STUDI DAN KAJIAN DATA NUKLIR REAKTOR GENERASI-IV DENGAN SPEKTRUM NEUTRON CEPAT Suwoto dan Zuhair
Abstract. STUDY AND ASSESSMENT OF GENERATION IV REACTOR NUCLEAR DATA WITH FAST NEUTRON SPECTRA. Generation IV International Forum (GIF) has evaluated and assessed NES of Gen- IV and selected six potential types of reactors to be deployed in the next decade. Those include GFR, LFR, SFR, MSR, SCWR and VHTR. The first three reactors were fast neutron spectrum applied and the rest reactors were thermal neutron spectrum used. The study and assessment focused on the nuclear data characteristic parameter and nuclear data uncertainties of Gen-IV reactor with fast neutron spectrum. Until 2008, the accuracy target of nuclear data cross-sections used it in fast reactor spectrum calculation are relatively significant especially for σ-capture, σ-fission, and σ-inelastic. Several differences of nuclear data cross-sections on minor actinide isotopes between expected and targeted parameters are observed such as σ-fission of Cm-244 isotope up to 10 times larger and σ-capture of 92-U-238 isotope around 1.5-2 times higher than targeted parameters. Uncertainty and accuracy of minor actinide cross-sections for fast spectrum Gen-IV reactors provide relatively significant discrepancies (1.3 to 10 times higher) in term of accuracy between expected and targeted parameters. Some differences of provided results from any experimental and assessment data with several evaluated nuclear data files for Pb are found. Some discrepancies on integral parameter of fast spectrum Gen-IV reactors between expected and targeted such keff, void reactivity and Doppler effects, peak power and burn-up are clearly observed. Accurate and precise cross-sections data of radiation captured and threshold reaction cross sections such as (n,2n), (n,3n), (n,p), (n,α) are necessary for fast reactors. Keywords: cross-sections, fast neutron spectrum, GFR, LFR, SFR, uncertainty, target accuracy
PENDAHULUAN
dampak negatif terhadap lingkungan.
Jumlah penduduk dunia pada tahun
Pengoperasian PLTN telah disadari oleh
2050 diperkirakan akan berlipat dua kali
dunia mempunyai arti penting dalam
lipat, untuk itu diperlukan pasokan energi
menekan efek gas rumah kaca (CO2)
yang
pada lingkungan global. Keunggulan
cukup
diperlukan
besar.
untuk
Energi
menopang
tersebut tingkat
PLTN
sebagai
salah
satu
sistem
kesejahteraan. Pemenuhan kebutuhan
pemasok energi dunia dengan tidak
pasokan energi dunia dengan hanya
mengeluarkan gas rumah kaca perlu
meningkatkan kuantitas produksi dari
dipertimbangkan sebagai salah satu cikal
sistem pembangkit konvensional yang
bakal pemasok energi dunia dimasa
ada pada saat ini terbukti membawa
mendatang.
Sebagai
upaya
untuk
Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir-BATAN, Tel. (021)756-0912, Fax.(021)756-0913 E-mail:
[email protected]
67
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................68
mengatasi
peningkatan
kebutuhan
dilengkapi dengan data yang diperoleh
terhadap energi yang bersih dan dengan
dari hasil perhitungan secara teoritik
kuantitas
serta
dengan model nuklir mutakhir. Saat ini,
berkelanjutan (sustainability), saat ini
pemahaman teoretik reaksi nuklir telah
dikembangkan
Sistem
Energi
Nuklir
berkembang pesat dan telah banyak
Generasi
(SEN
Gen-IV)
oleh
digunakan untuk interpolasi, ekstrapolasi
Generation IV International Forum (GIF).
dan untuk menguji konsistensi data
Sistem energi nuklir tersebut adalah
eksperimental, serta untuk meramalkan
(1)
secara akurat data yang tak dapat diukur
yang
IV
Gas-cooled
memadai
Fast
Reactor(GFR),
(2) Lead-cooled Fast Reactor (LFR),
secara eksperimental.
