prosiding presentasi ilmiah daur bahan bakar nuklir v issn ...digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...

7
ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V P21BDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000 KAJIAN TERHADAP U-Mo SEBAGAI KANDIDA T BAHAN BAKAR BARU BERDENSIT AS TINGGI M.Husna AI Hasa Pusat Pengembangan Teknologi Bahan Bakar Nuklir dan Daur Ulang ABSTRAK KAJIAN TERHADAP U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR BARU BERDENSITAS TINGGI. Pengembangan bahan bakar baru dikaji guna mencari bahan bakar yang memiliki densitas tinggi dan stabil terhadap pengaruh termal dan iradiasi. Kajian dalam makalah ini meliputi analisis struktur fasa. densitas, stabilitas termal fasa y metastabil U-Mo pad a berbagai kadar % berat Mo dan kompatibilitas termal U-Mo dengan matriks aluminium. Hasil kajian menunjukkan bahwa struktur fasa y U-Mo yang relatif stabil diperoleh pada U-9%Mo dan U- 10%Mo, sedangkan U-2%Mo dan U-5%Mo relatif tidak stabil. Fasa y U-2%Mo dan U-5%Mo cenderung bertransformasi ke keadan kesetimbangan masing-masing kembali terurai menjadi fasa a+o dan a+y. Kompatibilitas termal U-9%Mo dan U-10%Mo dengan aluminium matriks relatif baik. Densitas uranium U-Mo menurun seiring dengan meningkatnya kadar Mo. ABSTRACT STUDY ON U-Mo FUEL AS A NEW CANDIDA TE OF HIGH DENSITY FUEL. The development of new fuel is studied in order to search fuels which have high density and stability against irradiation and thermal influence. The study focuses on thermal and irradiation stability over analyses on the phase structure, the density, the thermal stability in the r-phase of metastable U- Mo at various Mo compositions, and thermal compatibility of U-Mo with the aluminium matrix. The study shows that the r-phase of U-9%Mo and U-10%Mo is relatively stable, while that of U-2%Mo and U-5%Mo is relatively unstable, and tends to transform into an equilibrium state and dissolve into a+o and a+y phases. Good thermal compatibility is indicated by U-9%Mo and U-10%Mo. U- Mo density, on the other hand, decreases with increasing Mo content. PENDAHULUAN Pengembangan bahan bakar baru bertingkat muat tinggi terus dikaji dengan mencari bahan bakar yang memiliki densitas tinggi dan stabil terhadap iradiasi. Bahan bakar berupa uranium dengan unsur pemadu utama yang menghasilkan daerah fasa y relatif besar memungkinkan memiliki ketahanan yang tinggi terhadap dampak yang ditimbulkan oleh pengaruh iradiasi (1). Beberapa kandidat bahan bakar berdensitas tinggi yang memiliki kecenderungan membentuk fasa gamma antara lain,U-Cr, U- Zr U-Ti U-V U-Re U-Ru U-Nb dan U- M~(2.3J. Padu~n yang relatif memiliki lebih besar daerah fasa gamma dan relatif stabil terhadap pengaruh iradiasi terutama adalah U-Mo. Fasa y dari paduan U-Mo ini memiliki sifat yang baik terhadap iradiasi karena berstruktur sel-satuan BCC (Body Centered Cubic). Fasa y pad a paduan U-Mo memiliki kemampuan larut padat lebih besar, dimana Mo akan larut kedalam struktur kristal y-U. Fasa y ini dipertahankan sampai pad a suhu kamar, suhu operasi fabrikasi dan suhu operasi reaktor. Selain itu U-Mo memiliki penampang sera pan neutron yang relatif rendah, compatibility termal dengan AI matriks relatif baik, stabilitas mikrostruktur pada fasa y relatif baik, irradiation swelling relatif rendah, meskipun pada burnup tinggi, pengaruh thermal-cycling growth terhadap perubahan dimensi relatif rendah [4]. Paduan U-Mo yang memiliki kelebihan seperti tersebut di atas perlu dilakukan pengkajian dan penelitian lebih lanjut. Kajian ini dim~ksudkan untuk melakukan pengembangan bahan bakar U- Mo sebagai kandidat bahan bakar reaktor riset berdensitas tinggi. Pengembangan bahan bakar U-Mo ini bertujuan untuk menaikkan tingkat muat uranium dan kandungan U-235. Peningkatan tingkat muat U dan jumlah berat U-235 pada bahan bakar U-Mo ini tetap masih berada dalam batas pengkayaan uranium rendah di bawah 20 % yang mengacu kepada program RERTR (Reduced Enrichment for Research and Test Reactors). Paduan U-Mo dalam berbagai komposisi kadar % berat Mo dilakukan analisis densitas dan struktur fasanya, karena densitas uranium yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kadar Mo di dalam paduano Sementara itu, struktur fasa paduan U-Mo sebelum mengalami proses perlakuan panas, mempunyai struktur sel satuan 252

