Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Not a member yet
288 research outputs found
Sort by
PENGARUH DENSITAS URANIUM DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U-7Mo/Al-Si MENGGUNAKAN KELONGSONG AlMgSi1 TERHADAP HASIL PROSES PENGEROLAN
Get PDFABSTRAK PENGARUH DENSITAS URANIUM DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U-7Mo/Al-Si MENGGUNAKAN KELONGSONG AlMgSi1 TERHADAP HASIL PROSES PENGEROLAN. Pembuatan pelat elemen bakar/PEB U-7Mo/Al-Si bertujuan untuk mempelajari pengaruh densitas uranium dalam bahan bakar U-7Mo/Al-Si terhadap hasil proses pengerolan. Kegiatan dimulai dari membuat komposit dengan cara memasukkan inti elemen bakar/IEB U-7Mo/Al-Si kedalam lubang frame dan kedua permukaannya ditutup dengan cover, kemudian pada keempat sisi sambungannya dilas TIG pada beberapa titik agar frame dan cover tidak bergeser selama pengerolan. Satu unit paket rol berbahan AlMgSi1 berisi 8 buah komposit, yang terdiri dari 3 buah komposit berisi IEB U-7Mo/Al-Si dengan densitas 3,6 gU/cm3, 1 buah komposit berisi IEB U-7Mo/Al-Si dengan densitas 6 gU/cm3, 2 buah komposit berisi IEB U-7Mo/Al-Si dengan densitas 7 gU/cm3, 1 buah komposit berisi IEB U-7Mo/Al-Si dengan densitas 8 gU/cm3, dan 1 buah komposit berisi IEB U-7Mo/Al-Si dengan densitas 9 gU/cm3, akan dibuat PEB dalam ukuran mini. Seluruh komposit tersebut dianil pada suhu ±4800C selama 30 menit, lalu dirol panas dalam empat tahap, dan dirol dingin dalam tiga-empat tahap untuk mendapatkan ketebalan akhir ± 1,40 mm. Pengujian terhadap PEB hasil pengerolan diantaranya meliputi cacat permukaan, ketebalan PEB, dan radiografi sinar-x. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pengerolan PEB dengan densitas ≤ 8 gU/cm3 menghasilkan pelat dengan ketebalan ± 1,4 mm, sedangkan PEB dengan densitas 9 gU/cm3 menghasilkan pelat cacat. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa material AlMgSi1 dapat digunakan sebagai material kelongsong untuk PEB dengan densitas ≤ 8 gU/cm3. Kata kunci: U-7Mo/Al-Si, AlMgSi1, densitas uranium, pelat elemen bakar, pengerolan. ABSTRACT EFFECT OF URANIUM DENSITY OF U-7Mo/Al-Si FUEL USING AlMgSi1 CLADDING ON ROLLING PROCESS RESULT. The manufacture of U-7Mo/Al-Si fuel element plate is aimed to study the effect of uranium density of U-7Mo/Al-Si fuel on the rolling process result. The manufacture begins with the making of composite by inserting U-7Mo/Al-Si fuel element cores into holes of frame, placing cover on the second surface, and subsequently welding the four-side joints by TIG at some points so that the frame and the cover do not shift during rolling. One unit of AlMgSi1 rolling package contains 8 pieces of composite, i.e. 3 pieces of composite containing fuel element cores with a density of 3.6 gU/cm3, 1 piece of composite with a density of 6 gU/cm3, 2 pieces of composite with a density of 7 gU/cm3, 1 piece of composite with a density of 8 gU/cm3, and 1 piece of composite with a density of 9 gU/cm3. Each piece of the composite is made into a miniature scale plate. The entire composite is annealed at a temperature of 480oC for 30 minutes, hot rolled for four times, and cold rolled for three-four times in order to get the final thickness of ± 1.40 mm. Tests on the rolled fuel element plates include surface defects, thickness, and x-ray radiography. The test results indicate that the rolling of fuel element plates with a density of ≤ 8 gU/cm3 produces a thickness of ± 1.4 mm, while the fuel element plates with a density of 9 gU/cm3 produce defective plates. The results of this research indicate that the AlMgSi1 can be used as cladding material for fuel element plate with a density of ≤ 8 gU/cm3. Keywords: U-7Mo/Al-Si, AlMgSi1, uranium density, fuel element plate, rolling
ANALISIS SIFAT TERMAL TERHADAP UNJUK KERJA PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK
Get PDFABSTRAK ANALISIS SIFAT THERMAL TERHADAP UNJUK KERJA PIN BAHAN BAKAR NUKLIR TIPE PWR PADA KONDISI TUNAK. Telah dilakukan pembuatan sampel uji pin bahan bakar tipe Pressurized Water Reactor (PWR) di Instalasi Elemen Bakar Ekperimen (IEBE). Untuk mengetahui unjuk kerja dari pin tersebut perlu dilakukan analisis dengan melakukan pengujian di Power Ramp Test Facility (PRTF). Analisis dilakukan dengan pemodelan program kode komputer menggunakan program FEMAXI-V. Dari pemodelan ini dapat diketahui unjuk kerja bahan bakar, antara lain adalah proses termal maupun proses mekanik pada kondisi tunak (steady-state). Keluaran (output) dari program tersebut diperoleh data entalpi,distribusi burn-up, distribusi temperatur ke arah aksial maupun radial pada pin bahan bakar secara kualitatif. Hasil pemodelan dengan program FEMAXI-V diketahui bahwa semakin lama elemen bakar diiradiasi nilai entalpi dan burn-up menunjukkan adanya peningkatan. Pola distribusi burn-up dan pola distribusi temperatur pada pin ke arah aksial nilai tertinggi di posisi node ke 5, sehingga untuk memprediksi unjuk kerja bahan bakar pin terhadap proses termal maupun mekanik dipilih pada posisi node ke 5.Hasil analisis proses iradiasi kondisi tunak dengan power 107 W/cm, waktu iradiasi hingga 38112,0 jam mengalami penurunan gap radial, tetapi belum terjadi kontak antara pelet dan kelongsong dan tidak terjadi tekanan kearah aksial maupun radial. Kata kunci: elemen bakar nuklir, pin, kelongsong, pelet. ABSTRACT THERMAL PROPERTIES ANALYSISON THE PERFORMANCEOF PWR TYPEFUEL PIN AT A STEADY-STATE CONDITION. A PWR fuel pin has been manufactured at the Experimental Fuel ElementInstallation of BATAN for performance test in RampPowerTestFacility of the RSG-GAS Multipurpose Reactor. A pre-irradiation modeling was conducted using FEMAXI-V. The otputs of the steady-state modeling calculation include enthalpy data, burn-up distribution, and qualitative radial and axial temperature distribution. The modeling results show that longer irradiation time increases the value of enthalpy and burnup axially. The burn-up and temperature distribution pattern has the highest value at node 5, and this value is hence chosen for theprediction of fuel pin performance during thermal and mechanical processes. Analysis of steady state irradiation with a power of 107W/cm and irradiation time up to 38112.0 hours shows radial gap decrease but not causing contact of the pellet and the cladding, and there is no indication of occurance of pressure to axial and radial directions between the pellet and the cladding. Keywords: nuclear fuel elements, pin, cladding, pellet
EFEK PENAMBAHAN DOPAN TERHADAP KARAKTERISTIK PELET UO2 SINTER
Get PDFABSTRAK.EFEK PENAMBAHAN DOPAN TERHADAP KARAKTERISTIK PELET UO2 SINTER. Telahdikembangkan bahan bakar PWR berderajat bakar tinggi melalui fabrikasi pelet UO2 denganmenambahkan dopan Cr2O3, MgO atau V2O5. Penambahan dopan dimaksudkan agar diperolehpelet UO2 dengan karakteristik yang lebih baik yang ditandai dengan pelet berbutir besar dandensitas yang lebih besar dari 94% TD. Pada pelet UO2 sinter berbutir besar, jalur difusi bebasrerata akan meningkat dan akan menurunkan laju pelepasan gas hasil fisi sehingga derajatbakarnya dapat ditingkatkan. Fabrikasi pelet UO2 berbutir besar dilakukan dengan menambahkan 0,1% sampai 0,9% berat dopan Cr2O3, MgO atau V2O5 pada saat pengompakan pelet UO2 dan disinter pada temperatur 1700 0C dengan laju pemanasan 250 0C per jam selama 4 jam dalam suasana gas hidrogen. Selanjutnya dilakukan karakterisasi pelet sinter UO2-dopan yang meliputi pengujian visual, pengukuran dimensi, pengukuran densitas dan uji ceramografi untuk mendapatkan informasi tentang pengaruh penambahan dopan terhadap karakteristik (besar butir dan densitas) pelet sinter UO2-dopan. Dari kegiatan ini akan dapat ditentukan jenis dopan yang paling efektif mempengaruhi proses sinter pada prosentase penambahan tersebut serta diperoleh pelet UO2 berbutir besar yang memenuhi persyaratan densitas dalam rangka peningkatan kehandalan bahan bakar UO2 sebagai bahan bakar PWR berderajad bakar tinggi.Kata kunci: pelet, UO2, sintering, dopan, butir besar, densitas.ABSTRACTEFFECT OF DOPANT ADDITION ON THE CHARACTERISTIC OF UO2 PELLETS. A high burnupUO2 fuel pellet has been developed by doopant addition. The purpose of adding a smallamount Cr2O3, MgO or V2O5 dopant below 1% weight into UO2 matrix is to obtain bettercharacteristic of UO2 pellet with coarser grains and higher density.In large grain microstructure of UO2 pellet, as