Ke Daftar Isi
PENGUKURAN KOEFISIEN TEnPERATUR REAKTOR G.A. SIWABESSY
PADA
Ita BudiRadiyanti A."11il tlardha Pus~t Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy
ABSTRAIC
PENGUKURAN KOEFISIEN TEMPERATUR PADA REAKTOR G.A SIWABESSY. Telah dilakukan pengukuran koefisien temperatur pada RSG-GAS. Pengukuran koefisien temperatur ditentukan untuk mengetahui pengaruh temperatur pada reaktivitas teras reaktor pada tingkat daya nolo Besarnya koefisien temperatur dari teras pertama RSG-GAS berdasarkan evaluasi Interatom sebesar -2,6 x 10 E-4 (K-1) untuk kombinasi bahan bakar dan batang kendali, dan -6 x 10E-6 (K-1) sampai -1 x 10E-4 (K-1) untuk kombinasi bahan bakar, batang kendali, reflektor dan peralatan iradiasi. Sedangkan hasil koefisien temperatur menurut eksperimen selama kenaikan temperatur sebesar -3,01 x 10E-5 (K-1) dan selama penurunan temperatur adalah - 4,13 x 10E-15 (K-1).
ABSTRACT
TEMPERATURE COEFFICIENT MEASUREMENT IN G.A. SIWAB~SSY REAl~TOR.Measurement of temperature coefficient has been done in G.A. Siwabessy reactor. The aim of this measurement is to know the in fluence of temperature on reactivity of reactor core on zero power level reactor. The temperature coefficient related to simultaneous temperature rises in the combination of fuel elements, control rods, only was calculated to be -2.6 x 10E-4 (K-1) by Interatom evaluation, and the combination of fuel elements~ control rods~ reflectors, and irradiation insert was calculated to be ir.the range from -0.6 x 10 E-4 to 1.0 x 10E-4 per k and was measured to be in the range from -3.01 ~~ 10E-5 (K-1) during increasing temperature and -4.13 x 10 E-5 (K-1 ) during decreasing temperature.
426
425
Jawaban Sumber
power
berasal
dari
supply :
yang
menggerakkan
pompa,
katup
daya AC normal diesel darurat gas turbin
4. Ir. Utaja Apakah ada alat yang dioperasikan alat mana
oleh orang,
kalau ada
Jawaban
Selain ada
ada alat-alat
yang dioperasikan
pula yang dioperasikan
katup dll.
secara
otomatis
oleh operator misalnya
pompa,
427 PRNDAHUL.UAI
Pengukuran tercapainya merupakan Tujuan
koefisien
kritikalitas
reaktor
bagian dari kamisioning
dari pengukuran
temperatur nolo
tersebut
pada reaktivitas
Pengukuran sebesar
temperatur
dilakukan
20c - 40cC,
untuk pertama
pada
kali
yang
nuklir RSG G.A. Siwabessy. untuk
mengetahui
pengaruh
teras reaktor pada tingkat dalam selang
dimana air pendingin
dengan rnematikan pompa sistem sek~nder sistem
setelah
dilakukan
daya
daerah
temperatur
reaktor
dipanaskan
dan rnenjalankan pompa
pr imer •
Evaluasi perubahan reaktivitQs berdasarkan karakteristlk batang kendall pengatur dan dikontrol
oleh pengukuran
dengan reaktivitimeter.
Hubungan dapat
kwalitati£
dikembangkan
antara temperatur
dari suat1.l anggapan
menpunyai
pengaruh
dinyatakan
dalam persamaan =
Kef'f'
terhadap
~ £..P
1
bahwa
faktor-£aktor
kritikalitas
f
f
dan reaktivitas~
1/1"'L2B2
j e-
temperatur
individual
dua kelompok
yang
~
t,B.
= Hasil neutron tiap serapan neutron olsh bahQD
dirnana
bakar
s=
Faktor
fisi cepat
P = Kebolehjadian f = Faktor e-
"'t.
