()
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Ju/i 1999
203
BukuII
PENGARUH TIJNGKAT MUAT URANIUM TERHADAP KONSTANTA PROSES REAKSI TERMIK SERBUK U3Si2-AI Aslina Br .Ginting, Wijaksana, Suparjo, Dian.A, Siti Amini P2TBDU-Batan.Serpon,g"Tangerang
ABSTRAK PENGARUH
TINGKAT
MUAT
URANIUM
TERHADAP
KONSTANTA
PROSES
REAKSI
TERMIK SERBUK U3Si2-AI. Serbuk U3Si~AI variasi tingkat muat uranium (TMU) 2,9; 3,6; 4,2 ; 4,8 dan 5,2 g/cm3 dianalisis entalpinya dengan menggunakan DTA pada suhu 3()1C hingga 170()1C dalam media gas Argon.
Serbuk U3Si~AI
variasi TMU
mengalami
termik tahap I terjadi pada suhu 6390C yang menunjukkan
tahap II terjadi pada suhz,! 65()1C yang menyatakan terjadinya U3Si2, sedangkan
reaksi termik dalam 3 (tiga) tahap. Reaksi
terjadinya
peleburan
matrik AI. Reaksi termik
interaksi lelehan matrik Al dengan serbuk
reaksi ttzhap III terjadi pada suhu 1372°C yang menyatakan
terjadinya
reaksi peleburan
senyawa UAIx dan pembf~ntukan senyawa USi. Panas peleburan matrik Al dan panas interaksi Ielehan matrik Al dengan U3Si2 bertambah kedl dengan naiknya TMU tetapi panas peleburan senyawa UAIx bertambah besar dengan naiknya kepada panas kaitannya
reaksi (Entalpi
dengan kinetiktl
TMU. LiH
Hal ini menunjukkan
=Vg)
reaksi khususnya
serbuk
U3Si~AI.
bahwa kenaikan TMU Panas reaksi
sangat berpengaruh
(LiH=JIg)
juga
konstanta proses reaksi (k/A) sehingga diduga
sangat
frat
bahwa TMU
juga berpengaruh kepada konstanta proses reaksi termik tersebut. Maka dalam penelitian ini dilakukan suatu analisis korelasi persamaan antara entalpi (LiH = Jig) dengan TMU Berta korelasi persamaan konstanta
proses reaksi te1wik (k/A) dengan TMU.
proses reaksi termik
(k/A) pada serbuk U3Si~AI
TMU.
Data korelasi TMU
untuk
menunjang
Dari analisis persamaan tersebut diperoleh cendrung
stabil dan tidak
dengan konstanta proses reaksi termik
berubah dengan
(k/A) serbuk U3Si~AI
konstanta naiknya
sangat berperan
keselamatan operasi reaktor.
ABSTRACT mE EFFECTSOF URANIUM LOADlNG ON 1HERMIC REACTION PROCESS CONSTANT OF U3Si2-AIPOWDER. Theanalysisof uranium loadingof2.9; 3.6 -4.2 -4.8 and 5.2 g/cm3influence on thermalreactionhas beencarriedout using differentialthermalanalysis (DTA) in temperaturerange of 3()oCto 170()OC. The result showedthat therewere three stepsof processT which occuredat 633°C, 65()oCand 1372oCrespectively.The enthapyof each processwas affectedby the uranium loading variation. Basedon thosefacts and the closecorrelation betweenthe enthalpy of the processand the kinetic processcan be representedby processconstant(k/A). It was hipothisedthat thevariation of the uranium loading may affi!ct the thermic reaction processconstantof eachstep process.Basedon the hypothesis,the analysisof processconstantcan becarried out. The result showedthat the variation of uranium loadingdid not aJfectthe thermicreactionprocessconstant
PENDAHULUAN D
alam elemen
usaha bakar
meningkatkarl serta
effisiensi
mengurangi
ekonomi
penggantian
elemen bakar (refueling) maka perlu dibuat suatu bahan bakar dengan tingkat IIJluaturanium (TMU) yang tinggi. Serbuk U3Si2-AI salah satu bahan bakar yang mempunyai densitas ting!~i sekitar 12,2 g/cm3 sehingga dapat dimuati dengan Uranium -235 hingga TMU 5,2 g/cm3. Elemen bakar dengan TMU tinggi akan memberikan waktu tinggal (life time) elemen bakar tersebut di dalarn teras reaktor akan lebih lama sehingga effisien:~i ekonomi elemen
Aslina Br. Ginting, dkk
