ISSN 0852-4777
PEMBUA TAN KOMPONEN 5TRUKTUR DAN PERAKIT AN ELEMEN BAKAR 5TANDAR REAKTOR KARTINI P3TM YOGYAKARTA Abdul Rojak ABSTRAK Untuk menghitung derajat bakar (burn-up) bahan bakar yang selama ini digunakan di Reaktor Kartini P3TM
Yogyakarta, dibutuhkan
sebuah elemen bakar standar. Untuk itu telah dilakukan
percobaan pembuatan elemen bakar standar jenis TRIGA dengan inti pelet UZrHx, berat uranium 10 gram dengan perkayaan 19,84% U-23S. Bentuk serta dimensi elemen bakar standar, sarna dengan elemen bakar reaktor P3TM. Percobaan yang telah dilakukan menggu.'7akan 2 jenis material yaitu paduan pembuatan
Aluminium
komponen
menggunakan
(AI 6061 dan AIMg$i1) dan $$-304. struktur
menggunakan
Langkah pekerjaan
sebagai
tutup alas, tutup bawah,
tutup bawah, sumbat, dan prisma penahan. $elain itu dibentuk grafit alas dan bawah
pengapit pelet. Dari percobaan
bakar standar terhadap
pengelasan
mesin las TIG, serta pengujian kebocoran hasil pengelasan dengan metoda bubble
test dan helium leak test. Komponen struktur terdiri daTi: kelongsong, sambungan
terdiri daTi
mesin bubut dan frais, degreasing,
sangat ditentukan
material
komponen
menunjukkan jejak las yang
diperoleh data bahwa keberhasilan pembuatan
oleh kualitas hasil las. Beberapa kali percobaan struktur
paduan
AI dengan
parameter
elemen
pengelasan
pengelasan
bervariasi
tidak homogen, sedangkan terhadap material $$-304 dengan besar
arus 20 A, f/Jtungsten 0,7 mm, dan laju alir argon 12,S limen, diperoleh jejak las yang homogen. Hasil helium leak test terhadap jejak las material komponen struktur paduan :41 terdeteksi adanya tingkat kebocoran yang cukup tinggi, sedangkan terhada,1J jejak las material $$-304 tingkat kebocoran 0,2 x 10-8cm31det pada tingkat kehampaan an tara 100 -30 millitorr.
diperoleh
PENDAHULUAN
terbentuk
Melalui
iradiasi
tersebut,
akan
banyak unsur hasil pembelahan Reaktor
di
P3TM
merupakan
reaktor jenis
TRIGA
pemanfaatannya
dikhususkan
untuk
Yogyakarta yang
Nuklir
Kartini
penelitian material.
Cs-137) yang memiliki aktivitas tinggi dalam kontribusi tersebut, lainnya
Selama ini Reaktor Kartini menggurlakan bahan
bakar produksi
Lama
penggunaan
General Atomic,
bahan
bakar
AS.
di dalam
inti (misalnya
radiasi photon. derajat
bakar
dapat
dihitung
elemen
bakar
standar
karena
pihak
P3TM
keberadaan
elemen
Berdasarkan dari
elemen
.Oleh
bakar
karena
sangat tidak
hasil itu
dibutuhkan
tahu
riwayat
bakar yang selama
ini
digunakan di reaktor Kartini[1J.
reaktor dibatasi oleh derajat bakar (burn-up) yang sudah ditentukan.
Untuk
memenuhi
kebutuhan
elemen
Untuk mengetahui derajat bakar dari bahan bakar P3TM yang sedang atau telah digunakan, dibutuhkan sebuah elemen bakar standar sebagai sumber pad a metoda pengukuran dengan pelarikan gamma. Elemen
baker stander tersebut, maka sejak tahun 1994 dirintis percobaan pembuatan elemen bakar standar jenis TRIGA dengan inti pelet UZrHx, berat uranium 10 gram dengan perkayaan 19,84% U-235. Bentuk serta dimensi elemen bakar standar sarna dengan
bakar standar
elemen bakar Reaktor Kartini P3TM.
tertentu
akan diiradiasi
sampai
berubah
menjadi
bahan U
bakar
selama waktu di dalamnya
pengkayaan
rendah.
