THERMAL NEUTRON FLUX MAPPING ON A TARGET CAPSULE AT RABBIT FACILITY OF RSG-GAS REACTOR FOR USE IN k0-INAA

Abstract

Instrumental neutron activation analysis based on the k₀ method (k₀-INAA) requires the availability of the accurate reactor parameter data, in particular a thermal neutron flux that interact with a targets inside the target capsule. This research aims to determine and map the thermal neutron flux inside the capsule and irradiation channels used for the elemental quantification using the k₀-AANI. Mapping of the thermal neutron flux (ф_th) on two type of irradiation capsule have been done for RS01 and RS02 facilities of RSG-GAS reactor. Thermal neutron flux determined using Al-0,1%Au alloy through ¹⁹⁷Au(n,g) ¹⁹⁸Au nuclear reaction, while the flux mapping done using statistics R. Thermal neutron flux are calculated using k₀-IAEA software provided by IAEA. The results showed the average thermal neutron flux is (5.6±0.3)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (5.6±0.4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (5.2±0.4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 and (5.3±0.4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 for Polyethylene capsule of 1^st , 2^nd, 3^rd and 4^th layer respectively. In the case of Aluminum capsule, the thermal neutron flux was lower compared to that on Polyethylene capsule. There were (3.0±0.2)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (2.8±0.1)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (3.2±0.3)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 for 1^st, 2^nd and 3^rd layers respectively. For each layer in the capsule, the thermal neutron flux is not uniform and it was no degradation flux in the axial direction, both for polyethylene and aluminum capsules. Contour map of eight layer on polyethylene capsule and six layers on aluminum capsule for RS01 and RS02 irradiation channels had a similar pattern with a small diversity for all type of the irradiation capsule.

Keywords: thermal neutron, flux, capsule, NAA

Analisis aktivasi neutron instrumental berbasis metode k₀ (k₀-AANI) memerlukan ketersediaan data parameter reaktor yang akurat, khususnya data fluks neutron termal yang berinteraksi dengan inti sasaran di dalam kapsul target. Penelitian ini bertujuan menentukan dan memetakan fluks neutron termal di dalam kapsul dan kanal iradiasi yang berbeda untuk kuantifikasi unsur-unsur menggunakan k₀-AANI. Pemetaan fluks neutron termal (ф_th) pada dua jenis kapsul iradiasi telah dilakukan untuk kanal RS01 dan RS02 di reaktor RSG-GAS. Fluks neutron termal ditentukan dengan menggunakan paduan Al - 0,1 % Au melalui reaksi nuklir ¹⁹⁷Au (n,g) ¹⁹⁸Au, sementara pemetaan fluks dilakukan menggunakan statistik R. Fluks neutron termal dihitung menggunakan perangkat lunak k₀-IAEA yang disediakan oleh IAEA. Hasil penelitian menunjukkan bawa rata-rata fluk neutron termal adalah (5,6±0,3)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (5,6±0,4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1, (5,2± 0,4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 dan (5,3 ± 0,4)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 masing-masing untuk lapisan 1, 2, 3 dan 4 pada kapsul polietilena. Dalam kasus kapsul aluminium, fluk neutron termal adalah lebih rendah dibandingkan dengan fluk neutron termal pada kapsul polietilena, yaitu (3,0 ± 0,2) ×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (2,8 ± 0,1)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1; (3,2 ± 0,3)×10⁺¹³ n.cm^-2.s^-1 masing-masing untuk lapisan 1, 2 dan 3. Untuk setiap lapisan dalam kapsul, distribusi fluks neutron termal adalah tidak seragam dan tidak ada degradasi fluk dalam arah aksial, baik untuk kapsul polietilena maupun untuk kapsul aluminium. Peta kontur fluk neutron termal untuk delapan lapisan pada kapsul polietilena dan enam lapisan pada kapsul aluminium untuk kanal iradiasi RS01 dan RS02, memiliki pola yang sama dengan keragaman yang relatif kecil untuk semua jenis kapsul iradiasi.

Kata kunci: neutron thermal, fluks, kapsul, AAN