82 ISSN 0216 - 3128 Suwoto, dkk.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
PROSES PEMBANGKITAN DATA NUKLIR ENERGI KONTINU
TEMPERATUR TINGGI DENGAN PROGRAM SIGACE
Suwoto, Zuhair dan Hery Adrial
Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir - BATAN Kawasan Puspiptek, gedung 80 Serpong
Email :suwoto@batan.go.id
ABSTRAK
PROSES PEMBANGKITAN DATA NUKLIR ENERGI KONTINU TEMPERATUR TINGGI DENGAN PROGRAM SIGACE. Telah dilakukan proses pembangkitan pustaka data nuklir energi kontinu (ACE-file)
temperatur tinggi tanpa menggunakan program pengolah data nuklir NJOY. Proses pembangkitan pustaka tampang lintang data nuklir menggunakan program SIGACE pada temperatur tinggi dengan memanfaatkan ACE-file yang tersedia pada temperatur rendah (300K). ACE-file pada temperatur 300K ini biasanya sudah tersedia bersama paket program Monte Carlo MCNP/MCNPX. Proses pembangkitan pustaka tampang lintang energi kontinu pada temperatur tinggi 600K, 900K, 1200K dan 1500K dilakukan dengan program SIGACE untuk nuklida/isotop 10B, 11B, 12C, 16O, 28Si, 235U dan 238U. Sebagai pembanding digunakan pengolah data nuklir standard program NJOY99.v364. ACE-file pada temperatur 300K yang diolah dengan program NJOY99.v364 sebagai dasar inputan program SIGACE. Verifikasi secara visual dilakukan dengan program COMPLOT-2010. Validasi hasil pengolahan data nuklir melalui perhitungan nilai multiplikasi reaktor menggunakan program Monte Carlo MCNP5v1.2 pada bahan bakar pebble-bed berisi TRISO UO2 untuk RGTT200K. Secara umum verifikasi pengolahan data nuklir dengan program SIGACE memberikan hasil cukup baik. Sedangkan hasil validasi untuk seluruh temperatur proses memberikan perbedaan maksimum nilai multiplikasi reaktor (SIGACE/NJOY99.v364) relatif kecil sekitar ±0,75%. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pembangkitan pustaka tampang lintang data nuklir energi kontinu (ACE-file) temperatur tinggi dengan program SIGACE dapat digunakan bila tidak tersedia program pengolah data nuklir NJOY dan file data nuklir terevaluasi ENDF.
Kata kunci: pengolahan data nuklir, ACE-file, SIGACE, NJOY, MCNP/MCNPX
ABSTRACT
PROCESSING OF HIGH TEMPERATURE CONTINUOUS ENERGY NUCLEAR DATA GENERATION USING SIGACE CODE. Generation of high temperature nuclear data library of continuous
energy (ACE-file) has been done without using nuclear data processing commonly used such as NJOY code. The generation process of nuclear data libraries using SIGACE code for high temperature by utilizing the ACE-file available at a low temperature (300K). The ACE-file at a temperature of 300K is usually already included with the Monte Carlo MCNP/MCNPX package code. Nuclear data library processing of continuous energy at high temperatures such as 600K, 900K, 1200K and 1500K for 10B, 11B, 12C, 16O, 28Si, 235U and 238U isotopes are created with SIGACE code. The NJOY99.v364 code is defined as standard compared code. The 300K ACE-file processed by NJOY99.v364 code is as basic input of SIGACE code. Visual verification has been done using COMPLOT-2010 code. The ACE-file nuclear data processing is validated by Monte Carlo MCNP5v1.2 code for reactor multiplication calculation of pebble-bed fuel containing UO2 TRISO for RGTT200K. Overall results of nuclear data processing with SIGACE code are relatively good. While the results of validation based on reactor multiplication calculations (SIGACE/NJOY99.v364) are relatively small differences (maximum around ± 0.75%) for all high temperatures processed. Therefore we can conclude that generation of high temperature continuous energy nuclear data library (ACE-file) with SIGACE code can be used if there are not available nuclear data processing code such as NJOY andEvaluated Nuclear Data Files (ENDFs).
