cmj

PEMBUA TAN FASILIT AS UJI IRADIASI PELAT ELEMEN BAKAR U3Si2-A!MUA TAN 4,8 DAN 5,2 gU/cmJ Abdul Rojak ABSTRAK Da/am rangka persiapan

uji iradiasi PEB U3Si2-AI muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3, telah seles~i dibuat

2 buah fasilitas uji berupa EB dummy lengkap dengan sambungan meter.

Rancangan

EB dummy disesuaikan

dengan

spesifikasi

endfiting dudukan turbine flow EB ,'?SG-GAS, tetapi

dengan

beberapa modifikasi. Elemen bakar dummy memiliki 21 PEB dummy yang disisipkan pada masingmasing a/ur pe/at sisinya. Proses ro/ gencet hanya dilakukan terhadap PEB dummy urutan ke-1 sampai 9, dan urutan ke-13 sampai 21, sedangkan PEB dummy urutan ke-10, 11, dan 12 tidak dikenai proses

ro/ gencet.

Ha/ tersebut untuk memudahkan

memasang atau me/epas PEB, baik

sebe/um maupun sete/ah iradiasi. Ujung ce/ah an tara PEB dummy urutan ke-1 sampai 9 dan antara urutan ke-13 sampai 21 masing-m,:sing

ditutup dengan pe/at A/Mg2 berketeba/an

2,5 mm yang

memiliki 6 /ubang dengan diameter 1,5 mm. Baut pengikat endfiting dengan kotak rakitan EB dummy tidak dikunci agar mudah dilepas untuk menge/uarkan PEB saat akan di/akukan Sebelum PEB dikenai

reaktor yang masuk dan me/ewati EB dummy tersebut. Pengukuran RSG-GAS

uji pascairadiasi.

uji iradiasi, ter/ebih dahu/u per/u dilakukan pengukuran

/aju alir air. teras

yang te/ah dilakukan pihak

terhadap EB dummy dengan ketiga pe/at sisipan berupa PEB dummy menunjukkan

bahwa /aju a/ir air yang masuk dan me/ewatinya re/atif sarna dengan laju a/ir air yang masuk dan me/ewati EB RSG-GAS. Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, maka dapat dilakukan uji iradiasi terhadap PEB U3Si2-A/muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 sesuai sasaran pengujian. '

PENDAHULUAN Bahan dengan

melakukan

bakar

tingkat

dispersi

muat

jenis

2,96 '.

U3Oa-AI

gU/cm3

telah

penelitian bahan bakar baru yaitu

paduan U3Si2. Penelitian/percobaan pembuatan bahan bakar dispersi U3Si2-AI tersebut sudah

berhasil

dengan

baik,

bahkan

sudah

diproduksi di BAT AN sejak tahun 1987 untuk

ditingkatkan

memasok kebutuhan bahan bakar RSG-GAS.

muatan 2,96 gU/cm3[1]. Selain itu berdasarkan

ke sKala produksi

hasil uji pascairadiasi Penelitian bakar

dispersi

dan di

Pengembangan dunia

melalui

bahan program

tidak

tampak

pelepuhan

PEB

RERTR yang dimulai sejak tahun 1978, telah

goresan

banyak ditemukan

pembengkok,an

baru,

terutama

densitas

tinggi

produk bahan bakar jenis paduan

U

yang

seperti

UxSiy,

memiliki

UMo,

dll.

Keuntungan p6nggunaan bahan baker yang memiliki densitas tinggi adalah pemuatan

produksi bahan bakar U3Oe-AI, SATAN juga

pitting

permukaan PEB[2].

bakar tersebut,

kerusakan

(blister),

pe-

seperti corl;')sion,

PEB,

Hal ini

ataupun

memotivasi

penelitian lebih

lanjut terhadap bahan bakar U3Si2-AI dengan muatan U yang leblh tlnggl(31" Percobaan

pembl)atan

PEB

U3Si2-A!

dengan muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 masingmasing sebanyak 4 buah telah berhasil dilakukan sesuai spesifikasi PEB RSG-GAS; dan

Seiring dengan pengembangan bahan bakar dispersi tersebut, maka selain mem-

adanya

pihak peneliti untuk melakukan

uranium di dalam bahan bakar (pada volume tetap) dapat ditingkatkan, sehingga lebih ekonomis mengingat umur bahan bakar di dalam reaktor dapat bertahan lebih lama.

pad a

bahan

dengarl

untuk

mengetahui

kualitas/unjuk

bahan bakar tersebut, perlu dikenai

kerja

uji iradiasi.

