PENENTUAN FAKTOR PERISAI DIRI DETEKTOR AKTIV ASIDALAM PENGUKURAN FLUKS DAN SPEKTRUM NEUTRON DI

REAKTOR RSG-GAS

Amir HamzahP2TRR -BATAN

ABSTRACTDETERMINATION OF SELF-SHIELDING FACTOR OF ACTIVATION

DETECTORS IN NEUTRON FLUX AND SPECTRUM MEASUREMENTS IN RSG-GASREACTOR. Determination of self-shielding factor and cadmium ratio of foil and cylindricalprobe have been done by measurement and calculation. Self-shielding factor was determined bydividing the activity of detector with its AI-alloy. Theoretically, self-shielding factor can bedetermined by numerical solution of two-dimensional integral equations in FORTRAN. For goldfoil and wire, the calculation result are quite close to the measurement. The relative differencebetween calculation and measurement of activity, self-shielding factor and cadmium ratio arerespectively less than 11 %, 9% and 4%. It is therefore, the calculation prograni can be used forcalculation of other kinds of activation detectors. The application in neutron flux mesaurementgives a better result especially for epithermal flux. For neutron spectrum measurement, shelf-shielding correction can avoid resonance peaks in epithermal region due to absorption by

activation detectors.

ABSTRAKPENENTUAN FAKTOR PERISAI DIRI DETEKTOR AKTIV ASI DALAM

PENGUKURAN FLUKS DAN SPEKTRUM NEUTRON DI REAKTOR RSG-GAS.Penentuan faktor perisai diri terma!, epitermal clan total serta nisbah cadmium detektor aktivasiberbentuk keping clan kawat telah dilakukan secara pengukuran clan perhitungan. Pengukuranfaktor perisai diri dilakukan dengan membagi aktivitas detektor biasa dengan aktivitas detektoralloy-AI yang berkadar sekitar 1%. Secara teoritis, faktor perisai diri ditentukan denganmenyelesaikan secara numerik persamaan integral dua dimensi dengan bahasa FORTRAN. Untukkasus detektor keping maupun kawat emas, hasil perhitungan cukup dekat dengan hasilpengukuran. Perbedaan relatif antara perhitungan clan pengukuran aktivitas, faktor perisai diri clannisbah cadmium berturut-turut kurang dari 110/0, 9% clan 40/0. Dengan demikian, programperhitungan dapat digunakan dalam perhitungan detektor-detektor dari bahan yang lain. Penerapankoreksi faktor perisai diri pada hasil pengukuran fluks neutron akan sangat berarti terutama padafluks neutron epitermal. Pada pengukuran spektrum neutron dapat menghindari timbulnya puncak-puncak resonansi pada daerah energi epitermal sebagai akibat dari serapan neutron oleh

detektor aktivasi.

PENDAHULUANHasil pengukuran tluks clan spektrum neutron di teras reaktor yang

akurat sangat menunjang penelitian yang berkaitan dengan teras reaktor clanmengoptimalkan pemanfaatan reaktor terutama dalam produksi radio-isotop.Salah satu metoda yang digunakan dalam pengukuran tluks clan spektrumneutron adalah metoda aktivasi detektor. Pada metoda ini tluks clan spektrumneutron diukur dengan bantuan detektor aktivasi (berupa keping atau kawat)

,,7

yang diiradiasi di dalam populasi neutron hingga detektor menjadi aktif.Kemudian berdasarkan aktivitas detektor terukur terse but ditentukanbesarnya fluks clan spektrum neutron. Metoda ini merupakan metodapengukuran tak langsung, namun memiliki ketelitian yang dapat diandalkanclan dapat digunakan pada posisi pengukuran yang sangat sempit seperti dicelah pelat elemen bakar reaktor serta tidak terpengaruh oleh medan radiasi

gamma yang sangat tinggi.Metoda aktivasi tersebut memiliki kelemahan yaitu adanya penyerapan

neutron oleh bahan detektor sehingga aktivitas detektor yang pada akhirnyafluks clan spektrum neutron yang terukur menjadi lebih kecil dari yangseharusnya [1,2]. Faktor koreksi aktivitas karena adanya penyerapan neutron didalam bahan detektor tersebut dikenal dengan istilah faktor perisai diri(FPD : SSF=self-shielding factor). Karena FPD tersebut tidak selalu dapatdiukur, maka penentuan faktor koreksi tersebut dilakukan secara perhitungan