(3) Sodium-cooled Fast Reactor (SFR),
Pada umumnya, tidak ada satupun
(4) Molten Salt Reactor (MSR), (5) Super
data nuklir baik yang ditentukan secara
Critical Water-cooled Reactor (SCWR)
eksperimental maupun secara teoretik
dan (6) Very High Temperature Reactor
dapat secara langsung dapat digunakan
(VHTR)[1].
dalam aplikasi perhitungan fisika reaktor.
reaktor
Dalam
daya
mempunyai
generasi proyek
pengembangan lanjut, INPRO
IAEA
Data
tersebut
yang
ditransformasikan
harus
diolah
terlebih
dan dahulu
bertujuan kurang lebih sama dengan
sedemikian rupa kedalam suatu basis
proyek
data
SEN
direncanakan
Gen-IV.
SEN
Gen-IV
akan
mulai
dapat
agar
dapat
digunakan
secara
mudah sebagai input bagi perhitungan fisika reaktor, seperti pustaka tampang
dimanfaatkan di atas tahun 2020. Krisis kelangkaan bahan bakar
lintang WIMS/D5, MCNP dan lainnya.
minyak (BBM) di Indonesia pada saat ini
Data tampang lintang nuklir yang akan
menuntut diversifikasi sumber energi
dipergunakan
agar tidak terjadi instabilitas ekonomi.
neutronik, perisai radiasi dan perhitungan
Energi
nuklir
memberikan
dalam
biasanya
perhitungan
dipromosikan
dapat
lainnya,
kontribusi
dalam
spektrum neutron yang terjadi pada reaktor
utama data nuklir adalah eksperimen
dengan
fisika nuklir dengan akselerator, reaktor
(reaktor termal) maupun perhitungan
riset maupun fasilitas eksperimen nuklir
dengan menggunakan spektrum neutron
lainnya. Karena keterbatasan data nuklir
cepat (reaktor cepat).
spektrum
baik
pada
diversifikasi energi tersebut. Sumber
eksperimental yang tersedia, maka dapat
tersebut,
tergantung
perhitungan
neutron
termal
Untuk memenuhi kebutuhan dalam perhitungan fisika reaktor dalam reaktor
69 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79) Gen-IV, maka perlu dipelajari dan dikaji
merupakan suatu sumber energi yang
karakteristik, akurasi dan ketidakpastian
awet (durable), mempunyai keandalan
data
untuk
dan keamanan yang tinggi (frekuensi
spektrum
dan tingkat kerusakan teras reaktor
tampang
reaktor
lintang
Gen-IV
nuklir
dengan
neutron cepat yaitu reaktor jenis GFR,
yang
LFR dan SFR. Dalam studi dan kajian
dengan
ini, metode yang digunakan adalah studi
membutuhkan daerah esklusif di sekitar
literatur dari berbagai data dan review
PLTN
yang terkait dengan karakteristik dan
kecelakaan sehingga dapat ditempatkan
ketidakpastian data nuklir untuk reaktor
berdampingan
Gen-IV yang menggunakan spektrum
penduduk),
neutron
bersaing dengan sumber energi yang
cepat.
Studi
dan
kajian
karakteristik data nuklir untuk reaktor
sangat
rendah
PLTN
dibandingkan
yang
meskipun
ada,
dalam
dengan
secara
tidak
kondisi
pemukiman
ekonomis
dapat
lain.
Gen-IV ini masih dipelajari terus, dikaji,
Enam jenis konsep SEN Gen-IV
dievaluasi serta dikembangkan terus di
(reaktor Gen-IV) yang telah dipilih pada
negara-negara maju, sehingga masih
forum GIF diklasifikasikan oleh jenis
banyak data karateristik yang diperlukan
pendingin dan spektrum reaktor yang
untuk memenuhi kebutuhan SEN Gen-
digunakan. Beberapa parameter penting
IV di masa mendatang. Data tersebut
dan data karateristik teras reaktor Gen-
sampai
IV di sajikan pada Tabel 1. Dalam tabel
sekarang
masih
jarang
ditemukan, baik di perpustakaan on-line
tersebut
(internet)
diperpustakaan
spesifikasi teknis secara umum sesuai
masih
dalam
dengan jenis dan tipe spektrum neutron
penelitian dan pengembangan secara
yang digunakan untuk 6 jenis reaktor
terus-menerus.