Upaya
pembuatan dilakukan di dalam negeri dengan tujuan
untuk menghemat devisa negara dan
~-
URANIA No. 21& 22/Thn.Vl/Jqnuari-ApriI2000
15
)feel wn!leq ue)j6uepas 'leMe de4el ueJo~oqe)j !fn ue)jednJeUJ lsel elqqng .sel!p dmm enpe)j 4elales lsel )feel wn!leq uep lsel elqqnq m!eA eJe~ ~ ue6uep ue)jn)jel!p ueJo~oqe)j !fn
ueJo:>oqa)f!fn
'ue6oWO4 6uef. sel uenped 4elOJed!p ue)je ue)jdeJe4!p e66u!48S
'~nqesJe~ dn~n~ enpe)j
J!q!q ue6uep 6uos6uole)j 4e\oJed!p Je6e 'v Jeqwe~
\eqe~ ueewese)j eped ue){)jnfunl!p
!}Jedes Je)j6u1\ew Jnle ~enq!p dn~n~ enpe)j dn~n~ uesela6uad epo~ew ~Il.
eped
uep uesele6ued
!~ades
ewes
"se~e 6ueA
Je~eweJed ue6uap
sel u!sew ue>jeun66uew eAu6uos6uola>j ljeMeq
dn~n~
ue6unqweAued
eped
n~! U!eles
)jn~un
4es!dJe~
'uesele6ued ~enq!p
uep se~e dn~nl 'l jeqwe~
ue)j4epnwsw
ue4eued
ews!Jd
eped ue)j)jnfun~!p
!}Jedes ~nqeSJe~\;/E)1~1 Jepue~s Je)jeq uewele
'ue4eued
welep e>j ue>j>jnsew!p ljeMeq ~!JeJ6uep '~alad 'se~e ~!JeJ6 : ~run~-~nJn~eq eAu~n>j!Ja8
~nqnq u!sew ue)jeun66uew ~enq!p ~eqwns uep
"6uesed!p ljeMeq dn~n~ ue!pnwe>j '6uos6uole>j
Jn~)jnJ~s ueuodwo)j
depeljJe~
ews!Jd
~n~ue8 's!eJj u!sew e}Jes '4eMeq
dn~n~ ue6unqwes
'4eMeq dn~n~ 'se~e dn~n~ '6uos6uole)j : !Jep !J!pJe~ 6uef. Jn~)jnJ~S uauodwo)!
'Ienuew eJe:J8SJe~nd!p 6uef. !6eqw8d eled8)j n~ueq ~ele ue)jeun6!p lue~suo)j !~e)j8pU8W 6uef.
JnJ>jn.tJs ueuodwo>j
uesej86u8d )jeJ86 4810J8dW8W )jn~un uep 'e)jnqJ8~ 6uenJ !P ue)jn)jel!p UeSel86u8d
ua~scum Ja~awe!p
ww L'O =
UOCJeJ!le nfel
uaw/l g'Z~=
Dil.
set
u!saw
-
ueJenqwad
'SV '~IWO~V leJauaE> !Jep 4alOJadiP ~alad uep 6uos6uola'>j
snJe
'v' OZ =
: ~n)j!Jaq !eceqas ueselacuad Ja~aweJed uecuap
I!SeLl ueJo~oqa'>j 'Du!seaJDap
uB'>j6uepas
uelrn6uad
'~!JeJ6
xHJZn
~uesela6uad
e1Jas 'uesela6uad
ue>IP~uaqwad
'Jn~'>jnJ~s
uauodwo'>j ue~enqwad !~nd!laW Jepue~s Je'>jeq uawala !se'>j!JqeJ IJesaq s!Je6 eJe~as
ue)jeunccuaw
eAuCUOSC1JOla)j depe4Ja~ sel!p se~e dn~nl.
Vr~3)i V.l V.l
uesela6uad
'6ue~ueJed )je4!d !nfmes!p 6ueA 'e~ JeqweE) eped ue)j)jnfun}!p !1Jedes !S!AeJue)jn)jel!p e)jew
"muelJet m)!eM uep n4ns eped Jm)!nJts ueuodwo)! 4nJnles e)! eAuden Ue)!Sel!qwew uep UI/Al/lalO/l/alad Ue)!SeUeWew
ue6uep
dmnlJet
)!eq
welep
!P ue}!n)!el!p DU/SealDap sesoJd "eAUUee)! -nwJed 4nJnleS eped ledweuew 6UeA U!el
'uesele6ued ue4epnwe)j
l!se4 ueJo:->oqe)j!fn uep !se)j!JqeJ )jn}un
s!u)je~
4nJnles
ue6ue~ueH 'ouodJes 'ue~e8
ue6un)j6ulllP
11)!eJIP wnleqes
-uewew
o~nqnq
4eMeq
!tJedes ~nqeSJe~
u!sew
ue)feun66uew
!Jep )fn~ueq!p ~eled ~!de6ued ~!JeJ6 uep
se~e
ue6ueqw!1Jed
eAUepe ue6uep Jo~e)j!JqeJ )je4!d uelnsn se~e unweu '~ JeqweE) eped ue)j)jnfun~!p !1Jedes VlJl£d )je4!d 4elo ue)jde!s!p eAl:leMe eped Jepue~s Je)jeq uewele
UeJOtO)! nete )!eAU!W ues!del ue)!6uel!46uew )!mun DU/SealDap sesoJd !eue)!!p Jm)!nJts ueuodwo)!
