PERHITUNGAN KRITIKALITAS MCNP4C-2 PADA TERAS BENCHMARK KISI BAHAN BAKAR PWR DENGAN LUBANG AIR DAN PERTURBING ROD

ABSTRAK
PERHITUNGAN KRITIKALITAS MCNP4C-2 PADA TERAS BENCHMARK KISI BAHAN BAKAR
PWR DENGAN LUBANG AIR DAN PERTURBING ROD. Telah dilakukan perhitungan kritikalitas
untuk mengevaluasi suatu teras benchmark standar ANS (American Nuclear Society) dengan paket program
MCNP4C-2. Teras ini dipilih karena kondisinya dekat dengan kondisi reaktor daya sesungguhnya dan
memiliki rangkaian eksperimen kritikalitas yang lengkap, yaitu pengaruh lubang air dan perturbing rod.
Dalam penelitian ini dipilih 3 (tiga) jenis teras yaitu Tipe-A, Tipe-B dan Tipe-C. Pada teras Tipe-A, seluruh
kisi diisi penuh dengan bahan bakar UO2, sedangkan pada Teras-B dan Teras-C masing-masing diisi dengan
lubang air dan pyrex sebagai perturbing rod. Ketiga teras tersebut diletakkan di bagian tengah sedemikian
sehingga membentuk susunan yang menyerupai perangkat bahan bakar PWR berukuran 15×15 dalam
susunan 3×3. Daerah tengah teras dikelilingi oleh driver region yang merupakan susunan kisi bahan bakar
UO2. Tujuan riset ini adalah untuk menentukan akurasi hasil perhitungan MCNP4C-2 dan mendapatkan
model geometri yang detail sehingga paket program MCNP4C-2 dapat digunakan sebagai acuan bagi paket
program analitis lainnya. Perhitungan kritikalitas dilakukan dengan dua data nuklir, yaitu ENDF/B-V dan
ENDF/B-VI, yang ada di paket program MCNP-4C2. Disamping kritikalitas, efek perubahan konsentrasi
boron juga dihitung dalam penelitian ini. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa hasil perhitungan keff
dengan data nuklir ENDF/B-V lebih dekat nilainya dengan hasil eksperimen jika dibanding dengan data
nuklir ENDF/B-VI. Ditunjukkan juga bahwa perbedaan kedua data nuklir membesar seiring dengan
berkurangnya konsentrasi boron. Meskipun demikian, data nuklir ENDF/B-VI hanya memiliki perbedaan
terbesar dengan eksperimen 0,652%. Hal ini menunjukkan bahwa baik model perhitungan maupun paket
program MCNP4C-2 dapat memprediksi dengan akurat hasil eksperimen dengan berbagai kondisi teras.
Kata kunci : kritikalitas, teras benchmark, PWR, konsentrasi boron , MCNP4C-2
ABSTRACT
CRITICALITY CALCULATIONS OF THE MCNP-4C2 CODE ON THE BENCHMARK CORES OF
PWR FUEL LATTICE WITH WATER HOLE AND PERTURBING ROD. Criticality calculations using
the MCNP4C code on the benchmark cores of PWR fuel lattice with water hole and perturbing rod.
Criticality calculations have been performed to evaluate an ANS (American Nuclear Society) standard
benchmark core using the MCNP4C-2 code. These cores were chosen because those conditions were close to
the real nuclear power plant and have a complete series of criticality experiments, namely the effect of water
holes and perturbing rods. In this study, 3 (three) selected cores, Type-A, Type-B and Type-C. In the Type-A
core, the whole grid filled with UO2 fuel, while in the Type-B and Type-C cores, some grids are filled with
water and pyrex as a perturbing rod, respectively. The cores are placed in the center area so that the
configuration is close to the configuration of the 15 × 15 PWR fuel assembly in the arrangement of 3 × 3.
The center area is surrounded by the driver region which arranged by UO2 lattice fuel. The objective of this
research is to determine the accuracy of the calculation MCNP4C-2 code and prepare a detailed geometry
model so the code can be used as a reference for other analytical codes. Criticality calculations are carried
out with the ENDF/B-V and ENDF/B-VI nuclear data in the MCNP-4C2 code. In addition to criticality
calculations, the effect of boron concentrations is also calculated in this study. The calculations show that the
calculated keff with the nuclear data of ENDF/B-V are close with the experimental results compared with the
nuclear data of ENDF / B-VI ones. Also shown that the difference between the two nuclear data is increase
along with the reduction of boron concentration. However, the nuclear data of ENDF/B-VI has the largest
difference with the experimental by 0.652%. This shows that both model computation and MCNP4C-2
program packet can accurately predict experimental results with various core conditions.
Key word: criticality, benchmark core, PWR, boron concentration, MCNP4C-2