dengan mengembangkan program komputer.Hasil perhitungan FPD telah diverifikasi terhadap hasil pengukuran

detektor aktivasi dari bahan emas dengan perbedaan relatif yang cukup kecil.Dengan program ini dapat ditentukan karakteristik FPD berbagai jenis detektorkeping sebagai fungsi ketebalan clan detektor silinder sebagai fungsi jejari.Penerapan FPD dalam pengukuran fluks clan spektrum neutron akanmeningkatkan akurasi basil pengukuran. Pada penentuan spektrum neutron,sebelum diterapkannya FPD, pada daerah epitermal hanya terdapat puncak-puncak resonansi sebagai akibat dari penyerapan oleh detektor aktivasi yangdigunakan. Setelah penerapan FPD tersebut, puncak-puncak resonansi yang takdikehendaki pada spektrum neutron di daerah energi epitermal dapat dieliminir.

TEORI

Selama proses iradiasi detektor aktivasi, terjadi efek perisai diri yaitujumlah neutron yang tiba pada lapisan dalam media detektor berkurang karenatelah terserap pada lapisan luar (Gambar 1). Besarnya efek perisai diridinyatakan sebagai faktor perisai diri G, yaitu:

G=~~ AtjJ () -A

0

(1)

dengan <jJ, A clan <jJ(}, A(} masing-masing adalah fluks rerata, aktivitas rerata didalam media detektor clan fluks serta aktivitas sebelum terganggu.

Besarnya FPD terse but sangat bergantung pada jenis clan bentuk geometribahan detektor aktivasi, disampingjuga bergantung pada bentuk spektrum fluksneutron tempat pengukuran dilakukan. Secara perhitungan, besarnya faktorperisai diri total ditentukan dengan persamaan :

58

(2)

Sedangkan besarnya faktor perisai diri epitermal :

OC' .fu(E);(E) g(E) p(E) dE

II (3)G ="pi ~

fa(E)t/J(E) p(E) dEII

dan faktor perisai diri termal sebesar

(4)

Pada persamaan di atas terlihat adanya faktor spektrum neutron «/J(E)clan faktor jenis material (o(E) dalam persamaan perisai diri. Sedangkanpengaruh geometri yaitu pada besaran grEY clan prE) akan dibahas berikut ini.

Detektor aktivasi berbentuk lempengan atau keping [1,2]

Besarnya faktor perisai diri pacta tiap kelompok energi detektor keping

(5)

yaitu definisi umum untuk integraldengan"

En (r(E» = j(e-r(/i)I'/un)du

eksponensial, t"(E) = }2(E).t = t / J.,(E) yaitu tebal keping persatuan lintas bebas

rerata neutron di dalarn media detektor, }:(E) adalah tampang lintang total

makroskopik keping.Untuk keping yang dibungkus cadmium, besarnya faktor penetrasi

neutron yang me.\ewati pembungkus Cd yang selanjutnya berinteraksi dengankeping :

p(E) = gw(E) = E)(TI(E))- E) (t") (E)+ t"(E))

--g(i) ~-E3(t"(E))

(6)

59

dengan ,) (E) = I) (E).1 = 1 / ~(E) adalah tebal pembungkus cadmium

persatuan lintas bebas rerata neutron di dalamnya, ~I(E) adalah tampanglintang makroskopik Cd.

Detektor aktivasi berbentuk silinder atau kawat [1,2]

Besarnya faktor perisai diri pada tiap kelompok energi detektor silinder

(7)g{E) = Xo{La{E)r)2 La{E)r

(1- e-I./(IJ,,) )cos .9sin.9 d.9drp1 2" "/.2 .

dengan probabilitas serapan neutron x"(r,,r) = -.J(" "

clan panjang lintasan neutron di dalam media detektor berjejari re(.9 ) = 2r cos .9

, fP (1 -sin 2 .9 cos 2 fP) .

