Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi don Keselamatan PLTN Serlo Fasilitas Nuk/irJakarta, 20 Agustus 2003 ISSN: 0854 -2910

PENGOLAHAN DATA NUKLIR UNTUK PERHITUNGAN FISIKA REAKTOR.Studi awal penambahan pustaka WIMS/D-4 dengan NJOY -pc.

s~~Suwoto, Zuhair, Tumpal Pandiangan

Pusat Pengembangan Sistem Reaktor Maju -BATAN

ABSTRAKPENGOLAHAN DATA NUKLIR UNTUK PERHITUNGAN FISIKA REAKTOR. Studiawal penambahan pustaka WIMS/D-4 dengan NJOY-PC.. Telah dilakukan pengolahan datanuklir untuk perhitungan fisika reaktor. Data tampang lintang "mentah" (ENDF) harus diolahsedemikian rupa sehingga "siap" untuk perhitungan neutronik. Pengolahan dilakukan denganprogram pengolah data nuklir NJOY-PC versi 97v62 yang dimulai dari linearisasi clanpembentukan tampang lintang dari parameter resonansi (MF2) sehingga menjadi tampanglintang yang "point-wise"dari energi lO-seV sampai 107eV pactasuhu mutlak(OK). Untukmencapai sul1l1kamaI'(293K), data tersebut kemudian diolah lagi dengan melakukan "pelebarantampang lintang" dengan menggunakan modul BROADR. Pengolahan selanjutnya adalahdengan pengelompokan/grouping sesuai dengan WIMS/D-4 (69 group) dengan modulGROUPR dan termalisasi tampang lintang dengan modul THERMR. Selanjutnya adalahpengolahan dengan modul WIMSR yang khusus dipergunakan untuk pengolahan akhir tampanglintang sebelum digunakan dalam pllstaka WIMS/D-4. Langkah terakhir adalah konversi baikbiner maupun ascii ke dalam pllstaka WIMS/D-4 dengan program WILLIE. Oalam stlldi awalini akan digunakan isotop ringan IH1JENDL-3.2 clanENDF/B-Vl. Hasil pengolahan data nukliruntuk isotop IH1 menunjukkan bahwa pustaka WIMS-Iama mempunyai perbedaan tampanglintang yang besar bila dibandingkan dengan filt?JENDL-3.2 clanENDF/B-VI, khususnya pactaenergi sekitar 5 keY.

Kata klillci: Tampang lintang, program WIMS/D-4 clanNJOY, file ENDF/B-VI, JENDL-3.2

ABSTRACTNUCLEAR DATA PROCESSING FOR REACTOR PHYSICS CALCULATION. PreliminaryStudy of Updating WIMSD/D4 library using NJOY-PC code. Nuclear data processing forreactor physics calculation has been done. "Raw" nuclear data cross-sections on file ENDFshould be prepared and processed before it used in neutronic calculation. Theprocessing codejystem such as NJOY-PC code has been usedfrom linearization of nuclear cross-sections dataand background contribution of resonance parameter (MF2) using RECONR module (OK)withenergy range ii'om 10-5 to 107 eV. Afterward, the neutron cross-sections data should beprocessed and broadened to desire temperature (i.e. 293K) by using BROADR module. TheGROUPR and THERMR modules will be applied for multi-groups calculation which suitablefor WIMS/D4 (69 groups) and thermalization of nuclear constants. Thefinal stage ofprocessingnuclear cross-sections is updating WIMS/D4 library. The WIM;)""Rmodule in NJOY-PC andWILLIE code will be applied in this stage. The evaluated nuclear data file, especially for IIIisotope, was taken from JENDL-3.2 and ENDF/B-VI for preliminary study. The results ofnuclear data processing ,H' shows that the old-WIMS (WIMS-Iama) library have muchdiscrepancies comparing with JENDL-3.2 or ENDF/B-VI files, especially in energy around 5kev.

Kevwords: Cross-sections, WIMS/D-4 and NJOY codes, ENDF/B- VIfile and JENDL-3.2 file

325

~ ~-

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas NlIklirJakarta, 20 AgllStllS2003 ISSN: 0854- 2910

PENDAHULUAN

Paket program WIMS-D/4 merupakan program komputer non-komersial untuk

perhitungan kisi-kisi reaktor (lattice code) yang secara luas telah digunakan pacta

reaktor termal. Dalam paket program WIMS-D/4 ini memerIukan pustaka (library)

konstanta multi-kelompok yang pertH diperbaharui mengingat perkembangan, kajian

clan evaluasi data nuklir yang semakin maju. Pustaka konstanta multi-kelompok orisinil

WIMS-D/4 berisikan isotop yang sebagian besar berisikan file ENDF/B-IV clan

ENDF/B-V.

Dengan adanya pembaruan file data nuklir terevaluasi (ENDF, Evaluated

Nuclear Data Files) yang hingga saat ini sudah mencapai versi ENDF/B-V1.7, maka

pembaruan pustaka konstanta multi-kelompok untuk WIMS-D/4 tersebut mutlak

diperlukan.

