ANALISIS TAMPANG LINTANG BESI NATURAL FILE DATA JENDL-3.2 MELALUI PERHITUNGAN FUNGSI RESPON DETEKTOR

dokumen-dokumen yang mirip
KAJIAN DETEKTOR AKTIVASI NEUTRON CEPAT UNTUK PENGGUNAAN DETEKTOR NEUTRON

PROSES PENGOLAHAN DATA NUKLIR UNTUK PEMBEN- TUKAN TAMPANG LINTANG STAINLESS STEEL

PENGEMBANGAN ANTARMUKA KONVERSI FILE DATA NUKLIR TEREVALUASI PADA RENTANG SUHU TERTENTU UNTUK APLIKASI MCNP. D. Andiwijayakusuma *

CROSS SECTION REAKSI INTI. Sulistyani, M.Si.

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

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

KAJlAN DATA TAMPANG LINTANG TOTAL REAKSI NEUTRON DENGAN ISOTOP NITROGEN, OKSIGEN DAN NATRIUM DARI BERBAGAI FILE DATA NUKLIR TEREV ALUASI

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

PRODUKSI IODIUM-125 MENGGUNAKAN TARGET XENON ALAM

PENGUKURAN FLUKS NEUTRON SALURAN BEAMPORT TIDAK TEMBUS RADIAL SEBAGAI PENGEMBANGAN SUBCRITICAL ASSEMBLY FOR MOLYBDENUM (SAMOP) REAKTOR KARTINI

SIMULASI EFISIENSI DETEKTOR GERMANIUM DI LABORATORIUM AAN PTNBR DENGAN METODE MONTE CARLO MCNP5

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

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

IRADIASI NEUTRON PADA BAHAN SS316 UNTUK PEMBUATAN ENDOVASCULAR STENT

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

STUDI DAN KAJIAN DATA NUKLIR REAKTOR GENERASI-IV DENGAN SPEKTRUM NEUTRON CEPAT

III.3. Material Fisil dan Fertil III.4. Persamaan Diferensial Bateman III.5. Efek Umpan Balik Reaktivitas Suhu dan Void III.6.

SIMULASI KURVA EFISIENSI DETEKTOR GERMANIUM UNTUK SINAR GAMMA ENERGI RENDAH DENGAN METODE MONTE CARLO MCNP5

INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI

STUDI TENTANG FISIBILITAS DAUR ULANG AKTINIDA MINOR DALAM BWR. Abdul Waris 1* dan Budiono 2

PENGEMBANGAN SISTEM ANALISIS KETIDAKPASTIAN PROBABILISTIK DARI DATA NUKLIR UNTUK SIMULASI DAN ANALISIS NEUTRONIK

PENGOLAHAN DATA NUKLIR TEMPERATUR TINGGI UNTUK PUSTAKA ENERGI NEUTRON KONTINU PROGRAM MCNP/MCNPX

PEMBUATAN NANOPARTIKEL EMAS RADIOAKTIF DENGAN AKTIVASI NEUTRON

PENGARUH BAHAN BAKAR UN-PuN, UC-PuC DAN MOX TERHADAP NILAI BREEDING RATIO PADA REAKTOR PEMBIAK CEPAT

Pengukuran Fluks Neutron dan Penentuan Cadmium Ratio pada Difraktometer Neutron Empat Lingkaran / Difraktometer Tekstur (DN2)

ANALISIS KOEFISIEN REAKTIVITAS TEMPERATUR MODERATOR PWR DENGAN WIMS-ANL

KARAKTERISASI LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DENGAN SPEKTROMETER GAMMA PORTABEL DAN TEKNIK MONTE CARLO

ANALISIS PERUBAHAN MASSA BAHAN FISIL DAN NON FISIL DALAM TERAS PWR

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

PERHITUNGAN INTEGRAL RESONANSI PADA BAHAN BAKAR REAKTOR HTGR BERBENTUK BOLA DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM VSOP

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

Bab 2 Interaksi Neutron

SIMULASI PENGUKURAN EFFISIENSI DETEKTOR HPGe DAN NaI (Tl) MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO MCNP5

STUDI KOMPARASI PERHITUNGAN LAJU DOSIS PADA KASUS SUMBER TITIK ISOTROPIK. Anis Rohanda

GANENDRA, Vol. V, No. 1 ISSN Syarip ABSTRAK ABSTRACT

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

Penentuan Dosis Gamma Pada Fasilitas Iradiasi Reaktor Kartini Setelah Shut Down

BAB I PENDAHULUAN. digunakan di Indonesia dalam berbagai bidang, diantaranya untuk pembangkit

