PERHITUNGAN FLUKS NEUTRON PADA REAKTOR KARTINI DENGAN DUA DIMENSI DUA KELOMPOK

PERHITUNGAN FLUKS NEUTRON PADA REAKTOR KARTINI DENGAN DUA DIMENSI DUA KELOMPOK

Tri Wulan Tjiptono, Bambang Soemarsono Pusat Penelitian Nuklir Yogyakarta

A B S T R A K

Fluks neutron dua dimensi dua kelompok reaktor Kartini dihitung dengan paket program IBD-l, menggunakan komputer PC XT. Dari perhitungan rluks neutron tersebut dapat digunakan untuk perhitungann distribusi daya, distribusi suhu, dan burn-up bahan bakar. Dalam perhitungan tersebut reaktor dibagi menjadi 9 daerah, satu daerah air CCT), 5 daerah teras terhomogenisasi Cring B,C.D,E,. dan F), dua daerah grarit Cbagian bawah dan atas dari bahan bakar), dan satu daerah rerlektor. Data masukan "Constanta group" diambil dari output paket program TRIGAP. Dari hasil ini peta rluks neutron dibuat dalam rungsi radius untuk berbagai posisi aksial. Dengan demikian dapat diket.ahui besarnya rluks neutron pada berbagai posisi dalam reaktor Kartini.

A B S T R ACT

Two demension or two groups or Kartini reactor rlux neutron is calculated by IBD-l package program, by using PC XT computer. The neutron rlux calculation can be used for power distribution calculation, temperature, and fuel burn- up. In this calculat.ion react.or is devided into 9 regions, are one water region CCT), rive regions or homogenized core Cring B, C, D. E, and F). two regions or grat~it.Cbot.tom and t.op or fuel elemenl). and one region or reflector. Const.an- t.a group input. is taken rrom out.put.TRIGAP package program.

From t.his result., neut.ron flux map is made in radius func- tion for several axial posit.ions. As such neutron flux magnit.ude in t.he several posit.ion in Kart.ini reactor can be ident.iried.

I. PENDAHULUAN.

Unt.uk mendukung beroperasinya reakt.or dengan selamat.

maka perlu dikelahui dist.ribusi rluks neut.ron pada reakt.or yang bersangkut.an. Karena dengan diket.ahuinya dist.ribusi fluks neut.ron pada sualu reakt.or dapat. digunakan untuk menghit.ung beberapa paramet.er reakt.or yang lain misalnya

217

di str i busi

Distribusi

dua"IBD-1 Program tersebut adalah suatu penyelesaian persamaan duaTRIGAPmak a dal am haltujuhringdifusiF dan masing-masingmaterialCuntukta tersebutsatu dimensidihitungtelah dihomogenisasi,untuk tiap materialder.

reflektor.penyusun dapat dilihattribusipada gambar (1). Dari CORE CONFI GURA22 TION

1

Gambar 1.

219

II. TATA KERJA

Paket program komputer yang akan digunakan untuk perhi- tungan distribusi fluks neutron dengan dua dimensi banyak kelompok ini. dibuat untuk komputer besar misalnya VAX.

Sehingga agar dapat digunakan pada komputer jenis PC perlu adanya modifikasi. Dalam modifikasi ini terutama yang me- nyangkut dengan masalah format input/output dan dimensi dari memori yang dibutuhkan. Program yang telah dimodifikasi tersebut dikompilasi lagi dengan "WATFOR.77 COMPILER". Se- telah progr.am dapat diproses kemudian dilakukan uji coba dengan data masukan dari program aslinya. Dari hasil uji coba. hasil modifikasi tersebut memberikan out yang sama seperti aslinya.

Dalam perhitungan fluks neutron reaktor Kartini. data masukan diambil dari hasil perhitungan dengan paket program TRIGAP. pembagian daerah reaktor juga disesuaikan dengan pembagian pada TRIGAP. dan disajikan pada gambar (1). dengan angka-angka menyatakan material penyusun reaktor dalam hal ini 1,2.3.4. dan 5 masing-masing menyatakan homogenisasi ring 8, ring C, ring D, ring E, ring

F,

6 menyatakan air. 7 menyatakan grafit. Data masukan ditulis lagi pada out pro- gram dan disajikan pada Lampiran (I)

I II. HASI L DAN PEMBAHASAN

Hasil perhitungan fluks neutron dua dimensi dua kelom- pok disajikan dalam bentuk fluks fungsi radius untuk ber- bagai harga Z (posisi aksial). disajikan gambar (2). dan

(3).

3

2

E 13nlem - Si'kon

4>IRlx1&+

:\

'\\ - 11

"\,\^\\ z-^{"Z = 1 9}

""'. \~. z =17

\. '0 '" ... :0-

'".":~. z =15

'" "., ".,,<~:

'\ "."."'~ z = 13

. ,:~~:~ z , 22 .~.

" _". , ,.~:""._.-.~:=.=.=:~--- _,~. '-'-'-'C=._._=._._._._:_.

-'- ^..

...•

' "-.-.-.-.