Besarnya faktor penetrasi neutron yang melewati pembungkus cadmiumyang selanjutnya berinteraksi dengan detektor silinder adalah :

n. =.r!~2 (8)rkl,' Xo{Lar) "

1 ,. 012dengan probabilitas serapan neutron x,(1:.r)=- J J e-';.u/J(...J(I-e-,;,I(...J)cos.9sin.9d.9dtp

1C..dan panjang lintasan neutron di

-rcos.9 + ~r2 cos2 .9 + (l-sin2 .9 cos2 tp)(R2 -r2)D(.9 tp)=, l-sin2.9cos2tp

Cd berjejari R

Penentuan fluks daD spektrum neutron

Besarnya fluks neutron termal ditentukan berdasarkan hasil pengukuranaktivitas saturasi pada akhir iradiasi detektor aktivasi yang terbuka (Aha"') clanyang terbungkus cadmium (Acd) serta dikoreksi dengan faktor perisai diridirumuskan sebagai [3]:

(9)

dengan BA clan m adalah berat atom clan massa bahan detektor, Nil adalahbilangan Avogadro, Ii. adalah tetapan peluruhan (=ln2/FY2) clan tj adalah waktu

60

iradiasi. Selanjutnya besarnya tluks neutron epitermal ditentukan denganpersamaan [3]:

.In(t)

dengan Ir adalah integral resonansi, E2 clan E[ adalah batas atas (10 MeV) clanbatas bawah (0,55 eV = energi 'cut-off' cadmium) energi epitermal.

Dalam penentuan spektrum neutron berdasarkan hasil pengukuranberbagai macam keping yang diiradiasi bersamaan pada suatu posisi di terasreaktor, persamaan integrallaju reaksi detektor yang ke-i (R;) dapat diselesaikandengan :

i = 1, 2, 3,. (11n

clan n adalah jumlah detektor yang digunakan clan dengan o;j adalah tampanglintang keping ke-i pada kelompok ke-j serta tpj clan AEj adalah fluks neutronclan lebar energi kelompok ke-j.

Umumnya jumlah persamaan (detektor aktivasi) tersebut jauh lebihsedikit daTi pada jumlah kelompok energi daTi besaran tpj yang akan dicari(m>n) sehingga derajat kebebasan (degree of freedom) sistem persamaan cukupbesar. Dengan demikian tidak dapat diperoleh penyelesaian yang unik clanspektrum neutron tidak dapat ditentukan daTi data yang tersedia tanpamemasukkan spektrum awal. Spektrum awal ini secara iteratif diubah hinggalaju reaksi perhitungan mendekati harga pengukuran dengan ketentuan kwadratterkecil [3,4].

Pada penentuan spektrum neutron di atas, koreksi FPD detektor ke-i padakelompok energi ke-j (g!J atau grEY dimasukkan pada pustaka tampanglintang[5] sebelum proses iterasi dilakukan, yaitu :

atau d(E)=g(E)~E)!l ;j=l,2,.i = 1,2.. .VId I; = gl;O!;

Sehingga diperoleh pustaka tampang lintang baru yang telah dikoreksi denganfaktor perisai diri yang selanjutnya digunakan dalam penentuanspektrum neutron.

TATA KERJA

Pengukuran FPD dilakukan dengan mengiradiasi detektor keping clankawat dengan beberapa ukuran tebal clan jejari di dalam fasilitas iradiasi terasRSG-GAS. Aktivitas detektor yang aktif diukur dengan detektor HPGe clan

61

sistem peralatan spektrometri gamma yang telah dikalibrasi. Besar FPD total(detektor terbuka) ditentukan dengan membagi aktivitas detektor biasa dengandetektor paduan AI. Demikian pula, besarnya FPD epitermal ditentukan denganmembagi aktivitas detektor biasa yang dibungkus cadmium dengan aktivitasdetektor paduan AI yang juga dibungkus Cd. Detektor yang digunakan adalahkeping emas dengan kemurnian 99,9985%, ketebalan 0,0254 mm clan keping0,155% Au-AI unttlk pengukuran FPD keping. Sedangkan detektor aktivasiberbentuk silider (kawat) yang digunakan berjejari 0,05 mm, 0,125 mm dan0,25 mm 6) dangan panjang masing-masing sekitar I cm. Tiap-tiap bentuk daD

ukuran digunakan dua buah detektor yang identik, yang satu dibungkus tabungcadmium dan yang satu lagi terbuka. Kondisi teras reaktor (daya, temperaturpendingin, peracunan xenon clan lainnya) dalam keadaan sarna untuktiap iradiasi.

Karena ketiadaan detektor kawat emas paduan AI, maka FPD ditentukandari basil bagi antara aktivitas detektor biasa dengan aktivitas ekstrapolasi padajejari 0 cm. Penentuan FPD jenis detektor secara perhitungan dilakukan denganmembuat program komputer untuk menghitung dan menyelesaikan secaranumerik [7] persamaan-persamaan integral yang disebutkan pada bab teori.Seluruh tahapan proses perhitungan FPD direpresentasikan dalam diagramalir pada Gambar 2.

