DAFTAR ISI Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
ANALISIS PENGENDALIAN DAN PEMINDAHAN PRODUK FISI PWR DENGAN ARTMOD 2 Jupiter Sitorus Pane dan Surip Widodo*) Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional Komplek Puspiptek Gd 80, Serpong, Tangerang Selatan, 15310 Telp : 7560912, Fax 7560913, Email:
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK ANALISIS PENGENDALIAN DAN PEMINDAHAN PRODUK FISI PWR DENGAN ARTMOD2. Pada kondisi kecelakaan pengendalian dan pemindahan produk fisi yang terlepas dari teras reaktor ke pengungkung merupakan salah satu langkah mitigasi dampak kecelakaan yang dibutuhkan dalam analisis keselamatan reaktor. AP1000 merupakan salah satu jenis reaktor yang merupakan opsi dalam rencana pembangunan PLTN di Indonesia maka dalam penelitian ini dilakukan analisis pengendalian dan pemindahan produk fisi PWR dengan studi kasus AP1000. Tujuan penelitian ini adalah memvalidasi hasil analisis laju pemindahan produk fisi menggunakan kode komputer ARTMOD2 denganmembandingkannya terhadap hasil perhitungan laju pemindahan produk fisi yang terdapat pada dokumen analisis keselamatan AP1000.Analisis dilakukan dengan memodelkan secara matematis proses deposisi elemental iodine pada permukaan struktur didalam pengungkung dan pengurangan aerosol dari pengungkung melalui gravitasi, difusiophoresis dan thermophoresis. Sebagai kondisi kecelakaan diasumsikan telah terjadi kecelakaan medium LOCA dengan kegagalan menginjeksi air dari tangki penyimpan air untuk refueling ke bejana tekan. Hasil analisis menunjukkan bahwa ARTMOD 2 dapat digunakan untuk analisis laju pemindahan produk fisi didalam pengungkung PWR yang memiliki pendingin pengungkung secara alamiah. Hasil perhitungan laju pemindahan bervariasi sesuai dengan variasi suhu dinding dan hasil yang optimal untuk kondisi AP1000 adalah pada saat suhu dinding 380 K yaitu 0,283 s.d. 0,757 per jam. Kata Kunci: kecelakaan parah, pengungkung, pengurangan, suku sumber, produk fisi.
ABSTRACT ANALYSIS OF CONTROL AND REMOVAL OF FISSION PRODUCT USING ARTMOD 2. During accident condition, controlling and removal of fission product released from rector core to containment becoming an important step to mitigate an impact of accident in reactor safety analysis. AP1000 is one of the reactor types options in developing nuclear power plant (NPP) in Indonesia, then the research on analizing the controlling and removal of fisson product in containment of AP1000 was done. The purpose of this research is to validate the analysis result of removal rate using ARTMOD 2 by comparing with the result of removal rate in AP1000 document design control.The analysis is performed by using mathematical models of elemental iodine deposition on the structur surface within the containment and removal of aerosols through gravitation, diffusiophoresis and thermophoresis. In this analyses, the severe accident of medium LOCA is assumed that injection water from in-containment refueling water storage water tank is failed. The analysis result shows that ARTMOD2 program code can be used to analyze removal removal rate of fission product of PWR with containment cooling system. The calculation result vary in accordance with containment wall and the optimal result for AP1000 at temperature of 380 K i.e. 0,283 up to 0,757 per hour. Keywords: severe accident, containment, removal rate, sources term, fission product.
445
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
1. PENDAHULUAN
pengungkung dan variasi suhu dinding pengungkung. Metoda perhitungan ini tidak dimiliki oleh simplified model[4] yang hanya bergantung pada korelasi daya termal reaktor untuk proses alamiah dan debit air, tinggi jatuhan air dan fraksi massa aerosol.
