SIMULASI TRANSPORT NETRON MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO UNTUK MENGKAJI EFEKTIFITAS PERISAI RADIASI NEUTRON TUGAS AKHIR. di Program Studi Fisika ITB

Transkripsi

1 SIMULASI TRANSPORT NETRON MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO UNTUK MENGKAJI EFEKTIFITAS PERISAI RADIASI NEUTRON TUGAS AKHIR Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat sarjana di Program Studi Fisika ITB Oleh: Agus Susanto PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

2 LEMBAR PENGESAHAN SIMULASI TRANSPORT NETRON MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO UNTUK MENGKAJI EFEKTIFITAS PERISAI RADIASI NETRON TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan tahap Sarjana di program studi Fisika Institut Teknologi Bandung oleh Agus Susanto Telah diperiksa dan disahkan oleh pembimbing tugas akhir Pembimbing Dr. Zaki Su ud, M.Eng NIP PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2007

3 ABSTRAK Energi nuklir merupakan energi alternatif yang di masa depan diprediksi dapat menggantikan energi fosil yang semakin menipis. Untuk dapat menggunakan energi nuklir maka perlu dikembangkan reaktor nuklir. Reaktor nuklir menghasilkan bahan radioaktif tingkat tinggi sehingga memerlukan perisai radiasi yang baik untuk mencegah kebocoran radiasi ini ke lingkungan sekitar reaktor nuklir. Hal ini merupakan salah satu standar penting dalam PLTN (Pembangkit listrik tenaga nuklir) yang harus dipenuhi agar dampak negatif ke lingkungan dapat dihindari. Salah satu komponen utama dari reaktor nuklir dalam kaitannya dengan perlindungan terhadap radiasi nuklir adalah selubung atau perisai reaktor nuklir. Selubung reaktor nuklir harus dibuat dari bahan tertentu dan dioptimasi agar secara efektif dapat mencegah kebocoran radiasi nuklir ke lingkungan. Berlandaskan uraian diatas, penulis menerapkan metode monte carlo untuk mensimulasikan proses radiasi oleh netron terhadap beberapa jenis material untuk mengetahui tingkat efektifitas bahan tersebut sebagai perisai terhadap radiasi netron. i

4 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Alah SWT, Rabb semesta alam atas rahmat, kehendak, hidayah dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan tahap sarjana di Institut Teknologi Bandung. Shalawat dan salam tidak lupa penulis panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa tuntunan dan risalah kepada jalan yang benar. Selama pengerjaan tugas akhir dan pendidikan di Program Studi Fisika ITB, penulis menyadari telah mendapat bantuan baik berupa materil maupun moril dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis dengan hati yang tulus ingin menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Bp. Dr. Eng. Zaki Su ud atas ilmu, bimbingan, dan kesabarannya yang diberikan kepada penulis. 2. Bp. Dr. Abdul Waris dan Dr. Wahyu Srigutomo selaku dosen penguji atas kritik dan sarannya yang bermanfaat, dan para dosen di Prodi Fisika yang telah ikhlas dan rela memberikan ilmunya. 3. Kedua orang tuaku, Bapak dan Ibu Sardju, dan saudara-saudaraku atas doa dan kasihnya, keponakan-keponakanku yang kusayangi, Bu Lik Suti yang telah memberi tempat bernaung, Bu Lik Tuti yang telah memberi dukungan baik moral, materiil, dan spiritual. ii

5 4. Teman-teman di lab. Nuklir dan Elka antara lain: Eka, Asril, Aditya, Deby, Shiedeq, Henky, Iwing, Rahmat, Hendra, Suryadi, Febri, Ivan, Miftah, Asep, dan lainnya. 5. Teman-teman angkatan 2000 ITB 6. Teman-teman alumni SMUN 1 Purwokerto yang masih selalu ngumpul bareng dan kompak. 7. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang membantu pelaksanaan tugas akhir ini. Semoga amal dan kebaikan yang telah dilakukan dibalas dengan yang lebih baik oleh Allah SWT amien. Akhir kata, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam pengerjaan tugas akhir ini. Penulis berharap semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Bandung, September 2007 Agus Susanto iii

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang dan Rumusan Masalah Latar Belakang Rumusan Masalah Ruang Lingkup Kajian Tujuan Penulisan Laporan Tugas Akhir Metodologi Sistematika Penulisan... 3 BAB II PRINSIP FUNDAMENTAL SIMULASI MONTE CARLO Prinsip Dasar Metode Monte Carlo ntuk Kasus Diskrit Prinsip Dasar Metode Monte Carlo untuk Kasus Kontinu Simulasi Transport Netron Bagian Sumber Bagian Tracking Bagian Identifikasi Jenis Reaksi Bagian Hamburan iv

7 2.8 Bagian Terminasi BAB III SIMULASI MONTE CARLO UNTUK PERSOALAN TRANSPORT NETRON 1-DIMENSI Deskripsi Program yang Digunakan Hasil-hasil Simulasi Satu Macam Bahan Murni Dua Macam Bahan Campuran Pembahasan Hasil-hasil Simulasi BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA v

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Probabilitas kemunculan peristiwa 1,2, dan Gambar 2.2 Fungsi distribusi probabilitas... 6 Gambar 3.1 Interface program simulasi monte carlo Gambar 3.2 Pb murni.. 17 Gambar 3.3 Fe murni.. 18 Gambar 3.4 Al murni.. 19 Gambar 3.5 C murni 20 Gambar %Pb dan 75%Fe Gambar %Pb dan 50%Fe Gambar %Pb dan 25%Fe Gambar %Pb dan 75%Al Gambar %Pb dan 50%Al Gambar %Pb dan 25%Al Gambar %Pb dan 75%C Gambar %Pb dan 50%C Gambar %Pb dan 25%C Gambar %Fe dan 75%C Gambar %Fe dan 50%C Gambar %Fe dan 25%C vi