Salah satu program/sistem untuk pengolahan clan pemrosesan data nuklir yang

banyak dikenal adalah dengan Program NJOY. Paket program NJOY merupakan paket

pengolah clan pemroses file data nuklir terevaluasi untllk penyediaan/pembangkitan

Pllstaka konstanta multi-kelompok untuk paket program seperti WIMS-D/4 (dcngan.modul WIMSR), DOT ataupun pustaka konstanta "continuous" Monte Carlo (dengan

l11odulACER).

Untuk mcmpelajari, mcngkaji clan menganalisis kllalitas data nllklir, maka

perhitungan integral parameter-pare meter perlu dibandingkan dengan basil yang

diperoleh dari eksperimen. Kesalahan-kesalahan yang mungkin ditimbulkan raJa basil

perhitungan parameter secara integral untuk pembentukan pustaka konstanta multi-

kelompok adalah:

. Pendekatan clanpenyederhaan dalam pemodelan yang diambil, geometri clan

komposisi material,. Kesalahan pemrosesan dalam pembentukan data multi-kelompok,

Keterbatasan format pustaka konstanta multi-kelompok.. Perbedaan dalam definisi dalam perhitungan konstanta multi-kelompok clan

basil yang diperkirakan dati "lattice code ",

. Kesalahan pactadata nuklir dasar yang diambil.

raJa awal peluncurannya (I970an), WIMS/D-4 ini mempunyai pustaka tampang

lintang (WIMS.LIB) yang memuat sekitar 96 isotop dengan jumlah pengelompokan

energi hingga 69 grup. Sehingga dalam perkembangannya perlu di-update atau

ditambahkan isotop-isotop yang diperlukan sedangkan tidak tersedia di dalam pustaka

326

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas NllkJirJakarta, 20 Aguslus 2003 ISSN : 0854 -2910

data tersebut. Dengan program pengolah data nuklir seperti NJOY versi PC (NJOY PC

versi 97 vel' 62 dapat dilakukan perubahan/up-dating/penggantian isotop-isotop renting

yang sudah "kedaluwarsa", sehingga data yang digunakan dalam perhitungan selalu

barn. Modul WIMSR di dalam NJO-PC dapat memproses isotop data nuklir yang akan

ditambahkan/digantikan dalam pustaka WIMS/D-4.

Pada makalah ini akan dibahas clandijelaskan kajian awal proses pembentukan

pustaka data nuklir untuk WIMS/D khususnya untuk isotop ringan IH1. Tujuan yang

diharapkan dapat memperoleh optimasi metodologi pemrosesan data nuklir yang sesuai

keinginanclanagar dapat meminimisasikesalahanterhadappembatasanformatpustaka

konstanta WIMS-D clan untuk memverifikasi kebenaran definisi dari konstanta multi-

kelompok tersebut.

PEMILIHAN PARAMETER INPUT NJOY

Proses pemilihan parameter input pernrosesan data nuklir merupakan hal yang

sangat renting untuk mendefinisikan sejauhmana aplikabilitas/kegunaan dari pustaka

konstanta multi-kelompok tersebut. Kebutuhan akan pustaka konstanta WIMS-D yang

terbaru merupakan hal yang sangat perlu (jipertimbangkan keberadaannya bilamana

basil perhitungan neutronik teras reaktor masih diperlukan ketelitiannya. Kegunaan

pustaka konstanta multi-kelompok sangat diperlukan karena akan memberikan clan

menyediakan persyaratan untuk variasi kisi (lattice) yang sangat variatif, perbedaan tire

moderator, rasio volume bahan bakar/moderator, ukuran lattice pitch, kondisi operasi

dB.

Pada umumnya untuk menggenerasi pustaka konstanta multi-kelompok didekati

dengan dua pendekatan, yaitu:

I. Opsi pemrosesan data yang dipilih terbatas clandapat diaplikasikan pada semua

tire lattice. Sehingga kemungkinan kesalahan clan rendahnya akurasi akan

dijumpai pada penggunaan model yang sederhana dengan pendekatan umum ini.

2. Pembangkitan konstanta multi-kelompok yang berkaitan dengan salah satu tire

lattice seakurat mungkin. Kesalahan yang ditimbulkan hila menggunakan

pustaka multi-kelompok pada lattice lainnya dapat diberikan selama proses

validasi pustaka tersebut berlangsung.

Pustaka konstanta multi-kelompok WIMS-D ini telah cukup mencakup semua

tire reaktor. Representasi dari batasan format pustaka konstnta multi-kelompok dibatasi

hanya untuk sebagian tire data lattice. Sebagai misal persoalan penentuan fungsi

327

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamalan PLTN Serta Fasilitas Nllk/irJakarta. 20 AglI,rtlis2003 ISSN: 0854 - 2910

pemberat (weighting function) yang digunakan pacta pembentukan pustaka multi-

kelompok clanpengandaiannya yang terkait dengan perlakuan secara rinci pactaslowing

down dalam pembangkitan integral resonansi.

Pendekatan pertama sangat bagus untuk pustaka secara umum, Hamlin

keakuratannya sangat rendah karena data yang digunakan untuk semua tipe lattice

dengan model yang sangat sederhana, sehingga proses verifikasi pustaka data clan

kesalahan yang ditimbulkannya akan memerlukan kajian yang mendalam. Keuntungan

dengan pendekatan yang ke 2 (kedua) sangat baik clanakurat karena definisi yang tepat

untuk referensi lal/ice yang digunakan untuk pustaka konstanta multi-kelompok.

