## ANALISIS FAKTOR PUNCAK DAYA TERAS RSG-GAS BERBAHAN BAKAR
U 3 Si 2
Jati Susilo, Endiah Pudjihastuti -Al 4,8 gU/cc DENGAN KAWAT KADMIUM
Pusat Teknologi Reaktor Dan Keselamatan Nuklir
Diterima editor 02 September 2010 Disetujui untuk dipublikasi 23 September 2010

## ABASTRAK
ANALISIS FAKTOR PUNCAK DAYA TERAS RSG-GAS BERBAHAN BAKAR U 3 SI 2 -AL 4,8 gU/cc  DENGAN KAWAT KADMIUM . Untuk meningkatkan kinerja teras RSG-GAS, maka telah  dilakukan  penelitian  tentang  penggunaan  bahan  bakar  U 3 Si 2 -Al  kerapatan  4,8  gU/cc. Penggunaan bahan  bakar  tersebut  dapat  meningkatkan  panjang  siklus  operasi  dari  20  menjadi  49 hari.  Sehingga  reaktor  beroperasi  lebih  efisien.  Selain  itu  juga  akan  menaikkan  reaktivitas  lebih teras  yang  berakibat  pada  nilai  reaktivitas  batang  kendali  saat one  stuck  rod menjadi  positif.  Hal tersebut dapat diantisipasi dengan cara penambahan kawat kadmium pada kedua sisi tiap-tiap pelat bahan  bakar.  Untuk  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U 3 Si 2 -Al  kerapatan  4,8  gU/cc  maka diperlukan  kawat  kadmium  dengan  minimal  diameter  0,7  mm.  Selain reaktivitas  lebih,  parameter neutronik  lainnya  yang  perlu  diketahui  dalam  mendesain  suatu  teras  agar  tidak  terjadi  kerusakan bahan  bakar  adalah  nilai  faktor  puncak  daya  ( power  peaking  faktor ppf).  Untuk  itu,  dalam penelitian ini dilakukan perhitungan distribusi faktor daya teras RSG-GAS berbahan bakar U 3 Si 2 - Al  kerapatan  4,8  gU/cc  dengan  kawat  kadmium.  Perhitungan  tersebut  dilakukan  dengan  paket program  SRAC  modul  CITATION.  Hasil  perhitungan  menunjukkan  bahwa  teras  RSG-GAS berbahan  bakar  U 3 Si 2 -Al kerapatan  4,8  gU/cc  dengan  kawat  kadmium  mempunyai  ppf  sebesar 1,2225 yang sedikit lebih besar dibandingkan dengan ppf teras RSG-GAS berbahan bakar U 3 Si 2 -Al kerapatan  2,96  gU/cc  (1,1642).  Dari analisis  hasil perhitungan  dapat disimpulkan bahwa  nilai  ppf untuk    teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U 3 Si 2 -Al kerapatan  4,8  gU/cc  dengan  kawat  kadmium masih dibawah nilai batas  dalam LAK RSG-GAS.
Kata Kunci : faktor puncak daya, kawat kadmium, SRAC
ABSTRACT ANALYSIS  OF  POWER  PEAKING  FACTOR  FOR  RSG-GAS  CORE  USING  U3SI2-AL  4,8 GU/CC  DENSITY  FUEL  WITH  CADMIUM Wire.  To  upgrade  the  ability  of  RSG-GAS  core, research  about  utilization  of  U 3 Si 2 -Al  fuel  with  4.8  gU/cc  density  has  been  done.  The  using  of U 3 Si 2 -Al  fuel  with  4.8  gU/cc  density  in  the  RSG-GAS  core  could  increase  the operation  cycle length from 20 to 29 days. To the reactor can be operated more efficiently. In another side, the effect of high density fuel is the value of control rod reactivity in the one stuck rod condition to be positive caused by increasing core excess reactivity. Those problem has been solved by added cadmium wire at two each side of all the fuel plate. For the RSG-GAS core U 3 Si 2 -Al fueled with 4.8 gU/cc density need  cadmium  wire  with  minimum  diameter  about  0.7  mm.  Beside  excess  reactivity,  another neutronic parameter that important to observed in the core design in order the fuel damage cannot happen is value of power peaking factor (ppf). Therefore, in this research, the calculation of power factor distribution for RSG-GAS core U 3 Si 2 -Al fuel 4,8 gU/cc density with Cd wire has been done by using CITATION module of SRAC code. Calculation result show that the RSG-GAS core U 3 Si 2 - Al  fuel  4.8  gU/cc  density  with  added  cadmium  wire  at  the  each  side  of  fuel  plate  have  ppf  about 1.2225 .Those value only a little bigger compared with ppf for current RSG-GAS core fueled U 3 Si 2 - Al  with  2,96  gU/cc  density,  that  is  1.1642.  From  the  analysis  of  calculation  result  can  concluded that the value of ppf for the RSG-GAS core U 3 Si 2 -Al fuel 4.8 gU/cc density with added by cadmium wire was still lower than maximum margin value at the design data in the SAR of the RSG-GAS.
