SISTEM PENYIMPANAN BAHAN BAKAR BEKAS (SPB3)DENGAN PENDINGINAN KONVEKSI ALAM. TINJAUAN ASPEK KESELAMA TAN. - e-Repository BATAN

Sistem Penyimpanan Bahan Bakaf Bekas (SPB3)
Endang Susl/owatt, dkk

SISTEM PENYIMPANAN BAHAN BAKAR BEKAS (SPB3)
DENGAN PENDINGINAN KONVEKSI ALAM.
TINJAUAN ASPEK KESELAMA TAN.
E. 5usilowati, 5aiful 5, 5. Dibyo
Pusat Reaktor Serba Guna -BATAN

INTISARI
SISTEM PENYIMPANAN BAHAN BAKAR BEKAS (SPB3) DENGAN PENDINGINAN KONVEKSI ALAM.
TINJAUAN ASPEK KESELAMA TAN. Panas peluruhan yang dibangkitkan oleh bahan bakar bekas masih
relatif tinggi, sehingga tetap diperJukan pendinginan dalam penyimpanannya. Dalam kurun waktu 10 tahun,
fasilitas ini akan menampung 640 perangkat bahan bakar bekas yang berasal dari kolam penyimpan bahan
bakar bekas RSG. Besamya panas peluruhan dari 640 perangkat bahan bakr bekas tersebut adalah
9223,04 watt. Temperatur air pendingin kolam akan naik secara bertahap dengan kenaikan rerata
O,6°C/hari dan akan setimbang pada 35,8-,oC. Suhu permukaan bahan bakar bekas 80,24°C. Penguapan
air kolam relatif rendah, yaitu sebesar 14,37 I/hari Hal ini dapat diimbangi dengan pengaliran air tambahan.
Dari hasil analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa fasilitas SPB3 dapat dioperasikan secara aman
dengan pendinginan konveksi alam

Abstract
INTERIM STORAGE FOR SPENT FUEL BY NATURAL CONVECTION. SAFETY ASPECT REVIEWING.
Decay heat generated from spent fuel is should be taken into account and it still need a such cooling during
its storing. Along 10 years operation, this facility will store 640 spent fuel assemblies. The decay heat of
entire spent fuels is 9223.04 watts. Pool water coolant temperatur will gradually increase by 0.6°C/day and
reach equilibrium at 35.8~C. The surface temperature of spent fuel element is 80.24°C. Pool water
evapor~tion by 14.3 I/day is counter measured by adding make-up water. Hence, it can be concluded that
SP83 is safely operated just by natural circulation cooling.

PENDAHULUAN
Bahan

Saat ini reaktor G.A Siwabessy mempunyai

bakar

pemikiran yang

bekas

akan

memerlukan

tempat penyimpanan bahan bakar bekas dengan

serius di semua reaktor nuklir

kapasitas penyimpan sebanyak 300 rak. Bahan

setelah beberapa tahun reaktor tersebut beropera-

bakar bekas akan menempati 2/3 dari kapasitas

si. Sejak

tersebut

bahan

maksimum,
tinggalnya

bakar

mencapai

sesuai disainnya,

traksi

bakar

atau setelah masa

yaitu

menganggap

sebanyak

bahwa

200

reaktor

rak

akan

Dengan
beroperasi

di dalam teras reaktor' habis, bahan

sebanyak 8 siklus/tahun dan setiap siklus reaktor

bakar bekas dipindahkan ke dalam rak-rak yang

membutuhkan 8 bahan bakar, maka setiap tahun

berada di kolam penyimpanan bahan bakar bekas

akan ada 64 bahan bakar bekas yang disimpan.

yang biasanya terletak berdekatan dengan kolam

Dengan perhitungan seperti tersebut diatas, rak

reaktor. Penyimpanan ini dilakukan
waktu

tertentu

penyimpanan

tergantung
rak-rak

dalam jangka

dari

kapasitas

tersebut.

Dengan

bertambahnya bahan bakar bekas yang disimpan,
perlu dibangun tempat penyimpanan yang lebih
besar

mengingat

bahan

bakar

bekas

masih

berpotensi untuk menimbulkan bahaya radiasi.

penyimpan akan penuh selama 2 tahun.
mengantisipasi

masalah tersebut

Untuk

saat ini telah

dibangun tempat penyimpanan sementara bahan
bakar

bekas

penyimpanan

,

SPB3

bahan

,

yaitu

bakar

suatu

bekas

tipe

tempat

kolam

ukuran 5m x 14m dengan kapasitas penampungan
sekitar
bakar

TKRR -12
Hal. 12 -1 dari 12 -13

1436 perangkat
yang

digunakan

atau
untuk

sebanyak

bahan

operasi

reaktor

:1

Prosiding Seminar ke-3 Teknologi den Keselamatan
PPTKR -PRSG, Serpong, 5 -6 September 1995

selama 25 tahun. Fasilitas

PL TN serta Fasilitas Nuklir

SPB3, yang dipasok

-mencegah pelepasan zat radioaktif

oleh AEA Engi/)eering , terletak diantara gedung
reaktor

dan

membujur

gedung

dari

instalasi

Status

bekas harus dapat menjamin bahwa bahan fisil

barat ke timur.

