PENGARUH DENSITAS URANIUM TERHADAP UMUR BAHAN BAKAR NUKLIR DI DALAM REAKTOR RSG-GAS DITINJAU DARI ASPEK NEUTRONIK

Abstract

Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) Serpong merupakan reaktor nuklir tipe Material Testing Reactor (MTR). Reaktor ini awalnya dioperasikan menggunakan bahan bakar dispersi U3O8/Al pengkayaan uranium 19,75 % 235U dengan densitas uranium 2,96 gU/cm3. Bahan bakar U3Si2/Al densitas 2,96 gU/cm3 telah berhasil diproduksi dan digunakan sebagai bahan bakar RSG-GAS menggantikan bahan bakar U3O8/Al, sedangkan penelitian bahan bakar berbasis UMo/Al dengandensitas 7 gU/cm3 juga telah diperoleh dalam bentuk pelat mini. Penelitian tentang bahan bakar densitas tinggi masih berfokus pada proses pabrikasi, sedangkan perhitungan tentang umur atau masa pakai (lifetime) dan korelasinya dengan burn up bahan bakar belum banyak dilakukan. Berkaitan dengan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan perhitungan umur bahan bakar dan korelasinya terhadap burn up  menggunakan pasangan program ORIGEN dan MCNP. Program ORIGEN digunakan untuk mensimulasikan proses waktu iradiasi, sehingga diperoleh data produk fisi dan uranium sisa (235U tidak mengalami reaksi fisi). Sementara itu, program MCNP digunakan untuk menghitung kritikalitas di dalam teras reaktor. Waktu iradiasi digunakan untuk perhitungan umur bahan bakar, sedangkan kritikalitas digunakan untuk mengetahui burn up maksimal untuk bahan bakar U3Si2/Al dan UMo/Al. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa peningkatan densitas uranium berdampak kepada bertambahnya lama iradiasi di dalam reaktor dan burn up bahan bakar. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai burn up 56 % masing masing bahan bakar U3O8/Al; U3Si2/Al, dan U-7Mo/Al selama 188 hari, 292 hari, dan 420 hari. Peningkatan densitas uranium menyebabkan bahan bakar U3O8/Al mampu mencapai burn up 56 %, sedangkan U3Si2/Al dan U-7Mo/Al dapat mencapai nilai burn up sebesar 68,97 % dan 76,76 %. Meningkatnya umur (lifetime) dan burn up bahan bakar berdampak kepada meningkatkan efisiensi bahan bakar di dalam reaktor.