BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS"

Verawati Sasmita
7 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS 4.1 Survey Parameter Survey parameter n dlakukan dengan mengubah satu jens parameter dengan membuat parameter lannya tetap. Pengamatan terhadap berbaga nla untuk satu parameter dapat memberkan gambaran perlaku parameter tersebut dalam satu konds Volume Fracton Pada peneltan n, kta akan menggunakan fraks claddng 10% dan 15% dan fraks bahan bakar yang berksar antara %. Berkut rncan nput Rx (jar-jar dar hexagonal cell ) pada masng-masng fraks: Tabel 4.1-1Input Rx pada saat fraks claddng 15% Volume Fracton nput d Rx Fuel Claddng Coolant R fuel R fuel+clad R seluruhnya

49 15 36 0.46320 0.52937 0.63000 50 15 35 0.46790 0.53349 0.63000 55 15 30 0.49074 0.55363 0.63000 60 15 25 0.51256 0.57306 0.63000 Tabel 4.

2 Tabel Input Rx pada saar fraks claddng 10% Volume Fracton nput d Rx Fuel Claddng Coolant R fuel R fuel+clad R seluruhnya Dengan memasukkan nla-nla Rx tersebut kedalam program SRAC, maka kta akan mendapatkan hasl sebaga berkut : 51

3 a. Saat fraks claddng 15% Gambar K-eff pada saat fraks claddng 15% dan Rx =0.63 cm Dar grafk datas dapat kta lhat bahwa semakn banyak fraks bahan bakar maka k-eff semakn besar. Hal n dsebabkan karena semakn banyak bahan bakar maka semakn banyak fsson product yang terbentuk.selan tu, kalau fraks bahan bakar semakn banyak maka fraks pendngn menjad sedkt. Sehngga semakn sedkt fraks pendngn maka moderasnya pun berkurang dan reaks fs yang terjad semakn banyak yang akan menngkatkan jumlah populas neutron ddalam reaktor dan k-eff pun tngg. 52

4 Gambar K- nf pada saat fraks claddng 15% dan Rx =0.63 cm Sama halnya dengan analss pada grafk Dar grafk datas dapat kta lhat bahwa semakn banyak fraks bahan bakar maka k-nf semakn besar. Hal n dsebabkan karena semakn banyak bahan bakar maka semakn banyak fsson product yang terbentuk.selan tu, kalau fraks bahan bakar semakn banyak maka fraks pendngn menjad sedkt. Sehngga semakn sedkt fraks pendngn maka moderasnya pun berkurang dan reaks fs yang terjad semakn banyak yang akan menngkatkan jumlah populas neutron ddalam reaktor dan k- nf pun tngg. 53

5 Gambar Burn up pada saat fraks claddng 15% dan Rx =0.63 cm Dar grafk bahwa ketka fraks bahan bakar semakn tngg maka harga burn up semakn turun. Hal n dsebabkan oleh nla macrosecton dar bahan bakar yang semakn kecl saat nla bahan bakar yang semakn banyak. 54

6 Gambar Jumlah plutonum pada saat fraks claddng 15% dan Rx =0.63 cm Karena kta menggunakan uranum alam, maka dharapkan reaktor tersebut akan menghaslkan Pu-239. Dar grafk datas dapat kta lhat bahwa semakn lama waktu burn up maka jumlah Pu-239 semakn banyak karena pada awal operas jumlah Pu-239 mash sedkt. Jumlah Pu-239 juga berbandng lurus dengan besarnya fraks bahan bakar. Semakn besar fraks bahan bakar maka jumlah Pu-239 yang dhaslkan juga semakn banyak. 55

