KAJIAN DESAIN KONFIGURASI TERAS REAKTOR RISET UNTUK PERSIAPAN RANCANGAN REAKTOR RISET BARU DI INDONESIA

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISIS POLA MANAJEMEN BAHAN BAKAR TERAS REAKTOR RISET TIPE MTR

Diterima editor 11 November 2013 Disetujui untuk publikasi 10 Januari 2014

ANALISIS FAKTOR PUNCAK DAYA TERAS RSG-GAS BERBAHAN BAKAR U 3 SI 2 -AL. Jati Susilo, Endiah Pudjihastuti Pusat Teknologi Reaktor Dan Keselamatan Nuklir

KARAKTERISTIKA TERAS RSG-GAS DENGAN BAKAR BAKAR SILISIDA. Purwadi Pusat Reaktor Serba Guna - BATAN

STUDI PENGEMBANGAN DESAIN TERAS REAKTOR NUKLIR RISET 2 MWTH DENGAN ELEMEN BAKAR PLAT DI INDONESIA

ANALISIS NEUTRONIK TERAS SILISIDA DENGAN KERAPATAN 5,2 g U/cc REAKTOR RSG-GAS Lily Suparlina *)

DESAIN KONSEPTUAL TERAS REAKTOR RISET INOVATIF BERBAHAN BAKAR URANIUM-MOLIBDENUM DARI ASPEK NEUTRONIK

ANALISIS PENGARUH FRAKSI BAKAR TERHADAP FLUX NEUTRON PADA DESAIN TERAS REAKTOR RISET TIPE MTR

ANALISIS KOEFFISIEN REAKTIVITAS TERAS RSG-GAS BERBAHAN BAKAR U 3 Si 2 -Al 4,8gU/cc DENGAN KAWAT KADMIUM MENGGUNAKAN SRAC ABSTRAK

PERHITUNGAN NEUTRONIK DESAIN TERAS SETIMBANG UNTUK MENDUKUNG TERBENTUKNYA TERAS REAKTOR RISET INOVATIF

ANALISIS PENINGKATAN FRAKSI BAKAR BUANG UNTUK EFISIENSI PENGGUNAAN BAHAN BAKAR U 3 Si 2 -Al 2,96 gu/cc DI TERAS RSG-GAS

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

PENGARUH DENSITAS URANIUM TERHADAP UMUR DAN BURN UP BAHAN BAKAR NUKLIR DI DALAM REAKTOR RSG-GAS DITINJAU DARI ASPEK NEUTRONIK

PENGARUH POSISI DAN LINEARITAS DETEKTOR START-UP DALAM PENGUKURAN FRAKSI BAKAR RSG-GAS PADA KONDISI SUBKRITIS. Purwadi

PERHITUNGAN BURN UP BAHAN BAKAR REAKTOR RSG-GAS MENGGUNAKAN PAKET PROGRAM BATAN-FUEL. Mochamad Imron, Ariyawan Sunardi

REAKTOR NUKLIR. Sulistyani, M.Si.

Analisis Neutronik Teras RSG-Gas Berbahan Bakar Silisida

Spesifikasi Teknis Teras Reaktor Nuklir Kartini dan Eksperimental Setup Fasilitas Uji In-vitro dan In-vivo Metode BNCT

EVALUASI TINGKAT KESELAMATAN HIGH TEMPERATURE REACTOR 10 MW DITINJAU DARI NILAI SHUTDOWN MARGIN.

PENENTUAN FRAKSI BAKAR PELAT ELEMEN BAKAR UJI DENGAN ORIGEN2. Kadarusmanto, Purwadi, Endang Susilowati

Diterima editor 10 Agustus 2010 Disetujui untuk dipublikasi 28 September 2010

ANALISIS REAKTIVITAS BATANG KENDALI TERAS SETIMBANG SILISIDA RSG-GAS DENGAN SRAC-

ANALISIS AKTIVITAS ISOTOP MO-99 DI REAKTOR RSG-GAS. Sri Kuntjoro Pusat Teknologi dan Keselamatan Reaktor Nuklir BATAN

BAB III KARAKTERISTIK DESAIN HTTR DAN PENDINGIN Pb-Bi

RANCANG BANGUN PERANGKAT LUNAK SIMULATOR REAKTOR NUKLIR

EFEK PENGGUNAAN ELEMEN BAKAR SILISIDA KE- RAPATAN 4,8 gu/cc TERHADAP SIFAT KINETIKA REAKTOR RSG-GAS

KAJIAN KESELAMATAN REAKTOR KARTINI DENGAN TERAS BERBAHAN BAKAR PLAT U3Si2-Al.

