Studi Aplikasi MCNP Untuk Analisa Kritikalitas 1

Studi Aplikasi MCNP untuk Analisa Kritikalitas Revisi terakhir : Rabu, 8 April 2008

Catatan : Semua perhitungan MCNP dengan VISED(Visual Editor) dijalankan pada PC Pentium(R) 4 3.2 GHz RAM 448 MB 3.2 GHz di Bidang Komputasi PPIN-BAT PPIN-BATAN. Referensi :

Criticality Calculations with MCNP TM : A Primer ( LA-12827-M). 1. Struktur Berulang Sederhana Aspek yang dipelajari adalah 1. penggunaan fitur universe (u) dan fill  untuk menyederhanakn definisi suatu geometri yang terdiri dari beberapa sel. 2. pengunaan fitur like m but  untuk membangun sebuah sel sebagai duplikasi dari sel yang telah ada. 3. penggunaan fitur trcl  terkait fitur like m but, trcl memberikan transformasi dari sel yang telah ada tadi khususnya pergeseran koordinat. Visualisasi dari geometri menggunakan VISED dapat dilihat pada gmb.1 berikut

•

gmb.1 Visualisasi Geometri

Input untuk mcnp adalah sebagai berikut

•

c 1 2 3 4 5 99 6 1 2

Created on: Wednesday, April 09, 2008 at 07:52 1 0.099605 -1 22 -23 u=1 $fuel 0 -1 23 u=1 $void 2 -2.7 1 :-22 u=1 $aluminium 0 -2 21 -24 fill=1 0 -2 21 -24 trcl=( 17 0 0 ) fill=1 0 -3 :24 :-4 :5 :-6 :7 3 -1 3 -24 4 -5 6 -7 #4 #5 cz cz

6.35 6.5

1 dari 15 halaman

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







21 22 23 24 3 4 5 6 7

pz pz pz pz pz px px py py

-0.15 0 70.2 80 -20.15 -16.5 43.5 -26.5 26.5

mode n kcode 1000 1.000000 15 115 ksrc 0.000000 0.000000 35.000000 17.000000 0.000000 35.000000 m1 1001.60c 0.06221 $Usolut 8016.60c 0.033621 9019.60c 92238.60c 8.2051e-005 m2 13027.60c 1 $Alum m3 1001.60c 2 $Water 8016.60c 1 imp:n 1 4r 0 mt1 lwtr mt3 lwtr •

0.0025161 92235.60c

1

0.001176

$ 1, 6

Hasil yang diperoleh dengan the final estimated combined collision/absorption/track-length collision/absorption/track-length keff = 1.01402 with an estimated standard deviation of 0.00303 the estimated 68, 95, & 99 percent keff confidence intervals are 1.01098 to 1.01705, 1.01705, 1.00797 to 1.02006, 1.02006, and 1.00600 to 1.02203 1.02203 the final combined (col/abs/tl) prompt removal lifetime = 8.8768E-05 seconds with an estimated standard deviation of 2.9893E-07

sedangkan hasil referensi pada SPARC SPARC 1 di Univ. New Mexico adalah nilai k-eff 1.0110 dengan standar deviasi 0.0025.

2. Kisi sederhana segi empat a. Aspek yang dipelajari : penggunaan fitur lat untuk membuat kisi bujursangkat •

modeling geometri







gmb.2. Visualisasi Geometri kisi sedehana •

c c c c c c c c

Input pada mcnp Created on: Wednesday, April 09, 2008 at 09:42 fuel 1 1 0.09927 2 -3 -21 u=1 void 2 0 3 -4 -21 u=1 container 3 2 0.08636 -22 #1 #2 u=1 bundel tabung 4 0 31 -32 33 -34 fill=1 u=2 lat=1 window 5 0 41 -42 43 -44 1 -46 fill=2 rest of th world 6 0 -41 :42 :-43 :44 :-1 :46 void dalam bundel 7 0 22 u=1 1 2 3 4 5 21 22 31 32 33 34 41 42 43 44 46

pz pz pz pz pz cz cz px px py py px px py py pz

-1 0 39.24 101.7 102.7 12.49 12.79 -17.79 17.79 -17.79 17.79 -17.789 88.949 -17.789 53.369 102.7







0.000000 35.580000 19.620000 35.580000 35.580000 19.620000 71.160000 35.580000 19.620000 m1 1001.60c 0.06007 $fuel 8016.60c 0.03654 7014.60c 94240.60c 1.2214e-005 94241.60c m2 26000.55c 0.06331 $container 24000.50c 0.01654 28000.50c imp:n 1 4r 0