Keywords: nuclear data processing, ACE-file, SIGACE, NJOY, MCNP/MCNPX
PENDAHULUAN
NDF (Evaluated Nuclear Data Files) merupakan kumpulan file data nuklir terevaluasi yang tidak dapat digunakan secara langsung dalam perhitungan neutronik fisika reaktor atau perhitungan-perhitungan lainnya. File data tersebut untuk dapat digunakan dalam perhitungan neutronik dengan program transport
Monte Carlo MCNP/MCNPX(1), harus terlebih
dahulu diproses atau diolah sedemikian rupa sehingga menjadi pustaka tampang lintang data nuklir neutron energi kontinu yang dapat dipakai oleh program Monte Carlo tersebut. File ENDF terbaru yang ada sekarang ini adalah ENDF/B-VII(2), JENDL-4(3), JEFF-3.1(4), CENDL-3.1(5) dan lainnya.
Dewasa ini program transport Monte Carlo MCNP/MCNPX merupakan salah satu
program komputer yang banyak digunakan dalam berbagai perhitungan, salah satuya adalah untuk menyelesaikan permasalahan transportasi/interaksi neutron pada reaktor temperatur tinggi, sehingga membutuhkan pustaka data nuklir energi kontinu pada temperatur tinggi juga. Program transport Monte Carlo MCNP/MCNPX dapat digunakan untuk geometri yang kompleks. Program Monte Carlo MCNP/MCNPX ini memerlukan file pustaka data tampang lintang energi kontinu pada temperatur tertentu yang harus disediakan sesuai dengan material/isotop yang diperlukan dalam perhitungan neutronik fisika reaktor maupun perhitungan lainnya. File pustaka data tampang lintang energy kontinu ini dikenal dengan sebagai ACE-file (A Compact ENDF file). File pustaka data nuklir energi kontinu ini berbentuk ”pointwise
cross-sections” yang berisikan semua reaksi antara
neutron dan material yang digunakan seperti, tampang lintang total, hamburan elastik, hamburan inelastik, fisi, absorpi, tangkapan radiasi dan reaksi lainnya pada temperatur tertentu yang biasanya dinyatakan dalam kT (satuan MeV, Mega electron
Volt).
Untuk membuat atau menggenerasi pustaka data nuklir (tampang lintang) energi kontinu dalam bentuk ACE-file yang digunakan dalam program transport Monte Carlo MCNP/MCNPX biasanya dilakukan dengan program pengolah data nuklir seperti NJOY. Program pengolah data nuklir NJOY99.v364 dijadikan sebagaiprogram pengolah data standar
(pembanding)(6). Program pengolah data nuklir
NJOY dapat mengakses secara langsung file ENDF (Evaluated Nuclear Data Files) yang tersimpan pada temperatur mutlak (0K) untuk memproses material pada temperatur tertentu melalui modul-modul yang dimilikinya seperti: MODER, RECONR, BROADR, HEATR, PURR, THERMR, GASPR, dan ACER. Modul ACER merupakan modul keluaran khusus untuk membentuk ACE-file pada temperatur yang dikehendaki melalui modul sebelumnya (BROADR) untuk memprediksi perilaku Doppler pada kondisi operasi tersebut, seperti telah dilakukan pada penelitian sebelumnya(7).
Dalam penelitian ini, penulis menggunakan program pengolah data selain NJOY,
yaitu program SIGACE(8) yang dapat dimanfaatkan
untuk memproses pustaka data nuklir energi kontinu ACE-file yang telah tersedia dalam satu paket program MCNP/MCNPX. ACE-file yang sudah tersedia dalam pustaka tampang lintang energi kontinu program transport MCNP/MCNPX pada temperatur tertentu (biasanya 300K) dapat ditingkatkan temperaturnya lebih tinggi lagi menggunakan program SIGACE tersebut. Program SIGACE dibuat khusus bagi pengguna/user program MCNP/MCNPX yang tidak memiliki
program pengolah data nuklir seperti NJOY dan file data nuklir terevaluasi (ENDF) mentah seperti file data nuklir ENDF/B-VII, JENDL-4, CENDL-3.1, JEFF-3.1 dan lainnya. Peningkatan temperatur data nuklir energi kontinu dimaksudkan untuk memprediksi sifat dan perilaku tampang lintang pelebaran Doppler pada kondisi temperatur tinggi yang biasa digunakan untuk analisis perhitungan pada reaktor temperatur tinggi.Sebagian besar pustaka data nuklir energi kontinu yang biasa digunakan selama ini untuk program MCNP/MCNPX adalah temperatur 300K.
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan data verifikasi dan validasi pengolahan/generasi pustaka data nuklir energi kontinu (ACE-file) temperatur tinggi (600K, 900K, 1200K dan 1500K) dengan menggunakan program pengolah data nuklir SIGACE, sehingga dapat digunakan dalam analisis perhitungan neutronik teras RGTT200K yang beroperasi pada temperatur tinggi menggunakan program transport MCNP/MCNPX, bilamana tidak tersedia program pengolah data nuklir seperti program NJOY dan tidak memiliki basis file data nuklir terevaluasi (ENDF).