PENGARUH GARPU PENYERAP UJI TERHADAP REAKTIVITAS TERAS DAN KALIBRASI DAYA RSG-GAS

Diterima editor 2 September 2014 Disetujui untuk publikasi 3 Oktober 2014

REAKTOR AIR BERAT KANADA (CANDU)

I. PENDAHULUAN. Telah dilakukan beberapa riset reaktor nuklir diantaranya di Serpong

PENGARUH DAYA TERHADAP UNJUK KERJA PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI STEADY STATE

ANALISIS PENGARUH DENSITAS BAHAN BAKAR TERDAHAP FLUKS NEUTRON PADA TERAS REAKTOR RISET TIPE MTR

Analisis Neutronik pada Gas Cooled Fast Reactor (GCFR) dengan Variasi Bahan Pendingin (He, CO 2, N 2 )

REAKTOR GRAFIT BERPENDINGIN GAS (GAS COOLED REACTOR)

STUDI KRITIKALITAS REAKTOR RISET DAYA RENDAH BERBAHAN BAKAR U3Si2Al. CRITICALITY STUDY OF LOW POWER RESEARCH REAKTOR WITH U3Si2Al FUEL

RANCANG BANGUN PERANGKAT LUNAK SIMULATOR REAKTOR NUKLIR

ANALISIS TRANSIEN AKIBAT KEHILANGAN ALIRAN PENDINGIN PADA TERAS SILISIDA RSG-GAS MENGGUNAKAN KODE EUREKA-2/RR

REAKTOR PEMBIAK CEPAT

Analisis Termal Hidrolik Gas Cooled Fast Reactor (GCFR)

VERIFIKASI PERHITUNGAN TEMPERATUR ELEMEN BAKAR REAKTOR KARTINI

Desain Reaktor Air Superkritis (Super Critical Water Reactor) dengan Bahan Bakar Thorium. Design of Supercritical Water Reactor with Thorium Fuel Cell

PENGEMBANGAN PADUAN URANIUM BERBASIS UMo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR NUKLIR UNTUK REAKTOR RISET MENGGANTIKAN BAHAN BAKAR DISPERSI U3Si2-Al

PEMBUATAN SAMPEL INTI ELEMEN BAKAR U 3 Si 2 -Al

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

EVALUASI PEMANFAATAN FASILITAS IRADIASI RSG-GAS PADA TAHUN 2006

PERSIAPAN FASILITAS DOPING SILIKON RSG-GAS. Suwarto PRSG-BATAN

Desain Reaktor Air Superkritis (Supercritical Cooled Water Reactor) dengan Menggunakan Bahan Bakar Uranium-horium Model Teras Silinder

BAB IV DATA DAN ANALISIS HASIL PERHITUNGAN DESAIN HTTR

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Geometri Aqueous Homogeneous Reactor (AHR) Geometri AHR dibuat dengan menggunakan software Visual Editor (vised).

PENINGKATAN KEMAMPUAN BATANG KENDALI REAKTOR RSG-GAS DENGAN PENGGANTIAN BAHAN PENYERAP

PEMBUATAN PELAT ELEMEN BAKAR MINI U-7Mo/Al

BAB I PENDAHULUAN di Bandung dan Reaktor Kartini yang berada di Yogyakarta. Ketiga reaktor

DISTRIBUSI FLUKS NEUTRON SEBAGAI FUNGSI BURN-UP BAHAN BAKAR PADA REAKTOR KARTINI

ANALISIS KOMPOSISI BAHAN DAN SIFAT TERMAL PADUAN AlMgSi-1 TANPA BORON HASIL SINTESIS UNTUK KELONGSONG ELEMEN BAKAR REAKTOR RISET

TRANSFER MATERIAL RADIOAKTIF DI HOTCELL 101 IRM VIA KH-IPSB3

ANALISIS PERHITUNGAN KOEFISIEN KEHITAMAN PADA PERANGKAT KRITIS HITACHI TRAINING REACTOR MENGGUNAKAN BATAN-2DIFF 1

ANALISIS LAJU ALIR PENDINGIN DI TERAS REAKTOR KARTINI

Analisis Neutronik Super Critical Water Reactor (SCWR) dengan Variasi Bahan Bakar (UN-PuN, UC-PuC dan MOX)

DESAIN KONSEPTUAL PERISAI RADIASI REAKTOR RRI-50

PARAMETER YANG DIPERTIMBANGKAN SEBAGAI KONDISI BATAS UNTUK OPERASI NORMAL

SYNOPSIS REAKTOR NUKLIR DAN APLIKASINYA

ANALISIS PRODUKSI RADIOISOTOP 99 MO PADA AQUEOUS HOMOGENEOUS REACTOR 6 HARI BURN-UP DENGAN METODE KOMPUTASI

ANALISIS JUMLAH PRODUK MOLYBDENUM-99 ( 99 Mo) SEBAGAI FUNGSI WAKTU BURN-UP PADA NILAI KRITIKALITAS OPTIMUM PADA AQUEOUS HOMOGENEOUS REACTOR (AHR)

Penentuan Dosis Gamma Pada Fasilitas Iradiasi Reaktor Kartini Setelah Shut Down

1BAB I PENDAHULUAN. sekaligus merupakan pembunuh nomor 2 setelah penyakit kardiovaskular. World

NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY

RANCANGAN KONSEPTUAL REAKTOR SUBKRITIK UNTUK KAJIAN TRANSMUTASI LIMBAH PLTN BERBASIS REAKTOR KARTINI

ANALISIS NEUTRONIK PADA REAKTOR CEPAT DENGAN VARIASI BAHAN BAKAR (UN-PuN, UC-PuC DAN MOX)

Jurnal Radioisotop dan Radiofarmaka ISSN Journal of Radioisotope and Radiopharmaceuticals Vol 10, Oktober 2007

Disusun oleh: SUSANTI M SKRIPSI

ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP DEGRADASI GRAFIT OLEH AIR INGRESS PADA TERAS RGTT200K.