Pada kondisi kecelakaan reaktor daya, pengendalian dan pemindahan produk fisi yang terlepas dari teras reaktor ke pengungkung merupakan salah satu langkah memitigasi dampak kecelakaan yang penting dalam analisis keselamatan reaktor. AP1000 menjadi salah satu jenis reaktor yang merupakan opsi dalam rencana pembangunan PLTN di Indonesia, oleh karena itu analisis terhadap pengendalian dan pemindahan produk fisi PWR menggunakan PWR AP1000 dikerjakan sebagai studi kasus. Disamping itu AP1000 memiliki fitur keselamatan pengungkung yang berbeda dengan jenis reaktor generasi sebelumnya dimana AP1000 tidak memiliki sistem semprot untuk mengurangi produk fisi di ruang udara pengungkungmelainkan menggunakan sistem pendingin pengukung pasif[1,2]. Pada kondisi kecelakaan dinding pengungkung primer akan dialiri udara luar melalui outside cooling air intake lalu membalik arah pada buffle sehinga naik ke atas dan mendinginkan dinding pengungkung primer. Pada tekanan tertentu katup tangki air di atas gedung pengungkung mengalirkan air cadangan dengan debit aliran tertentu sehingga yang terbentuk lapisan air tipis yang kemudian menguap atau terevaporasi. Evaporasi ini akan mempercepat pemindahan panas pada dinding pengungkung primer[1,2]. Keunikan fitur keselamatan pengungkung AP1000 akan mempengaruhi teknik analisis pengendalian dan pemindahan produk fisi dalam pengungkung yang selama ini banyak menggunakan sistem semprot,oleh karena itu perlu dilakukan analisis pengendalian dan pemindahan produk fisi dengan mempertimbangkan pengaruh pendingin pengungkung. Untuk analisis yang sesuai dengan kondisi ini maka digunakan perangkat lunak berupa kode komputer ARTMOD 2 karena kode komputer ini dapat menghitung pengaruh suhu dinding yang didinginkan dengan sirkulasi alamiah udara di luar pengungkung[3]. Tujuan penelitian ini adalah memvalidasi hasil analisis laju pemindahan produk fisi oleh kode komputer ARTMOD2 dengan membandingkannya terhadap hasil perhitungan laju pemindahan produk fisi yang terdapat pada dokumen analisis keselamatan AP1000 . Pada perhitungan dengan menggunakan ARTMOD 2 proses pemindahan produk fisi dimodelkan dengan menggunakan persamaan deposisi oleh gravitasi, diffusiophoresis dan thermophoresisdan selanjutnya perhitungan dilakukan dengan memperhatikan suhu udara
2. TEORI Secara teoritis model-model yang digunakan untuk menghitung laju pemindahan produk fisi dengan deposisi tersebut diuraikan seperti berikut ini. 2.1. Pemindahan elemental Iodine Laju pemindahan elemen iodine elemental digunakan rumus dalam Standard Review Plan dimana persamaannya adalah [5],
(1)
dengan, λd Kw A V
: koefisien pemindahan derajat satu oleh deposisi permukaan : koefisien transfer massa. : luas permukaan deposisi : volum gedung pengungkung
2.2. Pemindahan Aerosol [3] 2.2.1. Pengendapan secara gravitasi Kecepatan pengendapan aerosol dalam daerah Storck (Re<1) d
2r 2 g ( p g ) 9g
(2) Cu(r )
0.87 Cu(r ) 1 1,246(Kn) 0,42(Kn) exp Kn
(3)
