8
SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK NUKLIR DALAM RANGKA PENYIAP AN SDM YANG BERKUALIFIKASI TINGGI ZAKI SU'UD Jurusan Fisika lnstitut Teknologi Bandung Jl. Ganesha 10, Bandung 40132, Telp.022-253-4094, Fax 022-250-6452 E-mail: [email protected] Abstrak STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK NUKLIR DALAM RANGKA PENYIAPAN SDM YANG BERKUALIFlKASI TINGGL Iptek Nuklir memiliki aplikasi yang luas baik dalam bidang energi, kedokteranlkesehatan, industri, pertanian, keamanan, militer dsb. Secara umum Iptek nuklir merupakan Iptek berkadar tinggi dan memerlukan prasarat tertentu dan regulasi tertentu untuk mengimplementasikan-nya dengan baik. Reaktor Nuklir untuk pembangkitan energi listrik (PLTN), desalinasi air laut, persuplai panas bagi proses kimia dan revitalisasi sumur-sumur minyak habis pakai telah mengalami evolusi dari waktu ke waktu. Pasca kecelakaan Chernobyl maka terjadi pergeseran paradigma secara mendasar pada disain dan keselamatan reaktor daya Nuklir dan saat ini perkembangan terbaru dalam disain reaktor daya Nuklir dikenal sebagai generasi IV PLTN. Pelibatan mahasiswa dalam kegiatan riset merupakan salah satu strategi yang dapat ditempuh untuk menciptakan SDM handal dan berkualitas dalam bidang Nuklir khususnya yang menuntut kemampuan analisis yang cukup tinggi baik dalam bidang perancangan netronik, perancangan termal hidrolik dan analisis keselamatan reaktor. Berdasarkan pengalaman yang telah cukup lama (10 tahun lebih) mahasiswa S1 - S2 maupun S3 dapat mengikuti kegiatan riset dalam bidang reaktor Nuklir asalkan sebelumnya ditunjang dengan perkuliahan dan praktikum yang memadai sehingga mereka memiliki kesiapan yang baik. PENDAHULUAN Untuk menjamin pertumbuhan ekonomi yang berkelanjutan yang sekaligus dapat mengurangi dampak buruk pada lingkungan, kontribusi energi nuklir terhadap suplai energi di dunia hams ditingkatkan dan disebar ke negara-negara yang belum memanfaatkan energi nuklir. Saat ini 63% energi listrik dihasilkan oleh bahan bakar fosil yang sarat dengan gas mmah kaca (green house gases) dan polutan lainnya. Di sisi lain cadangan energi listrik nasional cukup kritis khususnya untuk berbagai daerah di luar jawa. Mengingat bahwa kebutuhan tiap provinsi di luar Jawa tak terlalu besar (umumnya<lOOMwe), sedangkan jaring- an distribusi global belum ada maka reaktor moduler berukuran kecil akan menjadi solusi yang tepat. Sebagai gambaran Tabel 1 dan Tabel 2 berikut menunjukkan situasi cadangan energi listrik kita. Tabel 1. Beberapa Daerah Kritis Listrik NO. Area/Province Capacity PeakLoad Deficit 1. Aceh 31 46 -15 2. West Sumatra and Riau 210 234 -24 3. South part of Sumatra 654 665 -11 4. BangkaBelitungIsland 19 23 -4 5. West Kalimantan 30 36 -6 6. East Kalimantan 150 165 -15 7. South & CentralKalimantan 161 204 -43 Source: Indonesian Electricity Company (pLN) Web Site, June 10,2003 Makalah Utama-Zaki Su 'ud Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

  • Upload
    others

  • View
    32

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANGIPTEK NUKLIR DALAM RANGKA PENYIAP AN SDM

YANG BERKUALIFIKASI TINGGI

ZAKI SU'UD

Jurusan Fisika lnstitut Teknologi BandungJl. Ganesha 10, Bandung 40132, Telp.022-253-4094, Fax 022-250-6452

E-mail: [email protected]

