ABSTRAK - digilib.batan.go.iddigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/PEBN_Maret_96... · UJ.S'irAI dispersion fuel product is the main aim for each fabricator. Low loading

ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi /lmiah Dour Bahan Bakar NuklirPEBN-BATAN, Jakarta 18-/9 Maret 1996

PERMASALAHAN F ABRIKASI BAHAN BAKAR U3Siz-AIDENGAN TINGKA T MUA T URANIUM TINGGI

SupardjoPusat Elemen Bakar Nuklir

ABSTRAK

PERMASALAHAN FABRIKASI BAHAN BAKAR UJ8i2-AI DENGAN TINGKAT MUAT URANlliMTINGGI. Kualitas produk clemen bakar dispersi UJ8i2-AI merupakan tujuan utama bagi setiap fabrikator. Elemenbakar tingkat muat uranium rendah mudah difabrikasi, tetapi dengan kenaikan tingkat muat uranium, homogenitasdistribusi uranium sulit dicapai dan di dalam pelat eletnen bakar selalu terbentuk white spots, blister, dan dogboning.Bebempa kendala tersebut kemlmgkinan dapat dieliminasi dengan menaikkan tekanan pengepresan inti clemenbakar, ketelitian penyiapan paket rol, melapisi permukaan inti clemen bakar dengan serbuk AI, dan perlakuan panasterhadap serbuk bahan bakar/Al. Pemilihan diameter partikel bahan bakar/Al secara tepat sangat diperlukan untukmempermudah proses homogenisasi dan mengatur porositas di dalam pelat clemen bakar. Kenaikan tingkat muaturanium pada tebal meat tetap, akan menaikkan kekerasan meat, sehingga untuk menghindari teJjadinya dogboningperlu digunakan bahan kelongsong yang lebih keras.

ABSTRACT

mE FABRICATION PROBLEM OF U~irAI FUEL W/11I URANIUM HIGH WADING. The quality ofUJ.S'irAI dispersion fuel product is the main aim for each fabricator. Low loading of uranium fuel element i" easilyfabricated, but with the increased, uranium loading, homogenity of uranium distribution is difficult to achieve and italways fonned white spots, blister, and dogboning in the fuel plates. The problem can be eliminated by the increasingof core pressing, accurate preparation of the composite, the core surface coating with the Al powder, and the heattreatment of thefuellA I powder. The precise selection offuellAI particles diameter is needed indeed to make easierin the homogeneous process of powder and the porosities arrangement in the fuel plates. The increasing of uraniumloading at constant meat thickness will increase the meat hardness, therefore to withdraw the dogboning fonning,the use of harder cladding materials is necesity.

PENDAHULUAN paduan uranium yang telah diteliti temyata hanyapaduan uranium silisida, U3Si2 yang cukupmemenuhi kriteria bahan bakar nuklir, dengankeunggulan antara lain: densitasnya tinggi (12,20g/cm3), stabil terhadap iradiasi, daD fabrikasinyarelatif mudah dengan resiko kegagalan rendah.Dengan menggunakan bahan bakar U3Si2 tingkatmoat uranium bahan bakar dapat ditingkatkanhingga 5,20 g/cm3. Kendala umum yang munculpada fabrikasi bahan bakar tipe pelat dengankenaikan tingkat moat uranium adalah kegagalanproduksi meningkat. oleh karena itu pemilihanbahan daD parameter fabrikasi secara tepat sangatdiperlukan guna mengeliminasi kendala tersebut.

Teknologi fabrikasi clemen bakar reaktorriset tipe pelat yang berisi bahan bakar U30s daDUAlx perkayaan tinggi (:I:: 93% U-235) yang didispersikan ke dalam matriks aluminium telahdikembangkan sejak L1hun 1950 an. Fabrikasikedua jenis elemen bakar perkayaan tinggi cukupberhasil, karena dengan tingkat muat uraniumrendah sudah dimungkinkan dicapai fluks netronyang tinggi.

Berkaitan program pengubahan penggunaanbahan bayr reaktor riset dari perkayaan tinggi keperkayaan rendah (f: 20% U-235) pada disainvolume teras reaktor tetap. maka uotuk me-ngompensasi penurunao jumlah U-235 perludipilih bahan bakar yang memiliki densitas tinggi.