dengan, : settling velocity aerosol dengan radius r (cm/detik) Cu(r ): Cunningham factor, (-) ρp : kerapatan aerosol (g/cm3) ρg : kerapatan gas campuran (g/cm3) g : akselerasi gravitasi (cm/detik2) µg : viskositas gas campuran (dyn.s/cm2) vd
Kn : Bilangan Knudsen (-) = 2 ,
rp
446
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
λ : mean free path molekul gas rp : radius aerosol Kecepatan pengendapan pada daerah Newton (Re>1)
gradγs: gradient fraksi mol didalam boundary layer (1/cm) Dsa : koefisient difusi uap non condensable gases (cm3/detik)
d
g Re 2rg
dengan,
dengan,
Vd(r ) : settling velocity aerosol dengan radius r (cm/s) Re : Reynold number (-) g : kerapatan gas campuran (g/cm3)
Kn Sh
µg
L
2.2.2. Diffusiophoresis ms
s ms a ma
(8)
: kecepatan uap oleh difusi konfektif (g) : Bilangan Sherwood untuk transfer massa konvektif (-) : difusi koefisien of uap non-condensible gases (cm2/detik) : panjang permukaan deposisi (g)
Dsa
: viscousity gas campuran (dyn.s/cm2)
d
Dsa Sh L
kn
(4)
2.2.3.Thermophoresis Ue
Kn < 0,2
(5)
vT
dengan, vd (r ) : kecepatan deposisi oleh diffusiophoresis (cm/detik) ms : berat molekul steam (g)- mis, H2O =18,.01534 (g/mol) ma : berat molekul udara (g) γs : fraksi mol gas uap (steam) : γa fraksi mol gas noncondensible (-) Ue : kecepatan kondensasi uap (steam) (cm/s)
3 g Cu(r)(g CtKn(r)p 2Tg (1 3CmKn(r)(2g p 2CtKn(r)p )
Tg
(9)
Kn > 0,2 vg 3 T g exp T Kn 4 1 m 8 g 0 .09 0 . 12 m 0 . 28 m 1 T 2 p vT
(10)
dengan
1 1 1 U e kc kn
vT
(6)
vg Cu(r ) Kn(r ) λg
dengan, Uc kc kn
: kecepatan kondensasi uap (cm/detik) : kecepatan kondensasi steam dalam boundary (g) : kecepatan kondensasi uap oleh difusi konfektif (g)
D k c sa s 1 s
λp
Ct, Cm (7) Cm Ct αt, αm
dengan, Kc
γs
: kecepatan kondensasi steam didalam boundary layer (cm/detik) : fraksi moluap (-)
αT
447
:
kecepatan thermophoresis (cm/detik) : viscositas dinamis gas (cm2/detik) : faktor Cunningham (-) : Bilangan Knudsen (-) : konduktivitas gas campuran (erg/K.cm.detik) = 2,4813E+3 : konduktivitas aerosol CsI (cal/K.cm.detik) = 0,023=0,023*41868000.00 (erg/K.cm.detik) koefisien pertukaran energi dan momentum antara aerosol dan gas(-) (2-αm)/αm ~ 1.14 15(1-αt)/8*αt ~ 2,18 factor akomodasi pertukaran energy dan momentum[11] 2η/(1+η)2 dimana η = rasio berat molekul gas dan bahan pemukaan,
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
dingin (cold legs) untuk pendinginan antara reaktor dan steam generator. Sistem juga termasuk pressurizer, pipa interkoneksi, katup-katup dan instrumentasi yang diperlukan untuk pengendalian operasi dan pengaktifan sistem pengamanan. Data geometri pengungkung dapat dilihat pada Tabel 1.
misalnya Tg Tw Tg
2.2.4. Laju Pemindahan (Removal rate) Removal rate dihitung dengan persamaan [6]
Tabel 1. Data geometri pengungkung[7,8]
(11) dengan, v A V
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
: kecepatan deposisi aerosol (m/jam) : Luas permukaan (m2) : Volum (m3)
Deposisi aerosol yang dimaksud menyangkut tiga bentuk deposisi yaitu pengendapan gravitas, diffusiophoresis dan thermophoresis.