BAB I PENDAHULUAN. umat manusia kepada tingkat kehidupan yang lebih baik dibandingkan dengan

Analisis Perhitungan Benchmark Keselamatan Kritikalitas Larutan Uranil Nitrat di Teras Slab 280T STACY

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

ANALISIS STRUKTUR DAN KOMPOSISI FASE PADUAN U-7%Mo-x%Zr (x = 1, 2, 3% berat) HASIL PROSES PELEBURAN

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

RANCANGAN NEUTRONIK REAKTOR CEPAT BERPENDINGIN Pb DAYA 200 MW(T)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

KAJIAN PERPANJANGAN UMUR OPERASI REAKTOR RISET DI INDONESIA

ANALISIS POMPA PENDINGIN REAKTOR TRIP PADA REAKTOR TRIGA-2000 MENGGUNAKAN RELAP/SCDAPSIM/MOD3.4. A. R. Antariksawan *)

EVALUASI FLUKS NEUTRON THERMAL DAN EPITHERMAL DI FASILITAS SISTEM RABBIT RSG GAS TERAS 89. Elisabeth Ratnawati, Jaka Iman, Hanapi Ali

STUDI PARAMETER BURNUP SEL BAHAN BAKAR BERBASIS THORIUM NITRIDE PADA REAKTOR CEPAT BERPENDINGIN HELIUM

STUDI TENTANG KEKERASANCLADDING PEB U3Sh-AL TMU RENDAH - TINGGI PRA IRADIASI

ANALISIS TERMOHIDROLIKA ELEMEN BAKAR UJI U-7Mo/Al DAN U-6Zr/Al DI RSG-GAS MENGGUNAKAN COOLOD-N2, NATCON DAN CFD-3D

GANENDRA, Vol. V, No. 1 ISSN ANALISIS DAN PENENTUAN DISTRIBUSI FLUKS NEUTRON SALURAN TEMBUS RADIAL UNTUK PENDAYAGUNAAN REAKTOR KARTINI

BAB I PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Semakin maraknya krisis energi yang disebabkan oleh menipisnya

EVALUASI PERILAKU SWELLING IRADIASI BAHAN BAKAR RSG GAS

Kajian Awal Aspek Neutronik Dari Rancangan Konseptual Fasilitas ADS Berbasis Reaktor Kartini

REGULASI TERKAIT KETENTUAN PENYUSUNAN DAFTAR INFORMASI DESAIN INSTALASI NUKLIR DI INDONESIA

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

PENGARUH JENIS MATERIAL REFLEKTOR TERHADAP FAKTOR KELIPATAN EFEKTIF REAKTOR TEMPERATUR TINGGI PROTEUS

RISET KARAKTERISTIK RADIASI PADA PELET BAHAN BAKAR

STUDI SIFAT BAHAN BAKAR URANIUM SILISIDA AKIBAT IRADIASI

CONTOH KEJADIAN AWAL TERPOSTULASI. Kejadian Awal Terpostulasi. No. Kelompok Kejadian Kejadian Awal

ANALISIS SIFAT TERMAL PADUAN AlFeNi SEBAGAI KELONGSONG BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

PENGUJIAN IRADIASI KELONGSONG PIN PRTF DENGAN LAJU ALIR SEKUNDER 750 l/jam. Sutrisno, Saleh Hartaman, Asnul Sufmawan, Pardi dan Sapto Prayogo

REAKTOR PIPA TEKAN PENDINGIN AIR DIDIH MODERATOR GRAFIT (RBMK)

GANENDRA, Vol. V, No. 1 ISSN STUDI PRODUKSI RADIOISOTOP Mo-99 DENGAN BAHAN TARGET LARUTAN URANIL NITRAT PADA REAKTOR KARTINI ABSTRAK

Transkripsi:

Lily Suparlina ISSN 0216-3128 193 KAJIAN DESAIN KONFIGURASI TERAS REAKTOR RISET UNTUK PERSIAPAN RANCANGAN REAKTOR RISET BARU DI INDONESIA Lily Suparlina Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir-BATAN Gd. 80 Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang 15310 E-mail: ptrkn@batan.go.id ABSTRAK KAJIAN DESAIN KONFIGURASI TERAS REAKTOR RISET UNTUK PERSIAPAN RANCANGAN REAKTOR RISET BARU DI INDONESIA. Untuk memenuhi kebutuhan radioisotop di Indonesia, maka diperlukan sebuah reaktor riset yang dapat menghasilkan produksi isotop yang mencukupi kebutuhan dalam negeri. Sebagai langkah awal desain konfigurasi teras reaktor riset, dilakukan kajian terhadap berbagai jenis reaktor riset berbahan bakar jenis plat yang mempunyai konfigurasi teras yang beragam yang saat ini beroperasi di dunia. Kajian ditinjau dari aspek neutronik dari berbagai model reaktor riset di dunia baik yang sedang beroperasi maupun yang sedang dalam pembangunan. Hasil kajian ini akan digunakan sebagai data awal untuk mendesain konfigurasi teras reaktor riset inovatif. Hasil kajian menunjukkan bahwa semua reaktor produksi radioisotop dan penelitian mempunyai fluks neutron termal dan cepat yang tinggi dengan daya serendah mungkin. Reaktor menggunakan moderator air ringan, reflektor air berat D 2 O serta teras reaktor berbentuk kompak, bersifat under moderated dengan tingkat keselamatan yang sangat tinggi. Reaktor menggunakan bahan bakar uranium silisida U 3 Si 2 -Al dengan tingkat muat yang tinggi sehingga panjang siklus operasi lama dan teras dapat dibuat sekecil mungkin. Batang kendali menggunakan hafnium karena sangat baik terhadap ketahanan korosi dan baik untuk fluens yang tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan produksi radioisotop maka reaktor riset mempunyai variasi posisi iradiasi yang beragam sehingga dapat memenuhi permintaan iradiasi pada waktu yang bersamaan. Kata kunci : Reaktor riset inovatif, konfigurasi teras, fluks neutron ABSTRACT STUDY ON RESEARCH REACTOR CORE CONFIGURATION FOR THE PREPARATION OF THE INDONESIA S NEW RESEARCH REACTOR DESIGN. To meet the needs of radioisotopes in Indonesia, it would require a research reactor that can produce sufficient isotope production in the country. As a first step is to design a research reactor core configuration, a study of the various types of research reactor that has a plate fueled type diverse core configuration which is currently operating in the world. The study reviewed the neutronic aspects of the core models and configuration. The study shows that all radioisotop production reactors have high thermal and fast neutron flux with power as low as possible, light water moderated with high safety level. The reactor heavy water D2O as reflector and compact shaped. The reactor uses uranium silicide fuel U3Si2-Al with high density, so that long operation cycles can be achieved and the small core configuration can be made. Hafnium control rod is used because it has a very good corrosion resistance and high fluens. To meet the needs of radioisotope production the reactor core should have diverse variety of irradiation positions as to meet the demand of irradiation at the same time. Keywords : Innovative research reactor, core configuration, neutron flux PENDAHULUAN I ndonesia mempunyai tiga buah reaktor riset yaitu dua buah reaktor riset jenis Triga di Bandung dengan daya 2 MW dan Yogyakarta dengan daya 250 KW dan sebuah reaktor riset di Serpong berbahan bakar pelat dengan daya nominal 30 MW. Reaktor Triga Bandung dan Yogyakarta akan segera berahir masa operasinya, yaitu 2016 dan 2020. Sementara itu permintaan radioisotop akan semakin meningkat karena 10.000 rumah sakit diseluruh dunia menggunakan radioisotop sebagai bahan pengobatan dan 90 % untuk diagnosis. Hampir semua produksi radioisotop dihasilkan dari reaktor riset yang sedang beroperasi saat ini. Selain produksi radioisotop reaktor riset juga dapat digunakan untuk produksi silikon doping dengan kualitas yang sangat baik dibandingan dengan metode konvensional. Penelitian tentang bahan reaktor maju juga cukup berkembang saat ini. Untuk memenuhi kebutuhan produksi radioisotop dan silikon doping, maka perlu dipikirkan untuk merancang suatu reaktor riset baru inovatif yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Tujuan dari penelitian ini untuk memperoleh data reaktor riset yang sedang beroperasi sebagai salah satu langkah awal dalam kegiatan penyusunan