Mengingat bahan bakar U3Si2-AI dengan muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 belum pernah

ABDUL ROJAK

PembutanFasilitas Uii /radiasi PelatElemeffBakar U;Siz-AIMuatan 4.8 datI 5.2gUlcmJ

dikenai uji iradiasi di dalam RSG-GAS, maka terleblh dahulu perlu dibuat fasilitas untuk uji iradiasi

yang

memadai

dengan

terutama

memperhatikan faktor keselamatan. Untuk itu, berdasarkan hasil analisis keselamatan, pihak RSG-GAS fasilitas

merekof11endasikan

uji tersebut

berupa

elemen

bakar

t-~&1.11 uJI If~dl~111M!Ikln dlm.nf~ltkin melengkapi

3. Pembuatan sambungan endfiting

rancangan

dummy seperti ditunjukkan pad a Gambar 1(11.

untuk

hingga dingin. Pelat diluruskan menggunakan mesin pelurus dan dilakukan pemotongan akhir sesuai dimensi PEB RSG-GAS.

syarat

Sambungan

endfiting dibuat dari material

AIMgSi1 menggunakan mesin bubut dan mesin frais dengan bentuk seperti ditunjukkan pada G~mbar 3.

perijinan

penggunaan bahan bakar U3Si2-AI muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 di RSG-GAS pada masa

4. Pembuatan

~endatang. dari

tutup celah PEB dummy

Pen!,jtup celah antara PEB dummy dibuat pelat AIMg2 tebal 2,5 mm, dimensinya

TATA KERJA

disesuaikan

Langkah kerja pembuatan fasilitas uji yang berupa EB dummy tersebut se,cara garis

dengan pelat ke-9, atau luas antara pelat ke-13 dengan pelat ke-21. Masing-masing permukaan pel at penutup dilubangi sebanyak 6 titik dengan

besar sebagai berikut :

diameter

1.

Pembuatan komponen struktur

berada pada; satu garis lurus yang melintang di

2.

Pembuatan PEB dummy

3.

Pembuatan sambungan endfiting

4.

Pembuatan tutup celah PEB dummy

tengah permukaan pelat penutup. Setiap pelat penutup dilengkapi 2 buah kaki yang dibuat dari bahan pelat AIMg2 tebal 2,5 mm dan tinggi :!: 20

5.

Pembuatan penyangga PEB

mm.

6.

Degreasing

dengan

1,5 mm.

Setiap

luas

antara

Lubang-lubang

sudut permukaan

pelat ke-1

tersebut

pelat penutup

7.

Pickling

dipotong (sepertr ditunjukkan pada Gambar 4), agar air teras reaktor dapat masuk ke dalam

8.

Perakitan

celah yang ujungnya terisi kaki pelat penutup

9.

Pengukuran dimensi

tanpa hambatan.

1. Pembuatan komponen struktur

5. Pembuatan

Komponen struktur yang terdiri dari pelat sisi, endfiting, dan handel dibuat dari material AIMgSi1 menggunakan mesin bubut dan mesin frais. Bentuk serta dimensi dari masingmasing ,komponen struktur tersebut mengikuti spesifikasi

komponen

penyangga

PEB

Penyangga dibuat dari bahan pelat AIMg2 berketebalan 1,5 mm. Bentuk penyangga seperti ditunjukkan pada Gambar 5, sedangkan tingginya sarna dengan jarak antara ujung dalam endfiting dengan ujung dalam PEB.

struktur elemen bakar

RSG-GAS.

6. Degreasing

2. PembuatanPEB dummy

Untuk menghilangkan lapisan minyak atau kotoran lain yang menempel pad a permukaan

Pelat AIMg2 berukuran 6 x 170 x 1000 mm dirol dingin 10 tahapan reduksi sampai

komponen struktur, seluruhnya di-degreasing.

diperoleh

7. Pickling

ketebalar.

1,3

mm,

kemudian

dilakukarl pemotongan panjang. Seluruh pelat dianil pada suhu 360°C untuk selanjutnya

selama

dikeluarkan

30 menit,

dan di,biarkan

Seluruh komponen struktur di-pickling guna menghilangkan lapisan oksida atau sejenisnya.