TATA KERJA
Dalam makalah ini akan digunakan metodologi pengolahan data nuklir yaitu menggunakan program SIGACE. Data nuklida/isotop yang diproses meliputi uranium, silikon, oksigen, boron dan karbon yang merupakan material utama penyusun dari bahan bakar kernel partikel berlapis TRISO yang digunakan dalam reaktor berpendingin gas temperatur tinggi (RGTT200K).Secara lengkap nuklida/isotop beserta nomor identitas material (ID) yang digunakan disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Data nuklida/isotop yang diproses beserta nomor identitas material (ID) dari beberapa sumber file data nuklir terevaluasi (ENDF) yang tersedia.
NUKLIDA /ISOTOP
ENDF/
B-VII JENDL-4 JEFF-3.1 CENDL-3.1
235U 9228 9228 9228 9228 238U 9237 9237 9237 9237 28Si 1425 1425 1425 1425 16O 825 825 825 825 10B 525 525 525 525 11B 528 528 528 528 12C 600 600 600 625
Pengolahan data nuklir untuk isotop-isotop tersebut dilakukan dengan program SIGACE pada temperatur operasi 600K, 900K, 1200K dan 1500K. Sedangkan ACE-file yang diproduksi oleh NJOY99.v364 pada temperatur 300K diambil
84 sebag tempe dalam Monte denga konve kT (da
Pros
Siga
komp memb rendah tinggi kondi progra data n pustak (ACE nuklir 300K progra memb tinggi neutro meng nuklir tempe file p kemu bentuk ACEL tempe keluar sebag memp tempe doppl tampa memp Dopp denga progra dipros dipros untuk siap d data n Prosiding Pertgai basis data eraturnya men Korelasi d m cell yang e Carlo MCN an satuan Me ersi berikut(9): alam MeV) = = = =
ses Pengol
ce
Program puter yang buat/menggen h menjadi A i untuk mem isi temperatu am SIGACE nuklir dari file ka tampang E-file) yang te r energi kont yang bias am NJOY), bentuk ACE-f i lagi. Proses ge on energi kon gunakan SIG r yang tersed eratur rendah pada temper dian di konve k format file LST(10), sehi eratur rendah ran program gai masukan p peroleh tam eratur tinggi y ler broaden ang lintang pertimbangkanler pada kon an toleransi k
am SIGMA1 ses untuk tem ses akhir m k membentuk digunakan se nuklir neutro temuan dan Pr Pus a masukan u nggunakan pro dan konversi didefinisikan NP/MCNPX di eV dinyatakan = 8,617 x 1 dalam °K (K = 8,617 x 10 dimana T d = 4,787 x 1 dalam °R (R = 4,787 x dimana (Fahrenheit
lahan Den
SIGACE m dirancang nerasi ACE ACE-file temp mprediksi peril ur tinggi t E ini tidak m e ENDF men lintang neutr elah tersedia ( tinu MCNP/M sanya dipro , kemudian file pada tem nerasi pustak ntinu (ACE-fil GACE dimulai dia dalam ben tertentu (bias ratur rendah ersikan terlebi e ENDF men ingga terben tertentu. Kem m ACELST program SIGM mpang lintan yang dikehend ning cross-s karena efek n perilaku ndisi tempera kesalahan 0,1 merupakan fil mperatur tinggi enggunakan ACE-file tem ebagai pustak on energi kon resentasi Ilmia sat Teknologi A Y untuk ditingk ogram SIGAC temperatur t n dalam pr inyatakan dala n dalam hub 0-11 T, dim Kelvin) 0-11 (T + 27 dalam °C (Celc 0-11 T, dim Reamur) 10-11 (T+45 T dalam t)ngan Prog
merupakan pro khusus E-file temp peratur yang laku Doppler ersebut. Seh mengolah/mem ntah, melainka ron energi ko (dalam pustak MCNPX temp ses menggu diproses mperatur yang ka tampang l le)temperatur i dari pustaka ntuk ACE-file sanya 300K). tertentu te ih dahulu ke nggunakan pro ntuk file E mudian file E tersebut dija MA1-2010(11) ng neutron daki melalui p ection (pele Doppler) d tampang l atur tinggi te 1%. Keluaran le ENDF yang i tertentu, kem program SIG mperatur tingg ka tampang l ntinu energi ISSN 0216 -h - Penelitian D Akselerator da Yogyakarta, 4 J katkan CE. termal ogram am kT bungan mana T 73,15), cius) mana T 59,67), °Fgram
ogram untuk peratur lebih r pada hingga mroses an dari ontinu ka data peratur unakan untuk g lebih intang tinggi a data e pada ACE-ersebut dalam ogram ENDF ENDF adikan untuk pada proses ebaran dengan intang ersebut n dari g telah mudian GACE i yang intang tinggi - 3128Dasar Ilmu Pen an Proses Baha Juli 2012 untuk prog proses pen program SIG Gambar 1.