Parameter
Nilai
Volume Luas deposisi horizontal Luas deposisi dinding Luas deposisi keseluruhan Tinggi pengungkung (cm) Ketebalan pengungkung Bahan Tekanan Diameter
55,481m3 (1,959E+6 ft2) 2900 m2 (31,200 ft2) 8008 m2(86160 ft2) 20353 m2 (219000ft2) 5,42E+02 cm 4,44 cm (1,75 inches) Steel SA 738 B-level 4,07 bars (59 psig) 39,6 m (130 ft)
Pengurangan Iodine dan aerosol dalam udara pengungkung dilakukan bersamaan dengan proses pendinginan pengungkung. Pada kondisi kecelakaan sistem pendingin pengungkung akan mendinginkan pengungkung untuk menjaga tekanan di pengungkung tidak melebihi batas yang ditetapkan sekali gus untuk menurunkan tekanan. Panas diambil dengan cara sirkulasi udara melalui rongga (annulus) antara bejana pengungkung dan dinding luar gedung. Sebagai kondisi awal diasumsikan suhu udara dianulus 0oF (-17,78oC), tekanan awal pengungkung 14,7 psia (0,101 MPa), dan suhu awal 90oF (32,3oC), suhu awal baja tebal pengungkung juga diasumsikan 0o-17,78oC).[8] Udara di luar dipompakan melalui katup dinding atas gedung dan ditekan kebawah, disekitar baffle (sekat) dialirkan ke atas keluar shielding. Aliran udara didorong keatas oleh efek cerobong dari udara yang dipanaskan oleh bejana pengungkung dan akhirnya dihembuskan ke luar melalui atap gedung. Pada kondisi tekanan tertentu yang dipersyaratkan maka air akan keluar dari tangki atas gedung secara gravitasi dan akan melapisi bagian luar pengungkung. Evaporasi lapis air yang terjadi juga akan menambah pendinginan pengungkung. Air dalam tangki mempunyai kapasitas untuk 3 hari (32 jam) dan setelah itu dapat diisi kembali.[8] Dengan adanya massa partikel, pendinginan didalam pengungkung dan perbedaan temperatur dalam pengungkung dengan dinding pengungkung maka terjadi proses sedimentasi aerosol, diffusioforesis, dan thermophoresis.
2.3. Deskripsi Pengungkung AP1000 Secara diagram pengungkung AP1000 dijelaskan pada Gambar 1
Gambar 1. Diagram pengungkung AP1000[1]
Sistem pendingin pengungkung pasif mendinginkan permukaan luar baja tabung pengungkung dengan sirkulasi alam udara luar dan evaporasi air yang dicurahkan dari tangki air di bangunan atas pengungkung.[1] Komponen utama yang terdapat dalam kontainmen adalah sistem pendingin reaktor yang terdiri dari dua loop dimana tiap loop terdiri dari satu steam generator, dua pompapendingin reaktor, satu jalur panas (hot leg) dan dua jalur
448
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
3. METODOLOGI
inal 3.412 MWth maka inventory radionuklida Iodine sekitar 14,8 kg[3] dan reaktor AP1000 dengan daya nominal 3400 MWth memiliki core inventory of Cesium Iodine(kerapatan 4,51 g/cm3) sebesar 49,3 Kg[11], yang terdiri dari 95% partikulat, 4,85% sebagai elemental Iodine dan 0,015 organic Iodine. Pada kejadian kecelakaan medium LOCA dengan kegagalan menginjeksi air dari tanki penyimpan air untuk refueling ke bejana tekan (3BE) diestimasi core inventory untuk CsI sebesar 28,67 kg sedangkan I (kerapatan 4,94 g/cm3) sebesar 0,74 kg[11].Sebagai input parameter termal yang digunakan berupa suhu dan tekanan dalam pengungkung dapat dilihat pada Tabel 2.