the mean value of gas diffusion free path increases, the amount of fission gasreleased from the pellet will be suppressed, and the fuel burn-up can be increased. Thefabrication of doped-UO2 pellets was done by compacting a mixture of UO2–dopant powder andsintering at a temperature of 1750 oC with holding time of 4 hours in hydrogenatmosphere.Characterization of UO–dopant pellet involves visual examination, dimensional anddensity measurement, and ceramography test to study the effect of dopant addition on densityand grain size. In this research, the determination of the specific amount of dopant into UO2 matrix is technically important for the acquisition of large grains microstructure to meet the density requirements in order to improve the reliability ofhigh burn-up UO2 fuel.Keywords: pellet, UO2, sintering, dopant, large grain, densit
EFFECT OF Nb ELEMENT CONTENT IN U-Zr ALLOY ON HARDNESS, MICROSTRUCTURE AND PHASE FORMATION
Get PDFEFFECT OF Nb ELEMENT CONTENT IN U-Zr-Nb ALLOY ON HARDNESS, MICROSTRUCTURE AND PHASE FORMATION. Experiments to determine the effect of Nb element in the U-Zr alloys on hardness, microstructure and phase formation has been done. The addition of Nb element would effect the hardness, microstructure and phase which formed. The U-Zr-Nb alloy was made with the variation of Nb 2%, 5% and 8% by melting in an electric arc melting furnace that equipped with water cooling and the argon atmosphere. The U-Zr-Nb alloy to be cut divided to some testing, such as hardness test, microstructure, and phase analysis. Hardness testing was done by Vickers hardness testing equipment, microstructure by an optical microscope, and diffraction pattern by XRD and phase analysis was done by GSAS. Hardness testing results showed that the addition of 2% to 5% Nb element in U-Zr alloys will increased in hardness, but the addition of Nb element over 5% the hardness was decreased. Observations the microstructure showed that the addition of 2% to 5%Nb element, grains were formed from fine into coarse. Phase analysis for diffraction pattern showed that the phase changed from αU and γU (Zr,Nb)at 2% Nb to be αU, γU (Zr,Nb) and δ1 (UZr2) phase at 5% and 8% Nb. Phase changes was followed by changes in its compositions. The composition of αU at 2% Nb was 40% increased to 81% at 5% Nb and decreased to 3.9% at 8% Nb. The composition of γU decreased from 59,86% to 14,91% with increased Nb from 2% to 5% and further increased to 52,74% at 8% Nb. PENGARUH KADAR UNSUR Nb PADA PADUAN U-Zr-Nb TERHADAP SIFAT MEKANIK, MIKROSTRUKTUR DAN PEMBENTUKAN FASA. Percobaan untuk mengtahui pengaruh kadar Nb pada paduan U-Zr-Nb terhadap sifat mekanik, mikrostruktur dan pembentukan fasa telah dilakukan. Penambahan unsur Nb diduga akan mempengaruhi sifat mekanik, mikrosruktur, ketahanan korosi dan fasa yang terbentuk. Penambahan unsur Nb ke dalam paduan U-Zr dimaksudkan untuk memperluas daerah fasa gamma yang stabil dan memperbaiki ketahanan korosi. Mula-mula dibuat paduan U-Zr-Nb pada variasi Nb 2%, 5% dan 8% dengan cara melebur di dalam tungku peleburan busur listrik yang berpendingin air dan dalam media gas argon. Paduan U-Zr-Nb yang terbentuk dipotong-potong untuk dikenai beberapa pengujian, diantaranya uji mekanik (kekerasan), mikrostrutur, dan fasa yang terbentuk. Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan peralatan uji kekerasan Vickers, mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik, dan fasa dengan menggunakan XRD. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa penambahan Nb pada paduan U-Zr dari 2% menjadi 5% mengakibatkan kenaikan kekerasan, tetapi kemudian kekerasan turun pada penambahan di atas 5% Nb. Pengamatan mikrostruktur yang terbentuk memperlihatkan bahwa pada penambahan unsur Nb sebesar dari 2% menjadi 5% maka terbentuk butir dari kasar menjadi halus. Dilihat dari pembentukan fasa, terjadi perubahan yakni dari αU dan γU pada 2% Nb menjadi fasa αU, γU dan δ1 (UZr2) pada 5% Nb dan 8% Nb. Perubahan fasa tersebut juga diikuti dengan perubahan prosentase fasa yaitu pada 2% Nb, dimana fase αU yang semula 40% mengalami kenaikan menjadi 81% pada 5% Nb dan selanjutnya turun menjadi 3,9% pada 8% Nb. Untuk fasa γU terjadi penurunan yang semula 59% menjadi 14% pada 5% Nb dan selanjutnya naik menjadi 32 % pada 8%