Abstrak

STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK NUKLIR DALAM RANGKA

PENYIAPAN SDM YANG BERKUALIFlKASI TINGGL Iptek Nuklir memiliki aplikasi yang luas baikdalam bidang energi, kedokteranlkesehatan, industri, pertanian, keamanan, militer dsb. Secara umum Ipteknuklir merupakan Iptek berkadar tinggi dan memerlukan prasarat tertentu dan regulasi tertentu untukmengimplementasikan-nya dengan baik. Reaktor Nuklir untuk pembangkitan energi listrik (PLTN),desalinasi air laut, persuplai panas bagi proses kimia dan revitalisasi sumur-sumur minyak habis pakai telahmengalami evolusi dari waktu ke waktu. Pasca kecelakaan Chernobyl maka terjadi pergeseran paradigmasecara mendasar pada disain dan keselamatan reaktor daya Nuklir dan saat ini perkembangan terbarudalam disain reaktor daya Nuklir dikenal sebagai generasi IV PLTN. Pelibatan mahasiswa dalam kegiatanriset merupakan salah satu strategi yang dapat ditempuh untuk menciptakan SDM handal dan berkualitasdalam bidang Nuklir khususnya yang menuntut kemampuan analisis yang cukup tinggi baik dalam bidangperancangan netronik, perancangan termal hidrolik dan analisis keselamatan reaktor. Berdasarkanpengalaman yang telah cukup lama (10 tahun lebih) mahasiswa S1 - S2 maupun S3 dapat mengikutikegiatan riset dalam bidang reaktor Nuklir asalkan sebelumnya ditunjang dengan perkuliahan danpraktikum yang memadai sehingga mereka memiliki kesiapan yang baik.

PENDAHULUAN

Untuk menjamin pertumbuhan ekonomiyang berkelanjutan yang sekaligus dapatmengurangi dampak buruk pada lingkungan,kontribusi energi nuklir terhadap suplai energidi dunia hams ditingkatkan dan disebar kenegara-negara yang belum memanfaatkanenergi nuklir. Saat ini 63% energi listrikdihasilkan oleh bahan bakar fosil yang saratdengan gas mmah kaca (green house gases) danpolutan lainnya.

Di sisi lain cadangan energi listriknasional cukup kritis khususnya untuk berbagaidaerah di luar jawa. Mengingat bahwakebutuhan tiap provinsi di luar Jawa tak terlalubesar (umumnya<lOOMwe), sedangkan jaring­an distribusi global belum ada maka reaktormoduler berukuran kecil akan menjadi solusiyang tepat. Sebagai gambaran Tabel 1 danTabel 2 berikut menunjukkan situasi cadanganenergi listrik kita.

Tabel 1. Beberapa Daerah Kritis Listrik

NO. Area/Province Capacity PeakLoad Deficit1. Aceh 31 46 -152. West Sumatra and Riau 210 234 -243. South partof Sumatra 654 665 -114. BangkaBelitungIsland 19 23 -45. West Kalimantan 30 36 -66. East Kalimantan 150 165 -157. South & CentralKalimantan 161 204 -43

Source: Indonesian Electricity Company (pLN) Web Site, June 10,2003

Makalah Utama-Zaki Su 'ud Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 2: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tabe1 2 : Pertumbuhan Konsumsi Listrik di Indonesia

Description 200120022003200420052006

Jawa-Bali-EnergySales (TWh)

69,1274,8281,7489,2797,47106,22

-GrowthRate (%)

11,56,56,77,07,37,2

-Peak Demand(GW)

13,32614,17414,86215,84416,96518,168

-No.OfCustomers (Mio)

20,1220,7821,7422,8023,9525,16Outer Island-EnergySales (TWh)

16,4117,6319,3921,4123,7226,28

-GrowthRate (%)

7,37,410,010,410,810,8

-Peak Demand(GW)

3,854,124,524,985,506,07

-No.OfCustomers (Mio)

9,489,9510,6911,5012,3813,32

Source: Indonesian Electric Company (PLN) web site, June 10,2003

Kecelakaan TMlll dan Chemobyl telahmendorong pergeseran paradigma keselamatanreaktor nuklir ke arah keselamatan inheren/

pasif. Berbagai jenis reaktor Nuklir yangdikembangkan pasca kecelakaan Chemobylmemiliki kemampuan keselamatan inheren inimisalnya reaktor berpendingin logam cair (Pb­Bi cair atau sodium cair) (LMFBR), reaktor gasbertemperatur tinggi (HTGR), reaktor airdengan disain khusus, dsb.