ANALISIS DATA TAMP ANG LINT ANG TOTAL MINIMA NITROGEN-14 FILE DATA NUKLIR JENDL-3.2

KARAKTERISTIK BERKAS PADA BEAM PORT TEMBUS DAN SINGGUNG REAKTOR KARTINI

RADIOAKTIVITAS IODIUM-126 SEBAGAI RADIONUKLIDA PENGOTOR DI KAMAR IRADIASI PADA PRODUKSI IODIUM-125. Rohadi Awaludin

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

PENGEMBANGAN DATABASE PROGRAM KOMPUTASI UNTUK ANALISA AKTIVASI NEUTRON CEPAT

OPTIMALISASI PE EMPATA KEMASA LIMBAH RADIOAKTIF AKTIVITAS RE DAH DA SEDA G DALAM REPOSITORI

ANALISIS TINGKAT BAHAYA PADA PASKA PERLAKUAN DAUR ULANG PEMBAKARAN/TRANSMUTASI AKTINIDA. Marsodi, dan Mulyanto

BAB III DESAIN REAKTOR DAN METODE PERHITUNGAN

BAB III DAUR ULANG PLUTONIUM DAN AKTINIDA MINOR PADA BWR BERBAHAN BAKAR THORIUM

REAKTOR NUKLIR. Sulistyani, M.Si.

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

Oleh. Arlinah Kusnowo, Amir Hamzah, Ita Bud! Radiyanti Pus at Reaktor Serba Guna - Badan Tenaga Atom Nasional

Jurnal Radioisotop dan Radiofarmaka ISSN Journal of Radioisotope and Radiopharmaceuticals Vol 9, Oktoberl 2006

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

ANALISIS LAJU DOSIS GAMMA DI PERMUKAAN KOLAM REAKTOR TRIGA 2000 SEBAGAI FUNGSI TINGGI AIR PENDINGIN PRIMER

BAB III PERSAMAAN PELURUHAN DAN PERTUMBUIIAN RADIOAKTIF

PERHITUNGAN DEFLESI BAHAN BAKAR TERAS PWR

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

SIMULASI KALIBRASI EFISIENSI PADA DETEKTOR HPGe DENGAN METODE MONTE CARLO MCNP5

ANALISIS PERHITUNGAN SPEKTRUM NEUTRON TERAS RSG-GAS DENGAN NISBAH CADMIUM

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

ANALISIS DAN PENENTUAN DISTRIBUSI SUHU PEN- DINGIN PRIMER PADA DAERAH RING B, C, D, E DAN F TERAS KARTINI UNTUK DAYA 250 KW.

RADIOKALORIMETRI. Rohadi Awaludin

PENENTUAN CALIBRATION SETTING DOSE CALIBRATOR CAPINTEC CRC-7BT UNTUK Ce-139

PENENTUAN FAKTOR KOREKSI DOSIS RADIASI ELEMEN BAKAR BEKAS RSG-GAS Ardani *)

BAB II KAJIAN PUSTAKA. Neutron adalah zarah elementer penyusun inti atom yang tidak mempunyai

PELURUHAN GAMMA ( ) dengan memancarkan foton (gelombang elektromagnetik) yang dikenal dengan sinar gamma ( ).

BAB I PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang

PENGUKURAN TEBAL KONTAMINASI ZAT RADIOAKTIF PADA PERMUKAAN TANAH SECARA IN SITU MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA PORTABEL

BAB II RADIASI PENGION

R and D Project Comissioning fasilitas Uji In vitro dan In Vivo BNCT di Beamport tembus Reaktor Kartini

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

I. PENDAHULUAN. penduduk dunia yaitu sekitar 7 miliar pada tahun 2011 (Worldometers, 2012),

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

Studi Perhitungan Benchmark Kritikalitas Teras Metalik dan MOX di FCA

Penentuan Kadar Besi dalam Pasir Bekas Penambangan di Kecamatan Cempaka dengan Metode Analisis Aktivasi Neutron (AAN)

VII. PELURUHAN GAMMA. Sub-pokok Bahasan Meliputi: Peluruhan Gamma Absorbsi Sinar Gamma Interaksi Sinar Gamma dengan Materi

Analisis dan Penentuan Distribusi Fluks Neutron Thermal Arah Aksial dan Radial Teras Reaktor Kartini dengan Detektor Swadaya

PENENTUAN INTENSITAS SUMBER GAMMA DI TERAS REAKTOR RISET BERBAHAN BAKAR URANIUM MOLIBDENUM ABSTRAK

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY (BNCT)

PROSES PEMBANGKITAN DATA NUKLIR ENERGI KONTINU TEMPERATUR TINGGI DENGAN PROGRAM SIGACE

Radioaktivitas dan Reaksi Nuklir. Rida SNM

BAB IV DATA DAN ANALISIS HASIL PERHITUNGAN DESAIN HTTR

OPTIMASI SHIELDING NEUTRON PADA THERMALIZING COLUMN REAKTOR KARTINI

REAKSI NUKLIR NANIK DWI NURHAYATI,S.SI, M.SI

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

Diterima editor 9 Desember 2013 Disetujui untuk publikasi 12 Februari 2014

PENGARUH VARIASI BAHAN PENDINGIN JENIS LOGAM CAIR TERHADAP KINERJA TERMALHIDROLIK PADA REAKTOR CEPAT

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

Penentuan Fluks Neutron Termal di Fasilitas Kalibrasi Neutron dengan Menggunakan Keping Indium

PLASMA TOKAMAK SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI MASA DEPAN : KAJIAN GEOMETRI MENGGUNAKAN MCNP

KAJIAN LAJU PAPARAN RADIASI PADA TITIK PENGUKURAN DI REAKTOR KARTINI SEBAGAI DASAR PENENTUAN KONDISI BATAS OPERASI (KBO)

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

Bab II. Prinsip Fundamental Simulasi Monte Carlo

STUDI PARAMETER REAKTOR BERBAHAN BAKAR UO 2 DENGAN MODERATOR H 2 O DAN PENDINGIN H 2 O

ANALISIS PERHITUNGAN KETEBALAN PERISAI RADIASI PERANGKAT RIA IP10.

