MHR) Plant, Current Status and Future Development of ModularHighTemperatureGasCooled Reactor Technology, International Atomic Energy Agency, IAEA TECDOC 1198,pp LABAR,M.P.,2002. TheGas Turbine Modular Helium Reactor: A Promising Option for Near Term Deployment, General Atomics, GA A MAJUMDAR,S.,K.NATESAN, AND A. SARAJEDINI, 1988, A Review of Solid Particle Erosion of Engineering Materials Argonne NationalLaboratoryReport,ANL/FE LIU,Y.Y.ANDK.NATESAN, 1988, Methodologies forprediction of Metal Oxidation Vaporization Erosion, Argonne National Laboratory Report, ANL/FE KATSCHER, W. AND R. MOORMANN, 1986, Graphite Corrosion under Severe HTR Accident Conditions, IAEASpecialists Meeting on Graphite Component Structural Design, JAERI, Japan, September 8 11, 1986,PaperIII 9,182. a. Bagaimana desain HTGR mengantisipasi akumulasi laden carbonini? b. Selain menipiskan logam, aspek apalagi yang dipengaruhiolehladen carbon dihtgr? c. Apakah engineering judgement bahwa debu karbon < 1 m akan terdisposisikependingin? Jawaban: a. Selain proses thinning (penipisan), pengaruh laden karbon adalah pada aspek pengambilanpanaspendingin terhadapbahanbakar. b. Antisipasi akumulasi laden adalah dengan pemisahan kanal insersi batang kendali dengangashelium(untukgt MHR) dan purifikasi yang handal pada HSS (helium supplysystem). c. Tergantungpadalajualirgas helium pada desain HTGR, jikalajualir=316kg/s,maka diasumsikan debu < 1 m terbawaaliran,danyanglebih TanyaJawabdanDiskusi besarakanterdisposisi. 252

13 ProsidingSeminarKeselamatanNuklir,5 6Agustus Nama Penanya : Yus Rusdian (BAPETEN) Pertanyaan: Kajian/kegiatan studi tentang HTGR di BATAN secara umum menuju pilihantipeteknologiyangmana? Jawaban: DiBATANadaIFAR(Forum foradvancedreactor),ugm mengkaji SCWR, ITB mengembangkan molten salt reactor, dan BATAN mengkajihtgr. Belumdipastikandesainyang akandigunakanolehbatan, apakahitupebblebedataugas turbine. 253