Key words ; power peaking factor, cadmium wire, SRAC

## PENDAHULUAN
Untuk  meningkatkan  kinerja  teras  RSG-GAS,  maka  telah  dilakukan  penelitian tentang  penggunaan  bahan  bakar  uranium  silisida  (U 3 Si 2 -Al)  kerapatan  4,8  gU/cc.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  dengan  menggunakan  bahan bakar  U 3 Si 2 -Al  kerapatan  4,8 gU/cc pada teras RSG-GAS maka akan dapat memperpanjang lamanya siklus operasi reaktor dari  20  menjadi  49  hari[1-2]. Akan  tetapi  hal  tersebut  berdampak  pada  semakin  besarnya nilai  reaktivitas  lebih  teras  sehingga  berakibat  tidak  terpenuhinya  batasan  nilai  reaktivitas saat  kondisi  satu  batang  kendali  terbesar  gagal  masuk  atau  ` one  stuck  rod `  [3]. Untuk  itu penelitian  tentang  sistem  kendali  reaktivitas  pada  RSG-GAS  berbahan  bakar  U 3 Si 2 -Al kerapatan 4,8 gU/cc telah dilakukan dengan penambahan 2 batang kendali pengaman (BKP) yang  terbuat  dari  Ag-In-Cd [4]. Dari  penelitian  tersebut  teras  telah  memenuhi  parameter keselamatan  sesuai  dengan  LAK  RSG-GAS.  Selain  itu,  telah  dilakukan  perhitungan  untuk menurunkan reaktivitas lebih dengan cara penambahan kawat kadmium pada kedua sisi tiap- tiap pelat  bahan  bakar-nya [5]. Untuk teras  RSG-GAS  berbahan  bakar U 3 Si 2
Parameter  neutronik  lainnya  yang  berhubungan  dengan  keselamatan  reaktor  dalam mendesain  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U
-Al kerapatan 4,8  gU/cc,  maka  diperlukan  kawat  kadmium  dengan  diameter  minimal  sebesar  0,7  mm. Sehingga teras tersebut memenuhi syarat batas keselamatan yaitu reaktivitas saat kondisi satu batang kendali terbesar gagal masuk bernilai negatif ( Ud 0,5% ' k/k).
3 Si 2
Dalam makalah  ini dilakukan  perhitungan  ppf dengan  menggunakan  paket program SRAC[6] modul  CITATION  dalam  bentuk  geometri  3  dimensi.  Untuk  generasi  tampang lintang  bahan  bakar  dilakukan  perhitungan  dengan  menggunakan  paket  program  SRAC modul  PIJ.  Sedangkan  untuk  generasi  tampang  lintang  material  non  bahan  bakar  lainnya dilakukan perhitungan dengan menggunakan modul ANISN dan modul CITATION.
-Al  kerapatan  4,8  gU/cc  dengan  kawat kadmium adalah faktor puncak daya (ppf). Nilai ppf tersebut akan digunakan dalam analisis kanal  terpanas  pada  perhitungan  termohidraulika  yang  akan  menentukan  ketahanan  suatu bahan  bakar  terhadap  panas  yang  dihasilkannya  agar  tidak  terjadi  kerusakan  saat  reaktor dioperasikan.