7 b. Pada saat fraks claddng 10% maka ddapat data sebaga berkut : Gambar Kurva k-eff terhadap waktu saat fraks claddng 10% dan Rx =0.63 cm Nla k-eff yang ddapatkan lebh tngg darpada nla k-eff pada saat fraks claddng 15%. Hal n terjad karena semakn kecl fraks claddng maka fraks bahan bakar akan menjad besar. Semakn besar fraks bahan bakar maka jumlah fsson product menjad besar juga sehngga nla k-eff menjad tngg. 56

8 Gambar Kurva k -nf terhadap waktu saat fraks claddng 10% dan Rx =0.63 cm Grafk menggambarkan nla k-nf terhadap waktu untuk perbandngan fraks volume antara bahan bakar dan pendngn yang berbeda (fraks bahan bakar 40% - 60%). Grafk n dambl pada pada denstas daya 60 Watt/cc dan jar-jar ptch sebesar 0.63 cm. K-nf dar grafk n lebh tngg darpada grafk k-nf pada saat fraks claddngnya 15%. Hal n terjad karena fraks claddng yang semakn kecl maka fraks bahan bakar yang semakn besar maka n akan membuat k-nf menjad besar. 57

9 Gambar Kurva burn up terhadap waktu saat fraks claddng 10% dan Rx =0.63 cm Gambar Kurva denstas Pu terhadap waktu saat fraks claddng 10% dan Rx =0.63 cm 58

10 Gambar Kurva perbandngan daya terhadap waktu dengan nla rx yang sama Dengan memberkan daya yang semakn besar maka uranum alam akan terbakar dengan cepat dan menghaslkan jumlah Pu-239 yang semakn banyak. Jumlah Pu-239 yang semakn banyak, maka populas neutron menjad banyak dan k eff akan semakn tngg. 59

11 Gambar Kurva k-eff dengan Rx yang berbeda Semakn kecl nla ptch, maka semakn kecl pula fraks ruang yang dtempat oleh susunan fuel rods d dalam teras reaktor maka nla k-eff menjad lebh kecl. Gambar Jumlah Pu saat fuel 60% 60

12 IV. 2. Perhtungan Power Level Gambar Flowchart Perhtungan 61

13 Salah satu kegatan yang tdak boleh kta lupakan pada saat mendsan PLTN adalah menghtung nla power burn up dar masng-masng regon yang ada ddalam teras / (core). Nla daya dar suatu reaktor akan sangat berpengaruh pada lstrk yang akan dhaslkan. Gambar datas adalah flowchart dar perhtungan power burn up dar reaktor. Pertama kal kta akan menghtung nla average power densty dar reaktor dengan menggunakan rumus : average power densty = power total volume total reaktor Setelah mendapatkan nla average power densty maka nla n akan kta masukkan kedalam program PIJ. Kemudan PIJ djalankan, setelah PIJ djalankan maka kta akan menjalankan CITATION. Dar CITATION kta akan mendapatkan nla pont power dstrbuton (watt/cc) dmasng-masng mesh. Untuk mendapatkan hasl yang akurat, bahan bakar yang dtempatkan d regon tertentu harus tepat d-burn dengan power level pada regon tersebut. Oleh karena tu, dlakukan perhtungan power level rata-rata dengan rumusan sebaga berkut: P n p n n A n A dengan P n : power level pada regon ke-n p n : power level d mesh pada regon ke-n A n : luas mesh pada regon ke-n Setelah melakukan CITATION calculaton dan melakukan perata-rataan power level dengan perumusan n, akan dperoleh 60 nla power level baru yang akan 62