Pada Gambar 1, reaktor daya generasi IVmaka ada 4 kriteria yang hams dipenuhi :1. Kemampuan keselamatan inheren (aspek

keselamatan yang tak terganggu dengankemungkinan human error, sabotase,kerusakan peralatan pengontrol, dB),

2. Mampu mengatasi persoalan limbah nukliryang dihasilkannya/membakar limbahnyasendiri,

3. Ekonomis: dengan biaya produksi yanglebih rendah dari PLTN generasi III (untukgenerasi Ill, biaya produksi sekitar 3.5 senUS $ per kwh) (beberapa disain mengejartarget di bawah 2 sen US$ per kwh),

4. Karakteristik non proliferasi : yaitu disainyang sulit disalahgunakan untuk kepenting­an militer.

TINJAUAN UMUM PENGEMBANGANSDM DENGAN KEGIATAN RISET

PLTN dan bidang-bidang aplikasi lptekNuklir lainnya memerlukan SDM yang handal

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - SA TAN 2

dan berkualitas tinggi agar dapat menjaminkeunggulan aplikasi Iptek Nuklir tersebut sertameminimalisir kemungkinan dampak-dampaknegatif yang timbul. Tingkat kualifikasi SDMyang diperlukan memiliki spektrum yang lebarsehingga untuk memenuhi kebutuhan SDMyang ada dapat menggunakan berbagai metodaseperti pelatihan (khususnya untuk operator,teknisi umum, dan lain-lain), magang (untukSDM yang berkualifikasi umum baik namunperlu lebih mendalami masalah lain secara lebihspesifik), serta pelibatan dalam riset (untukSDM yang dituntut memiliki kualifikasiperancangan, modifikasi, menguji disain dankeselamatan suatu PL TN tertentu, irradiatorgamma, akselerator, dsb.), dsb.

Perguruan tinggi memiliki potensi yangbesar untuk berperan dalam pengembanganSDM ini dan di sini akan ditinjau studi kasus diKK Fisika Nuklir dan Biofisika ITB. Secara

umum kegiatan riset di KK Fisika Nuklir danBiofisika ITB menyangkut tentang reaktorgenerasi IV ini serta beberapa reaktor untukpenggunakan khusus seperti reaktor yang dapatdioperasikan di atas kapal, reaktor untuk daerahterpencil, reaktor yang tak memerlukan unitpengaya uranium, dB. Selain itu juga dilakukanriset tentang sistem penanganan/pembakaranlimbah Nuklir, serta juga tentang perkem­bangan riset-riset dasar terkait sepertipengembangan sistem simulasi untuk reaktorNuklir, untuk menghasilkan data Nuklir, dsb.

Makalah Utama-Zaki Su 'ud

Page 3: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIRYOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

The Evolution of Nuclear Power

Gl1i1l)t(!lic.o J

m IIIIMMIM

Es(~)i Prot<:.1.yp8RgoctiJr5

- 'ShipplnfP~4t- ex"",j"," , relfni I- M'frlO~

Co,w'nefCi",;J P(JwatRBOC:tvfS

• L\'1f;'.P'NR, BNI?

- C.i\NDU

- VVERtRBMK

&AGR

G9p€1'o~iw :II

I_p;,.,tocr.'meEd

lWR!;

- }\B',',~- S)'$tiMft1 $0.• AF'&OO

• EPR'

G80erctlon III"

(j><Jntfutioo IIIE;;::jljtlcnaryO:rSi!T'5 0'180"gImpr(.•••ad6tj)('(.~ric-s

- Hi!1tt'yEOO'1e<rJ >::S

- En~'iJf1(oo&1r811

• MMimizBV~ilZ1(M;

195Q l'citilj

~. I1@$CI 1'490 2000 2010 201(1

f ~- -I --1

Gambar1. EvolusiTeknologiReaktorDayaNuklir(PLTN)

Dalam prakteknya, mahasiswa terlebihdahulu diberikan bekal pengetahuan yangdiperlukan sebelum melakukan riset melaluiperkuliahan, praktikum, serta studi indipenden.Setelah itu mahasiswa mulai masuk ke kegiatanriset secara intensif dibawah bimbingan dosentugas-akhimya. Kegiatan riset ini memilikitujuan umum seperti pembiasaan metodologi­metodologi standar yang lazim digunakan parailmuwan dalam bidang reaktor Nuklir ataupunaplikasi Iptek Nuklir terkait, menemukan halbaru yang merupakan kontribusi bemilai bagiIptek Nuklir terkait, serta memenuhi standarminimal kualifikasi SDM dalam bidang IptekNuklir tertentu.

