KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKRO- STRUKTUR U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

ISSN 0216 - 3128

180

M. Husna Al Hasa, dkk.

KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET M. Husna Al Hasa, Asmedi Suripto, Fathurrachman, Martoyo, Achmad Paid, Nusin Samosir Pusat Pengembangan Teknologi Bahan Bakar Nuklir Dan Daur Ulang

ABSTRAK KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET. Paduan U-Mo merupakan kandidat bahan bakar reaktor riset berdensitas tinggi. Pemaduan U-Mo dilakukan dengan teknik peleburan menggunakan tungku busur listrik vakum. Pengamatan sifat mekanik dilakukan dengan pengujian kekerasan menggunakan metoda Vicker. Pengamatan mikrostruktur dilakukan dengan metalografik-optikal. Analisis fasa dilakukan berdasarkan topografi mikrostruktur dan diagram kesetimbangan fasa. Hasil pengukuran kekerasan terhadap paduan U Mo dengan kadar 2 %Mo menunjukkan nilai kekerasan berkisar 585 HV dan kekerasan paduan terjadi penurunan secara drastis menjadi 178 HV pada kadar 5%Mo. Sementara itu, paduan U-Mo pada kadar 10%Mo memperlihatkan terjadi peningkatan kekerasan menjadi 297 HV dan 363 HV pada kadar 15%Mo. Hasil pengamatan metalografik optikal memperlihatkan bahwa mikrostruktur paduan U-Mo mengalami perubahan seiring dengan semakin tinggi kadar Mo dalam paduan. Mikrostruktur paduan U-Mo pada kadar 2%Mo berbentuk butir equiaksial. Mikrostruktur butir pada kadar 15 % berat Mo memperlihatkan bentuk butir relatif seluruhnya menjadi dendrit. Hasil analisis fasa menunjukkan bahwa persentase pembentukan fasa δ (U2Mo) semakin tinggi seiring semakin meningkatnya kandungan Mo dalam paduan.

ABSTRACT CHARACTERIZATION OF MECHANICAL PROPERTIES AND MICRO-STRUCTURE OF U-Mo ALLOY AS CANDIDATE FOR RESEARCH REACTOR FUEL. The U -Mo alloy is of high density fuel, the alloying of which ca be done by using an arc furnace under vacuum condition. The observation of mechanical properties of the U-Mo was carried out with a hardness Vickers tester, and the microstructure observation was performed by optical metallography. The U-Mo phase analysis was done for microstructure topographic and phase equilibrium diagram. The hardness of U-Mo with 2% wt Mo was about 585 HV, and the hardness decreased to 178 HV for U-Mo with 5% wt Mo content. Meanwhile, the U-Mo hardness increased to 297 HV for U-Mo with 10% wt Mo and 363 HV for U-Mo with 15% wt Mo. The optical metallographic examination of the U-Mo with 2% wt Mo content showed that the microstructure was equiaxial grain formed. The U-Mo microstructure changed with increasing Mo content in the alloy. The microstructure of the U-Mo with 15% wt Mo was relatively dendritic grain formed. The phase analysis indicated that the percentage of δ-phase increased with increasing Mo.

PENDAHULUAN

B

ahan bakar U-Mo merupakan kandidat bahan bakar baru reaktor riset yang terdiri dari uranium (U) dan molybdenum (Mo) sebagai unsur pemadu utama. Berbagai pihak yang terlibat dalam program RERTR (Reduced Enrichment for Re-search and Test Reactors) telah berupaya melaku-kan riset terhadap U-Mo untuk kemungkinan menjadikan U-Mo sebagai bahan bakar mutakhir reaktor riset di masa mendatang. Pengembangan bahan bakar U-Mo terus dikaji oleh berbagai pihak di dunia karena pihak yang terlibat dalam program RERTR telah bersepakat mengalihkan perhatian terhadap penggunaan bahan bakar reaktor riset dari bahan bakar pengkayaan

