Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Not a member yet
288 research outputs found
Sort by
PENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU HOMOGENISASI TERHADAP KARAKTERISTIK PELAT PADUAN AG3NE
Get PDFPENGARUH TEMPERATUR DAN WAKTU HOMOGENISASI TERHADAP KARAKTERISTIK PELAT PADUAN AG3NE. Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh temperatur dan waktu homogenisasi terhadap karakteristik pelat paduan AG3NE. Paduan AG3NE merupakan paduan yang dapat digunakan sebagai kelongsong elemen bakar reaktor riset. Ingot hasil peleburan AlMgFeSi dicuplik untuk dilakukan beberapa pengujian diantaranya komposisi kimia, kekerasan, mikrostruktur, fasa, densitas dan korosi. Hasil pengujian komposisi kimia dipoeroleh unsur Al= 96,110%; Fe = 0,188%; Mg = 2,333 dan Si = 0,355%. Kekerasan AG3NE yang dikenai proses pendinginan cepat diperoleh sebesar 153,33 HV; sedangkan yang mengalami pendinginan lambat 72,70 HV, dan kekerasan paduan AlMgSi sebesar 79,30 HV. Hasil analisis mikrostruktur menggunakan mikroskop optik menunjukkan bahwa paduan AG3NE tanpa dihomogenisasi mempunyai bentuk butir pipih sebagian berbentuk dendrite dengan diameter butir rata-rata 0,02 mm sedangkan paduan AG3NE yang dihomogenisasi pada temperatur 500 oC dengan variasi waktu selama 1 ; 2; 3 dan 4 jam mempunyai butir dengan diameter rata-rata berturut-turut sebesar 0,01 mm, 0,02 mm, 0,03 mm dan 0,04 mm. Hasil uji fasa menggunakan XRD diperoleh fasa Al (ά) dan fasa kedua FeSiAl5 yang terdapat pada sudut 2θ sebesar 38,24o dan 44,446o dengan hkl masing-masing (119) dan (209) serta mempunyai intensitas sinar sebesar 100% dan 76,6%. Sementara itu dari hasil pengukuran densitas AG3NE diperoleh densitas rerata yang hampir sama dengan paduan AlMgSi sebagai pembanding. Densitas paduan AG3NE diperolehsebesar 2,6893 ± 0,0013 g/cm3 sedangkan AlMgSi 2,6910 ± 0,0283 g/cm3. Sementara itu, hasil uji korosi menunjukkan bahwa laju korosi paduan AG3NE lebih rendah dibandingkan dengan paduan AlMgSi. Hasil karakterisasi komposisi kimia, kekerasan mikro, mikrostruktur, densitas dan laju korosi dapat disimpulkan bahwa paduan AG3NE dapat digunakan sebagai kandidat kelongsong bahan bakar nuklir untuk reaktor riset.Kata kunci: Paduan AG3NE, AlMgSi, homogenisasi, karakterisasi, bahan struktur
The Strategy to Support HTGR fuels for The 10 MW Indonesia's Experimental Power Reactor (RDE)
Get PDFThe Indonesia’s 10 MW experimental power reactor (RDE) is developed based on high temperature gas-cooled reactor (HTGR) and the program of the RDE was firstly introduced to the Agency for National Development Planning (BAPPENAS) at the beginning of 2014. The RDE program is expected to have positive impacts on community prosperity, self-reliance and sovereignty of Indonesia. The availability of RDE will be able to accelerate advanced nuclear power technology development and hence elevate Indonesia to be the nuclear champion in the ASEAN region. The RDE is expected to be operable in 2022/2023. In terms of fuel supply for the reactor, the first batch of RDE fuel will be inclusive in the RDE engineering, procurement and construction (RDE-EPC) contract for the assurance of the RDE reactor operation from 2023 to 2027. Consideration of RDE fuel plant construction is important as RDE can be the basis for the development of reactors of similar type with small-medium power (25 MWe–200/300 MWe), which are preferable for eastern part of Indonesia. To study the feasibility of the construction of RDE fuel plant, current state of the art of the R&D on HTGR fuel in some advanced countries such as European countries, the United States, South Africa and Japan will be discussed and overviewed to draw a conclusion about the prospective countries for supporting the fuel for long-term RDE operation. The strategy and roadmap for the preparation of the RDE fuel plant construction with the involvement of national stakeholders have been developed. The best possible vendor country to support HTGR fuel for long-term operation is finally accomplished. In the end, this paper can be assigned as a reference for the planning and construction of HTGR RDE fuel fabrication plant in Indonesia.Keywords: RDE, Indonesia, HTGR, fuel, strategy