STUDI KASUS SECARA LEBIH SPESIFIK

a. Perancangan Reaktor Nuklir ModulerBerumur Panjang Tanpa Pengisian UlangBahan Bakar

Penelitian ini bertujuan untuk mendesainberbagai reaktor nuklir masa depan yang sesuaidengan lingkungan alam dan kebutuhanmasyarakat Indonesia, dengan fokus utamareaktor moduler. Penelitian tentang ini

didukung dengan penelitian-penelitian yangtelah kami lakukan sebelumnya.

Tentang reaktor moduler ini ada beberapaaspek penting yang diharapkan dapat ditunjuk­kan sebagai hasil penelitian ini:1. Reaktor moduler akan menghasilkan per­

formansi keamanan yang lebih baik dengansafety margin terhadap kecelakaan yanglebih besar.

2. Reaktor moduler yang optimal akan ekono­mis dan dapat bersaing dengan reaktorbesar.

3. Sejumlah reaktor moduler dapat memenuhikeseluruhan kriteria reaktor generasi IV :inherent safety, memanfaatkan cadanganU-238, dapat membakar limbah, dan takmudah disalahgunakan untuk kepentinganlain.

4. Reaktor moduler akan membantu meng­atasi krisis energi listrik di Indonesia khu­susnya di luar pulau Jawa.

Hasil riset ini menghasilkan disain­disain optimal reaktor moduler dari beberapatipe LMFBR, LWR, HTGR, dan ADS. Selainitu juga akan dihasilkan disain rujukan untukpemilihan dan pengembangan reaktor nuklirkecil yang dapat diterapkan di luar pulau Jawa

Makalah Utama-Zaki Su 'ud 3 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir- BATAN

Page 4: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

atau dalam konteks moduler menghasilkan dayabesar untuk daerah pulau Jawa. Data inimeliputi data disain dan performansi keselamat­annya. Juga akan dihasilkan rekomendasitentang skenario penerapan energi nuklirberdasarkan optimasi di atas.

Secara lebih rinci dari penelitian inidihasilkan:1. Hasil optimal perhitungan disain dan

analisis keselamatan beberapa tipe reaktormoduler untuk aplikasi di Indonesiameliputi LMFBR berpendingin PB-BI atauPB, LWR inovatif, dan HTGR.

2. Sistem analisis simulasi untuk disainreaktor ADS dan reaktor untuk kegunaankhusus.

3. Disain ADS dengan melibatkan analisisstatik dan analisis kecelakaannya.

4. Rancangan beberapa skenario terbaikimplementasi energi nuklir di Indonesia.

Dalam optimasi disain reaktorberpendingin Pb-Bi berukuran kecil yang dapatdioperasikan dalam waktu lama tanpa pengisianulang bahan bakar, telah ditempuh optimasicore yang berurnur lama dengan mengadopsikonsep penempatan bahan fertil U-238 di

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

tengah teras untuk menjaga agar rasio konversiinternal teras relatif konstan. Dengan demikiandapat diperoleh ekses reaktivitas yang kecilselama operasi reaktor. Selanjutnya reflektordibuat tak terlalu tebal; dan bila perlu diberibahan absorber untuk memaksimalkankoefisien densitas pendingin. Dengankombinasi ini dan penggunaan bahan bakarjenis nitrida maka dapat diharapkan sistemdengan internal feedback yang memungkinkankemampuan inherent safety.

Contoh hasil perhitungan adalahsebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 2 sertadalam Tabel 3. Gambar 2 menunjukkankonfigurasi teras untuk desain SPINNOR(Small Pb-Bi Cooled No-On-site refuelingNuclear Reactor) dan VSPINNOR (Very SmallPb-Bi Cooled No-On-site refueling NuclearReactor), yang merupakan hasil optimasi dalamriset ini. Gambar 3 menunjukkan deskripsiumum sistem utama reaktor SPINNOR danVSPINNOR. Tampak bahwa pembangkit uap(Steam generator-SG) diletakkan di dalampressure vessel dan digunakan konfigurasisistem tanki (pool type fast reactors).

