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

Published : 5 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 5 Documents
Search

Pengaruh Viskositas Sol dan Presolidifikasi Pada Gelasi Eksternal Dalam Pembuatan Gel Ammonium Diuranat Menggunakan Sorrogate Cerium Sukarsono, Sukarsono; Rachmawati, Meniek
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 23, No 2 (2017): Juni 2017
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (858.884 KB) | DOI: 10.17146/urania.2017.23.2.3229

Abstract

Proses gelasi eksternal digunakan dalam pembuatan gel ammonium diuranat dan diproses lebih lanjut menjadi partikel UO2 terlapis. Partikel UO2 terlapis merupakan inti bahan bakar reaktor suhu tinggi (RST). Dalam makalah ini akan dijelaskan proses gelasi eksternal pembuatan gel menggunakan bahan pengganti (sorrogate) zirkonium yang distabilkan dengan cerium. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses gelasi gel ammonium diuranat dan pengaruh viskositas gel serta proses presolidifikasi terhadap kebulatan gel yang dihasilkan. Parameter yang dianalisis adalah viskositas sol dengan variasi penambahan bahan aditif dan proses gelasi dengan presolidifikasi (dengan aliran gas NH3) dan tanpa presolidifikasi (tanpa aliran gas NH3). Gel Ce-Zr dibuat melalui proses yang sama dengan proses pembuatan gel ADU yaitu proses gelasi eksternal. Larutan campuran cerium nitrat dan zirkonium dengan kadar Ce 12% mol ditambahkan urea, tetra hydro furfuryl alcohol (THFA) dan poly vinyl alcohol (PVA) menjadi larutan sol sebagai umpan proses gelasi. Nozzle penetes larutan sol divibrasi dengan frekuensi berkisar 90-110 Hz dengan amplitudo tertentu. Presolidifikasi dilakukan dengan melewatkan tetesan sol pada gas NH3 dan tetesan ditampung pada kolom gelasi berisi NH4OH. Pengoperasian kolom gelasi untuk menghasilkan gel yang bulat dan seragam dilakukan pengaturan frekuensi, amplitudo dan laju alir larutan sol. Kolom gelasi yang diperasikan dengan frekuensi 100 Hz, viskositas larutan sol sebesar 97 cP dan laju alirnya 25,8 mL/menit menghasilkan gel dengan kehalusan, keseragaman dan kebulatan yang relatif baik. Sol dengan viskositas 56 cP mempunyai laju alir yang relatif baik sebesar 28,8 mL/menit, sedangkan pada viskositas 46 cP diperoleh laju alir 30 ml/menit. Pengoperasian alat gelasi pada frekuensi 110 Hz, 100 Hz dan 90 Hz, menghasilkan gel yang halus, seragam dan bulat pada laju alir sol 27,9; 25,8 dan 21,2 mL/menit. Proses gelasi dengan aliran gas NH3 menghasilkan gel yang lebih bulat dan seragam dibandingkan dengan tanpa aliran gas NH3 yang menghasilkan gel yang tidak bulat. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa viskositas sol dan frekuensi vibrasi nozzle penetes mempengaruhi laju alir sol tetapi tidak mempengaruhi kebulatan gel. Makin besar viskositas sol, makin kecil laju alir sol untuk mendapatkan gel yang terpisah, seragam dan bulat. Meningkatnya frekuensi vibrasi akan memperbesar laju alir untuk mendapat gel yang baik dan proses gelasi tanpa presolidifikasi menghasilkan gel yang tidak bulat.Kata kunci: proses sol-gel, bahan bakar RST, cerium, zirkonium, gelasi eksternal, presolidifikasi.
PERBANDINGAN DENSITAS PELET UO2 HASIL PELETISASI MENGGUNAKAN SERBUK DAN MIKROSPIR Mutiara, Etty; Rachmawati, Meniek; Masrukan, Masrukan
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 22, No 1 (2016): Februari 2016
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2016.22.1.2743