Gen-IV.
maupun
konvensional,
karena
Konsep Reaktor Gen-Iv Spektrum Neutron Cepat Konsep
PLTN
Generasi
Dan
terlihat
parameter
dan
Reaktor Cepat Berpendingin Gas (Gas Cooled Fast Reactor, GFR)
ke-IV
GFR
merupakan
jenis
(Gen-IV) adalah PLTN yang mempunyai
reaktor berpendingin gas helium yang
spesifikasi: efisiensi bahan bakar tinggi,
dapat
limbah
nuklir
terhadap berbahaya
rendah,
penyebaran (proliferation
memproduksi
panas
hingga
tak
rentan
850oC. Bentuk karakteristik spektrum
bahan
nuklir
neutron yang dihasilkan sangat keras
resistance),
terutama yang dihasilkan oleh U-238,
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................70
karena GFR menggunakan bahan bakar
Karakteristik
partikel
neutron cepat yang digunakan pada
berlapis
keramik
yang
bentuk
jenis
spektrum
terdispersi pada matrik bahan bakar.
reaktor
Kandidat material untuk matrik bahan
rentang energi neutron cepat antara
bakar GFR sampai saat ini masih
100
dalam
eV–10
GFR
MeV
ini
fluks
mempunyai
dengan
puncak
serius.
Namun
spektrum terjadi pada rentang energi
karbida
(SiC)
150 keV, seperti tampak pada Gambar
merupakan
1. Pada rentang energi tersebut analisis
kandidat kuat sebagai bahan matrik
tampang lintang nuklida terkait dengan
yang digunakan dalam reaktor jenis ini.
reaktor GFR ini sangat dibutuhkan.
kajian
demikian
yang
silikon
kemungkinan
besar
Tabel 1. Parameter dan karakteristik teras reaktor SEN Gen-IV[2,3]. PARAMETER Daya, MWth Densitas Daya, kW/l Pengkayaan (%) Daya Spesifik (kW/kg HM)
Bahan Bakar
Pendingin Primer (Tout, oC) Moderator Spektrum Neutron Tekanan Kerja Siklus Bakar
Bahan
Keluaran
GFR 15003000 100
LFR 125-3000
SFR 400-4000
VHTR 600
SCWR 4000
MSR 2500
100
300
4-8
70
16(Pu)
15(Pu)
16(Pu)
8
6.3
20 (2/3 fuel is ex-core) 3.3
38
30
80
100
30
30
UC-SiC (U-TRU) carbide, nitride, oxide He (600-850)
U-Zr atau UN (U-TRU) nitride
U-Zr atau UO2 (U-TRU) oxide, metal alloy Na (510-550)
Triso particles (UO2, UC0.5O1.5)
UO2
UF6 dalam larutan garam
He (1000)
H 2O Super Kritis (450500) H 2O
Molten Fluoride Salt
Pb (500-800) Pb-Bi (500-550)
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
Cepat
Cepat
Cepat
Carbon / Grafit Termal
Tinggi
Rendah
Rendah
Tinggi
Tertutup (insitu) Listrik & produksi hidrogen
Tertutup (regional) Listrik & produksi hidrogen
Tertutup (insitu) Listrik
Terbuka Listrik & produksi hidrogen
Termal Sangat Tinggi Terbuka Listrik
Carbon / Grafit Termal Rendah Tertutup (insitu) Listrik & produksi hidrogen
71 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79)
Gambar 1. Karakteristik distribusi spektrum fluks neutron untuk reaktor GFR
Gambar 2. Karakteristik distribusi spektrum fluks neutron untuk reaktor LFR Reaktor Cepat Berpendingin Metal Cair (Lead-cooled Fast Reactor, LFR)
adalah masalah data nuklir yang terkait
LFR merupakan jenis reaktor
dan Bi serta transisi spektrum pada tepi
yang berpendingin metal cair (Pb atau
teras. Dari Gambar 2 tampak bentuk
Pb-Bi). Bahan bakar reaktor jenis ini
karakteristik distribusi fluks neutron
adalah berbentuk nitrida atau zircalloy.
untuk reaktor jenis LFR. Dari gambar
Karakteristik dari jenis LFR yang dapat
tersebut terlihat bahwa reaktor jenis
self-breeding
membuat
LFR mempunyai bentuk karakteristik
reaktor jenis ini mempunyai waktu
spektrum neutron cepat pada rentang
operasi yang sangat lama yaitu 15-30
energi neutron antara 1 keV–10 MeV
tahun.
dengan puncak spektrum pada energi
Litbang
sehingga
fisika
reaktor
yang
berkembang pada jenis reaktor LFR ini
dengan aktinida transuranik (TRU), Pb
sekitar 400 keV.
