Halaman |1

PRA- PENDAHULUAN SRAC adalah teman mahasiswa nuklir Tsubatsa Ozora

Standard Thermal Reactor Analysis Code (SRAC) merupakan buah kerja keras para ilmuwan Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) sejak tahun 1978 untuk menyusun sebuah program perhitungan neutronik yang komprehensif. Dikembangkan oleh Tsuchihashi et al di tahun 1980an, lalu dilanjutkan oleh Okumura et al di awal tahun90an, varian SRAC, beroperasi dalam sistem operasi UNIX, pertama kali dirilis di tahun 1996 dengan nama SRAC95. Varian pertama ini sudah digunakan di kampus kita, sampai

generasi SRAC terbaru muncul, masih dalam sistem operasi UNIX, SRAC2K3 dan SRAC2K6. Program ini banyak digunakan untuk keperluan analisis neutronik di Jepang oleh berbagai pihak, mulai dari akademisi universitas, departemen penelitian, sampai analis perusahaan penyedia perangkat nuklir. SRAC2K3 adalah program komputasi neutronik deterministik yang komplit, karena dilengkapi oleh berbagai modul/routine yang disesuaikan dengan tujuan penggunaan program. Maka, SRAC2K3 sangat layak untuk dinikmati, dipelajari, dikuasai, sebagai

sarana utama analisis reaktor nuklir ataupun sebagai pelengkap referensi, atau bahkan sumber inspirasi untuk melahirkan program-program baru buatan anak bangsa. Sekedar membantu menerjemahkan dari buku manual guide nya yang berbahasa inggris, tulisan ini disusun secara ringkas agar lebih mudah memahami script-script yang ada di SRAC2K3. Namun tetap disarankan tetap membaca SRAC manualnya yang asli, karena semua informasi dibahas lengkap. Dan tentu saja, segala yang terpenting adalah latihan dan mencoba tanpa putus asa. Cara belajar pemrograman yang baik adalah belajar dari kegagalan nge-running, maka jangan berhenti ketika input-an script SRAC2K3 anda selalu gagal. Kunci keberhasilannya ada pada diri anda yaitu coba, coba, coba dan coba lagi. Jika anda masih kurang beruntung diskusikan terhadap teman, asisten ataupun dosen. Tidak ada salahnya sebelum kita masuk ke menu sarapan SRAC yang paling menarik pagi ini, sedikit kopi hangat bisa merelaksasikan saraf-saraf kantuk.

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |2

A. PENDAHULUAN

SRAC2K3 memiliki sistem kerja sebagai berikut;

Gambar 1. Pola sistem kerja program SRAC2K3.

Secara umum, SRAC memiliki suatu library yang berisi tampang lintang semua jenis nuklida yang ada dari berbagai sumber library (JENDL, JEF, ENDF). Library ini dipanggil, dilibatkan dalam perhitungan neutronik (fluks neutron) oleh 5 anggota tubuh SRAC dengan pendekatan yang berbeda-beda sesuai dengan maksud pengguna. Perhitungan ini akan menghasilkan nilai penampang lintang makroskopik maupun collapsing. Nilai fluks dan

penampang lintang tersebut kemudian digunakan untuk analisa neutronik berikutnya, yaitu perhitungan kekritisan teras, burn-up teras, burn-up sel, maupun laju reaksi neutron dalam sel. Dalam setiap iterasi perhitungan nilai penampang lintang dan fluks berubah, perubahan ini direkam dan dituliskan oleh SRAC dalam Partitioned Data Set (PDS). Di dalam SRAC, ada 10 jenis PDS, yaitu 3 PDS library yang berisi tampang lintang, dan sisanya berisi data tentang fluks ataupun tampang lintang hasil olahan input. gambar di bawah ini mungkin bisa membantu; Cuplikan

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |3

Gambar 2. Salah satu bagian input SRAC2K3

Karena gambar di atas cukup jelas, jika ada pertanyaan di benak anda mengenai input bagian ini (di atas) pada halaman berikutnya, sebaiknya anda minum kopi dulu. Ya, ini adalah bagian input berkenaan dengan setting alamat PDS. Bagian penting yang harus diperhatikan adalah alamat PDS read only. Pastikan alamat library-nya benar agar program bisa dieksekusi. Sebaiknya gunakan $HOME untuk menggantikan /home/Administrator agar memudahkan program di-run di banyak tempat, asalkan penginstalan SRAC di banyak tempat tersebut dilakukan sesuai dengan lampiran. Tenang saja, seluruh komputer di kampus yang terinstall SRAC termasuk dalam kategori banyak tempat. Mengenai bagian PDS-mu sendiri, tidak perlu repot menulis alamat karena di atas input bagian ini sudah tertera setting directory PDS sebagai berikut;

Gambar 3. Job control statement dan setting directory SRAC.