Transkripsi:

Suwoto, dkk. ISSN 0216-3128 123 ANALISIS TAMPANG LINTANG BESI NATURAL FILE DATA JENDL-3.2 MELALUI PERHITUNGAN FUNGSI RESPON DETEKTOR Suwoto, Zuhair Pusat Pengembangan Sistem Reaktor Maju (P2SRM) - BATAN ABSTRAK ANALISIS TAMPANG LINTANG BESI NATURAL PADA FILE DATA JENDL-3.2 MELALUI PERHITUNGAN FUNGSI RESPON DETEKTOR. Telah dilakukan perhitungan fungsi respon detektor terhadap material besi natural dengan file JENDL-3.1, JENDL-3.2, ENDF/B-IV dan data dari GEEL. Detektor reaksi yang digunakan dalam perhitungan adalah detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P, 103 Rh(n,n') 103m Rh, 115 In(n,n') 115m In dan 197 Au(n,γ) 198 Au. Perhitungan fluks neutron dilakukan dengan program difusi DOT3.5 dan program RRATE digunakan untuk menghitung laju reaksi (reaction rate) dengan memanfaatkan fluks neutron dari program DOT3.5. Semua perhitungan profil C/E fungsi respon detektor reaksi dengan file data nuklir JENDL-3.2 memberikan hasil yang lebih baik kecuali detektor 115 In(n,n') 115m In dan 197 Au(n,γ) 198 Au dimana file data ENDF/B-IV masih lebih baik. Tendensi ini dikarenakan perbedaan tampang lintang elastik dan in -elastik pada masing-masing file data nuklir dan keberadaan low lying level hamburan in-elastik diskrit level pertama file data JENDL-3.2 dari isotop minor 57 Fe. Sedang pada detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P semua hasil perhitungan profil C/E fungsi respon detektor cenderung underestimate terhadap data hasil percobaan. Hal tersebut mengisyaratkan bahwa tampang lintang elastik dan in-elastik pada file JENDL-3.2 masih perlu dievaluasi kembali. ABSTRACT ANALYSES OF NATURAL IRON CROSS-SECTIONS ON JENDL-3.2 FILE THROUGH DETECTOR RESPON FUNCTION CALCULATION. Detector respons functions of natural iron contained in JENDL- 3.1, JENDL-3.2, ENDF/B-IV nuclear data files and data from Geel have been calculated. Reaction detector, such as 32 S(n,p) 32 P, 103 Rh(n,n') 103m Rh, 115 In(n,n') 115m In and 197 Au(n,γ) 198 Au are used in these calculation. Discrete Ordinate Transport code DOT3.5 is employed to calculate neutron fluxes and RRATE code is used to find reaction rate for each reaction detector using neutron fluxes out-put by DOT3.5. Overall results of detector respons function C/E profiles with JENDL-3.2 file give better results than ENDF/B-IV or others, except for 115 In(n,n') 115m In and 197 Au(n,γ) 198 Au detector. In those detectors, ENDF/B-IV file give C/E value better than JENDL-3.2 file. Some differences are still remained. These differences were clearly caused by the presence low-lying level of discrete inelastic scattering of minor isotope 57 Fe contained in JENDL-3.2 file. On the other hand, overall calculated results of the C/E profiles on 32 S(n,p) 32 P detector reaction are underestimated to experimental data along penetration depth. Re-evaluation or modification on file JENDL-3.2 is to be considered. PENDAHULUAN D i samping ENDF (Evaluated Nuclear Data File), file data nuklir JENDL-3.2 merupakan versi terbaru dari File Data Nuklir Terevaluasi Jepang (Japanese Evaluated Nuclear Data File, JENDL) yang telah disebar luaskan ke seluruh dunia pada tahun 1994 [1]. Sejak besi digunakan secara luas pada teknologi reaktor sebagai material struktur dan material perisai, maka uji integral tampang lintang menjadi sangat penting. Semenjak itu pula, telah banyak dilaporkan percobaan dan analisis pada efek perisai radiasi pada material besi. Uji benchmark ini umumnya pada propagasi neutron di energi resonansi kev dan atenuasi neutron karena hambur- an inelastik pada daerah MeV. Salah satu percobaan yang berkaitan dengan uji perisai radiasi ini telah dilakukan oleh MD. Carter dan A. Packwood di Winfrith-ASPIS [2] dengan percobaan penetrasi pada balok perisai besi setebal 137.16 cm. Percobaan di Winfrith-ASPIS ini mempunyai geometri percobaan yang bagus dan hasil yang diperoleh dalam 52 grup energi antara 7 kev sampai 5 MeV. Spektrum energi neutron diukur dengan me nggunakan spektrometer NE-213 pada

