PENENTUAN FAKTOR PERISAI DIRI DETEKTOR AKTIV ASI DALAM PENGUKURAN FLUKS DAN SPEKTRUM NEUTRON DI
REAKTOR RSG-GAS Amir Hamzah
P2TRR -BATAN
ABSTRACT
DETERMINATION OF SELF-SHIELDING FACTOR OF ACTIVATION DETECTORS IN NEUTRON FLUX AND SPECTRUM MEASUREMENTS IN RSG-GAS REACTOR. Determination of self-shielding factor and cadmium ratio of foil and cylindrical probe have been done by measurement and calculation. Self-shielding factor was determined by dividing the activity of detector with its AI-alloy. Theoretically, self-shielding factor can be determined by numerical solution of two-dimensional integral equations in FORTRAN. For gold foil and wire, the calculation result are quite close to the measurement. The relative difference between calculation and measurement of activity, self-shielding factor and cadmium ratio are respectively less than 11 %, 9% and 4%. It is therefore, the calculation prograni can be used for calculation of other kinds of activation detectors. The application in neutron flux mesaurement gives a better result especially for epithermal flux. For neutron spectrum measurement, shelf-shielding correction can avoid resonance peaks in epithermal region due to absorption by activation detectors.
ABSTRAK
PENENTUAN FAKTOR PERISAI DIRI DETEKTOR AKTIV ASI DALAM PENGUKURAN FLUKS DAN SPEKTRUM NEUTRON DI REAKTOR RSG-GAS. Penentuan faktor perisai diri terma!, epitermal clan total serta nisbah cadmium detektor aktivasi berbentuk keping clan kawat telah dilakukan secara pengukuran clan perhitungan. Pengukuran faktor perisai diri dilakukan dengan membagi aktivitas detektor biasa dengan aktivitas detektor alloy-AI yang berkadar sekitar 1%. Secara teoritis, faktor perisai diri ditentukan dengan menyelesaikan secara numerik persamaan integral dua dimensi dengan bahasa FORTRAN. Untuk kasus detektor keping maupun kawat emas, hasil perhitungan cukup dekat dengan hasil pengukuran. Perbedaan relatif antara perhitungan clan pengukuran aktivitas, faktor perisai diri clan nisbah cadmium berturut-turut kurang dari 110/0, 9% clan 40/0. Dengan demikian, program perhitungan dapat digunakan dalam perhitungan detektor-detektor dari bahan yang lain. Penerapan koreksi faktor perisai diri pada hasil pengukuran fluks neutron akan sangat berarti terutama pada fluks neutron epitermal. Pada pengukuran spektrum neutron dapat menghindari timbulnya puncak-puncak resonansi pada daerah energi epitermal sebagai akibat dari serapan neutron oleh detektor aktivasi.
PENDAHULUAN
Hasil pengukuran tluks clan spektrum neutron di teras reaktor yang akurat sangat menunjang penelitian yang berkaitan dengan teras reaktor clan mengoptimalkan pemanfaatan reaktor terutama dalam produksi radio-isotop. Salah satu metoda yang digunakan dalam pengukuran tluks clan spektrum neutron adalah metoda aktivasi detektor. Pada metoda ini tluks clan spektrum neutron diukur dengan bantuan detektor aktivasi (berupa keping atau kawat)
yang diiradiasi di dalam populasi neutron hingga detektor menjadi aktif. Kemudian berdasarkan aktivitas detektor terukur terse but ditentukan besarnya fluks clan spektrum neutron. Metoda ini merupakan metoda pengukuran tak langsung, namun memiliki ketelitian yang dapat diandalkan clan dapat digunakan pada posisi pengukuran yang sangat sempit seperti di celah pelat elemen bakar reaktor serta tidak terpengaruh oleh medan radiasi gamma yang sangat tinggi.
Metoda aktivasi tersebut memiliki kelemahan yaitu adanya penyerapan neutron oleh bahan detektor sehingga aktivitas detektor yang pada akhirnya fluks clan spektrum neutron yang terukur menjadi lebih kecil dari yang seharusnya [1,2]. Faktor koreksi aktivitas karena adanya penyerapan neutron di dalam bahan detektor tersebut dikenal dengan istilah faktor perisai diri (FPD : SSF=self-shielding factor). Karena FPD tersebut tidak selalu dapat diukur, maka penentuan faktor koreksi tersebut dilakukan secara perhitungan dengan mengembangkan program komputer.