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |4

Nah, bagian di atas set PDS juga tidak kalah penting. Yak, input bagian ini adalah berfungsi men-set 6 hal. Pertama adalah SRAC_DIR yang harus diisi dengan alamat dimana program SRAC diinstall. Kemudian dilanjutkan dengan setting nama modul SRAC (LMN) sesuai dengan modul yang kita install saat proses penginstalan. Untuk memastikan namanya, buka directory SRAC/bin. Setting BRN menunjukkan rantai burn-up yang akan digunakan, terutama ketika analisa burn-up sel. Setting ini akan memberikan pola deplesi nuklida ketika perhitungan SRAC dijalankan. SRAC memiliki beberapa jenis rantai burn-up. Jika reaktormu berbahan bakar Th-232, maka gunakan rantai burn-up yang sesuai yaitu th2cm6fp50bp16T. Maksudnya adalah rantai transuranium yang digunakan dimulai dari Th-232 sampai Curium-246 dimana fission product yang terlibat sebanyak 50 jenis dan burnable poison sebanyak 16 jenis. Huruf T besar, mewakili perilaku rantai burnup dalam spektrum neutron termal. Setting ODR ialah setting output directory. anda buat terlebih dahulu. CASE harus diisi dengan nama outputmu. Ingat, jangan berpikir untuk Alamat output ini sudah harus

memberi nama outputmu aneh-aneh, hal ini agar mempermudah menelusuri file ouputmu yang terbaru setelah proses eksekusi. PDSD harus diisi dengan setting directory file PDS yang akan dibuat. Lazimnya file PDS ini diarahkan ke alamat SRAC/tmp (persisnya seperti di lampiran). Kalimat yang diawali tanda # dianggap oleh SRAC sebagai komentar, sama dengan kalimat yang diawali tanda /. Sekali lagi jangan berpikiran macam-macam mengedit bagian input penting temanmu dengan tanda ini. Tanda ini biasa digunakan untuk memilih tampilan jenis file output yang akan dikeluarkan dari SRAC, yaitu:

Gambar 4. Script input mengenai jenis output yang ingin ditampilkan.

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |5

Input file yang biasa dikeluarkan adalah SFT99, yang berisi laporan lengkap hasil perhitungan, SFT06, berisi tentang proses/langkah perhitungan, apabila SRAC tidak berjalan dengan baik, maka error messages (bagian input yang error) bisa dilihat di bagian ini. SFT89 juga membantu jika visualisasi bentuk sel atau assembly

dibutuhkan. Jika ingin memakai salah satu dari jenis file output di atas, pastikan tidak ada tanda # sebelum penulisan script pemilihan output. Wah, jika anda mulai bosan, bersemangatlah. Sedikit peregangan otot atau gerakan-gerakan relaksasi sebelum lanjut ke materi berikutnya. Berbagai penjelasan di atas telah mencakup semua penjelasan mengenai job statemen control awal dari SRAC. Saatnya mengetahui apa saja isi input SRAC2K3, bagian tubuh PIJ tentunya.

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |6

B. PIJ Sekedar mengingatkan, SRAC2K3 adalah program komputasi neutronik

deterministik, memecahkan persamaan matematis dalam dunia nuklir (persamaan Boltzmann, persamaan deplesi nuklida, dsb yang berkaitan dengan reaktor nuklir) secara numeris dengan pendekatan deterministik. Persamaan-persamaan tersebut dipecahkan oleh 5 anggota tubuh program SRAC dengan pendekatan yang berbeda-beda untuk memenuhi kebutuhan perhitungan neutronik yang berbeda-beda pula. Dalam susunan huruf yang anda baca ini, akan dikupas perhitungan neutronik tingkat sel dan assembly sebagai langkah awal analisa perancangan reaktor nuklir. Tubuh SRAC yang umumnya digunakan untuk menemani kita, langkah demi langkah menyelesaikan problem sel dan assembly tersebut adalah tubuh bernama PIJ. Jantung tubuh ini ialah metode transport neutron untuk menyelesaikan persamaan fluks neutron yang biasa disebut Collision Probability Method. SRAC bekerja dengan membaca input yang kita bangun. Untuk bisa membaca

input, selain tidak menghilangkan bagian input yang tercantum pada gambar sebelumnya, jangan hilangkan juga script bagian input ini;

Bagian input data pada gambar di atas adalah bagian input utama, bagian terpenting dari SRAC. Bagian ini sebaiknya dipelajari dengan mencoba dan berlatih, untuk mempercepat familiarisasi program. Oleh karena itu, bagian input utama ini disajikan dalam studi kasus berupa penjelasan singkat dan beberapa tugas. Jadi, siapkan komputermu!

