Masrukan Masrukan
Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBBN), BATAN Kawasan Puspiptek-Tangerang Selatan 15314, Banten

Published : 3 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 3 Documents
Search

ANALISIS KUALITATIF DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI SINAR X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA PADUAN U-Zr Masrukan Masrukan
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 14, No 2 (2008): April 2008
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (642.993 KB) | DOI: 10.17146/urania.2008.14.2.2576

Abstract

Abstrak Analisis Kualitatif Dengan Menggunakan TEKNIK Difraksi Sinar X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA  PADUAN U-Zr. Paduan  U-Zr merupakan  salah satu jenis paduan uranium yang digunakan sebagai bahan bakar seperti bahan bakar Training Radioisotop General Atomic (TRIGA) dalam bentuk U-ZrH, reaktor Experiment Breeder Reactor (EBR), Integral Fast Reactor (IFR) dan lain-lain.   Pembuatan bahan bakar U-Zr dilakukan dengan teknik melebur logam U dengan Zr di dalam tungku lebur busur listrik (arc furnace)  pada variasi kadar Zr sebesar  2, 6, 10 dan 14 % (U-2Zr, U-6Zr, 10Zr dan U-14Zr). Penambahan logam Zr ke dalam paduan logam U mengakibatkan terbentuknya fasa   yang akan mempengaruhi  sifat-sifat padauan  U-Zr yang terbentuk sepertisifat   fisik, mekanik dan mikro-struktur. Paduan U-Zr hasil peleburan kemudian dipotong-potong dan dihaluskan permukaannya untuk  pengujian  fasa dengan menggunakan difraksi sinar x. Pengujian  difraksi sinar x dilakukan pada sudut antara 20 hingga 90o. Hasil pengujian menunjukkan  semua   sampel uji dapat teridentifikasi adanya fasa µ-U dan d1-U.   Pada paduan U-2Zr,  fasa  µ-U muncul pada sudut 2q sebesar 34,62 o;  35,325 o dan  39,325 o, pada hkl  110, 021 dan 111; dengan intensitas masing-masing sebesar  91,4   %; 100 % dan    47,3  %.  Pada paduan U-6Zr,  fasa µ-U muncul pada sudut  2q sebesar  34,580 o; 35,345 o; dan 39,210 o pada hkl 110, 021 dan 111 dengan intensitas  berturut-turut sebesar 89,8 %; 100 %; dan 52,2 %.  Untuk paduan U-10 Zr, fasa µ-U muncul pada sudut 2q sebesar 34,550 o;   35,925  o dan 38,925  o pada hkl  berturut-turut 110, 021, dan 110 dengan intensitas masing-masing sebesar  76,8 %,  100 %,  dan 32,7  %.  Sementara itu, pada padauan  U-14 Zr,  fasa µ-U muncul pada sudut  2q sebesar 30,49 o; 35,380 o, dan 76,405 o pada hkl berturut-turut 020, 021, dan 221 dengan intensitas masing-masing sebesar 89 %;  100 %; dan 22,3 %.   Untuk fasa  d1-U  paduan U-2Zr muncul pada sudut 2q  sebesar 35,325 º ; 60,035 o dan 64,235 o pada hkl berturut-turut 001, 211, dan 300 dengan intensitas masing-masing sebesar  100 %;  24,8% dan 7,7 %.   Pada paduan U-6Zr,  fasa  d-U muncul  pada sudut 2q sebesar  35,345; 64,270 dan 60,015 pada hkl  berturut-turut 001, 300 dan 220. Pada paduan U-10Zr,  fasa  d-U muncul pada sudut 2q 35,295; 64,200; dan 59,885 pada hkl   berturut-turut 001, 300, dan 220.  