Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Not a member yet
288 research outputs found
Sort by
PENGARUH UNSUR Ti PADA PADUAN U-7Mo-xTi TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN INGOT SERTA MORFOLOGI SERBUK HASIL HIDRIDING - DEHIDRIDING
Get PDFABSTRAK PENGARUH UNSUR Ti PADA PADUAN U-7Mo-xTi TERHADAP MORFOLOGI SERBUK HASIL HIDRIDING-DEHIDRIDING. Telah dilakukan pembuatan ingot dan serbuk U-7Mo-xTi sebagai alternatif bahan bakar tipe dispersi dengan tujuan untuk mendapatkan parameter proses pembuatan ingot yang tepat sehingga diperoleh serbuk U-Mo yang sesuai persyaratan fabrikasi bahan bakar nuklir tipe pelat. Pembuatan ingot dilakukan dengan menggunakan peleburan busur listrik, sedangkan pembuatan serbuk menggunakan metode hidriding-dehidriding yang dilakukan pada suhu dan tekanan tertentu. Penambahan unsur Ti sebesar 1; 2 dan 3% pada paduan U-7Mo dapat mempengaruhi struktur mikro dan sifat mekanik. Ingot U-7Mo-xTi hasil peleburan busur listrik selanjutnya diuji struktur mikro dan sifat mekaniknya. Serbuk hasil hidrididng-dehidriding diuji menggunakan SEM (scanning electron microscope) untuk mengetahui morfologi serbuk seperti bentuk, ukuran dan distribusinya. Hasil pengamatan struktur mikro menunjukkan bahwa penambahan unsur titanium dapat mempengaruhi struktur butir dan serbuk U-Mo yang dihasilkan. Pada penambahan unsur Ti sebesar 3% menghasilkan struktur butir paling kecil. Kekerasan mikro ingot semakin besar dengan bertambahnya kadar Ti dalam paduan. Nilai kekerasan untuk ingot U-7Mo-xTi dengan kadar Ti sebesar 0; 1; 2 dan 3% berturut - turut adalah 240,4; 300,6; 324,4 dan 340,2 HVN. Pengujian SEM terhadap serbuk hasil hidriding-dehidriding menunjukkan patahan getas akibat penyerapan hidrogen dengan ukuran serbuk bervariasi dari ukuran halus 100 µm dengan bentuk relatif bulat dan beraturan. Beberapa butir yang besar teridentifikasi adanya retak mikro sehingga pada tahapan selanjutnya yaitu mechanical grinding/milling mudah terfragmentasi menjadi serbuk dengan ukuran lebih kecil. Kata kunci : Paduan U-7Mo-xTi, hidriding-dehidriding, struktur mikro, kekerasan, morfologi. ABSTRACT INFLUENCE OF Ti ADDITION IN U-7Mo-xTi ALLOY ON POWDER MORPHOLOGY BY HYDRIDE-DEHYDRIDE METHOD. Ingot and powder of U-7Mo-xTi have been fabricated as an alternative fuel of dispersion type. The synthesis of alloy was conducted by electric arc melting, while powder fabrication was carried out by hydride-dehydride method at a given temperature and pressure. The addition of 1, 2 and 3% of Ti can effect the microstructure and mechanical properties. The ingot of U-7Mo-xTi was further tested and examined for the microstructure and mechanical properties. The ingot and powder of U-7Mo-xTi were examined using SEM to observe the microstructure and morfology of the powder such as shape, size and distribution. Microstructure observation indicates that grain size decrease with the addition of Ti. The addition of 3% of Ti produces the smallest grain structure. The hardness of the alloy increases with increasing Ti content. The hardness values of U-7Mo, U-7Mo-1Ti, U-7Mo-2Ti, and U-7Mo-3Ti alloys are 240.4, 300.6, 324.4, and 340.2 HVN respectively. SEM examination of the powder shows brittle fracture due to hydrogen absorption. Powder size varies from less then 10 µm to over 100 µm. The shape of powder is relatively rounded and regular. Some microcracks were identified on the coarse grains, so in the next stage, the mechanical milling, the sample was easily fragmented into powder with smaller size. Keywords: U-7Mo-xTi alloys, hydride-dehydride, microstructure, hardness, morphology
PENENTUAN PARAMETER OPTIMUM PROSES PENGENDAPAN CsClO4 PADA PEMISAHAN ISOTOP 137CS DARI LARUTAN PEB U3Si2/Al PASCA IRADIASI
