PENGUKURAN RAPAT FLUKS NEUTRON TERAS PERTAMA REAKTOR SERBA GUNA G.A. SIWABESSY Amir Hamzah. Zuhair dan Kun ·S.O Pusat Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy ABSTRAK Pengukuran rapat fluks neutron diposisi irradiasi IP1 CE-7) dan IP2 CD-6) teras pertama Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy dilakukan dengan metoda aktivasi keping coball. Rapat fl'uks neutron diukur pada 3 Ctiga) tingkat fraksi bakar teras reaktor Cyang ditandai dengan posisi bank 292. 306 dan 322 mm) pada daya sekitar 2.5 MW. Monitor daya JKT 04 dikalibrasi terhadap daya termal dan garis kalibrasi daya ini diekstrapolasikan ke daya nominal Cl0.7 MW). Hasil pengukuran rapat fluks neutron pada dava 10.7 W~ ~ 14 14 -Z-1 berharga antara 3.96 x 10 dan 5.25 x 10 cm.s. Selain koreksi yang tel"dapat pada penguk uran aktivitas keping dan koreksi ekstrapolasi daya. juga diperhitungkan koreksi kontribusi pengukuran selama reaktor di start-up. ABSTRACT Measur.ements of neutron flux density in irradiation positions IPl CE-7) and IP2 CD-7) of the first core of G.A. Siwabessy reactor has been done with cobalt foil activation methode. Neutron flux density has been measured at 3 (three) different burnup stages Cat bank positions 292. 306 and 322 mm) at about 2.5 MW: The indication of JKT 04 was cal i brated against thermal power and this calibration 1ine was extrapolated to nominal power Cl0.7 MW). The resulting 1'1ux density for nominal power is between 3.96 x 1014 and 5.25 x 1014 cm-2.s-~ Beside the corect~on coming from foil activity measurements and power extrapolation. the contribution due to start-up time were taken into account. I. PENDAHULUAN Pengukuran rapat fluks neutron merupakan salah satu bagian dari serangkaian pengukuran yang harus dilakukan pada suatu reaktor terlebih lagi pada reaktor yang baru dibangun seperti Reakt.or Serba Guna G.A. Siwabessy. 184 Seperti dike-
15
Embed
Ctiga) -Z-1 10 - Digilib-BATAN – Informasi Pustaka Batandigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros_PPNY_ 6... · Pada makalah disajikan hasil pengukuran rapat fluks
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PENGUKURAN RAPAT FLUKS NEUTRON TERAS PERTAMAREAKTOR SERBA GUNA G.A. SIWABESSY
Amir Hamzah. Zuhair dan Kun ·S.O
Pusat Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy
ABSTRAK
Pengukuran rapat fluks neutron diposisi irradiasi IP1CE-7) dan IP2 CD-6) teras pertama Reaktor Serba GunaG.A. Siwabessy dilakukan dengan metoda aktivasi kepingcoball. Rapat fl'uks neutron diukur pada 3 Ctiga) tingkatfraksi bakar teras reaktor Cyang ditandai dengan posisi bank292. 306 dan 322 mm) pada daya sekitar 2.5 MW. Monitor dayaJKT 04 dikalibrasi terhadap daya termal dan garis kalibrasidaya ini diekstrapolasikan ke daya nominal Cl0.7 MW).
Hasil pengukuran rapat fluks neutron pada dava 10.7 W~~ 14 14 -Z-1berharga antara 3.96 x 10 dan 5.25 x 10 cm.s. Selainkoreksi yang tel"dapat pada penguk uran aktivitas kepi ng dankoreksi ekstrapolasi daya. juga diperhitungkan koreksikontribusi pengukuran selama reaktor di start-up.
ABSTRACT
Measur.ements of neutron flux density in irradiationpositions IPl CE-7) and IP2 CD-7) of the first core of G.A.Siwabessy reactor has been done with cobalt foil activationmethode. Neutron flux density has been measured at 3(three) different burnup stages Cat bank positions 292. 306and 322 mm) at about 2.5 MW: The indication of JKT 04 wascal i brated agai nst thermal power and this calibration 1inewas extrapolated to nominal power Cl0.7 MW). The resulting1'1ux densi ty for nominal power is between 3.96 x 1014 and5.25 x 1014 cm-2.s-~ Beside the corect~on coming from foilactivity measurements and power extrapolation. thecontribution due to start-up time were taken into account.
I. PENDAHULUAN
Pengukuran rapat fluks neutron merupakan salah satu
bagian dari serangkaian pengukuran yang harus dilakukan pada
suatu reaktor terlebih lagi pada reaktor yang baru dibangun
seperti Reakt.or Serba Guna G.A. Siwabessy.