bakar

saat ini

2

tahun

bahan bakar

yang terkarrdung di dalamnya selalu dalam kondisi

bekas dengan traksi

sekitar 56% setelah

prinsip pertama.

disain s~atu sistem penyimpanan

adalah masih dalam tahap konstruksi
Bahan

Untuk mempertahankan

radio metallurgi

bakar

didinginkan di

subkritis.

Sedangkan syarat 2 dan 3 dilakukan

dengan cara merendam

bahan bakar bekas di

dalam kolam penyimpan bahan bakar bekas dekat

bawah permukaan air pad a kedalaman tertentu.

kolam reaktor, dipindahkan ke SPB3 melalui suatu

Selain berfungsi sebagai perisai. air juga berfungsi

kanal penghubung

sebagai

bakar

( transfer channel

bekas disimpan

di dalam

). Bahan

rak-rak yang

media

pendingin.

penyimpanannya,

Pada

panas

awal

waktu

peluruhan

yang

terendam di bawah permukaan air bebas mineral

dibangkitkan oleh bahan bakar bekas masih cukup

dengan

kedalaman

sebagai

media

4,5

m.

pendingin,

Selain

berfungsi

tinggi sehingga sistem pendinginan secara basah,

juga

berfungsi

yaitu

air

pendinginan

sebagai penghambat radiasi yang ditimbulkan oleh

sebagai

produk fisi yang terkungkoog

altematif.

di dalam

matrik

media

dengan

menggunakan

pendingin.

merupakan

suatu

Panas peluruhan yang dibangkitkan bahan

bahan bakar. Untuk mengefektifkan pendinginan,
kolam penyinpan bahan bakar SPB3 dilengkapr

bakar

dengan sistem pendingin yang terdiri dari satu unit

ORIGEN2.

alat penukar

digunakan untuk menghitung pembangkitan

penukar

panas

panas

primer

sekunder.

dan satu unit alat
Diagram

aJir sistem

bekas

untuk tahap awal, fasilitas

penukar

daerah

untuk

mendukung

sirkulasi

pendingin

gaga I. sehingga

tidak

bisa

peluruhan akan dipindahkan
alamiah. Masalahpenting
adalah

bahwa

perlahan-lahan
ko!am

suhu
dan

dipercepat.

ditekankan

difungsikan.

aliran
Panas

ke air kolam secara

yang harus diperhatikan

bahan

bakar

akibatnya
Analisis

terhadap

bakar khususnya

sistem

akan

penguapan

air
ini

kelongsong

perhitungan

pembelahan.

ini
dan

satu

kelompok

dan

satu

peluruhan

dan

proses

aktivasi

merupakan fungsi dari waktu dan dijelaskan oleh
persamaan

differensial non homogen orde satu

sebagai berikut :

naik

pada kondisi

aspek keselamatan

ketahanan

program

Kecepatan perubahan nuklida karena proses

rencana tersebut, dalam tulisan ini dihipotesakan
pompa

paket

paket program

dan panas peluruhan. Metoda yang digunakan
adalah

Sehingga

dengan

penyusutan radionuklida serta sifat-sifat lain dari

SPB3 akan dioperasikan tanpa mengaktifkan aJat
panas.

dihitung

Pada prinsipnya

bahan nuklir termasuk di dalamnya hasit aktivasi

pendingin ditunjukkan dalam gambar 1 terlampir.
Direncanakan

air

N

N

dx/dt = ~ ~ j ~ ++ ~ fit Uk x.. -(A;+ +t:J;+ r;)+ Fi
i-1

k=1

bahan
i = 1.,

bahan

N

)

bakar terhadap panas peluruhan yang ditimbulkan.

~

= konsentrasi nuklida i

N

= jumlah nuklida
= traksi peluruhan nuklida j ke nuklida i

TEORI:

= konstanta peluruhan radioaktif

Prinsip keselamatan yang harus diperhatikan
dalam

menangani

penyimpanan

bahan

bakar

bekas adalah :

+
fik

= fluks neutron rata-rata
= traksi penyerapan neutron dari nuklida k
yang membentuk nuklida i

-mencegah terjadinya kritikalitas
-mencegah paparan radiasi yang melebihi

O"k

= tampang
nuklida k

batas

TKRR -12
Hal. 12-2dari12-13

lintang

penyerapan

neutron

Sistem Penyimpanan Bahan Ba~
El)(iJIJg SusikJWati, lick

F;

= kecepatan penyusutan nuklida i

dQldt

= kecepatan pembentukan nuklida i

dQldt= perubahan jumlah panas di kolam

pustaka

data

yang

memuat

data

radioaktif,

tampang

sera pan

dan

banyaknya

foton tiap

peluruhan.