Get PDFABSTRAK PENENTUAN PARAMETER OPTIMUMPADA PROSES PENGENDAPAN CsClO4PADA PEMISAHAN ISOTOP137Cs DARI LARUTAN PEB U3Si2/AlPASCA IRADIASI. Metode pengendapan telah dijadikan metode standar pada ASTM E 320-79 dalam bentuk garam CsClO4. Beberapa aspek metoda pengendapan tersebut diteliti dengan tujuan untuk mengetahui efektifitas metode pengendapan dan mendapatkan radionuklida 137Cs murni nuklir. Aspek-aspek yang diamati adalah pengaruh senyawa pembawa CsNO3 dengan sejumlah tertentu pereaksi HClO4 dan tetap dalam pengendapan radionuklida 137Cs serta pengaruh kepolaran bahan pencuci endapan CsClO4. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan larutan standar 137Cs (NIST) untuk menentukan efisiensi detektor, presisi dan akurasi pengukuran serta optimasi parameter proses pengendapan. Penentuan efisiensi detektor, presisi dan akurasi metode pengukurannya dilakukan dengan 5 sampai 7 kali pengulangan dengan waktu cacah 1500 detik dan nilai efisiensi detektor, presisi, bias akurasi masing-masing sebesar (5,31±0,066) x 10-2%,1,119% dan0,542%. Optimasi jumlah senyawa pembawa dilakukan dengan variasi mulai dari 100 sampai dengan 225 mg CsNO3 pada temperatur pengendapan pada 0oC selama 1 jam. Endapan CsClO4 yang terbentuk kemudian diukur kandungan137Cs pada energi 661,8 keV dan diperoleh rekoveri pengendapan maksimum 83,87% pada penambahan CsNO3 sebesar 225 mg. Optimasi bahan pencuci dilakukan pada endapan CsClO4 dari hasil proses pengendapan larutan PEB U3Si2/Al pasca iradiasi. Bahan pencuci untuk endapan CsClO4 yang digunakan adalah aseton dan campuran larutan (aseton dan etanol) dengan polaritas bervariasi, yang ditunjukkan dengan nilai konstanta dielektrik larutan (20 sampai dengan 22,4). Hasil pengukuran cacahan 137Cs dari endapan CsClO4 dan supernatan tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan, sehingga perbedaan polaritas bahan pencuci pada kisaran nilai 20 sampai 22,4 tidak begitu berpengaruh terhadap kelarutan CsClO4. Proses pengendapan larutan PEB U3Si2/Al pasca iradiasi menggunakan parameter hasil optimasi tersebut mendapatkan kandungan 137Cs sebesar 0,011 µg/g sampel atau sebesar (4,415±0,035) x 102µg/g dalam potongan PEB U3Si2/Alpasca iradiasi 3x3x1,37mm3. Kata kunci: parameter optimum pengendapan CsClO4, 137Cs, larutan PEB U3Si2/Al pasca iradiasi. ABSTRACT DETERMINATION OF OPTIMUM PARAMETERS OF THE PRECIPITATION PROCESS OF CsClO4 IN THE SEPARATION OF 137Cs FROM IRRADIATED U3Si2/AL FUEL PLATE. In this research the precipitation method refers to the ASTM E 320-79 standard, where the precipitate is in the form of CsClO4 salt. Several aspects related to the precipitation process are studied in order to determine its effectiveness and to obtain relatively nuclear grade of 137Cs. The precipitation was done by using HClO4 at 0oC. The aspects under examination includes the influence of CsNO3 addition as a carrier and HClO4 as well as the polarity of the washing agents used. The experiment used 137Cs standard (NIST) for the determination of detektor efficiency, measurement precision and accuracy, and optimum condition during the precipitation process. Measurement for detektor efficiency, precision and accuracy was repeated at 5 to 7 times at counting time of 1500 seconds, by which values of (5.31±0.066) x 10-2%, 1.119% and 0.542% for detektor efficiency, precision bias and accuracy bias respectively was obtained. The optimum addition of the carrier was determined by varying carrier composition from 100 to 225 mg of CsNO3 at 0oC for 1 hour. The resulting CsClO4 was subsequently measured for its 137Cs content at 661.8keV. The result showed that the maximum recovery precipitation obtained was 83.87% at carrier addition of 225 mg. The optimum amount of two washing agents used during the process was also studied, where asetone and a mixture of asetone and ethanol were used. The polarity of the washing agents was indicated by their dielectric constant (from 20 to 22.4). Analysis results indicate that the counts of 137Cs in the CsClO4 after washing and the counts of the supernatant do not show significant difference. It is therefore concluded that polarity difference within those range have no significant effect on the solubility of CsClO4. The precipitation of the irradiated U3Si2/Al at optimum condition results in 137Cs concentration of 0.011 µg/g sample or (4.415±0.035) x 102µg/g for a 3x3x1.37mm3 irradiated U3Si2/Al sample. Keywords: optimum deposition parameters CsClO4, 137Cs, a solution of PEBU3Si2/Alpost-irradiatio
INTERAKSI BAHAN BAKAR U3Si2-Al DENGAN KELONGSONG AlMg2 PADA ELEMEN BAKAR SILISIDA TMU 2,96 gU/cm3 PASCA IRADIASI