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |7

Latihan I SequoyahI.1. Inspirasi Sequoyah Sequoyah, tidak banyak yang familiar dengan nama ini, ia adalah inspirasi besar bangsa Indian Cherokee. Saat bangsanya terkelumit masalah komunikasi karena hanya mengenal bahasa tubuh sebagai alat komunikasi, ia menjadi motor terobosan baru dengan menciptaan aksara untuk bangsa Indian. Dengan penemuan ini reaktor Tidak salah jika di Chattanooga, Tennessee, daerah bagian tenggara USA dimana Sequoyah dipercaya pernah menetap, mengabadikan namanya sebagai 2 unit PWR Westinghouse berkapasitas 1147 dan 1125 Mwe. Bukanlah tindakan yang berlebihan juga bila kita mencoba melakukan kalkulasi SRAC berdasarkan data PWR Sequoyah, dan mencoba menjadi inspirasi bagi bangsa, seperti dirinya. Semoga! I.2. Deskripsi PWR Westinghouse Sequoyah Reaktor yang dioperaskan pertama kali pada bulan ini, September, 27 tahun yang lalu, berada pada lokasi seluas 2,1 km2 diseputaran Danau Chickamauga, sungai Tennessee, Chattanooga, USA. Reaktor ini memiliki 193 perangkat bahan bakar (assembly) yang masing-masing terdiri dari susunan 17x17 posisi batang (pin). Dari ke-289 batang tersebut, 264 batang merupakan batang bahan bakar (fuel pin), 1 batang (berada di tengah) adalah tabung instrumen dan 24 batang yang lain adalah posisi pengatur (biasanya diisi dengan moderator). Pengendalian reaktivitas dilakukan (sejauh yang akan kita bahas) dengan menambahkan boron ke dalam air pendingin. Terdapat tiga siklus di mana pada siklus pertama, beberapa perangkat bahan bakar mempunyai batang racun (boron) pada posisi beberapa batang bahan bakar. Pada setiap perangkat, semua batang pada awalnya identik, akan tetapi terdapat tiga tingkat pengkayaan perangkat, yaitu 2,1%, 2,6% dan 3,1%. Kali ini, kita akan mencoba melakukan perhitungan beberapa parameter neutronik yang terkait dengan batang berpengkayaan 2,6%, terutama nilai faktor perlipatannya. Batang tersebut terdiri dari pelet bahan bakar dengan diameter luar 0,3225 inci dan dengan gap sebesar 0,0065 inci. Kelongsong terbuat dari Zircalloy dengan ketebalan 0,0225 inci. Diketahui pula rasio antara pitch (yaitu jarak dari pusat pin ke pusat pin lain yang bersebelahan) dengan diameter luar pin adalah 1,32. Densitas UO2 sebesar 10,95 g/cm3. Suhu pendingin masuk ke reaktor adalah sebesar 572 F dan keluar dari reaktor adalah sebesar 630 F. Suhu kelongsong sebesar 700 F dan suhu rata-rata bahan bakar adalah 1050 F.Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |8

I.3. Matematika Sederhana Dalam SRAC Bagian input yang banyak menjalani proses matematis ialah bagian input material, sisanya, sebagian besar hanya menentukan parameter kendali input yang sesuai dengan kebutuhan. Untuk menyelesaikan perhitungan di bagian input material, pastikan kita

memiliki semua data material baik berupa ukuran geometris sel, nilai tingkat pengayaan (nilai fraksi berat ataupun fraksi mol senyawa), nilai berat atom (Mr) masing-masing unsur, sampai nilai densitasnya.

I.3.1. Densitas Nuklida Dari semua data yang diperoleh, kita harus bisa mencari densitas nuklidanya. Ingat! Densitas nuklida pada SRAC menggunakan satuan 1024 partikel/cm3 atau (partikel)/(barn cm3). Cara termudah ialah mencari jumlah atom nuklidanya, seperti yang biasa anda lakukan pada kuliah-kuliah reaktor sebelumya, baru kemudian dibagi dengan 1024. Mudah pastinya bukan? Berikut ialah secuplik contoh nyata perhitungan densitas nuklida untuk kasus PWR Sequoyah;

Gambar-I.1-. Print-screen excel workbook untuk mencari densitas nuklida pada input SRAC.