194 ISSN 0216-3128 Lily Suparlina desain konseptual teras reaktor riset inovatif. Dengan tersedianya data tersebut maka dapat diketahui kelebihan dan kekurangan masing-masing reaktor tersebut sehingga diperoleh hasil kajian desain teras reaktor reaktor riset yang paling ekonomis dan aman. Metode yang dilakukan dalam penelitian ini dengan melakukan kajian terhadap teras reaktor riset yang sedang beroperasi saat ini dan yang sedang dalam pembangunan, serta desain teras yang sedang direncanakan, khususnya untuk reaktor yang menggunakan bahan bakar jenis MTR (Multi Testing Reactor) atau plat. Kajian ditinjau dari segi keselamatan operasi reaktor dan pasca operasi serta dari segi ekonomis penggunaan bahan bakar dalam teras maupun pemanfaatannya untuk produksi radioisotop. KONDISI TERKINI REAKTOR RISET DUNIA Sampai saat ini lebih dari 650 buah reaktor riset telah dibangun, atau sedang dibangun, atau direncanakan akan dibangun di seluruh dunia. Dari sejumlah tersebut, 350 diantaranya telah dihentikan fungsinya (shut down) dan didekomisioning untuk beberapa tahap. Reaktor riset berbahan bakar silisida 4,8 gram uranium/cm 3 jenis pelat yang masih beroperasi saat ini antara lain adalah reaktor JMTR di Jepang, CARR di China. HFR di Petten, OPAL di Australia dan CRCN/RPM-I di Brazil dan satu rancangan MPRR-30 di India.[1-8] Teras reaktor berdiameter 1, 560 m dengan tinggi 0, 75 m terdiri dari bahan bakar, batang kendali dan sebuah berilium reflektor berbentuk H seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Bahan bakar yang digunakan adalah jenis MTR, menggunakan bahan bakar silisida 4,8 gram uranium/cm 3 dengan ketebalan U 3 Si 2 -Al 0,5 mm. Setiap bahan bakar standar terdiri dari 19 pelat bahan bakar dengan ketebalan 1,27 mm, lebar 70,5 mm dan panjang 780 mm dengan kelongsong aluminium alloy. Kawat kadmium sebagai penyerap neutron diletakkan diantara pelat. Konfigurasi teras dan spesifikasi reaktor JMTR masing-masing ditunjukkan pada Gambar 1 dan Tabel 1. 1. Reaktor JMTR Reaktor JMTR (Japan Material Testing Reactor) [1,2] merupakan reaktor riset yang digunakan untuk penelitian dasar, pengembangan reaktor fisi dan produksi radioisotop. Teras reaktor berada dalam Gambar 1. Konfigurasi teras JMTR [1] bejana tekan dengan tinggi 9,5 m, berdiameter 3 m yang terbuat dari baja karbon rendah dan terletak di kolam reaktor dengan kedalaman 13 m. Tabel 1. Data Teknis Reaktor JMTR [1] Jenis reaktor Bahan bakar Capsul holder Batang kendali Reaktivitas lebih Fluks neutron termal Pendingin primer Jenis tangki, moderator dan pendingin air ringan 50 MW U 3 Si 2 -Al Kelongsong : Aluminium alloy Densitas uranium : 4,8 gu/cc Kandungan uranium : Bahan bakar standar : 410 g Bahan bakar follower : 275 g Penyerap dapat bakar : kawat kadmium Beryllium Beryllium Aluminium aloy Hafnium square tube dengan follower 15 % k/k (maksimum) 4 x 10 14 n/cm 2 s (maksimum) Temperatur inlet : 49 o C (maksimum) Temperatur oulet : 56 o C Laju alir : 6000 m 3 /jam Tekanan operasi : 1,5 psa

Lily Suparlina ISSN 0216-3128 195 Bahan bakar silisida densitas tinggi dengan menggunakan kawat kadmium dapat mengurangi reaktivitas teras karena fungsi kadmium sebagai penyerap kuat. 2. Reaktor CARR Reaktor CARR (China Advance Research Reactor) [3] merupakan reaktor serba guna, berbentuk tangki dengan pendingin dan moderator air ringan dan reflektor air berat. Salah satu model teras kompak seperti reaktor CARR, ditunjukkan pada Gambar 2. Sedangkan parameter fisika teras ditunjukkan pada Tabel 2. Gambar 2. konfigurasi teras CARR [3] Tabel 2. Data desain teras reaktor CARR [3] 60 MW Fluks neutron termal 8 x 10 14 n/cm 2 s Tinggi teras aktif 85,0 cm Pendingin H2O Fuel Meat U3Si2-Al Pengayaan 235U 19,75 % Densitas Uranium 4,3 g/cm3 Ukuran perangkat bahan bakar (76.2 76.2) mm Jumlah pelat 21 Kandungan K35 U dalam setiap perangkat 567.4 g Lebar celah pelat bahan bakar 71 mm Panjang pelat bahan bakar 880 mm Tebal pelat bahan bakar 1.36 mm Panjang meat 850 mm Lebar meat 61.6 mm Tebal meat 0.6 mm Material kelongsong Al Alloy Tebal kelongsong 0.38 mm Jarak antar pelat 2.59 2, 2.45 2, mm Jumlah bahan bakar standar 17 Jumlah bahan bakar follower 4 Fraksi bakar buang rerata 32,15 % Fraksi bakar buang maksimum % Bahan penyerap batang kendali Hf Jumlah batang kendali pengaman 2 Jumlah batang kendali 4 Reaktivitas total batang kendali 36,37 % k/k 3. Reaktor HFR Petten Rreaktor HFR (High Flux Reactor) [4,5] di Petten merupakan reaktor riset jenis tangki yang menggunakan bahan bakar jenis MTR dan pendingin serta moderator air ringan yang beroperasi dengan daya nominal 45 MW. Saat ini bahan bakar yang digunakan adalah U 3 Si 2 -Al. Teras reaktor tersusun dari kisi 9 x 9 berukuran 81 mm x 77 mm dengan tinggi teras 924 mm. Teras reaktor terdiri dari 33 elemen bakar standar, 6 elemen kendali, 19 posisi iradiasi dalam teras dan 23 posisi iradiasi di reflektor berillium. Gambar konfigurasi teras ditunjukkan dalam Gambar 3 dan data desain disajikan dalam Tabel 3.