KARAKTERISTIK PERMUKAAN SERAT SILIKON KARBIDA HASIL PEMINTALAN LISTRIK DARI POLYCARBOSILANE DALAM N,N-DIMETILFORMAMIDA (DMF)/ TOLUENA
Get PDFKARAKTERISTIK PERMUKAAN SERAT SILIKON KARBIDA HASIL PEMINTALAN LISTRIK DARI POLYCARBOSILANE DALAM N,N-DIMETILFORMAMIDA (DMF)/ TOLUENA. Silikon karbida (SiC) merupakan keramik non oksida yang memiliki sifat unik seperti ketahanan mekanik, kimia dan stabilitas termal sehingga digunakan dalam berbagai aplikasi. Hasil pemodelan SiC dari beberapa studi yang menunjukkan stabilitas yang baik terhadap radiasi netron dan permeabilitas yang rendah terhadap produk fisi. Hal ini meningkatkan ketertarikan penggunaan SiC dalam industri nuklir. Untuk meningkatkan sifat mekanik SiC, umumnya dibentuk berupa komposit. Komposit dengan penguat serat menunjukkan karakteristik mekanik yang lebih baik dibandingkan penguat partikel ataupun whisker. Pada komposit SiC, sifat mekanik komposit dominan dipengaruhi oleh sifat antar fasa dan atau karakteristik dari permukaan SiC. Electrospinning merupakan metode yang menjanjikan untuk menghasilkan serat. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik permukaan serat silikon karbida hasil pemintalan listrik dari polycarbosilane dalam N,N-dimetilformamida (DMF)/ toluena. Perbedaan persentase DMF dan polycarbosilane dalam toluene mempengaruhi elektrospinnabilitas dan karakteristik permukaan serat yang dihasilkan. Serat SiC yang dihasilkan dari prekursor polycarbosilane dengan pelarut toluena dan kopelarut N-N, dimetilformamida (DMF) diperoleh serat kontinu, dengan berbentuk sedikit cekungan menyerupai pita. Adanya titik-titik hitam di permukaan serat hasil pirolisis dimungkinkan akibat adanya karbon bebas dan atau kontaminasi dari grafit material tungku. Serat hasil pirolisis memiliki luas muka sebesar 3,321 – 46,14 m2/g dan pori berukuran mikro, dengan distribusi radius pada rentang 1-3 nm, dengan jumlah pori terbanyak memiliki ukuran kurang dari 2 nm. Suhu pirolisis dan sintering yang lebih tinggi diharapkan menghasilkan serat yang minim pori dan densitasnya mampu mendekati densitas teori. SiC SURFACE CHARACTERISTIC RESULT OF ELECTRIC SPINNING FROM POLICARBOSILANE IN THE DIMETILFORMAMIDA (DMF)/ TOLUENA. Non oxide ceramic silicon carbide (SiC) has unique properties such as mechanical strength, chemical and thermal stability that is used in many applications. Results of modelling studies on SiC show good stability on neutron irradiation and had low permeability againts fission product increased the interest in the use of SiC in nuclear applications. Composites form was used to increased mechanical properties. Composites that used fiber as filler show better mechanical properties than filler in form particle and whisker. In SiC composites, mechanical properties influenced by interphase properties and/or SiC surface characteristic. Electrospinning was a promising method to form fibers. This research aims to study the characteristics of silicon carbide fiber surface produced from polycarbosilane that solute by toluene and N,N-dimethylformamide (DMF). The addition of DMF and polycarbosilane in toluen affect the electrospinnability and characteristic the surface of fibers. The SiC fibers produced from polycarbosilane that solute by toluen and N,N-dimethylformamide (DMF) form continue fibers with ribbon liked. Black spot on the surface of pyrolysis fibers possible from free carbon or graphite contamination from furnace material. Value of surface area of pyrolysis fibers at 3.321 – 46.14 m2/g and porous in micro size, with distribution its radius in range at 1-3 nm, highgest distribution in size less than 2 nm. Pyrolysis and sintering in higher temperature expected to form fiber with less porous and its density able to approach the theoretical density
PENGARUH KEASAMAN UMPAN, PENGADUKAN , WAKTU, DAN SUHU TERHADAP EFISIENSI PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING URANIUM-MOLIBDENUM/ALUMINIUM