6u!seaJ6aa O£JeqweE:) eped ue)f)fnfum!p ~!JeJ6 )fn~Ue8
~!JeJ6 )fOleq ue4eq !e6eqes
Je)jeq
epe 6iJa~ ~CJS e~8g \eld ue)j~ee~
ue5uep
ue)jn)jel!p
lnqeSJe\
U8W81e ue~enqwed
Jepue\s
ueeueS)jel8d
.vo£-ss uep (~!S61,'1JIV uep ~909 IV) w.n!u!wnIV uenped m!eA le!Ja~eW s!uaf ~ ue)jeun6 -6uaw ue)jn)jel!p 4ela~ 6ueA ueeqo:)Jad
~!JeJE:)
.ue1ee was
t!JeJ6 ue}fntuaqwad
uendwew8)j
ue)j1e)j6u!U8W sn6!le)j8s
.
Vl.1V'fv.<80J. WlfJ
)lVfO~
JUJ1.1V;Y .l°PfViJ~ .lVPUV1S'.lV'fv8 UiJWiJ/3 UV1J'tV.liJJuvp .lnPfn.llS' uiJuodwo){ uvlvnqWiJJ
'V
A. ROJAK
PembuatanKomponenStrukturdan PerakitanElemenBakarStandarReaktorKartini P3TM Yogyakarta
test hanya dilakukan
apabila dengan bubble
telah
diupayakan
pemilihan
param0ter
test tidak terdeteksi adanya kebocoran.
pengelasan yang tepat berdasarkan teori. Selain itu tarnpak cukup banyak lubang pori
Langkah helium leak test adalah sebagai berikut :
yang tersebar di sepanjang jejak pengelasan
1.
Udara
2.
dihampakan; , Helium diisikan ke dalamnya dan lubang isian
di dalam
segera
kemudian
elemen
ditutup
bakar standar
dengan
sambungan
sumbat,
tutup
bawah
diikatkencangkan Rangkaian tutup bawah, sumbat, dan sambungan tutup bawah
yang memperkuat kebocoran. Berdasarkan fabrikasi,
maka
dugaan
penyebab
pertimbangan atas
persetujuan pihak elemen bakar
usul
pemesan, standar
menggunakan komponen material SS~304.
teknis
fabrikator
dan
pembuatan dilanjutkan
struktur
dari jenis
3.
dapat dilihat pad a Gambar 5; Elemen bakar standar berisi
4.
dimasukkan ke dalam tabung uji; Tabung uji dihampakan;
pengamatan terhadap hasil pengelasan kedua tutup menggunakan bahan 58-304,
Skala tingkat kehampaan serta kebocoran
menampakkan
diamati.
yang
5.
helium
kukan
pengelasan
serta
pemasangan
sambungan
tutup
prism a penahan
bawah" dengan
pin penguncinya. Langkah
kebocoran
terakhir
yaitu
terhadap
uji
keseluruhan
ulang hasil
pengelasan dengan helium leak test.
dibuktikan
kebocoran dengan sebesar
bakar standar di~unakan bahan kelongsong AI
melalui
beberapa
percobaan
pengelasan
atau helium I"k t,.t, ttrdtt,kli yang cukup tinggi di luar dipersyaratkan.
pengamatan
Hal
helium
leak
test
kehampaan antara 100 -30 millitorr.
