PERANCANGAN KOLIMATOR DI BEAM PORT TEMBUS REAKTOR KARTINI UNTUK BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY

MUHAMMAD ILMA MUSLIH ARROZAQI, Dr.Ir. Andang Widiharto, M.T.

2013 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Telah dilakukan penelitian tentang desain kolimator yang menghasilkan neutron epitermal untuk keperluan uji in vivo Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) di Reaktor Riset Kartini dengan menggunakan perangkat lunak Monte Carlo N-Particle (MCNP). Reaktor dimodelkan sebagai sumber neutron dan bekerja pada daya 100 kW. Simulasi menunjukkan bahwa desain kolimator yang optimal adalah kolimator yang tersusun atas dinding kolimator berbahan Nikel (95 %) setebal 1,5 cm, Moderator Al 1350 (99,5%) setebal 15 cm, Perisai gamma Pb setebal 1 cm dan penambahan Boral setebal 1,5 cm. ujung kolimator berupa aperture dengan diameter 2 cm sesuai dengan kebutuhan uji in vivo. Fluks maksimum yang diperoleh sebesar 5,03 x 108 n.cm-2.s-1. Sedangkan kualitas keluaran radiasi terdiri dari komponen neutron cepat sebesar 2,17 x 10-13 Gy.cm2.n-1, komponen gamma sebesar 1,16 x10-13 Gy.cm2.n-1, rasio antara neutron termal dan neutron epitermal sebesar 1,20 x 10-1 dan direksionalitas maksimum sebesar 0,835. Tiga diantara parameter tersebut belum memenuhi kriteria dari IAEA yaitu fluks neutron yang kurang dari 1 x 109 n.cm-2.s-1, komponen neutron cepat yang lebih dari 2 x10-13 Gy.cm2.n-1 ds an rasio antara neutron termal dan neutron epitermal lebih dari 0,05. Meski begitu, fluks neutron epitermal ini masih dapat digunakan karena lebih dari 5 x 108 n.cm-2.s-1 dan komponen neutron cepat masih cukup dekat dengan kriteria sehingga masih layak untuk uji in vivo BNCT.

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 5 cm thick of Ni (95%) as collimator wall, 15 cm thick of Al as moderator, 1 cm thick of Pb as γ-ray shielding, 1.5 cm thick of Boral as additional material, with 2 cm aperture diametr, epithermal neutron beam with maximum flux of 5.03 x 108n.cm-2.s-1 could be produced. The beam has minimum fast neutron and γ-ray components of, respectively, 2.17x10-13Gy.cm2.n-1 and 1.16 x 10-13 Gy.cm2.n-1, minimum thermal neutron per epithermal neutron ratio of 0.12, and maximum directionality of 0.835 . It did not fully pass the IAEA’s criteria, since the epithermal neutron flux was below the recommended value, 1.0 x 109 n.cm-2.s-1. Nonetheless, it was still usable with epithermal neutron flux exceeding 5.0 x 108 n.cm-2.s-1and fast neutron flux close to 2 x10-13Gy.cm2.n-1. it is still feasible for BNCTin vivo experiment.

Kata Kunci : BNCT, MCNP, kolimator , beam port tembus, kriteria, IAEA, in vivo, fluks neutron epitermal