--~

2

URANIA No. 21-2'2/Thn.VI/Januari-ApriI2000

, ABDUL ROJAK

PembutanFasilitasVii [radiasi Pelot ElemenBakar V~i2-AI Muatan 4,8dan5.2 gVlcm'

8. Perakitan

8.5 Pemasangan

Langkah kerja perakitan meliputi : 8.1 Rol gencet

kabel turbine flow

meter

Kabel khusus penghubung sensor putaran turbin yang

8.2 Frais akhir pelat sisi

berisi 2 buah kabel kecil (masing

8.3 Pemasangan handel

masing terisolasi), dikupas pelindung luarnya sepanjang :!:: 150 cr'n. Salah satu isi kabel

8.4 pemasangan

penyangga PEB

dimasukkan

8.5 pemasangan

endfiting

8.6 pemasangan kabel turbine flow meter

dummy pertama dan kedua hingga temblJs :!:: 40 cm melewati ujung kotak rakitan EB dummy.

8.7 pemasangan

sambungan endfitmg

sedcingkan

8.8 pemasangan

tutup PEB dummy

ujungnya diikatbautkan pada permukaan dalam

ke dalam

kabel

celah

antara

lainnya

PEB

dipotong

,dan

pelat sisi.

8.1 Rol Gencet 8.6 Pemasangan Pengerjaan mesin

rol

dilakukan

gencet

dengan

proses

jepit

memanjang antara pelat sisi terhadap kedua sisi lebar PES dummy. Cara ini dilakukan terhadap PES dummy

Endfiting

menggunakan

urutan ke-1 sampai 9,

Endfiting dipasang pada kotak rakitan EB dummy dengan alat bantu pengarah berupa kotak perakit. Posisi pengeboran untuk baut

dan urutan ke-13 sampai 21 sesuai urut alur

pengikatnya mengikuti lubang pengarah yang tersedia pad a kotak perakit. Endfiting dan kotak

pel at sisi

rakitan

yang

tersedia,

sedangkan

PES

dummy urutan ke-10, 11, dan 12 tidak dirol

EB dummy diikatkencangkan

dengan

baut AIMgSi1 M6 sebanyak 8 buah.

gencet. 8.7 Pemasangan

sambungan

endfiting

8.2 Frais akhir pelat sisi Ujung kabel penghubung Kotak rakitan EB dummy dipasang pad a 2 buah catok presisi dengan posisi mendatar; dan

bidang

lebar

pelat sisi yang memiliki

kelebihan ukuran diposisikan di bagian atas. Dengan menggunakan

pisau frais horisontal,

turbin dimasukkan endfiting.

sensor putaran

ke dalam alur sambungan

Bersamaan

dengan

itu sambungan

endfiting dimasukkan ke dalam lubang endfiring, untuk kemudian diikatkencangkan SSM6.

denga:1 baut

kelebihan ukuran tersebut dihilangkan.

8.8 Pemasangan tutup celah PEB dummy 8.3 Pemasangan

Handel Ujung celah antara PEB dummy urutan ke-

Handel

elemen

bakar dipasang

tanpa

alat bantu khusus, kedua ujungnya diikatken-

1 sampai 9, d~n antara urutan 21 ditutup seperti ditunjukkan

ke-13 sampai

pad a Gambar 2.

cangkan dengan baut SS M6 terhadap pelat

Kaki penutup masing-mas!ng

sisi.

dalam celah ke-1 dan 8, sarta celah ke-13 dan

dimasukkan

ke

~O. 8.4 Pemasangan

penyangga

PEB

9. Pengukuran dimensi PEB dipasang

berdiri pad a

sisi permukaan

Penyangga

ujung dalam

endfiting dan

diikatkencangkan

dengan baut 55 M3.

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000

Pengukuran keseluruhan

dimensi

dilakukan

EB dummy

oleh petugas

secara jaminan

~ualitas. Dat~ rengukuran

menunjukkan

yang baik,

dummy

sehingga

EB

hasil

memenuhi

3

2.

PembutanFasilitas Uji lradiasi Pelat ElemenBakar U~i2-Al Muatan 4.8dan 5.2gU/cm'

ABDUL ROJAK

persyaratan

dimensi

untuk

dimasukkan

ke

dalam teras RSG-GAS.

