Studi karakteristik bahan target spalasi dari sistem target accelerator-driven systems pada rentan energi proton 100-1000 MeV melalui simulasi dengan program fluka

MASITHOH, Dyah Fitriana, Prof. Dr. Kusminarto

2008 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan perhitungan dan analisis terhadap karakteristik bahan target spalasi yaitu spektrum nuklida residu, deposisi energi, spektrum neutron spalasi di permukaan target dan yield neutron hasil spalasi antara proton berenergi tinggi dengan target W, Hg, Pb dan PbBi pada sistem target ADS dengan menggunakan program FLUKA. Target dimodelkan sebagai silinder berdiameter 20 cm dan panjang 80 cm. Rentang energi proton yang dipakai 100 – 1000 MeV. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa jenis nuklida pemancar alfa berumur panjang paling sedikit dihasilkan Hg dan paling banyak dihasilkan PbBi. Deposisi energi paling kecil di dalam target PbBi dan paling besar di dalam W. Fluks neutron cepat yang mencapai permukaan keempat bahan target pada rentang energi proton 200 – 500 MeV dalam besaran 1012 n/cm2/s dan pada rentang 600 – 1000 MeV dalam besaran 1013 n/cm2/s pada arus proton 1 mA. Merkuri dan timbal sebagai target spalasi lebih baik daripada W dan PbBi. ADS dengan energi proton dalam rentang 500 – 1000 MeV tidak ekonomis sebagai pembangkit tenaga listrik komersial namun layak dari segi laba energi untuk skala laboratorium.

Residual nuclei spectrum, energy deposition, spallation neutron spectrum, and neutron yield of the spallation target materials W, Hg, Pb and PbBi in the Accelerator-Driven Systems have been calculated using Fluka simulation program. The target materials were respectively modeled as a cylindrical of 20 cm diameter and 80 cm length were irradiated by proton at an energy range from 100 to 1000 MeV. Mercury is the least in the production of long lived alpha emitters while PbBi is the most one. The lowest energy deposition occurred in the PbBi target and the highest in the W target. Fast neutron flux on the target surface in the range of proton energy of 200 – 500 MeV reach an order 1012 n/cm2/s and 1013 n/cm2/s in the range of 600 – 1000 MeV. Mercury and lead are much better as spallation target than W and PbBi. The ADS with a proton energy in the range of 500 – 1000 MeV is uneconomically as commercial electricity generator but reliable enough for research laboratory.

Kata Kunci : Spalasi,Accelerator,Driven,system,Simulasi,spallation,accelerator,driven systems,simulation