Workshop: SRAC-PIJ

Halaman |9

Pada print screen di atas, nilai akhir densitas nuklida yang dijadikan input SRAC diwakili oleh kolom E, F, dan G. Nilai ini sudah berada dalam satuan (partikel)/(barn cm 3). Berikut penjelasan penting mengenai cuplikan gambar di atas. Nilai fraksi mol (tingkat pengayaan) U-235 diwakili oleh kolom B, mulai dari B-10 sampai ke bawah. Kolom C, mewakili fraksi mol U-238 dalam unsur Uranium. Kolom D, nilai Mr UO2, didapat dengan menjumlahkan perkalian nilai r terhadap B4, perkalian (1-r) terhadap B-5, dan nilai Mr O2. Kolom E, F, G, diisi dengan memasukkan perhitungan perkalian antara fraksi berat mol nuklida, densitas UO2, dan bilangan avogrado. Kemudian membaginya dengan Mr UO2, dan tentu saja membaginya lagi dengan 1024 untuk merubahnya dalam satuan (partikel)/(barn cm3). Untuk senyawa lain, misalnya H2O dan Boron dalam moderator ataupun zircalloy, yang terdiri dari Zr-Cr-Fe, langkah perhitungan di atas bisa ditiru. Intinya, giring data material apa saja yang ada menuju nilai Mr senyawanya masing-masing, lalu semua akan menjadi mudah. Setelah selesai,siapkan data tadi untuk di copy-paste ke dalam bagian input material SRAC.

I.3.2. Suhu Material Sub-input material membutuhkan masukan berupa suhu dalam satuan Kelvin. Oleh karena itu, mengubah parameter suhu yang diketahui ke dalam satuan Kelvin sesegera mungkin adalah tindakan yang tepat. Suhu input merupakan suhu rerata, kejelian

menentukan suhu rerata secara tepat akan membawa kita menuju hasil analisa yang dapat dipertanggungjawabkan.

I.3.3. Mean Chord Lenght Parameter input matematis lainnya di bagian ini yang tak kalah penting ialah mean chord lenght, parameter yang menyatakan jarak rerata antara posisi dihasilkannya neutron secara isotrop dan uniform dengan permukaan fuel lump tanpa terjadi tumbukan di antaranya. Secara jelas, makna mean chord lenght (l) sangat dekat dengan besaran

resonance escape probabilities, dan memang l dicari untuk mencari resonance self-shielding factor pada perhitungan collision probabilities di CPM. l hanya dimiliki oleh material

absorber neutron saja. Parameter ini membutuhkan input jari-jari absorber lump, dengan memvisualisasikan sel yang akan diukur, kita bisa memastikan nilai parameter ini dan memudahkan menyusun input SRAC pada bagian PIJ control. Satuan panjang pada SRAC

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 10

ialah cm, jadi kita hrus mengubah semua satuan panjang ke dalam cm. Berikut ini ialah visualisasi sel PWR Sequoyah dan parameter geometrinya.

Gambar-I.2-. Pemodelan sel PWR Westinghouse Sequoyah

Dari geomeri di atas, mean chord lenght dapat diukur dengan persamaan umum: l = 4V/S dimana; V = volume sel S = surface area sel (keliling) Persamaan umum ini kemudian disesuaikan denagan bentuk geometri khusus dari tiap kasus.

I.3.4. Dancoff Factor Faktor ini berkaitan erat dengan peritiwa rod-shadowing yang tentunya

menyebabkan nilai resonance escape probabilities berubah karena ada kemungkinan bahwa neutron yang lolos dari satu fuel lump diserap oleh fuel lump di dekatnya. Fenomena ini tentunya berkenaan dengan penyelesaian collision probability pada PIJ. Namun untuk perhitungan sel saja, tentunya tidak ada nilai dancoff factor(DC)-nya karena hanya melibatkan sebuah sel. Nilai DC bervariasi tergantung jarak pitch dan panjang average chord lenght fuel lump. Dalam perhitungan faktor perlipatan tingkat sel, parameter ini belum begitu berpengaruh. Pada PIJ nilai dancoff factor ini bisa dihitung oleh program maupunWorkshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 11