## TEORI & METODOLOGI

## Distribusi Faktor Daya [7]
Faktor daya dapat didefinisikan sebagai rapat daya yang dihasilkan oleh suatu bahan bakar dibagi dengan rapat daya rata-rata yang dihasilkan oleh seluruh bahan bakar didalam teras reaktor. Faktor daya suatu bahan bakar Pi dapat ditentukan dengan,
``` ave ``` q q = P i i (1)
dengan q i ``` adalah rapat daya  yang ditimbulkan  oleh  bahan bakar i dalam satuan watt/cc,
sedangkan q ave ``` adalah rapat daya rata-rata yang dihasilkan  oleh  teras reaktor  juga dalam satuan Watt/cc. Rapat daya rata-rata dapat dirumuskan dengan,
¦ n = i i ave q N = q 1 ``` ``` 1
(2)
dengan, N = jumlah bahan bakar bakar didalam teras reaktor, n = bahan bakar ke-N
Sedangkan  faktor  puncak  daya  ( power  peaking  factor, ppf)  merupakan  faktor  daya tertinggi  yang  dihasilkan  oleh  suatu  bahan  bakar  didalam  teras  dan  dapat  didefinisikan sebagai  rapat  daya  maksimum q maks ``` dibagi  dengan  rapat  daya  rata-rata q ave ``` .  Faktor puncak daya ppf dapat ditentukan dengan,
``` ave ``` max q q = ppf (3)
Dalam penelitian ini dilakukan analisis faktor daya teras RSG-GAS secara radial dan aksial.  Untuk  memperoleh  karakteristik  distribusi  faktor  daya  teras  setimbang  RSG-GAS berbahan  bakar  U 3 Si 2 -Al  kerapatan  4,8  gU/cc  yang  telah  dipasang  kawat  kadmium,  maka dilakukan perbandingan dengan distribusi rapat daya teras RSG-GAS berbahan bakar U 3 Si 2 - Al  kerapatan  2,96  gU/cc.  Perhitungan  teras  tersebut  dilakukan  dalam  bentuk  geometri  3 dimensi menggunakan paket program SRAC modul CITATION. Sebagai salah satu inputan yaitu  pemodelan  kisi  sel  bahan  bakar,  elemen  bahan  bakar  standar  dan  elemen  kendali, material non bahan bakar lainnya dan teras reaktor yang akan dijelaskan sebagai berikut ini.

## Pemodelan Bahan Bakar Teras RSG-GAS
Elemen  bahan  bakar  RSG-GAS  yang  dihitung  tersusun  dari  21  pelat  bahan  bakar U 3 Si 2 -Al dengan pengayaan 19,75 wt% dan  kerapatan  uranium 4,8 gU/cc dengan nominal masa U-235 pada tiap elemen bahan bakar sebesar 400 g. Masing-masing pelat bahan bakar dipasangkan  pada  rak  bahan  bakar  dikedua  sisi-nya,  dengan  disela-sela  pelat  terdapat  air ringan  (H 2
Elemen kendali pada dasarnya sama dengan elemen  bahan bakar, hanya saja 3 pelat bahan  bakar  pada  kedua  sisi  terluar  dipindahkan  untuk  ruang  pergerakan  bilah  penyerap. Sehingga  elemen  kendali  hanya  mempunyai  15  pelat  bahan  bakar.  Sedangkan  bahan penyerap  pada  elemen  kendali  terbuat dari  AgInCd  dengan  perbandingan  berat 80%:15%:5%.  Pada  saat full-up batang  kendali,  maka  posisi  bahan  penyerap  tersebut digantikan  dengan  air  ringan  (H
O)  yang  berfungsi  selain  sebagai  moderator  juga  sebagai  pendingin.  Ukuran dimensi  penampang  satu  elemen  bahan  bakar  adalah  panjang  8,1  cm  dan  lebar  7,71  cm, dengan panjang rak sebelah kiri kanan bahan bakar adalah 8,05 cm dan lebar 0,45 cm.
2 O).  Panjang  bahan  penyerap,  tinggi  aktif  elemen  bahan bakar dan tinggi elemen kendali adalah 60 cm.
1 2 3 4
Keterangan ; 1. H2O, 2.Kelonsong, 3. Meat bahan bakar, 4. Rak bahan bakar
Gambar 1. Pemodelan kisi sel bahan bakar dengan side plate
kawat kadmium
2 3
Keterangan ; 1. H2O, 2.Kelonsong, 3. Meat bahan bakar,
Gambar 2. Pemodelan kisi sel bahan bakar tanpa side plate
Sebagai  persiapan  data  tampang  lintang  elemen  bahan  bakar  dan  elemen  kendali RSG-GAS, maka terlebih  dahulu dilakukan  perhitungan  kisi sel  bahan  bakar dengan  paket program SRAC modul PIJ. Pemodelan kisi sel bahan bakar dilakukan dalam 2 bentuk yaitu kisi  sel  1  dan  kisi  sel  2.  Kisi  sel  1  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  1,  terdiri  dari  meat U3Si2-Al  dengan  panjang  6,275  cm  dan  lebar  0,054  cm,  kelongsong  AlMg2  dengan ketebalan 0,038 cm dan panjang 7,15 cm, dan moderator dengan jarak celah sebesar 0,1275 cm, serta rak bahan bakar dengan panjang 0,45 cm dan lebar 0,385 cm. Untuk kisi sel yang menggunakan kawat kadmium, maka kawat kadmium tersebut dipasangkan pada kedua sisi tiap-tiap pelat bahan bakar seperti yang terlihat pada Gambar 1. Sedangkan kisi sel 2 seperti yang terlihat pada Gambar 2 terdiri dari meat U3Si2-Al, kelongsong AlMg2 dan moderator H2O, tanpa rak bahan bakar.