tinggi ke bahan bakar berpengkayaan rendah.[1] Kompensasi dari perubahan tersebut agar kinerja bahan bakar masih menghasilkan fluks neutron dan burn-up tinggi diupayakan solusi dengan cara menggantikan bahan bakar dengan bahan bakar yang memiliki densitas relatif tinggi, seperti U-Mo.[2] Bahan bakar berdensitas tinggi akan mampu meningkatkan tingkat muat uranium dan kandungan U-235 dalam batas pengkayaan rendah di bawah 20 %.[3] Pengkajian terhadap bahan bakar U-Mo diprioritaskan terutama karena U-Mo memiliki densitas relatif tinggi dan relatif stabil terhadap iradiasi.[4,5,6] Bahan bakar berdensitas tinggi ini dengan unsur pemadu utama Mo sangat besar kontribusinya terhadap sifat kekerasan, kekuatan, ketangguhan,

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001


ISSN 0216 - 3128

ketahanan korosi, ketahanan creep pada suhu tinggi dan stabilitas mikrostruktur pada fasa γ relatif baik. [5] Selain itu, irradiation swelling dan pengaruh thermalcycling growth terhadap perubahan dimensi relatif rendah [6]. Persyaratan lain yang diperlukan suatu bah an bakar adalah mudah difabrikasi menjadi inti elemen bakar. Fabrikasi ingot menjadi bentuk inti bahan bakar melalui beberapa tahapan proses, antara lain penggerusan ingot menjadi serbuk U-Mo. Spesifikasi serbuk yang dipersyaratkan berukuran berkisar antara 40-180 µm. Pembuatan serbuk umumnya dilakukan dengan cara menggerus ingot hasil peleburan di dalam glove box bermedia gas argon menggunakan ball-mill, seperti untuk bahan bakar silisida. Penggerusan ingot menjadi serbuk bahan bakar sesuai ukuran partikel yang dikehendaki relatif mudah bila ingot bersifat brittle atau getas. Sifat brittle dan ulet suatu bahan sangat ditentukan oleh nilai kekerasan bahan. Kondisi bahan bakar yang bersifat brittle dan dengan mudah dapat difabrikasi bila memiliki nilai kekerasan yang relatif tinggi, seperti kekerasan bahan bakar silisida (U 3Si2) berkisar 850 HV. Nilai kekerasan bahan U-Mo juga sangat dipengaruhi oleh kadar Mo dalam paduan dan semakin tinggi persentase berat Mo semakin memberi dampak terhadap perubahan sifat kekerasan. Penambahan unsur paduan dapat meng hasilkan kondisi atom yang larut padat ataupun menghasilkan senyawa fasa kedua yang akan berdampak terhadap perubahan sifat kekerasan bahan. Perubahan sifat kekerasan bahan dapat diakibatkan oleh beberapa mekanisme yang sifatnya merintangi gerakan dislokasi, antara lain pengaruh atom asing atau unsur pemadu yang larut padat, fasa kedua, endapan fasa kedua yang halus, penghalusan butir dan atau batas butir. Sifat kekerasan bahan UMo diamati pada berbagai kadar % berat Mo guna memperoleh informasi data sifat bahan U-Mo, apakah cenderung bersifat brittle atau ulet dan sejauhmana pengaruh kadar Mo terhadap kekerasannya. Selain itu, stabilitas mikrostruktur fasa merupakan hal yang penting terutama efek yang ditimbulkan pada saat fabrikasi dan bila berada dalam keadaan iradiasi. Mikorstruktur dan struktur fasa beserta persentase fasanya juga besar peranan -nya terhadap perubahan sifat mekanik. Ingot U-Mo sebagai spesimen kandiat bahan bakar disiapkan melalui beberapa tahapan proses yang dimulai dengan pemotongan sesuai dengan berat yang diinginkan, pembersihan permukaan, penimbangan berat dan peleburan. Pembersihan permukaan antara lain, yaitu proses pickiling untuk menghilangkan oksida dan proses degreasing untuk menghilangkan oli dan debu yang menempel pada permukaan bahan. Kondisi bahan U dan Mo diupayakan dalam keadaan bersih guna menghindari