bakar lebih tinggi. BA TAN khususnya PEBN sedangberupayamengembangkan bahanbakarjenis silida sebagaipenggantibahanbakar lama U3Os-AI. Untuk maksud tersebut perlu pemahaman yang mendalam tentang karakteristik bahan untuk menunjangprosespembuatandalam pabrikasi serta penomena yang terjadi di dalarnnya untuk mengetahuiunjuk kerja elemenbakarjenis U3Siz-AI tersebutdi dalamreaktor.Karakterbahanyang perlu diketahuidaTibahanbakar U3Siz-AIdenganvariasi TMU adalahmencakupsifat fisik, sifat kimia, sifat metallurgidan sifatneutroniknya. Dari beberapa literallirfl.z.3] beberapa peneliti telah melakukan penelitian karakteristik
Teknologi Proses
ISSN0216-3128
~
Prosiding Perremuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juli 1999
Buku II
204
tennal elemen bakar U3Si2-AI dimana bahan tersebut sangat stabil terhadap panas hingga suhu 600°C tetapi diatas 600°C terjiadi reaksi tennik daD pembentukan rase baru U(A.I,Si)3 daD UAlx yang dapat dianalisis dengan SEM-]~DS daD diidentiflkasi dengan XRD. Disamping U3Si2-AI mempunyai kestabilan tennal yang ting:gi juga mempunyai konduktivitas panas yang baik dibanding elemen bakar lama U3Os-AI. Dari literatur sudah banyak ditemui tetapi belurn diketahui secara keseluruhan karakteristik tennal dari serbuk U3Si2-AI, sehingga dipandang perlu untuk melakukan penelitian karakteristik tennallebih Ianjut. Penelitian karakterasi tennal yang telah dilakukan tahun lalu [1,3]meru:akup kapasitas panas
penelitianterdahuluyang menyatakanbahwapanas reaksi(Entalpi = Jig) sangatdipengaruhioleh TMU, maka dapat dibuat suatuhipotesa bahwa kenaikan TMU diduga akan mempengaruhiharga konstanta reaksiprosesreaksi (k/A) yang dialami oleh serbuk U3Si2-AI. Konstantaproses reaksi tennik (k/A) ini diharapkan dapat sebagai masukan kepada keselamatanoperasireakrtorjika terjadi kecelakaan didalampengoperasian reaktor.
(Cp=J/gOC), konduktivitas parras (k =W/cmOC) daD Entalpi (l1H=J/g) dari serbuk U3Si2-AI dengan variasi TMU 2.9; 3.6; 4.2;4.8 ,dan5.2 g/cm3 sebagai bahan baku pembuatan daging (meat) elemen bakar. Hasil analisis entalpi (l1H=,J/g) yang dilakukan dengan alat DTA (Differenth71 Thermal Analysis) pada suhu 30°C hingga 1700°C dengan kecepatan pemanasan daD pendinginan I :5°C/mendalam media gas Argon diperoleh bahwa serbuk U3Si2-AI dengan TMU 2.9 ; 3.6; 4.2; 4.8 daD 5,2 g/cm3 mengalami reaksi terrnik pada suhu 639°C, 650°C, 900°C daD 1400°C seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Suhu reaksi tennik tidak dipengaruhi oleh TMU tetapi panas reaksi (Entalpi ='J/g) serbuk U3Si2-AI yang diperoleh sangat dipenga]~hi oleh TMU.
Dalam penentuanpanas reaksi (L\H = Jig) dengan DTA'92 disiapkan dua buah krusibel alumina yang digunakan sebagaiwadah cuplikan serbukU3Si2-AIvariasi TMU 2,9; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 clan 5,2 glcm3clansebagaipembanding(blank). Serbuk bahan bakar U3Si2-AI dengan berat 70 mg dimasukkanke dalam krusibel, kemudian kedua cawan tersebut dimasukkkan ke dalam tungku pemanas TG-DTA'92 clan di vakumkan sampai tekanan10-1mbar. Sete1ahtercapai kondisi vakum 10-1mbar, tungku pemanasTG -DTA dia1iri gas Argon 99,99%dengantekanan2,5 mbar. Penentuan panasreaksidilakukandengankondisi operasipada suhu 30°C hingga 1700°C dengan kecepatan
I
BeTWMIF1'.: t£TRFTU
~lpkSl~~I~1.
[~~f5~~~ 1~~~~~ rl-l£AT how1.lc;.o;) T--'-'I
CARA
KERJA
Penentuan
TN16.l.~-1'7Ki~/.ln
..IHI ~~~_I~~ ...I
Entalpi
(ilH
=J Ig)
-~. ~II: ~:~I~
1181a: GO.G1-a AtE
-~~~~ .~-"r
~roon
1
J. !:)(a
: 40-r
.t.