Verifikasi program perhitungan FPD dilakukan dengan membandingkanbasil perhitungan terhadap basil pengukuran aktivitas, faktor perisai diri termal,epiternal daD total serta nisbah cadmium detektor keping dan kawat emas.Penentuan FPD detektor yang terbuat dari bahan yang lain dilakukan secaraperhitungan. Hal ini dilakukan karena keterbatasan jenis detektor yang dimiliki,disamping itu simulasi komputer ini relatif cukup mudah, cepat dan murah.

Fluks neutron termal dan epitermal ditentukan berdasarkan basilpengukuran aktivitas detektor yang digunakan dengan memasukkan koreksiFPD detektor aktivasi yang digunakan. Sedangkan dalam penentuan spektrumneutron, pustaka tampang lintang dikoreksi dengan FPD pada seluruh kelompokenergi untuk tiap detektor aktivasi yang digunakan. Selanjutnya pustakatampang lintang yang terkoreksi tersebut digunakan dalam penentuan spektrumneutron dengan menggunakan paket program SAND-II [4] berdasarkan basilpengukuran aktivitas detektor aktivasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan faktor perisai diri detektor keping

Program untuk penentuan faktor perisai diri detektor keping telahdiverifikasi terhadap basil pengukuran dengan perbedaan relatif kurang dari 3%untuk keping emas. Mengingat tidak dimilikinya keping paduan AI untuk jeniskeping yang lain, verifikasi dilakukan dengan membandingkan aktivitasperhitungan terhadap aktivitas pengukuran dengan perbedaan kurang daTi 11 %

62

(Tabel I) [8,9]. Oengan tervalidasinya program untuk penentuan faktor perisaidiri, maka program dapat digunakan untuk menentukan faktor perisai diri jenisdetektor yang lain.

Hasil penentuan faktor perisai diri beberapa jenis keping menurutketebalan keping diplot pada Gambar 3.a untuk daerah energi termalsedangkan untuk energi epitermal pada Gambar 3.b. Pada daerah energitermal, dysprosium memiliki nilai faktor perisai diri yang paling kecil karenamemiliki tampang lintang termal yang paling besar. Sebaliknya tembagayang memiliki tam pang lintang termal cukup kecil maka harga faktor perisaidirinya paling besar. Sedangkan pad a daerah energi epitermal, keping yangmempunyai harga FPO yang sangat kecil adalah keping indium dan emaskarena memiliki nilai intergral resonansi yang sangat besar.

Harga faktor perisai diri berkisar antara 0 dan I. Semakin kecil hargaperisai diri suatu bahan detektor yaitu mendekati harga 0 maka efek perisaidirinya akan semakin besar, dengan demikian koreksi faktor perisai diri men.jadisemakin signifikan. Sebaliknya, bila nilai perisai diri suatu bahan detektorsemakin besar yaitu mendekati harga 1 maka efek perisai dirinya akansemakin kecil.

Penentuan faktor perisai diri detektor silinder

Karena detektor berupa campuran dengan aluminium tersebut tidakdimiliki, maka penentuan faktor perisai diri secara pengukuran dilakukandengan menggunakan pendekatan ekstrapolasi polinomial aktivitas pad a jejaridetektor 0 cm. Faktor perisai diri ditentukan dari hasil bagi an tara aktivitasdetektor dengan aktivitas hasil ekstrapolasi padajejari 0 cm tersebut.

Hasil pengukuran aktivitas detektor yang terbuat dari emas dengan jejari0,005 cm, 0,0125 cm dan 0,025 cm yang dibungkus cadmium dan terbuka sertafaktor perisai diri dan nisbah cadmium berikut perbedaan relatifnya dengan hasilperhitungan tertera pada Tabel2 [10,11]. Pada tabel terse but terlihat bahwa hasilperhitungan aktivitas, faktor perisai diri dan nisbah cadmium detektor emascukup dekat dengan hasil pengukuran. Untuk detektor silinder emas, perbedaanantara pengukuran dan perhitungan aktivitas sarna dengan dan kurang dari11,5%, sedangkan faktor perisai diri kurang dari 9% dan nisbah cadmiumkurang dari 3,5%. Dengan demikian program penentuan faktor perisai diri dannisbah cadmium yang dibuat telah tervalidasi terhadap hasil pengukuran,sehingga dapat digunakan untuk menentukan faktor perisai diri dan nisbahcadmium untukjenis detektor yang lain.