PREDIKSI SIFAT MATERIAL PRESSURE TRANSMITING MEDIUM PADA QUASI-ISOSTATIC PRESSING MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT ANALYSIS
Get PDFPREDIKSI SIFAT MATERIAL PRESSURE TRANSMITTING MEDIUM PADA QUASI-ISOSTATIC PRESSING MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT ANALYSIS. Teknik quasi-isostatik pressing merupakan pengembangan dari isostatic pressing yang dibuat lebih sederhana dan efisien. Quasi-isostatic pressing mampu memberikan efek penekanan triaxial volumetrik sehingga dapat menghasilkan produk dengan densitas yang seragam. Dengan keunggulan tersebut, maka teknik quasi-isostatic pressing digunakan dalam proses fabrikasi bahan bakar bola (pebble fuel) untuk high temperature gas cooled reactor (HTGR). Masalah utama penggunaan teknik quasi-isostatic pressing terletak pada material hiper-elastis sebagai pressure transmitting medium (PTM) untuk mentranser tekanan statis yang seragam ke segala arah pada proses kompaksi. Oleh karena itu, sifat dan karakteristik material PTM yang dibutuhkan untuk quasi-isotatic pressing dengan kondisi batasan proses yang diinginkan harus ditentukan. Pada penelitian ini digunakan Finite Element Analysis (FEA) untuk mempredisksi sifat dan karakteristik (konstanta) material PTM untuk proses quasi-isostatic pressing dengan menggunakan model Mooney-Rivlin 2 dan 3 parameter dan metode single-acting press. Hasil pengukuran FEA diperoleh nilai C10 sebesar 120 MPa, C01 sebesar 49 MPa dan C11 sebesar 10 Mpa, namun demikian,proses quasi-isostatic pressing pada kompaksi serbuk grafit masih belum terjadi secara sempurna. Penelitian lebih lanjut akan dilakukan dengan perbaikan secara numerik dan penggunaan model Mooney-Rivlin 5 hingga 9 parameter menggunakan metode double-acting press.Kata kunci:Quasi-isostatic pressing, pebble fuel, Mooney-Rivlin, pressure transmitting medium, finite element analysis
Analisis Metalografi Pelat Elemen Bakar U3Si2/Al Pascairadiasi Densitas 2,96 gU/cm3
Get PDFTelah dilakukan analisis metalografi pelat elemen bakar (PEB) U3Si2/Al pasca iradiasi di dalam hotcell. Tujuan analisis metalografi untuk mengetahui perubahan mikrostruktur PEB U3Si2/Al dan ketebalan kelongsong AlMg2 setelah mengalami iradiasi didalam reaktor hingga burnup 56%. PEB U3Si2/Al pasca iradiasi dipotong pada posisi top, middle dan bottom dengan ukuran masing-masing sekitar 5x5x1,37mm. Preparasi metalografi dimulai dari pemotongan PEB menggunakan cutting machine dengan low speed, mounting, grinding, dan polishing didalam hotcell 104 – 105. Proses mounting dilakukan menggunakan resin dengan waktu >10 jam, proses grinding menggunakan kertas ampas hingga ukuran grit 2400 dan proses polishing dilakukan menggunakan pasta intan dari ukuran 3 sampai 1 mikron dengan kecepatan putar 150 rpm selama 5 menit. Pengamatan mikrostruktur menggunakan mikroskop optik di hotcell 107 dengan perbesaran 200 kali. Hasil analisis mikrostruktur diperoleh partikel U3Si2 dengan bentuk dan ukuran beragam, matriks Al dan kelongsong AlMg2 yang tersebar sepanjang PEB U3Si2/Al. Pengamatan mikrostruktur PEB U3Si2/Al pasca iradiasi belum menunjukkan hasil yang baik karena hanya dapat mengamati topografi meat U3Si2/Al, matriks Al dan kelongsong AlMg2. Hal ini disebabkan karena pengamatan mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik di dalam hotcell maksimal hanya dengan perbesaran 200 kali sehingga fenomena interaction layer dan small gas bubble tidak dapat diamati. Namun mikrostruktur PEB U3Si2/Al dengan burn up 56% dibandingkan dengan mikrostruktur bahan bakar U3Si2/Al pasca iradiasi dengan burn up 60% yang merupakan hasil peneliti sebelumnya, hasilnya menunjukkan adanya interaksi antara meat U3Si2 dengan matriks Al dan adanya lapisan atau layer dengan ketebalan sekitar 5 hingga 20 mikron. Sementara itu, ketebalan kelongsong AlMg2 diperoleh lebih besar dari 0,25 mm, hal ini menunjukkan bahwa pengaruh iradiasi tidak memberikan perubahan ketebalan kelongsong AlMg2 secara signifikan sehingga secara keseluruhan PEB U3Si2-Al pasca iradiasi masih memiliki integritas dan kestabilan cukup baik.Kata kunci: PEB U3Si2/Al, pasca iradiasi, mikrostruktur, ketebalan kelongson