memasukkan nilai yang kita buat sendiri. Memasukkan angka 0.0 pada bagian dancoff factor di input material akan menginisiasikan program menghitung nilai ini sendiri, tanpa input manual dari kita. I.4. Tubuh Input PIJ-Bagian 1SEQ1 dilakukan COBA HITUNG SEL PWR SEQUOYAH 1 1 1 1 2 1 4 3 -2 1 0 0 0 0 1 2 1 1 0 0 / SRAC CONTROL 1.000E-15 / BUCKLING $HOME/SRAC2K3/SRACLIB-JDL33/pds/pfast Old File $HOME/SRAC2K3/SRACLIB-JDL33/pds/pthml O F $HOME/SRAC2K3/SRACLIB-JDL33/pds/pmcrs O F $PDS_DIR/UFAST Scratch Core $PDS_DIR/UTHERMAL S C $PDS_DIR/UMCROSS S C $PDS_DIR/MACROWRK S C $PDS_DIR/MACRO S C $PDS_DIR/FLUX S C $PDS_DIR/MICREF S C 62 45 2 1 / 107 group => 3 group 62(1) / Energy group structure for LWR analyses 45(1) / 31 31 / Fast 2 group 45 / Thermal 8 group Nama perhitungan yang Komentar perhitungan Kendali utama SRAC Buckling geometri

PDS Data Files

Struktur Energi Grup

Script di atas adalah bagian dari input SRAC yang paling penting, namun terlihat sepele. Baris pertama dan kedua adalah pemberian nama kalkulasi dan komentar untuk menjelaskan maksud perhitungan. Nama harus diberikan tidak lebih dari 4 karakter.

Sedangkan komentar, dibuat untuk mengingat kembali maksud perhitungan, tapi ini tetap sebatas komentar, tidak ada hubungannya dengan file input. Komentar jangan terlalu

panjang karena jumlah kolom yang diperbolehkan dalam input SRAC adalah 72 kolom! Ini berlaku untuk semua baris di input data. Baris ketiga adalah bagian terpenting dari SRAC Control, ada 20 kolom menunggu kita di sini. Kolom yang terpenting ialah 5 kolom pertama dan 5 kolom terakhir. Kolom pertama, berisi angka 1 memberikan informasi bahwa kita akan menggunakan CPM dalam proses perhitungan. Kolom kedua, juga berisi angka 1, memberitahukan bahwa routine yang akan kita pakai adalah PIJ.

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 12

Kolom ketiga, menanyakan darimana kita mendapatkan nilai DC, jawabannya adalah dari perhitungan CPM, angka 1. Kolom keempat, mempertanyakan indikator rentang energi yang diguakn dalam perhitungan, maka angka 1 menandakan rentang neutron termal digunakan dalam perhitungan karena memang reaktor yang akan dianalisa ialah reaktor termal.

Kolom kelima, menanyakan proses berjalannya serapan resonansi pada daerah energi resonansi tentunya. Karena kita memakai CPM, maka angka 2 dimasukkan untuk menjalankan routine PEACO.

Kolom 6-16, untuk pemakaian modul PIJ, tidak mengalami perubahan, jadi kolom 6-15 tetap diisi dengan angka seperti tertera pada contoh. Mengenai pemaknaan tiap kolom, Manual SRAC Vol.1 hal 34 telah menunggu untuk dibaca lagi.

Kolom yang penting lagi ialah kolom 18 dan 20. Masing-masing mengaktifkan reaction rate calculation dan cell burnup calculation, dimana angka 1 menunjukkan aktifnya fungsi tersebut. Mengaktifkan fungsi ini berarti menambah file input di bawah input material. Di bawah SRAC Control adalah bagian PDS, wah sudah tau donk! Bagian ini sudah

dibahas, sebelum bab studi kasus. Bagian selanjutnya dari input ini adalah bagian penyusunan rentang energi grup neutron. SRAC memiliki library yang memperbolehkan kita menyusun nilai penampang

lintang collapsing sesuai dengan keinginan kita. SRAC memiliki data karakterstik nuklir untuk 107 rentang energi neutron (grup energi neutron), tepatnya 74 rentang energi yang termasuk fast neutron, dan 48 grup energi yang termasuk neutron termal, dengan 15 rentang energi overlap. Jadi lebih tepatnya, 59 grup cepat, 15 grup transisi (overlap), dan 33 grup termal.

