📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 2 dokumenANALISIS TERMODINAMIKA SIKLUS BRAYTON YANG DIMODIFIKASI DAN PENERAPANNYA PADA REAKTOR CEPAT BERPENDINGIN GAS
Reaktor Cepat Berpendingin Gas (Gas-Cooled Fast Reactor/GFR) merupakan salah satu konsep reaktor nuklir Generasi IV yang dikembangkan untuk memenuhi tantangan kebutuhan energi masa depan yang berkelanjutan, aman, dan efisien. GFR beroperasi pada spektrum neutron cepat dan temperatur tinggi. Temperatur keluaran yang tinggi dari reaktor ini berpotensi untuk diintegrasikan secara langsung dengan sistem konversi energi berbasis siklus Brayton tertutup. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis performa sistem konversi energi pada GFR dengan menggunakan siklus Brayton tertutup yang dimodifikasi melalui penerapan IHX, bypass, reheat, dan regenerative. Pendekatan penelitian dilakukan secara analitik, numerik, dan integratif, dimulai dari analisis neutronik teras reaktor hingga evaluasi performa termal sistem konversi energi. Tahap awal penelitian melibatkan perancangan model neutronik reaktor cepat berpendingin gas menggunakan perangkat lunak OpenMC berbasis metode Monte Carlo kontinu-energi pada kondisi operasi tunak (steady-state). Model reaktor yang dikembangkan memiliki daya termal sebesar 75 MWth, dengan konfigurasi bahan bakar Uranium-Plutonium Carbide, pendingin helium, material kelongsong Silicon Carbide (SiC), reflektor timbal, serta material kendali berupa Boron Carbide (B?C). Parameter neutronik yang dianalisis meliputi faktor multiplikasi efektif, distribusi fluks neutron, distribusi densitas daya, power peaking factor, yang selanjutnya digunakan sebagai dasar dalam analisis termal dan konversi energi. Hasil analisis neutronik menunjukkan bahwa nilai faktor multiplikasi efektif (combined k-effective) sebesar 1,05218 ± 0,00207. Reaktor berada dalam kondisi excess reactivity pada teras awal (fresh core without control). Efektivitas penahanan neutron dalam teras yang baik dengan fraksi kebocoran kurang dari 1%. Distribusi densitas daya pada tingkat pin diperoleh rata-rata sebesar 148 W/cm³ dari total 7.917 pin bahan bakar, dan digunakan sebagai masukan perhitungan temperatur keluaran reaktor rata-rata sebesar 1153,367 K dengan koefisien variasi RSD sebesar 3,58%. Temperatur keluaran ini selanjutnya dikopel ke dalam analisis termodinamika yang mencakup evaluasi IHX dan siklus Brayton yang dimodifikasi berbasis helium. Analisis IHX menunjukkan effectiveness NTU sebesar 67% pada bagian mainheat dengan temperature approach di ujung panas sebesar 204,1 K, sementara segmen reheat menunjukkan effectiveness yang lebih rendah dengan temperature approach ~164,7,4 K. Efisiensi termal sistem pada model ini dengan menggunakan rasio kompresi kompresor A dan B sebesar 2.0 menghasilkan efisiensi 35%. Optimasi rasio kompresi menghasilkan efisiensi termal siklus sebesar 52% pada rasio kompresi kompresor A dan B berturut-turut 4,5 dan 4,3. Penambahan regenerator dan bypass dapat meningkatkan efisiensi, sedangkan penambahan reheat menurunkan efisiensi, namun meningkatkan kerja bersih spesifik siklus.
STUDI DESAIN TERAS REAKTOR CEPAT BERBAHAN BAKAR CAMPURAN URANIUM KARBIDA – THORIUM KARBIDA DAN BERPENDINGIN HELIUM DENGAN SKEMA MODIFIED CANDLE ARAH AKSIAL
Kebutuhan manusia akan energi terus membesar dari masa ke masa. Karena itu, diperlukan sumber energi yang aman dan terbarukan, seperti tenaga nuklir. Pembangkit listrik tenaga nuklir atau PLTN menjadi solusi yang sangat baik untuk kebutuhan listrik manusia pada masa ini dan masa depan. Masalah yang muncul adalah ancaman terhadap penyalahgunaan bahan bakar nuklir untuk tujuan yang tidak baik. Salah satu metode yang dikembangkan untuk mencegah kemungkinan terjadinya penyalahgunaan bahan bakar nuklir adalah metode CANDLE (Sekimoto, 2010). Sistem ini menggunakan Uranium alam tanpa proses pengayaan sebagai bahan bakarnya. Sementara itu, sistem Modified CANDLE sebagai bentuk modifikasi dari sistem CANDLE membagi pembakaran pada teras reaktor ke dalam beberapa bagian-bagian diskrit. Penelitian ini dilakukan dengan mengaplikasikan bahan bakar campuran Uranium alam-Karbida dan Thorium alam-Karbida pada reaktor cepat berpendingin gas Helium dengan sistem MCANDLE berarah aksial. Penelitian diterapkan dengan berbagai ukuran teras untuk mencapai optimasi. Karakteristik optimal pada penelitian ini diambil dari parameter neutronik saja, yaitu level burn up, faktor multiplikasi efektif, faktor multiplikasi tak hingga dan rasio konversi. Selain itu persentase Uranium dalam bahan bakar juga divariasikan untuk mengurangi power peaking. Perhitungan neutronik dilakukan dengan modul SRAC, sementara perhitungan teras reaktor dilakukan dengan program FI-ITB-CH1. Melalui penelitian ini, power peaking pada desain reaktor MCANDLE dapat ditekan dengan menggunakan kombinasi bahan bakar Uranium Karbida dan campuran Uranium Karbida-Thorium Karbida. Selain itu, desain reaktor mencapai optimasi pada dimensi jari-jari teras180 cm dan tinggi teras 303cm.