BATAN
[B 77 ] PENYEMPURNAAN UJI FUNGSI DAN VALIDASI PERHITUNGAN UNIT PELAPISAN KERNEL UO2 Ir. R. Sukarsono, SU
[ PTAPB BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb, Yogyakarta 55281 Telp. (62)(0274) 488435, 484436 Fax: 0274-489762, E-mail
[email protected] 2012
LATAR BELAKANG
Kondisi yang menjadi latar belakang kegiatan litbangyasa • • •
Reaktor Suhu Tinggi (RST)merupakan reaktor yang potensial karena disamping menghasilkan listrik juga masih mempunyai panas untuk proses dan dapat dibangun secara modular Pelapisan kernel UO2 merupakan proses yang sangat menentukan keberhasilan pembuatan bahan bakar reaktor suhu tinggi. Alat pelapisan disain sendiri perlu dioperasikan untuk penelitian pembuatan bahan bakar RST
Kebutuhan pengembangan ilmu pengetahuan yang perlu dipenuhi • •
Proses pelapisan secara chemical vapor deposition (CVD) perlu dikembangkan Pemanfaatan teknologi pemanas induksi
Kebutuhan metode – peralatan teknologi yang perlu dipenuhi • Peralatan untuk pelapisan kernel UO2 yang dapat digunakan untuk pelapisan secara CVD dilengkapi dengan pemanas induksi, penyerap gas dan pembakar gas
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
1
PERMASALAHAN
Pertanyaan Penelitian yang menjadi pijakan perlunya kegiatan litbangyasa • Bagaimana membuat alat pelapisan yang bisa dimanfaatkan untuk penelitian pelapisan kernel UO2, yang dapat memenuhi kondisi pelapisan, suhu 12001550oC, aliran gas campuran argon+asetilen, argon+propilene, argon+metil tri kholo silan+hidrogen pada kecepatan fluidisasi dan cara membuat pemanas induksi yang dapat mencapai suhu tersebut, serta dilengkapi dengan menyerap gas dan pembakar gas yang dapat berfungsi dengan baik.
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
2
METODOLOGI
Ruang Lingkup Kegiatan • • • •
Uji fungsi penyempurnaan pemanas induksi Uji fungsi penyempurnaan Reaktor Fluidisasi untuk Pelapisan Kernel Uji fungsi penyempurnaan SIK Reaktor Fluidisasi Uji fungsi Proses pelapisan dengan Chemical Vapor Deposition
Kegiatan • • • • •
Penyempurnaan Pemanas induksi Penyempurnaan reaktor fluidisasi Penyempurnaan alat-alat pendukung Penyempurnaan alat kontrol proses Ujicoba reaktor pelapisan
Desain Penelitian • • • •
Uji fungsi dan penyempurnaan pemanas induksi sehingga mampu memanaskan sampai suhu 1500oC. Uji fungsi dan penyempurnaan reaktor suhu tinggi yang dilengkapi dengan pemasukan dan pengeluaran gas, pemipaan ke tangki gas, penyambungan ke penyerap dan pembakar gas Uji fungsi dan penyempurnaan sistem instrumentasi Membuat dan menginstal perlengkapan lain rangkaian proses pelapisan dan validasi hasil perhitungan teoritis menggunakan program
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
3
METODOLOGI
Tahapan – Metode Pelaksanaan Kegiatan Penyempurnaan peralatan: pemanas induksi, reaktor fluidisasi, penyerap gas dan pembakar gas Ujicoba alat diharapkan dapat dioperasikan pada kondisi yang sesuai untuk proses pelapisan kernel UO2 Penyempurnaan alat kontrol dan penyimpanan kondisi proses pelapisan Prinsip peralatan pelapisan: furnace induksi memanaskan bahan bersifat magnit pada reaktor fluidisasi, sehingga reaktor fluidisasi beserta bahan yang terfludisasi dan gas fluidisasi menjadi panas. Gas pelapis yang dicampur dengan gas inert, terdekomposisi oleh panas dan membentuk padatan yang terlapis pada permukaan kernel terfluidisasi. Kernel dengan fluidisasi yang baik pada kondisi yang sesuai akan terlapisi oleh deposit secara merata sehingga memenuhi syarat sebagai bahan bakar nuklir.
Perkembangan dan Hasil Kegiatan Pemanas Induksi Sudah dilakukan uji fungsi dan penyempurnaan pemanas induksi dan sudah dicapai suhu 1500oC. Dilakukan pemasangan pelindung radiasi radio frequency yang terbuat dari ayaman kawat strimin. Medan arus RF terukur 20 KHz pada jarak 2 m, setelah dipasang penahan menjadi tidak terukur.