Verifikas
Pengolah
Ve lintang data pustaka pr secara v COMPLOT merupakan dalam pake visual (graf dengan pro dengan dat dengan prog Sed data hasil p nuklir neut dengan pro maka dilak reaktor p RGTT200K partikel b mengacu pa TRISO da Reactor) m MCNP5v1.2 benchmarki dapat dilak dimiliki pen Ba RGTT200K dengan dia gram/cm3 impuritas b tersebut dil lapisan kar setebal 95µ (Inner Pyr lapisan sili lapisan piro Carbon, O ngetahuan dan an - BATAN gram MCNP ngolahan da GACE disajik Proses Gen Neutron En Temperatur program SIGsi dan
han Data Nu
erifikasi data a nuklir energi ogram Mont visual/grafis T-2010(12). Prsalah satu pro et PREPRO-fik) memband ogram NJOY9 ta hasil pen gram SIGACE dangkan unt engolahan pu tron energi k gram SIGAC kukan uji perh
pada baha K(13) berupa k erlapis) TR ada desain ba ari PBMR(14) menggunakan 2. Validasi ing reaktor kukan karena nulis. ahan bakar K disusun ol ameter 500µm dan pengka boron pada k lapisi oleh 4 rbon berpori µm, lapisan p rolitic Carbo ikon karbida o karbon bag OPyC) seteba Teknologi Nuk P/MCNPX. D ata nuklir m kan dalam Gam
nerasi Tamp nergi Kontin Tinggi M GACE.
Validas
uklir
hasil pengola i kontinu tem te Carlo MC digunakan rogram COM ogram pengola -2010 yang dingkan data y 99.v364 (seb ngolahan yan E. tuk mengetah ustaka tampang kontinu temp CE maupun N hitungan nilai an bakar kernel berupa ISO dengan ahan bakar k ) (Pebble B program M hasil terh temperatur t a keterbatasan kernel parti leh kernel T m dengan d ayaan 10% kernel 4%. K lapisan yang (porous ca piro karbon b on, IPyC) se (SC) seteba gian luar (Ou al 40µm. Ke Suwoto, dkk. klir 2012 Diagram alir menggunakan mbar 1. ang Lintang nu ACE-file Menggunakansi Hasil
ahan tampang mperatur tinggi CNP/MCNPX n program MPLOT-2010 ah data nuklir dapat secara yang diproses bagai standar) ng dilakukan hui validitas g lintang data peratur tinggi NJOY99.v364, i multiplikasi pebble-bed UO2 (kernel n spesifikasi ernel partikel Bed Modular Monte Carlo hadap teras tinggi belum n data yang ikel berlapis TRISO UO2 densitas 10,4 (235U) dan Kernel TRISO g terdiri atas arbon buffer) bagian dalam etebal 40µm, al 35µm dan uter Pyrolitic ernel partikel r n g e nl
g i X m 0 r a s ) n s a i , i d l i l r o s m g s 2 4 n O s ) m , n c lberlap 0,92m didisp memb 5cm luarny bakar Monte pebbl sehing memp hetero Bahan dimod zona: piroka lapisa kerne kubik SC y dalam memb berdia Gamb
HAS
untuk mater TRISO yang 3.1 SIGA 1200K NJOY meng 600K inputa yang 300K progra nomo kode 2. Se yaitu masin xxxxx pis TRISO d mm sejumla persikan dal bentuk bahan dan dilapisi ya setebal 0,5 bola pebble-b Pemodelan e Carlo MC le-bed dilakukgga dapat dim pertimbangkan ogenity) seper n bakar ker delkan secara 1-kernel, 2 arbon dalam, an pirokarbon l berlapis TR k sederhana (S yang berisi k m bahan bentuk bola ameter 6 cm. bar 2. Pemod berisi SC (Sim
SIL DAN P
Telah dip k menggenera rial penyusun O UO2 untuk tersedia yaitu dan CENDL ACE pada temp K dan 1500K. Y99.v364 (se generasiACE-, 900KgenerasiACE-, 120 an program diproduksi N . Data ACE am SIGACE or ID material ZAID prefix dangkan ACE 300K, 600K ng mengguna x.06c, xxxxx.1 dengan deng ah 15000 lam matrik bakar bola ak lagi dengan 5cm sehingga bed berdiamet n geometri CNP5v1.2 un kan tanpa pen modelkan seca n heterogenit rti ditampilka rnel partikel a eksak 6 zon 2-lapisan pen , 4-lapisan s n luar dan 6-RISO dimasuk SC, Simple Cu kernel TRISO bakar pebb a bahan b delan bahan b kernel TRISO mple Cubic).PEMBAHA
