DESAIN KONSEPTUAL PERISAI RADIASI REAKTOR RRI-50

Abstract

ABSTRAK

DESAIN KONSEPTUAL PERISAI RADIASI REAKTOR RRI-50. Salah satu parameter yang harus dipenuhi dalam mendesain reaktor nuklir adalah desain perisai radiasi yang dapat menjamin keamanan dan keselamatan radiasi bagi pekerja dan masyarakat sekitar. Pada penelitian ini dilakukan desain perisai radiasi RRI-50 dengan elemen bakar berjenis U9Mo-Al berkerapatan tinggi dengan tipe pelat sebanyak 21 buah dan berdimensi seperti elemen bakar RSG-GAS tapi panjang aktifnya 70 cm. Konfigurasi teras terdiri dari 16 elemen bakar dan 4 elemen kendali serta 5 posisi iradiasi sehingga membentuk matriks 5 x 5. Tujuan dari penelitian ini adalah mendesain perisai radiasi dan menentukan distribusi laju dosis di daerah kerja dan di lingkungan reaktor RRI-50. Tahapan awal penelitian adalah perhitungan kuat sumber dan inventori bahan radioaktif teras reaktor dengan mensimulasikan operasi 50 MW selama 20 hari tiap siklus menggunakan program ORGEN2.1. Berdasarkan kuat sumber tersebut dan model yang dibuat menggunakan program VisEd, maka dilakukan analisis penentuan parameter perisai radiasi secara iteratif menggunakan program MCNPX. Pada tahap akhir, dilakukan analisis distribusi laju dosis di seluruh ruang di dalam dan di luar gedung reaktor juga menggunakan program MCNPX. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa ketinggian permukaan air adalah 1000 cm dan kombinasi 90 cm beton berat dan 60 cm beton biasa dapat digunakan sebagai perisai biologi. Desain perisai tersebut mereduksi laju dosis menjadi 0,05 µSv/jam di Balai Operasi sementara di Balai Eksperimen dan di luar gedung reaktor menjadi 4,2 µSv/jam dan 0,03 µSv/jam pada saat reaktor beroperasi. Hasil penelitian juga menunjukkan pemasagan perisai tambahan setebal 280 cm berjarak 300 cm di depan tabung berkas neutron radial yang terbuka mereduksi laju dosis gamma dan neutron menjadi 3,3 µSv/jam dan 3,1x10^-11 µSv/jam. Hasil-hasil penelitian ini menunjukkan bahwa desain perisai radiasi yang dibuat membuat reaktor RRI-50 menjadi aman dari bahaya radiasi bagi pekerja dan masyarakat sekitarnya.

Kata kunci : Perisai radiasi, laju dosis, keselamatan radiasi, RRI-50.

ABSTRACT

RADIATION SHIELDING CONSEPTUAL DESIGN OF RRI-50 REACTOR. One of the parameters that must be met in the design of nuclear reactors is radiation shielding design to ensure the security and safety of workers and the surrounding community. This study has been conducted to design radiation shielding of RRI-50 with high density U9Mo-Al fuel elements that consist of 21 pieces of plate type fuel elements with dimension as same as RSG-GAS fuel elements but the active length is 70 cm. Core configurations consist of 16 fuel elements and 4 control elements and 5 irradiation positions to form a matrix of 5 x 5. The objective of this research is to design radiation shielding and determine the distribution of dose rates in the working area and the environment of RRI-50 reactor. The early stages of this research is to calculate source strength and inventory of radioactive materials within the reactor core with one operation pattern cycle of 50 MW for 20 days using ORGEN2.1 program. Based on core source strength and models that are created using the VisEd software, the analysis parameter of the shielding was determined iteratively using MCNPX program. In the final stage, an analysis of the dose rate distributions in the whole space inside and outside the reactor building was conducted also using MCNPX program. The results show that the height of the water surface is 1000 cm and the combination of heavy concrete thickness of 90 cm and ordinary concrete thickness of 60 cm can be used as an biological shield. This design can reduce the dose rate to 0.05 µSv/h in the Operations Room while in the Experiments Room and outside the reactor building to 4.2 µSv/h and 0.03 µSv/h during reactor operation. The results also suggest that the installation of additional radiation shield of 280 cm thickness within 300 cm in front of the open radial neutron beam tube can reduce gamma and neutron dose rate to 3.3 µSv/h and 3,1x10^-11 µSv/h. The results of this study indicate that the radiation shield design is made to make reactor RRI-50 to be safe from radiation hazards to workers and surrounding communities.

Keywords : Radiation shielding, dose rates, radiation safety, RRI-50.