3.1 Asumsi Dalam analisis ini kejadian kecelakaan yang diasumsikan adalah kejadian kecelakaan medium LOCA yang disertai kegagalan menginjeksi air dari tangki penyimpan air untuk refueling ke bejana tekan (3BE).[9] Data tekanan dan suhu untuk kejadian kecelakaan tersebut ditunjukkan pada Tabel 2. 3.2 Produk fisi yang dianalisis Penelitian ini fokus pada pemindahan produk fisi Isotop Iodine dalam bentuk elemental Iodine dan aerosol Cesium Iodide (CsI). Elemental Iodine terdeposis mengikuti secara gravitasi sedangkan aerosol CsI terdeposisi mengikuti tiga proses deposisi utama yaitu deposisi oleh gravitasi, diffusiophoresis dan thermophoresis.
Diasumsikan aerosol CsI terdistribusi mengikuti distribusi pada eksperimen Widerange Aerosol Model Verification (WAVE) untuk mempelajari deposisi CsI pada permukaan dalam dinding pipa dibawah kondisi kecelakaan parah. Dengan demikian distribusi CsI dalam dalam pengungkung AP1000 ditunjukkan pada Tabel 3.
3.3 Data Input Kuat sumber yang terlepas dari teras ke pengungkung mengacu pada dokumen NUREG 1465.[10]Untuk reaktor PWR dengan daya nom-
Tabel 2. Data tekanan dan suhu pengungkung pada kecelakaan kategori 3BE-1[9] Waktu (detik) 500 1000 2000 3000 5000 10000 15000 20000 30000 40000 50000 60000
Tekanan Bar 2,7 2,3 2,2 2,1 2,1 1,7 1,5 1,5 1,5 1,6 1,6 1,6
Loop compartment 420 420 430 420 650 450 420 400 400 390 390 290
Suhu (K) Upper compartmen 400 390 400 450 440 400 390 370 370 360 360 360
IRWST 320 330 330 340 360 400 360 360 370 370 370 370
PXS 400 420 430 440 550 440 420 430 430 430 430 430
Tabel 3. Distribusi Iodine CsI dalam pengungungkung AP1000[12] Section 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Lower (g) 1,0000E-15 8,0000E-15 6,4000E-14 5,1200E-13 4,0900E-12 3,2768E-11 2,6214E-10 2,0975E-09 1,6777E-08 1,3421E-07
Upper (g) 8,0000E-15 6,4000E-14 5,1200E-13 4,0900E-12 3,2768E-11 2,6214E-10 2,0975E-09 1,6777E-08 1,3421E-07 1,0737E-06
449
CsI mass (assumed)* 2,89E+01 8,42E+02 9,81E+02 4,80E+01 5,64E-02 1,18E-06 3,90E-13 1,98E-21 1,49E-31 1,66E-43
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
4. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 6. Hasil perh itungan kecepatan deposisi untuk suhu dinding 390K
4.1. Removal Iodine elemental Dengan mengunakan rumus (1) dan data luas permukaan 20.353 m2 dan volume 55.481m3, maka diperoleh laju pemindahan (removal rate) Iodine elemental sebesar 1,8 jam-1. 4.2. Aerosol removal Perhitungan aerosol CsI dilakukan dengan menggunakan rumus (2) s.d (10) yang diolah dengan kode program ARTMOD2. Dalam kasus ini digunakan 3 asumsi suhu dinding pengungkung yaitu 300Ksebagai suhu dinding yang sama dengan suhu udara luar normal, dan 380K, 390K sebagai suhu dinding setelah mengalami konduksi dengan suhu udara dalam pengungkung. Dari hasil perhitungan diperoleh kecepatan deposisi untuk masing-masing suhu seperti pada Tabel 4, 5 dan 6.
Gravitasi (cm/detik)
Diffusiophoresis (cm/dtk)
Thermophoresis (cm/dtk.)
