Jakarta, Technology-Indonesia.com – Energi nuklir telah berkembang menjadi salah satu sumber energi alternatif yang dapat memenuhi kebutuhan energi listrik. Faktor keamanan dan keselamatan reaktor nuklir menjadi hal penting yang harus terus dikembangkan untuk mencegah terjadinya kecelakaan nuklir.
Anni Nuril Hidayati dari Program Studi Doktor Fisika – Institut Teknologi Bandung (ITB) mengatakan melelehnya bahan bakar pada teras reaktor menjadi poin pertama dalam urutan kejadian kecelakaan pada reaktor nuklir.
“Pada kecelakaan reaktor nuklir akan terjadi interaksi dua fluida, yaitu antara air pendingin dengan molten fuel serta antara molten structure dengan feed water,” papar Anni dalam Focus Group Discussion (FGD) Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Limbah Radioaktif (PRTDBBNLR) – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) pada Senin (20/02/2023).
Pada FGD bertema ‘Pengenalan Moving Particle Semi-Implicit untuk Simulasi Kecelakaan pada Bahan Bakar Reaktor Nuklir’ ini, Anni menjelaskan salah satu metode yang dapat digunakan untuk mensimulasikan fenomena gerak aliran atau relokasi fluida yaitu dengan metode Moving Particle Semi-implicit (MPS).
“Pada tahun 1996, Koshizuka dan Oka mengembangkan metode Moving Particle Semi-Implicit atau MPS ini untuk kondisi tak terkompresi,” jelas Anni.
Metode MPS ini merupakan metode berbasis partikel yang sangat baik dalam menyimulasikan pergerakan bahan bakar cair (molten fuel) dalam sebuah reaktor, karena dapat menganalisis aliran permukaan bebas dari cairan yang tidak termampatkan tanpa menggunakan mesh grid.
Anni menyebutkan terdapat dua persamaan utama dalam metode MPS yang cukup mempresentasikan dinamika fluida, yaitu persamaan Mass countinuity dan persamaan Navier stokes.
“Persamaan perubahan kecepatan yang dihasilkan oleh berbagai macam suhu yaitu, tekanan, viscositas, dan adanya gaya lain bisa gravity, gesekan dan sebagainya,” ujarnya.
Dalam mempelajari metode MPS ini, menurut Anni dibagi menjadi tiga tahap, yaitu pertama menyiapkan kode program, menyiapkan geometri beserta simulasi dan menganalisis hasilnya.
“Salah satu contoh eksperimen yang dilakukan untuk memvalidasi hasil simulasi yaitu menggunakan drum brick yakni air diletakan di satu sisi suatu wadah lalu dibiarkan mengalir begitu saja,” jelasnya.
Narasumber dari Fakultas MIPA – ITB, Asril Pramutadi Andi Mustari memaparkan bahwa metode MPS ini dapat digunakan untuk mengetahui kondisi bagian bawah reaktor dengan menyimulasi bagian-bagian terkecil.
“Terutama dari reactor pressure vessel (RVP), apakah sudah meleleh atau belum. MPS dapat menggambarkan pelelehan yang kecil seperti di control raod pada saat kecelakaan nuklir, namun tidak bisa menghitung perhitungan yang besar,” ungkapnya.
Kelebihan MPS adalah lebih sederhana, lebih mudah, lebih cepat dalam perhitungan dibandingkan dengan mesh metode serta mudah dilihat perubahannya pada saat melting.
Peneliti Ahli Muda PRTDBBNLR – BRIN, Winter Dewayatna menyatakan bahwa metode simulasi MPS ini merupakan hal yang baru bagi mereka. “Kita biasanya menggunakan program-program yang memakai metode konvensional memakai mesh-ing seperti pinit system atau pinit elemen,” ujarnya.
Simulasi model partikel yang pernah dicoba adalah model dengan metode Monte Carlo N-Particle (MCNP), yaitu dengan sistem stokastik atau probabilistik yang sifatnya acak dan selalu mengenerate bilangan acak.
“Metode ini dapat dicoba untuk diaplikasikan pada disain bahan bakar maupun prediksi kinerja dari bahan bakar,” terangnya.
Kepala PRTDBBNLR – BRIN, Syaiful Bahri mengatakan bahwa software atau modelling MPS dapat merepresentasikan bahan bakar reaktor pada saat mengalami kecelakaan. Menurutnya, tidak mudah membuat eksperimen dengan kecelakaan.
“Karena itu melalui simulasi kita bisa melihat bagaimana interaksi partikel dengan fluida, bagaimana representasi partikel pada saat mengalami kecelakaan, bagaimana efisiensi komputasi ini bisa kita tingkatkan dengan metode yang kita ambil nanti,” jelasnya.
Syaiful berharap periset di PRTDBNNLR – BRIN tertarik untuk menekuni ilmu modelling dan dapat dirintis bersama-sama mendevelope model-model yang lebih baru dan lebih akurat terkait bahan bakar nuklir, baik pada kondisi normal, kondisi kecelakaan maupun pada saat mendisain. (Sumber brin.go.id)
Mengenal Simulator Kecelakaan Bahan Bakar Reaktor Nuklir dengan Metode MPS