Sementara itu, pada paduan U-14 Zr fasa d-U muncul pada sudut 2q sebesar 35,380; 64,370; dan  59,885 pada hkl  berturut-turt sebesar 001, 300 dan 220. Dari pengujian  untuk menentukan fasa yang ada  dapat ditarik kesimpulan  bahwa  penambahan unsur Zr pada pemaduan U-Zr akan mengakibatkan  kenaikan jumlah fasa d-  U  sedangkan fasa  µ-U  mengalami penurunan.Kata kunci : Analisis kualitatif, difraksi sinar x, paduan U-Zr.ABSTRACT Qualitaif Analysis By Using X ray Diffraction TECHNIQUE At Addition Zr Elemets To FORMING OF  PHASE  IN U-Zr ALLOYS. U-Zr alloys represent one of type of uranium alloys which  is used as fuel  like fuel of Training of Radioisotope of General Atomic (TRIGA) in the form of U-ZrH,  Experiment Breeder Reactor ( EBR), Integral of Fast Reactor ( IFR) and others. Making of U-Zr  fuel conducted  by melting  U metal  and Zr in  arc furnace at variation  of  Zr content  of  2, 6, 10 and 14 % (U-2Zr, U-6Zr, 10Zr and U-14Zr). Addition of Zr  metal into U alloy  result formed its phses  that characteristic  from U-Zr alloys formed like physical characteristic, mechanic and microstrukture. The  result  of melting  U-Zr alloys is then cut to pieces and attenuated its surface for the examination of phases by using ray x difraction. X-ray difraction examination conducted at angle corner  between 20 to  90 o. Examination result show that all sampels test can be identified the  phases existence  of a- U and d1-U. At  U-2Zr alloy, the phase a - U emerge at angle 2q equal to  34,62 o; 35,325 o and 39,325 o at hkl  of   110, 021 and 111 successively  with the intensity of  of 91,4 %; 100 % and 47,3 % respectively. At U-6Zr alloy, a-U phase emerge at angle 2q equal to  34,580 o; 35,345 o; and 39,210 o at hkl of 110, 021 and 111 successively with the intensity  of 89,8 %; 100 %; and 52,2 % respectively. For the U-10 Zr alloy, a-U phase emerge at angle 2q equal to  34,550 o; 35,925 o and 38,925o at hkl  of 110, 021, and 110  successively with the intensity of   76,8 %, 100 %, and 32,7 % respectively. Meanwhile, at U-14Zr alloy a-U phase emerge at angle 2q equal to 30,49 o; 35,380 o, and 76,405 o at hkl of 020, 021, and 221 successively with the intensity of  89 %; 100 %; and 22,3 % respectively. For the U-2Zr alloys, d1-U emerge at angle 2q equal to 35,325 o ; 60,035 o and 64,235 o at hkl 001, 211, and 300  successively with the intensity of  100 %; 24,8% and 7,7 % respectively. At U-6Zr alloy, d1-U emerge at angle 2q equal to 35,345 o; 64,270  o and 60,015 o at hkl of 001, 300 and 220 successively. At U-10Zr alloys, d1-U phase  emerge at angle 2q equal to  35,295 o; 64,200 o; and 59,885 o at hkl of 001, 300, and 220 successively.  Meanwhile, at U-14 Zr alloys, d - U phase emerge at  2q equal to 35,380 o; 64,370 o; and 59,885 o at hkl of 001, 300 and 220. From examination to determine the existing phases can be pulled conclusion that addition of element Zr  at  alloying of U-Zr will result the increase  the d-U phases  while  the a-U decrease.Key words: Qualitative analysis, x ray  diffraction,  U-Zr alloy.
PEMBUATAN SERBUK U-6Zr DENGAN PENGKAYAAN URANIUM 19,75 % UNTUK BAHAN BAKAR REAKTOR RISET Masrukan Masrukan; Sungkono Sungkono; Yanlinastuti Yanlinastuti; Tri Yulianto; Ridwan Ridwan
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 21, No 3 (2015): Oktober 2015
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (226.233 KB) | DOI: 10.17146/urania.2015.21.3.2460