124 ISSN 0216-3128 Suwoto, dkk. empat lokasi pada perisai radiasi yaitu pada kedalaman penetrasi masing-masing 22.9 cm, 57.15 cm, 85.7 cm and 114.3 cm [5] dan 0-120 cm kedalaman penetrasi untuk fungsi respon detektor yang digunakan. [6] Berkaitan dengan hal tersebut maka sangat perlu dilakukan uji keandalan data khususnya besi natural yang terkandung dalam file data JENDL-3.2. Perhitungan uji benchmark ini dilakukan dengan menggunakan paket program dua dimensi DOT3.5 dan RRATE untuk menetukan laju reaksi (reaction rate). Program RRATE ini menggunakan fluks neutron yang dihasilkan oleh DOT3.5 untuk menentukan fungsi respon masing-masing detektor reaksi. Pendekatan dimensi dalam DOT3.5 yang diambil dalam geometri R-Z adalah 121.5 cm 215.96 cm dengan mesh 52 93 diambil pada analisis ini dan 121 struktur grup energi neutron dari BERMUDA - 121 juga dipakai. Sebagai bahan perbandingan, hasil perhitungan fungsi respon detektor dengan file data lainnya seperti file data JENDL-3.1 dan ENDF/B-IV dan data baru eksperimental dari GEEL, Belgia [7] juga dilakukan disamping dibandingkan dengan data hasil percobaan yang telah dilakukan oleh MD. Carter dan A. Packwood di Winfrith-ASPIS. TEORI DASAR Sebagian besar material yang dipapari dengan neutron akan menjadi material radioaktif karena adanya reaksi inti yang diinduksi oleh neutron. Besarnya radioaktivitas radioaktif material tersebut tergantung pada besarnya spektrum fluks neutron yang memaparinya. Jadi hal tersebut dapat digunakan untuk mengukur jumlah paparan neutro n. Laju produksi isotop radioaktif dinyatakan dengan persamaan: dn dt = N 0 ϕ ( E) σ ( E ) de λ N (1) dimana N dan N 0 adalah jumlah produk nuklida dan nuklida awal dalam detektor tersebut. Sedangkan σ adalah tampang lintang untuk pembentukan isotop produk dan λ adalah konstanta peluruhan dari isotop produk tersebut. Besaran r, (2) r ϕ( E ) σ( E ) de disebut sebagai laju reaksi (reaction rate). Bila salah satu dari spektrum neutron atau tampang lintang diketahui, maka dapat ditentukan besarnya densitas fluks neutron. Fungsi respon detektor, S, didefinisikan sebagai laju reaksi dalam satuan densitas fluks: fluks : r ϕ = σ( E) ψ( E) de (3) S = σ ( E ) ψ ( E ) de (4) Respon detektor ini dikarakterisasikan oleh tampang lintang reaksi detektor dan spektrum fluks neutron. Fungsi dalam integral tersebut dikenal dengan fungsi respon detektor, yang menyatakan kontribusi neutron pada energi yang berbeda pada aktivitas yang telah terukur. Berkenaan dengan reaksi alamiah dari (n, γ), maka detektor-detektor (n, γ) tersebut biasanya sangat sensitif terhadap neutron termal (< 0.06 ev) dan neutron epitermal (0.06 ev <E<10 5 ev). Pengukuran densitas fluks neutron termal yang rendah dan tinggi biasanya digunakan dengan detektor emas (Au) dan detektor kobal (Co). Detektor (n, γ) lainnya digunakan untuk pengukuran spektrum neutron epitermal. Tampang lintang dari reaksi lainnya menunjukkan suatu karakteristik ambang (thres-hold) dari detektor tersebut, sehingga detektor tersebut dikenal dengan detektor ambang (threshold detector). Energi ambang detektor tersebut biasanya antara 0.5 dan 12 MeV. Detektor dengan reaksi-reaksi (n, n ) ada yang mempunyai energi ambang terendah, sedangkan reaksi-reaksi pada daerah energi epitermal (n, p) dan (n, α) dan reaksi (n, 2n) mempunyai energi ambang yang tertinggi. Detektor-detektor ini sebagian besar digunakan untuk dosimetri neutron reaktor karena detektor tersebut hanya sensitif pada neutron cepat. METODA PERHITUNGAN Perhitungan fungsi respon detektor dilakukan dengan program RRATE. Program RRATE ini memerlukan masukan spektrum fluks neutron yang telah dihitung dengan paket program dua dimensi discrete ordinate transport (DOT) versi 3.5 dengan konfigurasi model geometri perhitungan yang diambil adalah R-Z dengan mesh 52X93. [5,6] Di samping itu data tampang lintang untuk masingmasing detektor reaksi juga diberikan sebagai data masukan. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan T eknologi Nuklir