Pemilihan opsi input yang dipilih adalah tipe desain untuk reaktor jenis air

ringan (LWR, Light Water Reactor). Pactaumumnya pemilihan opsi input ditentukan

dengan prinsip-prinsip dasar. Bilamana mungkin, kajian clan analisis sensitivitas

ditentukan untuk menyelidiki pengaruh daTiparameter input pacta basil integral. Untuk

kajian awal ini dilakukan hanya isotop ringan yaitu Hidrogen.

PROSES PENGOLAHAN DATA NUKLIR

Proses pengolahan data nuklir dengan program NJOY tersebut dilakukan oleh

modul-modul kerja yang acta di dalam program tersebut. Biasanya urutan pengolahan

data nuklir tersebut dimulai dengan linearisasi tampang lintang clan pembentukan

tampang lintang dari parameter resonansi (modul RECONR).

Keluaran dari modul RECONR ini merupakan tampang lintang "point-wise"

dengan suhu mutlak OK, sehingga pada proses selanjutnya harus dihitung untuk suhu

ruangan (293 K) ataupun suhu-suhu di atasnya untuk mengetahui perilaku clan

pelebaran tampang lintang yang acta (modul BROADR). Selanjutnya diproses dengan

modul UNRESR, THERMR, GROUPR clanyang terakhir dengan modul WIMSR.

Modul UNRESR digunakan secara analitik untuk menghitung tampang lintang

"self-shielded" khususnya pacta daerah resonansi yang tak terpisahkan. Modul

THERMR digunakan untuk menghitung hamburan neutron pacta energi termal,

khususnya pada Bomar MT 221 hingga 250 pactaFILE 3 clan6 di ENDF.

Sedangkan modul GROUPR digunakan untuk membangkitkan tampang lintang

multikelompok dengan menggunakan metode Bondarenko clanclan "transfer matrices"

untuk neutron, foton daBpartikel bermuatan.

WIMSR merupakan modul terakhir untuk mengkonversi ke dalam format

WIMS.LIB. Pustaka WIMS.LIB orisinil mempunyai 69 grup energi yang dibagi

328

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi don Keselamalan PLTN Serlo Fasi!ilas NuklirJakarla, 20 Agllsllls 2003 ISSN: 0854 -2910

menjadi 3 kelompok lagi yaitu: 14 grup cepat (fast), 13 grup "resonansi" daD 42 grup

terma!. Prosedur kerja dari modul-modul yang acta di dalam program NJOY

ditunjukkan pactaGambar 1. Sedangkan modul kerja lainnya tidak diperguanakan dalam

proses pengolahan data nuklir untuk penambahan/penggantian pustaka data WIMS/D

(WIMS.LIB).

ENDF/B PENDF GENDF

PROGRAM UTAMA NJOY

Sumber datanuklir

ENDF/B. ]ENDl

MODER RECONRBROADRVNRESRHEATR

THERMRGROUPRGAMINRERROR

FO~MATPUSTAKA

MODERDTFR

CCCCRMATXSR

COVRACER

WIMSRPOWRPLOTR

Gambar 1. Struktur Dasar NJOY

Sedangkan untuk alur proses pengolahan data nuklir dari awal hingga terbentuknya

pustaka data nuklir untuk WIMS/D secara ringkas ditampilkan pacta Gambar 2. Dari

gambar tersebut terlihat bahwa proses perubahan pustaka data dari WIMSR (salah satu

modul NJOY) menjadi WIMS.LIB menggunakan program WILLIE (Wims Library

Utility).

Bentuk tampilan "header" dari WIMS.LIB (formatted) yang berisikan informasi

jumlah isotop, jumlah grup energi daD nomor identifikasi isotop ditampilkan pactaGambar 3 di bawah.

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi don Keselall1atanPLTN Serlo Fasi/itas NuklirJakarta, 20 Agl/stl/s 2003 ISSN.. 0854 - 29 J 0

File Data Nuklir Terevaluasi

ENDF,JENDL dU.

MODERRECONRBROADRUNRESRTHERMRGROUPRWIMSR

WILLIE(WIMSLIBRARYUTILITY)

WILLIE - WIMS LIBRAY UTILITY:=============================

BIFO - Binary to formatted conversionFOBI - Formatted to binary conversionCOpy - Extractnuclidedata from libraryCOPl - Extract Pl matrix from libraryINCL - Insert new data into libraryNEWL - Make a starter file for a new libraryDELM - Delete a materialfrom the librarySMTR - Transport-correct scattering matrixCHCK - Check library integrityINCB - .inactive INCBCOMP - Compare two x-sect data setsPTAB - Tabulate data for plottingMIXM - Mix x-sect to me-kga new materialRTAB - inactiveRTABRECA - inactiva RECAEND - Finish all processing.

Enter the selected option:

Gambar 2. Langkah proses pengolahan data nuklir hingga mcnjadi WIMS-lib

330

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi don Kese/amatan PLTN Serlo Fasi/itas NuklirJakarta.20Agllstus2003 .