FARBIKASI PEB U3Si1-AI

Elemen bakar dispersi tipe petal yang berisiU3Si2-AI difabrikasi melalui dua tahap pengerjaanyaitu:Langkah awal mempertinggi tingkat muat

uranium telah diterapkan pada bahan bakar U3OsdaD UAlx, tetapi kedua bahan bakar tersebut hanyamampu menaikkan tingkat muat uranium masing-masing dari 2,00 menjadi 3,20 g/cm3 dan 1,00menjadi 2,40 g/cm3. Unjuk kerja kedua bahanbakar tersebut cukup baik tetapi belum mampumengomensasi penurunan jumlah U-235 yanghampir 4,5 kali lipat lebih rendah. Beberapa

1. Pembuatan paduan daD serbuk U3Si2, daD2. Pembuatan IEB, PEB, daD perakitan EB.

Secara garis besar proses Cabrikasi dapatditampilkan dalam bentuk diagram alir padaGambar I, daD diuraikan sbb.

173

Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakor NuklirPEBN-BATAN, Jakarta 18-19Maret 1996

Pembuatan Paduan daD Serbuk U3Si2 dapat bere.'lksi dengan oksigen di dalam udara.daD reaksi akan bertambah cepat pada suhu :?177" C. Oleh karena itu setiap selesai pe1eburan,ingot diba1ik dengan bali-bali, daD tidak botchdengan penekanan yang ter1alu kuat karena sangatmudah memercikkan bunga api yang padaakhimya akan menurunkan kualitas ingot.

Paduan U3Si2 dibuat dengan peleburanmenggunakan tungku busur listrik bermedia gasiner. Peleburan dilakukan beberapa kali untukmendapatkan paduan yang homogen. PaduanU3Si2 adaJah rapuh sehingga mudah dibuat serbuksesuai ukuran butir yang dikehendaki.

Serbuk aluminium memiliki daya serapterhadap uap air cukup tinggi, sehinggapengerjaannya juga harus dilakukan di dalammedia gas iner. Adanya uap air yang masihterdapat di dalamnya hams dihilangkan, karenaakan mengganggu homogenitas dan dapatmenyebabkan terbentuknya lepuhan (blister) padapelat elemen bakar setelah perolan panasberlangsung. Oleh karena itu sebelum pengerjaanlebih lanjut serbuk U3Si2 daD serbuk AI perludikenai perlakuan panas.

Pembuatan ffiB. PEB daD Perakitan EB

Fabrikasi PEB U3Si2-AI dengan teknikPicture and frame, menggunakan kelongsongpaduan aluminium. Langkah pertama, serbukU3Si2 daD AI dicarnpur dengan perbandingantertentu sesuai dengan tingkat muat uranium yangdiinginkan, kemudian dihomogenisasi danakhimya dipres pada tekanan tinggi sehinggaterbentuk IEB. Uap air dan pelumas (NatriumStearat) yang terikut pada IEB dihilangkandengan perlakuan panas dalam kondisi vakum.Paket rol dibuat dengan tara, IEB yang telahbebas dari uap air/pelumas, dimasukkan kedalampelat rangka daD dua pelat tutup, kemudian padakeempat sisi sarnbungannya dilas TIG di beberapatitik. Paket rol kemudian dikenai perolan panasbeberapa tahap hingga diperoleh tebal pelat sesuaiyang diinginkan. Suhu perolan panas berkis.1rantara 4250 s.d 500 0 C, tergantung paduan AI yang

digunakan sebagai kelongsong. Pelat elemenbakar basil perolan dikenai pengujian secaramerusak daD tidak merusak.

Bahan bakar dispersi dikatakan ideal apabilabutiran bahan bakar terdistribusi merata di daIammeat, sehingga setiap butiran bahan bakardikelilingi oleh aluminium matriks. Padakenyata.'lnnya kondisi ideal sulit dicapai karenasangat pengaruhi terutama oleh ukuran butir, daDtingkat muat uraniumnya. Makin tinggi tingkatmuat uranium sulit dihomogenisasi karenaperbedaan berat jenis antara U3Si2 (12,20 g/cm3)daD aluminium (2,70 g/cm3) cukup jauh, sehinggasangat mudah terjadi aglomerasi. Hal yang sarnaakan terjadi apabila fraksi halus (- 44 J.lm) cukuptinggi. Akibat kenaikkan volum dispersan danatau fraksi halus akan menaikkan porositas didalam meat daD pada akhirnya memungkinkanterbentuknya white spots di dalam PEB. Untukmengeliminasi ketidak homogenan perlu dipilihukuran butir yang tepat dengan penanganan yanghati-hati termasuk pada saat pemindahan bahandaD pengepresan.