SI S SSS IS

R

R RRR IS

C2

C2C2C2R IS

C1 C1 C2 R s

C2 I R I SC2 I ~

Gambar 2. Konfigurasi Teras Dari Reaktor Keeil SPINNORIVSPINNOR

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 4 Makalah Utama-Zaki Su 'ud

Page 5: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tabel 3 menunjukkan parameter utamadari SPINNOR dan VSPINNOR. Tampakbahwa untuk SPINNOR A umur operasinyaadalah 15 tahun tanpa pengisian ulang bahanbakar untuk daya 55 MWth atau 20 MWe.SPINNOR B dapat dioperasikan dalam 25tahun dengan daya 27.5 MWth atau 10 MWe.Sedangkan VSPINNOR dapat dioperasikandalam 35 tahun tanpa pengisian ulang bahanbakar untuk daya 17.5 MWth atau 6.25 MWe.Perlu ditambahkan di sini bahwa plutoniumyang digunakan di sini berasal dari hasilproduksi di PWR setelah dibiarkan meluruh

selama 25 tahun. lni dilakUkan untukmengurangi jumlah kandungan Pu-241 yangakan meluruh menjadi Am-241. Pada fluksnetron agak rendah seperti pada disain reaktorkecil maka kandungan yang tinggi dari Pu-241dapat menjadi masalah karena prosesmeluruhnya ke Am-241 dapat menyebabkanhilangnya reaktivitas secara signifikan.

Tabel 3 berisi sejumlah parameternetronik penting untuk SPINNOR danVSPINNOR yang meliputi fraksi netron tunda,konstanta balikan reaktivitas, reaktivitas void,

dan ekses reaktivitas sepanjang proses burn up.

Tabel3. Spesifikasi dan Disain SPINNOR dan VSPINNOR

Parameter Parameter Value/descriptionSPINNOR A

SPIN NOR BVSPINNOR

Installed capacity

55 MWth I27.5 MWthl17.5 MWthl20 MWe

10 MWe6.25 MWe

Operation life time (without refueling and15 years25 years35 years

fuel shufflinQ) Mode of operation

Basic/load follow (selectable)Load factor

Beyond 95% "

Summary of major design characteristics - type of fuel- fuel enrichmentUN-PuN""UN-PuN""UN-PuN""

- type of coolant/moderator10 -12.5%10 -12.5%10 -12.5%

- type of structural materialPb-Bi eutecticPb-Bi eutecticPb-Bi eutectic

- core type/characteristics

StainlessStainlessStainless• inner blanket radial width

10 cm10 cm

• inner blanket axial width

10 cm10 cm5.5cm

• core radial width

39 cm38cm5.5 cm

• core axial width

39cm38cm40cm

• reflector radial width

20cm20cm40 cm

• reflector axial width

25cm25 cm30cm

• shielding radial width

30 cm30cm30cm

25cm25cm20cm

• shielding axial width 20cm

* The load factor is boasted easy maintenance due to no refueling or fuel shuffling required during theiroperation.

** We used plutonium ITom PWR after 25 years of cooling down.

Makalah Utama-Zaki Su 'ud 5 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - SA TAN

Page 6: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

SISTEMA TIKA INST ALAS I NUKLIR SPINNOR DAN VSPINNOR

REACTORVIS sa

HOT POOL -I>

t

RVACS

sc

Tostack

tRVACSw..t I

outlet -.

r

Gambar 3. Deskripsi Umum Disain SPINNOR AND VSPINNOR

Tampak bahwa tanpa proteksi pematianreaktor maka reaktor ini dapat bertahanterhadap kecelakaan hilangnya daya pompasecara total dengan mengalami kenaikantemperatur di pendingin, kelongsong (cladding)dan bahan bakar yang selanjutnyamenyebabkan balikan reaktivitas negatif yangakan menekan daya untuk turun ke level yangdapat ditangani dengan sirkulasi alamiah.

Untuk meningkatkan kemampuaninherent safety terhadap kecelakaan yangdiinisiasikan oleh hilangnya daya pompa makadaya sirkulasi alamiah ditingkatkan denganmemperbesar pitch dan diameter bahan bakardan dengan menambahkan chimney. Dengandemikian sirkulasi diperoleh minimal 30 % daridaya penuh dan jauh lebih besar untuk ukurandaya yang kecil (SPINNOR B danVSPINNOR) dan ini sangat berguna agarsistem dapat bertahan secara internal terhadapkecelakaan hipotetis. Ini sedang dilakukan padatahap ini. Selain itu juga tengah dilakukanoptimasi untuk reaktor berbahan bakar jenisoksida uranium dan oksida plutonium.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 6