guna termal
B = Kemungkinan
neutron 1/1+L2B2
bebas resonansi tidak bocor
(L2)
adalah
dan B2 adalah buckling
= Kemungkinan
ketidakbocoran
umur
geometry
·termal (L2) dirnana
L adalah pan&jang diffusi termav Reaktivitas adalah suatu ukuran penyimpanganfaktor perlipatan
efektip
terhadap
satu
yang
dapat
dirumuskan
sebagai Perubahan disebut
~= k.f'f' reaktivitas
(koefisien
-
1/k.f'f'
akibat pengaruh
temperatur
biasanya
temperatur)
d. = dJ/dt dimana Tanda
~
= adalah reaktivitas t = adalah temperatur
dan
besarnya
harga
koefisien
temperatur
dari
428
koefisien
Misalnya
temperatur
positip maka akan menyebabkan
dari
adalah
reaktivitas
bertambahnya
reaktivitas
bila
selanjutnya akan meningkatkan day a ada kenaikan temperatur, dan apabila reaktor sehingga menjadi super kritis. koefisien
reaktivitas
kenaikan
temperatur
dan
sudah
barang
selanjutnya
reaktor
Koefisien ditentukan pengaruh
temperatur
akan menyebabkan tentu
akan
kerapatan
tidak mudah
mengakibatkan 2. Naiknya
dan
biasanya
ini dibahas
terhadap
besarnya
bahan bakar,
resonansi
menurunnya
temperatur
berkurang
reaktor,
tentang
koefisien
reaktor termal.
temperatur
serapan
reaktivitas
daya
dihitung
Berikut
dan inti
dari reaktivitas
lintang
penurunan
akan subkritis.
temperatur
1. Meningkatnya
maka bila terjadi
menurunkan
secara eksperimen.
temperatur
menyebabkan
dari U-238 meningkat
tampang yang akan
reaktivitas.
air,
akan menyebabkan
kerapatan
sera pan
mengakibatkan - penyerapan reaktivitas
neutron
sehingga
akibatnya
reakt6vitas temperatur
termal
bertambah,
- reaktivitas
efektip
di
bertambah
U-238
reaktivitas.
neutron di dalam bertambah.
bertambah Meningkatnya
resonansi
berkurangnya
difusi
panjang
air
berkurang
untuk
kebocoran
semua
sehingga
grup
neutron
energi
meningkat
dari
reaktivitas 3. Jika
bahan
dan
berkurang. air
maka
energi
rata-rata
dari
sehingga U-235 berkurang
karena meningkatnya
rasio penangkapan terhadap fisi. diffusi neutron termal di elemen - panjang bertambah menyebabkan jumlah arus neutron keluar
air
sehingga
- kemungkinan
neutron
negatip,
bakar
meningkat,
bakar yang
sehingga
berkurang.
reflektor
dan
peralatan temperaturnya
iradiasi
bertambah/
berkurang
skala waktu
10 hingga 30 jam, maka pengaruh
peralatan
iradiasi
terhadap
secara slmultan
reaktivitas
ikut
juga
dalam
reflektor tidak
dan bisa
an.
diAbAikan.
Bertambahnya temperatur air, berkuranng yang menyebabkan - panjang
maka
difusi neutron cepat dan
kerapatan
epitermal
air
bertambah
sehingga jumlah arus neutron dari peralatan iradiasi ke bahan bakar bertambah, maka reaktivitas bertambah. - panjang difusi neutron termal bertambah d~n ,menyebabkan jumlah arus neutron dari reflektor dan peralatan iradiasi ke teras bertambah, reaktivitas bertambah.
sehingga besar
Jadi pengaruh reflektor dan peralatan iradiasi terhadap reaktivitas, bernilai positip sedangkan pengaruh bahan bakar dan elemen kontrol bernilai negatip. koefisien temperatur keseluruhan merupakan dari pengaruh- pengaruh tersebut diatas.
Perhitungan penjumlahan
TATA KERJA
Peralatan yang diperlukan adalah 1. Reaktivitimeter 2. Instrumentasi pengukur temperatur (thermokopel) 3. Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy beserta peralatannya yang sudah terpasang Sebelum melakukan pengukuran dilakukan ketentuan sebagai berikut : 1. Instrumen temperatur (thermokopel) kolam reaktor seperti gambar 1.
dipasang di
dalam
2. Reaktor dioperasikan pada tingkat subkritis pada temperatur isotermal 23aC dengan konfigurasi teras I seperti gambar 1. 3. Posisi bank pada keadaan kritis awal tidak diubah untuk setiap pengukuran Tahapan pengerjaan eksperimen adalah 1• Kemudian Reaktor dishut downkan dengan menurunkan seluruh dikritiskan dicatat poaisi dan stabil batang pada regulating daya batang rendah. dan bank. 3. 2.
4. Setiap 1 jam, temperatur T1-T5 dicatat dengan beda temperatur air kolam 5aC.
hingga
stabil
JAAOl CT 001
GTi01
",:Q1CT' 2.5 m m~ 5,1
I
l
.