Get PDFINTERAKSI BAHAN BAKAR U3Si2-Al DENGAN KELONGSONG AlMg2 PADA ELEMEN BAKAR SILISIDA TMU 2,96 gU/cm3 PASCA IRADIASI. Telah dilakukan analisis interaksi bahan bakar U3Si2-Al dengan kelongsong AlMg2 pada pelat elemen bakar (PEB) U3Si2-Al tingkat muat uranium (TMU) 2,96 gU/cm3 pasca iradiasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh radiasi terhadap perubahan mikrostruktur PEB selama di reaktor. Untuk mengetahui pengaruh radiasi terhadap mikrostruktur PEB U3Si2-Al perlu dipahami interaksi kelongsong AlMg2 dengan inti elemen bakar U3Si2-Al pra maupun pasca iradiasi. Pengujian pra iradiasi dilakukan pemanasan PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 dengan ukuran 10x10 mm di dalam tungku DTA (Differential Thermal Analysis) dengan variasi temperatur 450, 550, 650, 900 dan 1350oC. PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 pasca iradiasi dilakukan pemotongan di dalam hotcell dengan ukuran 2x10 mm sebanyak 3 (tiga) sampel bagian bottom, middle dan top PEB. Potongan PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 pra maupun pasca iradiasi dikenakan preparasi metalografi meliputi mounting, grinda, poles, dan etsa. Pengamatan mikrostruktur interaksi bahan bakar U3Si2 dengan kelongsong AlMg2 dalam PEB U3Si2-Al pra iradiasi dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM-EDS), sedangkan pengamatan mikrostruktur PEB U3Si2-Al pasca iradiasi dilakukan menggunakan mikroskop optik di dalam hotcell. Hasil interaksi U3Si2dengan matrik Al maupun kelongsong AlMg2 pada PEB U3Si2-Al pra iradiasi terjadi aglomerat dengan pembentukan senyawa baru U(Al,Si)x dan UAlx. Pembentukan aglomerat semakin besar dengan meningkatnya temperatur pemanasan. Interaksi U3Si2 dengan matrik Al maupun kelongsong AlMg2 pada PEB U3Si2-Al pasca iradiasi diperoleh hasil bahwa pada kelongsong bagian atas dan bawah terjadi lapisan oksida dan pada bagian tengah PEB terbentuk layer senyawa U(Al,Si)x berwarna abu-abu terang dengan ketebalan sekitar 1-3 mikron. Dari hasil analisis ini diperoleh bahwa PEB U3Si2-Al pra maupun pasca iradiasi ke duanya menghasilkan senyawa intermetalik U(Al,Si)xINTERACTION OF U3Si2-Al FUEL ELEMENT WITH AlMg2 CLADDING ON POST IRRADIATION WITH LOADING OF URANIUM 2.96 gU/cm3. Interaction of U3Si2-Al fuel element with AlMg2 cladding on post irradiation of 2.96 gU/cm3 loading of uranium (TMU) of U3Si2-Al fuel elements plate (PEB) has been analyzed. The purpose of this research is to study the changes of microstructure of nuclear fuel elements during iradiation in reactor core. Understanding on interaction of U3Si2-Al fuel meat with AlMg2 cladding onpre and post irradiation needed to study the influence of radiation on fuel elements plate. PEB U3Si2-Al with 2.96 gU/cm3 by size 10 × 10 mm were heated in DTA (Differential Thermal Analysis) furnace with temperature variation at 450, 550, 650, 900 and 1350oC to perform pre irradiation test.Post irradiation samples were cut by size 2 × 10 mm as many as three samples taken from bottom, middle, and top of PEB in hotcell.The metallography preparation for each pieces of pre and post irradiation samples of U3Si2-Al fuel elements platewith 2.96 gU/cm3 weredone through steps mounting, grinding, polishing, and etching.Scanning Electron Microscope (SEM-EDS) were used to observe the pre irradiation microstructure of fuel elements U3Si2-Al with AlMg2 cladding interaction, while the post irradiationmicrostructure were observed by optical microscope in hot cell. The result show the interaction of U3Si2 with Al matrix or AlMg2 cladding in pre irradiation PEB U3Si2-Aloccurred agglomeration formed new compouds of U(Al,Si)x and UAlx formation. Agglomeration formation on heated pre irradiation samples were bigger while heating temperature increased. The post irradiation sampels shoed the oxide layer were formed outside the AlMg2 cladding and the inner side of caldding that contact to the fuel meat formedlight-grey U(Al,Si)xlayer at 1-3 micron of thickness
KARAKTERISTIK MIKROSTRUKTUR DAN FASA PADUAN Zr- 0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS DAN PENGEROLAN DINGIN