proses 7 (tuj asi (memban n bahan baka k RGTT200K u ENDF/B-VI L-3.1 meng peratur tinggi . Sedangkan p ebagai stand -file pada 0K dan 150 SIGACE di NJOY99.v364 E-file yang telE dan NJO l untuk tempe xxxxx.90c di E-file untuk K, 1200K da akan kode 12c dan xxxxx gan diameter buah te grafit seh ktif dengan dia
shell grafit b a membentuk ter 6cm. dalam pr ntuk bahan ndekatan geo ara eksak dan tas ganda (d an dalam gam l berlapis T na yang terdir nyangga, 3-la silikon karbid -matrik grafit kan dalam se ubic), kemudia O ini didispe ble-bed seh bakar pebb bakar pebble O UO2 dalam
ASAN
juh) nuklida/ ngkitkan) AC ar partikel be dari file data II, JENDL-4, ggunakan pro i yaitu 600K, pengolah data dard pemban temperatur 0K. Sebagai igunakan AC 4 pada temp lah diproses d OY99.v364 b eratur 900K d isajikan pada temperatur la an 1500K m prefix xxxx x.15c. total ersebut hingga amater bagian bahan ogram bakar ometri, n telah double mbar 2. TRISO ri dari apisan da, 5-. Satu el kisi an kisi ersikan hingga le-bed yang m kisi /isotop CE-file erlapis nuklir JEFF-ogram 900K, nuklir nding) 300K, dasar CE-file peratur dengan beserta dengan Tabel ainnya masing-xx.03c, Tabel 2. D d b (x NUKLIDA/ ISOTOP 235 U 238 U 28 Si 16 O 10 B 11 B 12 CVerifikas
Ha dengan pr dilakukan program COMPLOT ”plotting” u yang satu Program C program da secara visu dengan pro pembanding dilakukan d Be Gambar 7) program CO pengolahan SIGACE perbedaanny JENDL-4, J Sec padanuklida Gambar 3 d lintang en relatif kecil JENDL-4 te dengan ber perbedaan SIGACE/NJ pada energi file CENDL 5. Rasio pe cukup rela molekul rin seperti pada neutron ene neutron di tidak akan perhitungan yangmempu bawah 4eV ini. Data ACE-fi dengan SIGA beserta kode xxxxx.90c) pa / ENDF/B-VII JEN 9228 9 9237 9 1425 825 525 528 600si Hasil Pen
asil verifikasi rogram SIGA secara vis COMPLOT-2 T-2010 merup untuk memban dan file form OMPLOT-20 alam paket P ual membandi ogram NJOY g) dengan da dengan program berapa gamb merupakan h OMPLOT-20 data nuklir dan NJOY ya dari file JEFF-3.1 dan cara umu a/isotop yan dan Gambar 4 nergi kontinu (±6,338% pa emperatur 120 at molekul se tampang JOY99.v364 i 1 MeV unt L-3.1), seperti erbedaan tamp atif besar un ngan (11B dan a Gambar 3, 4 ergi tinggi (f atas 1 MeV berpengaruh n neutron unyai spektr V), seperti peb ile yang te ACE dan N ZAID pre ada temperatu NDL-4 JEFF-9228 922 9237 923 1425 142 825 825 525 525 528 528 600 600ngolahan D
i pengolahan ACE dan N sual/grafis m 2010. Prog pakan salah s ndingkan file f mat ENDF y 010 merupaka PREPRO-2010 ingkan data y Y99.v364 (seb ata hasil peng m SIGACE. ar berikut (G hasil verifika 10 yang mer r menggunak Y99.v364 be data nuklir E CENDL-3.1. um nampa ng ringan t 4 rasio perbed u SIGACE/N ada 12C energ 00K). Untuk n edang (28Si) lintang ene relatif besa tuk 28Si temp i ditampilkan pang lintang y ntuk isotop d n 12C) dan s 4 dan 5 terjad fast neutron) V, sehingga s secara signifi nik pada rum neutron bble-bed pada lah diproses NJOY99.v364 efix material ur 900K. 3.1 CENDL-3.1 8 9228 7 9237 5 1425 5 825 5 525 8 528 0 625Data Nuklir