Batasan grup cepat dan termal harus berada dalam rentang overlap ini, letaknya kita tentukan sendiri. Penjelasan dari script input ini adalah sebagai berikut; o Baris pertama menunjukkan pembedaan rentang energi fast-termal yang kita tentukan, yaitu 62 grup untuk fast dan 45 untuk grup termal. Tampak bahwa batas ini memilih grup transisi fast-termal diantara 15 grup overlapping tadi. Angka 2 dan 1

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 13

masing-masing menunjukkan, bahwa nanti 62 grup fast tadi akan di collapsing menjadi 2 grup, sedangkan grup termal dicollapsed menjadi satu grup saja. Hasil collapsing ini berpengaruh pada nilai penampang lintang grup difusi yang akan dipecahkan dengan CPM modul PIJ. o o Baris kedua dan ketiga menegaskan bahwa collapsing dilakukan pada grup cepat, dihasilkan dari tiap-tiap grup termal maupun cepat. Baris keempat menjelaskan 2 grup pada rentang cepat tadi, diambil dari grup mana saja, dalam script di atas, ada 2 rentang yaitu, masing-masing rentang adalah hasil collapsing dari 31 grup dari grup cepat yang kita tentukan tadi o Baris terakhir sama dengan baris keempat, namun menjelaskan pemisahan grup pada daerah termal. Jika sudah tidak ada ganjalan di hati, sebaiknya kita menlangkah lebih jauh lagi.

-Bagian 2Input ini ditulis di bawah input bagian 1-. Antara input -1- dan input -2- ini harus dipisahkan satu spasi.4 9 9 4 1 1 9 0 0 0 5 0 6 45 0 0 90 0 / PIJ CONTROL

0 100 50 5 5 5 -1 0.0001 0.00001 0.001 1.0 10. 0.5 / 1 1 1 2 3 3 3 4 4 / R-T 4(1) 1 2 3 4 / X-R / M-R

0.0 0.1 0.2 0.41 0.42 0.43 0.44 0.45 0.6 0.9/ RX

Input di atas terdiri atas 6 baris. Script input ini disesuaikan dengan contoh kasus kita di atas, PWR Westinghouse Sequoyah. Baris pertama ialah PIJ Control, untuk mendefinisikan semua variabel kontrol yang digunakan dalam modul PIJ sesuai kebutuhan kita. Ada 18 kolom pada PIJ Control dimana masing-masing memiliki makna sendiri. Kolom yang paling penting ialah kolom 7 kolom pertama, yaitu: Kolom 1, menunjukkan tipe geometri yang digunakan dalam perhitungan. Bentuk dan jenisnya bisa dilihat pada lampiran atau

SRAC Manual Vol.1 hal 60. Kolom 2, 3, 4, dan 5, berturut-turut menunjukkan jumlah area subregion(S-R), thermal-region(T-R), resonance-region(R-R), dan

homogenisasi cross-section region(X-R). Jumlah input ini berkaitan

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 14

dengan input pada baris ketiga dan keempat. Fungsi masing-masing region, yang tentunya sudah tersurat dari makna harfiahnya bisa disimak di manual SRAC Vol.1 halaman 16. Kolom 6 menyatakan sifat syarat batas wilayah terluar sel pada perhitungan, direkomendasikan untuk mengisi nilai 1 (perfect mirror) di kolom ini jika menggunakan tipe geometri nomor 4. Kolom 7 menyatakan banyaknya mesh yang digunakan dalam arah-R (satu dimensi) Kolom 8,9, dan 10 hanya digunakan jika memilih tipe geometri 2 dimensi (untuk asembli), jadi untuk sel, diisi angka 0. Kolom 11 merupakan nilai default berupa 5, yang menyatakan jumlah kisi sel yang bisa dijejaki neutron. Angka 5 dianjuran diisi jika sel berada dalam ukuan kecil. Untuk kriteria lain, semuanya tertera pada manual SRAC Vol.1 hal 62. Kolom lainnya merupakan nilai default yang jarang sekali diubah kecuali kolom 17, yang menunjukkan nominal integrasi angular, nilai ini dimasukkan sesuai dengan kesimetrian geometri sel dalam perhitungan. Kolom 18 memberikan opsi untuk menampilkan visualisasi pemodelan sel dari input. Baris kedua yang terdiri dari 13 kolom merupakan variabel kontrol iterasi program dan menjadi bagian input yang jarang sekali diubah oleh pengguna. Baris-baris selanjutnya berhubungan dengan penomoran area sel yang masuk dalam proses perhitungan, baik sebagai batas dalam integral ruang, atau batas area kalkulasi tampang lintang maupun fluks. Baris ini mengacu pada PIJ Controlkolom 2-3-4-5. Yang dituliskan hanya perubahannya saja, yaitu dari 9-4 (kolom 3-4) dan 4-1 (kolom 4-5). penjelasannya; Berikut