102 (2::isotop)42 (2::terma1)

20016002

41010

142958

17610110813]143148152157

2232235239

124019993000

69 (2::En. grup) 27 (2::fiss.spec) 14 (2::fast)

15 (2::fiss.nuc) 36 (2::fiss. prodct)4001 9001 40027002 8002 9002

6 7 911 1011 1216 19 2352 55 5663 91 112

178 83 951103 103 105

109 113 115133 134 135145 147 1147

1148 149 150153 154 155902 207 232233 9233 1233236 238 1238

1239 2239 3239241 242 1000121 123 1063

3200

ISSN.. 0854 - 2910

13 (2::reson.)

50023

101212

271056

16499

1105127

11352147

15111551232234

2238240

2000167

... number of group boundary in eV, number of common fission spect.

... burnup data.

... cross-section data d11.

Gambar 3. Contoh Header dari WIMS-lib (formatted)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari pengolahan data yang dilakukan dengan program NJOY97 versi 62,

diperoleh beberapa informasi mengenai data tampang lintang yang akan digunakan

dalam pustaka data nuklir WIMS/D.Informasidata tampanglintangkelompok(grup)

untuk isotop ,HI tersebut diantaranya adalah data tampang lintang serapan (absorbtion),

hamburan (scattering), transport clantotal yang ditunjukkan dalam Tabel I, Tabel 3,Tabel 5 daDTabel 7.

331

-- ~~_.~-~

Prosidillg Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamalall PLTN Serta Fasilitas NlIklirJakarta. 20 Agllstlls 2003 ISSN.. 0854 -29I 0

Tabeli. Tampang lintang serapan H-l (293 K) dg. perbc~:.anyang bcsar

Sedangkan perbedaan yang agak signifikan (dalam %) tampang lintang terhadap

file data ENDF/B-VI untuk masing masing data tampang lintang serapan, hamburan,

transport clantampang lintang total disajikan dalam Tabel 2, Tabel 4, Tabel 6 clanTabel

8. Dari label-label tersebut tidak tampak tampang lintang fisi clan uu fisi (v), karena

memang isotop (HI bukan isotop yang dapat belah (fissionable).

332

Hi. Energy Lo Energy I; WIMS-IamaWIMS- WIMS-

Grup JENDL-3.2 ENDF/D-VI(eV) (eV) (barn) (barn) (barn)

I 1.000E+7 6.065E+6 2.2352e-7 3.4828e-5 3.4828e-52 6.065E+6 3.679E+6 2.6822e-7 3.6234e-5 3.6234e-53 3.679E+6 2.23 IE+6 6.5565e-7 3.5330e-5 3.5330e-54 2.231E+6 1.353E+6 6.8545e-7 3.4323e-5 3.4323e-55 1.353E+6 8.2IOE+5 1.370ge-6 3.4523e-5 3.4523e-56 8.210E+5 5.000E+5 1.490Ie-6 3.621ge-5 3.62 Ige-57 5.000E+5 3.025E+5 ] .370ge-6 4.28]4e-5 4.28] 7e-58 3.025E+5 ] .830E+5 2.9802e-6 5.6404e-5 5.6394e-59 1.830E+5 J.J ]OE+5 3.337ge-6 8.2085e-5 8.2072e-510 1.] ]OE+5 6.734E+4 3.8]47e-6 ].] 982e-4 1.1982e-4II 6.734E+4 4.085E+4 3.6955e-6 I.7093e-4 1.7093e-412 4.085E+4 2.478E+4 4.7684e-6 2.3930e-4 2.3930e-413 2.478E+4 1.503E+4 7.6294e-6 3.3243e-4 3.3243e-414 I.503E+4 9.118E+3 5.9605e-6 4.5237e-4 4.5237e-415 9.II8E+3 5.530E+3 5.0068e-6 6.0705e-4 6.0726e-416 5.530E+3 3.519E+3 6.198ge-6 7.9150e-4 7.9150e-417 3.5I9E+3 2.239E+3 5.2953e-4 1.0057e-3 1.0057e-3

Tabcl 2. Pcrbcdaan (%) tampang lintang serapan H-1 grup 1 - 17 terhadapENDF/B-VI

Grup.a.u. WIMS-JENDL-3.2-"

'%"i'e e1 1.000E+7 6.065E+6 -99.3582 0.00002 6.065E+6 3.679E+6 -99.2597 1.379ge-43 3.679E+6 2.23IE+6 -98.]442 -2.5474e-44 2.231E+6 1.353E+6 -98.0030 -2.0394e-45 ] .353E+6 8.210E+5 -96.0290 -2.8966e-56 8.210E+5 5.000E+5 -95.8858 0.00007 5.000E+5 3.025E+5 -96.7982 -7.1700_e-38 3.025E+5 1.830E+5 -94.7153 0.01719 ] .830E+5 J.J 10E+5 -95.9330 0.015610 1.1]OE+5 6.734E+4 -96.8164 1.669]e-4]] 6.734E+4 4.085E+4 -97.8380 0.0000]2 4.085E+4 2.478E+4 -98.0074 0.0000]3 2.478E+4 1.503E+4 -97.7050 0.000014 1.503E+4 9.1 18E+3 -98.6824 0.000015 9.1]8E+3 5.530E+3 -99.1755 -0.035216 5.530E+3 3.5] 9E+3 -99.2]68 0.000017 3.519E+3 2.239E+3 -47.3483 -5.269ge-3