n data nuklir NJOY99.v364 menggunakan gram bantu satu program format ENDF yang lainnya. an salah satu 0 yang dapat yang diproses bagai standar golahan yang Gambar 3 s/d si visual dari rupakan hasil kan program eserta rasio ENDF/B-VII, ak bahwa terlihat pada daan tampang NJOY99.v364 gi 3 MeV file nuklida/isotop terlihat rasio ergi kontinu ar (±76,45% peratur 900K pada Gambar yang teramati dengan berat sedang (28Si) di pada daerah yaitu energi secara teoritis fikan terhadap a reaktor termal (di a RGTT200K s 4 lr
r 4 n u m F . u t s r g d i l m o , a a g 4 e p o u % K r i t ) h i s p r i K86 Gamb Gamb Gamb Prosiding Pert bar 3. Rasio temper bar 4. Rasio t 1200K bar 5. Rasio temper temuan dan Pr Pus tampang lint ratur 1500K. tampang lintan K tampang lin ratur 900K resentasi Ilmia sat Teknologi A Y tang energi ng energi kon ntang energi ISSN 0216 -h - Penelitian D Akselerator da Yogyakarta, 4 J kontinu SIGA ntinu SIGACE kontinu SIG - 3128
Dasar Ilmu Pen an Proses Baha Juli 2012 ACE/NJOY99 E/NJOY99.v36 GACE/NJOY9 ngetahuan dan an - BATAN 9.v364 untuk 64 untuk 12C 9.v364 untuk Teknologi Nuk k 11B ENDF JENDL-4 pa k 28Si CEN Suwoto, dkk. klir 2012 F/B-VII pada da temperatur NDL-3.1 pada a r a
Gamb Gamb (235U tampa NJOY JEFF-Untuk tampa NJOY CEND sepert lintan fisil ( lebih perbe (di d bar 6. Rasio 1500K bar 7. Rasio temper Sedangkan U) terlihat pa ang lintang en Y99.v364sebe -3.1 tempera k nuklida/iso ang lintang en Y99.v364sebe DL-3.1 tempe ti tampak pada Demikian ng untuk isoto (235U) dan b besar dib daannya juga daerah energ tampang linta K tampang lint ratur 900K. n untuk nuklid ada Gambar nergi kontinu sar ±20,55% tur 1500K d otop 238U nergi kontinu sar ±16,21% eratur 900K d a Gambar 7. juga rasio p op berat yang bahan fertil ( banding isot terjadi pada e gi epitermal), ang energi ko tang energi k da/isotop yang 6 rasio perb u SIGACE ter % pada 235U di energi 2 rasio perb u SIGACE ter % pada 235U di energi 10 perbedaan tam g merupakan 238U) relatif top sedang, energi di atas , sehingga ontinu SIGAC kontinu SIGA g berat bedaan rhadap U file keV). bedaan rhadap U file keV), mpang bahan f tidak dan 2 keV secara CE/NJOY99.v ACE/NJOY99 teoritis perb memberikan neutronik fi Seh Gambar 3 perbedaan besar) dalam SIGACE d pengolahan pengolahan neutron en perbedaan pada daerah keV) dan pa (fast ne v364 untuk 2 9.v364 untuk bedan ini jug n perbedaan isika reaktor e hingga secara sampai Gam (rasio perbe m hasil pengo dan NJOY99 tersebut m yang valid nergi termal tampang lint h neutron en ada daerah en eutron) di 235U JEFF-3 k 238U CEN ga tidak terla hasil dalam energi termal. a umum, wal mbar 7 tamp edaan yang r olahan data an .v364, namu masih mengh khususnya (sampai ± 4 ang yang ter nergi epiterma nergi yang leb i atas .1 temperatur NDL-3.1 pada alu signifikan m perhitungan laupun dalam pak beberapa relatif cukup ntara program un data hasil hasilkan data pada daerah 4eV), karena ramati terjadi al (di atas 1 bih tinggi lagi 1 MeV. r a n n m a p m l a h a i i .
