PEMBUATAN PELAT ELEMEN BAKAR MINI UMo-Al DENGAN DENSITAS URANIUM 6 DAN 7 gU/cm3 - Supardjo .; Agoeng Kadarjono; Aslina Br. Ginting (PTBN - BATAN, 2011)
ABSTRAK PEMBUATAN PELAT ELEMEN BAKAR MINI U-Mo/Al DENGAN DENSITAS URANIUM 6 DAN 7 gU/cm3. Pembuatan PEB mini UMo-Al bertujuan untuk pengembangan bahan bakar U3Si2/Al dengan uranium pengayaan rendah (<20% U235). Paduan U-7Mo, U-8Mo dan U-9Mo dibuat dengan teknik peleburan menggunakan tungku busur listrik pada kondisi: media gas Ar, arus 150 A, dan setiap paduan dilakukan peleburan dengan 5 kali pengulangan. Ingot paduan U-7Mo hasil peleburan dibuat serbuk hingga diameter partikel serbuk <125 µm. Selanjutnya ditimbang serbuk U-7Mo dan matriks Al dengan perbandingan sesuai untuk densitas uranium 6 dan 7gU/cm3, dicampur dan dibentuk menjadi inti elemen bakar (IEB) mini U-7Mo/Al dengan pengepresan pada tekanan 50 bar. IEB U-7Mo/Al dimasukkan kedalam lubang frame dan kedua sisinya ditutup dengan cover, kemudian pada keempat sisi sambungannya diikat dengan las TIG sehingga membentuk paket rol. Paket rol diubah menjadi pelat elemen bakar (PEB) mini U-7Mo/Al dengan pengerolan panas pada temperatur 425 oC dan dilanjutkan pengerolan dingin hingga ketebalan ± 1,40 mm. Hasil pengujian/analisis menunjukkan bahwa: ingot paduan U-Mo cukup homogen, ulet, tidak terdapat lapisan oksida dipermukaannya dan kekerasan meningkat seiring kenaikan kadar Mo. Serbuk U-7Mo berbentuk pipih dan tidak beraturan dengan berat jenis 16,336 g/cm3. Inti elemen bakar mini U-7Mo/Al densitas uranium 6 dan 7 gU/cm3 hasil pengepresan berdimensi 25 x15 x ±2,98 mm dan 25 x15 x ±3,00 mm, tidak terdapat cacat dalam bentuk retak/crack. Data radiografi PEB. U-7Mo/Al terlihat bahwa distribusi uranium di dalam meat cukup homogen, terjadi pemanjangan pelat ±5,76 kali dengan tebal kelongsong rerata pada SJ, TG dan SD berturut-turut 0,407 mm, 0,440 mm, dan 0,425 mm dengan tebal minimum 0,302 mm di SJ. Dari seluruh data uji menunjukkan bahwa pembuatan PEB mini U-Mo/Al diperoleh hasil yang cukup baik sehingga dapat gunakan sebagai acauan untuk penelitian lebih lanjut. Kata Kunci: paduan U-Mo, bahan bakar dispersi, inti elemen bakar U-Mo/Al, pelat elemen bakar U-Mo/Al ABSTRACT THE MANUFACTURE OF THE UMo-Al MINI FUEL PLATE WITH URANIUM DENSITY 6 AND 7 gU/cm3. The manufacture of U-Mo/Al mini fuel plate was performed in order to develop U3Si2/Al fuel with low enrichment uranium (<20% U235). The U-7Mo, U-8Mo and U-9Mo alloys were made by smelting techniques using an electric arc furnace at the conditions: Ar gas media, current 150 A, and each alloy smelting was done with 5 repetitions. The U-7Mo alloy remelting was made of powder to the powder particle diameter <125 μm. Furthermore the U-7Mo powders and Al matrix were weighed with a ratio corresponding to 6 and 7gU/cm3 uranium density, mixed and formed into a U-7Mo/Al mini fuel core by pressing at a pressure of 50 bar. The U-7Mo/Al mini fuel core was incorporated into the frame hole and both sides were covered with a cover, and then on the fourth side seams was fastened with TIG welding to form a roll package. Package roller was converted into U-7Mo/Al mini fuel plate by hot rolling at a temperature of 425oC and continued cold rolling up to a thickness of ± 1.40 mm. Test results of analysis indicated that: ingots U-Mo alloys quite homogeneous, ductile, there was no oxide layer on the surface and the hardness increased with Mo content. The U-7Mo powders and irregularly shaped flat had specific gravity of 16.336 g/cm3. The U-7Mo/Al mini fuel core of a uranium which had densityof 6 and 7gU/cm3 as a result of the pressing had dimensions of (25 x15 x ± 2.98) mm and (25 x15 x ± 3.00) mm, there was no defect in the form of crack. Radiographic data of U-7Mo/Al mini fuel plate was seen that the distribution of uranium in the meat fairly homogeneous, there was a lengthening plate ± 5.76 times the average cladding thickness on the SJ, TG and SD respectively 0.407 mm, 0.440 mm and 0.425 mm with a minimum thickness 0.302 mm at SJ. From all the test data showed that the manufacture of U-Mo/Al mini fuel plate had shown good results so it could be used as refference for further research. Free Terms: U-Mo alloy, dispersion fuel, the U-Mo/Al fuel core, the U-Mo/Al fuel plate