181

kontaminasi unsur asing atau pengotor dalam paduan dan pada pada saat peleburan agar tidak terjadi barriers sehingga pemadu an antara U dan Mo berlangsung relatif sempurna. Ingot U-Mo hasil peleburan dikenai beberapa pengujian untuk mengkarakterasi sifat bahan terutama sifat mekanik dan mikrostrukur serta analisis fasa dan persentase fasanya. Pengujian sifat mekanik pada paduan U-Mo dilakukan dengan menggunakan metoda Vicker guna mengetahui pengaruh kadar Mo terhadap kekerasan dan kecenderungannya akan bersifat brittle atau ulet. Pola mikrostruktur U-Mo diamati pada setiap kadar % berat Mo dengan metalografioptik dan struktur fasa beserta persentase fasanya dianalisis berdasarkan topografi mikrostruktur dan diagram fasa. Penelitian terhadap bahan bakar berdensitas tinggi paduan U-Mo telah dirintis dengan melakukan kajian, analisis dan eksperimen. Pada tahap awal ini dilakukan eksperimen pembuatan ingot paduan UMo dengan kandungan 2%Mo hingga 15% berat Mo. Karakterisasi sifat bahan U-Mo ini dilakukan guna memperoleh informasi awal sebagai data dukung untuk proses fabrikasi bahan bakar U-Mo calon bahan bakar reaktor riset berdensitas tinggi dimasa mendatang.

TATA KERJA Bahan bakar densitas tinggi yang dikembangkan sebagai kandidat bahan bakar reaktor riset merupakan paduan logam U-Mo yang terdiri dari uranium (U) dan molybdenum (Mo) sebagai unsur pemadu utama. Pemaduan U-Mo berkadar 2%Mo, 5%Mo, 10%Mo dan 15% berat Mo dilakukan dengan teknik peleburan menggunakan tungku busur listrik dalam kondisi vakum 10 -(3-5) Bar dan menghasilkan spesimen dalam bentuk ingot. Peleburan ingot U-Mo dilakukan empat sampai lima kali pengulangan dala m kondisi bolak-balik dan setiap kali peleburan ditahan empat sampai lima menit hingga ingot U-Mo mencair seluruhnya. Ingot U-Mo hasil peleburan sebelum dikenai pengujian sifat mekanik dan uji metalografi terlebih dahulu permukaannya dibersihkan dan dihaluskan. Permukaan spesimen U-Mo diratakan dengan penggerindaan dan dipoles secara bertahap menggunakan mesin poles. Proses penggerindaan pada spesimen dilakukan bertahap dan berurutan dari ampelas berukuran grit kasar ke ampelas berukuran grit halus. Proses pemolesan dilakukan secara perlahan-lahan dengan kecepatan putaran tertentu menggunakan kain poles dan kain poles beserta permukaan spesimen dilumasi terlebih


182

ISSN 0216 - 3128

dahulu dengan pasta diamond. Pelumasan pasta diamond dilakukan bertahap dan berurutan dari ukuran partikel pasta yang besar ke ukuran partikel pasta yang kecil sesuai yang diinginkan. Spesimen U-Mo hasil poles kemudian permukaannya dietsa menggunakan larutan etsa tertentu untuk memun culkan mikrostruktur fasa. Pengetsaan dilakukan dengan mencelupkan spesimen ke dalam larutan etsa dengan memperhatikan ketepatan waktu etsa. Kontribusi unsur pemadu Mo dalam paduan uranium dari 2%, 5%, 10% dan 15% berat Mo diamati efeknya terhadap sifat mekanik, mikro -struktur dan struktur fasanya. Pengamatan sifat mekanik dilakukan dengan uji kekerasan meng-gunakan metoda Vicker. Pengujian kekerasan dilakukan pada lima titik pengukuran pada setiap spesimen dan nilai akhir kekerasan ditentukan secara rerata. Analisis mikrostruktur paduan U-Mo diamati dengan menggunakan mikroskop-optik. Pembentukan fasa


dan persentase fasa paduan dengan kadar 2% berat Mo hingga 15% berat Mo di analisis melalui topografi mikrostruktur dan diagram kesetimbangan fasa.