Hasil perhitungan FPD telah diverifikasi terhadap hasil pengukuran detektor aktivasi dari bahan emas dengan perbedaan relatif yang cukup kecil. Dengan program ini dapat ditentukan karakteristik FPD berbagai jenis detektor keping sebagai fungsi ketebalan clan detektor silinder sebagai fungsi jejari. Penerapan FPD dalam pengukuran fluks clan spektrum neutron akan meningkatkan akurasi basil pengukuran. Pada penentuan spektrum neutron, sebelum diterapkannya FPD, pada daerah epitermal hanya terdapat puncak-puncak resonansi sebagai akibat dari penyerapan oleh detektor aktivasi yang digunakan. Setelah penerapan FPD tersebut, puncak-puncak resonansi yang tak dikehendaki pada spektrum neutron di daerah energi epitermal dapat dieliminir.
TEORI
Selama proses iradiasi detektor aktivasi, terjadi efek perisai diri yaitu jumlah neutron yang tiba pada lapisan dalam media detektor berkurang karena telah terserap pada lapisan luar (Gambar 1). Besarnya efek perisai diri
dinyatakan sebagai faktor perisai diri G, yaitu:
G=~~
A
tjJ () -A 0
(1)
dengan <jJ, A clan <jJ(}, A(} masing-masing adalah fluks rerata, aktivitas rerata di dalam media detektor clan fluks serta aktivitas sebelum terganggu.
Besarnya FPD terse but sangat bergantung pada jenis clan bentuk geometri bahan detektor aktivasi, disampingjuga bergantung pada bentuk spektrum fluks neutron tempat pengukuran dilakukan. Secara perhitungan, besarnya faktor perisai diri total ditentukan dengan persamaan :
(2)
Sedangkan besarnya faktor perisai diri epitermal :
OC'
.
fu(E);(E) g(E) p(E) dE
II (3)
G =
"pi ~
fa(E)t/J(E) p(E) dE II
dan faktor perisai diri termal sebesar
(4)
Pada persamaan di atas terlihat adanya faktor spektrum neutron «/J(E) clan faktor jenis material (o(E) dalam persamaan perisai diri. Sedangkan pengaruh geometri yaitu pada besaran grEY clan prE) akan dibahas berikut ini.
Detektor aktivasi berbentuk lempengan atau keping [1,2]
Besarnya faktor perisai diri pacta tiap kelompok energi detektor keping
(5) yaitu definisi umum untuk integral dengan
"
En (r(E» = j(e-r(/i)I'/un)du
eksponensial, t"(E) = }2(E).t = t / J.,(E) yaitu tebal keping persatuan lintas bebas rerata neutron di dalarn media detektor, }:(E) adalah tampang lintang total makroskopik keping.
Untuk keping yang dibungkus cadmium, besarnya faktor penetrasi neutron yang me.\ewati pembungkus Cd yang selanjutnya berinteraksi dengan keping :
p(E) = gw(E) = E)(TI(E))- E) (t") (E)+ t"(E))
--g(i) ~-E3(t"(E))
dengan ,) (E) = I) (E).1 = 1 / ~(E) adalah tebal pembungkus cadmium persatuan lintas bebas rerata neutron di dalamnya, ~I(E) adalah tampang lintang makroskopik Cd.
Detektor aktivasi berbentuk silinder atau kawat [1,2]
Besarnya faktor perisai diri pada tiap kelompok energi detektor silinder
(7)
g{E) = Xo{La{E)r)
2 La{E)r
(1- e-I./(IJ,,) )cos .9sin.9 d.9drp 1 2" "/.2 .
dengan probabilitas serapan neutron x"(r,,r) = -.
J(" "
clan panjang lintasan neutron di dalam media detektor berjejari r
e(.9 ) = 2r cos .9
, fP (1 -sin 2 .9 cos 2 fP) .