•

0.0023699 94239.60c 8.339e-007 94242.60c 0.00651 1

0.00027682 4.58e-008

$ 1, 7

Hasil perhitungan

the final estimated combined collision/absorption/track-length collision/absorption/track-length keff = 0.98981 with an estimated standard deviation of 0.00311 the estimated 68, 95, & 99 percent keff confidence intervals are 0.98670 to 0.99292, 0.98362 to 0.99600, and 0.98160 to 0.99802 the final combined (col/abs/tl) prompt removal lifetime = 8.4062E-06 seconds with an estimated standard deviation of 6.7181E-08 run terminated when 115 kcode cycles were done. computer time = 0.87 minutes mcnp version 5beta 08-xx-02 Hasil diatas tanpa menambahkan lwtr pada material pertama, setelah ditambahkan hasil yang diperoleh sbb : the final estimated combined collision/absorption/track-length collision/absorption/track-length keff = 0.98217 with an estimated standard deviation of 0.00287 the estimated 68, 95, & 99 percent keff confidence intervals are 0.97930 to 0.98505, 0.97645 to 0.98790, and 0.97458 to 0.98976 the final combined (col/abs/tl) prompt removal lifetime = 7.6671E-06 seconds with an estimated standard deviation of 6.0650E-08

run terminated terminated when when 115 kcode cycles cycles were were done. computer time = 0.61 minutes mcnp version 5beta 08-xx-02 Kedua hasil diatas agak jauh dibandingkan dengan output pada referensi yaitu k-eff 1.0031 dengan standar deviasi 0.0027. Perbedaan ini kemungkinan disebabkan karena tidak adanya library lwtr yang sesuai, sebagaimana terlihat pada report run program sbb : inp = inpn outp = ch51b starting mcnp execution warning. universe map (print table 128) disabled. comment. 1 surfaces were deleted for being the same as others. comment. total fission nubar data are being used. imcn is done







Langkah pemodelan Untuk melakukan pemodelan diatas langkah yang dilakukan adalah sbb: 1. memodelkan detail dari kisi  pada kasus ini kisi dibangun oleh tabung berisi bahan baker dan juga ruang kosong (void) - pertama dengan mendefinisikan bidang-bidang bidang-bidang pembentuk detail tabung ini sbb:

•

1 2 3 4 5 21 22

pz pz pz pz pz cz cz

-1 0 39.24 101.7 102.7 12.49 12.79

- dengan bidang-bidang ini kita bangun sel-sel tabung yang terdiri dari bahan bakar (fuel), ruang kosong (void) dan kontainer berupa aluminium. Semua sel inilah yang menyusun universe u=1. sbb: c c c c

fuel 1 1 0.09927 2 -3 -21 u=1 void 2 0 3 -4 -21 u=1 container 3 2 0.08636 -22 #1 #2 u=1 void dalam bundel 7 0 22 u=1

- definisikan satu kisi yang berisi universe 1. Yang kita lakukan adalah dengan mendefinisikan sebuah jendela (window) (window) dan mengisinya dengan universe universe u=1, sbb: c 4

bundel tabung 0 31 -32

33

-34

fill=1 u=2 lat=1

dimana definisi dari jendela nya adalah : 31 32 33 34

px px py py

-17.79 17.79 -17.79 17.79

Jendela beserta isinya (yaitu u=1) ini lalu langsung kita definisikan sebagai universe u=2. Sampai tahap sini maka kita telah memodelkan sebuah kisi yang terdiri dari sebuah tabung beserta ruang yang melingkupinya sehingga kisi berbentuk kotak. Kemudian tahap terakhir adalah untuk mendefinisikan seluruh geometri yang pada prinsipnya adalah pengulangan dari kisi yang telah kita bangun. - pertama kita definisikan bidang yang akan membatasi ruang kita sbb: 41 42 43 44 46

px px py py pz

-17.789 88.949 -17.789 53.369 102.7







-

lalu kita definisikan total geometri yaitu mengisi ruang dengan universe u=2, sbb:

c

window 5 0

41

-42

43

-44

1

-46

fill=2

b. Aspek yang dipelajari : Merubah material dari komponen tertentu Lattice yang telah dimodelkan sebelumnya dapat dirubah materialnya, dipelajari juga index lattice. Kemampuan ini sangat bermanfaat dalam memodelkan sebuah teras reaktor yang terdiri dari banyak material beragam. •

•

c c c c c

Modeling geometri :

Perubahan pada definisi lattice dapat dilihat pada input berikut, penambahan dari input sebelumnya ditandai dengan warna berbeda :

Created on: Wednesday, April 09, 2008 at 09:42 fuel 1 1 0.09927 2 -3 -21 u=1 void 2 0 3 -4 -21 u=1 container 3 2 0.08636 -22 #1 #2 u=1 bundel tabung 4 0 -32 31 -34 33 u=2 lat=1 $ROW 1 fill=0:2 0:1 0:0 1 1 3 $ROW 1









7 c 11 12 13 14

0 22 u=1 komponen universe 3 3 -1.6 2 -3 -21 u=3 0 3 -4 -21 u=3 2 0.08636 -22 #1 #2 u=3 0 22 u=3

1 2 3 4 5 21 22 31 32 33 34 41 42 43

pz pz pz pz pz cz cz px px py py px px py

-1 0 39.24 101.7 102.7 12.49 12.79 -17.79 17.79 -17.79 17.79 -17.789 88.949 -17.789