HASIL DAN BAHASAN Pengamatan sifat mekanik terhadap paduan U-Mo pada berbagai konsentrasi Mo yang dilakukan dengan metoda Vicker diperlihatkan pada Gambar 1. Kekerasan U-Mo sebagai fungsi per-sentase fasa ditunjukkan pada Gambar 2. Analisis persentase pembentukan fasa berdasarkan diagram kesetimbangan dan topografi mikrostruktur ditunjukkan pada Gambar 3. Analisis mikrostruktur UMo secara mtalografi-optik ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 1. Variasi kekerasan dengan kandungan Mo dalam paduan U-Mo.



ISSN 0216 - 3128

183

Gambar 2. Hubungan sifat kekerasan U-Mo terhadap Persentase fasa. Gambar 1 memperlihatkan variasi kekerasan dendrit karena sebagian fasa α bertransformasi ingot U-Mo pada berbagai konsentrasi Mo hasil menjadi fas a δ. Fasa δ berupa senyawa U2Mo yang pemaduan dengan teknik peleburan menggunakan berselsatuan tetragonal bersifat ulet dan relatif lebih arc furnace. Dari Gambar 1 tampak bahwa paduan Ulunak dari fasa α . Mo mencapai kekerasan 585 HV pada konsen-trasi Gambar 1 memperlihatkan pula bahwa pada 2% Mo. Hal ini terjadi karena paduan uranium konsentrasi di atas 5% Mo tampak terjadi kenaikan mengalami penguatan larut-padat hingga mencapai kekerasan dengan semakin meningkatnya kandung sekitar 0,15% Mo[7] ke dalam struktur fasa α . an Mo, yaitu menjadi 297 HV pada 10% Mo dan 363 Penguatan larut-padat pada struktur fasa α terjadi HV pada 15% Mo. Kondisi ini dimungkinkan karena secara substitusi dengan menempati kisi sel-satuan persentase fasa δ semakin meningkat seiring dengan ortorombik. Proses larut-padat atom Mo ke dalam menurunnya fasa α, yaitu fasa δ menjadi 60,5% pada kisi struktur fasa α cenderung mengakibatkan 10% Mo dan 98,2% pada 15 % Mo, seperti terjadinya distorsi parameter kisi yang berakibat ditunjukkan pada Gambar 3. Persentase fasa δ yang menimbulkan medan tegangan disekitar atom yang semakin besar akan berdampak terhadap larut. Kondisi seperti ini semakin berpotensi peningkatan kekerasan karena kehadiran fasa kedua menghambat gerakan dislokasi yang mengarah tersebut berpotensi merintangi pergerakan dislokasi kepada pengua tan bahan.[8,10] Kekerasan U-2% Mo [8,9,10] . Pembentukan fasa kedua ini ditandai dengan relatif tinggi karena paduan uranium pada perubahan struktur butir yang sebagian besar telah konsentrasi ini relatif masih didominasi oleh struktur mengarah menjadi bentuk struktur butir dendrit, fasa α sekitar 90,4 %, seperti ditunjukkan pada seperti ditunjukkan pada Gambar 4c dan 4d. SemenGambar 2 dan struktur butirnya berbentuk equiaksial tara itu, struktur butir dendrit pada U-15% Mo relatif atau granular. Selain itu, endapan fasa kedua yang lebih kecil daripada butir dendrit pada U-10 % Mo, halus yang tumbuh di batas butir berkontribusi pula seperti ditunjukkan pada Gambar 4c. Kondisi struktur merintangi gerakan dislokasi., seperti ditunjukkan butir yang demikian ini me -mungkinkan memberi pada Gambar 4a. dampak terhadap peningkatan penguatan logam. Hal Gambar 1 memperlihatkan pula bahwa ke ini karena struktur butir yang lebih kecil relatif lebih kerasan U-Mo mengalami penurunan secara drastis banyak butir dan dengan demikian akan menjadi 178 HV pada konsentrasi 5% Mo. Permemperbanyak batas butir. Batas butir yang semakin ubahan kekerasan yang ekstrim ini dimungkinkan banyak akan semakin mem-perbesar peranannya karena persentase fasa α berselsatuan ortorombik terhadap penghambatan pergerakan dislokasi karena menurun hingga mencapai 71,3 % dan fasa δ batas butir merupakan rintangan terhadap gerakan berselsatuan tetragonal tumbuh menjadi sekitar 28,7 dislokasi.[10] %, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Kondisi ini Gambar 3 memperlihatkan persentase pemditandai dengan terjadinya perubahan bentuk bentukan fasa sebagai fungsi kandungan Mo dalam struktur butir yang mengarah ke bentuk dendrit, paduan uranium. Gambar 3a dan 3b masing-masing seperti ditunjukkan pada Gambar 4 b. Struktur butir menunjukkan bahwa persentase fasa α semakin fasa mengalami perubahan menjadi bentuk butir berkurang dan fasa δ semakin bertambah dalam Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 - 8 Agustus 2001