Besarnya faktor penetrasi neutron yang melewati pembungkus cadmium yang selanjutnya berinteraksi dengan detektor silinder adalah :
n. =.r!~2 (8)
rkl,' Xo{Lar) "
1 ,. 012
dengan probabilitas serapan neutron x,(1:.r)=- J J e-';.u/J(...J(I-e-,;,I(...J)cos.9sin.9d.9dtp
1C..
dan panjang lintasan neutron di
-rcos.9 + ~r2 cos2 .9 + (l-sin2 .9 cos2 tp)(R2 -r2)
D(.9 tp)=, l-sin2.9cos2tp
Cd berjejari R
Penentuan fluks daD spektrum neutron
Besarnya fluks neutron termal ditentukan berdasarkan hasil pengukuran aktivitas saturasi pada akhir iradiasi detektor aktivasi yang terbuka (Aha"') clan yang terbungkus cadmium (Acd) serta dikoreksi dengan faktor perisai diri dirumuskan sebagai [3]:
(9)
dengan BA clan m adalah berat atom clan massa bahan detektor, Nil adalah bilangan Avogadro, Ii. adalah tetapan peluruhan (=ln2/FY2) clan tj adalah waktu
iradiasi. Selanjutnya besarnya tluks neutron epitermal ditentukan dengan persamaan [3]:
dengan Ir adalah integral resonansi, E2 clan E[ adalah batas atas (10 MeV) clan batas bawah (0,55 eV = energi 'cut-off' cadmium) energi epitermal.
Dalam penentuan spektrum neutron berdasarkan hasil pengukuran berbagai macam keping yang diiradiasi bersamaan pada suatu posisi di teras reaktor, persamaan integrallaju reaksi detektor yang ke-i (R;) dapat diselesaikan dengan :
i = 1, 2, 3,. n (11
clan n adalah jumlah detektor yang digunakan clan dengan o;j adalah tampang lintang keping ke-i pada kelompok ke-j serta tpj clan AEj adalah fluks neutron clan lebar energi kelompok ke-j.
Umumnya jumlah persamaan (detektor aktivasi) tersebut jauh lebih sedikit daTi pada jumlah kelompok energi daTi besaran tpj yang akan dicari (m>n) sehingga derajat kebebasan (degree of freedom) sistem persamaan cukup besar. Dengan demikian tidak dapat diperoleh penyelesaian yang unik clan spektrum neutron tidak dapat ditentukan daTi data yang tersedia tanpa memasukkan spektrum awal. Spektrum awal ini secara iteratif diubah hingga laju reaksi perhitungan mendekati harga pengukuran dengan ketentuan kwadrat terkecil [3,4].
Pada penentuan spektrum neutron di atas, koreksi FPD detektor ke-i pada kelompok energi ke-j (g!J atau grEY dimasukkan pada pustaka tampang lintang[5] sebelum proses iterasi dilakukan, yaitu :
atau d(E)=g(E)~E)
!l ;j=l,2,.i = 1,2..
.VId I; = gl;O!;
Sehingga diperoleh pustaka tampang lintang baru yang telah dikoreksi dengan faktor perisai diri yang selanjutnya digunakan dalam penentuan spektrum neutron.
TATA KERJA
Pengukuran FPD dilakukan dengan mengiradiasi detektor keping clan kawat dengan beberapa ukuran tebal clan jejari di dalam fasilitas iradiasi teras RSG-GAS. Aktivitas detektor yang aktif diukur dengan detektor HPGe clan
sistem peralatan spektrometri gamma yang telah dikalibrasi. Besar FPD total (detektor terbuka) ditentukan dengan membagi aktivitas detektor biasa dengan detektor paduan AI. Demikian pula, besarnya FPD epitermal ditentukan dengan membagi aktivitas detektor biasa yang dibungkus cadmium dengan aktivitas detektor paduan AI yang juga dibungkus Cd. Detektor yang digunakan adalah keping emas dengan kemurnian 99,9985%, ketebalan 0,0254 mm clan keping 0,155% Au-AI unttlk pengukuran FPD keping. Sedangkan detektor aktivasi berbentuk silider (kawat) yang digunakan berjejari 0,05 mm, 0,125 mm dan 0,25 mm 6) dangan panjang masing-masing sekitar I cm. Tiap-tiap bentuk daD ukuran digunakan dua buah detektor yang identik, yang satu dibungkus tabung cadmium dan yang satu lagi terbuka. Kondisi teras reaktor (daya, temperatur pendingin, peracunan xenon clan lainnya) dalam keadaan sarna untuk tiap iradiasi.