Upload: duongkhanh

Post on 23-Mar-2019

227 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP21BDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

KAJIAN TERHADAP U-Mo SEBAGAI KANDIDA T BAHAN BAKAR BARUBERDENSIT AS TINGGI

M.Husna AI HasaPusat Pengembangan Teknologi Bahan Bakar Nuklir dan Daur Ulang

ABSTRAK

KAJIAN TERHADAP U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR BARU BERDENSITASTINGGI. Pengembangan bahan bakar baru dikaji guna mencari bahan bakar yang memilikidensitas tinggi dan stabil terhadap pengaruh termal dan iradiasi. Kajian dalam makalah inimeliputi analisis struktur fasa. densitas, stabilitas termal fasa y metastabil U-Mo pad a berbagaikadar % berat Mo dan kompatibilitas termal U-Mo dengan matriks aluminium. Hasil kajianmenunjukkan bahwa struktur fasa y U-Mo yang relatif stabil diperoleh pada U-9%Mo dan U-10%Mo, sedangkan U-2%Mo dan U-5%Mo relatif tidak stabil. Fasa y U-2%Mo dan U-5%Mocenderung bertransformasi ke keadan kesetimbangan masing-masing kembali terurai menjadifasa a+o dan a+y. Kompatibilitas termal U-9%Mo dan U-10%Mo dengan aluminium matriks relatifbaik. Densitas uranium U-Mo menurun seiring dengan meningkatnya kadar Mo.

ABSTRACT

STUDY ON U-Mo FUEL AS A NEW CANDIDA TE OF HIGH DENSITY FUEL. The developmentof new fuel is studied in order to search fuels which have high density and stability againstirradiation and thermal influence. The study focuses on thermal and irradiation stability overanalyses on the phase structure, the density, the thermal stability in the r-phase of metastable U-Mo at various Mo compositions, and thermal compatibility of U-Mo with the aluminium matrix. Thestudy shows that the r-phase of U-9%Mo and U-10%Mo is relatively stable, while that of U-2%Moand U-5%Mo is relatively unstable, and tends to transform into an equilibrium state and dissolveinto a+o and a+y phases. Good thermal compatibility is indicated by U-9%Mo and U-10%Mo. U-Mo density, on the other hand, decreases with increasing Mo content.