Suwoto, dkk. ISSN 0216-3128 125 Identifikasi tipe reaksi dari tiga detektor threshold dan satu detektor epitermal dan pustaka data yang digunakan disajikan dalam Tabel 1. Bentuk tampang lintang detektor threshold untuk tiap-tiap reaksi yang digunakan dalam perhitungan Winfrith- ASPIS ditunjukkan dalam Gambar 1 bersama dengan tampang lintang detektor epitermal 197 Au(n,γ) 198 Au. Tabel 1. Pustaka data detektor reaksi yang digunakan pada perhitungan. Tipe Detektor Reaksi Sumber pustaka data nuklir Nomor Material Nomor MT Identifikasi [*] 32 S(n,p) 32 P ENDF/B-V (1) 7162 103 S32NPA5 103 Rh(n,n') 103m Rh IRDF (3) 4520 51 RH103NN' 115 In(n,n') 115m In ENDF/B-V (1) 6437 51 IN115NN' 197 Au(n,γ) 198 Au ENDF/B-V (2) 1379 102 AU197NGC Catatan: [*] singkatan ini digunakan untuk identifikasi tampang lintang detektor dalam perhitungan laju reaksi pada program RRATE. (1) (3) ENDF/B-V File Aktivasi, (2) ENDF/B-V File Standar, IRDF-82 : International Reactor Dosimetry File Tampang lintang detektor reaksi Tampang lintang (barns) 10-4 10-5 10 3 197 Au(n,g) ENDF/B-V File 10-4 Tampang lintang (barns) Energi neutron (ev) 101 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 32 S (n,p) 32 P - ENDF/B-V File Aktivasi 10-4 10-5 10-6 103 Rh (n,n') 103m Rh - File IRDF-82 115 In (n,n') 115m In - ENDF/B-V File Aktivasi 10-6 10-7 10-7 10 4 10 5 10 6 10 7 Energi neutron (ev) Gambar 1. Tampang lintang detektor reaksi yang digunakan dalam analisis dengan detektor reaksi 197 Au(n,γ) (inset). HASIL DAN PEMBAHASAN Salah satu percobaan penentuan propagasi neutron dalam balok besi adalah di Winfrith-ASPIS dengan ketebalan perisai sekitar 140 cm. Untuk menguji keandalan besi natural murni pada file data JENDL-3.2, maka perhitungan dengan file data nuklir JENDL-3.1, ENDF/B-IV dan data dari Geel Belgia juga dilakukan. Hasil perhitungan tersebut meliputi perhitungan fungsi respon detektor atau profil distribusi laju reaksi di sepanjang kedalaman

126 ISSN 0216-3128 Suwoto, dkk. penetrasi aksial perisai besi di samping perhitungan spektrum fluks neutron yang telah dilakukan. Hasil perhitungan distribusi laju reaksi (reaction rate) untuk fungsi respon detektor diberikan pada Gambar 2 sampai Gambar 5 untuk detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P-file aktivasi, 103 Rh(n, n') 103m Rh, 115 In(n,n') 115m In and 197 Au(n,γ) 198 Au. Pada bagian atas masing-masing gambar menunjukkan profil reaction rate untuk masing-masing detektor dan rasio antara perhitungan dan eksperimental (C/E) diberikan pada bagian bawahnya. Dari Gambar 2 dan Gambar 3 untuk fungsi respon detektor dapat dilihat secara umum bahwa profil atenuasi sepanjang kedalaman penetrasi mempunyai kesesuaian yang baik dengan hasil eksperimental oleh MD. Carter dan A. Packwood. Namun dalam Gambar 4 dan Gambar 5 terlihat jelas perbedaan-perbedaan beberapa detektor reaksi antara perhitungan dengan file data nuklir JENDL-3.1 atau file data JENDL-3.2 dengan file data ENDF/B-IV. Perbedaan-perbedaan ini di-sebabkan oleh adanya perbedaan-perbedaan yang terdapat diantara data tampang lintang besi natural pada masing-masing file data tersebut. Besarnya rentang harga integral C/E untuk masing-masing fungsi respon detektor dapat diringkas dalam Tabel 2 dan 3: Tabel 2. Ringkasan interval harga integral C/E untuk masing-masing detektor reaksi. Tipe Detektor Sumber Pustaka Data Nuklir Reaksi JENDL-3.1 JENDL-3.2 Geel-Belgia ENDF/B-IV 32 S(n,p) 32 P 1.04 0.51 1.09-0.59 1.09-0.57 1.02-0.50 103 Rh(n,n') 103m Rh 1.24 0.50 1.23-0.46 1.20-0.46 1.40-0.63 115 In(n,n') 115m In 1.07 0.64 1.09-0.65 1.09-0.60 1.13-0.92 197 Au(n,γ) 198 Au 1.25 0.89 1.21-0.84 1.22-0.84 1.16-1.01 Tabel 3. Ringkasan harga integral C/E dan standar deviasi dari tiap-tiap detektor reaksi yang digunakan. Tipe Detektor Sumber Pustaka Data Nuklir Reaksi JENDL-3.1 JENDL-3.2 GEEL ENDF/B-IV 32 S(n,p) 32 P 0.8329 (0.1746) 0.8983 (0.1561) 0.8808 (0.1644) 0.8139 (0.1713) 103 Rh(n,n') 103m Rh 1.0334 (0.2315) 1.0107 (0.2457) 0.9958 (0.2438) 1.1689 (0.2237) 115 In(n,n') 115m In 0.8985 (0.1619) 0.9247 (0.1694) 0.8902 (0.1845) 1.0501 (0.0748) 197 Au(n,γ) 198 Au 1.1446 (0.1186) 1.1007 (0.1229) 1.1010 (0.1245) 1.0525 (0.0441) Hasil perhitungan laju reaksi (reaction rate) sepanjang kedalaman penetrasi dalam perisai besi untuk masing-masing detektor reaksi adalah sebagai berikut: Detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P Detektor reaksi ini adalah jenis detektor threshold yang sangat sensitif pada energi neutron tinggi dari 2 MeV 5 MeV, seperti digambarkan dalam tampang lintang detektor reaksi yang digunakan (Gambar 1). Konsekwensinya, pada energi tinggi detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P ini sangat sedikit dipengaruhi oleh efek perisai diri dibanding detektor reaksi indium (In) dan rodium (Rh). Hasil perhitungan distribusi reaction rate dengan detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P file aktivasi mempunyai kecenderungan hasil yang sama untuk file data nuklir JENDL-3.1, JENDL-3.2, ENDF/B-IV dan GEEL, seperti pada Gambar 2. Semua perhitungan dengan masingmasing file data nuklir tersebut terlihat bahwa C/E semuanya underestimate sepanjang kedalaman penetrasi. Namun dari gambar tersebut juga tampak bahwa kecenderungan hasil perhitungan dengan file data nuklir JENDL-3.2 mempunyai hasil yang sedikit lebih baik dibanding dengan file data nulkir JENDL- 3.1. Fakta ini secara jelas diperoleh karena memang Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan T eknologi Nuklir