Karena ketiadaan detektor kawat emas paduan AI, maka FPD ditentukan dari basil bagi antara aktivitas detektor biasa dengan aktivitas ekstrapolasi pada jejari 0 cm. Penentuan FPD jenis detektor secara perhitungan dilakukan dengan membuat program komputer untuk menghitung dan menyelesaikan secara numerik [7] persamaan-persamaan integral yang disebutkan pada bab teori. Seluruh tahapan proses perhitungan FPD direpresentasikan dalam diagram alir pada Gambar 2.
Verifikasi program perhitungan FPD dilakukan dengan membandingkan basil perhitungan terhadap basil pengukuran aktivitas, faktor perisai diri termal, epiternal daD total serta nisbah cadmium detektor keping dan kawat emas. Penentuan FPD detektor yang terbuat dari bahan yang lain dilakukan secara perhitungan. Hal ini dilakukan karena keterbatasan jenis detektor yang dimiliki, disamping itu simulasi komputer ini relatif cukup mudah, cepat dan murah.
Fluks neutron termal dan epitermal ditentukan berdasarkan basil pengukuran aktivitas detektor yang digunakan dengan memasukkan koreksi FPD detektor aktivasi yang digunakan. Sedangkan dalam penentuan spektrum neutron, pustaka tampang lintang dikoreksi dengan FPD pada seluruh kelompok energi untuk tiap detektor aktivasi yang digunakan. Selanjutnya pustaka tampang lintang yang terkoreksi tersebut digunakan dalam penentuan spektrum neutron dengan menggunakan paket program SAND-II [4] berdasarkan basil pengukuran aktivitas detektor aktivasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan faktor perisai diri detektor keping
Program untuk penentuan faktor perisai diri detektor keping telah diverifikasi terhadap basil pengukuran dengan perbedaan relatif kurang dari 3% untuk keping emas. Mengingat tidak dimilikinya keping paduan AI untuk jenis keping yang lain, verifikasi dilakukan dengan membandingkan aktivitas perhitungan terhadap aktivitas pengukuran dengan perbedaan kurang daTi 11 %
(Tabel I) [8,9]. Oengan tervalidasinya program untuk penentuan faktor perisai diri, maka program dapat digunakan untuk menentukan faktor perisai diri jenis detektor yang lain.
Hasil penentuan faktor perisai diri beberapa jenis keping menurut ketebalan keping diplot pada Gambar 3.a untuk daerah energi termal sedangkan untuk energi epitermal pada Gambar 3.b. Pada daerah energi termal, dysprosium memiliki nilai faktor perisai diri yang paling kecil karena memiliki tampang lintang termal yang paling besar. Sebaliknya tembaga yang memiliki tam pang lintang termal cukup kecil maka harga faktor perisai dirinya paling besar. Sedangkan pad a daerah energi epitermal, keping yang mempunyai harga FPO yang sangat kecil adalah keping indium dan emas karena memiliki nilai intergral resonansi yang sangat besar.
Harga faktor perisai diri berkisar antara 0 dan I. Semakin kecil harga perisai diri suatu bahan detektor yaitu mendekati harga 0 maka efek perisai dirinya akan semakin besar, dengan demikian koreksi faktor perisai diri men.jadi semakin signifikan. Sebaliknya, bila nilai perisai diri suatu bahan detektor semakin besar yaitu mendekati harga 1 maka efek perisai dirinya akan semakin kecil.
Penentuan faktor perisai diri detektor silinder
Karena detektor berupa campuran dengan aluminium tersebut tidak dimiliki, maka penentuan faktor perisai diri secara pengukuran dilakukan dengan menggunakan pendekatan ekstrapolasi polinomial aktivitas pad a jejari detektor 0 cm. Faktor perisai diri ditentukan dari hasil bagi an tara aktivitas detektor dengan aktivitas hasil ekstrapolasi padajejari 0 cm tersebut.
Hasil pengukuran aktivitas detektor yang terbuat dari emas dengan jejari 0,005 cm, 0,0125 cm dan 0,025 cm yang dibungkus cadmium dan terbuka serta
faktor perisai diri dan nisbah cadmium berikut perbedaan relatifnya dengan hasil perhitungan tertera pada Tabel2 [10,11]. Pada tabel terse but terlihat bahwa hasil perhitungan aktivitas, faktor perisai diri dan nisbah cadmium detektor emas cukup dekat dengan hasil pengukuran. Untuk detektor silinder emas, perbedaan antara pengukuran dan perhitungan aktivitas sarna dengan dan kurang dari
11,5%, sedangkan faktor perisai diri kurang dari 9% dan nisbah cadmium kurang dari 3,5%. Dengan demikian program penentuan faktor perisai diri dan nisbah cadmium yang dibuat telah tervalidasi terhadap hasil pengukuran, sehingga dapat digunakan untuk menentukan faktor perisai diri dan nisbah cadmium untukjenis detektor yang lain.
