Laporkan Masalah

Optimasi Desain Blanket Reaktor Fusi ITER Untuk Pembiakan Tritium Menggunakan OpenMC

HUSNI NAUFAL ZUHDI, Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T.; Dr. Ir. Alexander Agung, S.T., M.Sc.

2021 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Sumber energi dunia saat ini masih sangat bergantung kepada energi fosil. Energi fusi nuklir dari deuterium dan tritium merupakan salah satu sumber energi dengan kepadatan energi tinggi. Deuterium tersedia melimpah di air laut tetapi ketersediaan tritium terbatas. International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) merupakan salah satu proyek reaktor fusi nuklir paling besar di dunia. Pada reaktor fusi nuklir diperlukan blanket pembiak tritium untuk memenuhi kebutuhan tritium. Tritium Breeding Ratio (TBR) menunjukkan rasio produksi dengan konsumsi tritium pada suatu reaktor fusi nuklir. Tujuan dari skripsi ini adalah untuk mendapatkan desain blanket pembiak ITER yang optimal. Simulasi TBR dilakukan menggunakan program OpenMC dan Paramak. Material fluida blanket pembiak yang digunakan dalam skripsi ini adalah litium florida dengan pengayaan Litium-6 divariasikan pada nilai 10%, 30%, 50%, 70%, dan 90%. Untuk meningkatkan nilai TBR desain blanket pembiak ITER ditambahkan komponen moderator grafit dan pengganda neutron timbal alam pada desain blanket pembiak ITER. Penambahan volume moderator dilakukan dengan mengganti sebagian volume fluida blanket utama sedangkan penambahan volume pengganda neutron dilakukan dengan mengganti sebagian volume moderator. Variasi rasio volume moderator terhadap fluida blanket pembiak utama dilakukan pada nilai 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; dan 0,9 sedangkan variasi rasio volume pengganda neutron terhadap moderator dilakukan pada nilai 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; dan 0,9. Hasil simulasi desain blanket pembiak ITER menunjukkan bahwa konfigurasi pengayaan Litium-6, rasio volume moderator, dan rasio volume pengganda neutron yang optimal secara berurutan adalah 70%; 0,5; dan 0,9 dengan nilai TBR sebesar 1,005552 ± 0,004294.

The present world energy source is still heavily dependent on fossil energy. Nuclear fusion energy from deuterium and tritium is one of the high-density energy sources. Deuterium is abundant in seawater, but tritium is limited. International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) is one of the biggest nuclear fusion projects in the world. Nuclear fusion reactor needs tritium breeding blanket to fulfil tritium requirement. Tritium Breeding Ratio (TBR) represents a ratio between tritium production and tritium consumption in a nuclear fusion reactor. This undergraduate thesis aims is to gain optimal design for the ITER fusion reactor blanket. TBR simulation done using OpenMC and Paramak programs. Blanket fluid material used in this undergraduate thesis is lithium fluoride with Lithium-6 enrichment variation in these values 10%, 30%, 50%, 70%, and 90%. To increase TBR value in ITER breeder blanket design graphite moderator and natural lead neutron multiplier were added into ITER breeder blanket design. Addition of moderator volume taking place part of main fluid breeder blanket volume while the addition of neutron multiplier volume taking place part of moderator volume. Variation of moderator volume ratio against main fluid breeder blanket volume done in these values 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9 while variation of neutron multiplier volume ratio against moderator volume done in these values 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9. The result of the ITER breeder blanket design simulation shows that the most optimal Lithium-6 enrichment, moderator volume ratio, and neutron multiplier volume ratio configuration sequentially is 70%, 0.5, and 0.9 with TBR value in the amount of 1.005552 ± 0.004294.

Kata Kunci : ITER, OpenMC, tritium breeding ratio

  1. S1-2021-413821-abstract.pdf  
  2. S1-2021-413821-bibliography.pdf  
  3. S1-2021-413821-tableofcontent.pdf  
  4. S1-2021-413821-title.pdf