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................72
Reaktor Cepat Berpendingin Sodium (Sodium-cooled Fast Reactor, SFR) SFR
merupakan
distribusi spektrum fluks neutron untuk
reaktor
reaktor berpendingin sodium ini seperti
berpendingin sodium. Bentuk bahan
tampak pada Gambar 3. Dari gambar
bakar reaktor SFR ini adalah bentuk
tersebut terlihat untuk reaktor jenis SFR
oksida atau paduan metal (metal alloy).
mempunyai
Litbang seputar fisika reaktor
yang
spektrum neutron pada rentang energi
berkembang pada jenis reaktor SFR ini
neutron antara 1 keV–10 MeV dengan
adalah
aktinida
puncak spektrum pada energi sekitar
transuranik (TRU), efek transport pada
350 keV, hampir mirip dengan bentuk
teras penuh pada teras heterogen yang
spektrum neutron untuk reaktor jenis
kecil serta transisi spektrum pada ujung
LFR.
data
nuklir
jenis
dan tepi teras. Bentuk karakteristik
untuk
bentuk
karakteristik
Gambar 3. Karakteristik distribusi spektrum fluks neutron untuk reaktor SFR DISKUSI DAN PEMBAHASAN
neutron cepat (GFR, SFR dan LFR)
Data Nuklir Reaktor Gen-IV Dengan Spektrum Neutron Cepat Status data nuklir yang
ditampilkan pada Tabel 2. Dalam Tabel
diperlukan untuk konsep SEN Gen-IV telah dilaporkan oleh CSEWG (Cross Section Evaluation Working Group)[4]. Kemajuan akhir yang diperoleh pada perhitungan
fisika
neutronik
untuk
reaktor cepat sampai tahun 2008 untuk karakteristik data nuklir yang berupa TARGET akurasi dan akurasi yang DICAPAI untuk parameter integral data nuklir reaktor Gen-IV dengan spektrum
2
tersebut
perbedaan
tampak TARGET
persentase akurasi
dan
akurasi yang DICAPAI untuk parameter integral data nuklir reaktor Gen-IV dengan spektrum neutron cepat (GFR, SFR dan LFR) hingga tahun 2008 ratarata diperoleh sekitar 1,5 hingga 2 kali masih lebih tinggi dari yang ditargetkan. Hal ini disebabkan antara lain akurasi data tampang lintang data nuklir yang digunakan
dalam
reaktor
Gen-IV
73 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79) dengan spektrum neutron cepat masih
rentang energi neutron cepat 100 eV –
terdapat perbedaan khususnya pada
10 MeV.
Tabel 2. Persentase perbedaan antara TARGET dan DICAPAI parameter integral data nuklir reaktor Gen-IV dengan spektrum neutron cepat hingga tahun 2008[5]. Akurasi (%) yang dicapai hingga 2008 PARAMETER
GFR
%Beda thd TARGET[#]
%Beda thd TARGET
SFR
%Beda thd TARGET[#]
LFR
[#]
keff pada BOC Efek reaktivitas void Efek Doppler pada BOC Puncak Daya pada BOC Burn-up (pcm) Keterangan:
[#]:%
Dicapai Target Dicapai Target Dicapai Target Dicapai Target Dicapai Target
1,24 0,32 5,46 3,14 3,62 1,38 1,18 0,26 254,2 91,9 Rerata
287,50 73,88 162,32 353,85 176,61 210,832
1.04 0.33 15.66 6.05 3.62 1.66 0.31 0,13 -152,1 -45,2 Rerata
215,15 158,84 118,07 138,46 236,50 173,404
0,88 0,32 4,97 1,92 2,85 1,43 0,45 0,18 -127,7 -45,4 Rerata
175 158.86 99.30 150 181,28 152,888
beda thd TARGET=abs[1-Dicapai/Target]*100, BOC: Beginning Of Cycle
Aktinida Minor
spektrum neutron cepat menggunakan
Data nuklir untuk aktinida minor
bahan bakar campuran aktinida minor
khususnya tampang lintang tangkapan
dengan maksud untuk mencapai salah
radiasi capture, fisi, hasil neutron fisi
satu
(fission
Reaktor Gen-IV yaitu tahan/tak rentan
neutron
yields),
dan
hasil
tujuan
dari
pengembangan
produk fisi, memegang peran penting
terhadap
penyebaran
bahan
nuklir
sehingga konsentrasi aktinida minor
berbahaya (proliferation resistance).
