Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengevaluasi kajian konseptual neutronik bahan bakar siklus thorium untuk konteks PWR modular kecil melalui simulasi Monte Carlo OpenMC. Model yang digunakan adalah sel pin tak hingga pada kisi persegi berbasis geometri PWR, dengan bahan bakar homogen ThO2­UO2 yang merepresentasikan Th­232 sebagai isotop fertil dan U­233 sebagai isotop fisil utama. Studi ini juga menguji penambahan racun bakar homogen Pa­231 dan Np­237 dalam bentuk PaO2 dan NpO2. Simulasi pembakaran dilakukan selama 3600 hari pada rapat daya volumetrik konstan 50 kW/L dengan temperatur dan densitas material tetap. Survei parametrik mencakup fraksi volume bahan bakar 33,2 %–60,0 %, fraksi atomik awal UO2 4,0 ao%–6,0 ao%, serta fraksi atomik awal PaO2 0,5 ao%–2,0 ao% dan NpO2 0,5 ao%–1,0 ao%. Hasil menunjukkan bahwa fraksi volume bahan bakar yang lebih besar menurunkan faktor multiplikasi awal, mendatarkan perubahan faktor multiplikasi selama pembakaran, mengeraskan spektrum neutron, dan meningkatkan kecenderungan konversi Th­232 menjadi U­233. Fraksi atomik awal UO2 yang lebih tinggi menaikkan faktor multiplikasi, tetapi tidak selalu menguntungkan bagi konservasi U­233 dan rasio konversi. Penambahan Pa­231 dan Np­237 menurunkan reaktivitas awal dan dapat meningkatkan rasio konversi U­233, dengan Pa­231 memberikan efek penyerapan dan kecenderungan konversi yang lebih kuat dalam rentang parameter yang diuji. Dalam batasan model sel pin tak hingga, asumsi temperatur tetap, dan tanpa analisis teras penuh maupun termalhidraulik, hasil ini menunjukkan potensi neutronik awal bahan bakar ThO2­UO2 dengan racun bakar homogen untuk dikaji lebih lanjut dalam konteks PWR pembakaran panjang.