196 ISSN 0216-3128 Lily Suparlina Gambar 3. Konfigurasi teras HFR [4,5] Tabel 3. Data desain teras HFR Petten [4,5] 45 MW Fluks neutron termal 2 x 10 14 n/cm 2.s Dimensi Teras 72,9 x 750,4 x 600cm Tinggi teras aktif 600 mm Pendingin H 2 O Moderator H 2 O Be Fuel Meat U 3 Si 2 -Al Pengayaan 235U 19,75 % Densitas Uranium 4,8 g/cm 3 Ukuran perangkat bahan bakar (81,0 x 77,0) mm Jumlah pelat 20 Jumlah bahan bakar standar 33 Jumlah bahan bakar follower 6 Bahan penyerap batang kendali Cd Jumlah batang kendali pengaman 2 Jumlah batang kendali 6 Reaktivitas total batang kendali 36,37 % k/k 4. Reaktor OPAL Reaktor OPAL (Open Pool Australian Light Water)l [6,7] adalah reaktor riset dengan model kolam terbuka dengan daya termal 20 MW, dengan air ringan sebagai pendingin dan moderator. Teras reaktor berukuran 35 cm 2 dan tinggi 60 cm. Teras berisi 16 perangkat elemen bakar dalam matriks 4 x 4, setiap elemen bakar berukuran 8 x 8 cm 2 dan berisi 21 pelat uranium silisida pengayaan rendah. Posisi teras dan batang kendali berada pada 10 m dibawah permukaan air kolam. Lima buah batang kendali dengan bahan penyerap hafnium. Salah satu batang kendali berbentuk salib diletakkan di tengah teras. Bejana reflektor berisi air berat berada di dasar kolam, berfungsi sebagai reflektor neutron dan posisi iradiasi. Batang kendali terbuat dari paduan zirkonium, dengan diameter 2,6 m dan tinggi 1,2 m. Reaktor OPAL didesain untuk menghasilkan berkas neutron dengan fluks tinggi dan dengan radiasi gamma seminim mungkin. Salah satu andalan dari OPAL adalah tersedianya berkas neutron dingin yang digunakan untuk keperluan penelitian biologi molekuler. Gambar konfigurasi teras ditunjukkan

Lily Suparlina ISSN 0216-3128 197 dalam Gambar 4 dan data desain disajikan dalam Tabel 4. 5. Reaktor CRCN/RPM-I Reaktor CRCN/RPM-I (Regional Center of Nuclear Sciences) [8] adalah reaktor jenis kolam dengan pendingin air ringan (H 2 O), moderator dan reflektor air berat (D 2 O) dengan daya termal 20 MW. Teras reaktor terdiri dari 30 bahan bakar tipe pelat, terbagi dua dengan tangki air berat dan dikelilingi oleh elemen reflektor beryllium. Gambar 5 menunjukkan bentuk teras CRCN/RPM-I. Bahan bakar yang digunakan pada reaktor ini adalah U 3 Si 2 -Al pengayaan rendah (20%) dan densitas uranium 4,8 gram uranium/cm 3. Setiap bahan bakar mempunyai 19 pelat elemen bakar dengan panjang 70 cm dengan lintang 8 cm. Ketebalan bahan bakar 0,7 mm kelongsong 0,4 mm dan kanal pendingin 2,7 mm. Data desain konfigurasi ditunjukkan dalam Tabel 5. Gambar 4. Konfigurasi Teras OPAL [7] Tabel 4. Data desain teras OPAL [7] 20 MW Fluks neutron termal 3,8 x 10 14 n/cm 2.s Dimensi Teras 35 x 35 x 61,5 cm Pendingin H 2 O Moderator H 2 0 D 2 O Fuel Meat U 3 Si 2 -Al Pengayaan 235U 19,75 % Densitas Uranium 4,8 g/cm 3 Ukuran perangkat bahan bakar 80,5 x 80,5 mm Tebal meat (mm) 0,61 Panjang meat (mm) 615 Lebar meat (mm) 65 Tebal kelongsong (mm) 0,37 Jumlah pelat 21 Jumlah bahan bakar standar 16 Jumlah bahan bakar follower - Bahan penyerap batang kendali Hf Jumlah batang kendali 5 Tabel 5. Data Desain Teras CRCN/FRM-I [8] 20 MW Fluks neutron termal 4 x 10 14 n/cm 2.s Pendingin H 2 O Moderator H 2 0 Be, D 2 O Fuel Meat U 3 Si 2 -Al Pengayaan 235U 20 % Densitas Uranium 4,8 g/cm 3 Ukuran perangkat bahan bakar 80 x 80 mm Tinggi bahan bakar 70 cm Jumlah pelat 19 Tebal meat (mm) 0,7 Panjang meat (mm) 700 Lebar meat (mm) 80

198 ISSN 0216-3128 Lily Suparlina Tebal kelongsong (mm) 0,4 Jarak antar pelat 2,7 Jumlah bahan bakar standar 30 Jumlah bahan bakar follower - Bahan penyerap batang kendali Hf Jumlah batang kendali 8 6. Reaktor MPRR-30 di India India merencanakan untuk membangun reaktor riset baru yang dinamakan MPRR-30 (Multipurpose Reasearch Reactor-30). Berikut ini konfigurasi teras MPRR-30 [9] yang ditunjukkan pada Gambar 6 dan hasil perhitungan desain teras MPRR-30 ditunjukkan pada Tabel 6. Teras tersusun dari 24 kisi persegi ukuran 85.6 mm x 8, yang ditempatkan di dalam filler. Teras setimbang terdiri dari 19 perangkat elemen bakar, 4 Gambar 5. Konfigurasi Teras CRCN/RPM-I [8] perangkat elemen kendali, 1 posisi iradiasi dalam teras, 3 posisi iradiasi di filler, 2 batang kendali pengatur dalam filler, 2 batang kendali pengaman dalam filler dan 1 fine control rod dalam filler. HASIL DAN PEMBAHASAN Rangkuman parameter teras reaktor dari berbagai jenis reaktor disajikan dalam Tabel 8. Berdasarkan parameter tersebut dilakukan kajian sehingga diperoleh suatu parameter teras yang paling optimal.

