ISSN 2302-8491 Jurnal Fisika Unand Vol. 5, No. 1, Januari 2016 28 Analisis Neutronik pada Gas Cooled Fast Reactor (GCFR) dengan Variasi Bahan Pendingin (He, CO 2 , N 2 ) Riska*, Dian Fitriyani, Feriska Handayani Irka Jurusan Fisika Universitas Andalas *riska_fya@yahoo.com ABSTRAK Telah dilakukan analisis perhitungan neutronik pada gas cooled fast reactor (GCFR) menggunakan program SRAC yang dikembangkan oleh JAERI. Parameter neutronik pada GCFR yang diamati adalah nilai faktor multiplikasi (k eff ) dan burn up level pada teras reaktor. Analisis neutronik dilakukan untuk tiga variasi bahan pendingin, yaitu: helium, karbon dioksida dan nitrogen. Pada reaktor diterapkan strategi shuffling, yang bertujuan agar reaktor dapat beroperasi menggunakan uranium alam. Langkah pertama yang dilakukan adalah menetapkan spesifikasi umum reaktor, menentukan nilai densitas dan variasi fraksi volume yang akan digunakan pada program. Selanjutnya, dilakukan perhitungan power level pada bagian sel. Hasil perhitungan akan dihomogenisasi dan dicolapsing berdasarkan grup yang telah ditentukan. Kemudian hasil ini digunakan pada perhitungan teras untuk mendapatkan faktor multiplikasi dan power density. Proses ini terus berulang sampai didapatkan power level yang homogen dengan error ≤ 10 -6 . Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa pendingin karbon dioksida dengan fraksi coolant 25% mempunyai nilai faktor multiplikasi (k eff ) dan burn up level yang paling optimal. Kata kunci: analisis neutronik, bahan pendingin, GCFR, karbon dioksida. ABSTRACT A simulation of neutronic analysis on gas cooled fast reactor (GCFR) by using SRAC program developed by JAERI has been done. Neutronic parameters on GCFR investigated were multiplication factors (k eff ) and burn up level in reactor core. Neutronic analysis were conducted for three variations of coolant, respectively: helium, carbon dioxide and nitrogen. This reactor uses shuffling strategy, so that reactor can operate with natural uranium. Firstly, general specification of reactor is set, determine the value of density and variation of the volume fraction that will be used in the program. Then has been, calculating of power level in cells. The result will be homogenized and colapsing based on a group that determined. The results used for core calculation to get multiplication factors and power density. This process repeat until the power level homogen with error less than 10 -6 . The result of simulation show that carbon dioxide with 25% coolant fraction has optimal multiplication factors (k eff ) and burn up level. Keywords: neutonic analysis, coolant, GCFR, carbon dioxide. I. PENDAHULUAN Energi nuklir merupakan salah satu solusi alternatif dalam menghasilkan energi yang sedang dikembangkan saat ini. Energi nuklir menghasilkan energi yang besar, dengan keuntungan lainnya yaitu: tidak menimbulkan polusi dan ekonomis. Energi nuklir dihasilkan dari pembelahan inti berat menjadi inti ringan diikuti dengan pelepasan energi yang dapat terjadi secara berantai. Energi nuklir hasil pembelahan inti perlu dikendalikan dalam suatu tempat yang disebut reaktor nuklir. Berdasarkan spektrum neutronnya reaktor nuklir dibedakan menjadi reaktor termal (thermal reactor) dan reaktor cepat (fast reactor). Reaktor termal menggunakan neutron termal pada proses reaksinya. Pada reaktor termal diperlukan sebuah moderator untuk memperlambat neutron yang dihasilkan dari proses fisi untuk melakukan fisi selanjutnya. Reaktor cepat merupakan reaktor yang menggunakan neutron cepat untuk proses fisinya. Reaktor ini tidak memerlukan moderator sehingga neutron cepat langsung digunakan untuk proses berikutnya. Pada reaktor cepat neutron memiliki energi (1-2) MeV, yang mampu mengubah bahan fertil menjadi bahan fisil (Duderstadt, 1976). Pada reaktor nuklir, energi yang dihasilkan berupa panas atau kalor. Oleh karena itu reaktor membutuhkan bahan pendingin yang bersifat mampu menyerap panas dengan baik, daya serap terhadap neutron rendah, stabil dalam lingkungan radiasi dan suhu tinggi. Pendingin ini dimanfaatkan untuk menyalurkan panas yang dihasilkan pada saat reaksi fisi berantai terjadi. Pemakaian bahan pendingin harus berdasarkan pada syarat ideal dari karakteristik pendingin.