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 15

S-regions menunjukkan pembagian geometri area sel untuk kalkulasi, penomoran tergantung dari nomor IGT-nya, namun dalam kasus ini maupun contoh di atas, penomoran dimulai dari tengah ke luar. T-regions menunjukkan area mana saja dari S-region yang akan dicari fluks neutron termalnya, dalam kasus ini, semua daerah sub-region dicari fluks termalnya (lebih baik seperti itu, karena fluks neutron termal penting dalam perhitungan). R-region, resonance-region menunjukkan area T-region yang dijadikan tempat (mesh) kalkulasi fluks neutron cepat, nomor R-region menjadi referensi nomor material region, M-region. X-region, cross section region menunjukkan area homogenisasi sel, dalam kasus ini satu sel tadi dihomogenisasi, menghasilkan homogenized cross-section pengganti sel. Baris ketiga menunjukkan 9 area thermal region (T-region) yang jumlahnya sama dengan sub-region. Penomoran 9 area tersebut hanya dengan bilangan 1,2,3,dan 4 menunjukkan tempat resonance regionnya (R-region), artinya beberapa daerah Tregion digabung pada perhitungan fluks neutron cepat dan resonansi, penggabungan ini lebih baik dilakukan pada area material yang homogen (sama). Oleh karena itu angka ini bisa juga merepresentasikan jumlah jenis material pada pin-cell. Ingat, penomoran region dilakukan dari tengah pin-cell menuju keluar pin-cell. Baris keempat menunjukkan bahwa dari 4 area resonance region tadi, semuanya dijadikan 1 tampang lintang, dengan kata lain dalam perhitungan akan dibuat satu tampang lintang collapsing yang mewakili satu pin sel secara utuh. Baris kelima ialah nomor material region, jumlahnya sama dengan resonance region, yaitu tentu ada 4 zona. Angka 1, menunjukkan material yang berada di bagian tengah pin-cell, yaitu fuel. Kemudian angka 2, adalah material di samping luar fuel, yaitu gap. Begitu seterusnya. Angka-angka ini akan mempengaruhi penulisan subinput material. Baris keenam terdiri dari 10 kumpulan angka, adalah ukuran mesh dari 9 area subregion, mulai dari titik 0,0 sampai dengan jari-jari pitch sel. Jarak tiap mesh Simbol ??

disesuaikan besarnya sesuai kebutuhan, tidak ada batasan tertentu. sengaja dibuat untuk anda kerjakan sendiri.

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 16

-Bagian 3Bagian ini adalah bagian input material.4 / NMAT FUELX01X 0 2 659.2477488 0.83 0.0 / 1 : FUEL XU050009 2 0 0.0009?????? /1 XU080009 2 0 0.0224?????? /2 Material Fuel (1) Jumlah Material Yang Dilibatkan

GAPPX02X 0 1 656.2765759 0.04 0.0 / 2 : GAP XHE40008 0 0 1.??????E-02 /1

Material Gap (2)

CLADX03X 0 3 600.8641348 0.10 0.0 / 3 : CLADDING XZRN0008 0 0 0.042???????? XCRN0008 0 0 0.0?????????? XFEN0008 0 0 8.6??????E-05 /1 /2 /3 Material Clad (3)

MODEX04X 0 2 374.85645

0.45 0.0 / 4 : MODERATOR /1 /2 Material Moderator (4)

XH01H008 0 0 0.0468??????? XO060008 0 0 0.023????????

Baris terpenting dari input di atas ialah baris pertama yang menyatakan jumlah material yang terlibat di dalam perhitungan. Di sini tertulis empat, karena memang ada empat material yang dilibatkan dalam perhitungan, yaitu fuel, gap, clad, dan moderator. Pemberian nomor material ini diurutkan sesuai dengan penomoran material region pada input PIJ Control seperti yang sudah diutarakan di atas. Prinsip penulisan script input material ini tidak terlalu rumit, sebagai contoh, ambil contoh bagian moderator (material nomor 4). Pada baris tersebut ada 6 kolom. o Kolom pertama ialah nama material yang terdiri dari 8 karakter. 8 Karakter tersebut memiliki makna penting, namun yang paling penting adalah 4 karakter pertama menunjukkan penamaan material, dan karakter ke-7 yang menunjukkan nomor material sesuai dengan input sebelumnya yang telah dituliskan tadi (input PIJ Control baris ke-5). o o Kolom kedua selalu diisi angka 0 karena tidak digunakan. Kolom ketiga memberikan informasi jumlah nuklida dalam material ini. Dalam kasus ini moderatornya air sehingga nuklida yang terlibat hanya dua, yaitu Hidrogen dan Oksigen. o o Kolom keempat adalah temperatur dalam Kelvin. Kolom kelima berupa mean chord lenght.