Lily Suparlina ISSN 0216-3128 199 Gambar 6. Desain konfigurasi Teras MPRR-30 India [9] Tabel 6. Data desain reaktor MPRR-30 [9] ELEMEN BAKAR STANDAR ELEMEN BAKAR KENDALI Bahan U3Si2-Al U3Si2-Al Pengayaan 19,75 19,75 Jumlah perangkat 19 4 Jumlah pelat 20 14 Tinggi aktif (mm) 600 600 Tebal pelat (mm) 1,4 1,4 Tebal meat (mm) 0,6 0,6 Lebar meat (mm) 68,9 68,9 Lebar kelongsong (mm) 0,4 0,4 Lebar kanal bahan bakar (mm) 2,3 2,3 Tabel 7. Fluks neutron termal, epitermal dan cepat di MPRR-30 [9] Fluks neutron maksimum Core Water Hole (n/cm 2 /det) Pheriperal Water Hole (n/cm 2 /det) (n/cm 2 /det) Termal 6,7 E14 4,2 E14 3,2 E14 Epitermal 3,0 E14 2,5 E14 7,0 E13 Cepat 1,8 E14 8,5 E13 6,3 E12 Tabel 8. Parameter berbagai jenis teras reaktor riset Parameter Jenis Reaktor JMTR CARR HFR OPAL CRCN/FRM-I MPRR-30 Jenis Tank Tank Tank OP OP OP Pendingin H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H2O Moderator H 2 0 H 2 O H 2 O H 2 0 D 2 O H2O Be,D2O D 2 O Be D 2 O Be, D 2 O D2O (MW) 50 60 45 20 20 30 Fluks neutron termal ratarata [10 14 n/cm 2.s] 4.0 4,0 2 3,82 4 6,7 Posisi iradiasi 28 25 42 17 19 23 Dimensi teras (cm) 41,6 x 41,6 x 75 72,9 x 750,4 35 x 35 x x 60 61,5 Jumlah elemen bakar 24 17 33 16 30 30 Jumlah batang kendali 5 4 6 5 8 6 Tinggi elemen bakar (mm) 750 850 600 700 700

200 ISSN 0216-3128 Lily Suparlina Parameter Jenis Reaktor JMTR CARR HFR OPAL CRCN/FRM-I MPRR-30 Densitas U 3 Si 2 -Al 4.8 4,3 4,8 4,8 4,8 4,8 [gram/cm 3 ] Pengayaan (%) 20 20 19,75 19,75 20 19,75 Jumlah pelat elemen bakar 19 21 20 21 19 20 Jumlah pelat elemen bakar 16 17-14 Dimensi elemen 76,2 x 1.200 76,2 x 76,2 81 x 77 80,5 x 80,5 80 x 80 85,6 x 85,6 bakar(mm) Tebal meat (mm) 0,51 0,6 0,76 0,61 0,7 0,6 Panjang meat (mm) 760 850 600 615 700 600 Lebar meat (mm) 61,6 61,6 65 65 80 68,9 Tebal kelongsong (mm) 0,38 0,38 0,38 0,37 0,4 0,4 Jarak antar pelat 2,59 2,59 x 2 2,7 2,3 2,57 x2 2,32 x 2 2,22 x 14 Absorber Hf Hf Cd Hf AgInCd Hf Racun dapat bakar Kawat Cd BKP Kawat Cd BKP Berdasarkan kajian penulis dari data reaktor riset yang beroperasi saat ini maka hampir semua sangat tinggi maka harus menggunakan reflektor D 2 O seperti dalam desain reaktor MPRR-30. Posisi reaktor produksi radioisotop dan penelitian iradiasi harus dibuat banyak sehingga dapat mempunyai fluks neutron termal yang tinggi antara 2 memenuhi permintaan iradiasi pada waktu yang x 10 14 n/cm 2.s hingga 6,7 x 10 14 n/cm 2.s, bersamaan. Untuk efisiensi penggunaan bahan bakar menggunakan konfigurasi teras kompak dengan daya serendah mungkin. Reaktor beroperasi dengan faktor keselamatan operasi yang tinggi maka bersifat under moderated. Untuk itu konfigurasi teras reaktor riset inovatif harus mempunyai fluks neutron tinggi baik dalam teras, maka perlu diperhatikan jumlah siklus yang panjang dengan fraksi bakar buang maksimum > 60%. KESIMPULAN termal maupun cepat sehingga meningkatkan Desain teras reaktor untuk produksi radioisotop produksi radioisotop dan sangat baik untuk penelitian dan produksi silicon doping serta penelitian bahan ilmu bahan dan silikon doping. Berdasarkan kajian maju memerlukan jenis reaktor yang mampu tersebut maka reaktor menggunakan bahan bakar menghasilkan fluks neutron termal dan cepat yang U 3 Si 2 -Al dengan kerapatan 4,8 gram uranium/cm 3. tinggi. Teras reaktor sebaiknya berbentuk kompak, Akan tetapi berdasarkan penelitian saat ini bahan menggunakan bahan bakar dalam jumlah sedikit bakar UMo juga mempunyai prospek yang baik di sehingga lebih ekonomis dan memiliki manjemen masa depan karena bahan bakar ini dapat digunakan bahan bakar yang lebih sederhana. Bahan bakar yang dengan tingkat muat tinggi hingga 9 gram digunakan pada umumnya dari jenis U 3 Si 2 -Al uranium/cm 3. dengan kerapatan tinggi sehingga teras dapat dibuat Hasil beberapa kajian menunjukkan bahwa sekecil mungkin dengan panjang siklus yang lama. penggunaan bakar UMo dengan muatan yang sama Bahan bakar UMo dapat digunakan sebagai dengan bahan bakar U 3 Si 2 -Al akan menghasilkan bahan bakar alternatif selain silisida karena UMo nilai reaktivitas lebih teras yang lebih kecil. Batang dapat digunakan hingga mencapai kerapatan 9 gram kendali reaktor menggunakan hafnium. Penggunaan uranium/cm 3. Menggunakan batang kendali hafnium hafnium dalam laju pendingin air cukup baik karena karena ketahanan terhadap korosi sangat tinggi dan sangat rapat dengan kelongsong sehingga tidak baik untuk fluens yang tinggi. Menggunakan terjadi korosi dan juga baik untuk fluens yang tinggi. moderator air ringan H 2 O dan reflektor D 2 O dengan Selaian itu penggunaan batang kendali AgInCd faktor keselamatan yang tinggi. seperti yang digunakan di reaktor CRCN/FRM-I juga perlu dipertimbangkan karena jenis ini juga DAFTAR PUSTAKA digunakan di reaktor RSG-GAS dan sudah dapat 1. JAERI, JMTR (Japan Materials Testing dibuat oleh PT BATEK (Batan Teknologi). Reactor) JMTR Booklet,. Japan Atomic Energy Moderator dan pendingin menggunakan air ringan Agency Oarai Research Establishment H 2 O dan reflektor menggunakan air berat D 2 O dan (2002). kombinasi antara beryllium dan D 2 O. Untuk itu jika reaktor riset ingin menghasilkan fluks neutron yang