I
" I
JNAJO C
T3l
m
T8-j
JNA20
j
£7,4m
"
:l
JNA10
T1- T5'"
T~1;\
9,7m'
II
'-
I,
2
Gambar
1 . lnstrumentasi
temperature
(thermokopel)
1. Teras 2. Grbang
penghenti T1-t9
JAA01
Thermokopel Pengukur
CT001-CT002
Sistem pendingin
JNA. 10-30
I IS£1IBE
r
31 BE
18E
,-I
71 BE 81
I
FE71
®!
FE 81 FE 9
I' 8£
1s1~. tRr2\
e BERYLLIUM
I
I E£
darurat.
I
91 BE 1O! 8 E
I
CEzl~IBEII.,
I FE61BE161
FE 10 ICE I. BE 17!
i
I
2918£ 3018£31 I
"1
--~I
FE 1.,1 FE.5
§
I
I CE 5 I FE 111 FE 12 " CE 6 I BE 19\8£20 I
18E2116E22j8E231@
8E2818E
I
I FU
.
8E15! CE 31 FE 3
oI
I
0 I0 I0 I
8EI'2\8£i1!CE1!FE1 I
I
di kolam reaktor.
I
zl
6£ S IBul BE
temperatur
I
I~ i'--/
!8E2418E25iBE26IBE27~
I E£o218E
I
3318£3418£35
i 8E 361sE37 I
RErLECTOR I BLOCK
Gambar 5. Kemudian
2 . Konfigurasi
reaktor dikritiskan
day a rendah.
teras
I
dan distabilkan
kembali
pada
43~ 6. Lalu
nilai reaktivitaa
ditentukan semula.
dengan perbedaan
7. Pengukuran
reaktivitas
: Batang
temperatur
pengatur
rendah
batang
dapat
pengatur
pada reaktivitimeter.
teroperatur
kendali
tamperatur
ketinggian
tercatat
8. Pengukuran koefisien bersuhu 450C Catatan
akibat kenaikan
dilakukan
sampai
dikalibrasi
air
lag1
pads
dan tinggi untuk
memeriksa
selama kenaikan
temperatur
kesasuaiannya. BASIL DAN PEnBAHASAN Kondisi disaji~an selama
dan hasil pengukuran
1.
pada tabel
kenaikan
Pengukuranreaktivitas
temperatur
setiap 3-5(K) dalam selang daerah
temperatur antara 23,6oC dan 39,54oC Koefisien temperatur rata-rata 3,01x10-!5
(K-1).
Kondiei
penurunan
temperatur
temperatur
rata-rata
-ke 23,7oC mempunyai Selama
iradiasi. G.A
Interatom (K-1)
kenaikan
skala
untuk
~aktu
kendali, koefisien
perhitungan
Bensberg,
harga sebesar -
pengukuran
tabel
2.
salama
Koefisien dari 42,6oC
temperatur
temperatur
koefisien
batang
Besarnya
Siwabessy
pada
kenaikan
harga sebesar -4,13 x 10-5 (K-1).
roerupakan
bakar,
hasil
se1ama penurunan
dalam
pengukuran
dan
disajikan
percobaan
berlangsung bahan
selama
dari 23,6oC dan 39,54oC mempunyai
temperatur
dilakukan
10-30
di dalam jam-
temperatur .,
maka
dari
reflektor'dan temperatur
teori menurut
bahan
hasil
kombinasi peralatan
dari teras laporan
Jerman Barat adalah sebesar:
kombinasi
raaktor
-2,6x10-~
bakar dan batang kendali
Perbedaan besar
di
itu terjadi dar
dan peralatan
dan peralatan
karena ketidak
dalam perhitungan,
koefisientemperatur reflektor
reflektor
bakar,
dan
bahan
iradiasi.
pastian yang cukup
dimana ketidak pastian
bahan
RSG
evaluasi
-6 x 10~6 (K-1) sampai -1 x 10-4 (K-1) untuk kombinasi bakar, batang kendali,
I
batang
untuk
kendali,
iradiasi roasing-masing sebesar
15 %.