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Tekn%gi dan Kese/al1latanPL7N Serlo Fasilitas NuklirJakarta, 20 Agustus 2003 ISSN.. 0854 -2910

Dari label-label tersebut tampak bahwa perbedaan antara data tampang lintang

yang digunakan pada pustaka WIMS/D periode awal sudah tidak sebaik yang diperoleh

daTi file data nuklir hasil evaluasi terbaru (JENDL-3.2 maupun ENDF/B-VI). Untuk

tampang lintang serapan perbedaan antara pustaka WIMS-Iama dengan JENDL-3.2

maupun ENDFIB-VI untuk kelompok energi tinggi (fast) yaitu grup 1 hingga grup 17

rata-rata perbedaannya sangat signifikan sekitar 95-96%. Begitu juga terjadi untuk

tampang lintang transport perbedaannya hingga 88% pada grup 1-20 pertama clan

tampang lintang total perbedaannya relatif kecil yaitu hingga 23% terjadi pada energi

sekitar 5 keV (grup 7). Perbedaan yang relatif besar untuk tampang lintang serapan,

transport clan total di alas antara JENDL-3.2, ENDFIB-VI dengan WIMS-Iama

dikarenakan tampang lintang yang dipakai pada WIMS-Iama adalah produk data nuklir

yang lama (file ENDF/B-IV atau file ENDF/B-V). Untuk tampang lintang hamburan,

IHI perbedaannya tidak terlalu signifikan (di bawah 10%).

Untuk file data nuklir isotop IH1baik untuk tampang lintang serapan, hamburan,

transport maupun tampang lintang total antara file data JENDL-3.2 clan ENDF/B-VI

tidak terlihat perbedaan yang signifikan (di bawah 1%). Bahkan untuk tampang lintang

hamburan IH1tidak terjadi perbedaan, sepertLterlihat pada Tabel4.

Secara grafis label-label tersebut di alas (Tabel 1 hingga Tabel 8), perbedaan

antara tampang lintang IHI untuk tampang lintang serapan, hamburan, transport maupun

tampang lintang total diperlihatkan pada Gambar 3 hingga Gambar 6. Dari gambar-

gambar tersebut terlihat jelas perbedaan antara file data nuklir yang diadopsi untuk

pustaka WIMS/D-Iama, dengan file JENDL-3.2 clan ENDF/B-VI serta perbedaannya

(dalam %) diantara file data nuklir yang terdapat pada WIMS.LIB dengan WIMS-Iama,

JENDL-3.2 maupun ENDF/B-VI.

111

-' ~ ~- - ~--

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas NllkiirJakarta. 20 AglIStlls2003 ISSN.. 0854 -2910

Tabcl3. T~pang lintang hamburan In! (293 K) dcngan pcrbcdaan bcsar.'L' E " " WIMS..;

Hi. EnerliV f 0., nergy WIMS-JEl'IDD/ '",' 17'" " 32(b

"')

ENDF~-VIY,L" "", . ", arn"'

,

',, (C

,

"',

',,,,

',,

',

',

",

!,

',

',

',

',

"",

'

,

" '.. barnv' .11'/;1)6.:""", ' '

0.0670 36.3286 37.0122 37.01220.0580 37.0533 39.0535 39.05350.0500 38.2772 41.2587 41.25870.0420 40.5872 43.7373 43.73730.0350 43.9018 46.6500 46.65000.0300 47.4841 49.6203 49.62030.0250 50.7451 52.5815 52.58150.0200 54.9147 56.0076 56.00760.0150 59.6797 60.1624 60.16240.0100 65.4104 65.4851 65.4851

5.0000e-3 74.0648 73.0741 73.07410.0000 95.0355 92.4459 92.4459

585960616263646566676869

0.08000.06700.05800.05000.04200.03500.03000.02500.02000.01500.0100

5.0000e-3

Tabel4. Perbedaan (%) taIt1P~ngl!ntangltamburanJH1 grup58---69_t~!ha~~l!ENDF/B-VI

334

Hi. Energy Lo. Energy];" '.AJ WIMS-Iama I WIMS-JENDD3.2Grup

(eV) (eV)" ";c (%) ('Yo)58 0.0800 0.0670 -1.8470 0.000059 0.0670 0.0580 -5.1217 0.000060 0.0580 0.0500 -7.2264 0.000061 0.0500 0.0420 -7.2022 0.000062 0.0420 0.0350 -5.8910 0.000063 0.0350 0.0300

--4.3052 0.0000

64 0.0300 0.0250 -3.4926 0.000065 0.0250 0.0200 -1.9514 0.000066 0.0200 0.0150 -0.8024 0.000067 0.0150 0.0100 -0.] 141 0.000068 0.0100 5.0000e-3 ] .3557 0.000069 5.0000e-3 0.0000 2.8012 0.0000

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi don Keselamatan PLTN Serlo Fasilitas NlIklirJakarta, 20 Agllstlls 2003 ISSN : 0854 -2910

TabelS. Tampang lintang Tran~port ]H1 (293 K) dengan perbedaan besar.