^~

-'-'--.- "-'-'-'-.-.- -.-'-'- .. ^'-' -.-.---.-- .. - -.-.-:-.~:~ - -'-'-''-'''''-. '-'-:=' .

'--- --- ^.--- '-'-'--

o ' 5 10 15 20 25

mesh point arah R

Gambar 2. Fluks neutron cepat reakt~r Karti ni f'ungsi mesh point arah R untuk berbagai mesh point arah Z

4

t/>(RJ)< 10E13

3

2

10 15 20 25

mesh point ar ah R

Gambar 3. Fluks neutron termal reaktor Kartini f'ungsi mesh point arah R untuk berbagai mesh point arah Z

221

Pake~ program IBO-1, dapa~ diproses dengan kompu~er

~ipe PC se~elah dilakukan modirikasi. Oari hasil perhi~ung- an rluks neu~r~n dua dimensi dua kelompok un~uk reak~or Kar~ini dapa~ diperoleh inrormasi besar rluks neu~ron pada berbagai posisi pada ~eras reak~or. Pake~ program IBO-1 ada- lah sua~u program yang didasarkan pada penyelesaian persama- an dirusi neu~ron dua dimensi dengan me~oda "rini~e derre- rence". Selain i~u secara anali~is persamaan dirusi un~uk silinder mempunyai penyelesaian sebagai

A

J

_o

( 2. 4055 ) C^R

os

~H

memperha~ikan rumus dia~as maka harga perhi~ungan dengan pake~ program IBO-1 t.erliha~ adanya sua~u korelasi. Hal

~ersebu~ menunjukkan bahwa pada dasar nya perhi~ungan r1uks neu~ron ~idak bergan~ung pada me~oda yang digunakan un~uk menyelesaikan persamaan dirusi neu~ronnya.

Oari hasil perhi~ungan diperoleh bahwa rluks neu~ron cepa~ lebih besar dari pada rluks neu~ron ~hermal, hal ini menunjukkan bahwa ma~erial reak~or lebih erek~ip menyerap neu~ron ~hermal dari neu~ron cepa~. Fluks neu~ron cepa~

pada daerah air CCT) lebih kecil dibanding pada daerah bahan bakar, hal ~ersebu~ dikarenakan pada daerah air ~ak ada produksi ne~ron sehingga neu~ron cepa~ yang ada merupa kan hasil dirusi dari bahan bakar. Oilain pihak rluks ne~ron ~hermal jus~ru lebih besar pad a daerah air dari pada daerah bahan bakar, hal ~ersebu~ dikarenakan pada daerah air

~ak ada penyerapan ~erhadap neu~ron ~hermal, sedang pada daerah bahan bakar merupakan daerah penyerapan ne~ron ~her- mal.

Selain hal ~ersebu~ di a~as bila ki~a perha~ikan dis-

~ribusi rluks neu~ron cepa~ dan t.hermal ~erliha~ adanya

perbedaan yang mencolok an~ara sua~u daerah dengan daerah

yang lain. Un~uk rluks neu~ron cepa~ an~ara daerah ring B

dan C C mesh poin~ 3 sampai 8) dist.ribusi dapa~ dika~akan

mera~a d~n baru mulai menurun mulai dari mesh poin~ 10

sampai dengan daerah rerlek~or, hal t.ersebu~mempunyai kore-

lasi ~erhadap adanya rluks neu~ron t.hermalpada daerah ring

B dan C

di

mana pada daerah ~ersebu~ ~luks thermal sangat tinggi. Dengan demikian berarti produksi neu~ron cepa~ pada daerah ~ersebut

~inggi

pula.

IV. KESIMPULAN

Pake~ program 180-1 dapat diproses dengan kompu~er PC XT 640 k8, se~elah dilakukan modi~ikasi terlebih dulu. Mo- di~ikasi dalam hal ~orma~ I/O dan kapasitas memori yang dimiliki oleh komputer PC. Penyelesaian persamaan di~usi dengan metoda ~ini~e de~~erence mempunyai korelasi dengan hasil penyelesain anali~is. Fluks neu~ron dua dimensi lebih kecil dibanding dengan 1 dimensi. Fluks neu~ron cepat lebih besar dari pada ~luks neu~ron termal, dan pada daerah ring B dan C lebih besar dibanding daerah lainnya ini menunjukkan bahwa ma~erial bahan bakar pada daerah ~ersebu~ mempunyai nilai reaktivi~as yang lebih ~inggi dari pada daerah lainnya

C

0, E dan F).

ACUAN

1. U.Adalioglu a~ all, 180-1 Two dimensional, Multigroups Neutron Oi~~usion Code, Turkiye Atom Enerjisi Kuru~u, Is~anbul,Ok~ober 1985.

2. Samuel Glasstone, Nuclear Reac~or Engineering, Van Nors-

~ran Reinhod Co. 1981.

3. John Lamarsh, Introduc~ion to Nuclear Reactor Theory,

Addison Weseley Pub. Co. In., Don Milles, Ootario, 1966.