Suwoto, dkk. ISSN 0216-3128 127 telah dilakukan perbaikan-perbaikan pada file data nuklir JENDL-3.2 tersebut. Distribusi profil C/E yang underestimate ini menggambarkan bahwa tampang lintang in-elastik pada energi tinggi tersebut untuk file data nuklir JENDL-3.1 dan ENDF/B-IV masih terlalu tinggi. Tampang lintang in -elastik yang tinggi ini memberikan kontribusi yang tinggi pada pembentukan spektrum neutron. Sebagian spektrum neutron yang dibangkitkan dalam jangkauan energi tinggi tersebut diturunkan oleh adanya tampang lintang in-elastik yang tinggi. Pada jangkauan energi tinggi tersebut tampak jelas perbedaan antara tampang lintang in-elastik file data nuklir JENDL-3.1 dan JENDL-3.2. Terlihat pada daerah energi antara 800 kev dan 2 MeV pada file data nuklir JENDL-3.2 mempunyai tampang lintang in-elastik 10 % lebih rendah dibanding pada file data nuklir JENDL-3.1. Sedangkan pada daerah energi antara 2 dan 4 MeV tampang lintang in-elastik file data nuklir JENDL-3.2 lebih tinggi 20 % dibanding dengan file data JENDL- 3.1. Perbedaan tersebut disebabkan karena tampang lintang in -elastik pada level 847 kev dari isotop 56 Fe. Detektor reaksi 103 Rh(n,n') 103m Rh Detektor reaksi ini agak sensitif untuk energi neutron yang agak rendah dibanding ketiga detektor threshold yang digunakan dalam eksperimen. Pada detektor reaksi 103 Rh(n,n') 103m Rh yang mempunyai daerah fungsi respon pada daerah resonansi besi, maka efek dari faktor perisai diri sangat mempengaruhi hasil perhitungan pada penetrasi yang dalam. Perilaku profil C/E untuk semua file data nuklir yang digunakan umumnya sangat mirip antara satu dan lainnya. Detektor reaksi 115 In(n,n') 115m In Distribusi reaction rate teramati dengan baik untuk masing-masing perhitungan dengan file data nuklir ENDF/B-IV, JENDL-3.1 dan JENDL-3.2. Terlihat dari Gambar 4 bahwa terdapat perbedaanperbedaan hasil reaction rate yang jelas antara file -file data tersebut. Hasil perhitungan dengan file data ENDF/B-IV memberikan profil C/E yang sangat baik sepanjang kedalaman penetrasi. Sementara itu perhitungan dengan file data JENDL-3.2 mem-berikan hasil C/E yang cenderung underestimate pada penetrasi yang dalam. Perbedaan ini disebabkan karena adanya perbedaan yang ada pada tampang lintang elastik dan in-elastik dari masing-masing file data tersebut. Pada file data JENDL-3.2 untuk daerah energi antara 600 kev dan 1.2 MeV dimana tampang lintang total umumnya mempunyai kesamaan, tetapi pada tampang lintang elastik dan tampang lintang inelastik tampak beberapa perbedaan-perbedaan. Besarnya perbedaan tampang lintang elastik dan tampang lintang in-elastik pada file data JENDL-3.2 tersebut menyebabkan hasil perhitungan profil C/E yang cenderung underestimate. Hal tersebut juga didukung oleh hasil perhitungan spektrum neutron yang dihasilkan pada daerah tersebut. Bahkan dari fungsi respon detektor reaksi sepanjang dengan kedalaman penetrasi, secara kualitatif mengindikasikan bahwa pada daerah energi antara 600 kev dan 1.2 MeV tersebut mungkin masih terdapat beberapa persoalan pada tampang lintang elastik dan in -elastik besi natural pada file data JENDL-3.2. Detektor reaksi 197 Au(n,g ) 198 Au Tipe detektor reaksi emas, 197 Au(n,γ) 198 Au ini merupakan detektor resonansi yang digunakan pada pengukuran reaction rate pada energi epitermal. Sensitivitas dari detektor emas ini hanya berpengaruh pada daerah resonansi epitermal pada energi rendah di sekitar daerah resonansi raksasa pada 4.9 ev. Seperti terlihat pada Gambar 5, profil reaction rate C/E dari file data ENDF/B-IV masih memberikan hasil yang sangat bagus dibanding dengan file data lainnya dan tidak ada ke - cenderungan yang overestimate atau underestimate di sepanjang kedalaman penetrasi. Sementara itu dengan file data JENDL-3.1, JENDL-3.2 maupun data dari GEEL memperlihatkan kecenderungan profil C/E yang underestimate pada penetrasi yang dalam. Namun perhitungan dengan file data JENDL-3.2 memberikan kecenderungan hasil yang lebih baik dibandingkan perhitungan dengan file data JENDL- 3.1, walaupun belum bisa dikatakan sebaik hasil perhitungan memakai file data ENDF/B-IV. Untuk menyelidiki perbedaan-perbedaan ini, beberapa perlakuan telah dicoba pada file data JENDL-3.2 dengan melakukan pengaturan tampang lintang. Pengaruh dari low lying level pada tampang lintang in-elastik akan dianalisa, khususnya pada level pertama dari tampang lintang in-elastik diskrit (MF3-MT51). Dengan mencoba menghilangkan tampang lintang in-elastik diskrit pada level pertama pada energi threshold yaitu 14.4 kev yang disebabkan oleh isotop minor 57 Fe. Untuk konsistensi tampang lintang, maka file data tampang lintang yang dihilangkan tersebut ditambahkan pada tampang lintang hamburan elastik (MF3-MT2). Ternyata dengan menghilangkan low lying level pada tampang lintang in-elastik diskrit level pertama (MF3-MT51) memberikan hasil profil perhitungan C/E reaction rate dengan file data JENDL-3.2 hampir mendekati profil