menjadi lebih banyak dan operasi
Ketidakpastian target akurasi yang
reaktor menjadi lebih lama. Tujuan
dibutuhkan dan akurasi yang telah
utama reaktor Gen-IV yaitu penyediaan
dicapai
energi yang berkesinambungan, maka
nuklida lainnya pada rentang energi
peningkatan fraksi bakar pada bahan
tertentu disajikan dalam Tabel 3. Dari
bakar yang digunakan di reaktor cepat
Tabel 3 terlihat ketidakpastian akurasi
seperti GFR, LFR dan SFR menjadi
tampang
sangat penting. Pada reaktor cepat
dicapai/diperoleh dari beberapa isotop
yang
menggunakan
aktinida minor pada reaktor cepat Gen-
plutonium sebagai bahan bakar, akan
IV (GFR, SFR dan LFR) terhadap yang
tetapi pada reaktor Gen-IV dengan
ditargetkan
konvensional
untuk
aktinida
lintang
data
masih
minor
nuklir
relatif
dan
yang
cukup
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................74
signifikan rata-rata sekitar 1,3 – 10 kali
Perbedaan tampang lintang untuk
lipat lebih besar dari yang akurasi
aktinida minor masih juga tampak,
diharapkan.
tampang
seperti tampang lintang fisi pada Cm-
lintang tersebut sesuai dengan adanya
244. Ini berarti bahwa konsentrasi awal
perbedaan yang terlihat pada tampang
dari Curium (Cm) tidak dapat diabaikan.
lintang tangkapan radiasi capture dari
Hasil
nuklida
ENDF/B-
dilaporkan oleh T. Nakagawa, et al.[10]
VII.0[7], JENDL-3.3[8] dan JEFF-3.1[9],
bahwa perbedaan data tampang lintang
sehingga
yang
aktinida minor yang dihasilkan masih
dilakukan oleh Salvatore M., et al.[5].
relatif signifikan, seperti tampak pada
menghasilkan
Gambar 4. Kajian dan litbang evaluasi
Ketidakpastian
Si-28
dari
antara
hasil
file
analisis
ketidakpastian
dan
evaluasi
aktinida
dan
kajian
minor
ini
telah
akurasi data tampang lintang capture
tentang
masih
yang relatif signifikan hingga 8,16 kali
dikembangkan dan dilakukan penelitian
seperti pada Tabel 3 di atas.
secara kontinu oleh berbagai pihak.
Tabel 3. Akurasi tampang lintang data nuklir yang ditargetkan untuk reaktor Gen-IV dengan spektrum neutron cepat (GFR, SFR dan LFR )[6]. Isotop
Tampang Lintang
Rentang Energi
Ketidakpastian (uncertainty), %
% beda thd TARGET[#]
DICAPAI TARGET 6,07 – 0,498 MeV 10 - 20 2-3 -inel 450-633 U-238 24,8 – 2,04 MeV 3-9 1,5 - 2 -capt 133-400 Pu-241 1,35 MeV– 454 eV 8 - 20 2-3 350-633 -fiss Pu-239 498 – 2,04 keV 7-15 4-7 150-200 -capt 1,35–0,498 MeV 6 1,5 - 2 -fiss 333-250 Pu-240 1,35–0,498 MeV 4 1- 3 300-100 Pu-242 2,23 – 0,498 MeV 19 - 21 3-5 -fiss 600-400 Pu-238 1,35 – 0,183 MeV 17 3-5 -fiss 533-320 Am-242m 1,35 MeV–67,4 keV 17 3-4 533-400 -fiss Am-241 6,07 – 2,23 MeV 12 3 -fiss 366 Cm-244 1,35 – 0,498 MeV 50 5 -fiss 980 Cm-245 183 – 67,4 keV 47 7 657 -fiss Fe-56 2,23 – 0,498 MeV 16 - 25 3–6 -inel 500-400 Na-23 1,35 – 0,498 MeV 28 4 -10 675-270 -inel Pb-206 2,23 – 1,35 MeV 14 3 433 -inel Pb-207 1,35 – 0,498 MeV 11 3 -inel 333 6,07 – 1,35 MeV 14 50 3 – 6 433-816 -inel Si-28 19,6 – 6,07 MeV 53 6 -capt 816 Keterangan: [#]:% beda thd TARGET=abs[1-DICAPAI/TARGET]*10; -fiss = tampang lintang fisi, -inel=tampang lintang non elastik, -capt= tampang lintang capture.