Lampiran 1. Da~a masukan berupa komposisi da~a parame~er reak~or Kar~ini

9 1 1 0 2 1 0 2 27 22 1 7 1

1 2 1 22 2

3 271 2 3

3 27 22 21 4

18 27 3 20 6

3 6 20 ·3

6 20 ^{8 3} 6

7

9 20 113 8

12 14 3 20 9

16 17 3 20 1

6

2 3 7 4 7 6 1 7

6 2 7 3 8 9 6 4 NO.OF GROUPS= 2

NO.OF REGIONS= 9 NO.OF COMPOSITIONS= 7 REACTOR POWER=

100000.00000WATT THERMAL R-Z GEOMETRY

!\J

!\JW

NO.

OF MESHES IN R DIRECTION=27

NO.

OF MESHES IN Z DIRECTION=22 MESHES

1.89000 1.29000 1.29000 3.24400

MESHES 4.37600 2.11000 2.11000

IN R DIRECTION 1.89000 1.29000 1.29000 1.29000 3.24400 3.24400 3.24400 3.24400 IN R DIRECTION 4.37600 2.11000 2.11000 2.11000 2.11000 2.11000

1.29000 1.29000 3.24400

2.11000 2.11000 2.23000

1.29000 1.29000 3.24400

2.11000 2.11000 4.37600

1.29000 1.29000 3.24400

2.11000 2.11000 4.37600

1.29000 1.29000 3.24400

2.11000 2.11000

1.29000 1.29000 3.24400

2.11000

2.11000

CROSS SECTI ON

1.

GROUP NU DIF CONSGMSGMFI SASS

---

------------ 1

CCMP 2.44460000.00557000.97339000.0014000 2 CCMP

2.4446000"1.02903000.00170000.0058400 3 CCMP

2.44460000.01007001.02215000.0034000 4 CCMP

2.44460000.00948001.02923000.0031000 5 CCMP

2.44460000.00607001. 11802000.0020000 6 CCMP

0.00000000.00030001.82240000.0000000 7 CCMP

0.00000000.00002001 .15465000.0000000

2.

GROUP NU DIF CONSGMSGMFISASS

---

------------ 1

CCMP 2.41900000.08187000.20885000.0014000 2 CCMP

2.41900000.08943000.21393000.0017000 3 CCMP

2.41900000.15497000.24160000.0034000 4 CCMP

2.41900000.14626000.23777000.0031000 5 CCMP

2.41900000.09620000.26953000.0020000 6 CCMP

0.00000000.01220000.28268000.0000000 7 CCMP

0.00000000.00046000.88682000.0000000

1.

GROUP SGMSGM SC2SC1SGMSGM SC3SC4

---

------------ 1

CCMP 0.00000000.00000000.04004000.0000000 2 CCMP

0.00000000.00000000.03778000.0000000 3 CCMP

0.00000000.00000000.03120000.0000000 4 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0319200 5 CCMP

0.00000000.00000000.02707000.0000000 6 CCMP

0.00000000.00000000.02703000.0000000 7 CCMP

0.00000000.00000000.00374000.0000000

2.

GROUP SGMSGM SC2SC1SGMSGMSC4SC3

---

------------ 1 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000 2 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000 3 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000 4 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000 5 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000 6 CCMP

0.00000000.0000000O.0000000 "0.0000000 7 CCMP

0.00000000.00000000.00000000.0000000

225

TANYA JAWA8 1. Edi Trijono

a.

Judv.L m.a.kaLahanda adaLah "Perhi tv.nean Flv.ks nev.tron pada reaktor Kartini denean dv.a dimensi dv.a keLompok"

baea imana ka l.av. ka to." Denean" d iean ti ka ta ••Do.l.am."

b. Mohon penjel.asan tentane deskripsi dari tabel. C49~ di- cantv.m.kanpada l.Gm~iran C1~.

Jawaban

a. Atas saran sav.dara. saya v.capkan terim.a.kasih dan jv.dv.l.makal.ah akan saya eant i sesv.ai saran sav.dara b. Diskripsi dari tabel. pada l.am.piranC1~ adal.ah sebaeai

berikv.t

baris pertama menyatakan data-data banyak daerah.

kontrol. parameter, banyaknya kel.ompok yane ditinjau, pembaeian mesh point arah r/X dan arah

Z/Y

baris berikutnya menyatakan batas-batas kanan, kiri, bawah dan atas setiap daerah. banyaknya sesuai denean daerah yane ado. dal.am.reaktor

data-data· yane menyatakan pada posisi mana

suatu

daerah itu berada dal.am.redktor 2. Dewanto 5

a. Baeaimana data konstanta kel.ompok yane dipereunakan

?

b. Apakah data dari 1 BD tel.ah disesv.aikan v.ntuk triea reaktor Kartini

?

Jawaban

a. Data konstanta yane diev.nakan adal.ah hasil. perhitunean denean paket proeram. Trieap. dim.a.nasebaeian dari out- put proeram. tersebut adal.ah berv.pa data konstanta 'Untuk zone air, rine B. rine C. rine D. rine E dan rine F terhom.Deenisasi serta zone refl.ektor

b. Data yane dieunakan bv.kan data dari 18D. tetapi dari reflektor Kartini sendiri