Lily Suparlina ISSN 0216-3128 201 2. KAWAMURA Hiroshi, New JMTR and International Network, Oarai Research and Development Center - JAEA (2010), diunggah dari : http://nisaplm.jp/html/05_symposium/program/d l/5-2.pdf 3. LUZHENG Y and KANG Y, Problems Concerned in Fuel Design of CARR, dipresentasikan pada International Meeting on RERTR, Sao Paolo, Brazil (1998) 4. HFR (High Flux Reactor) Petten Mini Blue Book Characteristic of The Installation and Irradiation Facilities, European Communities (2005) 5. N.A. HANAN. J.R. DEEN, J.E. MATOS, J.A. HENDRIKS, P.J.M. THIJSSEN, F.J. WIJTSMA, Neutronic Feasibility Studies for LEU Conversion of The HFR Petten Reactor. Dipresentasikan pada International Meeting on Reduced Enrichment of Research and Test Reactors. Las Vegas. Nevada, October (2000) 6. OPAL from Wikipedia The Free Encyclopedia, diunduh dari: en.wikipedia.org/.../openpool_australian_lightwater_reactor 7. R. CAMERON, Ansto Using LEU : Ansto s State of The Art Multipurpose Reactor, diunduh dari: 8. www.7ni.mfa.no/nr/.../cameron_presentation_ Using_LEU_in_OPAL.pdf 9. ANTONIO C.O. BARROSO ET AL, Study for a Multipurpose Research Reactor for The CRCN/CNEN-PE, dipresentasikan pada International Meeting on RERTR, Sao Paolo, Brazil (1998), 10. ARCHANA SHARMA, Physics Design of 30 MW Multipurpose Research Reactor BHABHA ATOMIC RESEARCH CENTRE, INDIA, dipresentasikan pada Workshop on Nuclear Reactor Design for Advanced Reactor Technologies, Trieste, May 2008, diunduh dari: www-nds.iaea.org/workshops/smr1944 /.../29.../archana%20sharma.pdf TANYA JAWAB Pande Made U Sriyono Untuk reaktor riset innovative yang direncanakan di Indonesia, bahan bakar yang akan digunakan adalah UMo sedang yang saat ini banyak digunakan adalah U 3 Si 2 Al. Mengapa? Lily Suparlina Meski saat ini belum digunakan UMo, namun dari hasil penelitian, bahan bakar UMo dapat digunaka sampai kerapatan tinggi sampai 9 gram uranium/cm 3. Berapakah jumlah bahan bakar yang direncanakan dan berapa besar fluk neutron termal yang diharapkan pada teras RRI yang akan di desain? Berapa besar daya operasinya? Lily Suparlina Jumlah bahan bakar seminimal mungkin, kira-kira 20-30 bahan bakar maka fluks yan diharapkan kira-kira 5-7 x 10 14 n/cm 2.det. daya operasi 20 MW.