PENGUKURAN REAKTI VITAS ELEMEN Dr BEBERAP A PO$I $I PADA TERAS r RSG-GAS
AnUl Mardha. Dewanto Saptoadi.
Kun Sutiarso
Pusat Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy
ABSTRAK
Telah dilakukan pengukuran reaktivitas elemen pada beberapa posisi dalam teras Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy, yaitu elemen . bakar pada E-4, E-5. E-6 dan elemen Berilium pad a G-4 dan G-5. Pengukuran dilakukan dengan cara membandingkan posisi batang kendali saat kritis pada konfigurasi teras awal Cpenuh) dan konfigurasi terukur. Kemudian ditentukan nilai reaktivitasnya dengan karakteristik batang kendali. Dihitung pula nilai reaktivitas lebih teras saat elemen dikeluarkan. Dari hasil pengukuran diperoleh besar reaktivitas masing-masing elemen bakar pada posisi E-4 = 2,30 $, E-5 = 3,37 $. dan E-6 = 5,80 $. Sedangkan untuk elemen Berilium pad a G-4 = 0,32 $, G-5 = 0,87 $. Reaktor yang semula mempunyai reaktivitas lebih sebesar 8,26 $ akan menjadi subkritis. bila diambil dua elemen bakar sekaligus pada E-6 dan E-5.
ABSTRACT
Reacti vi ty measurement of elements at G. A. Si wabessy Reactor for several position in its core has been carried out. The elements are fuel elements at E-4, E-5, E-5 and Berylium at G-4. G-5. The control rod in critical condition at the measured core configuration was compared to the normal core configuration. The value of reactivity was obtained by assesing the characteristics of the control rods curve. The excess reactivity was also calculated after unloading the element. The results of measurement than the reactivity of each fuel elements at E-4 = 2.30 $, E-5 = 3.37 $, E-5 = 5.8 $ and Berylium elements at position G-4 = 0.32 $, G-5 = 0.87 $. The initial excess reactivity of reactor if the two which was 8.25 $ will become subcritical. elements at E-6 and E-5 are taken out simultaneously.
I. PENDAHULUAN
Reakt.ivit.as lebih rupakan masi h
jumlahan ber ada
di
teras
Ccore
excess
reactivity)
me-
dari reaktivitas bagian batang kendali yang dal am
teras 285
pada
saa t
i
kr tispada
daya
286
rendah.
Reaktivitas
kurva
integral
posisi
lebih
masing-masing
batang kendali
Reaktivitas nya massa
yang
kedalam
teras. Oleh karena
nya
yang
haruslah membuat
dalam
reak tor.
bulkan nya
mengurangi
oleh perubahan
Xe
dan· Sm.
nega~ip
dan
eksperimen
juga maupun
perubahan reaktivitas sifat bahan bakar. Reaktivitas perlipat.an
suatu
terhadap
dapa~
pada
~eras
gangguan-gangguan yang
Seperti hasil
biasanya
yang
belahan
dan
perubahan
mengatasi
penyimpangan dapat
khusus-
.
ser~a
yang
di~im-
reaktivitas
bahan.
ukuran
satu
reaktor.
untuk
mengkompensasi
iradiasi
besar-
aman.
reak~or
karena susutan
merupakan
efektip
untuk
suatu
diberikan
peracunan
sejumlah
Adapun
kendali
reaktivitas.
suhu.
~ersedia
menga tasi
operasinya
yang
dapat beroperasi
pada
dengan yang
pul a unt uk
selama
untuk
lebih
reak~or.
kritisnya.
ba~ang
banyak-
bakar yang diisikan
perlu
diberikan
kemampuan
reak~ivitas
~erjadi
cenderung
teras
mengamati
dengan
~eras
elemen
padam (shut-down)
di per 1uk an
bergantung
dari massa yang
batas
reaktor
Adanya yang
lebih
dan
pada
kritis daya rendah.
itu agar reak~or
di dalam
lebih
berdasarkan
kendali
di dalam
pada banyaknya
dayanya).