128 ISSN 0216-3128 Suwoto, dkk. hasil perhitungan dengan file data ENDF/B-IV seperti terlihat pada Gambar 4. Sehingga tampak jelas bahwa tampang lintang in-elastik pada energi low lying level pada propagasi neutron pada perisai besi seperti percobaan pada Winfrith-ASPIS ini, dipengaruhi oleh keberadaan tampang lintang hamburan inelastik dari isotop minor 57 Fe. Reaction rate (d.p.s. barn/atom) 32 S(n,p) 32 P ENDF/B-V File Aktivasi - Respon Detektor EXPERIMENTAL JENDL-3.2 JENDL-3.1 ENDF/B-IV GEEL-DATA Reaction rate (C/E) 1.15 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 120 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 120 Tebal perisai besi (cm) JENDL-3.2 JENDL-3.1 ENDF/B-IV GEEL-DATA 1.15 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 Gambar 2. Profil atenuasi hasil perhitungan dan eksperimen reaction rate dan C/E untuk detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P (ENDF/B-V File Aktivasi). Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan T eknologi Nuklir

Suwoto, dkk. ISSN 0216-3128 129 103 Rh(n,n') 103m Rh IRDF-82 File - Respon Detektor Reaction rate (d.p.s. barn/atom) 10 4 10 3 EXPERIMENTAL JENDL-3.2 JENDL-3.1 ENDF/B-IV GEEL-DATA 10 4 10 3 Reaction rate (C/E) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 120 1.5 JENDL-3.2 JENDL-3.1 ENDF/B-IV GEEL-DATA 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 120 Tebal perisai besi (cm) 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Gambar 3. Profil atenuasi hasil perhitungan dan eksperimen reaction rate dan C/E untuk detektor reaksi 103 Rh(n,n') 103m Rh (IRDF-82 File).