Menurut
ketentuan, tingkat kebocoran yang untuk perangkat nuklir seperti
diijinkan halnya
elemen bakar jenis TRIGA adalah ~ 4,8 x 10-8 cm3/det. pada tingkat kehampaan antara 100 -
elemen
data bakar
hasil
uji
standar
kebocoran yang telah
dibuat dianggap memenuhi syarat dikenai uji nuklir di dalam reaktor.
kali serta
Hal
kebOQOfln bates yang
terse but
paduan
las
kurang
diduga baik
mengingat kelongsong dengan komponen kedua tutupnya terdiri dari paduan AI yang berbeda.
AI.
pengujian
untuk
KESIMPULAN
pengujian kebocoran dengan bubble test den
homogenitas
paduan hasil
struktur lainnya
bahan AIMgSi1.
pengulangan
homogenitas
pencapaian tingkat kebocoran 0,2 x 10-8 cm3/det. pada tingkat
tersebut, Pad a awal percobaan pembuatan elemen
, Setelah
dari
menggunakan
Berdasarkan
komponen
dan
30 millitorr3].
HASIL DAN PEMBAHASAN
6061, sedangkan
las
lebih baik dibanding
tersebut Setelah hasil uji kebocoran memenuhi ketentuan yang dipersyaratkan, maka dila-
jejak
Dugaan visual
ini jejak
Oari percobaan pembuatan elemen bakar standar
jenis
TRIGA,
telah
diperoleh
hasil
yang memenuhi syarat dengan waktu p.n;trjlln kumulltif = 1 tlhun, 1.8ma waktu pengerjaan terse but diakibatkan adanya kebocoran
hasil pengelasan
dilakukan
pengerjaan
terutama untuk
ulang
sehingga (dari
perlu awal),
bahan struktur paduan AI.
berdasar
pede
Sampai saat ini belum ada alih teknologi
las
tidak
dalam pembuatan elemen bakar jenis TRIGA
yang
homogen, walaupun pad a setiap pengulangan
URAN1ANo. 21& 22/Thn.VI/Januari-ApriI2000
serta
belum
teisedia
sarana
dukung
yang
17
OOOZ I!JdV-!JenUer/l/\'U4lJU
!~U! ue4eleqwed
'SI ~Z'ON VINV~n
I!SeLl Jnsun
g~
){eAueq
){n~ueqJe~ ue){e '~nqesJe~ !se!peJ! !nI8IeV-J '4epUeJ ueeAe){6ued n
!pefuew
4eqnJeq
eAuwelep !p Je){eq ue4eq !edwes n~ue~e~ n~){eM eweles !se!peJ!!p ue){e 883 'ewwe6 Ue){!Jeled
ue6uep
ueJn){n6ued
.
Ue)jeUnDlp
euel.
epo~ew
eped Jepue~s Jeqwns !e6eqes ue){eun6!p ue){e 6ueA Je){eq uewele 4elepe 883
6ueqwea
i !U! ~ees DUOSDUOle)j ue4eq
ed'v'
oAO}JeH !peH
.
}jero~ InpQV
.~
8\1M\1r \1At-J\11 NV.L \18 .nO8.LZd Je)je8
(.,efiueweln!s6unl ede uep 883 ue6uap pns>\ew!p6uefi edv . owo~nJaH
18S!~ JOl)je8~
ue4e8 !6010U)j8.L 6uep!8
uep J!I)jnN eleUeJd leUo!s6un;:j
JelS leqe[8d
4elepe S,!nU8d "\eUJatul
'£ uawn>lOO
U8)j8lj8Sn!p U8)jV . 8AUJ81Uewo)jS818 lj!S8)j 8W!Je1
\enue~
.
'"66-0~
t:)npoJd
6u!Jm:)eJnue~..
anssl
UO!SS!;:!
'S~ISAHd
'9B6 ~ 4:).le~ pa6ue4:)
'£
)jero~ InpQV
3~S'v' Jepue~s !Jep u!)j6unw '~ede~6ueA sel Jnp -esoJd !Je:)!p eAU~n)j!Jequeeqo:)Jed )jn~un .
Jo
IO3L/\J
£
'17B6 ~ Jaqot:)o
'O~9-60-6669-~B60
~nn:)'v'/\
Sl:)nOO'dd
tsat-etJod..
>leal
'Jot:)atao
'..Ienue~
\enueL/\J
: N/d
a:)ueuetu!eL'"J IJOteJ~do 'NOISI/\IO
N'v'I'd'v'/\
l
'etJe>lefi60A L/\J.L£d 6uns6uel
ueouap
P!8 qns
'Je>le8 ue4e8
JetS 'ouo[pJes.