Get PDFKARAKTERISTIK MIKROSTRUKTUR DAN FASA PADUAN Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr PASCA PERLAKUAN PANAS DAN PENGEROLAN DINGIN. Logam paduan Zr-Nb-Fe-Cr dikembangkan sebagai material kelongsong elemen bakar dengan fraksi bakar tinggi untuk reaktor daya maju. Dalam penelitian ini telah dibuat paduan Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr yang mendapat perlakuan panas pada temperatur 650 dan 750°C dengan waktu penahanan 1–2 jam. Tujuan penelitian adalah mendapatkan karakter paduan Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr pasca perlakuan panas dan pengerolan dingin yaitu mikrostruktur, struktur kristal dan fasa-fasa yang ada dalam paduan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa paduan Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr pasca perlakuan panas (650ºC, 1-2 jam) mempunyai struktur butir ekuiaksial dengan ukuran butir bertambah besar seiring dengan bertambahnya waktu penahanan. Sementara itu, pasca perlakuan panas (750ºC, 1-2 jam) terjadi perubahan mikrostruktur paduan dari butir ekuiaksial dan kolumnar menjadi butir ekuiaksial lebih besar. Paduan Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr pasca perlakuan panas (650°C, 1 jam) dan (750°C, 1 jam) tidak dapat dirol dingin dengan reduksi tebal 5 – 10%, sedangkan pasca perlakuan panas (650ºC, 2 jam) dan (750°C, 1.5-2 jam) mampu menerima deformasi dingin dengan reduksi ketebalan 5-10% tanpa mengalami keretakan. Senyawa Zr2Fe, ZrCr2 dan FeCr teridentifikai dari hasil uji kristalografi paduan Zr-0,3%Nb-0,5%Fe-0,5%Cr. MICROSTRUCTURE AND PHASE CHARACTERISTICSOF Zr-0.3%Nb-0.5%Fe-0.5%Cr ALLOY POST HEAT TREATMENT AND COLD ROLLING. Zr-Nb-Fe-Cr alloys was developed as fuel elements cladding with high burn up for advanced power reactors. In this research has been made of Zr-0.3% Nb-0.5% Fe-0.5% Cr alloy were heat treated with varying temperatures at650 and 750°C for 1 until 2 hours. The objectives of this research was to obtain the character of Zr-0.3% Nb-0.5% Fe-0.5% Cr alloy post heat treatment and cold rolling, microstructure nomenclature, crystal structure and phases that presents in the alloy. The results of this experiment showed that the microstructures of Zr-0.3% Nb-0.5% Fe-0.5% Cr alloy post heat treatment (650ºC, 1-2 hours) had equiaxial grain structure with an enlarged size with increasing of the retention time. Meanwhile, post heat treatment (750°C, 1-2 hours) occurred the microstructures evolution of alloy from equiaxial and columnar became equiaxial and columnar relatively large, and subsequently became the larger equiaxial grains. Zr-0.3% Nb-0.5% Fe-0.5% Cr alloy post heat treatment (650°C, 2 h) and (750°C, 1.5-2 hours) can undergo cold deformation without cracking when thickness reduction between 5 to 10%.The phases formation of Zr2Fe, ZrCr2 and FeCr compounds can improve the mechanical strength and the corrosion resistance of Zr-0.3% Nb-0.5% Fe-0.5% Cr alloy
PENUMBUHAN LAPIS LINDUNG NITRIDA PADA PERMUKAAN BAHAN STRUKTUR REAKTOR PADUAN FeCrNi
Get PDFABSTRAKPENUMBUHAN LAPIS LINDUNG NITRIDA PADA PERMUKAAN BAHAN STRUKTURREAKTOR PADUAN FeCrNi. Percobaan penumbuhan lapis lindung nitrida pada paduan FeCrNitelah dilakukan dengan metode plasma nitridasi untuk meningkatkan nilai kekerasannya,ketahanan korosi dalam lingkungan air pendingin. Percobaan dilakukan pada temperatur 400 °Cdengan variasi nitridasi waktu pada 2 jam, 3 jam dan 4 jam. Karakterisasi meliputi pola difraksimenggunakan X-Ray Diffractometer (XRD), struktumikro menggunakan Scanning ElectronMicroscope - Energy Dispersive Spectrometer (SEM-EDS), kekerasan menggunakan Vicker’sHardness Tester dan uji korosi menggunakan Potensiostat Galvanostat Hasil nitridasi daripengamatan strukturmikro menunjukkan terbentuknya lapisan tipis pada permukaan paduanFeCrNi. Pola difraksi sinar X menunjukkan bahwa terbentuk senyawa Fe2N dan Fe4N padapermukaan paduan FeCrNi. Hasil uji kekerasan menunjukkan adanya peningkatan nilaikekerasannya setelah proses nitridasi dari 235,97 VHN menjadi 271,76 VHN dan hasil uji korosidalam larutan air pendingin pH 6,3 juga ada peningkatan yaitu dari 0,0357 mpy menjadi0,0032 mpy.Kata kunci: plasma nitridasi, paduan FeCrNi, bahan struktur reaktor.ABSTRACTPROTECTING SURFACE LAYER OF NITRIDE ON STRUCTURE REACTOR MATERIAL OFFeCrNi ALLOY. Experiment on the growth of protecting nitride layer on non standard FeCrNialloy has been done with plasma nitriding method. The research aims to increase the value of itshardness and