1 3 2 4
Keterangan ; 1. H2O, 2. Rak bahan bakar, 3. Kisi sel bahan bakar 1, 4.Kisi sel bahan bakar 2
Gambar 3. Pemodelan ¼ bagian elemen bahan bakar
1
1 2 3 4 5
Keterangan  ;  1.  H2O,  2.  Rak  bahan  bakar,  3.  Pengarah  batang  kendali,  4.  Bahan penyerap/H2O, 5. Kisi sel bahan bakar
Gambar 4. Pemodelan ¼ bagian elemen batang kendali
Perhitungan  tampang  lintang  makroskopik  elemen  bahan  bakar  dan  elemen  kendali juga dilakukan dengan paket program SRAC modul PIJ. Pemodelan elemen bahan bakar dan elemen  kendali  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  3  dan  4  dilakukan  dalam  geometri  2 dimensi dalam bentuk ¼ bagian. Model elemen bahan bakar tersusun dari air ringan (H2O), rak  bahan  bakar,  kisi  sel  1  dan  kisi  sel  2.  Sedangkan  model  elemen  kendali  terdiri  dari  air (H2O), rak bahan bakar, pengarah batang kendali, bahan penyerap atau air (H2O) dan kisi sel 1.
Tampang  lintang  makroskopik  material  non  bahan  bakar  diperoleh  dengan perhitungan teras ke-1  RSG-GAS  yang tersusun  dari 17 material dalam bentuk geometri 2 dimensi  dengan  menggunakan  paket  program  SRAC  modul  CITATION.[8]  Sedangkan perhitungan tampang lintang material top of fuel (TOF) dan bottom of fuel (BOF) dilakukan dengan modul ANISN bentuk geometri 1 dimensi.
Teras setimbang RSG-GAS terdiri dari 40 elemen  bahan bakar, 8 elemen  kendali, 4 posisi Iradiation  Potition  (IP), 4 posisi Central Iradiation Potition (CIP), elemen  beryllium dan reflektor.  Sedangkan model teras RSG-GAS arah sumbu Z atau arah vertikal dilakukan dengan  cara  membagi  teras  menjadi  3  bagian  yaitu  bagian  atas  bahan  bakar  sebanyak  10 mesh,  bagian  bawah  bahan  bakar  sebanyak  10  mesh  dan  daerah  bahan  bakar  atau  daerah teras aktif sebanyak 30 mesh dengan jarak 2 cm.

## Perhitungan Rapat Daya Dengan SRAC-CTATION
Perhitungan rapat daya radial dan aksial teras setimbang RSG-GAS dilakukan dengan menggunakan  paket  program  SRAC  modul  CITATION  dalam  bentuk  geometri  3  dimensi (X-Y-Z).  Data  distribusi  rapat  daya  yang  telah  diperoleh  diolah  menjadi  bentuk  distribusi faktor daya dan faktor puncak daya teras dengan menggunakan rumus (1) dan (3).
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  perhitungan rapat  daya  radial teras  setimbang  RSG- GAS berbahan bakar U3Si2-Al kerapatan 4,80 gU/cc dengan penambahan kawat kadmium pada  tiap-tiap  sisi  pelat  bahan  bakar.  Perhitungan  rapat  daya  radial  dilakukan  dengan
kedalaman batang kendali berturut-turut sebesar 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm dan  60  cm.  Sedangkan  perhitungan rapat  daya  aksial  selain  dilakukan  dengan  kondisi kedalaman batang kendali full-up dan full-down , juga dengan kedalaman batang kendali 20 cm, 30 cm dan 40 cm.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Distribusi Faktor Daya Radial
Gambar  5  menunjukkan  perubahan  distribusi  faktor  daya  akibat  perubahan  bahan bakar yang digunakan pada teras setimbang RSG-GAS berbahan bakar U3Si2-Al kerapatan 4,8 gU/cc pada kondisi full-up batang kendali. Baris ke-1 adalah nama elemen bahan bakar dan  elemen  kendali  dimana  pada  gambar  masing-masing  ditunjukkan  dengan  huruf  FEx.y dan CE x. Huruf x menunjukkan kelas fraksi bakar sedangkan huruf y menunjukkan urutan nomor  bahan  bakar.  Baris  ke-2    dan  baris  ke-3  menunjukkan  distribusi  nilai  faktor  daya dengan masing-masing berbahan bakar U3Si2-Al kerapatan 2,96 gU/cc dan 4,8 gU/cc yang telah dipasang kawat kadmium.