reaktivitas
akan
~ersedia
~ergantung
bakar
batang
teras
berarti
elemen
dihitung
pada saat reaktor
lebih
U-235
(dinaikkan
teras
si~atfaktor
dirumuskan
sebagai K
p =
- 1
eff
(1)
1<eff
Kualitatip
reaktivitas
neut.ron mempunyai yang
dari
perubahan
~aktor
perlipatan
i
pengar uh t.erhadap fak t.or-fak t.or ndi vi dual
dinyat.akan dalam
persamaan
kri tikali tas
dua
kelompok
yaitu Y)
K
eff
=
e p ~ e -,82 1 + L 282
di mana Y)
= banyaknya
neutron oleh bahan bakar
= faktor
fisi cepat
yang dihasilkan
setiap
serapan
287
p
= kebolehjadian nansi
f e
neutron,
bebas dari serapan
= faktor guna termal _,B2
= kebolehjadian
neutron
cepat
tidak bocor dimana ,
adalah umur ferm! dan B adalah = kemungkinan
ketidak
bocoran
mana L adalah panjang Da t.a tentang dalam
reso-
teras,
operasional memberi
dari
berbeda satu dengan lainnya. disebabkan
2. Posisi
pada
elemen didalam
nya adanya
pada
reaktor. teras
Perbedaan
U-235 yang terdapat
termal
di-
tiap posisi
baik dit.injau dari segi
keselamatan
reaktivitas
geometri
termal
ni 1ai reak tivi tas el emen
maupun
1. Kandungan
neutron
difusi
penting unt.uk diketahui
sumbangan
buckling
Setiap
yang
elemen
masing-masing
nilai reaktivitas
ini
pada tiap elemen bakar
teras terhadap
sekelilingnya
misal-
ba tang kendal i. fasi 1it.a.siradi asi, moder ator
dan sebagainya.
II. TATA KERJA DAN PERCOBAAN
Peralatan 1. Reaktor
yang dipergunakan
dengan
segala
dalam
sistem
percobaan
instrumentasinya
ini adalah yang sudah
terpasang 2. Perlengkapan
loading
3. Kurva karakteristik Pengukuran dingin
di 1ak ukan
kalibrasi batang
reaktor
f"luida dan
pengukuran kal ibr asi
Ampel~ sert.a bebas teras
kompensasi
antara
dengan batang kendall
kendali
sisa
dari
awal/penuh
CBANK).
bersih
untuk menghindari
keenam
batang
element
ba t.ang kendal i sumber
gambar
kendali
neutron
1). Menggu-
yang akan di-
yang akan dikallbrasi Hasil
hasil
dengan JKT04 DX001=
pengaruh
Clihat
dan
penga-
peracunan
reaktivitas
reaktor stabil daya rendah
konfigurasi metoda
dahul u
kondisi
primer
aliran
melaksanakan
kondisi
nakan
suhu.
t.er1ebi h
x 10-9
pada
pada
serta tanpa pendingin
Sebelum
0.3
batang kendali.
dilaksanakan
ruh reaktivitas belahan.
dalam
dan reloading
dengan
ka.librasi tertera
pada
288
gambar
C2a).
ukuran
sebagai
1.
Reak~or JKT04
C2b) dan C2c). Kemudian
kendali
= 0.3
Pengatur
dan
s~abil
-9
x 10
3. Setelah bahan
daya
sumber).
dan Bank yang dlperoleh
yang akan
dikritiskan semula
pada
A (bebas
an awal pada kon~igurasi 2. Elemen
langkah peng-
beriku~
dikri~iskan
DX001
dilakukan
reaktivitas
dikeluarkan
dengan
poslsi setiap
daya
batang
tiap
dengan
Posisi ba~ang
merupakan
keada-
teras penuh
diukur
kembali
rendah
dari
reakt.or sesuai
kendall
perbedaan
teras. kemudian
dikelahui
seperti
maka peru-
kon~igurasipada
setlap
ba~ang kendali dapa~ dihitung dengan mempergunakan karakteristik ni Iai ~eak tivitas batang kerldali. Sehingga el emen yang di uk ur di per 01 eh ubahan reaktivi~as t.ersebu~ 4.
Reaktivitas di~en~ukan
dari
kon~ igur asi terukur. Langkah men yang
Ie-bih ~eras awal /penuh
1 sampai
bakar
ni1ai
reakt.ivitas ni 1ai
un~uk
masing-masing
berbeda pula
juga
pengukuran
per dapat.
lebih
reak t.i vi tas
elemen
dan
dar i
dike1uarkan
pad a elemen
bakar lainnya.
t.erukur t.ersebut..mempunyai
berbeda. Dilakukan el emen ber i1ium.
I I I.
e1emen
dengan
3 diu1ang
yang
saat
se1isih
j urn!ahan
yai ~u
kandungan
keadaan
nilai
EleU-235
sekelilingnya
reaktivitas
untuk
HASI L DAN PEMBAHASAN
Kondi si dan disajikan
27.50C
kondisi
dilakukan
teras
pada tempera-
diusahakan
bersih
dan
i
primer
suhu dan aliran sama dengan berilium
dan
reak ~i vi t.as elemen
Sebe1um me1akukan pengukuran reak~ivitas element diterlebih dahul u kal ibr asi ba tang kendal tanpa
pendingin
diukur
ni 1ai
pada tabel (1). Pengukuran
t.ur ~eras dingin. 1akukan
hasi 1 penguk uran
unt.uk menghindari ~luida.