Removal Rate (1/jam)
2461 4960 7.460 14.900 25.000 49.990
1,72E-02 1,92E-02 2,41E-02 2,67E-02 2,66E-02 2,10E-02
1,21E-01 1,71E-01 2,15E-01 1,87E-01 1,46E-01 8,70E-01
6,97E-03 2,38E-02 2,89E-02 2,65E-02 2,66E-02 2,73E-02
0,859 1,271 1,592 1,425 1,178 5,446
Gravitasi (cm/dtk)
Diffusiophoresis (cm/dtk)
Thermophoresis (cm/dtk)
462 2461 4960 7.460 14.900 25.000 49.990
7,16E-03 1,89E-02 2,42E-02 3,39E-02 5,29E-02 6,90E-02 7,09E-02
2,45E-02 2,75E-03 6,33E-02 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00
0,00E-00 0,00E-00 6,95E-03 5,22E-03 1,78E-03 0,00E-00 0,00E-00
Removal Rate (1/jam) 0,188 0,129 0,560 0,232 0,324 0,409 0,283
Bila dibandingkan dengan harga removal rate yang terdapat pada dokumen APPEDIX 15 BDocument Control Design yaitu dalam rentang 0,29 jam-1 s.d, 1,1 jam-1, tanpa menyebutkan suhu aerosol dan dinding, maka ini berarti semakin rendah suhu dinding pengungkung semakin besar kemampuan pengungkung tersebut untuk memindahkan produk fisi yang terdapat di dalam pengungkung, khususnya dalam perhitungan aerosol CsI. Perbanding harga removal rate pada ketiga suhu tersebut menunjukkan hasil yang konsisten dengan distribusi produk fisi CsI yang terdeposisi di lantai dan menempel di dinding. Gambar 2 s.d. 4 menunjukkan distribusi produk fisi CsI untuk masing-masing suhu 300K, 380K dan 390K.
Tabel 4. Hasil perhitungan kecepatan deposisi untuk suhu dinding 300K Waktu (detik)
Waktu (dtk)
Dari ketiga Tabel tersebut terlihat bahwa harga removal rate untuk suhu 300K adalah sekitar 0,859 s.d. 5,446 per jam, uhu 380 K sektar 0,283 sd 0,757 per jam, dan pada suhu 390K sekitar 0,283 sd 0,560 per jam. Tabel 5. Hasil perhitungan kecepatan deposisi untuk suhu dinding 380K Waktu (detik)
Gravitasi (cm/detik)
Diffusiophoresis (cm/dtk)
Thermophoresis (cm/dtk)
462 2461 4960 7.460 14.900 25.000 49.990
7,12E-03 1,83E-02 2,22E-02 2,98E-02 4,00E-02 4,72E-02 4,56E-02
5,22E-02 4,61E-02 9,70E-02 6,55E-02 8,42E-03 0,00E+00 0,00E+00
0,00E-00 0,00E-00 8,49E-03 7,32E-03 3,88E-03 2,11E-03 2,10E-03
Removal Rate (1/jam) 0,352 0,382 0,757 0,609 0,310 0,292 0,283
Gambar 2. Distribusi produk fisi CsI untuk masing-masing suhu 300 K
Dari Gambar 2. menunjukkan laju penurunan massa aerosol CsI yang terdapat di udara pengungkung untuk suhu dinding 300 K lebih cepat dibandingkan laju penurunan yang terdapat pada Gambar 3 dan 4 yaitu dengan suhu dinding 380 K dan 390 K. Hal ini berarti semakin besar perbedaan suhu udara di dalam
450
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
pengungkung dengan suhu dinding pengungkung semakin besar pula jumlah masa CsI yang terdeposisi ke lantai dan menempel di dinding.