184
Seperti dike-
185
"lahui reak"lor yang "lerlet.ak di kawasan PUSPlTEK Serpong i"lu
merupakan reakt.or risel berdaya linggi C30 MW) dan ber"lipe
uj i ma "leI'ial CMTR). Sebagai mana I'eak t.or penel it...ian pada RSG
GAS neu"lron hasil fisi dimanfaatkan seoptimal mungkin unt...uk
penelit...ian dan produksi radio isot...op. RSG-GAS memungkin-
kan hal itu karena didisain unt...ukmenghasilkan berkas
neu"lron pad a posisi irradiasi pusal yang eukup besar yait...u14 -2 -1 (1)
sekit...ar4,2x10 em .s. Karena it...u,berapa besar rapat...
fluks neut...ronpada RSG-GAS merupakan suat...u pertanyaan yang
harus diberikan jawabannya berdasarkan pengukuran.
Untuk meneapai daya 30 MW, RSG-GAS dengan berbagai per
timbangan terutama dari segi fisika teras, didisain t...eras
teras pada operasi t...ransisiyang bert...ingkatmenurut... pert...am
bahan jumlah bahan bakar dan daya nominal tiap teras ter-
sebul. Teras transisi ini t...erdiridari 6 Cenam) t...erasyaitu
"leras pert...amadengan jumlah bahan bakar 12 buah daya nominal
10,7 MW, teras kedua dengan 16 buah bahan bakar daya nominal
13,3 MW dan seterusnya hingga teras kerja atau teras setim
bang dengan 40 buah bahan bakar daya nominal sebesar 30 Mw.
Meskipun demikian, dari segi t...ingkat rapat...fluks neutron
pada tiap-tiap teras t...ersebuldidisain sama besarnya. (1)
Pada makalah disajikan hasil pengukuran rapat fluks
neu"lron pada "leras per lama RSG-GAS. Pengukuran tersebut di-
lakukan pada posisi irradiasi IPl dan IP2 atau E-7 dan D-6
didalam t...erasClihat. gambaI' 1) yang memberikan hasil ant...ara14 14 -2 -1
3, 96 x 10 dan 5, 25 x 10 em. s
II. TEORI
Rapat fluks neutron dihitung melalui pengukuran akt...i
vit...asgamma dari suatu euplikan yang t...elahdiiradiasi diukur
dengan det...ekt...orGe dan spekt.romet.er gamma. Spektrum gamma
dievaluasi dan dianalisis dengan bant...uan komput...er melalui
suat...u paket...program. Hasilnya adalah akt.ivi t...asspesifik
keping pada akhir irradiasi yang pada gilirannya dihit...ung
~ Stopper-Element with start-up SourceFE = Fuel ElementCE = Control-ElementBE = Beryllium-Reflector ElementRS = Rabbit system
Gambar 1.Konfigurasi teras pertama RSG G.A. Siwabessy
187
Rumus dasar yang di gunak an unt.uk penguk ur an ak t.ivi t.as
adal ah sebagai ber ikut.. Kepi ng yang di gunak an adal ah alloy
Co Al dengan per sent.ase Co sek it.ar 0.5 %. Apabi 1a j uml ahat-om Co-59 sebesar No dengan t.ampang 1int.ang akt.ivi las a.maka l~ju pembent.ukan isolop radioakt.if Co-50 (dN ) selamaiselang wakt.u irradiasi dl adalah
dN idt.-
= N a ¢ - A. No i(1)
dimana suku ·pert.ama ruas kanan persama.an (1) menyalakan
jumlah reaksi serapan neutron dan suku ke duanya menyalakan
neulr on dan A.
Dengan menginlegrasi-
¢ 1'1uksDi si ni
selelah wakluN 1
reaksi peluruhan isolop N .iadalah konst.ant.a peluruhan isot.op N .
~ ikan persamaan (1). diperoleh jumlah isotop
irradiasi t. sebesari
N Ct. )i i=
N a ¢o (2)
Akt.ivit.as keping set.elah waklu iradiasi t. sebesari
AC t. ) = A. N (t. )i i i
(3)
Secara praktis t.idak mungkin dilakukan pencacahan sesaal
selelah ak hi r irradiasi. maka diperlukan waklu unluk pe-
nanganan dan persiapan pencacahan
kian akt.ivit.as yang t.erukur sebesar
sel ama t. .2
Dengan demi-
(4)
Dari akt.ivit.as keping yang t.erukur ini. fluks neut.ron dapal
dihit.ung berdasarkan persamaan (4). yait.u
188
M A
¢> =
0
p.L.aCl
-X t (5)
- e 1)
dengan A o
AC t .t )_ 1 2
£)\.te 2 dan efisiensi alat £ • j umlah
atom Co-59 N = ML dimana M adalah berat atom Co-59 dan Lo p.adalah bilangan Avogadro dan p adalah kandungan mass a Cobalt
di dalam alloy.