Analisis Probabilistic Fracture Mechanics Pada Evaluasi Keandalan Bejana Tekan Reaktor Secara 3-D
Get PDFAnalisis integritas material sangat diperlukan pada Reactor Pressure Vessel (RPV). Komponen tersebut merupakan pressure boundary yang berfungsi untuk mengungkung material radioaktif. Adanya retak pada dinding dapat mempengaruhi integritas RPV tersebut. Penelitian ini bertujuan melakukan analisis fracture mechanics menggunakan model probabilistik untuk evaluasi keandalan RPV. Model probabilistik digunakan untuk pendekatan karakter random dari kuantitas input seperti sifat mekanik material dan lingkungan fisik. Karakter random dari kuantitas input menggunakan teknik sampling berdasarkan probability density function. Material yang digunakan pada RPV adalah baja feritik (SA 533). Analisis fracture mechanics dilakukan berdasarkan metode elemen hingga (FEM) menggunakan perangkat lunak MSC MARC. Output dari MSC MARC adalah nilai J integral untuk mendapatkan nilai stress intensity factor (SIF) pada evaluasi keandalan bejana tekan reaktor 3D. Hasil perhitungan menunjukan bahwa SIF probabilistik lebih dulu mencapai nilai batas fracture toughness dibanding SIF deterministik. Nilai SIF yang dihasilkan dengan metode probabilistik adalah 95,8 MPa m0,5, sedangkan dengan metode deterministik adalah 91,8 MPa m0,5, rasio crack (a/c) semakin kecil akan dihasilkan nilai SIF yang semakin besar.Kata kunci: Probabilistic fracture mechanics, bejana tekan, 3-D
EVALUATION OF RADIATION DOSE RATE OF RSG-GAS REACTOR
Get PDFEVALUATION OF RADIATION DOSE RATE OF RSG-GAS REACTOR. The RSG-GAS reactor has been operated for 30 years. Since the nuclear reactor has been operated for a long time, aging process on its components may occur. One important parameter for maintaining the safety level of the RSG-GAS reactor is to maintain radiation exposure as low as possible, especially in the working area. The evaluation results should be able to demonstrate that the radiation exposure of the RSG-GAS is still safe for workers, communities and the surrounding environments. The purpose of this study is to evaluate radiation exposure in the working area to ensure that the operation of RSG-GAS is still safe for the next 10 years. The scope of this work is confirming the calculation results with the measured radiation dose in the RSG-GAS reactor working area. Measurement of radiation exposure is done by using the installed equipments at some points in the RSG-GAS working area and a portable radiation exposure measurement equipment. The calculations include performance of a modeling and analysis of dose rate distribution based on the composition and geometry data of RSG-GAS by using MCNP. The analysis results show that the maximum dose rate at Level 0 m working area of RSG-GAS reactor is 3.0 mSv/h with a deviation of 6%, which is relatively close to the measurement value. The evaluation results show that the dose rate in RSG-GAS working area is below the limit value established by the Nuclear Energy Regulatory Agency of Indonesia (BAPETEN) of 10 mSv/h (for the average effective dose of 20 mSv/year). Therefore, it is concluded that the dose rate in RSG-GAS working area is safe for personnel..Kata kunci: dose rates, RSG-GAS, radiation safety, MCNP
Simulasi Diameter Gel Basah Pada Fabrikasi Kernel Yttria-Stabilized Zirconia Menggunakan Alat Gel-Casting
