Neutron Radiolysis Aspect On Hydrogen Injection For Suppressing PWSCC

NEUTRON RADIOLYSIS ASPECT ON HYDROGEN INJECTION FOR SUPPRESSING PWSCC

Geni Rina Sunaryo
PTRKN � BATAN
ABSTRACT
NEUTRON RADIOLYSIS ASPECT ON HYDROGEN INJECTION FOR SUPPRESSING PWSCC. At present, the modification of simulation program was done to understanding the effect of neutron radiolysis on producing radicals and molecules by using Monte Carlo. As inputs, the photon energy derivative up to fifth level of 2.2 and 0.8 MeV energy of neutron was taken, since the following derivative level has shown insignificant. Beside that, one set of g-values for radiolysis products, reactions and their rate constants up to 325oC were also taken as inputs. From the simulation results it is known that the number of radical produced is getting higher as temperature and inversely for molecules. It can be understood that radicals tend to difuse out from the the spur at higher temperature than their tendency to react among them or other molecules. Gamma�ray irradiation produce radicals more than neutron irradiation and inversely the molecular production is lower than neutron irradiation. The Injected dissolved hydrogen into primary water of PWR may react mainly with �OH and form H2O plus H� as a strong reduction radical. Then, H� will destroy dissolved oxygen (O2) to form �OH and / or HO2, which those both species are very weak oxidator. Since it is proven that there is a dependency of number of radiolysis product with radiation sources, therefore the understanding of radiation source portion in core is becoming very important. This fact gives a close relation with the number of dissolved oxygen produced and how big is the concentration of hydrogen is needed.

Keywords: neutron radiolysis, Gamma-ray radiolysis, PWR, PWSCC, hydrogen injection.

ABSTRAK
ASPEK RADIOLISIS NEUTRON TERHADAP INJEKSI HIDROGEN DALAM MENEKAN PWSCC. Telah dilakukan pengembangan program simulasi menggunakan metoda Monte Carlo untuk memahami pengaruh radiasi neutron terhadap pembentukan produk radiolisis. Masukan berupa distribusi energi foton dari sumber neutron 2,2 dan 0,8 MeV hingga turunan kelima. Set reaksi radiolisis dan konstanta kecepatan reaksi dalam berbagai temperatur hingga 325oC juga sebagai masukan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa seluruh produk radikal akan cenderung naik dengan naiknya temperatur dan molekul cenderung turun. Hal ini dapat dipahami bahwa radikal lebih cenderung untuk berdifusi keluar dari spur pada temperatur tinggi dibandingkan dengan saling bereaksi dengan radikal atau molekul lainnya. Produk radikal untuk radiasi dengan sinar-Gamma lebih tinggi dibandingkan dengan radiasi dengan neutron, kebalikannya untuk molekul, radiasi dengan neutron menghasilkan produk molekul yang lebih tinggi dibandingkan dengan radiasi dengan sinar-Gamma. Diketahui pula bahwa gas hidrogen yang diinjeksikan ke dalam air pendingin primer PWR akan bereaksi utama dengan radikal �OH dan membentuk H2O serta radikal H� yang merupakan radikal pereduksi yang kuat. Kemudian radikal H� tersebut akan memecah oksigen terlarut (O2) membentuk �OH dan, ataupun HO2. Kedua radikal terakhir mempunyai daya oksidasi yang sangat rendah. Reaksi tersebut mendasari filosofi penurunan kandungan oksigen terlarut di dalam air primer. Karena terbukti adanya ketergantungan jumlah produk radiolisis terhadap sumber radiasi yang berbeda, maka sangat penting untuk dipahami proporsi berbagai sumber radiasi di teras reaktor. Hal ini sangat berkaitan dengan banyaknya oksigen terlarut yang akan diproduksi dan seberapa besar konsentrasi hidrogen gas yang dibutuhkan.
Kata kunci: radiolisis neutron, sinar-Gamma, PWR, PWSCC, injeksi hidrogen.

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir III, 2010 ISSN 1979-1208