Analisis Neutronik Menggunakan Kode OpenMC pada Molten Salt Reactor (MSR) dengan Variasi Geometri Teras Berbahan Bakar LiF-BeF2-UF4

Abstract

Pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia saat ini masih banyak yang menggunakan bahan bakar fosil (batu bara). Emisi karbon dioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses pembakaran batu bara dapat menimbulkan efek gas rumah kaca. Penggunaan batu bara secara terus-menerus juga akan berpotensi habis. Indonesia perlu melakukan pembaruan sumber energi alternatif yang mampu bertahan lama dan ramah lingkungan, salah satunya menggunakan energi nuklir. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dapat menghasilkan energi listrik lebih efisien serta memiliki emisi karbon yang rendah. Reaktor nuklir yang digunakan pada penelitian ini berjenis MSR (Molten Salt Reactor) FUJI-12 berbahan bakar campuran garam cair LiF-BeF2-UF4. Penelitian ini menggunakan software OpenMC dengan data library ENDF/B. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis neutronik dengan memvariasikan geometri teras reaktor pada MSR FUJI-12. Bentuk geometri teras yang akan dibandingkan yaitu, pancake, balance, dan tall yang kemudian akan divariasikan sebanyak 7 macam, yaitu pancake 1, pancake 2, pancake 3, balance, tall 1, tall 2, dan tall 3. Burn up bahan bakar dilakukan selama 5 tahun dengan daya sebesar 350 MWt. Analisis neutronik yang dilakukan yaitu nilai 𝑘𝑒𝑓𝑓 , nilai microscopic cross section, distribusi fluks neutron, fission rate, dan fission product. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bentuk geometri teras (core) sangat berpengaruh pada reaktifitas suatu reaktor nuklir. Nilai 𝑘𝑒𝑓𝑓 pada awal masa operasi berada pada kondisi superkritis dan akan memasuki kondisi kritis atau subkritis pada akhir masa operasi reaktor. Varian balance dan tall 1 memiliki karakteristik sebaran fluks neutron dan nilai rata-rata fission rate yang tinggi. Pada varian balance juga menghasilkan massa nuklida plutonium yang paling kecil jika dibandingkan dengan varian lainnya. Pada penelitian ini dengan mempertimbangkan beberapa aspek analisis neutronik yang telah dilakukan, dihasilkan bahwa varian balance merupakan desain geometri teras yang optimal digunakan pada MSR FUJI-12