ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 PEMBUATAN PELET UOz SINTER UNTUK PIN BAHAN BAKAR UJI TIPE PWR Agus Sartono, Tata TS, Mugiyono, Tri Yulianto ABSTRAK PEMBUATAN PElET U02 SINTER UNTUK PIN BAHAN BAKAR UJI TIPE PWR. Telah dilakukan pembuatan pelet U02 sinter dengan menggunakan bahan serbuk U02 fresh ex-Cameco yang digunakan untuk pembuatan pin bahan bakar uji. Dengan menggunakan mesin kompaksi Komage 50 dan tekanan yang digunakan pada kisaran 3 - 4 MP menghasilkan densitas pelet mentah pada kisaran 5,5 - 6 glee atau 52 - 54% TD. Setelah melalui proses sintering pad a suhu 17000C selama 4 jam dalam suasana atmosfir gas hidrogen diperoleh pelet sinter yang mempunyai densitas teoritis pada kisaran 95% yang merupakan batas penerimaan kualitas pelet sinter yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Dari 200 pelet mentah yang dibuat setelah melalui pemeriksaan kualitas seeara visual dan dilakukan proses sintering, sebagian keeil dari pelet tersebut tersebut mengalami eaeat dan tidak lolos persyaratan kualitas. Kata kunci : Pelet U02, pin uji PWR. PENDAHULUAN Instalasi Elemen Bakar Ekperimental (IEBE) didesain untuk memproduksi bahan bakar tipe CIRENE, dan dalam perkembangannya dilakukan pula penelitiandan pengembangan jenis bahan bakar tipe lainnya yaitu PHWR dan PWR. Seeara garis besar pembuatan bahan bakar ketiga jenis terse but di atas memiliki kesamaan dalam proses pembuatan pelet bahan bakar yaitu dengan melalui proses kompaksi dan sintering untuk mendapatkan pelet bahan bakar yang memenuhi persyaratan. Perbedaan dari ketiga jenis bahan bakar tersebut yang paling jelas terlihat adalah dimensi dari pelet U02 yang dibuat. Seeara umum persyaratan yang ditentukan agar sebuah pelet dapat digunakan sebagai bahan bakar adalah sama antara. Sedangkan persyaratan khusus biasanya ditentukan untuk penelitian dan pengembangan dari bahan bakar tersebut hingga diperoleh bahan bakar yang dapat digunakan di reaktor dengan menghasilkan efisiensi yang tinggi dan kinerja bahan bakar yang lebih baik. Pembuatan pin uji bahan bakar tipe PWR dimaksudkan untuk menguasai teknologi fabrikasi elemen bakar reaktor daya tipe PWR. Sedangkan untuk melakukan pengujian bahan bakar pelet U02 tipe PWR, dilakukan dengan menguji sebagian pelet bahan bakar U02 yang diletakkan dalam sebuah pin dengan persyaratan yang mirip dengan bahan bakar sebenarnya. FABRIKASI PELET U02 TIPE PWR Fabrikasi pellet U02 tipe PWR seeara umum sama seperti pembuatan pellet bahan bakar tipe yang lain seperti CIRENE maupun PHWR, dimensi pellet PWR yang relative kecil 11 mm untuk dimensi green pellet menjadikan pembuatan pellet ini dapat langsung dilakukan dari serbuk U02 yang ada tanpa harus melalui proses pre-pressing dan granulasi untuk memperbesar butir. Dengan menggunakan bahan pelumas dengan komposisi yang sama yaitu Zn-stearat, menjadikan pembuatan pelet tipe PWR ini relatif lebih mudah dikerjakan dibandingkan dengan pembuatan pelet untuk tipe CIRENE maupun PHWR yang memiliki dimensi yang lebih besar. Proses pembuatan pelet U02 tipe PWR yang dilakukan di IEBE adalah sama seperti pembuatan pelet U02 tipe CIRENE dan PHWR. Bahan yang digunakan adalah serbuk U02 yang telah dieampur dengan bahan pelumas Zn-stearat. Perbedaan yang sang at terlihat dari pembuatan
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
PEMBUATAN PELET UOz SINTER UNTUK PINBAHAN BAKAR UJI TIPE PWR
Agus Sartono, Tata TS, Mugiyono, Tri Yulianto
ABSTRAK
PEMBUATAN PElET U02 SINTER UNTUK PIN BAHAN BAKAR UJI TIPE PWR. Telahdilakukan pembuatan pelet U02 sinter dengan menggunakan bahan serbuk U02 freshex-Cameco yang digunakan untuk pembuatan pin bahan bakar uji. Denganmenggunakan mesin kompaksi Komage 50 dan tekanan yang digunakan pada kisaran3 - 4 MP menghasilkan densitas pelet mentah pada kisaran 5,5 - 6 glee atau 52 - 54%TD. Setelah melalui proses sintering pad a suhu 17000C selama 4 jam dalam suasanaatmosfir gas hidrogen diperoleh pelet sinter yang mempunyai densitas teoritis padakisaran 95% yang merupakan batas penerimaan kualitas pelet sinter yang dapatdigunakan sebagai bahan bakar.
Dari 200 pelet mentah yang dibuat setelah melalui pemeriksaan kualitas seeara visualdan dilakukan proses sintering, sebagian keeil dari pelet tersebut tersebut mengalamieaeat dan tidak lolos persyaratan kualitas.
Kata kunci : Pelet U02, pin uji PWR.
PENDAHULUAN
Instalasi Elemen Bakar Ekperimental (IEBE) didesain untuk memproduksi bahan bakar tipeCIRENE, dan dalam perkembangannya dilakukan pula penelitiandan pengembangan jenis bahanbakar tipe lainnya yaitu PHWR dan PWR. Seeara garis besar pembuatan bahan bakar ketiga jenisterse but di atas memiliki kesamaan dalam proses pembuatan pelet bahan bakar yaitu denganmelalui proses kompaksi dan sintering untuk mendapatkan pelet bahan bakar yang memenuhipersyaratan. Perbedaan dari ketiga jenis bahan bakar tersebut yang paling jelas terlihat adalahdimensi dari pelet U02 yang dibuat. Seeara umum persyaratan yang ditentukan agar sebuah peletdapat digunakan sebagai bahan bakar adalah sama antara. Sedangkan persyaratan khususbiasanya ditentukan untuk penelitian dan pengembangan dari bahan bakar tersebut hingga diperolehbahan bakar yang dapat digunakan di reaktor dengan menghasilkan efisiensi yang tinggi dan kinerjabahan bakar yang lebih baik.
Pembuatan pin uji bahan bakar tipe PWR dimaksudkan untuk menguasai teknologifabrikasi elemen bakar reaktor daya tipe PWR. Sedangkan untuk melakukan pengujian bahan bakarpelet U02 tipe PWR, dilakukan dengan menguji sebagian pelet bahan bakar U02 yang diletakkandalam sebuah pin dengan persyaratan yang mirip dengan bahan bakar sebenarnya.
FABRIKASI PELET U02 TIPE PWR
Fabrikasi pellet U02 tipe PWR seeara umum sama seperti pembuatan pellet bahan bakartipe yang lain seperti CIRENE maupun PHWR, dimensi pellet PWR yang relative kecil 11 mm untukdimensi green pellet menjadikan pembuatan pellet ini dapat langsung dilakukan dari serbuk U02
yang ada tanpa harus melalui proses pre-pressing dan granulasi untuk memperbesar butir. Denganmenggunakan bahan pelumas dengan komposisi yang sama yaitu Zn-stearat, menjadikanpembuatan pelet tipe PWR ini relatif lebih mudah dikerjakan dibandingkan dengan pembuatan peletuntuk tipe CIRENE maupun PHWR yang memiliki dimensi yang lebih besar.
Proses pembuatan pelet U02 tipe PWR yang dilakukan di IEBE adalah sama sepertipembuatan pelet U02 tipe CIRENE dan PHWR. Bahan yang digunakan adalah serbuk U02 yangtelah dieampur dengan bahan pelumas Zn-stearat. Perbedaan yang sang at terlihat dari pembuatan
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561
pelet U02 tipe PWR tersebut adalah dimensi dari punch dan dies yang digunakan, untuk pelet tipeCIRENE dimensi yang digunakan adalah 23 mm, PHWR 14 mm, sedangkan untuk pelet tipe PWRdimensi punch dan dies yang digunakan adalah 11 mm.
Selain itu pembuatan pelet U02 tipe PWR dapat langsung dilakukan pada mesin pressakhir, hal ini disebabkan dimensi yang cukup kecil sehingga pembentukan kompakan yangmemenuhi persyaratan dapat langsung dilakukan tanpa melalui proses pendahuluan sepertiCIRENE.
BAHAN DAN PERALAT AN
Bahan yang digunakan :
Serbuk U02 ex-CamecoZn-stearat
Gas NitrogenGas Hidrogen
Peralatan yang digunakan :
Neraca analitik
Mesin pencampur (mixer)Mesin press double acting Komage 50Tungku Sinter
TAT A KERJA
1. Timbang porsi serbuk U02 sesuai dengan yang diperlukan2. Timbang porsi Zn-stearat 0,4 % dari berat serbuk U02 yang digunakan3. lakukan pencampuran menggunakan mixer selama 15 menit4. Pasang Punch and Dies pada mesin press untuk ukuran PWR5. lakukan pencetakan pelet U026. lakukan pengukuran dimensi7. lakukan penimbangan pelet U02 untuk menentukan berat jenis pelet mentah8. lakukan pengamatan visual terhadap pelet mentah9. lakukan proses sintering pad a suhu 1700 °C selama 4 jam10. lakukan pengukuran dimensi11. lakukan penimbangan pelet U02 untuk menentukan berat jenis pelet sinter12. lakukan pengamatan visual terhadap pelet sinter
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam fabrikasi pellet ini dapat dilakukan dengan dua langkah yaitu pengepresan yang dilakukansecara manual atau menggunakan mode otomatis. Secara manual maka setiap langkah pembuatanpellet diikuti dengan penekanan tombol, otomatisasi hanya dilakukan untuk membatasi waktupenekanan. Sedangkan pada mode otomatis, maka setiap langkah mulai dari pengisian, penekananhingga pengeluaran pellet dilakukan secara otomatis dengan urutan dan waktu yang telah diatur.
Kelemahan dari proses pembuatan pellet secara manual adalah tidak diperolehnya ukuran yangseragam, hal ini disebabkan pada saat memasukkan serbuk U02 ke dalam dies, penyusunan serbuksecara mandiri tidak dapat sepenuhnya merata. Pada saat serbuk tersebut dapat memenuhi diesdengan susunan yang merata, dapat dimungkinkan diperoleh pellet dengan densitas yang mendekatiatau memenuhi dengan criteria yang diinginkan, begitu juga sebaliknya jika pada saat pemasukanserbuk kedalam dies tidak sempurna, maka densitas pellet yang dihasilkan dapat pula jauh dari yangdiharapkan.
2
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Jika menggunakan mode otomatis, keboleh jadian pellet mentah dengan densitas yangmanyimpang jauh dari yang diharapkan adalah kecil, hal ini disebabkan perlakuan yang sama mulaidari saat pemasukan serbuk kedalam dies hingga waktu pengeluaran pellet. Kelemahan jikamenggunakan mode otomatis ini adalah penggunaan bahan yang relative banyak, karena adasebagian dari serbuk yang tertinggal di sistim pengompakan yang tidak terproses.
Hasil pellet sinter dapat dilihat pada lampiran, dari 200 pelet yang buat denganmenggunakan mode manual, sebagian besar masih memenuhi kriteria penerimaan jika didasarkanpada pengukuran densitas pellet hasil. Sebagian. tidak diterima sesuai dengan kriteria yangditentukan yaitu densitas pelet sinter masih dibawah 95 % dari densitas teoritis, dan pecah pada saatdilakukan proses sintering.
KESIMPULAN
Dari hasil sintering pellet mentcih yang dilakukan kemudian dilakukan pemilihan untukdigunakan dalam pin uji bahan bakar. Sebanyak kurang lebih 100 (seratus) buah pellet sinter yangmemenuhi kualifikasi berhasil difabrikasi menjadi pin uji bahan bakar tipe PWR sebanyak 3 (tiga)buah.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ANONIM, Instruksi kerja pengoperasian mesin pengompak akhir Komage 50 (ME-21), PTBN,2009
[2] ANONIM, Instruksi kerja pengoperasian tungku sinter (ME-06), PTBN, 2009
3
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Lampiran
Tabel 1. Densitas teoritis pellet sinter
DiameterTinggiBeratDensitasDensitas
No.Rata-rataRata-rata
Pelet (g)(glee)Teoritis
(mm)(mm) (%)
1
8.869.095.955010.619396.80292
8.878.975.883910.620896.81653
8.828.955.808210.631096.90964
8.879.276.093310.634896.94445
8.869.186.024010.644897.03536
8.828.885.743010.594596.57747
8.859.125.952110.623096.83678
8.878.995.837110.516895.86839
8.879.075.955110.622896.834910
8.858.986.009210.879999.178211
8.889.286.092610.610096.718312
8.818.995.862210.714497.670313
8.899.155.974010.527695.967114
8.869.135.961310.595896.588715
8.878.935.795510.516095.861116
8.848.885.732410.535196.035817
8.969.396.209110.496595.684118
8.999.366.147910.352994.374618
9.009.246.145010.459195.343019
8.869.176.007810.627796.879920
8.889.145.997110.588096.518021
8.878.975.829710.526895.960322
8.859.005.822410.534096.025123
8.909.266.109710.611196.728124
8.878.905.757310.477995.514225
8.889.276.104810.638996.981626
8.849.105.945210.642097.010127
8.899.206.054310.615296.765828
8.859.115.943510.619396.802929
8.859.075.897910.580296.446630
8.879.226.058710.647897.062531
8.909.246.080810.587996.516432
8.979.246.043110.346994.320033
8.859.156.058810.773898.211234
8.889.095.924110.528495.974635
8.889.266.111210.673497.296237
8.909.326.160110.618096.791038
8.889.005.861810.529895.987039
8.879.206.077210.691397.459340
8.959.115.926810.350194.349341
8.869.095.909610.546096.135342
8.869.105.969510.649597.078044
8.879.125.953510.557996.243045
8.919.306.165310.629796.8980
ISSN 0854 - 5561
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
46 8.859.085.930710.635396.949147
8.829.176.035510.769898.175348
8.909.226.050310.549796.168549
8.849.055.919010.673797.298650
8.849.045.886210.618496.795151
8.859.095.960410.652997.109652
8.788.545.441610.525495.947654
8.879.075.836510.407494.871555
8.849.125.981110.702897.564556
8.829.015.865110.655697.133658
8.839.055.914510.681897.373360
8.848.955.825410.622396.830362
8.889.176.011710.586896.506763
8.918.825.821610.595296.583564
8.958.975.794910.285493.759765
8.989.135.966610.323794.108166
8.769.676.073010.437195.142167
8.739.656.042710.462295.371268
8.859.806.337210.525595.948069
8.669.505.907110.553996.206570
8.779.806.194010.463995.386671
8.709.686.058510.525695.949472
8.739.385.881110.468295.425673
8.759.626.033910.436195.132974
8.759.666.051610.426995.049775
8.749.625.991710.383294.651076
8.769.686.045410.375394.579277
8.759.646.015110.382094.639778
8.789.856.220910.433195.105379
8.639.315.679410.442395.189880
8.799.375.921710.416194.950782
8.909.486.154610.433295.106483
8.929.326.163610.596096.591184
8.729.435.842910.384794.664385
8.759.685.969310.268293.602386
8.739.545.929210.380594.626287
8.719.605.989710.465195.397788
8.799.716.087210.332494.187989
8.769.585.950310.318794.063190
8.759.606.001010.400894.811391
8.759.836.198210.487795.603291
8.959.296.098810.428895.066492
8.759.545.922810.334194.203293
8.709.595.993510.510495.810894
8.709.676.062210.547496.147895
8.719.626.014110.497695.693696
8.829.856.220910.346594.315997
8.719.465.816810.328694.152898
8.749.515.889210.315794.035899
8.749.625.995610.401594.8178100
8.759.585.970610.366194.4950
5
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
101 8.739.606.009910.472095.4603102
8.719.635.980810.428695.0649103
8.729.726.090910.493795.6584104
8.689.515.903410.507595.7837105
8.889.476.100910.419094.9775106
8.899.576.209610.454595.3010107
8.939.746.315110.365194.4858108
8.919.496.148610.400194.8049109
8.889.596.256010.534396.0287110
8.819.326.000010.574196.3909111
8.889.436.064910.394294.7507112
8.909.716.360210.522795.9226113
8.859.426.110210.546296.1364114
8.769.345.955810.577596.4225115
8.919.496.135010.362194.4581116
8.919.516.135510.360294.4415117
8.899.546.155510.408094.8770118
8.789.235.885610.529395.9829119
8.849.406.051010.497395.6913120
8.849.526.171310.563696.2957121
8.799.386.039210.619096.8003122
8.879.376.024010.409594.8903123
8.869.506.144710.500695.7211124
8.859.345.962310.378694.6089124
8.909.526.170910.413294.9244125
8.829.566.127910.488695.6119126
8.809.416.107210.680097.3565127
8.929.616.251010.410194.8956128
8.899.746.399010.597696.6049129
8.849.596.280710.668197.2481130
8.969.806.426010.393494.7440131
8.929.536.180610.372094.5487132
8.929.556.200610.399394.7976133
8.859.526.192410.575396.4016134
8.869.486.172110.561796.2783135
8.859.255.924210.408994.8851136
8.789.426.118410.721297.7323137
8.799.406.107410.704197.5765138
8.919.526.182410.432195.0967139
8.929.536.198010.408594.8812140
8.889.315.973010.368294.5140141
8.929.416.100910.376194.5862142
8.829.356.054710.592396.5572144
8.909.366.047610.391094.7220145
8.829.376.078110.634296.9388146
8.809.225.902410.534696.0314147
8.879.536.194410.527995.9698148
8.859.225.933210.462795.3758149
8.879.245.913310.358294.4230150
8.929.376.060610.344294.2955151
8.909.576.077910.217593.1401
ISSN 0854 - 5561
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
152 8.869.295.919510.351894.3644153
8.829.466.134210.622796.8342154
8.779.175.857210.583496.4756155
8.849.376.014210.451695.2742156
8.909.466.119210.414494.9348157
8.889.436.055910.382494.6435158
8.899.426.073910.396794.7743159
8.929.626.270210.431795.0933160
8.929.476.137110.375694.5817161
8.889.566.039710.194992.9347162
8.809.225.870610.478295.5173163
8.799.396.076110.656897.1453164
8.839.476.141010.606796.6879165
8.919.506.230210.523395.9283166
8.939.596.239710.405194.8508168
8.909.516.150510.389794.7101169
8.889.366.011710.372294.5507171
8.879.376.026710.406394.8615172
8.819.496.150610.637396.9668173
8.899.536.213710.509695.8027174
8.819.416.067810.587096.5089175
8.909.446.084510.362294.4590176
8.919.536.167510.381094.6308177
8.899.436.084810.400794.8101178
8.929.626.234610.376194.5861179
8.929.516.155810.367194.5040180
8.879.355.995810.379294.6144182
8.809.406.056910.603896.6621183
8.859.706.384010.708197.6130184
8.849.546.186310.578896.4338185
9.009.856.479210.348594.3346186
8.869.345.985810.396094.7676187
8.909.556.174510.405894.8566188
8.899.446.056610.345294.3041189
8.899.466.101310.392194.7324190
8.889.486.119210.424195.0236191
8.899.576.209310.454695.3015192
8.909.486.112710.374094.5673193
8.969.806.437610.412294.9150194
8.879.466.078210.395494.7619195
8.879.406.024210.368894.5196196
8.889.356.022310.413194.9237197
8.919.516.145810.381394.6332198
8.899.456.087610.383494.6530199
8.949.696.328010.412994.9218200
8.929.656.291210.426395.0442
7
Related Documents