14 menjad nput untuk cell calculaton berkutnya. Msalnya, untuk teras ke- dperoleh power level dar tap-tap regon: Tabel Iteras Power Level yang Dhaslkan pada Teras Reaktor Perhtungan teras tahun Bahan bakar hasl burn tahun ke- regon 1 regon 2 regon 3 regon 4 regon 5 regon 6 ke- 1 P 1 P 11 P 21 P 31 P 41 P 51 2 P 2 P 12 P 22 P 32 P 42 P 52 3 P 3 P 13 P 23 P 33 P 43 P 53 4 P 4 P 14 P 24 P 34 P 44 P 54 5 P 5 P 15 P 25 P 35 P 45 P 55 6 P 6 P 16 P 26 P 36 P 46 P 56 7 P 7 P 17 P 27 P 37 P 47 P 57 8 P 8 P 18 P 28 P 38 P 48 P 58 9 P 9 P 19 P 29 P 39 P 49 P P 10 P 20 P 30 P 40 P 50 P 60 Perhtungan n dlakukan hngga nla power yang dperoleh konvergen. Selan mencapa konvergens, parameter yang harus dcapa adalah agar reaktor tersebut dapat beroperas selama 10 tahun. Untuk mencapa tujuan n, dlakukan perubahan-perubahan fuel-to-coolant rato. Namun pada peneltan n, penuls hanya mennjau satu fuel saja yatu pada saat fraks fuel 67%, claddng 10% dan coolant 23%. Perhtungan power level n kta memaka contoh kasus A, kasus B dan kasus C. Yang dmaksud dengan kasus A dsn adalah saat ketka kta menebak 63

15 nla power awalnya adalah 140 watt/cc. Kasus B adalah saat ketka kta menebak nla powernya 70 watt/cc sedangkan pada kasus C kta menebak powernya sebesar 100 watt/cc. Alasan pemlhan nla power n adalah untuk menguj dan membandngkan apakah dengan memberkan nla power 70 watt/cc, 100 watt/cc dan 140 watt/cc akan memberkan nla power level yang bagus dsetap regon reaktor. Perbandngan fuel : claddng : coolant = 67 : 10 : 23 Iteras power level (dalam MW/cm) Gambar Iteras power level untuk kasus A 64

16 Gambar Iteras power level untuk kasus B Gambar Iteras power level untuk kasus C Perbandngan fuel-to-coolant n mencapa konvergensnya pada teras ke-9, dengan Pada teras terakhr, kasus perbandngan persentas bahan bakar tu menghaslkan power level sebaga berkut (dalam MW/cm) : 65

17 Gambar Power Level Iteras Terakhr untuk Persentas Bahan Bakar 67% Gambar Perbandngan nla k-nf pada saat teras terakhr dengan fraks bahan bakar 67% Dengan k-eff: 66

18 Gambar Hasl k-eff dar Iteras Power Level yang Konvergen Gambar Jumlah Pu saat teras terakhr dengan fuel 67% 67

19 Setelah melhat nla k-eff, k-nf dan jumlah Pu yang dhaslkan dar masng-masng kasus,maka kasus A memenuh krtera yang bak dalam perhtungan power level dan memberkan nla k-eff, k-nf yang lebh stabl jka kta bandngkan dengan kasus B dan kasus C. Serta jumlah Pu yang dhaslkan pada kasus A juga lebh banyak dar kasus yang lannya. Pada tabel dapat kta lhat rentang power pembakaran untuk setap regon dar kasus A adalah sebaga berkut: Tabel Hasl Power Level pada Semua Regon regon Power (MW/cm) Power densty (W/cc) E E E E E E E E E E E E Untuk standar reaktor cepat yang beroperas d duna saat n, power level d atas terlalu rendah pada regon 1dan 2 dan sedangkan pada regon 3,4,5 dan 6 agak terlalu tngg mengngat daya yang dcapa oleh reaktor cepat pada saat sekarang n mash 100 Watt /cc. Namun, hal n bsa dpaham mengngat strateg shufflng yang dterapkan mengngnkan power level dalam skala n agar reaktor cepat yang drancang dapat beroperas dengan menggunakan bahan bakar berbass uranum alam. 68

dokumen-dokumen yang mirip

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Dalam pembuatan tugas akhr n, penulsan mendapat referens dar pustaka serta lteratur lan yang berhubungan dengan pokok masalah yang penuls ajukan. Langkah-langkah yang akan