Besarnya faktor perisai diri termal dan epitermal beberapa jenisdetektor dalam fungsi jejari ditentukan menggunakan program yang sarna dandiplot masing-masing pad a Gambar 4.a dan 4.b. Pada gambar-gambartersebut terlihat bahwa ada beberapa jenis detektor yang memiliki grafikfaktor perisai diri yang sangat curam terhadap jejarinya dan ada pula yangtidak curam. Hal itu disebabkan oleh perbedaan tam pang lintang masing-

63

masing jenis detektor. Semakin besar tampang lintangnya maka grafiknyaakan semakin curam. Tembaga menunjukkan karakteristik yang sangat baikyaitu tidak terlalu terpengaruh oleh jejarinya. Selain tembaga, scandium danpeTak juga memperlihatkan karakteristik yang cukup baik. Detektor emas,indium dan cobalt menunjukkan sifat faktor perisai diri termal yang cukupbaik (Gambar 4.a) karena memperlihatkan kurva yang tidak terlalu curam.Di antara bahan-bahan detektor tersebut, dysprosium menunjukkankarakteristik grafik faktor perisai diri dan nisbah cadmium yang sangatcuram, yang berarti faktor perisai diri termalnya tidak sebaik bahan tersebut.

Basil pengukuran fIuks dan spektrum neutron

Penerapan koreksi faktor perisai diri (FPD) pada pengukuran distribusifluks neutron diplot pada Gambar 5.a. clan 5.b [12]. Gambar-gambar tersebutmerupakan plot dari basil pengukuran distribusi fluks neutron di posisi iradiasiclan di elemen bakar teras RSG-GAS. Sumbu x menyatakan besamya fluksneutron clan sumbu y menyatakan posisi aksial teras sesuai dengan ketinggianteras aktif reaktor. Adanya batang kendali pada posisi sekitar 270 mmmenyebabkan adanya gangguan terhadap distribusi cosinus fluks neutronarab aksial.

Pada Gambar 5.a., penerapan koreksi FPD pada distribusi fluks di posisiiradiasi mengoreksi harga-harga fluks neutron baik termal maupun epitermal,namun kecenderungannya akan fluks termal lebih besar dari fluks epitermaltidak berubah. Fenomena lebih besarnya fluks termal dari pada fluks epitermaldi posisi iradiasi itu sesuai dengan kondisi yang sebenamya bahwa pada posisitersebut terjadi moderasi neutron yang cukup besar. Sebaliknya pada posisielemen bakar, sebelum dilakukan koreksi FPD, fluks neutron termal tetap lebihbesar dari pada fluks neutron epitermal. Hal itu sangat bertentangan dengankenyataan bahwa pada posisi elemen bakar, neutron-neutron yang barn lahirdari basil belah bahan bakar reaktor belum banyak mengalami moderasi,sehingga jumlah fluks neutron epitermal seharusnya lebih besar dari pada flukstermal. Dengan penerapan koreksi FPD keadaan tersebut dapat diperbaiki,sehingga fluks neutron epitermal lebih besar dari pada fluks neutron termal

(Gambar 5.b.).Apabila distribusi aksial fluks neutron seperti pada Gambar 5.a. clan 5.b.

direratakan maka diperoleh harga fluks neutron termal clan epitermal pada posisiteras tersebut. Pererataan kearah aksial tersebut untuk tiap-tiap posisi teras yangterukur maka diperoleh distribusi radial fluks neutron teras RSG-GAS. Hasilpengukuran distribusi radial fluks neutron termal clan epitermal teras RSG-GASsetelah penerapan FPD ditampilkan pada Gambar 6 [12]. Pada gambar tersebutterlihat bahwa fluks neutron termal di seluruh posisi iradiasi lebih besar daripada fluks neutron epitermal, demikian sebaliknya di posisi elemen bakar, fluksneutron epitermallebih besar dari pada fluks neutron termal.