III. TATA KERJA DAN PERCOBAAN
A. Peralatan
Reaktor yang siap beroperasi
- Detektor Ge dan Dewar
- Sistem spektrometer gamma
- Komputer pribadi dan printer
- Paket program komputer pada hard-disk
- Detektor NaICT1) 3" x 3"
sel panas CHot cell)
B. Persiapan Irradiasi
Keping dan kawat Co dengan spesifikasi pada tabel Cl)
dipasang pada batang Ai yang didalamnya terdapat kawat
Co, dengan ketinggian sekitar 202 mm dari ujung bawah
Cposisi aksial yang diperkirakan untuk fluks maksimum)
Keping dan kawat tersebut dimasukkan ke dalam kelong
song Al Cmirip elemen dummy) demikian sehingga posisi
keping pada garis diagonal kelongsong dan kawat Co ber
ada pada titik sudutnya
Hal diatas dilakukan pada dua buah elemen irradiasi
- Kedua elemen irradiasi tersebut dimasukkan ke dalam
teras reaktor Creaktor dalam keadaan mati) pada posisi
£-7 dan D-6 sedemikian sehingga posisi keping berada
pada satu garis diagonal teras dari A-3 ke H-l0.
Tabel 1
189
Data keping dan kawat yang diirradiasi
_TenisKawatKeping
Kandungan
99.9133 Yo Co0.491Yo co99 •4108 Yo Al0.0982 lain-lain
Diameter
0.381mm 12.7 mm
Panjang'"640 mm
Tebal0.127 mm
C. Langkah selama Irradiasi
- Reaktor dihidupkan menuju daya 2.5 MW dengan peri ode
secepat mungkin
- Reaktor distabilkan pada daya tersebut selama 10 jam
Setelah 10 jam irradiasi. reaktor dimatikan dengan
jalan pancung Cdi scram)
- Pada langkah-langkah diatas. dicatat temperatur pend i
ngin primer yang masuk dan keluar teras. posisi bank
dan reg. rod semen tara indikat.or _TKT04 dipantau dengan
reakt.ivitymeter
- Setelah 12 jam. lemen irradiasi dikeluarkan dari dalam
teras reaktor.
D. Pencacahan Keping
- Pencacahan dilakukan dengan MCA yang telah dikalibrasi
sebelumnya dan kemudian diana lis is dan dihitung besar
aktivitasnya dengan bantuan paket program SPECTRAN pada
komputer
- Dari hasil pengukuran aktivitas keping tersebut kemudi
an dapat dihilung besarnya rapal rluks neutron lermal
dengan disertai beberapa koreksi.
E. Scanning Gamma Kawal Co
Tabung Al yang berisi kawat Co dipasang pada alal Scan
ning gamma didalam sel panas CHol Cell)
190
Ala~ scanning gamma diprogram dan disambungkan MCA me
lalui suatu antar muka (interface) khusus
Kawat Co ~iscanning melalui kolimator yang disusun di
dalam sel panas
Hasil scanning sepanjang kawat Co berupa distribusi
laju cacah sepanjang kawat Co yang
teras secara aksial.
IV. HA.-qL OAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengukuran
berarti sepanjang
Hasil pengukuran aktivitas spesifik per gram keping
beserta kesalahannya dimuat didalam tabel (2). Sedangkan
hasil akhir rapat fluks neutron dimuat dalam tabel (3) dan
distribusi aksial fluks neutron pada posisi E-7 ditunjukkan
pada gambar (2) dan gambar (3) untuk posisi 0-6. Hasil
scanning kawat Co no. 11 menunjukkan ketidak beresan pada
hasil scanning. hal itu diperkirakan adanya kerusakan pada
kawat tersebut sehingga pada gambar (3) dapat dimuat gambar
hasil scanning kawat no 11 yang dilakukan pada tanggal
20-8-88.
B. Pembahasan
Rumusan dalam perhitungan rapat fluks neutron yang
diberikan oleh persamaan (5) untuk inti radioaktif yang
berumur panjang seperti Co-60 (sekitar 5.27 th). dapa~
disederhanakan menjadi
1> =M A o
()'. L. >\. -:- t. p(6)
dengan
A = aktivitas spesifik per gram pada akhir irradiasi.oM = berat atom Co-50