Abstract

ABSTRAKPERBANDINGAN DENSITAS PELET UO2 HASIL PELETISASI MENGGUNAKAN SERBUK DAN MIKROSPIR UO2. Telah dilakukan pengembangan proses peletisasi menggunakan mikrospir UO2sebagai pengganti serbuk UO2. Mikrospir bersifat speris, free flowing, porus dengan kekerasan tertentu (soft particle). Keunggulan penggunaan mikrospir pada proses peletisasi adalah tidak menimbulkan debu saat kompaksi dan lebih efektif dalam pengepakan sehingga tidak membutuhkan proses granulasi dan pelumas padat. Dihipotesakan bahwa penggunaan mikrospir UO2 dalam proses peletisasi akan memberikan densitas pelet sinter yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan serbuk UO2 pada parameter proses peletisasi yang sama. Mikrospir UO2yang digunakan pada peletisasi ini berukuran 900 µm dan crushing strength 2,0 N/partikel , sedangkan serbuk UO2 yang digunakan berukuran antara 150-850 µm. Proses peletisasi mikrospir UO2 dan serbuk UO2 dilakukan dengan memvariasikan tekanan kompaksi antara 200 Mpa hingga 500 MPa dan disinter pada temperatur 1100 °C selama 6 jam dalam suasana campuran gas hidrogen dan nitrogen. Karakterisasi dilakukan pada pelet mentah dan pelet sinter mikrospir UO2 dan serbuk UO2 yang meliputi pengukuran dimensi, penimbangan berat dan pengukuran densitas. Pada variasi tekanan kompaksi diperoleh pelet mentah dan pelet sinter mikrospir UO2 dengan densitas lebih tinggi dibandingkan hasil peletisasi serbuk UO2. Diperoleh hasil bahwa densitas pelet mentah baik hasil kompaksi serbuk UO2 maupun mikrospir UO2meningkat dengan bertambahnya tekanan kompaksi. Densitas pelet mentah mikrospir UO2berkisar antara 82,1 - 84,2 %TD. Pada kondisi penyinteran yang sama, baik kompakan serbuk UO2 maupun kompakan mikrospir UO2 memperlihatkan densitas meningkat dengan semakin besar tekanan proses kompaksi. Dari penelitian ini belum diperoleh pelet sinter UO2 dengan densitas sesuai persyaratan reaktor pengguna sehingga diperlukan penelitian lanjutan terkait parameter proses peletisasi dan spesifikasi mikrospir UO2yang efektif dalam memberikan pelet sinter UO2 dengan densitas sesuai persyaratan. Kata kunci: peletisasi, UO2, mikrospir, serbuk, densitas. ABSTRACTA COMPARISON OF PELLETS DENSITIES IN PELLETIZATION PROCESS USING UO2 POWDER AND UO2MICROSPHERE. A pelletization process UO2 fuel has been developed using UO2 microsphere as a substitute of UO2 powder. Microspheres are spherical, free flowing and porous with certain hardness (soft particle). The benefit of using microsphere in pelletization process is dust free in compaction and more effective in packing so the granulation process and solid lubricants are not required. It is hypothesized that the use of UO2 microsphere in the pelletization process will provide higher sintered pellet density than UO2 powder at the same pelletization process parameters. UO2 microsphere size used in this pelletization was 900 μm with crushing strength of 2.0 N / particles while the UO2 powder size between 150 and 850 μm. The pelletization processes of UO2 microsphere and UO2 powder were performed by varying the compacting pressure between 200Mpa up to 500MPa and sintered at temperatures of 1100 °C for 6 hours in an atmosphere of hydrogen and nitrogen gas mixture. Characterizations performed on the green and sintered pellets of UO2 microsphere and UO2 powder were dimension measurements, weighing and densities measurements. The densities of green and sintered pellets of UO2 microsphere were higher than the green and sintered pellets densities of UO2 powder with corresponded compaction pressure variations. The results indicate that the density of the green pellets both compaction results UO2 powder and UO2 mikrospir increased with increasing compacting pressure. Mikrospir UO2 pellets density crude ranged from 82.1 to 84.2% TD. At the same sintering conditions, both Compaction UO2 powder and UO2 mikrospir Compaction shows the density increases with the greater pressure compacting process. The sintered pellets densties of UO2 obtained from this research were not appropriate with density requirements of PWR fuel. It is necessary to perform advanced research related to the effective pelletization process parameters and UO2 microsphere specifications in providing the appropriate sintered pellets densities.Keywords: pelletization, UO2microsphere, powder, density
ZrC Coating On Fuel Eelement Cladding Zircaloy-2 Mutiara, Etty; Rachmawati, Meniek
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 23, No 1 (2017): Februari 2017
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2017.23.1.3148