PENDAHULUAN

Pengembangan bahan bakar barubertingkat muat tinggi terus dikaji denganmencari bahan bakar yang memiliki densitastinggi dan stabil terhadap iradiasi. Bahanbakar berupa uranium dengan unsur pemaduutama yang menghasilkan daerah fasa yrelatif besar memungkinkan memilikiketahanan yang tinggi terhadap dampakyang ditimbulkan oleh pengaruh iradiasi (1).Beberapa kandidat bahan bakar berdensitastinggi yang memiliki kecenderunganmembentuk fasa gamma antara lain,U-Cr, U-Zr U-Ti U-V U-Re U-Ru U-Nb dan U-M~(2.3J. Padu~n yang relatif memiliki lebihbesar daerah fasa gamma dan relatif stabilterhadap pengaruh iradiasi terutama adalahU-Mo. Fasa y dari paduan U-Mo ini memilikisifat yang baik terhadap iradiasi karenaberstruktur sel-satuan BCC (Body CenteredCubic). Fasa y pad a paduan U-Mo memilikikemampuan larut padat lebih besar, dimanaMo akan larut kedalam struktur kristal y-U.Fasa y ini dipertahankan sampai pad a suhukamar, suhu operasi fabrikasi dan suhuoperasi reaktor. Selain itu U-Mo memilikipenampang sera pan neutron yang relatifrendah, compatibility termal dengan AI

matriks relatif baik, stabilitas mikrostrukturpada fasa y relatif baik, irradiation swellingrelatif rendah, meskipun pada burnup tinggi,

pengaruh thermal-cycling growth terhadapperubahan dimensi relatif rendah [4].

Paduan U-Mo yang memilikikelebihan seperti tersebut di atas perludilakukan pengkajian dan penelitian lebihlanjut. Kajian ini dim~ksudkan untukmelakukan pengembangan bahan bakar U-Mo sebagai kandidat bahan bakar reaktorriset berdensitas tinggi. Pengembanganbahan bakar U-Mo ini bertujuan untukmenaikkan tingkat muat uranium dankandungan U-235. Peningkatan tingkat muatU dan jumlah berat U-235 pada bahan bakarU-Mo ini tetap masih berada dalam bataspengkayaan uranium rendah di bawah 20 %yang mengacu kepada program RERTR(Reduced Enrichment for Research and Test

Reactors).

Paduan U-Mo dalam berbagaikomposisi kadar % berat Mo dilakukananalisis densitas dan struktur fasanya,karena densitas uranium yang dihasilkansangat dipengaruhi oleh kadar Mo di dalampaduano Sementara itu, struktur fasa paduanU-Mo sebelum mengalami proses perlakuanpanas, mempunyai struktur sel satuan

252

ISSN 1410-1998 Prosiding Prosentasi I/miah Oaur Bahan Bakar Nuklir VP2ffiOU dan P2BGN-BATAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

ortorombik berupa fasa a+o. Fasa a+o inidikondisikan menjadi fasa y metastabildengan selsatuan berstruktur BCC, melaluiproses perlakuan panas. Kondisi fasa ymetastabil dari U-Mo hasil aniling pada suhu400°C dilakukan analisis berdasarkan poladifraksi sinar x. Stabilitas termal fasa ymetastabil U-Mo dan kompatibilitas paduanU-Mo dengan matriks AI dianalisis melaluihasil aniling U-2%Mo, U-5%Mo, U-9%Modan U-10%Mo yang mengalami pemanasanpad a suhu 400°C pad a berbagai variasiwaktu pemanasan. Reaksi yang terjadiantara uranium dengan matriks aluminiumdiamati melalui mikrostruktur fasa y U-Moyang mengalami pemanasan selama 72 jampada suhu 400°C.

Kajian terhadap U-Mo pad a berbagaikadar % berat Mo dalam paduan meliputianalisis struktur fasa y U-Mo metastabil,stabilitas termal fasa y U-Mo, kompatibilitastermal U-Mo dengan matriks aluminium, dandensitas uranium pada U-Mo. Padakesempatan ini pengkajian terhadap stabilitastermal dan kompatibilitas termal akibatpengaruh pemanasan pada suhu 400°Cdibatasi terutama untuk U-2%Mo, U-5%Mo,U-9%Mo dan U-10%Mo.

Gambar 1. Skematis proses heat-treatmentfasa y metastabil berstruktur kristal BCC .