pengungkung dengan pendinginan luar. Hasil perhitungan laju pemindahan yang optimal yang sesuai kondisi AP1000 adalah laju pemindahan pada suhu dinding 380 K yaitu 0,283 sd 0,757 per jam. Sistem pengungkung AP1000 yang dilengkapi dengan saluran udara yang mengalir pada sisi luar pengungkung akan mampu menurunkan produk fisi dan aerosol di dalam pengungkung. Perhitungan removal ratedengan menggunakan ARTMOD 2 menunjukkan bahwa pada nilai removal rate yanguntuk suhu dinding sebesar 380K yaitu sekita 0.28 s.d. 0.757 perjam. Semakin besar perbedaan suhu antara gas dalam atmosfir pengungkung dengan dinding pengungkung semakin besar pula nilai removal ratenya dan semakin mempercepat penurunan konsentrasi CsI di atmosfir pengungkung. Dengan demikian keunikan rancanga sistem pendingin pengungkung yang terdiri dari saluran aliran udara dan pendinginan melalui air yang membasahi pengungkungan terbukti dapat mempercepat penurunan produk fisi pada pengungkung.
Gambar 3. Distribusi produk fisi CsI untuk masing-masing suhu 380 K
6. DAFTAR PUSTAKA 1. 2.
3. Gambar 4. Distribusi produk fisi CsI untuk masing-masing suhu 390K
Dari harga removal rate dan distribusi massa produk fisi dapat dipahami bahwa rancangan sistem pengungkung AP1000 dengan menggunakan saluran aliran udara pada dinding pengungkungdan aliran air dari tangki air yang terdapat di atas pengungkung sangat berperan signifikan dalam menurunkan konsentrasi produk fisi dalam pengungkung bila terjadi kecelakaan termasuk kecelakaan parah.
4.
5. 5. KESIMPULAN 6.
Perhitungan menggunakan kode program ARTMOD 2 telah menunjukkan hasil perhitungan laju pemindahan produk fisi bervariasi sesuai dengan variasi suhu dinding pengungkung sehingga cocok untuk penggunaan analisis perhitungan laju pemindahan untuk
451
Saiu G., Frogheri, M.L., AP1000 Nuclear Power Plant Overview, Italy, hal 13-15. WESTINGHOUSE AP1000, AP1000 European Design Control Document, Engineered Safety Features, Chapter 6, EPSGW-GL-700, Revision 0, hal 110. KAJIMOTO, A. HIDAKA, K., MURAMATSU, K, SUGIMOTO, J., ART MOD2: A Computer Code for the Analysis of Radionuclide Transport and Description under Severe Accident Condition Model Description and User’s manual. Draft, volume 3-2, Department of Reactor of Reactor Safety Research Tokai Research Establishment, Japan, hal. 48-52. POWERS, D.A, et al., A Simplified Model of Aerosol Removal by Natural Process in Reactor Containment, NUREG/CR-6189, 1996. US-NRC, Containment Spray as a Fission Product Cleanup System, USNRC NUREG 0800, Standard Review Plan, USNRC, December 1988, hal 11. PALANISWAAMY, G, DSMC Multicomponent Aerosol Dynamics: sampling Algortiyhms and Aerosol Process, A Disertation presented to facilty of Graduate School of Missouri-Columbia, 2007. Hal 40-42
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
7.
WESTINGHOUSE AP1000, Design Control Document, APPENDIX 15B, hal 1-12. 8. WESTINGHOUSE AP1000, Design Control Document, Chapter 15.7, hal 1-5. 9. WESTINGHOUSE AP1000, AP1000 Probability Risk Assessment; Severe Accident phenomenon treatment, Chapter 34, hal. 8-52. 10. SOFFER, L. et all, Accident Source Term for Light-Water Nuclear Power Plants, Final Report, NUREG-1465, US NRC,
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
Washington DC, 1995, hal 13. GAUNTT, R.O., Uncertainty Analyses Using the Melcor Severe Accident Analysis Code, SNL, Albuquerque NM, hal 1-15. 12. HIDAKA A. et al., Experimental and Analytical Study on the Behavior of Cesium Iodide Aerosol/Vapor Deposition onto Inner Surface of Pipe Wall under Severe Accident Conditions, Technical Report, Journal of NUCLEAR SCIENCE and TECHNOLOGY, 32[10], pp. 1047-1053, October 1995 11.
452