Abstract

ABSTRAKPEMBUATAN SERBUK PADUAN U-6Zr DENGAN PENGKAYAAN URANIUM 19,75 % UNTUK BAHAN BAKAR REAKTOR RISET. Telah dilakukan pembuatan serbuk paduan U-6Zr dengan pengkayaan 19,75 % untuk bahan bakar reaktor riset. Pembuatan bahan bakar U-6Zr ini dalam rangka mencari bahan bakar baru yang mempunyai densitas tinggi untuk mengganti bahan bakar yang sudah ada U3Si2-Al. Tujuan dari percobaan ini untuk mengetahui sifat-sifat serbuk paduan U- 6Zr yang diperoleh dari proses hydriding-dehydriding sebagai kandidat bahan bakar reaktor riset. Serbuk yang diperoleh dari proses hydriding-dehydriding dikenai pengujian, diantaranya pungujian komposisi kimia, densitas, kandungan hidrogen, fasa dan sifat termal. Hasil pengujian komposisi kimia menunjukkan beberapa unsur seperti Al, Ca, Cu, dan Ni melebihi batas yang diijinkan dimana masing-masing unsur terdapat sebesar 202,21 ppm; 214,05 ppm; 61,25 ppm dan 134,53 ppm. Pada pengujian diperolah densitas serbuk U-6Zr sebesar 13,58 g/cm3 dan pada pengujian kandungan hidrogen sisa diperoleh kandungan hidrogen sebesar 0,16 %. Untuk pengujian fasa, diperoleh fasa αU dan δU, sedangkan pada pengujian sifat termal yakni transformasi temperatur terdapat dua puncak yakni puncak pertama terjadi pada temperatur 274 hingga 311 oC dan puncak kedua terjadi pada temperatur 493 hingga 527oC. Puncak pertama terjadi reaksi endotermik dengan menyerap panas sebesar ∆H = 6,23 cal/g tetapi tidak terbentuk fasa baru, sedangkan puncak kedua terjadi reaksi eksotermik dengan mengeluarkan panas sebesar ∆H = -9.34 cal/g dan terbentuk fasa αZr. Sementara itu, dari pengujian kapasitas panas pada temperatur 34 hingga 75 oC, terjadinya penurunan nilai kapasitas panas yang disertai dengan penyerapan panas. Pada temperatur yang lebih tinggi hingga temperatur 437oC nilai kapasitas panas menjadi lebih kecil disertai pengeluaran panas. Reaksi termokimia antara Zr dengan hidrogen sisa menunjukkan terbentuknya fasa αZr yang diindikasikan oleh reaksi eksotermik dengan mengeluarkan panas sebesar ∆H = 9,3449 cal/g. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa paduan U-6Zr tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti untuk reaktor riset. Kata kunci: Serbuk U-6Zr, pengkayaan U 19,75 %, bahan bakar, reaktor riset. ABSTRACTMAKING OF U-6Zr ALLOY POWDER WITH URANIUM ENRICHMENT OF 19.75 % FOR RESEARCH REACTOR FUEL. Making U-6Zr alloy powder with enrichment of 19.75 % for a research reactor fuel has been done. Making of U-6Zr fuel in order to find new fuels that have a high density to replace the existing fuel U3Si2-Al. The purpose of this experiment was to determine the properties of U-6Zr alloy powder obtained from the hydriding-dehydriding process as a candidate research reactor fuel. Initially was made U-6Zr ingot by melting U and Zr metals using electric arc melting furnace. U-6Zr ingots were found then cut into pieces and put into hydriding-dehydriding equipment that operates at pressures 14,46054 psi and hydriding temperatures of 350 oC. Ingots that out of the hydriding-dehydriding equipment becomes brittle then was crushed so becomes powder. Powder that obtained subjected to the test, including chemical composition testing, density, hydrogen content, phase and thermal properties. The results testing show that chemical composition of some elements such as Al, Ca, Cu, and Ni exceeded the permitted limit, each of which contained elements of 202.21 ppm, 214.05 ppm, 61.25 ppm, and 134.53 ppm. On testing the density obtained that U-6Zr powder density of 13.57 g/cc and the testing of hydrogen residual content obtained hydrogen residual content of 0.16 %. For the testing phase were obtained the αU and δU phases, while in testing of the transformation temperature, there are two peaks, the first peak occurs at a temperature of 274 to 311 °C and a second peak occurs at a temperature of 493 to 527 oC. The first peak occurs endothermic reaction by absorbing heat of 6.23 cal/g but not formed a new phase, while the second peak occurs exotermic reaction with brought out heat of -9.34 cal/g and formed αZr phase. Meanwhile, the heat capacity of the test at temperature of 34 to 75 °C, the decrease in the value of the heat capacity accompanied heat absorption. At higher temperatures up to 437 °C, heat capacity value becomes negative and accompanied by heat expenditure. It can be concluded that the alloy the U-6Zr when viewed from the chemical composition can still be used for fuel research reactor. Residual hydrogen still found in small quantities in the U-6Zr powder that can be eliminated by heating for longer. Reaction between Zr with residual hydrogen to form the αZ phase is accompanied exothermic reaction with brought out heat of 93 449 cal/g.Keywords: U-6Zr powder, U enrichment of 19.75 %, fuel, research reactor.
PEMBUATAN GREEN PELLET U-ZrHx UNTUK BAHAN BAKAR PWR Masrukan Masrukan; M.Husna Al Hasa; Anwar Muchsin
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 20, No 1 (2014): Februari 2014
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2014.20.1.2413

