PEMODELAN DAN SIMULASI KINERJA PIN UJI BAHAN BAKAR PWR DENGAN UO2 DIPERKAYA

Abstract

PEMODELAN DAN SIMULASI KINERJA PIN UJI BAHAN BAKAR PWR DENGAN UO2 DIPERKAYA. Pemodelan dan simulasi pin uji bahan bakar PWR telah dilakukan menggunakan kode komputer termomekanik FEMAXI-6. Simulasi dilakukan untuk memprediksi kinerja pin uji dengan variasi pengayaan pelet UO2. Dari simulasi ini diharapkan akan diperoleh data mengenai pengaruh tingkat pengayaan bahan bakar, fluks netron yang diterima pin uji, durasi iradiasi dan tingkat pencapaian burn-up pada awal terjadinya kontak antara pelet UO2 dengan kelongsong zircaloy (pellet cladding mechanical interaction, PCMI) pada pin uji. Data tersebut selanjutnya akan digunakan sebagai panduan pada perencanaan eksperimen iradiasi di reaktor RSG GAS Batan Serpong. Data masukan yang diterima kode FEMAXI-6 adalah geometri dan jenis material yang akan diiradiasi serta parameter kondisi iradiasi seperti flux neutron atau linear heat rate. Selanjutnya dilakukan perhitungan perpindahan panas, distribusi temperatur, lepasan gas hasil fisi serta tekanan di dalam pin bahan bakar untuk seluruh panjang bahan-bakar dalam pin uji. Distribusi temperatur yang dihasilkan dari modul analisis termal digunakan pada modul analisis mekanik rinci (PCMI, lebar gap). Hasil simulasi menunjukan kecenderungan bahwa semakin besar tingkat pengayaan uranium dalam pelet UO2, semakin cepat kontak pelet-kelongsong terjadi pada penggunaan tingkat pembangkitan daya yang relatif sama, tetapi dengan masukan Linear Heat Rate yang tinggi. PCMI belum terjadi pada iradiasi uranium alam untuk pencapaian 100% burn-up dengan daya penuh sedangkan pada pelet UO2 diperkaya 5%, PCMI telah terjadi pada 900 jam iradiasi meskipun tingkat dayanya sudah diturunkan menjadi separuhnya dengan pencapaian burn-up sekitar 4%. Kata kunci: PRTF, simulasi, pin PWR, FEMAXI, unjuk kerja.