corrosión resistance in cooling wáter environment. The plasma nitriding wascarried out at a temperature of 400 °C with a variation of nitriding time, i.e. 2, 3 and 4 hours.Included in the characterization are X-ray diffraction pattern using X-Ray Diffractometer (XRD),microstructure - elemental composition examination using SEM-EDS, hardness (Vicker’shardness), and corrosion test (Potensiostat Galvanostat). The results show that the thin layer ofFe-N coating was formed on the surface of FeCrNi alloy. The X-ray diffraction pattern shows thatthe compounds of the thin layer are Fe2N and Fe4N. Characterization of hardness indicates thatthe hardness increases after the nitriding process from 235.97 VHN to 271.76 VHN, while the corrosion test in cooling wáter with a solution pH of 6.3 shows enhanced corrosión resistance ofFeCrNi when compared to the condition before the formation of the thin layer, i.e. from0.0357 mpy to 0.0032 mpy.Keywords: plasma nitridation, FeCrNi, material structure
ANALISIS TEKSTUR ZIRCALOY-4 MENGGUNAKAN METODE WILLIAM–IMHOF–MATTHIES-VINEL (WIMV)
Get PDFANALISIS TEKSTUR ZIRCALOY-4 MENGGUNAKAN METODE WILLIAM–IMHOF–MATTHIES-VINEL (WIMV). Zircaloy-4 sebagai kelongsong bahan bakar nuklir telah banyak diteliti secara makroskopik maupun secara mikroskopik, namun penelitian menggunakan teknik difraksi neutron, terutama karakterisasi orientasi kristalit (tekstur) di Indonesia masih jarang dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk menerapkan metode WIMV pada karakterisasi tekstur bahan tersebut. Metode WIMV adalah salah satu metode analisis tekstur bahan yang diperoleh dengan teknik difraksi neutron atau difraksi sinar-X. Dari hasil analisis tersebut diperoleh pole figure 002 dengan indeks tekstur (F2) terbesar dibandingkan dengan pole figure yang lain yaitu 100, 101, 102 dan 110. Indeks tekstur (F2) pole figure 002 untuk incomplete pole figure, F2= 4,69 m.r.d dengan faktor reliabilitas RP0 = 3,28%, dan recalculated pole figure, F2 = 4,42 m.r.d. dengan RP1 = 2,97%. Semua pole figure diperoleh faktor reliabilitas dengan pole figure rata-rata RP0 = 6,60%, RP1 = 5,02%, entropy = - 0,5871, dan indeks tekstur, F2= 2,34 m.r.d. Hasil analisis bahan Zircaloy-4 tersebut menyimpulkan bahwa metode WIMV dapat digunakan untuk menentukan arah orientasi tekstur, dimana tekstur yang paling kuat mengarah ke (arah sumbu c) dalam struktur hexagonal.TEXTURE ANALYSIS OF ZIRCALOY-4 USING WILLIAM-IMHOF-Matthies-VINEL (WIMV) METHOD. Zircaloy-4 as a nuclear fuel cladding has been widely examined macroscopically and microscopically, but research using neutron diffraction technique, especially the characterization of crystallite orientation (texture) in Indonesia is still rare. The purpose of this study is to apply the methods of William-Imhof-Matties-Vinel (WIMV) on the characterization of zircaloy-4 material texture. WIMV is one of data analysis method for textures materials obtained by neutron or x-ray diffractions technique. The analysis is obtained that 002 pole figure has the largest texture index (F2) compared to the others pole figures, that are 100, 101, 102 and 110. Index texture (F2) of pole figure 002 for incomplete pole figures, F2 = 4.69 m.r.d with a reliability factor RP0 = 3.28%, and recalculated pole figures, F2 = 4.42 m.r.d with RP1 = 2.97%. For all pole figures, it is obtained that a reliability factor of the average RP0= 6.60%, RP1 = 5.02%, entropy = - 0.5871, and texture index (F2) = 2.34 m.r.d. Data analysis showed that the WIMV method can be used to determine the direction of the crystallite orientation of the pole figure where the most powerful texture leads to the (c-axis direction) in a hexagonal structure
KOMPARASI HASIL ANALISIS KOMPOSISI KIMIA DI DALAM PADUAN U-Zr-Nb DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK XRF DAN AAS
