APLIKASI PEMBACA NUCLIDE IDENTIFIER DAN GRAT PADA FILE KELUARAN ORIGEN

(1)

APLIKASI PEMBACA NUCLIDE IDENTIFIER DAN GRAT PADA FILE KELUARAN ORIGEN

Arif Isnaeni

Pusat Pengkajian Sistem dan Teknologi Pengawasan Instalasi dan Bahan Nuklir BAPETEN

ABSTRAK

APLIKASI PEMBACA NUCLIDE IDENTIFIER DAN GRAT PADA FILE KELUARAN ORIGEN. ORIGEN adalah aplikasi untuk perhitungan deplesi satu kelompok dan peluruhan radioaktif yang dikembangkan di Oak Ridge National Laboratory (ORNL). ORIGEN memperhitungkan berbagai sifat bahan nuklir (buildup, peluruhan dan pengolahan bahan radioaktif) Keluaran ORIGEN memiliki basis teks, file keluaran origen hanya berisi angka yang berupa data kelompok nuklida, nuclide identifier dan grat. Aplikasi ini dibuat untuk mempermudah pengambilan data-data nuclide identifer dan grat, aplikasi ini juga memiliki fungsi untuk mencuplik data nomor masa serta perhitungan massa (gram) untuk tiap nuklida. Output dari aplikasi ini dapat dapat digunakan untuk input program komputer untuk perhitungan neutronik seperti MCNP.

Kata kunci: origen, teks, nuclide identifier, grat, gram.

ABSTRACT

NUCLIDE IDENTIFIER AND GRAT DATA READER APPLICATION FOR ORIGEN OUTPUT FILE. ORIGEN is a one-group depletion and radioactive decay computer code developed at the Oak Ridge National Laboratory (ORNL). ORIGEN takes one-group neutronics calculation providing various nuclear material characteristics (the buildup, decay and processing of radioactive materials). ORIGEN output is a text-based file, ORIGEN output file contains only numbers in the form of group data nuclide, nuclide identifier and grat. This application was created to facilitate data collection nuclide identifier and grat, this application also has a function to acquire mass number data and calculate mass (gram) for each nuclide. Output from these applications can be used for computer code data input for neutronic calculations such as MCNP .

Keywords: Origen, text, nuclide identifier, grat, grams.

1. Pendahuluan

ORIGEN adalah perangkat

lunak untuk perhitungan deplesi satu kelompok dan peluruhan radioaktif

yang dikembangkan di Oak Ridge

National Laboratory (ORNL). ORIGEN memperhitungkan berbagai sifat

bahan nuklir (buildup, peluruhan dan pengolahan bahan radioaktif) [1].

(2)

ORIGEN menghasilkan file keluaran yang bebasis teks, file keluaran origen hanya berisi angka yang

berupa data nuclide identifier dan grat.

Nuklida keluaran ORIGEN terbagi atas

3 kelompok :

1. Produk aktivasi, kelompok ini

terdiri dari hampir semua nuklida alami, produk tangkapan neutron, dan hasil peluruhan dari produk ini.

Kelompok ini pada dasarnya

digunakan untuk menjelaskan

struktur material (misalnya,

Zircaloy) dan pengotor bahan bakar.

2. Aktinida, terdiri dari isotop elemen

Thorium (nomor atom 90) s.d Einstenium (nomor atom 99) dan hasil peluruhannya, nuklida ini akan muncul dalam jumlah besar pada bahan bakar bekas.

3. Produk fisi, terdiri dari nuklida

hasil dari reaksi fisi aktinida, beserta nuklida hasil peluruhan dan tangkapan neutron.

Ketiga kelompok nuklida tersebut di atas di cantumkan pada file keluaran ORIGEN pada kolom pertama atau kolom paling kiri, sebagai contoh bisa dilihat pada cuplikan file keluaran ORIGEN berikut ini:

1 10010 1.13796139E-22 20040 8.62991412E-18 1 140280 3.27569580E+00 140290 1.67004138E-01 1 140320 4.90301267E-13 150310 2.59052331E-06 1 150330 6.43810968E-23 160320 3.80828945E-11 2 20040 1.10031779E-08 812070 1.34794531E-22 2 822070 7.38940655E-19 822080 1.28905656E-16 2 822110 1.02300754E-21 822120 3.13544155E-18 2 832110 6.03602728E-23 832120 2.97417158E-19 2 962470 8.81930399E-24 162500 1.32779111E-16 3 10030 1.38794621E-05 30060 5.72369707E-08 3 40090 1.90617655E-09 40100 1.14370717E-08 3 300660 6.00579182E-15 290670 6.66402619E-23 3 300680 2.30108540E-21 310710 4.73483069E-13 3 310720 3.44059885E-11 320720 3.16038182E-08 Kelompok Nuklida Nuclide Identifier Grat