44 46

py pz

53.369 102.7

mode n kcode 1000 1.000000 15 115 ksrc 0.000000 0.000000 19.620000 35.580000 0.000000 19.620000 71.160000 0.000000 19.620000 0.000000 35.580000 19.620000 35.580000 35.580000 19.620000 71.160000 35.580000 19.620000 m1 1001.60c 0.06007 $fuel 8016.60c 0.03654 7014.60c 94240.60c 1.2214e-005 94241.60c m2 26000.55c 0.06331 $container 24000.50c 0.01654 28000.50c m3 6012.50c 1 $graphit imp:n 1 4r 0 mt3 grph mt1 lwtr

0.0023699 94239.60c 8.339e-007 94242.60c

0.00027682 4.58e-008

0.00651 1

4r

Perlu menjadi catatan adalah bagaimana mendefinisikan sel berikut

$ 1, 14







combined (col/abs/tl) prompt removal lifetime = 8.0024E-06 seconds with an estimated standard deviation of 7.6107E-08 run terminated when 115 kcode cycles were done. computer time = 1.77 minutes mcnp version 5beta 08-xx-02

c. Aspek yang dipelajari : Sebagai variasi dari kemampuan merubah material diatas, dapat pula didefinisikan kisi kosong. Ini dapat dilakukan dengan merubah input sbb: c

bundel tabung 4

0

-32 31 -34 33 fill=0:2 0:1 0:0 1 1 3 $ROW 1 3 1 2 $ROW 2

u=2 lat=1 $ROW 1

dengan mengisikan universe yang sama dengan universe cell tersebut (dalam hal ini u=2) maka kita telah medefinisikan lattice (kisi) kosong. Hal ini pun sangat bermanfaat dalam pemodelan teras reactor dimana terdapat kisi yang kosong.

d.

Aspek yang dipelajari : Merubah ukuran dari lattice tertentu.

•

Modeling geometri







sel-sel yang membangun u=3 harus didefinisikan ulang (tidak dapat menggunaka fitur like m but). Pada definisi sel diatas kita menambahkan permukaan baru yaitu surface 51 dan 52 yang didefinisikan sbb 51 52

cz cz

7 7.5

3. Langkah Detail Pengembangan Geometri Kisi

Untuk memantapkan pembentukan geoemeri kisi, pada bagian ini akan dipaparkan lebih detail langkah-langkahnya. Studi Aplikasi MCNP untuk Analisa Kritikalitas a. Peng Pengem emban banga gan n geome geometri tri - satu lattice

c

Created on: Wednesday, April 16, 2008 at 14:51







21 22 23 24 m1 m2 m3

px px py py 92235.60c 13027.60c 1001.60c 8016.60c

10 -10 10 -10 1 $Uranium 1 $Al 2 $WAter 1

Langkah – langkah : 1. Definisikan Definisikan surface-surfa surface-surface ce untuk membangun membangun satu bundle :

c c c

Created on: Thursday, April 17, 2008 at 11:21 bahan bakar 1 1 0.0966 2 -3 -5 void dalam tabung







24 m1 m2 m3

py

-10

92235.60c 13027.60c 1001.60c 8016.60c

1 $fuel 1 $aluminium 2 $water 1

2. Defini Definisik sikan an univer universe se untuk untuk satu bundle bundle terseb tersebut ut Input yang kita tambahkan adalah c

bundle 5 0

-21

22

-23

24

-4

1

fill=1

Batas luar geometri masih terdapat kekurangan yang terlihat dengan garis merah putus-putus. Untuk memperbaikinya perlu ditambahkan sel luar sbb:









3. mendefinisi mendefinisikan kan ruang ruang luar dimana bundle akan ditempatka ditempatkan n berulang-ul berulang-ulang ang (menjadi kisi berulang). Dengan menambahkan input sbb : c c

bundle 5 0 core 6 0

-21

22

-23

24

-31

32

-33

34

fill=1 u=2 lat=1 -4

1

fill=2







input : c c c

Created on: Tuesday, April 22, 2008 at 14:18 Fuel 1 1 0.0098983 2 -3 -5 u=1 Void internal 2 0 3 -5 u=1 Container Aluminium







Input : c c c c

Created on: Tuesday, April 22, 2008 at 14:18 Fuel 1 1 0.0098983 2 -3 -5 u=1 Void internal 2 0 3 -5 u=1 Container Aluminium 3 2 -2.7 -6 #1 #2 u=1







8016.60c

1

inp = inpn outp = hex2a starting mcnp execution warning. universe map (print table 128) disabled. comment. total fission nubar data are being used. warning. 2 materials had unnormalized unnormalized fractions. print table 40. imcn is done warning. 92235.60c lacks delayed neutron neutron cross sections. warning. 92238.60c lacks delayed neutron neutron cross sections. comment. 1 cross cross sections modified by free gas thermal thermal treatment. treatment. xact

is done

Studi Aplikasi MCNP Untuk Analisa Kritikalitas 1

Recommend Documents