88 Gamb
Valid
meng NJOY multip yang UO2 (235U transp dari m denga NJOY hasil progra tempe masin multip maksi Sehin memb maksi bahwa meng tempe progra basisKES
energ tempe Prosiding Pert bar 8. Hasil perhitu MCNPdasi Hasil P
Validasi gunakan prog Y99.v364 dila plikasi reakto berisi bahan dengan densi U/235U+238U port Monte C masing-masing an program SI Y99.v364 disaj Tampak d validasi pe am SIGACE eratur 600K, ng-masing m plikasi reakto imum ±0,40% ngga secara berikan perbe imum sekitar a program S generasi tamp eratur yang lebam pengolah file data nukli
SIMPULAN
Generasi p i kontinu (AC eratur rendah temuan dan Pr Pus validasi pen ungan nilai P5v1.2.Pengolahan
ACE-file ya gram SIGAC akukan pada or pada bahan kernel partik itas 10,4 gram U)10% meng Carlo MCNP5vg file data nuk IGACE dan p ajikan dalam G dalam Gamba engolahan da E dan NJO , 900K, 12 memberikan or pada pebb %; ±0,75%; ±0 keseluruhan edaan nilai m r ±0,75% y IGACE dapa pang lintang e bih tinggi, bil data nuklir ir terevaluasi
N
pustaka tampa CE-file) yang h (300K) dap resentasi Ilmia sat Teknologi A Y ngolahan data multiplikasin Data Nuk
ang telah dip CE maupun d perhitungan n bakar pebb kel berlapis T m/cm3, pengk ggunakan pro v1.2. Hasil va klir yang digu pengolah data Gambar 8. ar 8 tersebut b ata nuklir d OY99.v364 200K dan 1 perbedaan ble-bed RGTT 0,75% dan ±0 n hasil va multiplikasi r yang menunj at digunakan energi kontinu la tidak memp seperti NJOY (ENDF). ang lintang n telah tersedia pat diproses ISSN 0216 -h - Penelitian D Akselerator da Yogyakarta, 4 J a nuklir den reaktor bah
klir
proses dengan n nilai le-bed TRISO kayaan ogram alidasi unakan nuklir bahwa dengan untuk 1500K nilai T200K 0,40%. alidasi reaktor ukkan untuk u pada punyai Y dan eutron a pada untuk - 3128Dasar Ilmu Pen an Proses Baha Juli 2012 ngan program han bakar p temperatur dan 1500K Secara um lintang neu menggunak uji validasi bed RGTT menggunak pada tempe dan 1500 multiplikasi relatif cukup Seh neutron ene untuk progr dilakukan tidak tersed program pen
UCAPAN
Pen tak terhing Purwadi, at rekan-rekan PTRKN ata makalah in sampaikan dalam penyDAFTAR
1. X-5 MO General ngetahuan dan an - BATAN m SIGACE pebble-bed Ryang lebih tin K) menggun mum hasil p utron energi kan program S nilai multipl T200K dengan kan MCNP5v eratur tinggi y 0K membe i reaktor p kecil di baw hingga genera ergi kontinu (A ram Monte Ca dengan prog dia file data nu ngolah data nu
N TERIMA
nulis menguc gga kepada tas bimbingan n Bidang as dukungan ni.Ucapan te kepada pihak empurnan penR PUSTAK
ONTE CAR Monte Car Teknologi Nuk dan NJOY9 RGTT200K m nggi (600K, 9 akan program engolahan d kontinu temp SIGACE mem likasi reaktor n kesesuaian 1.2. Untuk se yaitu 600K, 9 rikan perbe (SIGACE/N wah ±0,75%.asi pustaka tam ACE-file) tem arlo MCNP/M gram SIGAC uklir terevalua uklir seperti N
A KASIH
capkan terima Dr. Ir. M. n, saran dan m Pengembanga semangat dal erima kasih k lainnya yan nulisan makalKA
RLO TEAM, rlo N-Particl Suwoto, dkk. klir 2012 99.v364 pada menggunakan 900K, 1200K m SIGACE. data tampang peratur tinggi mberikan hasil pada pebble-yang tinggi eluruh proses 900K, 1200K edaan nilai NJOY99.v364) mpang lintang mperatur tinggi MCNPX dapat CE, bilamana asi ENDF dan NJOY. a kasih yang Dhandhang motivasi serta an Reaktor-lam penulisan juga kami ng membantu ah ini. “MCNP—A le Transport a n K . g i l -i s K i ) g i t a n g g a -n i u A tCode, Version 5,” Los Alamos National Laboratory report LA-UR-03-1987 (April 2003).
2. CHADWICK, M.B, ET.AL: "ENDF/B-VII: Next Generation Evaluated Nuclear Data Library for Nuclear Science and Technology”, Nuclear Data Sheets, 102, 2931 (2006).