Nuclide Identifier adalah bilangan enam digit yang secara unik memberikan identitas untuk nuklida tertentu. Identifikasi ini didefinisikan sebagai:

NUCLID = 10000*Z + 10*A + IS dimana:

NUCLID=bilangan enam digit nulide

identifier.

Z = nomor atom untuk nuklida tertentu. A = nomor masa untuk nuklida tertentu. IS = indikator keadaan isomer

(3)

1 = tereksitasi

Sebagai contoh untuk 137Cs (Z = 55, A

= 137) maka nuclide identifier-nya

adalah 551370

Grat adalah singkatan dari gram atom merupakan hasil dari massa dibagi dengan nomor massa.

ORIGEN dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan, diantaranya

untuk perhitungan fraksi bakar,

peluruhan radioaktif, perhitungan produk fisi. Untuk perhitungan fraksi bakar ORIGEN harus di kopel dengan MCNP, untuk dapat digunakan bersama

MCNP maka harus dilakukan

pengambilan data-data pada file

keluaran ORIGEN yang berupa nuclide

identifier, grat. pada setting input MCNP tertentu grat perlu dibuah menjadi gram sebelum digunakan.

Jumlah data pada file keluaran

ORIGEN dapat berkisar dari ratusan hingga ribuan data, hal ini tentu akan

mempersulit kita bila ingin

menggunakan seluruh data, dibutuhkan

waktu yang cukup lama untuk

mencuplik seluruh data tersebut, untuk

mempermudah dan mempercepat

pengambilan data nuclide identifier,

grat dan perhitungan gram maka disusun aplikasi ini.

aplikasi ini dibuat menggunakan dengan bahasa pemrograman PHP. PHP

merupakan singkatan dari PHP

Hypertext Preprocessor. PHP

merupakan bahasa berbentuk skrip yang ditempatkan dalam server dan diproses di server. Hasilnya dikirim ke klien

tempat pemakai menggunakan browser

[2].

2. Metodologi

File keluaran ORIGEN berbasis teks, berikut contoh cuplikan file keluaran ORIGEN:

1 10010 1.13796139E-22 20040 8.62991412E-18 130270 3.04852962E+01 0 0.0

1 140280 3.27569580E+00 140290 1.67004138E-01 140300 1.09730080E-01 0 0.0

1 140320 4.90301267E-13 150310 2.59052331E-06 150320 1.32673542E-11 0 0.0

1 150330 6.43810968E-23 160320 3.80828945E-11 160330 1.14097329E-15 0 0.0

2 20040 1.10031779E-08 812070 1.34794531E-22 812080 5.41810531E-21 0 0.0

2 822070 7.38940655E-19 822080 1.28905656E-16 822090 5.12348055E-23 0 0.0

2 822110 1.02300754E-21 822120 3.13544155E-18 832090 6.11653494E-21 0 0.0

2 832110 6.03602728E-23 832120 2.97417158E-19 832130 1.18124695E-23 0 0.0

2 842160 1.22795998E-23 862190 1.87031860E-24 862200 4.55163806E-21 0 0.0

2 872210 1.24205597E-24 872230 2.00544645E-23 882230 4.66586838E-19 0 0.0

2 882240 2.58842979E-17 882250 5.62705646E-21 882260 3.12632582E-23 0 0.0

2 882280 4.46647945E-22 892250 3.72549223E-21 892270 7.63384844E-16 0 0.0

2 902270 1.08080225E-18 902280 5.51994685E-15 902290 3.22554481E-17 0 0.0

(4)