Get PDFABSTRAK PENGARUH KEASAMAN UMPAN, PENGADUKAN, WAKTU, DAN SUHU TERHADAP PROSES EKSTRAKSI-STRIPPING URANIUM-MOLIBDENUM. Uranium–molibdenum (UMo) meru-pakan kandidat bahan bakar reaktor riset yang telah dikembangkan di dunia. Dalam proses pem-buatannya dijumpai berbagai kegagalan produksi baik berupa serbuk UMo/Al maupun proses fabrikasi. Tujuan percobaan ini adalah memungut kembali UMo agar dapat digunakan kembali sebagai bahan bakar. Tahap awal yang dilakukan adalah melarutkan gagalan produksi berupa serbuk, inti elemen bakar dan pelat elemen bakar UMo/Al dalam NaOH sehingga diperoleh larutan NaAlO2 dan residu UMo yang berimpuritas. Residu UMo berimpuritas kemudian dilarutkan dengan asam nitrat pekat hingga diperoleh larutan campuran UO2(NO3)2 dan MoO2(NO3)2 berimpuritas. Ekstraksi-stripping merupakan metode yang tepat untuk digunakan dalam pemungutan dan pemurnian UMo. Sebagai pengekstrak digunakan TBP/-kerosin/dodekan. Pada proses ekstraksi ini uranium dan molibdenum akan masuk ke fasa organik TBP, sedangkan impuritasnya berada dalam fasa air (rafinat). Uranium dan molibdenum dalam fasa organik dilakukan proses stripping dengan air panas (sebagai parameter), sehingga diperoleh larutan campuran UO2(NO3)2 dan MoO2(NO3)2 murni. Parameter yang dipelajari pada proses ekstraksi adalah waktu, kecepatan pengadukan, dan keasaman umpan, sedangkan parameter untuk stripping adalah suhu. Kondisi proses ekstraksi diperoleh keasaman umpan 3 N, pengadukan 200 rpm, dan waktu 50 menit diperoleh efisiensi 66,48%. Sedangkan efisiensi proses stripping sebesar 37.08% pada suhu 60OC. Kata kunci: ekstraksi, stripping, gagalan produksi, bahan bakar UMo/Al, pemungutan. ABSTRACT EFFECT OF FEED ACIDITY, STIRRING, TIME AND TEMPERATURE ON THE EXTRACTION-STRIPPING PROCESS OF URANIUM-MOLYBDENUM. Uranium-molybdenum (UMo) is a candidate of research reactor fuel that has been well developed in the world. The manufacturing process may encounter many failures, both failures in powder production of UMo/Al and fabrication process. The purpose of this experiment is to recover rejected UMo for reuse as fuel. The initial stage was dissolving the rejected products, i.e. the powder form, the core fuel element and fuel element plate of UMo/Al, with NaOH in order to obtain a solution of NaAlO2 and residual UMo with impurities. The residual UMo with impurities was dissolved in concentrated nitric acid to obtain a solution of a mixture of UO2(NO3)2 and MoO2(NO3)2 with impurities. Extraction-stripping is considered as an appropriate method to collect and refine the UMo. As extractors, TBP, kerosene, dodecane were used. In the process of extraction, uranium and molybdenum enters the organic phase of TBP, while the impurities are in the water phase (rafinate). Uranium and molibdenum in the organic phase are stripped with hot water (as a parameter), resulting a solution of a mixture of refined UO2(NO3)2 and MoO2(NO3)2. The parameters studied in the extraction process are time, stirring speed, and the acidity of the feed, whereas the parameter for stripping is temperature. The optimum extraction condition obtained is acidity at 3N and stirring at 200 rpm for 50 minutes. In this condition, extracting process efficiency is 66.48%, while the stripping efficiency of 37.08% is reached at a temperature of 60 oC. Keywords: extraction, stripping, production rijected, UMo/Al fuel element, recover
PENGARUH BURN-UP TERHADAP KARAKTERISTIK PELET SINTER SIMULASI BAHAN BAKAR BEKAS
Get PDFABSTRAK PENGARUH BURN-UP TERHADAP KARAKTERISTIK PELET SINTER SIMULASI BAHAN BAKAR BEKAS. Telah dilakukan penelitian pengaruh burn-up terhadap karakteristik pelet sinter simulasi bahan bakar bekas dengan variasi burn-up 40 MWd/kgU dan burn-up 60 MWd/kgU. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakter bahan bakar bekas simulasi yang diharapkan mampu mendekati sifat dan karakter bahan bakar bekas yang sebenarnya. Karakterisasi serbuk simulasi hasil fisi dengan variasi burn-up yang dianalisis antara lain bulk density, tap density, surface area dan rasio O/U. Hasil pengukuran serbuk simulasi hasil fisi dengan burn-up 40 MWd/kgU antara lain bulk density : 1,0250 g/cm3, tap density : 1,9330 g/cm3, surface area : 0,8751 m2/g dan rasio O/U : 2,0319, sedangkan untuk serbuk simulasi hasil fisi dengan burn-up 60 MWd/kgU diperoleh bulk density : 1,3410 g/cm3, tap density : 2,0443 g/cm3, surface area : 2,6688 m2/g dan rasio O/U : 2,0381. Kemudian serbuk simulasi hasil fisi dengan burn-up 40 MWd/kgU dilakukan pengompakan pada tekanan 3 Mp, 4 Mp, 5 Mp, 6 Mp, 8 Mp dan 9 Mp. Serbuk simulasi bahan fisi dengan burn-up 60 MWd/kgU pengompakan pada tekanan 4 Mp, 6 Mp, 7 Mp, 8 Mp dan 9 Mp. Masing-masing hasil proses pengompakan dilakukan penyinteran menjadi pelet sinter simulasi bahan bakar bekas kemudian dikarakterisasi densitas dan mikrostrukturnya. Densitas tertinggi pelet sinter simulasi hasil fisi dengan burn-up 40 MWd/kgU maupun burn-up 60 MWd/kgU terdapat pada tekanan pengepressan 9 Mp yaitu masing-masing sebesar 9,9959 g/cm3 dan 9,5490 g/cm3. Pengamatan mikrostruktur menunjukkan semakin besar burn-up menyebabkan semakin kecil ukuran butir pelet sinter. Kata kunci: simulasi hasil fisi, tap density, bulk density, surface area, rasio O/U, mikrostruktur. ABSTRACT EFFECT OF BURN-UP ON THE CHARACTERISTICS OF SINTERED PELLETS OF SIMULATED SPENT FUEL. Effect of burn-up on the characteristics of sintered pellets of simulated spent fuel with burnup variation of 40 MWd/kgU and 60 MWd/kgU has been studied. The aim of this research is to obtain simulated spent fuel whose properties and characteristics are in close agreement with sintered pellets of spent fuel. The characteristics of simulated fission products powder for variation of burn-up such as bulk density, tap density, O/U ratio, and surface area were measured. The measurement result for simulated fission products powder of 40 MWd/kgU burn-up are bulk density : 1.0250 g/cm3, tap density : 1.9330 g/cm3, O/U ratio: 2.0319 and surface area : 0.8751 m2/g, while the measurement result of simulated fission products powder of 60 MWd/kgU burn-up are bulk density : 1.3410 g/cm3, tap density: 2.0443 g/cm3, O/U ratio: 2.0381 and surface area : 2.6688 m2/g. The simulated fission products powder of 40 MWd/kgU burn-up were pressed at a pressure of 3 Mp, 4 Mp, 5 Mp, 6 Mp, 8 Mp and 9 Mp, and the simulated fission products powder of 60 MWd/kgU burn-up were pressed at a pressure of 4 Mp, 6 Mp, 7 Mp, 8 Mp and 9 Mp to produce green pellets. The green pellets were sintered to produce simulated sintered pellets of spent fuel. The characteristics of simulated sintered pellets of spent fuel such as density and microstructure were measured. The highest density of the simulated spent fuel for 40 MWd/kgU burn-up and 60 MWd/kgU burn-up was obtained at a pressure of 9 Mp, i.e. 9.9959 g/cm3 and 9.5490 g/cm3 respectively. The microstructure analysis shows that the grain size of the sintered pellets decreases with increasing burn-up. Keywords: simulated fission product, tap density, bulk density, surface area, O/U ratio, microstructure
KETAHANAN KOROSI PADUAN Al-Mg 5052 DI DALAM AIR PENDINGIN NETRAL MENGANDUNG KLORIDA
Get PDFKETAHANAN KOROSI PADUAN Al-Mg 5052 DI DALAM AIR PENDINGIN NETRAL MENGANDUNG KLORIDA. Paduan Al-Mg 5052 adalah material yang biasa digunakan untuk kelongsong elemen bakar nuklir karena serapan fluks netronnya rendah dan tahan korosi di dalam air demineralisasi pada kondisi operasi reaktor. Makalah ini difokuskan untuk mengetahui ketahanan korosi paduan Al-Mg 5052 di dalam air dengan pH netral dan mengandung klorida sebagai pengganti air demineralisasi pendingin primer Reaktor Serba Guna GA Siwabessy (RSG-GAS). Penelitian mencakup pengukuran laju korosi menggunakan metode Tafel, prediksi mekanisme korosi menggunakan metode voltametri siklik dan analisa produk korosi dengan metode difraksi sinar X. Percobaan dilakukan dengan variasi temperatur 30°C, 35°C, 40°C, dan 45°C, serta variasi konsentrasi larutan natrium klorida 0,05 M, 0,25 M, dan 0,5 M. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa paduan Al-Mg 5052 terkorosi dengan kategori “dapat diabaikan” hingga “sedang” dalam larutan natrium klorida menjadi produk yang larut dalam air pada satu tahap reaksi oksidasi irreversible. CORROSION RESISTANCE OF Al-Mg ALLOY 5052 IN CHLORIDE CONTAINING NEUTRAL COOLING WATER. Al-Mg alloy 5052 is a material used as nuclear fuel element cladding due to its low neutron flux absorption and high corrosion resistance in demineralized water. This research is focused to know of the corrosion resistance of Al-Mg alloy 5052 in chloride containing neutral water used as demineralized primary cooling water substitute in GA Siwabessy Multi Purpose Reactor (RSG-GAS). This research covers the corrosion rate measurement using the Tafel method, corrosion process prediction using cyclic voltammetry method and corrosion product analysis using X-Ray Diffraction method. The experiments are carried out at temperature variation of 30°C, 35°C, 40°C and 45°C, as well as sodium chloride concentration of 0.05 M, 0.25 M and 0.5 M. The research results show that Al-Mg alloy 5052 is insignificantly to moderate corroded in chloride containing water by single step irreversible oxidation reaction
PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT BAHAN PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL
Get PDFABSTRAK PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT BAHAN PADUAN ALUMINIUM FERO NIKEL. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap struktur fasa, sifat kekerasan paduan aluminium sebagai cladding bahan bakar. Paduan aluminium AlFeNi hasil sintesis dengan kadar 1%Fe dan 1%Ni dikenai pemanasan pada temperatur450 oC, 500 oC dan 550 oC.Pemanasan pada temperatur tersebut dapat berdampak terhadap perubahan struktur fasa, sifat kekerasan dan termal. Pengujian sifat kekerasan paduan AlFeNi dilakukan dengan menggunakan metoda Vicker. Analisis struktur fasa dilakukan berdasarkan pola difraksi sinar x dan diagram fasa. Pengamatan mikrostruktur dilakukan dengan metalografik-optikal dan scanning electron microscope,SEM.Analisis unsur senyawa fasa diamati dengan electron dispersif x-ray spectrophotometer,EDS. Hasil pengukuran sifat kekerasan menunjukkan paduan AlFeNi dengan pemanasan pada 450 oC, 500 oC dan 550 oC masing-masing berkisar 45 HV, 45 HV dan 35 HV. Sifat kekerasan paduan AlFeNi dengan unsur pemadu 1%Fe dan 1%Ni menunjukkan relatif stabil hingga pada temperatur 500 oC dan cenderung menurun pada 550 oC. Hasil analis pola difraksi menunjukkan hanya terjadi pembentukan satu buah fasa pada temperatur 450 oC dan 500 oC. Pola difraksi sinar x memperlihatkan kecenderungan pembentukan fasa q (FeAl3) pada temperatur 450 oC dan 500 oC, sedangkan pada temperatur 550 oC hanya teridentifikasi fasa a(Al). Hasil pengamatan metalografik-optikal memperlihatkan mikrostruktur paduan mengalami perubahan seiring dengan meningkatnya temperatur pemanasan terutama pada temperatur 550 oC. Mikrostruktur hasil pengamatan SEM memperlihatkan struktur butir berbentuk granular dan pada batas butir berbentuk serat-jarum yang tumbuh memanjang. Hasil analisis EDS mengidentifikasikan pada daerah batas butir terkandung unsur senyawa logam Al, Fe dan Ni yang berpotensi membentuk senyawa fasa logam, seperti fasa q. Kata kunci:paduan aluminium, Cladding, elemen bakar nuklir, temperatur. ABSTRACT EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE PROPERTIES OF ALUMINUM FERRO NICKELALLOY. This study is aimed to determine the effect of temperature on the phase structure and hardness properties of aluminum alloy as nuclear fuel cladding. The AlFeNi aluminum alloy that was synthesized with Fe content of 1% and Ni content of 1% was heat treated at a temperature of 450 oC, 500oC and 550oC. Examination of AlFeNi alloy hardness was done by Vicker method. Phase structure analysis was performed by x-ray diffraction pattern and phase diagram. Microstructure examination was performed with optical and scanning electron microscope (SEM). Elemental analysis phase compounds were observed by electron dispersive x-ray spectrophotometer (EDS). The hardness test shows that the hardness of AlFeNi alloy over heating at 450oC, 500oC and 550oC is around 45 HV, 45 HV and 35 HV respectively. AlFeNi alloy hardness with alloying elements of 1% Fe and 1% Ni is found to be relatively stable at temperatures up to 500°C and the stability tends to decrease at 550oC. The diffraction pattern analysis indicates only the formation of a single phase at a temperature of 450oC and 500oC. The x-ray diffraction pattern shows that the phase formation has a tendency of q (FeAl3) at a temperature of 450oC and 500oC, while at 550oC only a (Al) phase is identified. The metallographic-optical observation shows that the alloy microstructure changes with increasing heating temperature, particularly at 550oC. The SEM microstructure observation shows granular shaped grain structure and the grain boundary in the shape of fiber needles growing lengthwise. The EDS analysis indicates that the grain boundary region contains elements of Al, Fe and Ni, which have a potential to form metal phase compounds such as q phase. Keywords: aluminum alloy, cladding, nuclear fuel element, temperature