BAHASAN

Keberhasilan fabrikasi bahan bakar dispersitipe Materials Testing Reaktor(MTR) yang berisibahan bakar silisida tingkat muat uranium tinggisangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antaralain, diameter partikel serbuk U3Si2 dan AI,bentuk inti elemen bakar(IEB), penyiapan paketrol serta kondisi perolan panas dan perolandingin. Faktor-faktor tersebut secara garis beSc1rdapat diuraikan sbb:

Inti Elemen Bakar (core)

Inti clemen bakar merupakan bahan utamadi dalam clemen bakar, dibuat menggunakan cara

pengepre&1D terhadap campuran homogen antaraserbuk U3Si2 daD matriks AI, dengan perban-dingan sesuai dengan tingkat moat uraniumnyaseperti contoh Tabel 1. Pengepresan campuranserbuk U3Si2 daD AI pada tekanan yang sarnaterhadap tingkat moat yang berbeda akandiperoleh ketebalan IEB yang berbeda pula.Makin tinggi tingkat moat uranium, IEB basilpengepresan semakin tebaI4.s.

Penyiapan Serbuk U3Si2 dan Serbuk AI

Paduan U3Si2 adalah piroporik, maka padapengerjaannya hams dilakukan di dalam mediagas iner. Teknik peleburan menggunakan tungkubusur listrik berelektrode wolfram merupakansalah satu metode yang tepat untuk pembuatc:'lningot U3Si2. Metode ini mudah dilakukan daDingot yang dihasilkan cukup memenuhi ktlalitasbahan bakar, karena elektrode wolfram tidakmemberikan efek negatif yang dapat menurnnkankualitas. Homogenltas ingot dapat dicapai denganpengulangan peleburan. Pada suhu kamar U3Si2

Inti elemen bakar disusun dalam bentukpaket rol daD dilas beberapa titik pada keempatsisinya (contob Gambar 2.), atau dalam bentuk U

174

Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar NuklirPEBN-BATAN. Jakarta 18-19Maret 1996

(tapa! kuda). Pelasan ini berfungsi unhtk menjagaagar tidak terjadi pergeseran pelat, daDmenghindari terjebaknya udarn/gas di dalam PEBsaat perolan panas berlangsung.

bakar dengan butiran yang terlalu balus akanmemungkinkan terbentuknya white spots padaPEB. Ukuran butiran serbuk daD tingkat muaturanium mempengaruhi jarak antar butir serbukbahan bakar. Jarak antar butir bahan bakar = 0apabila fraksi volum bahan bakar di dalam meatsebesar 74 %8. Pada kondisi tersebut butiranbahan bakar akan bersinggungan. Secara umumfraksi volum bahan bakar dispersi maksimum didalam matriks AI yang masih dapat difabrikasiadalah berkisar antara 45 s.d. 50 %'. Berdasarpengalaman beberapa fabrikator/lembagapenelitian menyebutkan bahwa untuk fabrikasibaban bakar U3O8 jumlah butiran halus (-44~m)harus ~ 250/0, sedang fabrikasi bahan bakar U3Si2butiran halus disarankan ~ 15%. Fraksi balus (-44~m) butiran bahan bakar U3Si2 dinaikkan dati 0s.d 25%, terjadi kenaikan porositas sepertiditunjukkan pada Gambar 4. Perubahan prosen-tase porositas akibat perubahan fraksi volumbahan bakar U3Si2 lebih rendah dibanding U3Si,ini kemungkinan disebabkan oleh kerapuhannya.Kenaikan fraksi volum baban bakar akan diikutikenaikan porositas seperti ditunjukkan padaGambar 5.

Suhu perolan panas san gat tergantung padajenis bahan kelongsong yang digunakan.Perbedaan bahan daD suhu perolan akan ber-dampak pada karakteristik produk. Bahan kelong-song paduan aluminium seperti AIMgl, AIMg2,AI 6061 telah banyak digunakan, dengan suhuperolan berkisar antara 42S s.d SOO"C. Sebagaicontoh peralan panas PEB dengan kelongsongpel at AlMg2 yang dilakukan pada suhu 42S"Cdiperoleh pelat cukup baik.

Tabel Komposisi U:lSi2 dan AI dengan Tingkat MIJatUranilU11 antara 3,60 s.d. 5,20 g/cmJ

Vol.

U)8i2(%)

YOLo AI

(%)tingkat muat

UCf/cm13,003,504,004,505,005,506,00

26,6607530,8808635,1009839,3211143,5412347,761355!,981~

73,3392569,1191464,8990260,6788956,4587752,23865~8,01852 Ketebalan meat bahan bakar juga berpe-

ngaruh terhadap besarnya porositas. Apabila tebalmeat diturunkan (pada fraksi volum bahan bakartetap). maka porositas naik dengan perubahanantara 1-2%. Apabila meat lebih tebal. kemung-kinan aliran matriks lebih cepat daD mengisibagian rongga yang menyebabkan porositasmenurun.

Porositas

Prosentase porositas yang terbentuk di dalamPEB sangat ditentukan oleh parameter antara lain,ukuran daD kekerasan butir bahan bakar, kekuatanmatriks, suhu perolan, tebal akhir meat daD fraksivolum bahan bakar. Perolan dingin akan menaikkan porositas,

hal ini kemungkinan kekuatan matriks pada suhukamar meningkat'. Pada perolan tahap pertama,porositas pelat bagian depan lebih rendahdaripada pelat bagian belakang. Ini kemungkinandisebabkan oleh pendinginan pelat atau udarnyang terjebak di dalam PEB bagian belakang lebihbanyak selama perolan tahap pertama. kenaikanporositas akan menurunkan konduktivitas, sepertidit.1mpilkan pada Gambar 6.

Selama proses pengepresan IEB daD perolanpanas PEB, butiran bahan bakar/matriks bergerakdan tersusun kembali dengan tanpa mengalamideformasi/rusak atau sebaliknya. Perpindahanbutiran terbesar terjadi pada proses pengepreSc'lndaD perolan panas tahap pertama. Kerapuhansenyawa U3Si2 mengakibatkan butiran mudahpecah pada saat proses perolan berlangsung(contoh Gambar 3.), sehingga fraksi halus didaJam meat akan lebih banyak dibanding di dalamIEB. Fraksi halus di dalam meat akan bertambahdengan kenaikan fraksi volum bahan bakar.Kenaikan fraksi halus bahan bakar akanmemperluas permllkaan kontak partikel bahanbakar yang dapat memperlambat aliran matriks,daD pada akhirnya berdampak pada kenaikanporositas. Hal ini mungkin terdapat korelasiantara fraksi halus butiran bahan bakar (-44J.1.m)dan porositas di dalam meat. Selain beberapakemungkinan tersebut diatas penggunaan bahan

Lepuhan (blister)

Selama penyiapan campuran serbuk U3Si2dan AI, pengepresan IEB, dan penyiapan paket rolkemungkinan terjadi penyerapan uap air olehserbuk AI. Pada perolan panas, uap air itu akancepat bereaksi dengan U3Si2 di dalam meat danmembentuk gas hidrogen. Gas hidrogen basilreaksi terdifusi keluar dari zona bahan bakarmembentuk blister di dalam kelongsong sepertiditungjukkan pada Gambar r. Adanya blister

t7~

Prosiding Presentasi /lmiah Dour Bahan Bakar NuklirPEEN-BArAN, Jakarta 18-19 Maret 1996

akan mengurangi kesempurnaan ikatan, sehinggamengurangi kekuatan kelongsong. Apabila hal initerjadi maka akan berbahaya selama di iradiasi didaJam reaktor, karena kemungkinan blister akanterisi oleh gas fisil yang dapat menyebabkankebocoran, terlebih pada burn-up tinggi.

bahan bakar selama perolan berlangsung. denganpelapisan ini akan menaikkan porositas, untuk ituteballapisan harus dibuat seoptimal mungkin.

Tebal Meat daD Kelongsong

Penentuan tebal kelongsong dan meat secaratepat sepanjang pelat elemen bakar sangat sulitdilakukan karena pada kenyataannya barns antarameat daD kelongsong tidak merupakan garis lurnsmelainkan nampak seperti pada Gambar 8.Penentuan tebal kelongsong dan meat biasadilakukan dengan cara metalografi terhadap irisanpelat elemen bakar yang diambil secara acak.Irisan PEB diamati dengan mikroskop optik yangdilengkapi fasilitas pengukur dimensi. Hasilpengukuran ini dianggap telah mewakili sejumlahproduk PEB. Apabila tebal kelongsong yang diujimemenuhi persyaratan, maka PEB lainnyadianggap memenuhi persyaratan pula.

Untuk mengeliminasi terbentuknya blisterdari gas hidrogen, dapat dilakukan denganmernanaskan IEB/paket rol pada suhu 480.C,tekanan ?; 10-4 torr selama 6 jam. Setelahdidinginkan hingga suhu 30.C, tungku diisi gasargon dan selanjutnya IEB/pakel rol dipindahkanuntuk pengerjaan lebih lanjut. Perlakuan panas iniakan mengusir uap air yang berada di dalarnIEB/pakel rot yang terabsorpsi oleh serbuk Alselarna pemindahan, pengepreS<1n, atau waktupenyusunan paket rol.

Perlakuan panas juga dilakukan setelahproses perolan panas 4 atau 5 x sesuai dengantahap pengerolannya. Perlakuan panas dapatmenekan terbentuknya gas hidrogen dari reaksiuap air dan U3Si2 di d.:1lam meat untuk berdifusimelalui kelongsong. Dengan perlakuan demikianterbentuknya blister akan dapat dihindari 2.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengankenaikan tingkat muat uranium (untuk tebal PEBdan kondisi pengepresan tetap), maka meatbertambah tebal, sedang kelongsong semakin tipisseperti ditul1jllkkan pada Tabel 2. Apabiladiinginkan kenaikan fraksi volum bahan bakarpada tebal meat dan kelongsong tetap, makatekanan perolan hams dinaikkan, dan untuk ituperlu diimbangi penggunaan bahan kelongsongyang lebih keras.

Zona bebas bahan bakar pada ujung daD sisi PEB

Pada proses perolan panas kemungkinanterdapat partikel bahan bakar yang terlempar daTizona bahan bakar masuk ke dalam kelongsong.Terlemparnya partikel bahan bakar terutamaterjadi pada perolan panas tahap pertama, danakan lebih banyak apabila fraksi volume bahanbakar dalam IEB dinaikkan. Dengan kenaikkanfraksi volume bahan bakar kekuatan IEB menurundaD banyak partikel bahan bakar beradadipermukaan, sehingga pada perolan memung-kinkan partikel-partikel tersebut berada dipinggirkelongsong akan berakibat produk fisinya keluardan masuk ke dalam pendingin reaktor. Untukmengeliminasi terjadinya loncatan pertikel bahanbakar kemungkinan dapat dilakukan denganmenaikkan tekanan pengepresan IEB,peningkatan ketelitian pada pembuatan pakel Tal,daD melapisi seluruh permuka.1n IEB denganserbuk AI. Peningkatan tekanan pengepresan akanmeningkatakan kekerasan IEB sehingga padaperolan dapat memperkecil terjadinya pelepas.wpartikel bahan bakar ke luar daTi meat, sedangkanketelitian penyiapaan paket rol yang perludiperhatikan adalah kesuaian tebal IEB denganpel at rangka daD kekuat.,w pelasan. Kekauatanpelapan merupakan keharusan agar selamaperolan tidak terjadi pergeseran posisi meat daDkelongsong. Pelapisan IEB dengan serbuk Aldimaksudkan untuk menghalangi loncatan serbuk

Tabel 2. Tebal Kelongsong dan Meat Bahan BakarUJ8iz-Al Tinrat Must Uraniwn antara 3,60s.d 5,20 g/cm

--

Tingkat mllatU (g/cmJ)

Tebal

kelongsong_(mm)

Tebalmeat(mm)

3,604,204,805,20

0,4130,3930,401_Q.l~

0,5880,6290,635~1!

Dogboning

Dogboning adalah pengumpulan uranium diujung PEB yang terbentuk pada proses perolanpanas, apabila meat lcbih keras daripadakelongsong. Pada proses perolan tersebut akanterjadi pengelompokan/penebalan bahan bakar diujung PEB karena serbuk AI yang berfungsisebagai penghambat laju alir bahan bakar makinsedikit. Pengelompokan ini akan terbentuk yangpada akhimya kelongsong menjadi tipis dankadang-kadang hingga dibawah barns minimumtebal kelongsong yang diizinkan. Fabrikasi PEB

76

Prosiding Presentasi llmiah DaNr Bahan Bakar NuklirPEBN-BATAN. Jakarta 18-19 Maret 1996

U3Si2-Al dengan tingkat muat uranium 1,30 g/cm3sangat mudah dilakukan, tidak terbentukdogbone, dan distribusi bahan bakar sepanjangpelat basil rekaman uji Radiografi Sinar-X cukuphomogen seperti ditunjukkan pada Gambar 8a.Dengan kenaikan tingkat muat, jarak antar butirsemakin rapat dengan distribusi uranium cukuphomogen, dan pada tingkat muat uranium 5,30g/cm3 mulai ada kecenderungan terbentukdogboning walaupun masih dalam batas yangdiizinkan seperti Gambar 8c. Terbentuknyadogboning pada pada PEB tidak diinginkankarena selain berpengaruh pada ketebalankelongsong juga adanya pengumpulan bahanbakar disuatu titik, sehingga selama iradiasimemungkinkan terjadinya local heat yang sangatmembahayakan. Untuk mengeliminasi terbentuk-nya dogboning dapat dilakukan denganmenggunakan kelongsong paduan AI yang lebihkeras, atau ujung-ujung PEB dibuat tirus. Tirus iniberfungsi untuk menampung bahan bakar yangterdorong selama perolan berlangsung, agar tidakkeluar dari zona bahan bakar.

6. Report of consultants Group Meating.Standardization of specifications and InspectionProcedures for LEU Plate-Type RecearchReactor Fuels, lAEA and held in Geesthacht,16-18, April, 1986.

7. Martin, M., Effect of Dispersoid Concentrationon Void Content of Composite Plate, ORNL-4770, 1968.

8. Samoilov, A.G, et.al., Dispersion Fuel NuclearReactor Element, atomizdat, Moskva, 1965

9. Fanjas, Y. et. al., Cerca Contribution To TheRERTR Program Status of Development,September, 1983.

10.Safety evaluation report, US NuclearRegulatory Commission, July, 1988.

TANYAJAWAB

1. Amil Mardha.Pembuatan elemen bakar dengan tingkat

muat yang tinggi; apakah anda sudahmenganalisis nilai fraksi bakar (BU) daDdensitasnya.

SIMPULAN Supardjo.Analisis fraksi bakar (BU) belum dilakukan,

tetapi densitas pelat elemen bakar (PEB)dengan tingkat muat 5,2 gU/cm3 sudahdilakukan pengurusan.

Fabrikasi clemen bakar tipe pelat yang berisibahan bakar silisida tingkat muat uranium rendah(~ 3,6 glcm3), mudah dilakukan dengan produkyang cukup baik, akan tetapi makin tinggi tingkatmuat uranium fabrikasinya semakin sulit terutc'lmauntuk mendapatkan distribusi uranium di dalammeat yang homogen, menghindari terbentuknyablister, white spots, daD dogboning pada ujungPEB. Untuk itu beberapa parameter harusdiperhatikan terutama pemilihan bahankelongsong daD distribusi diameter butir daDperlakuannya , penyiapan IEB daD paket rot sertakondisi perolannya.

2. Endiah Puji Hastuti.mengingat kesulitan dalam proses fabrikasi

UxSiy-AI dengan tingkat muat tinggi (5,2gU/cm3), demikian pula dengan fabrikasijumlah pelat yang lebih besar dan 21 pelat perelemen bakar serta mengingat ikatan antarpelat menjadi semakin sempit, maka untuktujuan menaikkan reaktivitas teras RSG,lengkah apa yang mungkin dilakukan dengankenaikan tingkat muat uranium ini danbatasan-batasan fabrikasi tersebut ?DAFfARPUSTAKA

Supardjo.Unhlk manaikkan reaktivitas teras reaktor

adalah dengan menaikkan pemuatan bahanbakar uranium. Batasan fabrikasi : disainbahan bakar. seperti dimensi bahan bakarRSG-GAS.

3. Agoeng Kadardjono.Dalam pengujian porositas dan konduktivitas

IEB/PEB hasilnya pada literatur/teori yangada (kalau tidak salah), apakah tidaksebaiknya diteliti sendiri dengan perlatanyang kita miliki, sehingga diharapkanhasilnya justru memperkuat literatur/teoriyang ada.

I. Hofman, G.I., and snelgrove, J.L.,Di.\"persionFuels, Chapter 2

2. Snelgrove, J.L., Development. Testing, andDemonstration of LEU Fuel, Part I., IAEAMission to Indonesia, October, 1988.

3. Toft, P.,et.ai, Pilot Plant Production at Rico ofLEU Silicide Fuel For The Danish ReactorDR3, Metallurgy Department, Rico NationalLaboratory DK-4000 Roskilde, Denmark,December, 1986.

4. Wincek, T.C., A Study of The Effect ofFabrication Variables on The Quality of FuelPlates, RERTR, ANL, November 3-6, 1986

5. Supardjo, dkk., Pengaruh Tingkat Muaturanium Terhadap Produk elemen BakarU.,sirAI, presentasi ilmiah, PPNY, April, 1995

177

Prosiding Presentasi Ilmiah Dour Bahan Bokor NuklirPEBN-BATAN, Jakarta /8-/9 Maret /996

halus partikel BB U3Si2 berkisar an tara 0-15 %(-325 mesh = 15 % dan +325 mesh serta 0-100mesh = 85 % )

Supardjo.Sebetulnya porositas sudah diteliti, dan

hasilnya mendekati data literatur, sedangpenelitian konduktivitas belum dilakukansehingga mengacu literatur. 5. Veronika

.Kegagalan-kegagalan apa saja yang dijumpaidalam fabrikasi clemen bakar U3Si2-A11

Supardjo.Kegagalan yang dijumpai adalah blister, white

spots, penyimpangan dimensi zona BB dantebal kelongsong. Apabila < 0,25 mm.

4. B.G. Susanto.Belum dijelaskan berapa % distribusi partikel

dari U3Si2 untuk meningkatkan tingkat muat> 5.2 gU/cm3. mohon dijelaskan.

Supardjo.Bedasarkan pengalaman Argonne National

Laboratory (ANL), untuk seluruh tingkat muaturanium di dalam bahan bakar U3Si2_Al. fraksi

178

Prosiding Presenta8i Ilmiah Dour Bahall Bakar NuklirPEBN-BATAN. Jakarta 18-19 Maret 1996

Gambar 1. Diagram Alir Fabrikasi Elemen bakar U3Si2-AI

179

Prosiding Presenla,ri l/miah Daur Bahan Bakar Nuklir

PEBN-BArAN.Jakarta 18-19Maret 1996

Pelat Blamen Dal(;\r

Gambar 2. Susunan Paket Rot

180

Pro.fidillR Pre.fell/a.fi Ilmiah Dour Bahan Bakar NutlirPEBN-BAT AN. Jakar/a J 8- J 9 Morel J 996

..arab rot 0,31 mm

Gambar 3. Iri5<1n Pelat Elemen Bakar Hasil Perolan

13

£ZJ 40 VIO U,Slt-CS~ 40 vIa U,SI-CS

12c0>t-ZWUa:UJa.

'..",c'.'.)0. ..I.:.',~~';,~~<'po.,x"" ,

11

10

9

80 15

PERCENT FINES25

Gambar 4. Perbandingan Porositas Dengan fraksi Halus di dalam meat

181

Prosiding Presenlasi llmiah Daur Bahan Bakor NuklirPf-'BN-BATAN, Jakarla /8-/9Marel /996

240, " I I 11 1 --

2201 f!!£1. "'P(S

.U,SI, 60'C200 0 U)SI) &OC

0 U)O. &OC-& UAI.. 15Ci 180 6 U-AI AllOY e5CX

i leoE

!. ~\'40

'20

\00

80

80

10

20

\~

0 10 20 ]0 40 50 60 10 80

VO!-u..[ rAAC- CW' rU[l .VOIDS (XI

Gambar 6. Konduktivitas Termal Bahan Bakar Dispersi Fungsi Fraksi Volum Bahan Bakar + Pori

182

Pros;d;"g Prele"ta.f; /1"';0" Dour Bahan Bakar Nukl;rPEBN-BATAN. Jakarta /8-/9 Maret /996

(a) Pelat Bahan BakarU3Si2 t.m. 1,30 gU/cm3

Gambar 8. Pelat Elemen Bakar U3Si2--Al, Tebal Meat 0,50 mm

183