64

Penerapan koreksi FPD dalam penentuan spektrum neutron dapat dilihatdari Gambar 7 [13]. Pada gambar spektrum neutron yang belum diterapkankoreksi FPD (garis putus-putus) terlihat bahwa terdapat puncak clan lembahyang cukup tinggi clan dalam di samping jumlahnya cukup banyak pada daerahenergi epitermal. Hal itu dikarenakan oleh adanya serapan-serapan neutron yangcukup besar oleh detektor aktivasi yang digunakan dalam penentuan spektrumneutron tersebut. Padahal puncak clan lembah tersebut yang terdapat padaspektrum neutron bukan merupakan hal yang sebenarnya, karena spektrum yangditampilkan adalah spektrum neutron pada posisi iradiasi yang relatif jauh daripengaruh serapan-serapan oleh bahan struktur reaktor apa lagi bahan penyerapkuat. Dengan demikian munculnya puncak clan lembah pada spektrum yangterukur semata-mata disebabkan oleh adanya serapan-serapan pada daerahresonansi detektor aktivasi yang digunakan. Dengan penerapan koreksi FPDadanya puncak clan lembah tersebut dapat dihindari sehingga dapat memberikansuatu bentuk spektrum neutron yang sesuai dengan kondisi yang sebenarnya.

KESIMPULAN

1. Besarnya faktor perisai diri sangat bergantung ke arah positif terhadaptampang lintang serapan bahan detektor aktivasi clan bergantung ke arah

negatif terhadap ketebalan (bentuk keping) atau jejari (bentuk kawat)

detektor aktivasi.2. Berdasarkan karakteristik faktor perisai diri clan nisbah cadmium terhadap

ketebalan keping atau jejari detektor kawat, bahan tembaga menunjukkansifat yang paling baik, namun memiliki kelemahan yaitu karena tam panglintang serapannya sangat kecil. Maka pada penggunaannya dalam

pengukuran fluks dill1 spektrum neutron hanya pada posisi-posisi yangdiperkirakan fluks neutronnya lebih besar clan atau memerlukan waktuiradiasi yang lebih lama jika dibadingkan dengan penggunaan bahan

detektor emas.3. Penerapan koreksi perisai diri akan sangat berarti terutama pada pengukuran

fluks neutron di posisi elemen bakar yang menghasilkan fluks neutronepitermal yang lebih besar dari fluks neutron termal, clan hal ini sangat

didukung oleh hasil perhitungan.4. Penerapan koreksi faktor perisai diri pada pengukuran spektrum neutron

akan mengeliminir puncak clan lembah pada daerah epitermal yangdisebabkan oleh serapan neutron pada puncak resonansi detektor aktivasideng.an demikian hasil pengukuran spektrum neutron sesuai dengan kondisi

yang sebenarnya.

65

DAFTARPUSTAKA

1. K.H. BECKURTS alld K. WIRTZ, Neuton Physics, Springer-Verlag, New

York, (1964)

2. IAEA TECH. REP., SERIES NO.1 07, Neutron Fluence Measurement,

(]970)

3. E.M. ZSOLNA Y, Neutron Flux and Spectrum Measurement by ActivationMethod, Lecture note for the RTC on Calculation and Measurement ofNeutron Flux for Research Reactors, Jakarta, September 27 to October

]5, (]993)

4. OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY, RSIC Computer CodeCollection SAND-II- Neutron Flux Spectra Determination by Multiple FoilActivation, Iterative Method, CCC-] 12 AFWL-TR 67-41, Volume I-IVBNWL-855

5. J.H. BAARD, W.L. ZUP and H.J. NOLTHENIUS, Nuclear Data Guide forReactor Neutron Metrology, Kluwer Academic Publishers, Netherlands,(1989)

6. Reactor Experiments, Inc., "Compilation of neutron Detector Materials",Bulletine B-44N, San Carlos, April, (1985)

,. Curtis F. Gerald / Patrick O. Wheatley,"Applied Numerical Analysis",Addison-Wesley Publishing Company, California, (1984)

AMIR HAMZAH daD ITA BUrn RADIY ANTI, Penentuan Faktor PerisaiDiri Berbagai Keping Aktivasi Menggunakan Bentuk Spektrum SistemRabbit RS-l Teras RSG-GAS, Prosiding Pertemuan daD Presentasi IlmiahPenelitian Dasar Ilmu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir, PPNY,Yogyakarta, 27-29 April (1993)