Pada terhadap

sa at akan PES

dilakukan

U3Si2-AI,

turbine flow meter dilepas. HASIL DAN PEMBAHASAN

uji

seluruh

iradiasi

rangkaian

PES dummy yang

disisipkan pad a alur pelat sisi ke-10, 11, dan 12 di kedua ES dummy dilepas, kemudian diganti

Kedua EB dummy yang digunakan untuk sarana

uji

iradiasi

masing-masing dibuat

PEB

U3Si2-AI dengan

mengikuti

rancangan

perhitlJngan

kemudahan

pascairadiasi.

Pengukuran laju alir air teras reaktor yang

EB RSG-GAS

uji. Modifikasi dilakukan dengan pertimbangan reaktor,

masing 4,8 dan 5,2 gU/cm3,

muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3

dlng.nbeberipimodlflk.I'I'IUII k.p.rluln keselamatan,

dengan PES U3Si2-AI dengan muatan masing-

manajemen

fabrikasi,

Berdasarkan

teras

,dan

uji

pertimbangan

tellh dllikukin plhlk RSG.GAS terhndep EB dummy yang pada alur pelat sisi ke-10, 11, dan 12 disisipi PEB dummy

menunjukkan

bahwa

laju alir air yang masuk dan melewatinya relatif sarna dengan laju alir air yang masuk dan

tersebu!, rancangan EB dummy dibuat seperti

melewati

berikut :

pengukuran tersebut, maka dapat dilakukan uji

1.

Elemen

bakar

dummy yang masing

alur

gencet

hanya

EB RSG-GAS!4J. Berdasarkan

dummy memiliki 21 PEB

iradiasi terhadap PEB U3Si2-AI muatan 4,8 dan

disisipkan

5,2 gU/cm3 sesuai sasaran penguji~n.

pad a

pelat sisinya. dilakukari

masing-

Proses

terhadap

rol PEB

KESIMPULAN

dummy urutan ke-1 sampai 9, dan urutan ke-13 sampai 21, sedangkan PEB dummy urutan ke-10,

11, dan 12 tidak dikenai

Kepala kotak

baut rakitan

pengikat

endfiting

dengan

EB: dummy tidak dikunci,

Rancangan fasilitas uji iradiasi PEB U3Si2AI yang berupa EB dummy dapat difabrikasi Keuntungan yang

teknis dari rancangan

diterapkan

adalah

memasang

mengeluarkan/mengisi

untuk keperluan uji pascairadiasi diharapkan PEB dapat dengan mudah

PEB dari/ke

alur

Pada ujung

celah

antara

PEB

dummy

atau melepas

sistem

mudahnya

sehingga mudah dilepas pad a saat aka!"! pelat sisi ke-10, 11, dan 12. 3.

...

1

tanpa ditemui kendala yang berarti.

prosEs rol gencet. 2.

hasil

PEB, sehingga

dilepas.

urutan ke-1 sampai 9, dan antara urutan ke-13 sampai 21 dipasallgi

pelat penutup

UCAPAN TERIMA KASIH

yang dibuat dari pelat AIMg2 berketebalan mm. Setiap pelat penutup dilubangi

Dengan selesainya pembuatan EB dummy

sebanyak 6 titik dengan diameter masingmasing 1,5 mm. Lubang-lubang tersebut

untuk fasilitas uji iradiasi PEB U3Siz-AI muatan

2,5

dirancang

4.

tepat berada di atas masing-

4,8 den 5,2 gU/cm3, penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak etas bantuan

masing celah antara PEB dummy agar air

baik berupa ide, saran, maupun tenaga untuk

teras reaktor dapat mengisi celah tersebut

menunjang kelancaran pelaksanaan

tanpa hambatan.

tersebut.

Kedua EB dummy dilengkapi dengan turbine flow meter dengan tujuan untuk mengukur

laju alir air teras

PUSTAKA

RSG-GAS

yang masuk dan melewati celah ke-9, 10,

[1]. ROJAK, A., "Laporan

11: don 12. Untuk keperluan tersebut, alur

Keselamatan

pelat sisi ke-10,

Oisain

dummy.

pekerjaan

11, dan 12 disisipi PEB

1999.

