Download
analisa burnup n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Analisa Burnup PowerPoint Presentation
Download Presentation
Analisa Burnup

Analisa Burnup

210 Views Download Presentation
Download Presentation

Analisa Burnup

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Analisa Burnup Zaki Su’ud

  2. Pengertian analisa burnup • Analisa yang berkaitan dengan perubahan jangka panjang (hari-bulan-tahun) komposisi bahan-bahan dalam reaktor akibat berbagai reaksi nuklir yang terjadi saat pengoperasian reaktor nuklir • Bahan-bahan pecahan reaksi fisi jumlahnya sangat banyak (lebih dari 1200 nuklida) dan karakteristiknya sangat beragam

  3. Analisa burnup secara umum • Proses burnup merupakan mekanisme yang sangat kompleks yang dipengaruhi berbagai faktor seperti komposisi bahan teras, distribusi fluks netron, temperatur, histori pengoperasian reaktor, dsb. • Beberapa program analisis burnup telah disiapkan untuk operasi yang bersifat standar misalnya terkait PLTN yang banyak dioperasikan

  4. Analisa Burnup secara umum(2) • Akan tetapi untuk kasus-kasus khusus misalnya menyangkut advanced NPP yang memiliki skema fuel cycle yang cukup kompleks maka diperlukan program yang lebih komprehensif • Dalam beberapa kasus program-program analisis yang ada pun perlu dimodifikasi agar cukup akuran dalam menganalisa kasus tersebut

  5. Contoh rantai burnup

  6. Persamaan Burnup terkait

  7. CONTOH DERET BURNUP YANG DISEDERHANAKAN Am-241 ^ • Pu-239Pu-240Pu-241Pu-242 • ^ • Np-239 • ^ • U-238 U-239

  8. Persamaan Burnup untuk deret yang disederhanakan

  9. Persamaan Burnup untuk deret yang disederhanakan(2)

  10. Solusi numerik • Ada sangat banyak metoda yang dapat digunakan untuk memecahkan persamaan burnup • Di sini diberikan contoh yang bersifat standar diantaranya metoda eksplisit berbasis finite difference dan metoda semi implisit berbasis finite difference juga • Metoda eksplisit mudah dirumuskan hanyasaja mempunyai tingkat stabilitas yang lebih rendah dari metoda implisit

  11. Solusi Numerik Finite difference Eksplisit

  12. Solusi Numerik Finite difference Eksplisit

  13. Solusi Numerik Finite difference Eksplisit

  14. Solusi Numerik Finite difference Eksplisit

  15. Metoda Implisit • Pada metoda implisit ruas kanan diisi dengan kombinasi duku pada iterasi waktu ke i dan i+1 dengan bobot yang dinyatakan dalam parameter tertentu • Metoda numerik jauh lebih rumit perumusannya dari metoda eksplisit tetapi memiliki keunggulan stabilitas yang jauh lebih tinggi

  16. Solusi Numerik Finite difference Implisit

  17. Solusi Numerik Finite difference Implisit

  18. Solusi Numerik Finite difference Implisit

  19. Solusi Numerik Finite difference Eksplisit

  20. Metoda semi analitik • Metoda analitik seperti yang dirumuskan dalam Bateman equation memiliki akurasi yang tinggi • Kendalanya metoda ini sangat rumit untuk deret yang panjang, hanya dapat diterapkan dalam deret linier, serta tak dapat digunakan untuk rantai siklus • Solusinya adalah dengan menggunakan metoda semi analitik

  21. Metoda Semi analitik(2) • Dalam metoda semi analitik maka rantai burnup dipotong-potong dengan panjang potongan yang diatur sesuai dengan kebutuhan/optimasi • Selanjutnya dilakukan iterasi burnup untuk masing-masing potongan rantai secara pereodik • Selanjutnya dilakukan updating nilai konsentrasi nuklida untuk tiap jenis nuklida

  22. THEORY BURN UP EQUATION An explicit Burn Up equation for each nuclide is : where Ni = concentration of ith nuclide λi = decay constant of ith nuclide σa,i = absorb microscopic cross section for ith nuclide Ф = neutron flux of nuclide Sm,i = production speed of ith nuclide from mth nuclide

  23. BATEMAN SOLUTION Bateman equation is one of analytic method to solve transmutation process in linear chain depend on time evolution General solution for linear chain of transmutation process

  24. SIMULATION Linear series for analytical method

  25. Burnup chain

  26. Burnup chain(2)

  27. Burnup chain (3)

  28. Burnup chain (4)

  29. Burnup chain (5)

  30. Burnup chain (6)

  31. Burnup chain (7)

  32. Nuclide concentration (NPu239 ) Nuclide concentration (NU8 ) time Nuclide concentration (NPu240 ) time Nuclide concentration (N) time time

  33. BEBERAPA HAL PENTING TERKAIT ANALISA BURNUP • Untuk reaktor cepat maka efek self shielding pada perubahan cross section microscopic tidak terlalu besar sehingga analisa burnup berbasis microscopic cross section dapat diterapkan • Untuk reaktor thermal efek self shielding pada perubahan cross section microscopic cukup besar sehingga analisa burnup harus dilakukan dalam sel bahan bakar

  34. BEBERAPA HAL PENTING TERKAIT ANALISA BURNUP(2) • FP berjumlah lebih dari 1200 nuklida dan karakteristiknya bergantung jenis reaktor nuklir yang digunakan • Untuk reaktor thermal ada beberapa FP yang sangat dominan sehingga dapat mewakili keseluruhan FP yang ada: misal Xenon, Sm, dll. • Untuk reaktor cepat tak ada Fp yang terlalu dominan sehingga secara keseluruhan harus diperhitungkan

  35. BEBERAPA HAL PENTING TERKAIT ANALISA BURNUP(3) • Untuk reaktor cepat metoda yang biasa digunakan adalah menggunakan lumped FP atau menggunakan beberapa puluh nuklida FP dan sisanya menggunakan lumped FP • Untuk perhitungan conversion/breeding ratio maka perlu dilakukan kalibrasi cross section fisi dan nilai v untuk masing-masing bahan fisil dominan • Dalam hal digunakan sejumlah bahan fisil secara serempak maka dilakukan kalibrasi FP

  36. Senstivitas Burnup pada Cross section

  37. Code Modification IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  38. IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  39. S S S S S S R R R R R S C2 C2 C2 C2 R S C1 C1 C1 C2 R S B2 B2 C1 C2 R S B1 B2 C1 C2 R S Radial direction IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  40. To stack outlet Figure 1. Reactor assembly of SPINNOR AND VSPINNOR IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  41. 105% 102.5% 100% 97.5% 95% Burnup parametric study results: U238 fission IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  42. Burnup parametric study results:Pu-239 fission IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  43. Burnup parametric study results:Pu-241 fission IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  44. Burnup parametric study results: U-238 capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  45. Burnup parametric study results: Pu-239 capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  46. Burnup parametric study results: Pu-240 capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  47. Burnup parametric study results: FP capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  48. Burnup parametric study results: Pb capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  49. Burnup parametric study results: Bi capture IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005

  50. Burnup parametric study results: Pb transport IAEA CRP RCM 21-25 Nov. 2005