3. SHIBATA, K., ET.AL: "JENDL-4.0: A New Library for Nuclear Science and Engineering," Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 48, 1 (2011).
4. OECD/NEA Data Bank, "The JEFF-3.1 Nuclear Data Library", JEFF Report 22, OECD/NEA Data Bank (2009).
5. ZHIGANG, Ge, ET.AL: "The Updated Version of Chinese Evaluated Nuclear Data Library (CENDL-3.1)", Proc. International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Jeju Island, Korea, April 26-30, 2010.
6. MAC FARLANE, R.E., MUIR, D.M., “NJOY-99.0: Code System for Prooducing Pointwise and Multigroup Neutron and Photon Cross Sections from ENDF/B Data”, Los Alamos National Laboratory, PSR-480, 2000.
7. SUWOTO, ZUHAIR, MAMAN MULYAMAN, “Pengolahan Data Nuklir Temperatur Tinggi Untuk Pustaka Energi Neutron Kontinu Program MCNP/MCNPX”, Prosiding PPI-PDIPTN, Yogyakarta, 19 Juli 2011.
8. SHARMA, A. S.,GANESAN, A., TRKOV, A., “The SIGACE Package for Generating High Temperature ACE Files – User Manual”, IAEA-NDS-212, 17 Januari 2005.
9. DENISE B. PELOWITZ (Ed), “MCNPX User’s Manual Versi 6.0”, LA-CP-07-1473, April 2008.
10. TRKOV, A., “ACELST: code for conversion from ACE-file to ENDF format”, December 2002.
11. DERMOTT, E. CULLEN Dermot R. Cullen, “SIGMA1-2010: Doppler Broaden Evaluated
Nuclear Data Filesin the ENDF/B Format, a
part of PREPRO-2010 codes: ENDF-6 Pre-processing Codes”, Technical report IAEA-NDS-39 (Rev.14), International Atomic Energy Agency, Vienna , Austria, 31 October 2010. 12. DERMOTT, E. CULLEN, “COMPLOT-2010:
Compare ENDF/B Plots of Reaction Data, a part of PREPRO-2010 codes: ENDF-6 Pre-processing Codes”, Technical report IAEA-NDS-39 (Rev.14), International Atomic Energy Agency, Vienna , Austria, 31 October 2010 13. PURWADI, M. D., “Desain Konseptual Sistem
Reaktor Daya Maju Kogenerasi Berbasis RGTT”, Prosiding Seminar Nasional ke-16 tentang Teknologi Keselamatan PLTN dan Fasilitas Nuklir,Surabaya, 28 Juli 2010.
14. KOSTER, A., MATZNER, H.D., NICHOLS, D.R., “PBMR Design for the Future”, Journal of Nuclear Engineering and Design, 222:247-262, 2003.
TANYAJAWAB
Suparman− Mohon dijelaskan perbedaa, kelemahan dan keunggulan dari masing-masing program NJOY dan SIGACE.
− Dari sisi efisiensi (waktu prosesing) lebih baik yang mana?
Suwoto
• Perbedaan utama pengolahan data nuklir
menggunakan program NJOY harus dilakukan dari awal atau dasar menggunakan database file ENDF yang tersedia seperti ENDF/B-VII, JENDL-4 dll untuk mendapatkan file ACE pada temperatur yang dikehendaki. Sedangkan untuk program SIGACE harus tersedia dulu file ACE dan tidak harus mempunyai file ENDF maupun program NJOY. Program SIGACE lebih sederhana dibandingkan program NJOY
• Proses pengolahan data nuklir menggunakan
program NJOY memakan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan SIGACE. Program NJOY memakan waktu yang lebih lama karena prosesnya dari database awal (file ENDF seperti ENDF/B-VII, JENDL-4 dll). Untuk program SIGACE membutuhkan waktu proses sangat cepat karena tidak mulai dari awal (database ENDF) sehingga lebih efisien.
Damunir
− Bagaimana karakteristik yang diperbolehkan untuk bahan kernel UO2 dengan lapisan TRISO sebagai bahan bakar HTR?
Suwoto
• Sebenarnya pengolahan data nuklir ini dapat
dikembangkan tidak hanya untuk reaktor HTGR saja, melainkan dapat digunakan untuk seluruh reaktor tinggal menyesuaikan data nuklir (nuklida/isotop) yang digunakan. Karakteristik bahan bakar kernel dengan lapisan TRISO ini pada penelitian ini tidak dilakukan secara khusus.