Abstract

The intensive researchs on high discharge burn-up of Light Water Reactor (LWR) fuel element were performed due to the extension of fuel element’s utility life. One of these researches was allowing for alteration of the existing zirconium-based clad system through coating. This technique is supposed to improve the corrosion resistance of cladding without changing the dimension of fuel cladding. In current research, the ZrC film was coated on the zircaloy-2 cladding surface by dipping process of zircaloy-2 specimens in colloidal graphite at room temperature. The dip-coated specimens then undergone heating process at 700oC, 900oC and 1100oC respectively in Argon gas atmosphere for 1 hour. The microstructure and crystal structure of the coated cladding were characterized by optical microscope and XRD respectively. The optical microscope showed the growth of the grains with increasing temperature. XRD examination on the specimens revealed that the ZrC crystal structure on the cladding surface occurred only at 1100oC, but it did not appear at 700oC and 900oC. It can be concluded that dipping process of specimen in colloidal graphite with subsequent heating at 1100oC provided ZrC film coated on zircaloy-2 cladding. The heating process at this temperature allowed carbon atoms to diffuse into zircaloy surface to form ZrC film.Keywords: zircaloy, cladding, dip-coating, colloidal graphite, ZrC.
FABRIKASI MIKROSFIR UO2 MENGGUNAKAN TEKNIK AERASI Rachmawati, Meniek; Mutiara, Etty; Yulianto, Tri
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 22, No 2 (2016): Juni 2016
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2016.22.2.3089