184

ISSN 0216 - 3128

paduan seiring dengan semakin meningkatnya kandungan Mo. Kondisi ini terjadi karena fasa γ yang bertransformasi membentuk fasa α semakin berkurang dan yang bertransformasi membentuk fasa


δ semakin bertambah. Peningkatan fasa δ ini dimungkinkan karena fasa γ yang bertransformasi menjadi fasa δ meningkat dengan semakin tingginya kandungan Mo.

Gambar 3. Pembentukan fasa α dan δ sebagai fungsi Mo dalam paduan.

Gambar 4. Mikrostruktur paduan U-Mo. a) kadar 2% Mo, b) kadar 5% Mo, c) 10% Mo dan d) 15% berat Mo.

Mikrostruktur paduan U-Mo dengan kadar 2% Mo, 5% Mo, 10% Mo dan 15% berat Mo diperlihatkan pada Gambar 4. Gambar 4a memper-lihatkan struktur butir fasa α yang memiliki butir relatif besar dan banyak berbentuk equaksial atau granular, sedangkan fasa δ relatif kecil dan sedikit berbentuk dendrit yang tampak mulai terbentuk pada batas butir. Pembentukan fasa δ diawali pada batas butir karena energi pada daerah batas butir relatif tinggi daripada di daerah butir, sehingga menyebabkan daerah batas butir menjadi lebih reaktif daripada di butir. Energi pada batas butir relatif tinggi karena

batas butir adalah daerah yang sangat tidak stabil dan batas butir merupakan daerah pertemuan kristalkristal atom dengan orientasi yang berbeda atau acak. Fasa δ berupa senyawa U2Mo yang terbentuk pada paduan uranium-molybdenum merupakan rejeksi dari larutan padat uranium bila kadar Mo yang terkandung dalam paduan tersebut melebihi kemampuan larut-padat fasa α. Gambar 4b memperlihatkan kecenderungan perubahan struktur butir fasa α dari bentuk equiaksial ke dendrit. Perubahan ini tidak hanya terjadi pada batas butir melainkan juga mulai terjadi