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 17

o

Kolom keenam diisi dengan nilai dancoff factor.

Baris selanjutnya, tentu saja berisi tentang data nuklida penyusun material tersebut. Hanya ada 4 kolom, semuanya simpel, asalkan semua data matematis sudah diperoleh. Kolom pertama ialah penberian simbol nuklida, hukum penulisan nuklida di SRAC diberikan pada lampiran. Ada 8 karakter pada penamaan nuklida ini. Karakter pertama selalu berisi X. 3 karakter selanjutnya berisi

penulisan nuklida, baik nama maupun nomor massa. Karakter ke-5 cukup penting, terutama untuk nuklida Hidrogen di dalam air. Jika karakter

diisikan angka 0, maka nuklida tadi dianggap berada dalam model gas bebas. Hidrogen dalam air berbeda dengan Hidrogen sebagai gas bebas, oleh karena itu untuk nuklida Hidrogen dalam air karakter ke-5 selalu diisi H, tidak seperti nuklida lain yang berupa gas bebas seperti contoh di atas. Karakter ini berguna untuk menentukan hukum tumbukan termal nuklida untuk perhitungan collision probability. 3 karakter terakhir juga tidak ada gunanya, semua diisi 0 kecuali karakter ke-8 yang bisa diisi semua karakter. Kolom kedua memberikan informasi apakah nuklida termasuk nuklida resonansi. Jika nuklida termasuk nuklida berat yang memiliki struktur

penampang lintang resonansi yang tajam (seperti material fisil atau fertil), maka diisi angka 2. Jika tidak, diisi angka 0. Kolom ketiga memberikan informasi mengenai penampang lintang mikroskopik pada library, diisi angka 0 untuk tidak mengedit library. Kolom keempat, tentu saja berisi densitas nuklida dalam satuan yang sudah dibahas di awal. Semua script input material ditulis dengan cara yang sama dengan di atas, sampai jumlah materialnya sesuai dengan baris pertama. Satu yang penting, keterangan suhu dan densitas nuklida pada script di atas sengaja disamarkan untuk menghargai buah pikiran anda ketika mencoba menjalankan program ini. At last but not least,,0 / PEACO PLOT

END_DATA

Angka 0 tidak selalu berarti kehampaan, PIJ, memiliki pendekatan PEACO untuk mencari tampang lintang di daerah absorbsi yang tumpang tindih. Pendekatan ini akan menghasilkan tampang lintang efektif dari nuklida-nuklida yang tersimpan dalam MCROSS

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 18

library. Jadi tanpa ada angka 0 yng mengaktifkan PEACO plotting, program PIJ kita tak akan berjalan. Script END_DATA harus dimasukkan untuk menyatakan bahwa masukan data untuk modul PIJ telah selesai dilakukan dan input di atas bisa dieksekusi. Tidak perlu juga bertanya apa maksud dari bagian paling akhir di lampiran input SRAC berupa;

Ya, sudah jelas bahwa script ini ada untuk menghapus file PDS yang sudah dipakai, lagipula hasil keluaran lengkap sudah bisa diperiksa di SFT99 ataupun SFT06. Atau anda ingin menggantungnya di atas meja sebagai kenang-kenangan? Hilangkan saja bagian script di atas ;->

*Its Time To Party! Buatlah kelompok dengan anggota maksimum 4 orang, lalu masing-masing kelompok menganalisa sel PWR Sequoyah pada tingkatan pengayaan berbeda-beda. Hal yang dianalisa ialah k-inf, koefisien reaktivitas suhu bahan bakar, dan koefisien reaktivitas void moderator! (Soal lebih lengkap, hubungi asisten). Bandingkan pekerjaanmu dengan kelompok lainnya, berikan kesimpulan! Selamat berpesta! Have Fun!

Workshop: SRAC-PIJ

H a l a m a n | 19

STUDI KASUS II SEQUOYAH TERBAKAR! II.1. Kebakaran? Bukan, ini bukan tentang analisa kecelakaan PWR Sequoyah karena kelalaian pegawai kantin mematikan kompor atau karena berbagai sebab kebakaran lainnya. semua tentang derajat bakar sel Sequoyah, burnup. Ini

Burnup menunjukkan besarnya

material fisil yang terkonsumsi di dalam sebuah bahan bakar nuklir. Burnup memiliki kaitan erat dengan deplesi bahan bakar. Deplesi material fisil menyebabkan penurunan nilai k-inf (dalam kasus sel). Batas nilai burnup dimana nilai k-inf