H Be FE1.4 0,9950 0,8506 FE2.2 1,0787 1,1027 FE5.3 0,8677 0,8537 FE4.5 0,9121 0,9779 FE5.2 1,0529 1,0655 FE1.5 0,9995 0,9629 Be G Be FE3.4 1,0032 1,0191
FE8.4
0,8942 0,8569 IP CE 7 1,0112 1,0006 FE7.4 0,9111 0,8596 FE6.5 0,8917 0,8610 Be F FE2.4 1,0594 0,9467 FE2.5 0,9080 0,8049 CE 3 1,0849 1,0689 FE6.3 1,0584 1,1040 FE8.3 1,0582 1,0746 CE 2 1,0730 1,0786 FE7.3 0,9881 1,0319 FE1.3 1,0042 0,9568 E FE3.1 0,9765 1,0534 CE 6 1,0461 1,0058 FE4.4 1,0888 1,1745 CIP CIP FE6.2 1,0930 1,2061 IP FE3.3 1,0517 1,0481 D FE5.5 0,8479 0,8494 IP FE8.1 0,8682 0,8476 CIP CIP FE4.2 0,9902 1,0193 CE 5 1,0531 1,0848 FE5.4 0,9189 0,9375 C FE2.3 1,1173 0,9710 FE7.1 0,8480 0,8433 CE 1 1,1642 1,2135 FE7.5 0,8480 0,8082 FE6.4 1,0729 1,1237 CE 4 1,0485 1,1297 FE3.2 1,0082 0,9289 FE1.2 1,0402 0,9844 B Be FE6.1 0,9402 0,9567 FE8.5 0,9195 0,7946 CE 8 1,0205 1,0302 IP FE8.2 0,9526 0,9309 FE4.1 1,0313 1,1962 Be A Be FE1.1 1,0551 1,0751 FE7.2 0,9918 0,9791 FE4.3 1,0592 1,1818 FE5.1 1,0724 1,2225 FE3.5 1,0170 0,9211 FE2.1 1,0072 1,0064 Be
10 9 8 7 6 5 4 3
Keterangan : Baris ke-1 = Nama bahan bakar,  Baris ke-2 = Teras RSG-GAS U3Si2-Al 2,96 gU/cc, Baris ke-3 = Teras RSG-GAS U3Si2-Al 4,8 gU/cc dengan kawat kadmium
Gambar 5. Perbandingan distribusi faktor daya radial teras RSG-GAS
Dari  gambar  tersebut  dapat  diketahui  perbedaan  distribusi  faktor  daya  dan  nilai  ppf teras RSG-GAS akibat perubahan bahan bakar dari U3Si2-Al kerapatan 2,96 gU/cc menjadi U3Si2-Al  kerapatan  4,8  gU/cc  yang  telah  dipasang  kawat  kadmium.  Perubahan  distribusi faktor  daya  tersebut  adalah  terjadinya  kenaikan  dan  penurunan  nilai  faktor  daya  pada  tiap bahan  bakar  akibat  perubahan  bahan  bakar  yang  digunakan  pada  teras  RSG-GAS.    Naik turunnya  nilai  faktor  daya  tersebut  tidak  terjadi  secara  spesifik  pada  posisi  tertentu, melainkan  terjadi  secara  acak  pada  seluruh  bahan  bakar.  Hal  tersebut  disebabkan  karena pemasangan  kawat  kadmium  dilakukan  pada  kedua  sisi  pelat  untuk  seluruh  bahan  bahan yang ada. Perubahan nilai faktor daya terendah terjadi dari 0,8479 pada bahan bakar FE5.5 posisi D-10 menjadi 0,7946  pada bahan bakar FE8.5 posisi B-8. Sedangkan nilai faktor daya ppf tertinggi terjadi perubahan dari 1,1642 pada bahan bakar CE 1 posisi C-8 menjadi 1,2225 pada bahan bakar FE5.1 posisi A-6. Perubahan nilai ppf tersebut hanya mengalami kenaikan sebesar  0,0583  (5,01%).  Nilai  ppf  tersebut  masih  memenuhi/dibawah  nilai  ppf  maksimum yang tercantum dalam LAK[8] (2,6).
