Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan akan densitas energi tinggi dan keselamatan inheren pada sektor maritim mendorong pengembangan teknologi Molten Salt Reactor (MSR) Mikro. Penelitian ini bertujuan untuk merancang desain konseptual reaktor MSR Mikro 300 kWth yang stabil secara neutronik dengan mengevaluasi variasi enam komposisi garam bahan bakar fluorida, yaitu: LiF-UF4 (72-28% mol), NaF-UF4 (72-28% mol), NaF-UF4 (44-56% mol), NaF-LiF-UF4 (60-21-19% mol), NaF-LiF- UF4 (35-37-28% mol), dan FLiNaK-UF4. Fokus utama penelitian adalah menentukan konfigurasi geometri dan komposisi bahan bakar yang mampu menjaga kondisi kritis serta efisiensi konversi bahan bakar selama masa operasional lima tahun. Metode penelitian ini menggunakan simulasi transportasi neutron stokastik berbasis Monte Carlo dengan kode OpenMC. Metode Monte Carlo digunakan sebagai mesin komputasi untuk menyelesaikan persamaan transport neutron secara eksplisit pada geometri heterogen, guna memperoleh parameter fisis dengan presisi tinggi. Tahapan penelitian dimulai dengan pemodelan geometri silinder yang diadaptasi dari desain awal 50 kWth, diikuti dengan optimasi dimensi teras dan volume bahan bakar. Analisis neutronik dilakukan dengan menghitung faktor multiplikasi efektif (keff), distribusi fluks neutron, laju reaksi (fisi dan penangkapan), serta Conversion Ratio (CR). Selanjutnya, dilakukan simulasi deplesi (burn-up) selama 1.825 hari untuk mengamati evolusi isotop dan stabilitas reaktivitas jangka panjang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan daya reaktor menjadi 300 kWth memerlukan kompensasi reaktivitas melalui peningkatan volume bahan bakar yang signifikan. Hal ini dicapai dengan memperbesar dimensi teras (jari-jari teras ditingkatkan menjadi 130 cm) serta mengoptimalkan volume moderator grafit (jari-jari pin ditingkatkan menjadi 2,5 cm). Varian "FLiNaK Optimized" teridentifikasi sebagai desain terbaik dengan nilai keff awal 1,02143 dan stabilitas reaktivitas yang sangat tinggi, di mana penurunan reaktivitas (reactivity swing) hanya sebesar 0,00353 selama lima tahun. Desain ini juga menunjukkan efisiensi regenerasi bahan bakar yang unggul, ditandai dengan kenaikan CR secara konsisten dari 0,4518 menjadi 0,4642. Kebaruan penelitian ini adalah keberhasilan validasi desain teras heterogen MSR Mikro yang mampu mencapai kondisi saturasi pada akumulasi isotop U-239. Membuktikan efektivitas yang menjamin ketersediaan nuklida fisil baru. sehingga memberikan sumbangan ilmiah berupa basis data neutronik bagi pengembangan reaktor modular masa depan yang aman dan berkelanjutan.