Get PDFAnalisis komposisi kimia paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan teknik Fluorosesi Sinar X (XRF) dan Sepektroskopi Serapan Atom (AAS) telah dilakukan. Analisis komposisi perlu dilakukan untuk menentukan karakteristik bahan bakar selama proses fabrikasi maupun di dalam reaktor. Penggunaan dua macam teknik analisis agar diperoleh hasil analisis yang akurat. Percobaan ini dilakukan untuk menentukan komposisi unsur utama dan pengotor di dalam paduan U-Zr-Nb. Mula-mula paduan U-Zr-Nb yang bervariasi komposisi Nb berturut-turut 1%, 4%, 7% ( U-10%Zr-1%Nb, U-10%Zr-4%Nb dan U-10%-7%Nb) dipotong-potong untuk dilakukan analisis komposisinya. Dari hasil analisis dengan menggunakan teknik XRF diperoleh komposisi kimia paduan U-10%Zr-1%Nb, U-10%Zr-4%Nb dan U-10%Zr-7%Nb) masing-masing mempunyai kandungan unsur sebagai berikut: U(87,8858%), Zr(2,6097%) dan Nb (0,2206%) ; U (87,8556%), Zr (2,6302%), dan Nb (0,6573%); U (84,6334%), Zr (2,5773%) , dan Nb (1,0940 %) berat. Hasil analisis dengan menggunakan teknik AAS pada ketiga sampel diperoleh kadar Zr berturut turut : 9,25 %; 8,90% dan 9,80 % sedangkan kadar Nb tidak terdeteksi. Sementara itu, hasil analisis unsur pengotor pada ketiga sampel diperoleh hampir semua unsur yang ada masih memenuhi persyaratan bahan bakar kecuali unsur Zn. Unsur Zn yang ada pada ketiga sampel paduan U-10%-Zr1%Nb, U-10%Zr-4%Nb dan U-10%-7%Nb adalah 1,3266%; 3,2756 %, dan 1,0927 % berat. Dapat disimpulkan bahwa hasil analisis kandungan unsur dan pengotor di dalam paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan kedua teknik XRF dan AAS terlihat bahwa hasil analisis yang lebih mendekati dengan komposisi paduan UZrNb yang direncanakan adalah dengan menggunakan teknik AAS. Kata kunci : Analisis komposisi, U-Zr-Nb, XRF, dan AAS. U-Zr-Nb alloy chemical composition analysis using X Ray Flourecency (XRF) and Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) techniques hade been conducted, where U-Zr- Nb alloy was chosen as candidates for new high-density fuel for future research reactors . Composition analysis is necessary because the composition of elements in the fuel will determine the characteristics of fuel during the fabrication process and in the reactor. The use of two kinds of analysis techniques were designed to obtain accurate analysis results. The experiment was conducted to determine the major element composition and impurities in the alloy U-Zr-Nb. First U-Zr-Nb varying alloy composition Nb were respectively 1%, 4%, 7% (U10% Zr1% Nb, U10% Zr4% Nb and U10% 7% Nb) as results of the melting process of measuring the diameter of 120 mm crushed on the surface bottom. Once on the bottom surface is smooth, then analyzed using XRF techniques. To analyze the elements using AAS techniques, alloy U-Zr-Nb cut into 10 mm x 5 mm then dissolved using HF and nitric acid. Solution that occurred were analyzed using AAS technique. From the analysis using the XRF technique is obtained the alloy U-10% Zr-1% Nb, U-10% Zr-4% Nb and Zr-10% U-7% Nb) had a content of each element as follows: U (87.8858%), Zr (2.6097%) and Nb (0.2206%), U (87.8556%), Zr (2.6302%), and Nb (0.6573%); U (84.6334%), Zr (2.5773%), and Nb (1.0940) weight. Results of analysis using AAS techniques on samples obtained third consecutive Zr content of 9.25%, 8.90% and 9.80% while the content of Nb was not detected. Meanwhile, the results of elemental analysis of impurities in all three samples showed that almost all the elements are still qualify as fuel except Zn element. Element Zn at the three samples of each alloys U-10% Zr-1% Nb, U-10% Zr-4% Nb and U-10% Zr-7%Nb is 1.3266%, 3.2756% and 1.0927% weight. It could be concluded that the results of analysis of elemental content and impurities in the alloy U-Nb-Zr using both XRF and AAS visible that results of the analysis technique which is was approach composition of U-Zr-Nb alloy that planned by using AAS technique. Keyword : Composition analysis, U-Zr-Nb, XRF, and AAS
PENGGUNAAN SINAR-X KARAKTERISTIK U-Ka2 DAN Th-Ka1 PADA ANALISIS KOMPOSISI ISOTOPIK URANIUM SECARA TIDAK MERUSAK