Gambar  6  menunjukkan  perubahan  distribusi  faktor  daya  radial  akibat  perubahan posisi  kedalaman/insersi  batang  kendali  pada  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al kerapatan  4,8  gU/cc  yang  telah  dipasang  kawat  kadmium  pada  kedua  sisi  tiap-tiap  pelat. Baris  ke-1  adalah  nama  bahan  bakar,  baris  ke-2  sampai  dengan  baris  ke-7  masing-masing menunjukkan  nilai  faktor  daya  akibat  kedalaman  insersi  batang  kendali  sebesar  10  cm,  20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm dan 60 cm. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa semakin dalam posisi batang kendali didalam teras akan mengakibatkan semakin tingginya nilai ppf maksimum bahan bakar FE 5.1 pada posisi A-6, yaitu berturut-turut  sebesar  1,2426, 1,2782, 1,3327, 1,4126, 1,4987 dan 1,5388. Atau mengalami perubahan kenaikan nilai ppf tertinggi sebesar 22,59%. Perubahan kenaikan nilai ppf tersebut diakibatkan berkurangnya reaksi fisi pada  daerah  insersi  batang  kendali  dimana  terdapat  bahan  penyerap,  sehingga  reaksi  fisi bergeser ke arah pinggir teras.
Selain  itu,  insersi  batang  kendali  kedalam  teras  juga  mengakibatkan  perubahan distribusi  faktor  daya  teras.  Bahan  bakar  yang  dekat  dengan  bahan  penyerap  mengalami penurunan nilai faktor daya sedangkan bahan bakar yang posisinya jauh dari batang kendali mengalami  kenaikan  faktor  daya.  Hal  tersebut  disebabkan  karena  jumlah  neutron  termal yang  bereaksi  dengan  bahan  bakar untuk menghasilkan  panas otomatis sebagian  juga akan terserap oleh batang kendali.
H Be FE1.4 0,8691
0,9006 0,9451 1,0043 1,0644 1,0944 FE2.2 1,1252 1,1647 1,2236 1,3066 1,3949 1,4362 FE5.3 0,8576 0,8637 0,8709 0,8788 0,8874 0,8935 FE4.5 0,9769 0,9759 0,9732 0,9676 0,9604 0,9578 FE5.2 1,0794 1,1031 1,1375 1,1852 1,2357 1,2598 FE1.5 0,9827 1,0159 1,0618 1,1220 1,1826 1,2148
Be
G Be
FE3.4 1,0296
1,0455 1,0660 1,0912 1,1167 1,1322 FE8.4 0,8441 0,8208 0,7846 0,7327 0,6789 0,6551 IP CE 7 0,9742 0,9323 0,8722 0,7898 0,7046 0,6632 FE7.4 0,8655 0,8736 0,8828 0,8924 0,9011 0,9082 FE6.5 0,8732 0,8931 0,9199 0,9538 0.9872 1,0059 Be F FE2.4 0,9368 0,9217 0,8996 0,8681 0,8340 0,8168 FE2.5 0,8201 0,8453 0,8805 0,9264 0,9722 0,9958 CE 3 1,0377 0,9889 0,9192 0,8234 0,7236 0,6739 FE6.3 1,0920 1,0693 1,0330 0,9800 0.9251 0,9020 FE8.3 1,0642 1,0450 1,0154 0,9734 0,9297 0,9090 CE 2 1,0669 1,0195 0,9512 0,8571 0,7595 0,7117 FE7.3 1,0175 0,9929 0,9568 0,9069 0.8546 0,8283 FE1.3 0,9740 1,0024 1,0409 1,0906 1,1407 1,1679 E FE3.1 1,0766 1,1183 1,1819 1,2740 1,3732 1,4200 CE 6 0,9705 0,9162 0,8409 0,7394 0,6344 0,5805 FE4.4 1,1571 1,1262 1,0794 1,0127 0,9432 0,9111 CIP CIP FE6.2 1,2037 1,1959 1,1821 1,1617 1.1406 1,1321 IP FE3.3 1,0556 1,0682 1,0859 1,1094 1,1335 1,1451 D FE5.5 0,8611 0,8801 0,9056 0,9377 0,9694 0,9872 IP FE8.1 0,8417 0,8341 