Kondisi
pada kalibrasi
adalah
pada posisi
pada posisi
pengaruh
reaktor
reakt.ivit.asdari
pada saat pengukuran
bat.ang kendali.
Elemen bakar yang
E-6. E-5 dan E-4 sedangkan
G-4 dan G-5.
elemen
Tabel 1. Hasil pengukuran
-
V1TAS
reaklivilas
elemen
-
2871.23 8,213 ,78 0 ,32 8/12/88 FE/R1-23 E-5 E-4 FE/R1-21 7/12/88 ( U-235 MASA (GRAM) REAKTIVITAS ELEMEN ELEMEN YANG REAKTI DIUKUR5/12/88 BE/JF03e G-5 TERAS POST JEN1S/NO LEBIH S1 KETERANGAN E-6 FE/R1-19 $1-2/12/88 )TANGGAL ($) (X) BE/JF034 G-4 5,72 7,48 3.74 4,56 237,201 240,783 4,89 5,96 2,30 1,88 241,550 2,46 5,07 13,32 3,37 5,80 Konf'igurasi 7,9:4 (penuh) Temperat..ur No awal leras saal "" 27,50C pengukuran
I\) CD
290 10
K
BE
9
8
FE DE FE DE BE FE CE FE BE BE DE DE DE 0 (:{) (;) @ '-~ / TP I
7
6
5
4
3
2
1
I 4' I
BE FE BE \~/BE DE DE
K
..- ...
J
J
H
H
G
G
F
F
E
E
o
o
C
(
8
B
A
A
10
9
8
7
BERYLLIUM
'6 BLOCK
5
4
3
2
1
REFLECTOR
BE = Beryllium Element DE = Dummy Element FE = Fuel Element r~~
Control
[2]- Beryllium I ~ I Neutron Gambar 1.
Element +
Pl ug
Sburce Konfiguasi ~eras I RSG-G.A. Siwabessy
•
291
l0 Q
,w !
-;
oIf)
!
k'J
j
I ! ;
-i
!
'-'
" !~
~ I
."
CI 0($
~. ._ -;; g]
0> I .,,-;-. W
f- " =--.,,;
.,-i
~
_or .-.,
tu~
I
~~- ~:-.:.~ ~r
\.
~
F:"'"
I
---
0 -2 ~~ ~~
!
~
ill
~
~ Q)
~ -
~ i
.
::.:
i ~ ~= --=
!
..-::. 1 ~.:
I
_
-1I .
.t -,-i
~
~;.:
C\!
..i..l
..::.(
.~: :
i J
....• VI
r::'.
~,~
~
C\!
.c C\!
'"'"'
fj) ~
~ ..,)
~~
.
~
r=
'-1t ,Yi
C\!
r:) ~1: ~ ~
V ~
~ 5
~
C\!
(\] '"'
,=,
C\!
.~ •
..Q
~ If!
..... ~~ ~~ -~ 'J ;.,. ~~ ~~ ill ;;~ ~.!J @ rf .=
r
E C\!
t!)
::11!'1.
Q
= '-'
o~
aH) N
"-='
r..,
..
.'=~ ,-. r-J g-) ~D 0t-~ [~~ h. !?o. 1.:"': "\.1
~
r=J
T'-
-
Vi!L.1 .r~ '--! tr1 f4J W ..,.l.i..! 1
.~:-; 1:='. .•..
If1 C; ~;
292
! i ! ~.n ~~
0-
f~} ~:
-~-
F-...
•
f-~ .• ... -.
'f':_.7=
tf .~ ~
}==
~~
,.="'~ .= ;,:.; r. .,~ s_~ ;-:\ '='" ~
~ r1i ~ ~t! """
t"'j
-
O-
-
ir! L'i ----.. - ... 11 ~~ tfj
rJ
~~
e'J (fj
= O~~Dr~~ tF! -~ i"\i -- N..•
...
f-;J ~,.
-~f~j ....
ii ~
t:-.:i
i"":..; :',.1
.
-
293
\
.-< iU t..Q = !,-, ~ ~...1ii ii V ""-i -' ::-:£~ ~ ~~ -~iii;II -~ .r=. ~
na0
~.
;.-.
I
'-=-", ,----j
~ L. ((j .~ Q) E u.. (\J[0 ~ I ~....• 1) ((j .Q ~ L. •.... u.. C --' -:-r.." ~ (J) .((j:J((j~ ~ ((j ~!
sJ I I~.
.-r~ -l ~!.~ ~ G C ~~
I
::31'
111
I
--=-=
I!!IiI ..Jt!) rod > .Q ~~1 L ((j . (""I LD ,.....,. i!~T--
II I
-::-=.