2 902300 4.91450501E-17 902310 3.78678556E-12 902320 9.57198973E-11 0 0.0

2 902340 5.96313346E-11 912310 2.60670263E-10 912320 6.08996318E-15 0 0.0

2 912330 2.24323110E-13 912341 2.01067876E-15 912340 8.98103211E-16 0 0.0

2 922320 5.89649683E-12 922330 1.90019970E-13 922340 1.91038574E-10 0 0.0

2 922350 9.15447235E-01 922360 2.14775577E-02 922370 1.20481275E-06 0 0.0

2 922380 4.26562119E+00 922400 8.69411642E-15 932370 1.12133339E-05 0 0.0

3 300660 6.00579182E-15 290670 6.66402619E-23 300670 4.48989046E-18 0 0.0

3 300680 2.30108540E-21 310710 4.73483069E-13 300720 7.88862239E-11 0 0.0

3 310720 3.44059885E-11 320720 3.16038182E-08 310730 1.86245176E-20 0 0.0

3 320730 1.34277244E-07 320731 5.61826490E-25 320740 4.43124748E-07 0 0.0

3 330750 1.42835313E-06 320760 4.56110274E-06 330760 3.36853809E-13 0 0.0

3 340760 8.75133577E-10 320770 9.16932003E-13 330770 1.51627848E-08 0 0.0

3 340770 1.04884230E-05 340771 4.71114728E-15 340780 2.12214763E-05 0 0.0

3 340790 6.47276902E-05 350790 1.08036684E-10 340800 1.55664166E-04 0 0.0

3 350800 2.99577349E-25 350801 4.26582096E-24 360800 8.68275674E-10 0 0.0

3 350810 2.66802526E-04 360810 4.33615557E-12 340820 4.24476020E-04 0 0.0

3 350820 2.88156665E-10 360820 2.47891847E-07 360830 6.61281927E-04 0 0.0

3 360840 1.31880597E-03 360850 3.41222156E-04 360851 2.46602939E-17 0 0.0

3 370850 1.28085760E-03 360860 2.56744679E-03 370860 4.28590283E-08 0 0.0

3 380860 1.20659692E-07 370870 3.29435640E-03 380870 2.75593903E-09 0 0.0

3 360880 1.31171294E-23 370880 1.53071408E-24 380880

Berikut algoritma pemrograman yang

digunakan dalam aplikasi ini:

Gambar 1. Algoritma Pemrograman

3. Hasil Dan Pembahasan

Pada perhitungan teras reaktor

menggunakan ORIGEN-MCNP

biasanya hanya beberapa nuklida hasil keluaran dari ORIGEN yang digunakan

Split all string by string $data = explode(" ",$vektor[$i]);

Split all string by string $vektor = explode(" 0 ",$file);

Tampilkan data bila bukan white space ($data[$j] <> "")

Tampilkan data bila bukan satu digit dan bukan nol (strlen($data[$j]) > 1) and ($data[$j] > 0)

Mencari index pertama dari nuklida (strlen($data[$j]) < 7)

Cari nomor massa 3 digit sebelum terakhir: $digitdata = strlen($data[$j]); $depannm =

$digitdata - 4;

$nm = substr($data[$j],$depannm,3);

Gram = grat x nomor massa $gram = $nm * $data[$j];

$file = origen.pch Mulai

(5)

sebagai input MCNP, beberapa nuklida penting tersebut adalah:

1. Isotop fisil: U-233, U-235, Pu-239,

Pu-241.

2. Isotop penyerap kuat neutron:

Xe-135 , Sm-149.

3. Isotop fertil: U-234, Th-232, U-238,

Pu-240

Dengan penggunaan aplikasi ini maka semua data nuklida pada file keluaran ORIGEN diambil untuk digunakan dalam input MCNP.

Gambar berikut memperlihatkan tampilan aplikasi ini (input):

Gambar 2. Tampilan Aplikasi (input)

Data nuclide identifier dan grat

diperoleh dari file keluaran ORIGEN, sedangkan untuk memperoleh nomor massa diambil tiga digit angka sebelum

angka terakhir dari nuclide identifier,

agar lebih jelas silahkan lihat Tabel 1. Data massa (gram) diperoleh dari nomor massa dikalikan grat.

Tabel 1. Data hasil ektraksi file keluaran ORIGEN

Nuclide

Identifier Mass Number grat gram

10010 1 1.13796139E-22 1.13796139E-22 20040 4 8.62991412E-18 3.45196565E-17 130270 27 3.04852962E+01 8.23102997E+02 140280 28 3.27569580E+00 9.17194824E+01 140290 29 1.67004138E-01 4.84312000E+00 140300 30 1.09730080E-01 3.29190240E+00 140320 32 4.90301267E-13 1.56896405E-11 150310 31 2.59052331E-06 8.03062226E-05 150320 32 1.32673542E-11 4.24555334E-10 150330 33 6.43810968E-23 2.12457619E-21 160320 32 3.80828945E-11 1.21865262E-09 160330 33 1.14097329E-15 3.76521186E-14 20040 4 1.10031779E-08 4.40127116E-08