0,8256 0,8163 0,8065 0,7987 CIP CIP FE4.2 1,0348 1,0614 1,1012 1,1581 1,2192 1,2489 CE 5 1,0469 0,9881 0,9056 0,7943 0,6804 0,6237 FE5.4 0,9492 0,9674 0,9913 1,0209 1,0499 1,0662 C FE2.3 0,9842 1,0053 1,0343 1,0720 1,1106 1,1300 FE7.1 0,8570 0,8816 0,9196 0,9754 1.0354 1,0626 CE 1 1,1816 1,1339 1,0682 0,9800 0,8867 0,8356 FE7.5 0,8008 0,7895 0,7719 0,7466 0,7195 0,7073 FE6.4 1,1200 1,1089 1,0880 1,0542 1.0180 1,0046 CE 4 1,0971 1,0467 0,9763 0,8812 0,7824 0,7312 FE3.2 0,9199 0,9063 0,8875 0,8625 0,8366 0,8234 FE1.2 0,9972 1,0177 1,0463 1,0853 1,1271 1,1490
B
Be FE6.1
0,9722 1,0001 1,0425 1,1038 1.1691 1,1988 FE8.5 0,7925 0,7888 0,7824 0,7720 0,7601 0,7550 CE 8 1,0051 0,9674 0,9162 0,8490 0,7784 0,7391 IP FE8.2 0,9309 0,9325 0,9366 0,9445 0,9539 0,9570 FE4.1 1,1994 1,2089 1,2268 1,2565 1,2886 1,2993
Be
A Be
FE1.1
1,0993 1,1432 1,2102 1,3073 1,4118 1,4598 FE7.2 0,9878 1,0025 1,0245 1,0558 1.0888 1,1038 FE4.3 1,1633 1,1309 1,0819 1,0124 0,9404 0,9075 FE5.1 1,2426 1,2782 1,3327 1,4126 1,4987 1,5388 FE3.5 0,9333 0,9533 0,9807 1,0157 1,0504 1,0682 FE2.1 1,0308 1,0745 1,1410 1,2369 1,3403 1,3896
Be 10 9 8 7 6 5 4 3
Keterangan  :  Baris  ke-1  =  Nama  bahan  bakar,  Baris  ke-2,3,4,5,6,7  =  ppf  saat  kedalaman batang kendali 10, 20, 30, 40, 50 & 60 cm
Gambar 6.  Perubahan distribusi faktor daya radial terhadap kedalaman batang kendali

## Distribusi Faktor Daya Aksial
Gambar  7  menunjukkan  perbandingan  faktor  daya  arah  aksial  bahan  bakar  pada posisi F-8 akibat perubahan posisi batang kendali antara pada saat full-up dan full-down . Dari gambar  tersebut  dapat  diketahui  bahwa  untuk  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al kerapatan 4,8 gU/cc dengan kawat kadmium, pada saat batang kendali full-up menunjukkan distribusi faktor daya aksial yang lebih besar dibandingkan pada saat full down. Hal tersebut disebabkan  karena  faktor  bahan  penyerap  batang  kendali.  Kecuali  pada  posisi  kedalaman teras aktif  sekitar 0 cm yang menunjukkan  nilai faktor daya saat full-up yang hampir sama dengan pada saat full-down . Hal tersebut disebabkan karena adanya pengaruh faktor reflektor air  ringan,  sementara  efek  penyerap  oleh  batang  kendali  di  luar  teras  tidak  ada  lagi.  Dari gambar  tersebut  juga  dapat  diketahui  bahwa  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al kerapatan  4,8  gU/cc  yang  telah  dipasang  kawat  kadmium  mempunyai  karakteristik/bentuk distribusi  faktor  daya  aksial  yang  hampir  sama  dengan  teras  RSG-GAS  berbahan  bakar U3Si2-Al kerapatan 2,96 gU/cc.
Keterangan :
BK
= Batang kendali
BK full up-1 =
Teras berbahan bakar U 3 Si 2
BK full up-2
-Al 4,8 gU/cc dengan kawat kadmium
= Teras berbahan bakar U 3 Si 2 -Al 2,96 gU/cc
Gambar 7.  Perbedaan distribusi faktor daya aksial bahan bakar posisi C-8 pada saat batang kendali full-up dan full-down .