432
J:R£: U1PULAN
1. Reaktor
Serba Guna G.A.
temperatur negatip
terhadap
ini berarti
2. Koefisien berasal
reaktivitas
mempunyai
pada teras
sesuai dengan kriteria
temperatur dari
Siwabessy
pengaruh
bakar,
I
bernilai
diasin.
yang didapat dala~ bahan
koefisien
percobaan batang
ini
kendali,
reflektor dan peralatan iradiasi, oleh karena itu untuk teras kesetimbangan akan mempunyai temperatur negatip yang
lebih
besar karena teras
kesetimbangan
jumlah bahan bakar yang lebih ban yak dan jumlah serta
komponen
mempunyai reflektor
pasif yang lebih sedikit dari pada
teras
pertama. DAFTAR ACUAN 1. LAMARSH,
"Introduction
to Nuclear
Physics"
New
York,
Bensberg
Jerman
1964. 2. Dr. Muller, Barat,
Ev~luation
Repo~t,
Interatom,
1987.
3. Podgorsky,
Data Report,
4. Safety Analysis
Report,
Int.eratom, 1987. BATAN,
Interatom,
1986.
433
· teras ·(oC ·. · . . Kendisi E-9= F~8 F-5 £>5 D=4 T = Tingkat 24 > > grid 232 (mm 2500 Jam) Pesisi pengukuran Q
(m3/
(A>
di sistem primer JDA01 Tingkat fluks JKT04 4 x 10 E ~ 10
Hasil Pengukuran
I-~~-----------------------~-~-----_!_--~-_!_~-~-_!_--:--!--~--!----I -------------------------~~--~-------------------------------------Temp. rata-rata (T1-T5> I oC I 23,6 I 28,56132,9 135,73139,54 pengatur di pesisi grid Tingkat tears C-8 batang kendali I (mm)
1
397
I
399
1
400
I
402
I
. 405
karakteristik batangdari I ------------------kendali pengatur 1(cent>I-----1,7 2,2 4,2 -6,45 Perubahan reaktivitas I -0,5 2,0 1-2,25 I
1
I
Perubahan latif reaktivitas dari I 1,55 10,75 2,30 3,62 -5,94 reaktivitimeter nilai kumu~l(cent) ------ 11,55 ----------- 11,32 ----- ,-2,32 -----------------~--~------~-~=~~~~~~~~---------------------~--------I
Tabe110
-
434
KAndi~i
p~n~ukur~n·
Tingkat
fluks JKT04 7 x 10 E - 10 (A)
Posisi batang kendall 262 (rom) E-9 F-5 F-8 C-5 D-4 (rom ) Q =(rom) 0Tingkat JDA01 T 42,6(oC) grid teras Posisi (m3/ jam)
·: :· ·
: :
·:
:
imer
---------------------------------------------------------------
I
I
Nr
I
1
I
2
I
3
1--------------------------------------------------------------1 I Temperatur rata-rata (T1-T5) I oC I 42,6 I 29,71 I 23,70
I I
1-~~~~k~!-g~~f~f-~~~~;~~~~:~~:~I-(;;)-I--246---'--23S--'-237/s-1 I-P~;~b;h;~--;~;kti~it;;--d;;i-,(~~~t)'---:----,-------'-:-10--1
I I
karakteristik pengatur
batang kendalil
I
i
I
I I
I I
I I
I-P;;~b;h;~--;;;kti~it;;--d;;i-,(~;~t)'---:----,--~----'-:10:201
I reaktivitiroeter I I I I ---------------------------------------------------------------Tabel 2.
I
435
TANVA JAWAE 1. Ir. Utaja
a. Apakah pengaruh Xe sudah diperhitungkan
?
b. Suhu yang diukur T1, T2 dst merupakan suhu bahan bakar atau air ? JaHaban : a. Pada perhitungan koefisien, pengaruh Xe tidak diperhitungkan. b. Pengukuran temperatur merupakan suhu rata-rata T1-T~. Dan kofisien temperatur yang di dapat dalam pengukuran ini berasal dari pengaruh bahan bakar, batang kendali, reflektor dan peralatan iradiasi. 2. Syarip. Mohon komentar apakah bisa diandalkan/dibuat aman reaktor yang mempunyai kofisien suhu positip. JaHaban Koefisien suhu bernilai positip akan menyebabkan bertambahnya reaktivitas bila ada kenaikan temperatur selanjutnya akan meningkatkan daya reaktor sehingga menjadi super kritis. Kondisi ini sulit untuk bisa d~andalkan. Banyak reaktor-reaktor yang mempunyai koefisien temperatur yang negatif karena sifatnya maka daya reaktor akan stabil sehingga faktor keselamatan dapat diandalkan.
Ke Daftar Isi