ISSN 0216 - 3128

pada daerah butir. Perubahan fasa dalam bentuk fasa δ ini diperkirakan berikisar 28,7 %, seperti ditunjukkan pada Gambar 3b. Mikrostruktur paduan U-Mo dengan kadar 5% berat Mo yang ditunjukkan pada Gambar 4b memperlihatkan pertumbuhan struktur butir fasa δ cenderung semakin meningkat dan relatif banyak dibandingkan dengan butir fasa δ pada kadar 2% berat Mo. Peningkatan pembentukan fasa δ ini terjadi karena jumlah kadar unsur Mo dalam paduan semakin meningkat. Sebagai akibat-nya unsur Mo yang bereaksi dengan U membentuk senyawa U2Mo menjadi semakin bertambah. Kondisi ini ditandai dengan pertumbuhan struktur butir fasa δ yang meluas dari daerah batas butir ke daerah butir, seperti diperlihatkan pada Gambar 4b. Mikrostruktur paduan U-Mo dengan kadar 10% berat Mo yang ditunjukkan pada Gambar 4c memperlihatkan bahwa struktur butir fasa α relatif berkurang karena bertransformasi membentuk fasa δ. Struktur butir fasa δ semakin meningkat dan membesar seperti tampak secara jelas dalam bentuk struktur butir dendrit pada Gambar 4c. Struktur butir fasa δ dalam bentuk dendrit tersebut relatif lebih dominan daripada fasa δ pada kadar 5% berat Mo. Hal ini karena kadar unsur pemadu yang terkandung dalam paduan uranium meningkat berkisar 10% berat Mo, sehingga kontribusinya terhadap pem-bentukan fasa δ menjadi lebih besar. Dengan demikian unsur U yang diikat oleh Mo membentuk fasa δ menjadi semakin meningkat dan relatif lebih tinggi daripada fasa δ pada mikrostruktur Gambar 4a dan 4b. Mikrostruktur paduan U-Mo dengan kadar 15% berat Mo yang tampak pada Gambar 4d me nunjukkan bahwa fasa α relatif sedikit dan fasa δ relatif semakin banyak dan struktur butirnya relatif lebih kecil daripada struktur butir fasa δ pada mikrostruktur 10% berat Mo. Penghalusan butir tersebut dimungkinkan karena dipacu oleh kadar Mo yang semakin tinggi yang berdampak terhadap peningkatan energi dalam paduan. Energi dalam paduan yang tinggi mendorong percepatan peng intian butir, sehingga butir dendrit yang terbentuk semakin banyak dan relatif kecil, seperti di-tunjukkan pada Gambar 4d. Struktur butir fasa δ dalam bentuk dendrit tersebut relatif lebih dominan pada mikrostruktur 15% berat Mo, seperti tampak pada Gambar 4d. Berdasarkan analisis fasa diper-kirakan pembentukan fasa δ dalam paduan men-capai sekitar 98,2 % pada kadar 15 % berat Mo, seperti ditunjukkan pada Gambar 3b.

KESIMPULAN Kekerasan U-2%Mo mencapai sekitar 585 HV relatif tinggi dibandingkan dengan kekerasan U5%Mo, U-10%Mo dan U-15%Mo. Kekerasan U-Mo

185

dengan konsentrasi 5%, 10%, dan 15% Mo, yaitu masing-masing berkisar 178 HV, 297 HV dan 363 HV. Kekerasan U-5%Mo, U-10%Mo dan U-15% Mo relatif lebih lunak dan ulet daripada U-2% Mo. Kondisi U-Mo yang bersifat lunak dan ulet ini akan menjadi kendala dalam proses fabrikasi ingot membentuk serbuk terutama dengan menggunakan ball-mill. Penggerusan ingot menjadi serbuk bahan bakar dengan ukuran tertentu hanya dapat dilakukan secara sempurna bila ingot relatif bersifat getas (britle). Mikrostruktur U-2% Mo relatif didominasi oleh struktur butir berbentuk equiaksial dan relatif sedikit butir dendrit yang mulai tumbuh pada batas butir. Mikrostruktur U-5%Mo berbentuk equiaksial atau granular dan terdapat butir dendrit yang cenderung mulai terbentuk pada daerah butir. Mikrostruktur U-10% Mo dan 15% Mo relatif didominasi oleh struktur butir berbentuk dendrit dan bentuk struktur butir dendrit pada 15% Mo cenderung semakin mengecil. Persentase pembentukan fasa δ (U2Mo) semakin meningkat seiring dengan semakin bertambah besar kadar Mo dalam paduan uranium hingga mencapai 98,2 % pada konsentrasi 15% berat Mo.