Gambar 8 menunjukkan perubahan distribusi aksial faktor daya akibat insersi batang kendali  sebesar  20  cm,  30  cm  dan  40  cm.  Dari  gambar  tersebut  dapat  diketahui  bahwa semakin dalam insersi batang kendali kedalam teras, maka nilai ppf aksial maksimum pada bahan  bakar  tersebut  juga  akan  bergerak  ke  arah  bawah  dimana  tidak  terdapat  bahan penyerap  batang kendali. Hal tersebut disebabkan  karena pengaruh adanya  bahan penyerap pada bagian atas yang mengurangi reaksi fisi pada bagian tersebut, sehingga reaksi fisi bahan bakar yang akan menghasilkan panas juga akan bergeser ke arah bawah.
Gambar 8.  Perubahan distribusi faktor daya aksial bahan bakar posisi C-8 akibat insersi
batang kendali.

## KESIMPULAN
Dari  analisa  hasil  perhitungan  dapat  disimpulkan  bahwa  teras  RSG-GAS  berbahan bakar  U3Si2-Al kerapatan  4,8 gU/cc  dengan  kawat kadmium mempunyai ppf  yang  sedikit lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  berbahan  bakar  U3Si2-Al kerapatan  2,96  gU/cc.  Teras RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al  kerapatan  4,8  gU/cc  yang  telah  dipasang  kawat kadmium  mempunyai  bentuk  distribusi  faktor  daya  aksial  yang  hampir  sama  dengan  teras RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al  kerapatan  2,96  gU/cc.  Selain  itu,    panjang  siklus operasi dapat ditingkatkan dari 20 menjadi 49 hari sehingga reaktor dapat dioperasikan lebih efisien.  Teras  RSG-GAS  berbahan  bakar  U3Si2-Al  kerapatan  4,8  gU/cc  dengan  kawat kadmium  mempunyai  nilai  ppf  yang  masih  memenuhi  kriteria  keselamatan  sesuai  LAK RSG-GAS, sehingga aman untuk dioperasikan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Lily  Suparlina,  Tagor  Malem  Sembiring.  Manajemen  teras  RSG-GAS berbahan bakar  silisida  4,5  dan  4,8  gU/cc. Jurnal  Sains  Dan  Teknologi  Nuklir  Indonesia.
2003; 4: 9 – 24.
2. Jati Susilo, Lily Suparlina, Tukiran Surbakti.  Kajian neutronik teras kompak RSG-
GAS  tanpa  CIP  silisida  3,55gU/cc  &  4,8  gU/cc. Prosiding  Seminar  Hasil Penelitian P2TRR; 24-25 Pebruari 2004; Banten, Serpong; 2004. p. 237 – 244.
3. Jati Susilo, Rokhmadi. Analisis reaktivitas batang kendali teras setimbang silisida
RSG-GAS  dengan  SRAC-CITATION.
Prosiding  Pertemuan  Dan  Presentasi
Ilmiah  Penelitian  Dasar  Ilmu  Pengetahuan  Dan  Teknologi  Nuklir; 10  Juli  2007; Yogjakarta; 2007. p. 74 – 81.
4. Iman  Kuntoro, Tagor Malem Sembiring. Peningkatan kemampuan batang kendali reaktor  RSG-GAS dengan  penambahan  BKP  AgInCd. Jurnal  Teknologi  Reaktor Nuklir TRI DASA MEGA. 2004; 3: 74 – 81.
5. Jati Susilo, Lily Suparlina. Penentuan diameter kawat kadmium pada bahan bakar uranium  silisida  4,8  gU/cc  untuk  teras RSG-GAS. Jurnal  Teknologi  Reaktor
Nuklir TRI DASA MEGA. 2007; 11: 12 – 24.
6. JAERI-Data/Code-2002. SRAC (Ver. 2002) the comprehensive neutronics calculation code system. Japan Atomic Energy Research Institute; 2002.
7. Fukutaro  Ishimori, et  al.  Japan  Atomic  Energy  Research  Institute,  lecture  3 of reactor engineering = reactor physic. %DLIǌNDQ ; 1973 (in japanese)
8. Jati  Susilo.  perhitungan  parameter  neutronik  teras  reaktor  menggunakan  paket program komputer SRAC. Diktat coaching Analisis Neutronik Keselamatan Teras
Reaktor; Banten, Serpong; 2009.
9. Anonim.  Laporan  analisis  keselamatan – Reaktor  Serba  Guna  G.A.  Siwabessy. No.Ident : RSG.KK03.04.6, Rev.10, PRSG-BATAN; Banten, Serpong; 2008.