Selain reaktor berpendingin Pb-Bi, jugadilakukan studi disain dan optimasi reaktordaya kecil moduler berpendingin air yang dapatdioperasikan untuk waktu 10-15 tahun tanpapengisian wang bahan bakar. Di sini digunakansiklus bahan bakar Thorium denganpertimbangan bahwa untuk spektrum termalconvertion ratio dari siklus bahan bakar

Thorium jauh lebih baik dari pada siklus bahanbakar uranium-plutonium. Dengan demikianpenggunaan siklus bahan bakar thoriumdiharapkan memungkinkan dirancangnyareaktor daya moduler berpendingin air yangdapat dioperasikan dalam waktu lama tanpaperIu adanya ekses reaktivitas yang sangatbesar di awal siklus seperti yang lazim terjadipada reaktor daya berpendingin airkonvensional (PWR, BWR).

Hasil-hasil penelitian di tahun pertamaini menunjukkan kecenderungan ini. Di sinitelah berhasil dirancang reaktor daya modulerberpendingin air dengan ekses reaktivitas antaraI ~ 2 % untuk waktu operasi 10 tahun. Sebagaiperbandingan reaktor PWR dan BWR

Makalah Utama-Zaki Su 'ud

Page 7: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

konvensional memerlukan ekses reaktivitassampai sekitar 30% di awal siklus untuk jangkaoperasi 1 tahun.

Selain itu pada tahun pertama ini telahpula dilakukan studi tetang reaktor air didihdengan siklus panjang. Strategi yang dilakukanadalah dengan memanfaatkan peluangmenurunkan moderasi netron pada BWRdengan cara mengatur faktor kualitas campuranuap-air pada pendingin reaktor BWR tersebut.Dengan spektrum yang lebih cepat maka terjadipeningkatan rasio koversi bahan bakar sehinggaumur reaktor dapat diperpanjang dengan eksesreaktivitas awal yang masih lebih kecil dariBWR kovensional. Di sini dihitung 3 ukurandaya reaktor : 150, 300, dan 450 MWt.

b. Perancangan Reaktor Daya Nuklir yangDioperasikan di Atas Kapal

Dalam penelitian ini para mahasiswadiajak mengembangkan sistem analisis untukmenangani perancangan reaktor daya yangdapat dioperasikan di atas kapal. Suatumodifikasi penting harus dilakukan padaanalisis termal hidroliknya dibandingkandengan kasus reaktor yang dioperasikan didarat. Selain itu juga dilakukan optimasi disainbaik dalam aspek netronik, termal hidrolikmaupun aspek keselamatannya.

Contoh-contoh hasil simulasinya dapatdilihat pada Gambar 4 dan 5.

593

595~ 594...• ••~ 592e ::s 590i! .. 5B80.. E... 58S•...

584582530573

Position in Y direction (cm)

Gambar 4 Perubahan Distribusi Panas TemperatureKeluaran Sebagai Fungsi Sudut Elevasi Untuk Teras

Pipih (pancake)

SOD

583586..;

584•• ~ 592e :J 580i! .. 5830.. e.. 586I-584532 L30

405060708090100110

Position in Y direction (cm)

Gambar 5 Perubahan distribusi panas temperaturekeluaran sebagai fungsi sudut elevasi untuk teras

setimbang (balance)

Gambar 4 dan 5 menunjukkan perubahandistribusi temperatur keluaran pendingin diteras untuk perubahan sudut elevasi. Tampakbahwa perubahan sudut elevasi menyebabkanredistribusi aliran sehingga menyebabkanperubahan suhu keluaran. Juga tampak bahwakarakteristik geometri teras juga berpengaruhpada perubahan distribusi aliran teras.

c. Penelitian Dalam Bidang Data Nuklir,Siklus Bahan Baker, dan Spektroskopi

Di bidang-bidang ini cukup banyakmahasiswa yang dilibatkan dalampengembangan kemampuan dalam menguasaiIptek terkait dengan data Nuklir baikmenyangkut modifikasi pustaka data Nukliruntuk perhitungan homogenisasi sel bahanbaker, maupun perhitungan-perhitungan yanglebih mendasar termasuk aspek komputasinya.

Menyangkut siklus bahan bakerdikembangkan analisis siklus bahan baker danoptimasi penanganan limbah Nuklir baikmenyangkut reaktor PWR dan BWR yang saatini banyak digunakan, maupun untuk reaktor­reaktor lanjut generasi IV. Hasil-hasil penelitianmahasiswa sangat baik dan banyakdipublikasikan dalam seminar dan jurnalilmiah.