Get PDFSimulasi Diameter Gel Basah Pada Fabrikasi Kernel Yttria-Stabilized Zirconia Menggunakan Alat Gel-Casting. Pada proses pembuatan kernel yttria-stabilized zirconia (YSZ), broth diteteskan melalui alat gel-casting untuk membentuk gel basah YSZ. Broth adalah umpan alat gel-casting yang berupa larutan terdiri dari zirconium (IV) nitrate, yttrium (III) nitrate hexahydrate, urea, tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA), dan poly vinyl alcohol (PVA). Parameter proses alat gel-casting seperti frekuensi vibrasi dan kecepatan aliran broth diatur untuk memperoleh bentuk dan ukuran diameter gel basah yang diinginkan. Alat gel-casting yang berada di PTBBN BATAN memiliki satu buah nozzle dengan diameter 1 mm. Kegiatan simulasi ini perlu dilakukan untuk mengurangi jumlah eksperimen di laboratorium sehingga mengurangi volume limbah yang diakibatkan trial and error dalam eksperimen. Selain itu, simulasi ini bertujuan untuk memprediksi diameter gel basah yang dihasilkan. Oleh karena itu, simulasi diameter gel basah perlu dilakukan dan diverifikasi dengan hasil eksperimen. Berdasarkan hipotesa, simulasi diameter gel basah dapat dilakukan dengan memperhitungkan parameter alat gel-casting seperti kecepatan aliran broth dan frekuensi vibrasi. Selain itu karakteristik dari broth seperti densitas juga mempengaruhi diameter gel basah. Diameter gel basah yang dihasilkan alat gel-casting diukur menggunakan alat mikroskop digital. Diameter gel basah dari eksperimen didekati menggunakan persamaan yang dimodifikasi dengan memperhitungkan frekuensi vibrasi, kecepatan aliran broth, konsentrasi metal dalam broth dan densitas broth. Hasil simulasi menunjukkan penyimpangan yang lebih kecil dari simulasi menggunakan persamaan sederhana yang hanya memperhitungkan frekuensi vibrasi dan kecepatan aliran broth.Kata kunci: simulasi, diameter, gel basah, broth, alat gel-casting
Mikrostruktur dan Komposisi Fasa Pelet Sintear UO2 Dengan Penambahan Dopan Logam Zirkonium
Get PDFTelah dilakukan karakterisasi pelet UO2 sebagai bahan bakar PWR dengan penambahan dopan logam zirkonium pada pelet UO2. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan logam zirkonium terhadap mikrostruktur dan komposisi fasa pelet UO2 maupun stoikiometri (O/U) ratio. Logam zirkonium yang ditambahkan diharapkan terdistribusi merata dalam pelet UO2 sehingga dapat meningkatkan kualitas pelet UO2. Pelet UO2 difabrikasi dengan cara kompaksi dan penyinteran pada variasi penambahan logam zirkonium sebesar 0,3%, 0,5% dan 0,9% berat. Pelet UO2 hasil kompaksi kemudian disinter pada temperatur 17000C dengan laju pemanasan 250 0C/jam selama 3 jam dalam media campuran gas hidrogen. Pelet UO2 hasil sinter dikarakterisasi meliputi pengamatan visual, pengukuran densitas, pengamatan mikrostruktur menggunakan mikroskop optik dengan perbesaran 500x dan analisis fasa dengan difraksi sinar-X (XRD). Hasil analisis menunjukkan bahwa dengan penambahan dopan logam Zr sebesar 0,3%; 0,5% dan 0,9%berat tidak terdapat cacat maupun retak pada pelet UO2hasil sinter . Pelet sinter mempunyai rentang densitas 91% - 93% TD dan memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar PWR. Sementara itu, hasil analisis mikrostruktur pelet UO2 dengan variasi persentase logam zirkonium diketahui bahwa keberadaan logam zirkonium tidak dapat dikonfirmasikan. Sementara itu, hasil evaluasi data uji XRD menggunakan perangkat lunak HighScore melalui pencocokan kurva hasil uji dengan struktur dari data base diperoleh struktur dan komposisi fasa dalam pelet hasil sinter. Fasa yang terbentuk pada pelet sinter UO2 tanpa penambahan Zr dan dengan variasi penambahan Zr adalah senyawa UO2 dan UO3. Fraksi senyawa UO3 dalam pelet sinter UO2 berbanding lurus dengan persentase penambahan zirkonium yang ditunjukkan oleh stoikiometrinya (O/U) berdasarkan fraksi fasa yang terbentuk.Kata kunci: pelet UO2 , logam Zr, densitas, mikrostruktur, komposisi fas
