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 SPECTRUMMEASUREMENTS IN RSG-GAS REACTOR. Determination of self-shielding factor and cadmium ratio of foil and cylindrical probe have been done by measurementand 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, shelfshielding 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 persamaanintegral dua dimensi dengan bahasaFORTRAN. Untuk kasus detektor keping maupun kawat emas, hasil perhitungan cukup dekat dengan hasil pengukuran. Perbedaan relatif antaraperhitungan clanpengukuran aktivitas, faktor perisai diri clan nisbah cadmium berturut-turut kurang dari 110/0,9% clan 40/0.Dengan demikian, program perhitungan dapatdigunakan dalam perhitungan detektor-detektordari bahanyang lain. Penerapan koreksi faktor perisai diri pada hasil pengukuran fluks neutron akan sangatberarti terutama pada fluks neutron epitermal. Pada pengukuran spektrum neutron dapat menghindari timbulnya puncakpuncak 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)
,,7
yang diiradiasi di dalam populasi neutron hingga detektor menjadi aktif. Kemudian berdasarkan aktivitas detektor terukur tersebut 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 sangattinggi. Metoda aktivasi tersebut memiliki kelemahanyaitu 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 karenaadanya penyerapanneutron 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 mengembangkanprogram komputer. Hasil perhitungan FPD telah diverifikasi terhadap hasil pengukuran detektor aktivasi dari bahan emas dengan perbedaanrelatif yang cukup kecil. Dengan program ini dapat ditentukan karakteristik FPD berbagaijenis 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 puncakpuncak resonansi sebagai akibat dari penyerapanoleh detektor aktivasi yang digunakan. Setelah penerapanFPD tersebut,puncak-puncak resonansiyang tak dikehendaki pada spektrum neutron di daerahenergi epitermal dapatdieliminir.
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 sebagaifaktor perisai diri G, yaitu:
G=~~ tjJ () -A
A
(1)
0
dengan <jJ, A clan <jJ(}, A(} masing-masing adalah fluks rerata, aktivitas rerata di dalam media detektor clanfluks sertaaktivitas sebelumterganggu. Besarnya FPD tersebut sangatbergantungpadajenis clan bentuk geometri bahan detektor aktivasi, disampingjuga bergantungpada bentuk spektrum fluks neutron tempat pengukuran dilakukan. Secara perhitungan, besarnya faktor perisai diri total ditentukan denganpersamaan:
58
(2)
Sedangkanbesarnyafaktor perisai diri epitermal :
OC' fu(E);(E)
G"pi =
. g(E) p(E) dE
(3)
II ~
fa(E)t/J(E)
p(E) dE
II
dan faktor perisai diri termal sebesar
(4)
Pada persamaandi atas terlihat adanya faktor spektrum neutron «/J(E) clan faktor jenis material (o(E) dalam persamaan perisai diri. Sedangkan pengaruh geometri yaitu pada besarangrEYclanprE) akan dibahas berikut ini.
Detektor aktivasi berbentuk lempenganatau keping [1,2] Besarnya faktor perisai diri pactatiap kelompok energi detektor keping
(5) "
dengan
En(r(E» = j(e-r(/i)I'/un)du
yaitu
definisi
umum untuk integral
eksponensial, t"(E) = }2(E).t = t / J.,(E) yaitu tebal keping persatuanlintas 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.\ewatipembungkus Cd yang selanjutnya berinteraksi dengan keping : p(E) = gw(E) = E)(TI(E))--g(i)
E) (t")(E)+ t"(E))
(6)
~-E3(t"(E))
59
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 g{E) = Xo{La{E)r)
(7)
2 La{E)r 1 2" "/.2.
denganprobabilitas serapanneutron x"(r,,r) = -.
(1- e-I./(IJ,,) )cos .9sin.9d.9drp
J("
"
clan panjang lintasan neutron di dalam media detektor berjejari r e(.9
)=
, fP
2r cos .9 (1 -sin
2 .9 cos 2 fP) .
Besarnya faktor penetrasi neutron yang melewati pembungkus cadmium yang selanjutnya berinteraksi dengandetektor silinder adalah : n. rkl,' dengan probabilitas dan
panjang
=.r!~2 Xo{Lar)
(8) " 1 ,. 012
serapan neutron x,(1:.r)=- J Je-';.u/J(...J(I-e-,;,I(...J)cos.9sin.9d.9dtp
1C..
lintasan
neutron
di
Cd
berjejari
R
-rcos.9 + ~r2 cos2.9+ (l-sin2 .9 cos2tp)(R2 -r2) l-sin2.9cos2tp D(.9,tp)=
Penentuan fluks daD spektrum neutron Besarnya fluks neutron termal ditentukan berdasarkanhasil 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
60
.In(t)
iradiasi. Selanjutnyabesarnyatluks neutron epitermal ditentukan dengan persamaan [3]:
dengan Ir adalah integral resonansi,E2 clanE[ 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 bersamaanpada suatu posisi di teras reaktor, persamaanintegrallaju reaksi detektor yang ke-i (R;) dapatdiselesaikan 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 tpjclan AEj adalah fluks neutron clanlebar 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 offreedom) sistempersamaancukup 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 pengukurandengan ketentuan kwadrat terkecil [3,4]. Pada penentuanspektrum neutron di atas, koreksi FPD detektor ke-i pada kelompok energi ke-j (g!J atau grEY dimasukkan pada pustaka tampang lintang[5] sebelumproses iterasi dilakukan, yaitu : d I; = gl;O!;
i = 1,2.. !l ;j=l,2,.