Densitas uranium dari U-Mo sangatdipengaruhi oleh kadar Mo dalam paduanoseperti ditunjukkan pada Tabel 1 danGambar 20 Pada Gambar 2 diperlihatkanhubungan densitas uranium pada U-Mosebagai fungsi kandungan persentase beratMo dalam paduano Oari Gambar 2 tampakbahwa semakin tinggi kadar Mo menye-babkan semakin menurun densitas uraniumdari paduano Hal ini karena fasa a semakinberkurang dan fasa «5 yang terbentuk

semakin besar seiring dengan semakin tinggikadar Mo. Fasa «5 berupa senyawa U2Mo

dengan bentuk struktur selsatuan tetragonalmempunyai parameter kisi relatif lebih besardaripada fasa ao Dengan demikian fasa «5memiliki volume relatif lebih besardibandingkan dengan fasa a berstrukturorthorhombic. Sebagai akibatnya densitasuranium U-Mo mengalami penurunandengan semakin tingginya kadar Mo dalam

paduano

TATA KERJA

Kajian terhadap densitas uraniumdalam paduan U-Mo dilakukan pada berbagaikomposisi kadar % berat Mo, sepertiditunjukkan pada Tabel 1. Kajian strukturselsatuan paduan U-Mo dari fasa a+8berstruktur ortorombik menjadi fasa yberstruktur BCC didapat dengan proses

perlakuan panas, seperti ditunjukkan padaGambar 1. Kondisi fasa y metastabil dari U-Mo hasil aniling pada suhu 400 °c dianalisisberdasarkan pola difraksi sinar x, sepertiditunjukkan pada Gambar 2. Stabilitas termalfasa y metastabil U-Mo dan kompatibilitaspaduan U-Mo dengan matriks AI dianalisismelalui hasil aniling U-2%Mo, 5%Mo, 9%Modan U-10%Mo yang mengalami pemanasanpad a suhu 400°C pada berbagai variasiwaktu pemanasan, seperti ditunjukkan padaTabel 2 dan 3.

Paduan U-Mo seperti ditunjukkanpada Tabel 1 yang akan digunakan sebagaicalon bahan bakar dikondisikan menjadi U-Mo berfasa y. Ketahanan fasa y U-Moterhadap pengaruh termal dikaji lebih jauhterutama dibatasi hanya untuk U-2%Mo, U-5%Mo, U-9%Mo dan U-10%Mo. Selsatuanfasa y U-Mo berstruktur BCC merupakan fasa

HASIL DAN BAHASAN

Densitas kandidat bahan bakar U-Mopada berbagai komposisi kadar % berat Moditunjukkan pada label 1. Hubungan densitasuranium terhadap kadar Mo dalam paduan

253

diperlihatkan pada Gambar 2. Kestabilanfasa y U-Mo dan stabilitas dimensi terhadappengaruh termal ditunjukkan pada Tabel 2dan 3. Pol a difraksi U-Mo fasa y hasilpemanasan pada suhu 400 DC ditunjukkanpada Gambar 3.

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir VP27BDU dan P2BGN-BATAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

yang memiliki luas daerah yang relatif besardan memiliki batas kemampuan larut padatyang tinggi. Fasa y U-Mo dapatdipertahankan sampai suhu kamar melalui