75 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79)
Gambar 4. Data tampang lintang fisi untuk Cm-244[4]. Pengaruh perbedaan dan akurasi
sekitar
tampang
ENDF/B-VI pada teras reaktor berbahan
data
lintang
diantaranya
3,5%
antara
dan
adalah nuklida aktinida minor tersebut
bakar
memberikan hasil perhitungan yang
lintang nuklir, khususnya pada daerah
berbeda
seperti
energi ratusan eV hingga keV, sangat
ditunjukkan pada Gambar 5 untuk
berpengaruh terhadap hasil perhitungan
reaktor
keff
cukup
signifikan
berpendingin
Pb-Bi
dengan
uranium[11].
JEFF-2.2
karena
Data
temperatur
tampang
sangat
bahan bakar metal PuMAZr. Gambar 5
berpengaruh terhadap tampang lintang
menunjukkan
hasil
pada reaktor cepat dengan temperatur
perhitungan faktor multiplikasi effektif
tinggi yang menggunakan spektrum
(keff) pada unit sel burnup bahan bakar
neutron cepat.
perbedaan
Gambar 5. Perbedaan hasil perhitungan keff dengan file JEFF-2.2 dan ENDF/B-VI yang dipengaruhi oleh tampang lintang yang digunakan[11].
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................76
Perbedaan juga tampak untuk
Pu-239(n,3n) antara file data nuklir
nuklida aktinida minor lainnya seperti
ENDF/B-VI.8 dengan JEF-2.2 terlihat
tampang
jelas pada Gambar 6[12].
lintang
reaksi
ambang
Gambar 6. Perbedaan tampang lintang Pu-239(n,3n) antara ENDF/B-VI.8 dan JEF2.2.
Data Nuklir Bahan Pendingin Bahan pendingin untuk reaktor
total Pb dan Bi ini masih relatif kurang mendapat
perhatian
dikarenakan
cepat jenis GFR adalah gas helium,
material ini kurang/jarang dipakai pada
sedangkan
reaktor
LFR berpedingin Pb atau
nuklir
dengan Perbedaan
teknologi
Pb-Bi sedangkan untuk reaktor SFR
konvensional.
menggunakan sodium sebagai media
lintang
pendinginnya. Akurasi tampang lintang
ditampilkan pada Gambar 7[13].
non-elastik
tampang
nuklida
Gambar 7. Tampang lintang non-elastik Pb dari berbagai sumber data nuklir.
Pb
77 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79)
Gambar 8. Tampang lintang 208Pb(n,2n)207Pb dari berbagai sumber data nuklir
Pada spektrum data nuklir reaktor
perhitungan neutronik reaktor cepat dan
cepat, akurasi dan presisi data tampang
akurasi tampang lintang aktinida yang
lintang tangkapan radiasi dan tampang
digunakan masih terdapat perbedaan
lintang pada reaksi ambang seperti
yang relatif signifikan.
(n,2n),
(n,3n),
(n,p),
(n,α)