.VI
atau d(E)=g(E)~E)
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 clanjejari di dalam fasilitas iradiasi teras RSG-GAS. Aktivitas detektor yang aktif diukur dengan detektor HPGe clan
61
sistem peralatan spektrometri gamma yang telah dikalibrasi. Besar FPD total (detektor terbuka) ditentukan dengan membagi aktivitas detektor biasa dengan detektor paduanAI. Demikian pula, besarnyaFPD 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 emaspaduan AI, maka FPD ditentukan dari basil bagi antara aktivitas detektor biasa denganaktivitas ekstrapolasipada jejari 0 cm. PenentuanFPD jenis detektor secaraperhitungan dilakukan dengan membuat program komputer untuk menghitung dan menyelesaikan secara numerik [7] persamaan-persamaanintegral 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 pengukuranaktivitas, 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 keterbatasanjenis detektor yang dimiliki, disamping itu simulasi komputer ini relatif cukup mudah, cepatdan murah. Fluks neutron termal dan epitermal ditentukan berdasarkan basil pengukuran aktivitas detektor yang digunakan dengan memasukkan koreksi FPD detektor aktivasi yang digunakan. Sedangkandalam penentuan spektrum neutron, pustaka tampang lintang dikoreksi denganFPD pada seluruh kelompok energi untuk tiap detektor aktivasi yang digunakan. Selanjutnya pustaka tampang lintang yang terkoreksi tersebutdigunakan dalam penentuan spektrum neutron dengan menggunakan paket program SAND-II [4] berdasarkanbasil pengukuranaktivitas detektor aktivasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuanfaktor perisai diri detektor keping Program untuk penentuan faktor perisai diri detektor keping telah diverifikasi terhadap basil pengukurandenganperbedaanrelatif kurang dari 3% untuk keping emas. Mengingat tidak dimilikinya keping paduanAI untuk jenis keping yang lain, verifikasi dilakukan dengan membandingkan aktivitas perhitungan terhadap aktivitas pengukuran denganperbedaankurang daTi 11%
62
(Tabel I) [8,9]. Oengantervalidasinya program untuk penentuanfaktor 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 tampang lintang termal cukup kecil maka harga faktor perisai dirinya paling besar. Sedangkan pada daerah energi epitermal, keping yang mempunyai harga FPO yang sangat kecil adalah keping indium dan emas karena memiliki nilai intergral resonansiyang sangatbesar. 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,dengandemikian 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.
Penentuanfaktor perisai diri detektor silinder Karena detektor berupa campuran dengan aluminium tersebut tidak dimiliki, maka penentuan faktor perisai diri secara pengukuran dilakukan dengan menggunakan pendekatanekstrapolasi polinomial aktivitas pada jejari detektor 0 cm. Faktor perisai diri ditentukan dari hasil bagi antara aktivitas detektor denganaktivitas hasil ekstrapolasipadajejari 0 cm tersebut. Hasil pengukuranaktivitas detektor yang terbuat dari emas denganjejari 0,005 cm, 0,0125 cm dan 0,025 cm yang dibungkus cadmium dan terbuka serta faktor perisai diri dan nisbah cadmium berikut perbedaanrelatifnya denganhasil perhitungantertera padaTabel2 [10,11]. Padatabel tersebut terlihat bahwa hasil perhitungan aktivitas, faktor perisai diri dan nisbah cadmium detektor emas cukup dekat denganhasil 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%. Dengandemikian program penentuanfaktor 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 menggunakanprogram yang sarna dan diplot masing-masing pada 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 tampang lintang masing-
63
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 bahantersebut.
Basil pengukuran fIuks dan spektrum neutron Penerapankoreksi 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 sesuaidengan 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., penerapankoreksi FPD pada distribusi fluks di posisi iradiasi mengoreksi harga-hargafluks neutron baik termal maupun epitermal, namun kecenderungannya akan fluks termal lebih besar dari fluks epitermal tidak berubah. Fenomena lebih besarnyafluks termal dari pada fluks epitermal di posisi iradiasi itu sesuaidengan kondisi yang sebenamyabahwa 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 bertentangandengan kenyataan bahwa pada posisi elemen bakar, neutron-neutron yang barn lahir dari basil belah bahan bakar reaktor belum banyak mengalami moderasi, sehinggajumlah fluks neutron epitermal seharusnyalebih 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 sepertipada Gambar 5.a. clan 5.b. direratakanmaka diperoleh harga fluks neutrontermal clanepitermal pada posisi teras tersebut. Pererataankearah aksial tersebutuntuk 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 penerapanFPD 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 elemenbakar, fluks neutron epitermallebih besardari pada fluks neutrontermal.