Get PDFABSTRAKPENGGUNAAN SINAR-X KARAKTERISTIK U-Ka2 DAN Th-Ka1 DALAM ANALISISKOMPOSISI ISOTOPIK URANIUM SECARA TIDAK MERUSAK. Uranium merupakan bahanradioaktif yang meluruh dengan memancarkan radiasi α dan Peluruhan uranium tersebutdiikuti dengan pemancaran sinar-X karakteristik sebagai hasil efek fotolistrik dari interaksi radiasiyang dipancarkan oleh radionuklida hasil proses peluruhan uranium. Intensitas sinar-Xkarakteristik yang dipancarkan oleh atom-atom uranium dan atom-atom dari hasil peluruhanuranium sesuai dengan kandungan atom tersebut dalam sampel, maka dilakukan pemanfaatanradiasi sinar-X tersebut sebagai indikator analisis isotop uranium. Analisis dilakukan dengan caratidak merusak, melalui pengamatan pola spektrum pada daerah antara 93 keV sampai 95 keVdan pengukuran intensitas (net area) sinar-X karakteristik yang merupakan puncak spektrumsinar-X dari uranium dan thorium. Berdasarkan pola spektrum tersebut dapat menunjukkanbahwa komposisi isotop 235U dalam sampel lebih besar atau lebih kecil dari 10 % berat.Kandungan isotop 235U ditentukan dengan cara relatif melalui indikator perbandingan intensitassinar-x karakteristik anak luruh uranium dan uranium. Pengukuran isotop dengan indikatortersebut mempunyai bias pengukuran lebih kecil dari 3% dengan relatif standar deviasi lebihkecil dari 2%.Kata kunci: Sinar-X karakteristik, isotop uranium.ABSTRACTTHE USE OF X-RAY CHARACTERISTICS OF U-Ka2 AND Th-Ka1 IN NON DESTRUCTIVEANALYSIS OF URANIUM ISOTOPIC COMPOSITION. Uranium is a radioactive material whichdecays by emitting radiation of α and The uranium decay is followed by characteristic X-raysemission as a result of the photoelectric effect. The intensity of characteristic X-rays emitted byuranium atoms and the uranium decay product atoms are used as indicators of uranium isotopecomposition analysis. The analysis was done undestructively through observation of spectralpatterns in the region between 93 keV to 95 keV and intensity measurement (net area) of thecharacteristic X-rays, i.e. the top X-ray spectrum of uranium and thorium. This spectrum patternmay indicate isotope composition 235U in a given sample whether it is bigger or smaller than 10 %weight. The isotope composition of 235U is determined by relative intensity ratio of characteristic X-rays from uranium and uranium decay product. In this experimet the measurement of relativeintensity has a bias less than 3% .Keywords: characteristic X-ray, isotope, uranium
PENGARUH PEMADU Mo PADA KEKUATAN MEKANIK DAN KETAHANAN KOROSI PADUAN Zr-1% Sn-1% Nb-1% Fe
Get PDFPENGARUH PEMADU Mo PADA KEKUATAN MEKANIK DAN KETAHANAN KOROSI PADUAN Zr-1% Sn-1% Nb-1% Fe. Penelitian paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo telah dilakukan. Ingot disiapkan dengan teknik busur listrik. Analisis kimia dilakukan dengan XRF, metalografi dengan mikroskop optik, uji kekerasan dengan kekerasan mikro vickers, dan uji korosi dengan autoclave. Tujuan penelitian ini membuat paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo dengan memvariasikan penambahan Mo dengan berbagai komposisi, membandingkan pengaruh kandungan Mo terhadap karakteristik logam paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe meliputi mikrostuktur, homogenitas komposisi, kekuatan mekanik dan ketahanan korosi uap air, dan menentukan kandungan Mo yang paling optimal pada paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo untuk pembuatan kelongsong bahan bakar nuklir yang memiliki ketahanan korosi dan kekerasan yang tinggi. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut: Pemadu Mo dapat memperhalus butir pada konsentrasi 0,1%-0,3% dan lebih besar dari pada konsentrasi itu dapat memperbesar butir. Kekerasan paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo dikendalikan oleh flaw atau dislokasi, interstisi unsur pemadu yang lebih keras, kelarutan padat unsur pemadu, dan terbentuknya fasa kedua ZrMo2. Laju korosi paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo dikendalikan oleh adanya fasa kedua ZrMo2. Konsentrasi Mo 0,3 % pada paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo ini paling baik untuk pembentukan fasa kedua. Konsentrasi Mo antara 0,3-0,5 % pada paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo baik untuk pembentukan presipitat dan kelarutan padat. Kata Kunci: paduan Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo, ketahanan korosi, kekuatan mekanik. EFFECT OF ALLOYING MO ON MECHANICAL STRENGTH AND CORROSION RESISTANCE OF Zr-1% Sn-1% Nb-1% Fe alloy. It had been done research on Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy. The ingot was prepared by means of electrical electrode technique. The chemical analysis was identified by XRF, the metallography examination was perform by a optical microscope, the hardness test was done by Vickers