Tabe1 6. Perbedaan (%) tam pang lintang Transport IH1 grup 1-20 terhadap ENDF/B-VI

335

-- .

Hi. Energy Lo. Energy WIMS-lama WIMS-JEND L-WIMS-

Grup ENDF/B-(eV) (eV) (barn) 3.2 (barn) VI (barn)

1 1.000E+7 6.065E+6 1.0656 1.0887 1.08202 6.065E+6 3.679E+6 1.1064 1.3327 1.32623 3.679E+6 2.231E+6 1.3209 1.6938 1.69214 2.231E+6 1.353E+6 1.6357 1.6438 1.64385 1.353E+6 8.210E+5 2.1208 1.4070 1.40286 8.210E+5 5.000E+5 2.6778 1.9606 1.95567 5.000E+5 3.025E+5 3.5906 1.4641 1.47368 3.025£+5 1.830E+5 4.3146 2.2709 2.28529 1.830E+5 1.110E+5 5.2615 2.8663 2.919310 1.I10E+5 6.734E+4 6.2108 3.3400 3.340611 6.734E+4 4.085E+4 6.8508 3.7656 3.793412 4.085E+4 2.478E+4 7.1900 4.2452 4.256313 2.478E+4 1.503E+4 7.3038 4.7189 4.685014 1.503E+4 9.118E+3 7.2174 5.1436 5.115815 9.118E+3 5.530E+3 7.0727 5.5251 5.504416 5.530E+3 3.519E+3 6.9417 5.8209 5.809417 3.519E+3 2.239E+3 6.9292 5.9482 5.890018 2.239E+3 1.425E+3 6.9334 6.0836 619 1.425E+3 9.069E+2 6.8101 6.2909 6.309720 9.069E+2 3.673E+2 6.7095 6.4764 6.4774

Hi. Energy Lo.Ellergy<..

WIMS-Iama WIMS-JENDL-3.2Grup (eV) (eV) (%) (%)1 1.000E+7 6.065E+6 -1.5185 0.62132 6.065E+6 3.679E+6 -16.5760 0.49363 3.679E+6 2.231E+6 -21.9415 0.09904 I 2.231E+6 1.353E+6 -0.4943 -1.885ge-35 1.353E+6 8.210E+5 51.1862 0.30066 8.210E+5 5.000E+5 36.9293 0.25567 5.000E+5 3.025E+5 143.6615 -0.64418 3.025E+5 1.830E+5 88.8054 -0.62649 1.830E+5 1.110E+5 80.2312 -1.816110 1.11OE+5 6.734E+4 85.9213 -0.016711 6.734E+4 4.085E+4 80.6003 -0.731912 4.085E+4 2.478E+4 68.9278 -0.259913 2.478E+4 1.503E+4 55.8971 0.724714 1.503E+4 9.118E+3 41.0816 0.543315 9.118E+3 5.530E+3 28.4935 0.377516 5.530E+3 3.519E+3 19.4907 0.198417 3.519E+3 2.239E+3 17.6430 0.988018 2.239E+3 1.425E+3 14.5543 0.514819 1.425E+3 9.069E+2 7.9299 -0.297720 9.069E+2 3.673E+2 3.5837 -0.0154

~~ - ~-

Tabel 8. Perbedaan (%) tampaI!g lintang TotaltHt grup 1-20 terhadap ENDFIB-VI

336

ProsidingSeminarNasionalke-9 TeknologidunKeselamatallPLTNSerloFasi/itasNllkli,.Jakarta.20Aguslus2003 ISSN: 0854-2910

erbedaan besar.

Hi.E WIMS:JEND L-; WIJY1S-

(e 3.2 (bHfn) ,;ENDFIB-VI

barnI 1.000E+7 6.065E+6 2.2957 2.3353 2.32402 6.065E+6 3.679E+6 2.8388 3.0868 3.07663 3.679E+6 2.231E+6 3.6853 4.0917 4.09214 2.231E+6 1.353E+6 4.7747 4.8171 4.82315 1.353E+6 8.210E+5 6.2552 5.5674 5.56606 8.210E+5 5.000E+5 8.0500 7.3357 7.32847 5.000E+5 3.025E+5 10.5954 8.5379 8.55698 3.025E+5 1.830E+5 13.1423 11.1674 11.20369 1.830E+5 1.IIOE+5 16.1663 13.9246 14.051210 1.110E+5 6.734E+4 19.3735 16.6669 16.698911 6.734E+4 4.085E+4 22.0121 19.0602 19.150412 4.085E+4 2.478E+4 23.9672 21.1540 21.220813 2.478E+4 1.503E+4 25.2960 22.8639 22.829614 1.503E+4 9.1 18E+3 25.9719 24.1255 24.078415 9.118E+3 5.530E+3 26.2681 25.0665 25.023916 5.530E+3 3.519E+3 26.4118 25.6981 25.670017 3.519E+3 2.239E+3 26.6639 26.0385 25.901318 2.239E+3 1.425E+3 26.9008 26.3087 26.209019 1.425E+3 9.069E+2 26.8086 26.6037 26.609520 9.069E+2 3.673E+2 26.7073 26.8651 26.8504

GrupHi. Energy" t.o)Eritgy' 'i; ,;;v i>WIMS-Iama WIMS-JENDL-3.2

(eV) (eV) ;'(%) (%)

1 1.000E+7 6.065E+6 -1.2164 0.48872 6.065E+6 3.679E+6 -7.7286 0.33233 3.679E+6 2.23IE+6 -9.9391 -9.2374e-34 2.231E+6 1.353E+6 -1.0036 -0.12575 1.353E+6 8.2IOE+5 12.3814 0.02546 8.210E+5 5.000E+5 9.8467 0.09947 5.000E+5 3.025E+5 23.8235 -0.22218 3.025E+5 1.830E+5 17.3037 -0.3232.