-.ITA BUrn RADIY ANTI daD AMIR HAMZAH, Program perhitunganfaktor perisai Diri Keping Aktivasi Neutron, Prosiding LokakaryaKomputasi daD Sains Teknologi NuklirV, Jakarta, 2 daD 3 Februari (1994)

10. AMIR HAMZAH daD ITA BUrn R., Program Perhitungan Faktor PerisaiDiri Probe Silinder, Prosiding Lokakarya Komputasi daD Sains TeknologiNuklirV, Jakarta, 24 daD 25 Februari (1995)

11. AMIR HAMZAH, ITA BUrn R. daD S. PINEM, Penentuan KarakteristikFaktor Perisai diri daD Nisbah Cadmium Probe Silinder, ProsidingPertemuan daD Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan daDTeknologi Nuklir, PPNY, Yogyakarta, 23-25 April (1996)

7

8

9

66

12. AMIR HAMZAH dkk., Pengukuran Oistribusi Fluks Neutron diRSG-GAS, Laporan penelitian tahun 1996/1997, Pusat Reaktor Serbaguna-BAT AN

13. AMIR HAMZAH, Pengukuran Fluk clan Spektrum Neutron di FasilitasDopping Silikon RSG-GAS, Prosiding Seminal keempat Teknologi clanKeselamatan PL TN serta Fasilitas Nuklir, Jakarta 10- II Desember (1996)

67

Tabel Hasil perhitungan dan pengukuran aktivitas serta FPD beberapa jenis detektorkeping. /

Tabel 2. Hasil pengukuran dan perhitungan aktivitas, faktor perisai diri(FPD) dan nisbah cadmium (Rcd) detektor silinder emas.

Dc"CdHit.

B~da(%}

No,

2 8;4 2;5

4 ..'9;8

~~~~

68

detektoraktivasi

$0

~

Efek perisai diri pada detektor aktivasi.Gambar

;jerhitunganselp

~

Data /detektor /

J

~--~-perh~nganl

FPDI

I

I

I

I

I

I

I

I

I

L-r

.--

/

~~~

SAND II

Ij)(E)

Diagram alir perhitungan FPD serta penentuan fluks dan

spektrum neutron.Gambar 2.

69

1.2

1.0-+-Indium

--Cobalt-.-Emas

-*-TembagaDysprosium

'-'5";0'""':Q)co.

'0~rou. "

"'---0.2

0.0

0 0.02 0.04 0.06 0.08

Tebal keping (cm)

0.1 0.12 0.14

Gambar 3.a. Faktor Perisai diri termal terhadap ketebalan keping.

--Indium

--Cobalt

-.-Emas

~Tembaga

Dysprosium

Gambar 3.b. Faktor perisai diri epitermal terhadap ketebalan keping.

70

0.8

0.6

0.4

1.2

1.0

:S 08." .iV.~

~06()~..u. 0.4

0.2

0.00 0.2 03 04

Jejari detektor (cm)

0.5 0.6 0.7

Gambar 4.a. Faktor perisai diri termal terhadap jejari detektor silinder.

1.2

1.0

:~ 0.8"C

.m"'c:&060~~ 04

0.2

0.00 0.1 0.2 0.3 04

Jejari detektor0.5 0.6 0.7

Gambar 4.b. Faktor perisai diri epitermal terhadap jejari detektor silider.

Gambar 5.a. Distribusi aksial fluks neutron termal clan epitermal tanpa clandengan koreksi FPD di posisi iradiasi teras RSG-GAS.

Gambar S.b. Oistribusi aksial tluks termal dan epitermal tanpa dan dengakoreksi FPO di posisi elemen bakar teras RSG-GAS.

72

K

J I~

H

02

F

E

D

c

B

A

1 9 8 7 6 5 4 3 2 1

x,xx = fluks neutron terma! (1014 n/cm2/det)y,yy = fluks neutron epitermal (1014 n/cm2/det)

Keterangan

Gambar 6. Hasil pengukuran distribusi radial fluks neutron terrnal danepitermal teras RSG-GAS.

.~

Tanpa koreksi FPD

Dengan koreksi FPD

5' 1II)~."II) 1"CNE

~1ce:5 1II)c'"~:J 1~100-ma: 1

1.E-O6 1.E-O4 1.E-O2

Energi neutron (MeV)

1.E+OO 1.E+O21.E-O8

Gambar 7. Spektrum neutron tanpa clan dengan koreksi FPD.

.,~

E+24

E+21

E+18

E+15

E+12

E+O9

1.E-10