Besarnya faktor perisai diri termal dan epitermal beberapa jenis detektor dalam fungsi jejari ditentukan menggunakan program yang sarna dan diplot masing-masing pad a Gambar 4.a dan 4.b. Pada gambar-gambar tersebut terlihat bahwa ada beberapa jenis detektor yang memiliki grafik faktor perisai diri yang sangat curam terhadap jejarinya dan ada pula yang tidak curam. Hal itu disebabkan oleh perbedaan tam pang lintang
masing-masing jenis detektor. Semakin besar tampang lintangnya maka grafiknya akan semakin curam. Tembaga menunjukkan karakteristik yang sangat baik yaitu tidak terlalu terpengaruh oleh jejarinya. Selain tembaga, scandium dan peTak juga memperlihatkan karakteristik yang cukup baik. Detektor emas, indium dan cobalt menunjukkan sifat faktor perisai diri termal yang cukup baik (Gambar 4.a) karena memperlihatkan kurva yang tidak terlalu curam. Di antara bahan-bahan detektor tersebut, dysprosium menunjukkan karakteristik grafik faktor perisai diri dan nisbah cadmium yang sangat curam, yang berarti faktor perisai diri termalnya tidak sebaik bahan tersebut.
Basil pengukuran fIuks dan spektrum neutron
Penerapan koreksi faktor perisai diri (FPD) pada pengukuran distribusi fluks neutron diplot pada Gambar 5.a. clan 5.b [12]. Gambar-gambar tersebut merupakan plot dari basil pengukuran distribusi fluks neutron di posisi iradiasi clan di elemen bakar teras RSG-GAS. Sumbu x menyatakan besamya fluks neutron clan sumbu y menyatakan posisi aksial teras sesuai dengan ketinggian teras aktif reaktor. Adanya batang kendali pada posisi sekitar 270 mm menyebabkan adanya gangguan terhadap distribusi cosinus fluks neutron arab aksial.
Pada Gambar 5.a., penerapan koreksi FPD pada distribusi fluks di posisi iradiasi mengoreksi harga-harga fluks neutron baik termal maupun epitermal, namun kecenderungannya akan fluks termal lebih besar dari fluks epitermal tidak berubah. Fenomena lebih besarnya fluks termal dari pada fluks epitermal di posisi iradiasi itu sesuai dengan kondisi yang sebenamya bahwa pada posisi tersebut terjadi moderasi neutron yang cukup besar. Sebaliknya pada posisi elemen bakar, sebelum dilakukan koreksi FPD, fluks neutron termal tetap lebih besar dari pada fluks neutron epitermal. Hal itu sangat bertentangan dengan kenyataan bahwa pada posisi elemen bakar, neutron-neutron yang barn lahir dari basil belah bahan bakar reaktor belum banyak mengalami moderasi, sehingga jumlah fluks neutron epitermal seharusnya lebih besar dari pada fluks termal. Dengan penerapan koreksi FPD keadaan tersebut dapat diperbaiki, sehingga fluks neutron epitermal lebih besar dari pada fluks neutron termal (Gambar 5.b.).
Apabila distribusi aksial fluks neutron seperti pada Gambar 5.a. clan 5.b. direratakan maka diperoleh harga fluks neutron termal clan epitermal pada posisi teras tersebut. Pererataan kearah aksial tersebut untuk tiap-tiap posisi teras yang terukur maka diperoleh distribusi radial fluks neutron teras RSG-GAS. Hasil pengukuran distribusi radial fluks neutron termal clan epitermal teras RSG-GAS setelah penerapan FPD ditampilkan pada Gambar 6 [12]. Pada gambar tersebut terlihat bahwa fluks neutron termal di seluruh posisi iradiasi lebih besar dari pada fluks neutron epitermal, demikian sebaliknya di posisi elemen bakar, fluks neutron epitermallebih besar dari pada fluks neutron termal.