Menyangkut aspek instrumentasi dalambidang Nuklir cukup banyak mahasiswa yangberminat dan dilibatkan dalam pengembangansistem spektroskopi dengan berbagai bentukaplikasinya.

Makalah Utama-Zaki Su 'ud 7 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - SA TAN

Page 8: STRATEGI PENGEMBANGAN RISET DALAM BIDANG IPTEK …

KESIMPULAN

Pelibatan mahasiswa dalam kegiatan risetmerupakan salah satu strategi yang dapatditempuh untuk menciptakan SDM handal danberkualitas dalam bidang Nuklir khususnyayang menuntut kemampuan analisis yang cukuptinggi baik dalam bidang perancangan netronik,perancangan termal hidrolik dan analisiskeselamatan reaktor.

Berdasarkan pengalaman yang telahcukup lama (10 tahun lebih) mahasiswa SI - S2maupun S3 dapat mengikuti kegiatan risetdalam bidang reaktor Nuklir asalkansebelumnya ditunjang dengan perkuliahan danpraktikum yang memadai sehingga merekamemiliki kesiapan yang baik.

Riset dalam disain-disain reaktor Nuklirmutakhir tak berarti bahwa mahasiswa takmampu menangani reaktor konvensional.Mereka yang menangani reaktor termal berbasisLWR inovatif dengan cukup mudah mampumelakukan perhitungan dengan disain LWRkonvensional.

DAFT AR PUST AKA

1. ZAKl S., and SEKIMOTO, H., 1995, "SafetyAspect of Long Life Small Safe PowerReactors", Analysis of Nuclear Energy.

2. ZAKl S. and SEKIMOTO, H., 1995, "Designand Safety Aspect of Lead and Lead BismuthCooled Long-Life Small-safe Fast Reactorfor Various Core Configuration", Journal ofNuclear Science and Technology 32/9.

3. ZAKI S. and SEKIMOTO, H., 1996, "AccidentAnalysis of lead or lead-bismuth CooledSmall Safe Long-life Fast Reactor UsingMetallic or Nitride Fuel", Nuclear Eng. AndDesign, 162(1996), p. 205-222.

4. EPUNG S.B., ZAKI S., A. WARtS, andBAMBANG A.W., 2005 "Reactor CoreDesign Optimization of The 200 MWth Pb­Bi Cooled Fast Reactors for HydrogenProduction", Asian Physics SeminarDecember 7-8-2005, Grand Aquila Hotel,Bandung, Indonesia.

5. ZAKI SU'UD et aI., 2005, "Development ofWEB based Reactor Analysis System", AsianPhysics December 7-8-2005, Grand AquilaHotel, Bandung, Indonesia.

6. MUH. NURUL SUBKHI and ZAKI SU'UD,2005, "Preliminary Study of Small Long-

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Life PWR Core with Thorium ProtactiniumFuelled", Asian Physics December 7-8-2005,Grand Aquila Hotel, Bandung, Indonesia.

7. DIAN FITRIYANI and ZAKl S., "Design Studyof Ship Based Nuclear Power Reactors:Safety Analysis with Quasistatic Approach",Asian Physics December 7-8-2005, GrandAquila Hotel, Bandung, Indonesia.

8. EKA Sand ZAKI S., 2005, "Design Study ofThorium Cycle Based Tight Lattice LongLife BWR", Proceeding of GLOBALOctober 9-13 2005 Conference, Tsukuba,Japan.

9. TOPAN S, S.M. NURUL, Y. ASTUTI andZAKI S., 2005, "Neutronic Design Study ofSmall Long Life PWR with (Th,U) O2 fuel",Proceeding of GLOBAL October 9-13 2005Conference, Tsukuba, Japan.

10. ZAKI SU'UD, 2005, "Design Study of SmallPb-Bi Cooled Non-Refueling Nuclear PowerReactors (SPINNOR)", Proceeding ofGLOBAL October 9-13 2005 Conference,Tsukuba, Japan.

11. ZAKI SU'UD, BAKRlE ARBlE, andSEDYARTOMO S., 2005, "The Prospect ofMOX Fuel Based Pb-Bi Cooled SmallNuclear Power Reactors', Progress ofNuclear Energy, Vol. 47, h.212-221.

8