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
4
METODOLOGI
Reaktor fluidisasi Sudah dilakukan uji fungsi reaktor untuk aliran fluidisasi dengan gas argon sebagai gas fluidisasi. Aliran gas mempengaruhi suhu reactor. Aliran gas menggunakan gas argon dengan kecepatan alir sekitar 10 liter/menit. Aliran gas yang digunakan sudah masuk range dari percobaan fluidisasi menggunakan reactor transparan yang diketahui kebutuhan debit gas adalah 8 liter/menit. Sudah dilakukan pembenahan coil pemanas RF dengan merubah ukuran, jumlah lilitan, coil dipasang single. Harga impedansi yang terukur mendekati impedansi yang diinginkan yaitu terukur 1,48 µ Henry hambatan 0,00438 Ohm faktor coreksi 1,9 dari yang diinginkan yaitu 1,5 µ Henry. Arus RF dapat berkurang karena adanya grounding pada pendingin pembangkit arus RF. Kehilangan arus RF, dikurangin dengan sistem pendingin tertutup. Air pendingin digunakan air bebas mineral. Penambahan isolator coil induksi Fedding kernel dari sebelah atas dan hasil produk keluar dari bagian bawah dibenahi, Ujifungsi dan penyempurnaan system instrumentasi. Sistem instrumentasi disempurnakan, memonitor perubahan suhu dan komunikasi suhu furnace dengan computer sehinga data-data proses dapat ditampilkan dalam monitor dan disimpan dalam bentuk data Exel. System instrumentasi disempurnakan dengan fitur yang memungkinkan perintah dan control alat pelapisan dilakukan melalui computer. Alat control kecepatan alir air penyerap ( flowmeter) diperbaiki dengan mengganti floaternya agar daerah kerja aliran penyerap sesuai dengan kebutuhan aliran yaitu sekitar 10 liter/menit Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
5
SINERGI KOORDINASI
• Koordinasi dengan pengguna alat yaitu Pusat Akselerator dan Proses BahanBATAN, yaitu untuk pelaksanaan penelitian dan penggunaan hasil penelitian. Koordinasi dapat dilakukan setiap saat karena berada di satu tempat. Koordinasi dengan instansi terkait dilakukan dengan media komunikasi telpon, e mail dan web.
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
6
PEMANFAATAN HASIL KEGIATAN
Kerangka dan strategi pemanfaatan hasil kegiatan •
Penelitian ini mempercepat pembuatan bahan bakar reaktor suhu tinggi sebagai langkah awal pembuatan bahan bakar RST di masa yang akan datang. Reaktor suhu tinggi sendiri mempunyai prospek yang cerah dibangun di Indonesia karena disamping menghasilkan energi juga menyediakan panas proses untuk industri.
Wujud - bentuk pemanfaatan hasil kegiatan •
Pemanfatan hasil riset ini untuk digunakan dalam penelitian proses pelapisan kernel UO2
Data (jumlah dan demografi) pihak yang memanfaatkan hasil kegiatan •
Yang memanfaatkan hasil penelitian pelapisan adalah BATAN. Teknologi pelapisan dapat juga digunakan untuk peningkatkan ketahanan material terhadap korosi dan suhu tinggi seperti digunakan dalam blade turbin
Signifikansi pemanfaatan yang dirasakan pihak penerima manfaat hasil kegiatan •
Penelitian pelapisan bermanfaat dipakai untuk menghasilkan data penelitian pembuatan bahan bakar reaktor suhu tinggi
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
7
POTENSI PENGEMBANGAN KE DEPAN
Rancangan Pengembangan ke depan • Pemanfaatan peralatan dan hasil penelitian untuk pengembangan bahan bakar nuklir khususnya bahan bakar reaktor suhu tinggi Strategi Pengembangan ke depan • Masih diperlukan penelitian lanjutan sehingga diperoleh data proses pelapisan kernel UO2 Tahapan Pengembangan ke depan • Tahapan pengembangan ke depan masih diperlukan penelitian pelapisan dan diterapkan untuk menghasilkan bahan-bakar reaktor suhu tinggi, pada skala laboratoriun yang selanjutnya menjadi masukan untuk skala industri
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
8
FOTO KEGIATAN
Coil Induksi
Rangkaian Alat Pelapisan
Pemasangan Penangkal Arus RF Generator Arus Induksi
Kolom Penyerap Gas Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
9
Kontrol Proses dan Penyimpan data Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
10
BATAN
TERIMA KASIH [SUKARSONO ]