Penerapan koreksi FPD dalam penentuan spektrum neutron dapat dilihat dari Gambar 7 [13]. Pada gambar spektrum neutron yang belum diterapkan koreksi FPD (garis putus-putus) terlihat bahwa terdapat puncak clan lembah yang cukup tinggi clan dalam di samping jumlahnya cukup banyak pada daerah energi epitermal. Hal itu dikarenakan oleh adanya serapan-serapan neutron yang cukup besar oleh detektor aktivasi yang digunakan dalam penentuan spektrum neutron tersebut. Padahal puncak clan lembah tersebut yang terdapat pada spektrum neutron bukan merupakan hal yang sebenarnya, karena spektrum yang ditampilkan adalah spektrum neutron pada posisi iradiasi yang relatif jauh dari pengaruh serapan-serapan oleh bahan struktur reaktor apa lagi bahan penyerap kuat. Dengan demikian munculnya puncak clan lembah pada spektrum yang terukur semata-mata disebabkan oleh adanya serapan-serapan pada daerah resonansi detektor aktivasi yang digunakan. Dengan penerapan koreksi FPD adanya puncak clan lembah tersebut dapat dihindari sehingga dapat memberikan suatu bentuk spektrum neutron yang sesuai dengan kondisi yang sebenarnya.
KESIMPULAN
1. Besarnya faktor perisai diri sangat bergantung ke arah positif terhadap tampang lintang serapan bahan detektor aktivasi clan bergantung ke arah negatif terhadap ketebalan (bentuk keping) atau jejari (bentuk kawat) detektor aktivasi.
2. Berdasarkan karakteristik faktor perisai diri clan nisbah cadmium terhadap ketebalan keping atau jejari detektor kawat, bahan tembaga menunjukkan sifat yang paling baik, namun memiliki kelemahan yaitu karena tam pang lintang serapannya sangat kecil. Maka pada penggunaannya dalam pengukuran fluks dill1 spektrum neutron hanya pada posisi-posisi yang diperkirakan fluks neutronnya lebih besar clan atau memerlukan waktu iradiasi yang lebih lama jika dibadingkan dengan penggunaan bahan detektor emas.
3. Penerapan koreksi perisai diri akan sangat berarti terutama pada pengukuran fluks neutron di posisi elemen bakar yang menghasilkan fluks neutron epitermal yang lebih besar dari fluks neutron termal, clan hal ini sangat didukung oleh hasil perhitungan.
4. Penerapan koreksi faktor perisai diri pada pengukuran spektrum neutron akan mengeliminir puncak clan lembah pada daerah epitermal yang disebabkan oleh serapan neutron pada puncak resonansi detektor aktivasi deng.an demikian hasil pengukuran spektrum neutron sesuai dengan kondisi yang sebenarnya.
DAFTARPUSTAKA
1. K.H. BECKURTS alld K. WIRTZ, Neuton Physics, Springer-Verlag, New York, (1964)
2. IAEA TECH. REP., SERIES NO.1 07, Neutron Fluence Measurement,
(]970)
3. E.M. ZSOLNA Y, Neutron Flux and Spectrum Measurement by Activation Method, Lecture note for the RTC on Calculation and Measurement of Neutron Flux for Research Reactors, Jakarta, September 27 to October
]5, (]993)
4. OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY, RSIC Computer Code
Collection SAND-II- Neutron Flux Spectra Determination by Multiple Foil Activation, Iterative Method, CCC-] 12 AFWL-TR 67-41, Volume I-IV
BNWL-855
5.