Design Of Dry Cask Storage For Serpong Multipurpose Reactor Spent Nuclear Fuel
Get PDFDESIGN OF DRY CASK STORAGE FOR SERPONG MULTI PURPOSE REACTOR SPENT NUCLEAR FUEL. The spent nuclear fuel (SNF) from Serpong Multipurpose Reactor, after 100 days storing in the reactor pond, is transferred to water pool interim storage for spent fuel (ISFSF). At present there are a remaining of 245 elements of SNF on the ISSF,198 element of which have been re-exported to the USA. The dry-cask storage allows the SNF, which has already been cooled in the ISSF, to lower its radiation exposure and heat decayat a very low level. Design of the dry cask storage for SNF has been done. Dual purpose of unventilated vertical dry cask was selected among other choices of metal cask, horizontal concrete modules, and modular vaults by taking into account of technical and economical advantages. The designed structure of cask consists of SNF rack canister, inner steel liner, concrete shielding of cask, and outer steel liner. To avoid bimetallic corrosion, the construction material for canister and inner steel liner follows the same material construction of fuel cladding, i.e. the alloy of AlMg2. The construction material of outer steel liner is copper to facilitate the heat transfer from the cask to the atmosphere. The total decay heat is transferred from SNF elements bundle to the atmosphere by a serial of heat transfer resistance for canister wall, inner steel liner, concrete shielding, and outer steel liner respectedly. The rack canister optimum capacity of 34 fuel elements was designed by geometric similarity method basedon SNF position arrangement of 7 x 6 triangular pitch array of fuel elements for prohibiting criticality by spontaneous neutron. The SNF elements are stored vertically on the rack canister. The thickness of concrete wall shielding was calculated by trial and error to give air temperature of 30 oC and radiation dose on the wall surface of outer liner of 200 mrem/h. The SNF elements bundles originate from the existing racks of wet storage, i.e. rack canister no 3, 8 and 10. The value of I0 from the rack no 3, 8 and 10 are 434.307; 446.344; and 442.375 mrem/h respectively. The total heat decay from rack canister no 3,8 and 10 are 179.640 ; 335.2; and 298.551 watts. The result of the trial and error calculation indicates that the rack canister no 3, 8 and 10 need the thickness of concrete shielding of 0.1912, 0.1954 and 0.1940 m respectively.Keywords: heat and radiation decay, spent fuel , storage cask
KARAKTERISTIK MEKANIK KELONGSONG BAHAN BAKAR NUKLIR TEMPERATUR TINGGI DALAM ATMOSFER GAS NITROGEN
Get PDFKARAKTERISTIK MEKANIK KELONGSONG BAHAN BAKAR NUKLIR TEMPERATUR TINGGI DALAM ATMOSFER GAS NITROGEN. Pada kondisi kehilangan aliran pendingin dalam teras reaktor, Zr-2 dan Zr-4 sebagai kelongsong bahan bakar nuklir berpotensi terpapar udara luar yang secara eksperimen menyebabkan penurunan sifat mekanik lebih cepat jika dibandingkan saat berada dalam lingkungan uap. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak nitrogen terhadap kekuatan mekanik kelongsong dengan meminimalkan pengaruh lingkungan lainnya. Kelongsong Zr-2 dan Zr-4 dipanaskan dalam kondisi vakum pada temperatur 500°C dan dialiri oleh gas nitrogen dengan tekanan mencapai 1500 mbar selama 2 jam yang dilanjutkan dengan pendinginan secara alami hingga mencapai temperature ruang. Hasil pengujian tarik ring dan uji kekerasan mikro pasca nitridasi menunjukkan peningkatan kekuatan tarik, daktilitas dan kekerasan berturut-turut sebesar 12,1%, 19,2% dan 28,2% untuk Zr-2 serta 5,1%, 25% dan 22,6% untuk Zr-4. Lapisan nitrida terbentuk di permukan kelongsong akibat interaksi dengan nitrogen dan tidak tampak penurunan sifat mekanik akibat nitrogen yang disebabkan oleh proses nitridasi yang tidak didahului atau disertai oleh proses oksidasi.Kata kunci: Karakteristik mekanik, kelongsong, zirkaloi, nitrogen, nitridasi