microhardness, and the corrosion test was done in autoclave. The obyective of this research were making Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy with Mo concentration; comparing effect of Mo concentration to metal characteristics of Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe which covered microstructure; composition homogeneity, mechanical strength; and corrosion resistance in steam, and determining the optimal Mo concentration in Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)% Mo alloy for nuclear fuel cladding which had corrosion resistance and high hardness. The results were as follow: The alloying Mo refined grains at concentration in between0,1%-0,3% and the concentration more than that could coarsened grains. The hardness of the Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy was controlled either by the flaw or the dislocation, the interstition of the harder alloying element, the solid solution of the alloying element and the second phase formation of ZrMo2. The corrosion rate of the Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy was controlled by the second phase of ZrMo2. The 0.3% Mo consentration in Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy was the best for second phase formation. The Mo concentration in between 0,3-0,5 % in Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy was good for the second phase formation and the solid solution. Keywords: Zr-1%Sn-1%Nb-1%Fe-(x)%Mo alloy, mechanical strength, corrosion resistance
MODEL DISTRIBUSI TEMPERATUR SEPANJANG PELAT ELEMEN BAKAR U3O8–Al PADA PENGURANGAN TEBAL DAN WAKTU
Get PDFMODEL DISTRIBUSI TEMPERATUR SEPANJANG PELAT ELEMEN BAKAR (PEB) U3O8 – Al PADA PENGURANGAN TEBAL DAN WAKTU. Perhitungan temperatur terhadap pelat elemen bakar (PEB) U3O8-Al pada setiap perubahan posisi dan waktu sampai proses perolan panas telah dilakukan dengan mengunakan model matematika hukum fourier. Selama proses perlakukan perolan panas berlangsung panas pada pelat tersebut akan ditransfer keseluruh pelat yang diawali berturut-turut dari ketebalan pelat 8,3 mm ke 7,0 mm ke 5,6 mm ke 2,6 mm dan diakhiri 1,65 mm. Diharapkan dengan adanya rekayasa perhitungan transfer panas menggunakan model matematika dan tetap dalam koridor/kaidah chemical engineering tools, memungkinkan secara dini temperatur pada setiap posisi pelat proses perolan panas kelak dapat diketahui. Apakah temperatur pelat tersebut dapat terdistribusi secara merata atau tidak sehingga dapat membantu kelakuan serbuk U3O8 dalam PEB. Data yang dipakai temperatur awal proses perolan pelat 40oC, temperatur pemanasan pelat dalam ungku 415oC selama + 30 menit. Hasil perhitungan distribusi temperatur pada parameter pengurangan ketebalan dan waktu untuk PEB U3O8 – Al hampir merata sepanjang pelat. Temperatur pada tiap pengurangan ketebalan dan waktu selisih angka hampir sama. Kata Kunci : Distribusi, PEB U3O8 – Al, temperatur, waktu, tebal MODEL OF TEMPERATURE DISTRIBUTION ALONG FUEL ELEMENT PLATE (FEP) U3O8-Al AT DECREASING THICKNESS AND INCREASING TIME. A calculation on temperature of fuel element plate (FEP) U3O8 – Al at every change of position and time until the completion of hot rolling process by using Fourier law mathematical model has been done. During hot rolling process, heat will be transferred throughout the plate beginning respectively from the plate thickness of 8.3 mm to 7.0 mm to 5.6 mm to 2.6 mm and ending at 1.65 mm. It is expected that the engineered calculation by using heat transfer mathematical model, yet complying with the rules of chemical engineering tools, the temperature at any position during hot rolling process may be predicted in advance. Whether or not the predicted temperature is distributed homogenously may be a help in studying the behavior of U3O8 powder in the FEP. The calculation used initial given temparature of 40oC and the furnace temperature was considered steady at 415oC for + 30 minutes. The result shows that the temperature distribution is practically homogenous along the plate length with decreasing thickness. The temperature at decreasing thickness and increasing time intervals indicates similar difference value. Key Word : Distribution, FEP U3O8 – Al, temperature, time, thicknes