~:
,,I
,j , t~
.••..•.
~
i=
~-.,~ ~~£~ -==-= ~~ --UJ -'" \;'i ~~
b
iU F-~~
;j1 0••••
.
~~~.
~!} ~# --;:';~~
r-:~
;..
"'!I
~
-. ~I.i\ ~"~
. 0an
,:"'t ,I:'=!=fP!f'..~~ :: ,A" ==.. ~l :r--~ !;~:. ~ 1\. ~, V ~;i i,I.'A In In 1. ·W f"~ t\J ~\! ~\J • -=rT""'.
;"I.~
L.:..J .....
:oO-, :..:~ ....,..,~
T"~: IC1
=
;-
--
0
294 Masing-masing sehingga
tidak
komisioning elemen
memerlukan
dapat
untuk
waktu
dilakukan
pengukuran
sekaligus.
ini
pengukuran
pendek
cukup
lama
Oleh karena
waktu
maka tidak
semua
bakar dapat diukur.
Dengan adaan
elemen
pengukuran
diatas
reaktivitas
diperkirakan
bahwa
men bakar yang lain berkisar
elemen
nilai
antara
bakar
seperti
reaktivitas
dari
keele-
harga hasil pengukuran.
IV. KESI MPULAN
Kesimpulan adalah :
yang
1.
bakar
Untuk sama
elemen dan
dapat
t.er1etak
posisinya
dipetik
dengan pada
kandungan
hasil
U-235
yang
relat.ip
yang sama, pengaruh batang kendali memberikan
yang cukup berbeda
2. Nilai t.ot.alreakt.ivit.aslebih t.eras sebesar kecil
pengukuran
deret. huruf
t.erhadap kedudukan
nilai reaktivitas
dari
bila dibandingkan
dengan
jumlah
dari
8,26
$,
nilai
lebih
reakti-
vit.as t.iap elemen terukur pada teras reakt.or. Jadi dapat. dikatakan bahwa nilai reakt.ivitas lebih t.eras bukan merupakan
nilai t.ot.aldari masing-masing
reaktivit.as elemen
t.erukur pada teras reakt.or 3. Pengukuran jutkan
nilai reakt.ivitas elemen
kembali
ini masih akan dilan-
pad a tera berikutnya.
jelas pengaruhnya
sehingga
akan lebih
t.erhadap yang lain.
ACUAN
1. Safet.y Analysis 2. Richard
Stephenson,
Mc Graw-Hill 3.
Report
Lamar sh John Addison-Wesley
TANYA JAWAB
1. Teeas Sutondo
MPR-30,
"Int.roduct.ion to Nuclear
Book Company, R,
Rev 6, BATAN, 1986
Inc, New York.
"Int.roducti on
Publishing
1954
t.o Nucl ear
Company,
Engineering"
Engi neer iog" ,
New York. 1983.
295
Disimpu.~kan
ba.hwa reakt Lvi tas
Lebih
reakt Lvi tas eLemen. Apakah su.dah rea}? t i v i t as e Lemen se Lur'Uhn.ya ~ Hohon dLje~askan.
teras
<
di Lakukan
sebab men.8enai perbedaan
dari
tota~
pen~uran
tersebut
Jawaban se Lur1..lh.. e l.emen be hlm. di La-
Pen8'Uku.ran reakt i.vi tas 'Untuk
ku.kan ,~arena tI.'C.!.kt'U peng'Ukuran. yang sempi t. Perbedaan. tersebu.t antara ~ain. disebabkan ji8urasi pada ~aat pen8'Uk'Uran, sehin88a seran distribu.si j~uks teras. 2.
perbedaan terjadi
kon-
per8e-
Syarip a.
Apakah dasar pemi Lihan seteru.snya ~
b.
Apaka.h jika subJu'i t ik. ?
D£
pada
eLemen bakar
£-6
£-7
dan
£-4. £-5, £-6
diambiL
reaktor
dan akan
Ja'Waban
a.
Dasar pemil. ihan e~emen
yan8
diukur
ada~ah j'Uga u.ntuk
menent'Ukan pembentukan teras I I, dim.a.na pada saat rej'Ue~ in8 har'Us ki..to. mu~ai.. pada kondi..si subkri. tis. Dengan
pen8ukuran
yan8
kita
Lakukan dapat
berapo. e~emen yan8 har'US dikeLuarkan m'U~ai kondisi. teras ke duo. b.
Ii.ka akan
DE sarna den8an s'Ub,~ri..tik
£-6
,~arena
dan
£-7
untuk
diketah'Ui dapat
diambi.. L reaktor
rea,~tivi..tas
DE san8at
met idak
keci~