proses perlakuan panas yang menghasilkanfasa y metastabil dengan selsatuanberstruktur BCC pula. Fasa y hasil perlakuanpanas ini relatif stabil karena logam Modalam paduan uranium memiliki potensimenstabilkan fasa y tersebut. Fasa y semakinstabil denpan semakin tinggi kadar Mo dalampaduan [5. Hal ini karena peningkatan kadarMo akan memperkecil atau menghilangkanperbedaan koefisen ekspansi termal dantegangan antar butiran sehingga keadaanstruktur butir relatif isotropi. Fasa yberstruktur BCC memiliki kerapatan atomrelatif rendah dan jarak bidang-bidang atomterhadap satu sam a lainnya berdekatan. Halini menyebabkan selsatuan BCC memilikiikatan atom yang relatif kuat sehingga sukarmengalami slip, yaitu pergeseran atauperpindahan atom ke posisi lain. StrukturBCC memiliki bidang slip {110} dengan arahslip <111 >. Gambar 3 memperlihatkan en ambidang slip pad a struktur BCC, yaitu abgh,degc, afgd, ebch, egca dan hfbd, Kesemuabidang slip tersebut memiliki kerapatan atomrelatif sam a dan tidak memiliki bidangsusunan rapat yang kerapatan atomnyapaling tinggi. Dengan demikian struktur BCCtidak mepunyai bidang slip tunggal yangmemiliki bidang kerapatan atom paling tinggidan jarak bidang-bidang atom yang salingberjauhan. Kondisi struktur BCC seperti inimemungkinkan sukar terjadinya mekanismeslip yang memacu terjadinya deformasi mikroyang memberi dampak terhadap perubahanparameter kisi yang akan berpengaruhterhadap perubahan struktur fasa.

h

b ~--~',~.Enam bidang slip {11 O} : abgh, degc, afgd, ebch,

egca, hfbd

Gambar 3. Struktur selsatuan BCC

Stabilitas termal

'"Eua

:)If)

g°U5cQ)0

I ,I I I I I I , IT -,- -r -, ~ ""r" T -~I-'" I

, I I I , ..I--_L_.J_-'-_l.__,_ll

1 l' I , I, " '" I

,~;7,?:"- -T --,- -r -, ---,- -1"" I I , I I "

~ --: --~ -~I -6- U-Mo I:: I ,I ~ IVIV I,

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Kadar Mo Pada Paduan U-Mo, %

~. Hubungan densitas uraniumterhadap kadar Mo pad a paduanU-Mo

Stabilitas termal U-Mo sangattergantung pada kandungan Mo dalampaduano Makin tinggi kadar Mo dalampaduan semakin meningkatkan kestabilanfasa y terhadap pengaruh termar6.7.SI. PaduanU-Mo dengan kadar 2 % Mo dan 5 % Momerupakan kandidat bahan bakar yangkurang baik ditinjau dari sisi stabilitas termalmeskipun densitas yang dimiliki relatif tinggi.Paduan U-2%Mo dan U-5%Mo tidak mampubertahan lama pad a kondisi fasa y metastabilbila mengalami pemanasan pad a suhu danwaktu tertentu. Fasa y metastabil U-2%Moakan bertransformasi kembali kekeadaankesetimbangan menjadi fasa a+8 bila dikenaipemanasan pad a suhu 400 °c [6.7].Sementara itu, fasa y metastabil U-5%Mosetelah mengalami pemanasan pada suhu400 °c selama 72 jam cenderung kembalimendekati ke keadaan kesetimbanganmenjadi fasa a+y. Hal ini tampak pad a poladifraksi sinar x yang diperlihatkan pad aGambar 4. Gambar 4a memperlihatkanbahwa pola difraksi memiliki puncak fasa ydan puncak fasa a. Selain itu, fasa a memilikikemampuan larut padat yang sang at rendah

dengan Mo.

Paduan U-Mo dengan kadar 9%Moyang dikenai pemanasan pada suhu 400°Cselama 72 jam tampak relatif stabil terhadaptermal. Paduan U-Mo tidak terjadi perubahanfasa, yaitu tetap pada kondisi fasa y. Hal initerbukti seperti terlihat pada pola difraksisinar x yang ditunjukkan pada Gambar 4b.Pad a Gambar 4b tampak bahwa pola difraksihanya memiliki puncak fasa y denganmasing-masing bidang hkl 110, 200 dan 211yang muncul pada sudut 28 di 37°, 53 °, dan

Gambar 2

254

22

20

18

16

14

12

10

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi flmiah Daur Bahan Bakar Nuklir V

P21BDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

66 0 Selain itu, Tabel 2 dan 3

m~mperlihatkan pula bahwa U-10%Mo relatifstabil terhadap pengaruh termal dan tidak

mengalami perubahan dimensi yang berartihingga pemanasan selama 2000 jam.

tidak mengalami perubahan akibat pengaruhtermal dan kondisi struktur fasa tetap stabildalam kondisi fasa y.