LABORATORY-SCALE PRODUCTION OF ADU GELS BY EXTERNAL GELATION FOR AN INTERMEDIATE HTGR NUCLEAR
Get PDFLABORATORY-SCALE PRODUCTION OF ADU GELS BY EXTERNAL GELATION FOR AN INTERMEDIATE HTGR NUCLEAR. The The aim of this research is to produce thousands of microsphere ADU (Ammonium Diuranate) gels by using external gelation for an intermediate HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) nuclear fuel in laboratory-scale. Microsphere ADU gels were based on sol-solution which was made from a homogeneous mixture of ADUN (Acid Deficient Uranyl Nitrate) which was containing uranyl ion in high concentration, a water soluble organic compound PVA (Polyvinyl Alcohol) and THFA (Tetrahydrofurfuryl Alcohol). The simple unified home made laboratory experimental machine was developed to replace test tube experiment method which was once used due to a tiny amount of microsphere ADU gels produced. It consists of four main parts: tank filled sol-solution connecting to peristaltic pump and vibrating nozzle, preliminary gelation and gelation column. The machine has successfully converted 150 mL sol-solution into thousands of drops which produced 120 - 130 drops in each minute in steady state in ammonia gas free sector. Preliminary gelation reaction was carried out in ammonia gas sector where drops react with ammonia gas in a bat an eye followed by gelation reaction in column containing ammonia solution 7 M. In ageing process, ADU gels were collected and submerged into a vessel containing ammonia solution which was shaken for 1 hour in a shaker device. Isopropyl alcohol (90%) solution was used to wash ADU gels and a digital camera was used to measured spherical form of ADU gels. Diameters in spherical spheroid form were found between 1.8 mm until 2.2 mm. The spherical purity of ADU gels were 10% - 20% others were oblate, prolate spheroid and microsphere which have hugetiny of dimples on the surface. PRODUKSI GEL ADU SKALA LABORATORIUM DENGAN MENGGUNAKAN GELASI EKSTERNAL UNTUK BAHAN BAKAR ANTARA HTGR. Penelitian ini bertujuan untuk membuat ribuan gel bulat ADU (Ammonium Diuranate) dengan menggunakan gelasi ekternal untuk bahan bakar nuklir HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) menengah untuk skala laboratorium. Gel bulat ADU dibuat berbasis pada larutan-sol yang dibentuk dari campuran homogen ADUN (Acid Deficient Uranyl Nitrate) yang mengandung ion uranil dengan konsentrasi sangat tinggi, larutan PVA (Polyvinyl Alcohol) dan THFA (Tetrahydrofurfuryl Alcohol). Perangkat laboratorium untuk eksperimen dikembangkan untuk menggantikan metode eksperimen tabung pengujian yang telah digunakan untuk menghasilkan sejumlah gel bulat ADU. Perangkat tersebut terdiri atas empat bagian utama: tangki yang berisi larutan-sol yang terhubung dengan pompa peristaltik dan nosel vibrasi, gelasi awal dan kolom gelasi. Perangkat tersebut telah berhasil mengubah 150 mL larutan-sol menjadi ribuan tetes dengan produksinya berkisar 120-130 tetesan tiap menit dengan kondisi tunak dalam sektor yang bebas gas ammonia. Reaksi awal gelasi dilakukan di sektor gas ammonia dimana tetesan bereaksi dengan gas amonia yang diikuti dengan reaksi gelasi di dalam kolom yang mengandung larutan ammonia 7 M. Dalam proses penuaan, gel ADU ditampung dan direndam dengan larutan ammonia yang digoyang selama 1 jam. Larutan isopropyl alkohol (90%) digunakan untuk mencuci gel ADU dan kamera digital digunakan untuk mengukur kebulatan gel ADU. Diameter dari bentuk bulat bola berkisar antara 1.8 mm hingga 2.2 mm. kebulatan gel ADU selama produksi berkisar 10% - 20%, selain itu berbentuk bola oblate, prolate dan ada cekungan pada permukaan