64
Penerapankoreksi FPD dalam penentuanspektrum 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 clandalam di sampingjumlahnya cukup banyak pada daerah energi epitermal. Hal itu dikarenakan oleh adanyaserapan-serapanneutron 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-serapanoleh bahan struktur reaktor apa lagi bahan penyerap kuat. Dengan demikian munculnya puncak clan lembah pada spektrum yang terukur semata-mata disebabkan oleh adanya serapan-serapanpada daerah resonansi detektor aktivasi yang digunakan. Dengan penerapan koreksi FPD adanyapuncak clan lembah tersebut dapatdihindari sehingga dapat memberikan suatu bentuk spektrum neutron yang sesuaidengan kondisi yang sebenarnya.
KESIMPULAN 1.
2.
3.
4.
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. 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. 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. 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.
65
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)
7,.
Curtis F. Gerald / Patrick O. Wheatley,"Applied Numerical Analysis", Addison-Wesley Publishing Company, California, (1984)
8
AMIR HAMZAH daD ITA BUrn RADIY ANTI, PenentuanFaktor Perisai Diri Berbagai Keping Aktivasi Menggunakan Bentuk Spektrum Sistem Rabbit RS-l Teras RSG-GAS, Prosiding PertemuandaD PresentasiIlmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir, PPNY, Yogyakarta, 27-29 April (1993)
9 -.ITA
BUrn RADIY ANTI daD AMIR HAMZAH, Program perhitungan faktor perisai Diri Keping Aktivasi Neutron, Prosiding Lokakarya Komputasi daDSains Teknologi NuklirV, Jakarta,2 daD3 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 daD25 Februari (1995) 11. AMIR HAMZAH, ITA BUrn R. daD S. PINEM, PenentuanKarakteristik Faktor Perisai diri daD Nisbah Cadmium Probe Silinder, Prosiding Pertemuan daD PresentasiIlmiah Penelitian Dasar Ilmu PengetahuandaD Teknologi Nuklir, PPNY, Yogyakarta, 23-25 April (1996)
66
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)
67
No, ~
Tabel
Hasil perhitungan dan pengukuran aktivitas serta FPD beberapajenis detektor keping. /
Tabel 2. Hasil pengukuran dan perhitungan aktivitas, faktor perisai diri
(FPD) dan nisbah cadmium (Rcd) detektor silinder emas. Dc
"Cd
B~da
Hit.
(%}
2
8;4
2;5
4
..'9;8
68
~ ~
detektor aktivasi
$0
~
Gambar Efek perisai diri pada detektor aktivasi.
p
;jerhitungan sel
J
Data / detektor /
~--~perh~nganl
.--
FPD
I I I I I I I I I I
r
L-
/ SAND II
Ij)(E) Gambar
2.
Diagram alir perhitungan FPD serta penentuan fluks dan spektrum neutron. 69
1.2 1.0 -+-Indium --Cobalt -.-Emas
'-
'5 0.8
'"
";0 "': Q) 0.6 co.
~'0ro 0.4
-*-Tembaga Dysprosium
"
u.
"'---
0.2 0.0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
Tebal keping (cm)
Gambar 3.a. Faktor Perisai diri termal terhadap ketebalan keping.
--Indium --Cobalt
-.-Emas ~Tembaga
Dysprosium
Gambar 3.b. Faktor perisai diri epitermal terhadap ketebalan keping.
70
1.2 1.0 :S 08 ." . iV .~
~06 ()
~..
u. 0.4
0.2
0.0 0.2
0
03
04
0.5
0.6
0.7
Jejari detektor (cm)
Gambar 4.a. Faktor perisai diri termal terhadapjejari detektor silinder.
1.2
1.0 :~ 0.8 "C
"'c:
.m
&06
~0
~ 04 0.2
0.0 0
0.1
0.2
0.3
04
0.5
0.6
0.7
Jejari detektor
Gambar 4.b. Faktor perisai diri epitermal terhadapjejari detektor silider.
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 elemenbakarteras RSG-GAS. 72
K J
I~
H
F E
D 0 2
c B A
1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
x,xx = fluks neutron terma! (1014n/cm2/det) y,yy = fluks neutron epitermal (1014n/cm2/det)
Keterangan
Gambar 6. Hasil pengukuran distribusi radial fluks neutron terrnal dan epitermal teras RSG-GAS.
5' 1 E+24 II)
~ ." II)
"C N E
1
E+21 .~
~1 c
E+18
e
:5 1 E+15 II) c
Tanpa koreksi FPD
~ :J ~
Dengan koreksi FPD
'"
1
E+12
10 0-
m
a: 1
E+O9
1.E-10
1.E-O8
1.E-O6
1.E-O4
1.E-O2
1.E+OO
1.E+O2
Energi neutron (MeV)
Gambar 7. Spektrum neutron tanpa clan dengan koreksi FPD.
Kembali ke Jurnal
.,~