Tabel1. Densitas U-Mo pada berbagaikomposisi kadarY!' Berat Mo

Kompatibilitas termal %Fasa% BeratMo

Densitas, pg/cm3

U-Mo

18,818,618,518,318,117,917,7

a~2Mo

I 90,4U-3Mo I

u I

-,18.3 I

17L17~17

16r16,2

15:a-15.5

~i 14.9

14,514,2

13,9I~=!

13.8

84.1

Paduan U-Mo berkadar 2 % .dan 5%Mo yang dipanaskan pad a suhu 400°Cdengan waktu pemanasan tertentumengalami interdifusi uranium danaluminium, seperti ditunjukkan pada Tabel 2.Paduan U-Mo dengan kadar 2% dan 5% Moterjadi reaksi antara uranium denganaluminium matriks membentuk senyawa UAI3[6,7,8]. Mikro-struktur U-Mo yang mengalamidifusi AI ditunjukkan pad a Gambar 5.Pembentukan senyawa logam ini terutamadipacu oleh uranium yang berdifusi akibatterjadi perubahan fasa, yaitu dari fasa ymetastabil menjadi fasa a-+-8 untuk U-2%Modan a+y untuk U-5%Mo, seperti ditunjukkanpada Tabel 2. Interdifusi uranium danaluminium terjadi relatif sang at cepat yangmengakibatkan sebagian kecil uraniummengikat matriks aluminium, sedangkansebagian yang lain membentuk senyawaUzMo [8]. Difusi aluminium kedalam strukturfasa a mengakibatkan terjadi kenaikanpembentukan porositas. Semakin meningkatporositas mengakibatkan volume menjadimeningkat. Hal ini tampak pada U-2%Moyang mengalami pemanasan pada suhu400°C yang ditunjukkan pad a label 2.Perubahan dimensi U-Mo setelah mengalamipemanasan pada suhu 400°C yangditunjukkan pada Tabel 3 memperlihatkanbahwa semakin lama waktu pemanasanmengakibatkan semakin besar terjadiperubahan volume. Perubahan volume untukU-2%Mo semakin meningkat setelahmengalami pemanasan di alas 350 jam. Halini karena pada bahan bakar U-2%Mosebagian AI matriks yang dimiliki berdifusidan fasa y bertransformasi menjadi fasa a+8.U-10%Mo relatif stabil tidak mengalamiperubahan volume yang berarti hanyamengalami sedikit pengkerutan (shrinkage)meskipun pemanasan sampai 2000 jam. Halini karena U-10%Mo dalam keadaan stabil

U-4MoU-5 MoU-6 MoU-7 MoU-8 MoU-9 Mo !

U-10 MoU-11 MoU-12 MoU-13 MoU-14 MoU-15 Mo

U-16,2 Mo

65

a IS

9,6

.15,977,7 22,371,3 28,765 35 i

58,6 41,452,2 47,845,8 I 54:~J 17,639,5 I 60,5 I 1 ~-33,1 66,9 ~7,321,6 78,4 16,912,5 87,5 16,85,9 94,1 16,51,8 98,2 16,4-100 16.4

Tabel 3. Perubahan dimensi U-Mo setelahmengalami pemanasan pada suhu400°C (7].