9 1.830E+5 1.110E+5 15.0531 -0.901010 1.110E+5 6.734E+4 16.0167 -0.1919II 6.734E+4 4.085E+4 14.9436 -0.471012 4.085E+4 2.478E+4 12.9424 -0.314813 2.478E+4 1.503E+4 10.8038 0.150514 1.503E+4 9.118E+3 7.8638 0.195715 9.118E+3 5.530E+3 4.9722 0.170416 5.530E+3 3.519E+3 2.8899 0.109717 3.519E+3 2.239E+3 2.9443 0.529918 2.239E+3 1.425E+3 2.6395 0.380419 1.425E+3 9.069E+2 0.7482 -0.021620 9.069E+2 3.673E+2 -0.5331 0.0548

c:u 1e+OIII- 1e-1

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dun Ke~'elamalan PLTN Serta Fasililas NukJirkkarta, 20 Agustus 2003

C>

~ 18-2c:::; 18-3C>c 1 e-4..Q,E 1e-5..I- 1e-6 -

ISSN : 0854 -2910

H1- TAMPANG LlNTANG SERAPAN (293 K) 69 Grup

~-- ,.~ --- ~-~'~"' ,--,",

- WIMS-Lama- WIMS.JENDL.3,2- WIMS.ENDF/B6

1e+0

18.1

18-2

18.3

18-6

18-720

0

.20

-40

.60

-80

-100

"j- .120

1e+7

Gambar 3. Tampallg lintang serapall .H1 (293K) dan perbedaallnya alltara pustakaWIMS-lama dengan file JENDL-3.2 dan ENDF/B-VI

100

c:...ns.c

01c:

~ 10

01c:nsCo

E13

14 -

2

~ 0-c:ns.g -2CI>

.cQ; _4c. '.

-6 .

-8 r1e-3

~'d'_'{ ::::

100

10

14

2

0

-2

-4

-6

% Perbedaan thd EN DF/B6

1e+7

Gambar 4. Tampallg lilltallg hamburan .H1 (293K) daD perbedaannya antara pustakaWIMS-Iama dengan file JENDL-3.2 clan ENDF/B-VI

- WIMS.lama(86)- WIMS.JENDL.3,2

18-2,'"'11e+0 18+61e-1 18+1 18+2

Energl (eV)

18+3 18+4 18+6

H1- TAMPANG LlNTANG HAMBURAN (293 K) 69 Grup

L ,...',""'",

'. ..""~,~..., ,--~

""" WIMS-Iama (86)WIMS-JENDL-3.2WIMS-ENDF-B6

---~. .

-~-'!'1-

% Perbedaan thd ENDF/B6: "";"':j.,

~, .

..:"

'.. ., ". ".. , , ' , . "

WIMS-Iama (86)WIMS-JENDL-3.2

, """I '" ""'I ".. "", "" "", ..,~ -8"""', " ""'I

1e+1 1e+2 1e+3 1e+4 1e+5 1e+6

Energi (eV)

..,.."..,

1e-720

0::

.20c.... -40'C..

.60-e..Il. .80

-100

-120 ,1e.3

"" , "",I

'" "1

1e-2 1e-1 1e+0

~ - ~ -

Prosiding Seminar Nasiollal ke-9 Tekllologi dan Keselamatall PLTN Serta Fasili/as NuklirJakarta. 20 Agllstlls 2003

"§"100..J:j

'"c~c::::i 10'"c..a.E......

1160140

- 120:: 100

:; 80

;; 60

;; 40:;; 20a.. 0

.20

.40

c:; 100~'"c2c

en 10c..CoE......

- 20;!.-; 15~ 10"0;; 5:;;a.. 0

.5 -:

.10

-151e-3

ISSN: 0854 - 2910

H1. TAM PANG LlNTANG TRANSPORT (293 K) 69 Grup

~!::'.\"~

-'\.~~-~.

~~t-

100

WIMS-Iama (86)~. WIMS-JENDL3.2

WIMS.ENDFtB6

10

-"~~~~':':':

u-L-.1160140120100806040200

-20-40

WIMS-lama(86)-. WIMS-JENDL.3.2

% F'erbedaan thd ENDFIB6

: . : . : . :.. .. . . .. .

.., .. ..~ "..."

....... ,-,-,-",.....