130 ISSN 0216-3128 Suwoto, dkk. Gambar 4. Profil atenuasi hasil perhitungan dan eksperimen reaction rate dan C/ E untuk detektor reaksi 115 In(n,n') 115m In (ENDF/B-V File Aktivasi). KESIMPULAN Gambar 5. Profil atenuasi hasil perhitungan dan eksperimen reaction rate dan C/ E untuk detektor reaksi 197 Au(n,γ) 198 Au (ENDF/B-V File standar). Secara keseluruhan, dari hasil perhitungan yang telah dilakukan terlihat jelas bahwa profil C/E untuk semua fungsi respon detektor dengan file JENDL-3.2 terlihat lebih baik dibanding file data lainnya kecuali dua detektor reaksi 115 In(n,n') 115m In dan 197 Au(n,γ) 198 Au menunjukkan bahwa file data ENDF/B-IV masih lebih baik. Tendensi ini disebabkan oleh adanya low lying level dari hamburan in-elastik diskrit level pertama yang terdapat pada file data nuklir JENDL-3.2 yang dipengaruhi oleh keberadaan tampang lintang hamburan in-elastik dari isotop minor 57 Fe. Sehingga re-evaluasi tampang lintang hamburan in-elastik isotop minor 57 Fe masih perlu dilakukan. Tebal Perisai (cm) Seperti telah diterangkan di atas, fungsi respon detektor 115 In(n,n') 115m In dengan file JENDL- 3.2 memberikan hasil spektrum neutron pada daerah energi antara 600 kev dan 1.2 MeV yang lebih rendah, walaupun sedikit lebih baik dibanding dengan JENDL-3.1. Hal ini menunjukkan ada perbedaan antara tampang lintang hamburan elastik dan in -elastik pada daerah energi tersebut. Sehingga re-evaluasi pada file JENDL-3.2 pada daerah energi tersebut masih perlu dilakukan. Sedangkan pada perhitungan profil reaction rate dengan detektor reaksi 32 S(n,p) 32 P memberikan hasil perhitungan yang underestimate terhadap data hasil percobaan. Tendensi ini disebabkan karena tampang lintang hamburan in -elastik pada energi di atas 2 MeV pada semua data file masih relatif tinggi. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Dr. Akira HASEGAWA beserta seluruh staf JAERI-NDC atas segala bantuan, saran dan ke - sempatan dalam penggunaan fasilitas laboratorium komputasi selama penulis menyelesaikan program STA di JAERI Nuclear Data Center Jepang. DAFTAR PUSTAKA 1. NAKAGAWA, T. et al., Japanese Evaluated Nuclear Data Library - Version 3 Revision 2: JENDL-3.2, Journal of Nuclear Science and Technology, 32, 1259 (1995). 2. CARTER, M. D., Mc. CRACKEN A. K., and PACKWOOD, A., The Winfrith Benchmark Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan T eknologi Nuklir

Suwoto, dkk. ISSN 0216-3128 131 Experiment in Iron-Experimental Reults, Proc. of the Specialists' Meeting on Sensitivity Studies and Shielding Benchmarks, Paris, October 1975, pp. 111-119, OECD (1975). 3. Mc. CRACKEN, A. K., and GRIMSTONE, M. J., The Experimental data Processing Program RADAK, Proceeding of the Specialists Meeting on Sensitivity Studies and Shielding Benchmarks, Paris, October 1975, pp. 158-174, OECD (1975). 4. CARTER, M. D., CHESTNUTT, M. M. and Mc. CRACKEN, A. K., The ASPIS Iron Benchmark Experiment-Results and Calcu-lation Model, Proceeding of the Specialists Meeting on Nuclear Data and Benchmarks for Reactor Shielding, Paris, October 27-29, 1980, pp. 297-336, OECD (1980). 5. SUWOTO, Analisis Shielding Benchmark Besi Natural File Data Nuklir JENDL-3.2 Melalui Percobaan Penetrasi Winfrith-ASPIS, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah, Iptek Nuklir, 26-28 Mei 1998, Yogyakarta (1998). 6. SUWOTO and HASEGAWA, A.: Shielding Benchmark of Several Nuclides Contained in JENDL- 3.2 File, STA Final Report in JAERI, Agustus 1997. 7. HASEGAWA, A., private communications. 8. HASEGAWA, A., Benchmark Testing of Evaluated Data Files on Fission Reactors and Shielding Problems, Proceeding of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, pp. 445-454, Mito, May 30 - June 3, 1988, Ibaraki-ken, Japan (1988). 9. HASEGAWA, A., Toward JENDL-3.3 : Comments on the Problems of JENDL-3.2 File for Next Version Developments, Proceedings of the 1996 Symposium on Nuclear Data, pp. 27-43, Nov. 21-22, 1996, JAERI, Tokai, Ibaraki, JAPAN (1996). TANYA JAWAB Budi Briyatmoko Apa kriteria baik/buruknya dari respon detektor terhadap nilai C/E? Dari kesimpulan apakah file data JENDL 3.2 adalah terbaik dibanding file lain setelah melihat ke 4 parameter perhitungan yang dilakukan. Suwoto Jika data nuklir yang dipakai itu baik, maka akan menghasilkan nilai C/E yang mendekati atau bahkan 1 (satu). Semua C/E tersebut dapat di-lihat pada Tabel 3 untuk melihat baik buruknya hasil perhitungan dan data yang digunakan. Dari hasil perhitungan (Tabel 3), harga C/E untuk masing-masing data nuklir JENDL-3.2 ada sebagian yang baik untuk energi tertentu dan ada sebagian juga kurang baik untuk energi tertentu pula. Setyadi Mengapa data perhitungan menggunakan ENDF/B-VI tidak dilakukan? Suwoto Sebenarnya bisa dilakukan dengan file data manapun, baik ENDF/B-VI, JENDL-3.2 ataupun lainnya. Berhubung data besi natural pada ENDF/B-VI belum tersedia, maka perhitungan dengan ENDF/B-VI tidak/belum bisa dilakukan. Sebenarnya bisa dikonstruksi sendiri, tetapi butuh waktu dan program khusus lagi.