U-2%MoWaktu

(h)4010735010002000

L\I i

-0,030~

+o, 19+1,83+4,28

i~v -0,63

i -0,46I

0,31+261 ',

+26,00

255

Prosiding Presentasi I/miah Daur Bahan Bakar Nuklir VP27BDU dan P2BGN-BA TAN Jakarta, 22 Pebruari 2000 ISSN 1410-1998

a b

Sudut difraksi, 2G Sudut difraksi, 2G

Gambar 4. PoJa difraksi U-Mo fasa ~ metastabil yang dianil pada suhu 400°C selama 72 jam.

a) U-5%Mo, b) U-9%Mo 6].

a b

Gambar 5. Mikro-struktur fasa y U-Mo yang mengalami pemanasan pada suhu 400°C selama72 jam. a) U-5%Mo yang mengalami difusi AI, b) U-10%Mo yang tidak ada difusiAI. 18]

SIMPULAN PUSTAKA

Hasil kajian ini menginformasikanbahwa bahan bakar U-Mo memiliki densitasrelatif tinggi di atas 15 g/cm3 yang akanmampu meningkatkan tingkat muat U danmenghasilkan fluks neutron menjadi lebihbesar. Bahan bakar U-Mo yang layak untukdipertimbangkan sebagai bahan bakar majudimasa mendatang adalah U-9%Mo atau U-10%Mo. U-9%Mo dan U-10%Momenghasilkan selsatuan fasa y berstrukturBCC yang stabil tidak mengalamitransformasi fasa pada suhu operasi fabrikasidan suhu operasi reaktor, U-9%Mo dan U-10%Mo memiliki kompatibilitas termal relatifbaik dan memiliki ketahanan iradiasi.

[1].

[2].

MEYER, MK., TTRYBUS, C.L.,Selection and Microstructures of HighDensity Uranium Alloys, Proceedingsthe 20th International Meeting onReduced Enrichment for Researchand Test Reactors, USA, 1997

THADDEUS B. MASSALSKI, BinaryAlloy Phase Diagrams, SecondEdition, Volume 3, USA, 1992.

SNELGROVE, J.L., HOFMAN, G.L.,TRYBUS, C.L., WIENCEK, T. C.,Development of very-high-densityfuels by the RERTR program, ANL,Illinois, 1996

[3].

256

ISSN 1410-1998Prosiding Presentasi Ilmiah Oaur Bahan Bakar Nuklir V

P2ffiOU dan P2BGN-BATAN Jakarla, 22 Pebruari 2000

f41.

[5]

[6].

Suwardi.Apakah fase V yang diperoleh sebagai V

sisa?.Selain diagram kesetimbangan,

diperlukan pula diagram transformasinon-equilibre, dapatkah diceritakan,batasan T, dT/dx, CMC hingga didapat Vmetastabil tersebut.

Husna AI Hasa.Fasa V yang diperoleh dari proses

perlakuan panas menghasilkanseluruhnya fasa V metastabil berstruktursel satuan BCC.

.Untuk memperoleh V metastabil selainfaktor suhu dan waktu juga dipengaruhioleh kandungan unsur pemadu Mo.Daerah fasa V mulai suhu terendah575°C hingga suhujertinggi 1285OC danini sangat berkaitan dengan persentasekadar unsur pemadu Mo. Pembentukanfasa V metastabil dapat dilakukan pad akadar unsur pemadu 2-15% Mo dengansuhu 900°C dan kemudian dilanjutkan

dengan pendinginan cepat.

[7].

[8].

BENJAMIN M.MA, Nuclear ReactorMaterials and Applications, VNRCompany Inc, USA, 1983.AL HASA, M.HUSNA, ProspekBahan Bakar Maju U-Mo BerdensitasTinggi Sebagai Bahan Bakar ReaktorRiset, Prosiding Daur Bahan BakarNuklir, Jakarta, 1998.

DURAND, JP., OTTONE, JC.,MAHE, M., FERRAZ, G. LEU FuelDevelopment At CERCA,Proceedings the 21 th International

Meeting on Reduced Enrichment forResearchandT estReactors, SaoPaulo,1998Ki Hwan Kim, Don Bae Lee, Chang

Kyu Kim, Hofman,GL., Kyung WookPaik, Jurnal Nuclear EngineeringAnd Design, 1997.