Pustaka

data

tersebut

dikelompokkan

aktinida,

produk fisi dan produk aktivasi. Untuk

melaksanakan

menjadi

01

konstanta

peluruhan

tiga

yaitu

:

= 01 -02- 03

pending in
= m. Cp (~-

Paket program ORIGEN2 dilengkapi ~engan

= NA.A +hj A(T txJIk-T 1xJarJ+~(JA(T Ix-'

C'"

,~...

:I:

~-.:
:':r-o

:

C»--';-

.~-,.,»-:.

..,,-~-,

,.~.."",

~.~~'~~~~V'~,~"

..'..

-<

'..

, """""",

II'

,-

"'AI
c.AI

§

I\)

.0

:

r-o~

,-,-

",...

ZC
C\
.N

...
:.

..
','

t

ZIA

'""..

'"
...

,.,

"zC..
""

°0

,J

'j

N

,~

~

'C.

..'- " ,

'"

..z.
zC\,

+

~

C»

.'"
'" I
N'"

0

~..

.~

'"

~
"'..
~

...

.
...
C

.

'"
'..
:;
'"
In

+

~

='

0

..c
"V

..
...
..
C
C
.£

.
(8

.

...
...
"

-'"
...
...

!!!
:,rn ~
a1-

(D

:, 3

IQ

"tI

II)

(D

I::
"
co -<
'a' 3
~ "0

Qj .,

-" .,
.-'
R "

~~
""
.,
"

.,OJ
~
~

OJ
(D

.,~
UI

'iii

"tI

~OJ

,
:--'-'-"'_."""","""_.'-"'~Oo~"'J"O_""'.,~~"v""'"
c
,-,~"",~""""--,"~"""OO-""""',,'~"'--W"'O:,-,,,w-.

.'~

r:","'..",m.::
Oo""'.oOo"OO...Oo"":'"""",w
'"- "'O""""",~".".:..."'w-."-"""""~,,,-~~o

...
~
-c
Go

,...."""'."."""'1.'."'."..
~

.:..,~::.,."

~

.,

0..,

...~
c::.~
:':':::0
.':'::,
"to
..""""""'J'.""""_"""""""~""."""",,,,,u...,
..1.1"..'1.

z
~

-~

Go

--

.:',.: ,... .';":":':Q~':"."~":".';":'=~~.~
"-~~
".
"""-I-..'"...~

"

7

CI ,

"S~

:2~

'"Iea.

a. a.

.:-~:..
,...,"'"
""."

...,."
".

...'.'.'",

~

..~~
-'~""
..~"

;;

.~

,-,.-

""'--~

,,I-"

'"' ,

1 "'.

"".. '" """

~"'..,~:
v~.,
8C.~ ,..,""

.-,-,
""".;.",
~""'.,,"'.--o.,,.'"
~,,
-'v,

'~"".

..,.

,~

..""..,
.:';%%%~"'
--!:'~"?_m,¥...~

-~
"'7"..r~"'~~",

c-c"'aor~~
"U"",UO7a

0

""'-.
C'

~...

cx:"C

cx:O

".~'"
0'"
...'.. '"

"",.,..,.-~"",..,

".:"";o"""""'C'C""".oW'.""'"""""",-""",-"",.,,

'¥
r~,.

...~

,:
0

""'.'_-o"""""~I~OOOo""'_"

C)

,a)"'",

co:.

:-- to

I-~

"'.""

8W

--c.
"'"'

UJ

UJa.

"".1

"""""""""'~'"

w

,."'00

'§:(D
0 ,

EUJ
Qj~

..,
.""W'

~.c"'.+'.I".:I""+""'II"I"""I".~""'.
'i.
""""'W"""U:"""""""""""""""""""""""",",u',"u""

I

"S~

..'"...
,,-.-,-

c

e
...co
'C.

7&.
Qj-Qj
~
-UJ
'" -

.1

"~"",,,C,"""""
-o"'...,.."r..oo..~o,..".,.:

~~"
,-_."'O"""":::",~""""""",.,ft,,,~
C'"""""""""~.-,,.,,~.

a.C

-

"

, "'... '" "'

,.,-~~..",..~...,~

,.,..o_",-r.

.~
'¥%

~'.

c:

,I'

,

'"

Doco"..n"'con"'ooo-..,...~n",p'='-C'n"'OO'"
""(.f"'O"'~"""""'",,"""~r""~","Oo~_.'~r.."~"~

00

~="'~r

Qj

,..

""n""""~~"

:o,

~...~
%-n
.c
X

~I/)

;

"""""'