DAFTAR PUSTAKA 1. DAVID, G.H, United States Policy Initiatives in Promoting the RERTR Program, Proceedings, The 19 th International Meeting on Reduced Enrichment for Research and test Reactors, seoul, Korea, 1996, page 14. 2. SNELGROVE, J.L., et.al., Development of VeryHigh-density Fuels by the RERTR Program, Proceedings, The 19 th International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors, seoul, Korea, 1996, page 46. 3. Al HASA, M.H., Prospek Bahan Bakar Maju UMo Berdensitas Tinggi Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset, Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV, Jakarta, 1998, hal. 235. 4. TRAVELLI, A., Status and Progress of The RERTR Program, Proceedings, The 19 th International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors, seoul, Korea, 1996, page 4-8. 5. DAVIS, J.R., ASM Hanbook, Metals Hand-book, Properties and selection: Non Ferrous Alloys and Specials Purpose Materials, Vol.2, 10th Edition, ASM International, USA, 1992, page 574. 6. BENJAMIN, M.MA., Nuclear Reactor Mate-rial and Applications, VNR Company Inc, USA, 1983, page 133, 149.


ISSN 0216 - 3128

186

7. IVANOV, O.S., et al, Phase Diagrams of Ura-nium Alloys, Amerind Publishing Co.PVT. LTD, New Delhi, 1983. Page 61. 8. DIETER, G.E., Mechanical Metallurgy , 2nd Edition, McGraw-Hill, Newyork, 1981, page 210. 9. SMALMAN, R.E., Modern Physical Metal-lurgy, Butterworth & Co Ltd, 1985, page 405. 10. HONEYCOMBE, R.W.K., The Plastic Defor-mation of Metals, Edward Arnold Publisher Ltd, London, 1971, page 128, 144, 178.

TANYA JAWAB Edi Triyono − Dalam paduan U-Mo dalam bahan bakar, apakah ditujukan penambahan Mo sebagai material burnable poisson bahan bakar. Mohon penjelasan. − Bagaimana pengaruhnya terhadap daya kungkung produk fisinya. M. Husna Al Hasa − Penambahan unsur pemadu Mo terutama meningkatkan densitas bahan bakar U-Mo. Densitas yang relatif tinggi akan berdampak terhadap peningkatan tingkat muat uranium dan kandungan U235. Selain itu, unsur pemadu Mo akan berpengaruh terhadap perluasan fasa γ yang relatif stabil terhadap iradiasi. − Bahan bakar U-Mo dengan matsile Al secara dispersi relatif baik mengungkung produk fisi.

− Kenapa pada kondisi kekerasan tertinggi.


2%

Mo

mempunyai

− Dikatakan makin banyak fasa dan untuk kekerasan makin turun. Kenapa hal itu tidak berlaku pada persentase fasa yang antara 30 ~ 100 %? M. Husna Al Hasa − Kekerasan U-Mo pada 2% Mo relatif lebih tinggi karena paduan uranium mengalami penguatan lasut padat hingga mencapai sekitar 0,15% Mo ke dalam struktur fasa α dan paduan uranium pada konsentrasi ini relatif masih didominasi oleh struktur fasa α sekitar 90,4%. Selain itu partikel fasa kedua yang tumbuh di batas butir berkontribusi pula merintangi gerakan dislokasi. − Kekerasan U-Mo pada prosentase fasa di antara 30% - 100 % relatif meningkat karena pada kondisi ini prosentase fasa α semakin menurun seiring dengan meningkatnya fasa δ. Pening-katan prosentase fasa δ ini semakin memberi dampak terhadap peningkatan kekerasan dan struktur butirnya sebagian besar telah menjadi bentuk struktur butir dendrit yang relatif kecil/halus sehingga memperbanyak batas butir.

Kadarisman − Berapa komposisi U-Mo yang baik untuk bahan bakar? M. Husna Al Hasa − Komposisi paduan U-Mo yang sedang dikaji dan diteliti adalah antara 2 - 15 % Mo. Hasil penelitian menunjukkan bahwa paduan U-Mo yang relatif baik untuk bahan bakar adalah berkisar antara di atas 5% Mo dan di bawah 10% Mo terutama paduan U-Mo dengan 8% atau 10% Mo.

Budi Briyatmoko


KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK DAN MIKRO- STRUKTUR U-Mo SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

Recommend Documents