Abstract

ABSTRAKPEMBUATAN GREEN PELLET U-ZrHx UNTUK BAHAN BAKAR PWR.  Bahan bakar U-ZrHx merupakan bahan bakar  PWR pengganti   UO2 yang selama ini digunakan.  Pemilihan bahan bakar U-ZrHx disebabkan bahan bakar tersebUt   dapat menempatkan hidrogen sebagai moderator secara langsung di dalam bahan bakar yang memungkinkan reaktor dapat beroperasi pada temperatur yang relatif tinggi (hingga 750 oC)  serta mempunyai sifat termal lebih baik. Mula-mula dibuat ingot dari logam U dan Zr dengan kandungan  35%, 45%, dan 55% berat. Ingot yang diperoleh selanjutnya dibuat serbuk dengan teknik hidriding  dilanjutkan dengan milling.  Serbuk U-ZrHx  yang diperoleh selanjutnya dimasukkan cetakan (dies) dan dipress pada tekanan  20 ton/cm3 sehingga membentuk green pellet.  Green pellet yang diperoleh diuji antara lain: komposisi unsur,  dimensi, densitas, dan transisi temperatur. Hasil pengujian komposisi menunjukkan beberapa unsur  impuritas yang melebihi batas yang diijinkan diantaranya unsur  Ni, Mg, Cd, Zr dan K. Dari pengujian densitas diperoleh  nilai densitas yang semakin menurun bila kandungan Zr bertambah. Nilai densitas untuk U-35ZrHx, U-45ZrHx, dan  U-55ZrHx masing-masing sebesar  9,9141; 7,9920 ; dan 7,0359 g/cm3. Sementara itu hasil pengujian DTA  menunjukkan semua mengalami perubahan fasa dari fasa  semula  a +d1 menjadi fasa g pada akhir reaksi.Kata kunci: Green pellet, U-ZrHx, PWR.ABSTRACTMAKING THE U-ZrHx GREEN PELLETS FOR PWR FUEL. The U-ZrHx fuel is a replacement PWR UO2 fuel that has been used. The U-ZrHx fuel has been choosen because the fuel hydrogen as a moderator can put directly in the fuel which allows the reactor to operate at relatively high temperatures (up to 750 ° C) and it has better thermal properties. Firstly, U-ZrHx ingot was made from U and Zr metals contain 35%, 45% and 55% Zr by weight consequently. Next, the ingot was converted into powder using hydriding technique continued with milling. The U-ZrHx powder then put into the mold (dies) and pressed at a pressure of 20 ton/cm3 to form green pellets. Green pellets obtained were characterized by elemental composition, dimensions, density, and the transition temperature testing. The results on elemental composition testing showed the some impurity elements that exceed allowable limits include elements Ni, Mg, Cd, Zr and K. The result on density testing showed that the density decreases when the Zr content increases. Density values for the   U-35ZrHx, the U-45ZrHx and the U-55ZrHx respectively  9.9141 ; 7.9920; and 7.0359 g/cm3. Meanwhile, the results of testing the transition temperature using DTA technique showed that all the green pellets changing their phase from the original phase a +g d1 into phase at the end of the reaction.Keywords: green pellet, U-ZrHx, PWR.