DURAND, JP., LAVASTRE, Y.,GRASSE, M. PreliminaryDevelopments Of MTR Plate WithUMo Fuel, Proceedings the 20thInternational Meeting on ReducedEnrichment for Research and TestReactors, USA, 1997.

TANYAJAWAB

Erlan Dewita.Apakah kelebihan U-Mo bila

dibandingkan dengan U3Si2 yangsekarang ini sudah dikembangkan danbahkan sudah diproduksi di beberapa

negara?.Apakah sudah pernah dilakukan uji

pasca iradiasi di negara lain?

Husna AI Hasa.Kelebihan U-Mo dibandingkan dengan

U3Si2 terutama adalah densitas u-Molebih tinggi. Bahan bakar U-Moberdensitas relatif tinggi ini akan mampumeningkatkan tingkat muat U yangberpotensi menghasilkan fluks neutronmenjadi lebih besar dan burn-up nyasemakin tinggi.

.Uji pasca iradiasi baru dilakukan dalamtahap uji coba skala laboratorium.

Fathurrachman.Mengapa fase V dari paduan U-Mo yang

paling baik dipilih dibandingkan denganfase a dan fase ~? Bagaimana prospekpungut U dari gagalan U-Mo setelahdifabrikasi? Perlu diketahui bahwapemungutan U dari gagalan U3Si2 cukupsulit dilakukan.

Husna AI Hasa.Fasa V dipilih karena fasa V U-Mo

berstruktur sel satuan BCC merupakanfasa yang memiliki luas daerah yangrelatif besar dn memiliki bataskemampuan larut padat yang tinggi.Selain itu, fasa V berstruktur sel satuanBCC ini memiliki ikatan atom relatif kuatdan tidak memiliki bidang slip tunggaldengan kerapatan atom paling tinggisehingga memungkinkan sekali terjadimekanisme slip. Kondisi yang demikianini memungkinkan stabilitas mikrostrukturfasa V relatif baik terhadap pengaruhtermal dan iradiasi.

.Mengenai prospek pungut U dari gagalanU-Mo setelah fabrikasi memerlukanpenelitian lebih lanjut.

Tumpal P

.Bagaimana perbedaannya dengandensitas bahan bakar lainnya?

.Bahan bakar tersebut bersifat metastabil.Bagaimana pengaruhnya setelah dipakaidalam waktu yang lama dan temperaturt' '?

Inggl,..Bagaimana sifat mekanik dan

neutroniknya ?.Apa yang menjadi kendala yang berarti

dan bagaimana mengantisipasinya?

257

Prosiding Presentasi I/miah Daur Bahan Bakar Nuklir VP?7BDU dan P2BGN-BATAN Jakarta, 22 Pebruari 2000

ISSN 1410-1998

Nusin Samosir

.Bagaimana pengaruh kenaikankandungan Mo dalam U-Mo terhadapkekerasan dan homogenitas meat U-Modalam matriks AI pada saat fabrikasi?

Husna AI Hasa

.Pengaruh kandungan Mo dafam U-Mocenderung akan meningkatkankekerasan bahan, sedangkanhomogenitas meat U-Mo dalam materialAI pada saat fabrikasi perfu diamati dandianalisa lebih lanjut.

.Bagaimana sifat thermalnya?

Husna AI Hasa.Perbedaan densitas dengan bahan bakar

lainnya adalah densitas U-Mo relatif lebihtinggi dibandingkan dengan densitasU3Oa dan U3Siz.

.Bahan bakar U-Mo terutama U-9%Modan U-10%Mo relatif stabil pad a suhutinggi (misal pada suhu 400°C selama2000 jam).

.U-Mo memiliki sifat mekanik danneutronik relatif baik.

.Bahan bakar U-Mo ini masih dalampenelitian dan belum mendapatkankendala yang berarti.

.U-Mo memiliki sifat thermal realtif baik.

258