sangat
Perbedaan
akurasi
tampang
dibutuhkan dalam perhitungan fisika
lintang data nuklir yang ditargetkan
reaktor. Perbedaan tampang lintang
untuk reaktor Gen-IV dengan spektrum
reaksi ambang terlihat signifikan besar
neutron
cepat
masih
terdapat
208Pb(n,2n)207Pb
perbedaan khususnya σ-capture, σ-fisi,
khususnya pada daerah energi di atas
dan σ-inelastik. Perbedaan terbesar
12 MeV seperti pada Gambar 8.
antara
seperti
pada
TARGET
yang
diharapkan
terjadi pada tampang lintang σ-fisi isotop Cm-244 hingga 10 kali lipat dan
KESIMPULAN Keandalan dan keakuratan data
perbedaan terkecil pada σ-capt 92-U-
nuklir merupakan salah satu kunci
238 sekitar 1,5-2 kali lipat. Sedangkan
sukses dalam pengembangan konsep
ketidakpastian akurasi tampang lintang
Sistem Energi Nuklir Gen-IV yang
data nuklir yang dicapai saat ini dari
beroperasi
tinggi
beberapa isotop aktinida minor pada
dengan spektrum neutron cepat (GFR,
reaktor cepat Gen-IV (GFR, SFR dan
SFR dan LFR). Beberapa hasil studi
LFR) terhadap yang ditargetkan masih
dan kajian menunjukkan target akurasi
cukup signifikan rata-rata sekitar 1,3–10
parameter
kali lipat lebih besar.
pada
yang
temperatur
diperoleh
dalam
Suwoto dan Zuhair, Studi dan Kajian Data Nuklir Reaktor Generasi-IV................78
Bahan pendingin Pb relatif netral terhadap nuklir sehingga material Pb belum
mendapat
perhatian
secara
khusus. Berbagai hasil eksperimen oleh negara maju dan analisis hasil kajian ditunjukkan
bahwa
masih
lintang Pb dari berbagai pustaka data nuklir yang ada. Keakuratan tampang lintang total Pb dan Bi masih sangat kurang diperhatikan karena material tersebut jarang dipakai pada reaktor dengan teknologi reaktor konvensional ada.
Perbedaan
yang
[1]. ANONYMOUS, "Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy System", USDOE Nuclear Energy Advisory Committee & Generation IV International Forum, Dec., (2002).
ada
perbedaan signifikan data tampang
yang
DAFTAR PUSTAKA
relatif
signifikan antara TARGET akurasi dan akurasi yang DICAPAI untuk parameter integral data nuklir reaktor Gen-IV dengan spektrum neutron cepat, untuk parameter k-eff, efek reaktivitas void dan doppler, puncak daya dan burnup. Pada reaktor cepat, akurasi dan
[2]. MICHAEL J. DRISCOLL and PAVEL HEIZLER, “Reactor Physics Challenges in Gen-IV Reactor Design”, Nuclear Engineering and Technology, Vol. 27 No. 1, February, (2005). [3]. ANONYMOUS, “United States Subcommittee on Generation IV Technology Planning on A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems”, Report to Nuclear Energy Research Advisory Committee, Washington: Technical Roadmap Report, (2003). [4]. ANONYMOUS, "Nuclear Data Needs for Generation IV Nuclear Energy Systems," April 14-25, 2003, BNL, (2003).
ambang (n,2n), (n,3n), (n,p) dan (n,)
[5]. SALVATORES, et al., “Uncertainty And Target Accuracy Assessment For Innovative Systems Using Recent Covariance Data Evaluations”, OECD, (2008).
sangat dibutuhkan dalam perhitungan
[6]. ibid-5.
presisi data tampang lintang tangkapan radiasi dan tampang lintang pada reaksi
neutronik.
Untuk
meningkatkan
kemampuan analisis keselamatan dan optimasi desain reaktor Gen-IV sangat dibutuhkan peningkatan kemampuan menganalisis
data
nuklir
yang
digunakan dalam perhitungan neutronik dari berbagai variasi parameter desain dan parameter yang terkait lainnya.
[7]. M.B. CHADWICK, et al., “"ENDF/B-VII.0: Next Generation Evaluated Nuclear Data Library for Nuclear Science and Technology”, Nuclear Data Sheets, 102, 2931 (2006). [8]. K. SHIBATA, et al., "Japanese Evaluated Nuclear Data Library Version 3 Revision-3: JENDL-3.3," J. Nucl. Sci. Technol. 39, 1125 (2002).
79 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (67 – 79) [9]. ARJAN KONING, et al., "The JEFF-3.1 Nuclear Data Library," JEFF Report 21, (2006). [10]. T. NAKAGAWA, et al., “"Present Status of Minor Actinide Data", OECD/NEA, (1999). [11]. ibid-2.
[12]. E. MALAMBU, “Sensitivity of MYRRHA ADS core parameter to nuclear data”, Nuclear data topical meeting, MOI, March 21, (2005). [13]. ARJAN KONING, et al., “New nuclear data libraries for Pb and Bi”, 8th IEM on P&T, Las Vegas, November 9-11, (2004).