A'JI
!se>l!unwo)!
~
!se)j!~!sads !ensas de)j6ual 4!qal !ses!Ja~)jeJe)j!p I1IJad eAU~n)j!Jaqueeq -o~Jad )jn~un 'sel ueJo~oqa)j eped se~eq -as !ses!Ja~)jeJe)j ue6uap uenln4epuad ue -eqo~Jad ue)\ednJaw 4!seW !U! ueeqo~Jad .
(JetuaWO)f)
ofpJedns
'Z
V>iV1Snd
ednJeq
IUeJeS lap!
lnqeSJe~ ueefJe)fed ueeUeS)feled 6uefunuew )fn~un e6eue~ undnew
ueJe~Uele)f
enwes
epede)f
unsnAued uewele
'epe wnleq eAuuesele6ued JnpesoJd e6nf
etJes
epo~ew
)f!eq
4!Se)f
uen~ueq ew!Ja~
'~nqesJe~ V9IHJ. ue~enqwed
ue!>I!wep "ue>l~!e>l!p wnleq 'f0 4elesew n~! eueJe>l 4el0 '!enses 6ueA uesele6ued Je~eweJed
pns)jew ue6uep de~e~ UB)jn)jel!p
se~e )fe4!d
ue)fde'.)n6uew
s!uef Jepue1S Je>leq
eAU!eSeleS
ue6ueo
HIS'v'}t'v'WI~3.lN'v'd'v':>n
!Je:)-!Je:)uew
ue~enqwed ueeqo:)Jed 4!SeUJ !U! \ees )jn\Un .
'vo£-ss uep ~909-1'v' m!ef. we~ew Z epe ue)jeun6!p 6uef. UeljBg .
'/iJelOJ:J/lewolne ue)jeun66uew ueseja6ued
)jeJe6le\JeSIPsJepn edwe4 xoq 6u/PI")""wslep iP ue)jn)jel!p BAU)j!eq9s uesele6uvd '>I!eq 4!qel 6ueA l;se4 ue)j}edepufJw >\mun
NV~VS >tero~ Inpq'v' leUO!SU8i\Uo)j uep
~ef.uuesela6uad
JnpasoJd }enq!p snJe4 ef.utn[UeI8S 6uef. 'VO !eU8>j!pueSel86ued uee[Je6uedlje>jed'V .
Wlf<{
lenuew
eJe::>8S
eAuueSel86u6d Je)jeq
le4
Ue)jn)jel!p
welep
U8W818 ue~enqwad
4!sew
ew8inJ8i e65u148S
JepueiS '!epeW8W
){VfO~ V
!1I!l./V.¥ ./Ol:YV8?/./VPUVIS .//JJfVfJUiJ1UiJ/3UVI!'fvjiJc/ uvp ./1/1'fn./1SuiJuodwoJ/ uvlvnqlUiJc/
1J1.llryV,{2°J.
A. ROJAK
(misalnya
Pembuatan Kompanen Struktur don Perakitan Elemen Bakar Standar Reaktor Kartini P3TM Yogyakarta
CS-!37)
yang memiliki aktivitas
tinggi dalam kontribusi radiasi photon, Berdasarkan hasfl tersebut, derajat bakar dari bahan bakar P3TM yang sedang atau telah_digunakandapat
.-t; ,.""
dibitung,'
dilas
19
URANIA No. 21& 22/Thn.VI/Januari-ApriI2000
Gambar1 Rancanganawal ebs
Gambar1a Rancanganakhir ebs
1\.
I{UI/\K
f'embuatan .~ompollen oS'irukturdon Perakitall Elemell Bllkclr S't"I/dar f~eaktvr Kartmi P31:\1 li)g)'akarta
kelongsong
tutup atas
c
prisma
[D=:J sambungan
sumbat
tutup
tu~up bawah
bawah
Gambar 2 Komponen struktur
20
ebs TRIGA
URANIA No.21 & 22/Thn.VI/Januari-ApriI2000
A. ROJAK
Pernbuatan Kornponen Struktur dan Perakitan Elernen Bakar Standar Reaktor Kartini P3TM Yogya!f;arta
Gambar 3
Gambar 4
Grafit
BentuK daerah pengelasrln
~
tutup bawah
sumbat
L sambungan tutup bawah
Gambar 5 Rangkaiantutup bawah
URANIA No. 21& 22/Thn.VI/Januari-AoriI2000
21
Kembali ke Jurnal