(6)

Nuclide

812070 207 1.34794531E-22 2.79024679E-20 812080 208 5.41810531E-21 1.12696590E-18 822070 207 7.38940655E-19 1.52960716E-16 822080 208 1.28905656E-16 2.68123764E-14 822090 209 5.12348055E-23 1.07080743E-20 822110 211 1.02300754E-21 2.15854591E-19 822120 212 3.13544155E-18 6.64713609E-16 832090 209 6.11653494E-21 1.27835580E-18 832110 211 6.03602728E-23 1.27360176E-20 832120 212 2.97417158E-19 6.30524375E-17 832130 213 1.18124695E-23 2.51605600E-21 842160 216 1.22795998E-23 2.65239356E-21 862190 219 1.87031860E-24 4.09599773E-22 862200 220 4.55163806E-21 1.00136037E-18 872210 221 1.24205597E-24 2.74494369E-22 872230 223 2.00544645E-23 4.47214558E-21 882230 223 4.66586838E-19 1.04048865E-16 882240 224 2.58842979E-17 5.79808273E-15 882250 225 5.62705646E-21 1.26608770E-18 882260 226 3.12632582E-23 7.06549635E-21 882280 228 4.46647945E-22 1.01835731E-19 892250 225 3.72549223E-21 8.38235752E-19 892270 227 7.63384844E-16 1.73288360E-13 902270 227 1.08080225E-18 2.45342111E-16 902280 228 5.51994685E-15 1.25854788E-12 902290 229 3.22554481E-17 7.38649761E-15 902300 230 4.91450501E-17 1.13033615E-14 902310 231 3.78678556E-12 8.74747464E-10 902320 232 9.57198973E-11 2.22070162E-08

(7)

Nuclide

902340 234 5.96313346E-11 1.39537323E-08 912310 231 2.60670263E-10 6.02148308E-08 912320 232 6.08996318E-15 1.41287146E-12 912330 233 2.24323110E-13 5.22672846E-11 912341 234 2.01067876E-15 4.70498830E-13 912340 234 8.98103211E-16 2.10156151E-13 922320 232 5.89649683E-12 1.36798726E-09 922330 233 1.90019970E-13 4.42746530E-11 922340 234 1.91038574E-10 4.47030263E-08 922350 235 9.15447235E-01 2.15130100E+02 922360 236 2.14775577E-02 5.06870362E+00 922370 237 1.20481275E-06 2.85540622E-04 922380 238 4.26562119E+00 1.01521784E+03 922400 240 8.69411642E-15 2.08658794E-12 932370 237 1.12133339E-05 2.65756013E-03 932380 238 1.31482680E-09 3.12928778E-07 932390 239 1.29277578E-05 3.08973411E-03 932401 240 7.67188908E-17 1.84125338E-14 942380 238 1.18127765E-07 2.81144081E-05 942390 239 2.27477704E-03 5.43671713E-01 942400 240 6.68328212E-05 1.60398771E-02 942410 241 1.34238758E-06 3.23515407E-04 942420 242 2.79819705E-08 6.77163686E-06 942430 243 2.47423178E-23 6.01238323E-21 942440 244 1.08849314E-15 2.65592326E-13 942460 246 5.78898476E-24 1.42409025E-21 952410 241 5.13564569E-09 1.23769061E-06 952421 242 1.17107877E-11 2.83401062E-09 952420 242 5.14487600E-15 1.24505999E-12

(8)

Nuclide

952430 243 2.41183965E-11 5.86077035E-09 952440 244 1.48998553E-21 3.63556469E-19 962420 242 1.08604792E-10 2.62823597E-08 962430 243 6.60280953E-14 1.60448272E-11 962440 244 7.06571371E-14 1.72403415E-11 962450 245 2.93812502E-17 7.19840630E-15 962460 246 2.84916830E-19 7.00895402E-17 962470 247 8.81930399E-24 2.17836809E-21 162500 250 1.32779111E-16 3.31947778E-14

Untuk mengetahui validitas dari aplikasi ini dapat dapat dibandingkan hasil

keluaran dari aplikasi ini, yang

ditampilkan pata Tabel 1., dengan cuplikan file masukan yang berupa file keluaran ORIGEN berikut ini: