Mikrostruktur Dan Komposisi Fasa Pelet Sinter UO2 Dengan Penambahan Dopan Logam Zirkonium

Abstract

ABSTRAKMIKROSTRUKTUR DAN KOMPOSISI FASA PELET SINTER UO 2 DENGAN PENAMBAHAN DOPAN LOGAM ZIRKONIUM. Telah dilakukan karakterisasi pelet UO 2 sebagai bahan bakar PWR dengan penambahan dopan logam zirkonium pada pelet UO 2 . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan logam zirkonium terhadap mikrostruktur dan komposisi fasa pelet UO 2 maupun stoikiometri (O/U) ratio. Logam zirkonium yang ditambahkan diharapkan terdistribusi merata dalam pelet UO 2 sehingga dapat meningkatkan kualitas pelet UO 2 . Pelet UO 2 difabrikasi dengan cara kompaksi dan penyinteran pada variasi penambahan logam zirkonium sebesar 0,3%, 0,5% dan 0,9%berat. Pelet UO 2 hasil kompaksi kemudian disinter pada temperatur 1700 o C dengan laju pemanasan 250 o C/jam selama 3 jam dalam media campuran gas hidrogen.Pelet UO 2 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 UO 2 hasil sinter . Pelet sinter mempunyai rentang densitas 91%-93% TD dan memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar PWR. Sementara itu, hasil analisis mikrostruktur pelet UO 2 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 UO 2 tanpa penambahan Zr dan dengan variasi penambahan Zr adalah senyawa UO 2 dan UO 3. Fraksi senyawa UO 3 dalam pelet sinter UO 2 berbanding lurus dengan persentase penambahan zirkonium yang ditunjukkan oleh stoikiometrinya (O/U) berdasarkan fraksi fasa yang terbentuk.

Pengaruh Distribusi Ukuran Serbuk Uo2 Pengayaan 2%–5% Pada Densitas Pelet Uo2

“…Pelet UO2 sinter dengan densitas yang memenuhi syarat umumnya diperoleh melalui proses kompaksi serbuk UO2 menjadi pelet mentah pada temperatur kamar dilanjutkan dengan penyinteran pada temperatur 1700 °C [10]. Densitas yang tinggi dari pelet UO2 dapat dicapai dengan pengaturan beberapa parameter proses seperti tekanan kompaksi, distribusi ukuran serbuk umpan beserta fraksi beratnya, temperatur, media dan durasi proses sinter.…”

“…Densitas yang tinggi dari pelet UO2 dapat dicapai dengan pengaturan beberapa parameter proses seperti tekanan kompaksi, distribusi ukuran serbuk umpan beserta fraksi beratnya, temperatur, media dan durasi proses sinter. Di laboratorium FFL -PTBBN, umpan proses kompaksi bahan bakar HWR berupa serbuk UO2 alam jalur konversi ADU pengayaan 0,7% dengan distribusi ukuran serbuk yang berada dalam rentang antara 150µm -800µm [10][11]. Serbuk umpan tersebut merupakan hasil pengkondisian serbuk UO2 ex-ADU yang berbentuk jarum dan berukuran halus [1].…”

“…Pengaturan distribusi ukuran dan fraksi berat dari serbuk yang demikian akan memberikan pola pengepakan serbuk yang lebih baik dan meningkatkan efisiensi proses kompaksi [12]. Perbaikan pola pengepakan serbuk akan mereduksi durasi pengisian cetakan ketika dikompaksi, meningkatkan densitas hasil kompaksi dan densitas hasil sinter [1, [10][11][12][13][14][15][16].…”