Abstract

ABSTRAKFABRIKASI MIKROSFIR UO2 MENGGUNAKAN TEKNIK AERASI. Telah dikembangkan proses fabrikasi mikrosfir UO2 berdensitas rendah untuk umpan langsung proses peletisasi bahan bakar reaktor PHWR maju. Fabrikasi mikrosfir UO2 berdensitas rendah dilakukan dengan cara sol-gel menggunakan teknik aerasi pada sol/broth dengan metode eksternal dan tiga variasi cara gelasi. Pada teknik aerasi, broth disiapkan langsung digelasi tanpa didiamkan selama satu malam. Teknik aerasi merupakan kebalikan dari teknik deaerasi yang digunakan pada fabrikasi mikrosfir bahan bakar HTGR. Broth yang telah disiapkan dengan perbandingan mol NO3−/U antara 1,5 hingga 1,7 dengan pH larutan 1,6 dan viskositas antara 630-660cP langsung digelasi dengan tiga cara gelasi. Proses gelasi cara 1 dan cara 2 dilakukan dengan melewatkan broth pada dispersion nozzle berdiameter 1mm yang digetarkan dengan electromagnetic vibrator pada 150 Hz dengan media untuk droplet jatuh bebas yang berbeda sebelum masuk ke dalam larutan NH4OH, sedangkan gelasi dengan cara 3 dilakukan secara manual. Mikrosfir UO2 basah yang diperoleh dari ketiga cara gelasi di atas mendapat perlakuan panas yang sama yaitu dikeringkan pada temperatur 85 ºC dan 220 ºC masing-masing selama selama 1jam, dilanjutkan dengan proses kalsinasi mikrosfir UO2 selama 1 jam pada temperatur 500 ºC dalam media gas O2 dan direduksi pada temperatur 600 ºC dalam media campuran gas N2 dan H2 selama 1 jam. Mikrosfir UO2 hasil gelasi dengan cara 3 dipilih untuk disortir dan dikarakterisasi. Hasil karakterisasi memberikan data karakteristik mikrosfir UO2 berupa data diameter mikrosfir sebesar 900 µm, tap density 1,90 g/cm3 dan luas muka spesifik sebesar 6 m2/g. Hasil analisis dan hasil karakterisasi kemudian dibandingkan dengan data penelitian lain sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan teknik aerasi pada broth menghasilkan mikrosfir UO2 berdensitas rendah yang memenuhi kriteria sebagai umpan langsung proses peletisasi bahan bakar PHWR maju dan PWR maju. Fabrikasi menggunakan teknik aerasi dengan gelasi cara 2 mempunyai peluang yang paling besar untuk menghasilkan mikrosfir UO2 dengan laju produksi yang tinggi dan karakteristik tertentu jika dilakukan pengaturan ulang pada laju dispersi dan durasi droplet jatuh bebas.Kata kunci: UO2, bahan bakar, sol-gel, mikrosfir, aerasi.ABSTRACTUO2 MICROSPHERE FABRICATION USING AERATION TECHNIQUE. It has been developed a fabrication process of low density UO2 microspheres for direct feed in pelletization process of PHWR advanced reactor fuel. The fabrication has been implemented by a sol-gel method using aeration technique on the sol / broth with external methods and three variations of gelation. In the aeration technique, broth is directly prepared in gelation mode without one night settling time. The aeration technique is the opposite of the deaeration technique, which is used in fabricating microspheres HTGR fuel. The broth which has been prepared with a mole ratio of NO3 / U between 1.5 to 1.7 with pH solution of 1.6 and viscosity between 630-660 cP directly to be gelated in three ways of gelation. The process of both gelation method 1 and method 2 is implemented by passing through the broth to a dispersion nozzle with 1 mm of diameter which is vibrated by an electromagnetic vibrator at 150 Hz with medium for free fall droplet differently before entering into a solution of NH4OH, while the gelation method 3 implemented manually. The wet UO2 microspheres derived from the three ways of gelation above are treated by heating process at the same way that is dried at a temperature of 85 ºC and 220 ºC each respectively for 1 hour, followed by a calcination process of microspheres UO2 for 1 hour at a temperature of 500 ºC in gaseous medium of O2 and a reduction process at a temperature of 600 ºC in gaseous mixture of N2 and H2 medium for 1 hour. The UO2 microspheres gelation of method 3 are chosen to be sorted and characterized. The characterization results provide the characteristics data of UO2 microspheres in the form of microspheres diameter of 900 μm, tap density of 1.90 g/cm3 and specific surface area of 6 m2/g. The results of the analysis and characterization are then compared to other data of other research so that it can be concluded that the use of such an aeration technique on the broth can produce low density UO2 microspheres that qualify as direct feed for fuel pelletization process of the advanced PHWR and advanced PWR. The fabrication using the aeration technique with gelation method 2 has the greatest opportunity to produce UO2 microspheres with a high production rate and certain characteristics if it is implemented by resetting the rate of dispersion and the free fall droplet duration.Keywords: UO2 , fuel, sol-gel, microsphere, aeration.
The Strategy to Support HTGR fuels for The 10 MW Indonesia's Experimental Power Reactor (RDE) Taryo, Taswanda; Ridwan, Ridwan; Sunaryo, Geni Rina; Rachmawati, Meniek
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 24, No 1 (2018): Februari, 2018
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (660.685 KB) | DOI: 10.17146/urania.2018.24.1.3729

Abstract

The Indonesia’s 10 MW experimental power reactor (RDE) is developed based on high temperature gas-cooled reactor (HTGR) and the program of the RDE was firstly introduced to the Agency for National Development Planning (BAPPENAS) at the beginning of 2014. The RDE program is expected to have positive impacts on community prosperity, self-reliance and sovereignty of Indonesia. The availability of RDE will be able to accelerate advanced nuclear power technology development and hence elevate Indonesia to be the nuclear champion in the ASEAN region. The RDE is expected to be operable in 2022/2023. In terms of fuel supply for the reactor, the first batch of RDE fuel will be inclusive in the RDE engineering, procurement and construction (RDE-EPC) contract for the assurance of the RDE reactor operation from 2023 to 2027. Consideration of RDE fuel plant construction is important as RDE can be the basis for the development of reactors of similar type with small-medium power (25 MWe–200/300 MWe), which are preferable for eastern part of Indonesia. To study the feasibility of the construction of RDE fuel plant, current state of the art of the R&D on HTGR fuel in some advanced countries such as European countries, the United States, South Africa and Japan will be discussed and overviewed to draw a conclusion about the prospective countries for supporting the fuel for long-term RDE operation. The strategy and roadmap for the preparation of the RDE fuel plant construction with the involvement of national stakeholders have been developed. The best possible vendor country to support HTGR fuel for long-term operation is finally accomplished. In the end, this paper can be assigned as a reference for the planning and construction of HTGR RDE fuel fabrication plant in Indonesia.Keywords: RDE, Indonesia, HTGR, fuel, strategy.