Termohidrolika,

Elemen

RSG-GAS",

Teknis

Analisis Modifikasi

Bakar Uji Silisida Tipe A,

Lampiran

Gambar,

Januari

PembutanFasi/itas Vii lradiasi Pe/atE/emenBakar V~irA/ Muatan4,8 don 5,2gV/cmJ

ABDUL ROJAK

[2]. NUKEM,

"MTR Fuel Element tor

Reactor

MPR-30

BATAN",

the

mengukur laju alir air dengan turbine flow meter

Inspection

Scheme, Doc.Nr. 15-MTR-O5-188, 1985.

Apakah ukuran elemen bakar tidak berubah

[3]. NASUTfON, H. dan SURIPTO, A., "Pemeriksaan

Pasca

fradiasi

Bekas RSG-GAS",

Elemen

Proceedings

memasang

dengan pemasangan peralatan uji laju alir, mohon dijelaskan apakah percobaan ini

Bakar Seminar

tidak berpengaruh

Sains dan Teknofogi Nuklir, PPTN-BATAN

pad a elemen

bakar di

teras reaktor ?

Bandung, 21-22 Maret 1995. [4]. Komunikasi

Pribadi

dengan

Endiah

S.,

Abdul Rojak

stat P2TRR-BATAN. Elemen bakar dummy yang dimaksud bukan untuk mengukur

Penulis Adalah Pejabat

Fungsional

Pranata

dan Stat Bidang Teknologi Reaktor

tetapi

untuk uji iradiasi PEB U3Si2-AI muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3. Sebelum EB dummy

Nuklir

Bahan Bakar

Riset, P2TBDU,

laju alir air teras,

digunakan untuk uji iradiasi, terlebih d~hulu

BATAN

perlu dilakukan pengukuran laju alir air teras yang masuk dan melewali EB dummy

TANYAJAWAB

dengan menggunakan turbine flow meter Abdul Latief Tidak, karena level elemen bakar ditentukan Dalam

kesimpulan

bahwa

fasilitas

nomor

4 disebutkan

oleh bertumpunya

endfiting pad a dudukan-

uji iradiasi yang dibuat,

nya. Penambahan

panjang dengan adanya

layak untuk iradiasi. Apakah kriteria layak iradiasi,

apakah

keselamatan hidraulik,

dilihat

mekanik, atau

dari

netronik,

lainnya

?

sambungan endfiting, t,idak mempengaruhi level elemen bakar karena diameter luar

segi termo-

sambungan

Mohon

diameter

endfiting

luar endfiting,

lebih

kecil

sehingga

dari

penam-

bahan tersebut akan mengisi daerah bebas di bawah teras reaktor.

penjeJasan. Abdul Rojak

3. Pengertian

Sunardi

layak untuk uji iradiasi disini

hanya dilihat, dari satu aspek yaitu laju alir

Dalam

air teras yang masuk den melewati

dilakukan

EB

dummy tersebut. relatif sarna dengan yang masuk walaupun

dan

melewati

sebagian

EB

besar

makalah

ini

mengapa

satu pengujian

hanya

saja (Iaju alir).

Bagaimana dengan suhu, netronik, dll. ?

RSG-GAS

celah

antara

PEB dummy ditutup. Aspek mekanik, netronik. termohidraulik, d\!. baru akan dievaluasi oleh pihak RSG-GAS PEB U3Si2-AI sudah diuji iradiasi.

apabila

Abdul Rojak .Penulis

hf3nya membatasi

pad a fabrikasi

elemen bakar dummy, sehingga yang dapat diuji hanya laju alir air teras reaktor yang masuk dan melewati elemen bakar dummy

2.

Tonny Siahaan

tersebut. Aspek merupakan tugas

Apakah judul ini tidak terlalu luas karena

RSG-GAS.

peralatan

yang

dibuat

adalah

untuk

suhu, nutronik, dan wewenang

dll., pihak

ABDUL ROJAK

PembutanFasi/itasUji [radiasi Pelot E/emenBakar UjSi]-.4/Muatan 4.8don 5.2 g!Jlci!

Gambar 2 Irisan atas EB dummy

x 0

~

Gambar 3 Sambungan endfiting

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-Al'>riI2000

7

!;S;l-.-11

ABDUL !{OJAK

Pembu!an }'asitilas Uji lradiasi Petal Etell/en Baklll'

Gambar 4

All/a//1II 4,8 dOlI _',2 gU/(.'m'

Penutup celah antara PEB dummy

~ Gambar 5 Penyangga PEB

8

Kembali ke Jurnal

-URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000