OPTIMASI DESAIN KOLIMATOR DI KOLOM TERMAL REAKTOR KARTINI UNTUK KEPERLUAN BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY

M. IBNU KHALDUN, Dr. Andang Widi Harto, M.T.; Prof. Ir. Sardjono.

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Telah dilakukan penelitian mengenai optimasi desain kolimator pada kolom termal Reaktor Riset Kartini sebagai sumber neutron untuk keperluan instalasi Boron Neutron Capture Theraphy (BNCT)menggunakan perangkat lunak Monte Carlo N-Particle ver-5 (MCNP5). Kriteria desain menggunakan acuan rekomendasi dari IAEA. Hasil simulasi menunjukkan bahwa desain kolimator yang optimal pada Kolom termal Reaktor tersebut adalah kolimator yang tersusun atas dinding kolimator berbahan Ni dengan kemurnian 95% dengan tebal 6 cm, Moderator Al sepanjang 65 cm, Filter Ni-60 setebal 3 cm, Perisai gamma Bi setebal 6 cm dan diameter apertur sebesar 5 cm serta tebalnya 3,5 cm. Fluks neutron maksimum yang diperoleh sebesar 6,60 x 10^8 n.cm^-2.s^-1. Sedangkan kualitas output kualitas radiasi yang terdiri dari komponen neutron cepat sebesar 1,82x10^-13 Gy.cm^2.n^-1,komponen gamma sebesar 1,70 x 10^-13Gy.cm^2.n^-1, rasio antara neutron termal dan neutron epitermal sebesar 0,041 dan rasio arus neutron dengan fluks epitermal sebesar 2,12. Ada salah satu parameter tersebut yang belum memenuhi kriteria dari IAEA yaitu fluks neutron yang dihasilkan kurang dari 1 x 10^9 n.cm^-2.s^-1, namun sudah memenuhi syarat untuk dijadikan kolimator karena nilainya di atas 5 × 10^8 neutron cm^-2s^-1 tapi perlu waktu iradiasi yang lebih lama.

Studies were carried out to design a collimator which results in epithermal neutron beam for in vivo experiment of Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) at the Kartini Research Reactor by means of Monte Carlo N-Particle (MCNP) codes. Reactor within 100 kW of thermal power was used as the neutron source. All materials used were varied in size, according to the value of mean free path for each material. MCNP simulations indicated that by using 6 cm thick of Natural Nickel as collimator wall, 65 cm thick of Al as moderator, 3 cm thick of Ni-60 as filter, 6 cm thick of Bi as γ-ray shielding, 3.5 cm thick of Li2CO3-polyethilene, with 2 cm aperture diameter. Epithermal neutron beam with maximum flux of 6.60 x 10^8n.cm^-2.s^-1 could be produced. The beam has minimum fast neutron and γ-ray components of, respectively, 1,82x10^-13Gy.cm^2.n^-1 and 1.70 x 10^-13 Gy.cm^2.n^-1, minimum thermal neutron per epithermal neutron ratio of 0.041, and maximum directionality of 2,12. It did not fully pass the IAEA’s criteria, since the epithermal neutron flux was below the recommended value, 1.0 x 10^9 n.cm-2.s-1. Nonetheless, it was still usable with epithermal neutron flux exceeding 5.0 x 10^8 n.cm-2.s-1. it is still feasible for BNCT in vivo experiment.

Kata Kunci : BNCT, Reaktor Kartini, Kolom Termal, Optimasi, Kriteria IAEA