Studi desain reaktor cepat berbahan bakarnitrida dengan kemampuan transmutasi aktinida minor

Abstract

Telah dapat dirancang reaktor dari jenis reaktor cepat yang dapat membakar aktinida minor yang berasal dari Reaktor Air Tekan (PWR). Teras reaktor yang dirancang berbentuk silinder dengan tipe balance, jari-jari 75 cm, tinggi 150 cm dan volume 2649 liter dengan daya keluaran sebesar 700 MWt. Bahan bakar yang digunakan adalah uranium nitrida (UN) dengan tingkat pengayaan 11% dan 13%. Jumlah MA yang dimasukkan ke dalam reaktor untuk dianalisis proses pembakarannya adalah 3,5% dari total massa bahan bakar. Jenis pendingin yang digunakan berupa natrium cair dan struktur (perisai) terbuat dari stainless steel HT9. Dengan menggunakan perhitungan neutronik SRAC95 diperoleh bahwa reaktor yang dirancang dapat beroperasi selama 8 tahun setiap siklus pembakaran. Tingkat keselamatan inherent safety yang baik ditunjukkan oleh ekses reaktivitas yang sangat kecil yaitu kurang dari 0,015% dan nilai koefisien void yang sangat kecil yaitu -0,0878% pada awal operasi dan 0,315% pada akhir operasi. Nilai conversion ratio dan burn-up reaktor ini cukup tinggi dengan nilai masing-masing pada akhir operasi adalah 0,87 dan 1,26716 x 105 MWD/Ton. Kemampuan membakar MA dari reaktor ini sangat baik karena setelah beroperasi selama 48 tahun (6 siklus), reaktor ini mampu membakar 1,8 ton MA atau 37,5 kg dalam satu tahun dengan efisiensi pembakaran MA sebesar 85,7%. Equilibrium state dicapai setelah reaktor beroperasi selama 6 kali siklus bahan bakar.