SIMULASI TRANSPORT NETRON MENGGUNAKAN METODE

MONTE CARLO UNTUK MENGKAJI EFEKTIFITAS

PERISAI RADIASI NEUTRON

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat sarjana

di Program Studi Fisika ITB

Oleh:

Agus Susanto

10200025

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2007

LEMBAR PENGESAHAN

SIMULASI TRANSPORT NETRON MENGGUNAKAN METODE MONTE CARLO UNTUK MENGKAJI

EFEKTIFITAS PERISAI RADIASI NETRON

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan tahap Sarjana di program studi Fisika Institut Teknologi Bandung

oleh Agus Susanto

102 00 025

Telah diperiksa dan disahkan oleh pembimbing tugas akhir

Pembimbing

Dr. Zaki Su’ud, M.Eng NIP. 131 679 353

PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG

2007

i

ABSTRAK

Energi nuklir merupakan energi alternatif yang di masa depan diprediksi

dapat menggantikan energi fosil yang semakin menipis. Untuk dapat

menggunakan energi nuklir maka perlu dikembangkan reaktor nuklir. Reaktor

nuklir menghasilkan bahan radioaktif tingkat tinggi sehingga memerlukan perisai

radiasi yang baik untuk mencegah kebocoran radiasi ini ke lingkungan sekitar

reaktor nuklir. Hal ini merupakan salah satu standar penting dalam PLTN

(Pembangkit listrik tenaga nuklir) yang harus dipenuhi agar dampak negatif ke

lingkungan dapat dihindari. Salah satu komponen utama dari reaktor nuklir dalam

kaitannya dengan perlindungan terhadap radiasi nuklir adalah selubung atau

perisai reaktor nuklir. Selubung reaktor nuklir harus dibuat dari bahan tertentu dan

dioptimasi agar secara efektif dapat mencegah kebocoran radiasi nuklir ke

lingkungan.

Berlandaskan uraian diatas, penulis menerapkan metode monte carlo untuk

mensimulasikan proses radiasi oleh netron terhadap beberapa jenis material untuk

mengetahui tingkat efektifitas bahan tersebut sebagai perisai terhadap radiasi

netron.

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Alah

SWT, Rabb semesta alam atas rahmat, kehendak, hidayah dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan tahap sarjana di Institut

Teknologi Bandung. Shalawat dan salam tidak lupa penulis panjatkan kepada

junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membawa tuntunan dan risalah

kepada jalan yang benar.

Selama pengerjaan tugas akhir dan pendidikan di Program Studi Fisika

ITB, penulis menyadari telah mendapat bantuan baik berupa materil maupun

moril dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis dengan hati yang tulus

ingin menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Bp. Dr. Eng. Zaki Su’ud atas ilmu, bimbingan, dan kesabarannya yang

diberikan kepada penulis.

2. Bp. Dr. Abdul Waris dan Dr. Wahyu Srigutomo selaku dosen penguji atas

kritik dan sarannya yang bermanfaat, dan para dosen di Prodi Fisika yang

telah ikhlas dan rela memberikan ilmunya.

3. Kedua orang tuaku, Bapak dan Ibu Sardju, dan saudara-saudaraku atas doa

dan kasihnya, keponakan-keponakanku yang kusayangi, Bu Lik Suti yang

telah memberi tempat bernaung, Bu Lik Tuti yang telah memberi dukungan

baik moral, materiil, dan spiritual.

iii

4. Teman-teman di lab. Nuklir dan Elka antara lain: Eka, Asril, Aditya, Deby,

Shiedeq, Henky, Iwing, Rahmat, Hendra, Suryadi, Febri, Ivan, Miftah, Asep,

dan lainnya.

5. Teman-teman angkatan 2000 ITB

6. Teman-teman alumni SMUN 1 Purwokerto yang masih selalu ngumpul

bareng dan kompak.

7. Pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang

membantu pelaksanaan tugas akhir ini.

Semoga amal dan kebaikan yang telah dilakukan dibalas dengan yang

lebih baik oleh Allah SWT amien.

Akhir kata, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam

pengerjaan tugas akhir ini. Penulis berharap semoga tugas ini dapat bermanfaat

bagi pembaca.

Bandung, September 2007

Agus Susanto

iv

DAFTAR ISI

ABSTRAK ......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah ...................................... 1

1.1.1 Latar Belakang ................................................................ 1

1.1.2 Rumusan Masalah ........................................................... 2

1.2 Ruang Lingkup Kajian ............................................................... 2

1.3 Tujuan Penulisan Laporan Tugas Akhir .................................... 2

1.4 Metodologi ................................................................................. 3

1.5 Sistematika Penulisan ................................................................. 3

BAB II PRINSIP FUNDAMENTAL SIMULASI MONTE CARLO ....... 4

2.1 Prinsip Dasar Metode Monte Carlo ntuk Kasus Diskrit ............. 4

2.2 Prinsip Dasar Metode Monte Carlo untuk Kasus Kontinu ......... 5

2.3 Simulasi Transport Netron ......................................................... 8

2.4 Bagian Sumber ........................................................................... 8

2.5 Bagian Tracking ........................................................................ 10

2.6 Bagian Identifikasi Jenis Reaksi ................................................ 11

2.7 Bagian Hamburan ...................................................................... 11

v

2.8 Bagian Terminasi ...................................................................... 13

BAB III SIMULASI MONTE CARLO UNTUK PERSOALAN

TRANSPORT NETRON 1-DIMENSI .......................................... 14

3.1 Deskripsi Program yang Digunakan ......................................... 14

3.2 Hasil-hasil Simulasi .................................................................. 15

3.2.1 Satu Macam Bahan Murni ……………………………. 16

3.2.2 Dua Macam Bahan Campuran ………………………... 20

3.3 Pembahasan Hasil-hasil Simulasi ............................................. 33

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 34

4.1 Kesimpulan ............................................................................... 34

4.2 Saran ......................................................................................... 34

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 35

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Probabilitas kemunculan peristiwa 1,2, dan 3 .............................. 6

Gambar 2.2 Fungsi distribusi probabilitas ....................................................... 6

Gambar 3.1 Interface program simulasi monte carlo ...................................... 16

Gambar 3.2 Pb murni ……………………………………………………….. 17

Gambar 3.3 Fe murni ……………………………………………………….. 18

Gambar 3.4 Al murni ……………………………………………………….. 19

Gambar 3.5 C murni ………………………………………………………… 20

Gambar 3.6 25%Pb dan 75%Fe ...................................................................... 21

Gambar 3.7 50%Pb dan 50%Fe ...................................................................... 22

Gambar 3.8 75%Pb dan 25%Fe ...................................................................... 23

Gambar 3.9 25%Pb dan 75%Al ...................................................................... 24

Gambar 3.10 50%Pb dan 50%Al .................................................................... 25

Gambar 3.11 75%Pb dan 25%Al .................................................................... 26

Gambar 3.12 25%Pb dan 75%C ....................................................................... 27

Gambar 3.13 50%Pb dan 50%C ....................................................................... 28

Gambar 3.14 75%Pb dan 25%C ..................................................................... 29

Gambar 3.15 25%Fe dan 75%C ..................................................................... 30

Gambar 3.16 50%Fe dan 50%C ..................................................................... 31

Gambar 3.17 75%Fe dan 25%C ..................................................................... 32