~""""""""'I .., ,,' .. , , " ..,.., ".. .., , .. " .. I'"'I

10-3 1e.1 1e+2

Enorgl (eV)

1e+6 10+71e+3 10+4 10+51e+0 1e+11e-2

Gambar 5. Tampang lintang transport IH1 (293K) daD perbcdaannya antara pustakaWIMS-Iama dengan file JENDL-3.2 dan ENDF/B- VI

3d

25

H1- TAMPANG LlNTANG TOTAL (293 K) 69 Grup'

I!

l , , WIMS-Iama

(m6 )

"""'c 10 0.~- _. WIMS-JENDL3,2

~ ~__~~~MSENDF'B'

f

10

L'L'-i...:C':'l .

'L 1~- 130

25% Perbedaan thd ENDF/B6., WIMS-Iama (86)WIMS-JENDL3,2

:~ 20

:. 15. ..." 10...

.. ""~""""""""""""'-"""":"'~~

~J'r::: . -5

" . . .": ,: -10

, ,.." '" "" ..", ~~~~..,'" .. ..", ",.. -15

1e~ 1e+0 1e+1 1e+2 1e+3 1e+4 1e+5 1e+6 10+7

Energl (eV)

1c-2

Gambar 6. Tampang lintang transport IH1 (293 K) daD pcrbcdaallnya antara pustalmWIMS-Iama dengan file JENDL-3.2 daD ENDF/B-VI

338

Prosiding Seminar Nasiona/ ke-9 Tekn%gi dan Kese/amatan PLTN Serta Fasilitas NuklirJakarta. 20 Aglistus 2003 ISSN: 0854 -2910

KESIMPULAN

0 Untuk studi awal dengan kasus isotop IH1diperoleh beberapa informasi renting:. Perbedaan terhadap pustaka/library WIMS-Iama dengan file ENDF/B-VI

untuk tampang lintang serapan (absorption) terjadi secara signifikan (hampir100%) pad a neutron cepat (energi tinggi) yaitu pacta grup 1 - 17 (energi mulai3 keV hingga 20 MeV).. Sedangkan untuk tampang lintang hamburan (scattering) perbedaan pustakaWIMS-Iama dengan ENDF/B-VI kurang daTi10%.. Untuk tampang lintang transport terjadi perbedaan dengan pustaka WIMS-lama dengan ENDFIB-VI pactaenergi 1 keY - 1 MeV (tertinggi pactaenergi500 keY yaitu 143%)

. Untuk tampang lintang total perbedaan terbesar terjadi pacta energi 500 keY(23%).

. Perbedaan tampang lintang antara JENDL-3.2 dengan ENDF/B-VI untuktam pang lintang serapan, hamburan, transport clan total hanya kccil sekali(kurang daTi 1 %)

0 Adanya perbedaan-perbedaan dalam putaka tampang lintang tersebut tentu sajaakan mempengaruhi keakuratan/ketepatan dalam perhitungan dengan WIMSD/4.

DAFTAR rUST AKA

[1]. ORNL. NJOY 91.91 A Code System for Producing Pointwise and MultigroupNeu/ron and Ph%n Cross-sections from ENDF/B Evaluated Nuclear Da/a,LANL, Contribution to RSIC Peripheral Shielding Routine Collection, PSR-171,1994

[2]. CULLEN, D.E, CRC Handbook of Nuclear Reactor Calculations: Nuclear Cross-see/ion Preparation, Vol. I, pp. 13-131, CRC, 1989.

[3]. CULLEN, D.E., R. MURANAKA, J. SCHMIDT (EDS), Reactor PhysicsCalculations for Applications in Nuclear Technology, World Scientific, Singapore,1991.

[4]. KULIKOWSKA, T., "Lattice Cell Calculation, Slowing Down Theory andComputer Code WIMS; VVR Type Reactor", Workshop on Reactor PhysicsCalculations for Applications in Nuclear Technology, 12 Feb. - 16 Maret 1990,ICTP, Trieste, ITALY.

[5]. DUDERSTADT, J. J., AND L. J. HAMILTON, Nuclear Reactor Analysis, JohnWiley & Sons, New York, 1976.

339

Prosiding Seminar Nasional ke-9 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas NllklirJakarta. 20 AgllStliS2003 ISSN: 0854-2910

DISKUSI:

PERT ANYAAN : (Bodi Rohman - BAPETEN)

1. kira-kira seberapa signifikan data hasil olahan WIMS/D-4 dengan bahan

pustaka JENDL atau ENDF akan berbeda dalam penerapannya dalam

perhitungan neutronik?

2. Apakah untuk unsur yang telah diteliti secara intensif (mis U-235) ada

perbedaannya pada sistem library dengan file data JENDL IENDF?

JA WABAN : (Suwoto - P2SRM BA TAN)

1. Semua hasil kajian tersebut jelas sangat tergantung dari masing-masing

unsur/nuklida yang diteliti, baik dengan JENDL maupun dengan ENDF

Sebagai misal dalam makalah ini adalah nuklida ringan seperti HI (293K)

diperoleh hasil yang berbeda antara JENDL-3.2 don ENDF/NB-VI baik

untuk tampang lintang serapan, hamburan, maupun tampang lintang

transport. Dengan perbedaan data tampang lintang tersebut akan sangat

mempengaruhi hasil perhitungap neutronik nantinya.

2. Untuk unsur U-235 belum dilakukan penelitian. Tetapipenulis yakin bahwa

hila sumber data yang diambil adalah beda, maka akan menghasilkan

perhitungan yang berbedapula.

0

340