J.H. BAARD, W.L. ZUP and H.J. NOLTHENIUS, Nuclear Data Guide for Reactor Neutron Metrology, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, (1989)6. Reactor Experiments, Inc., "Compilation of neutron Detector Materials", Bulletine B-44N, San Carlos, April, (1985)
,. Curtis F. Gerald / Patrick O. Wheatley,"Applied Numerical Analysis", Addison-Wesley Publishing Company, California, (1984)
AMIR HAMZAH daD ITA BUrn RADIY ANTI, Penentuan Faktor Perisai Diri Berbagai Keping Aktivasi Menggunakan Bentuk Spektrum Sistem Rabbit RS-l Teras RSG-GAS, Prosiding Pertemuan daD Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir, PPNY, Yogyakarta, 27-29 April (1993)
-.ITA BUrn RADIY ANTI daD AMIR HAMZAH, Program perhitungan faktor perisai Diri Keping Aktivasi Neutron, Prosiding Lokakarya Komputasi daD Sains Teknologi NuklirV, Jakarta, 2 daD 3 Februari (1994) 10. AMIR HAMZAH daD ITA BUrn R., Program Perhitungan Faktor Perisai
Diri Probe Silinder, Prosiding Lokakarya Komputasi daD Sains Teknologi NuklirV, Jakarta, 24 daD 25 Februari (1995)
11. AMIR HAMZAH, ITA BUrn R. daD S. PINEM, Penentuan Karakteristik Faktor Perisai diri daD Nisbah Cadmium Probe Silinder, Prosiding Pertemuan daD Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir, PPNY, Yogyakarta, 23-25 April (1996)
7
8
12. AMIR HAMZAH dkk., Pengukuran Oistribusi Fluks Neutron di RSG-GAS, Laporan penelitian tahun 1996/1997, Pusat Reaktor Serbaguna -BAT AN
13. AMIR HAMZAH, Pengukuran Fluk clan Spektrum Neutron di Fasilitas Dopping Silikon RSG-GAS, Prosiding Seminal keempat Teknologi clan Keselamatan PL TN serta Fasilitas Nuklir, Jakarta 10- II Desember (1996)
Tabel Hasil perhitungan dan pengukuran aktivitas serta FPD beberapa jenis detektor
keping. /
Tabel 2. Hasil pengukuran dan perhitungan aktivitas, faktor perisai diri (FPD) dan nisbah cadmium (Rcd) detektor silinder emas.
Dc "Cd Hit. B~da
(%}
2 8;4 2;5 4 ..'9;8 68detektor aktivasi
$0 ~
Efek perisai diri pada detektor aktivasi.
Gambar ;jerhitungan sel
p
~
Data / detektor / J~--~-perh~nganl
FPD I I I I I I I I I I L-r .--/ SAND II Ij)(E)Diagram alir perhitungan FPD serta penentuan fluks dan spektrum neutron.
Gambar 2.
1.2 1.0 -+-Indium --Cobalt -.-Emas -*-Tembaga Dysprosium '-'5 ";0
'"
"': Q) co. '0~
ro u."
"'---0.2 0.0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Tebal keping (cm) 0.1 0.12 0.14Gambar 3.a. Faktor Perisai diri termal terhadap ketebalan keping.
--Indium --Cobalt
-.-Emas
~Tembaga
Dysprosium
Gambar 3.b. Faktor perisai diri epitermal terhadap ketebalan keping. 0.8
0.6 0.4
1.2 1.0 :S 08 ." . iV .~ ~06 () ~
..
u. 0.4 0.2 0.0 0 0.2 03 04 Jejari detektor (cm) 0.5 0.6 0.7Gambar 4.a. Faktor perisai diri termal terhadap jejari detektor silinder.
1.2 1.0 :~ 0.8 "C .m"' c: &06 0 ~ ~ 04 0.2 0.0 0 0.1 0.2 0.3 04 Jejari detektor 0.5 0.6 0.7
Gambar 5.a. Distribusi aksial fluks neutron termal clan epitermal tanpa clan dengan koreksi FPD di posisi iradiasi teras RSG-GAS.
Gambar S.b. Oistribusi aksial tluks termal dan epitermal tanpa dan denga koreksi FPO di posisi elemen bakar teras RSG-GAS.
K J I~ H 0 2 F E D
c
B A1
9 8 76
5 4 3 21
x,xx = fluks neutron terma! (1014 n/cm2/det) y,yy = fluks neutron epitermal (1014 n/cm2/det) Keterangan
Gambar 6. Hasil pengukuran distribusi radial fluks neutron terrnal dan epitermal teras RSG-GAS.
.~ Tanpa koreksi FPD Dengan koreksi FPD 5' 1 II) ~
."
II) 1 "C N E~1
c e :5 1 II)c'"
~ :J 1 ~ 10 0-m a: 11.E-O6 1.E-O4 1.E-O2
Energi neutron (MeV)
1.E+OO 1.E+O2 1.E-O8
Gambar 7. Spektrum neutron tanpa clan dengan koreksi FPD. E+24 E+21 E+18 E+15 E+12 E+O9 1.E-10