30
~ I
J
20
i.
10
~
c"
~"'-_.:~=~~.::~~~~: 1\&1\ -30
"'
,.
.."
--
-10
!
L-:~~~_--~o
!l1~O e~o 7~O 00,0 ~~O
1000
1100
\?OO
\.'100
14DO
Tr:MI'E~'Tune (C) lfi~O 16~O 1700
I. I
Gambar1. TermogranDTA Serbuk U3Si2-AI pemanasan15°C/mendan kecepatanpendinginan Berdasarkan persama.mArcheniusL4J,panas 15°C/men.Dari basil analisisdenganDTA ini akan reaksi daD suhu reaksi berkaitan erat dengan diketahui suhu reaksi dan panas reaksi termik kinetika proses reaksi yang besarnya dinyatakan dengan konstanta proses. Berclasarkan basil analisis
ISSN0216-3128
Teknologi Proses
Aslina Br. Ginting, dkk
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 --15 Juti 1999
Buku II
(Entalpi) yang dialami serbuk U3Si2-AI dengan variasi TMU Penentuan KonstaD;ta Reaksi Termik
Proses
Dari entalpi yang diperoleh pada suhu reaksi tennik tertentu dapat dibuat suatu korelasi berupa graflk antara TMU (g.lcm3)sebagaiabsis daD Entalpi (LlH=J/g) reaksi termik sebagai ordinat. Sedangkan dalam menentukan korelasi entalpi, TMU dengan k (konstanta proses reaksi tennik) digunakan rumus Archenius[4.1:k = A e-AHlRT dimana k = konstanta proses, A = konstanta Archenius yang tergantung kepada karakteristik bahan, AH = entalpi, R = konstanta gas, daD T = suhu terjadinya reaksi tennik
HASIL Penentuan
DAN BAH.A,SAN Entalpi
(ilH
= JIg)
Pengukuran panas reaksi (ilH = Jig) dilakukan terhadap serbuk U:;Si2-AI dengan variasi TMU 2,9; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 dan 5,2 g/cm3 dengan TGDTA '92, pada kondisi operasi 30°C hingga I700°C dengan kecepatan pemanasan ISoC/men dan dalam media gas Argon. Dari analisis entalpi dengan DT A diperoleh suatu termogram yang menyatakan besarnya entalpi dan suhu terjadinya reaksi termik yang dialami oleh serbuk U3Si2-AI variasi TMU seperti yang ditunjukkan pada Gambar I dan Tabel I. Serbuk U3Si2-AI mengalanli reaksi termal pada suhu 639°C yang ditunjukkan oleh puncak endotermik yang menyatakan terjadinya peristiwa peleburan matrik Al yang diikuti oleh suatu puncak eksotermikl yang menyatakan terjadinya peristiwa reaksi matriks Al dengan U3Si2 membentuk senyawa U(AI,Si)x[2,s.6].Reaksi termal pada puncak eksotermik yang berdekataln dengan puncak endotermik, terjadi karena adanya interaksi lelehan
Aslina Hr. Ginting, dkk
205
AI secara cepat dengan serbuk UJSi2. Pengikatan tersebut terjadi sangat cepat karena serbuk UJSi2 mempunyai kontak antar muka dengan gaya gerak yang lebih besar sehingga ikatan intermetalik lelehan Al dengan UJSi2 terjadi secara sirnultan dengan reaksi peleburan matriks AI. Jumlah panas yang diserap daD yang dilepaskan dalam peristiwa endoterrnik daDperistiwa eksotermik ini makin kecil dengan naiknya TMU. Hal ini disebabkan oleh kandungan Al di dalam bahan bakar tersebut bertambah kecil dengan naiknya TMU, seperti ditunjukkan dalam Tabel I. Pacta suhu pemanasan 900°C terjadi perubahan base line yang ditunjukkan dengan adanya perubahan aliran panas yang terjadinya perubahanrasa a- UJSi2menjadi y-UJSi[2.J.4]. Pacta suhu 1372°C diperoleh suatu puncak endoterrnik dengan luasan puncak (besarnya entalpi) bertambah besar dengan naiknya TMU. Terbentukya puncak endotermik pacta suhu 1372°C menunjukkan terjadinya peleburan senyawa V-AI daD pembentukan senyawa U-Si dari senyawa U{AI,Si)J[I.4.6]denganjumlah panas yang dibutuhkan bertambah besar dengan bertambahnya TMU. Peningkatan panas reaksi (AH =J/g) yang dibutuhkan untuk melakukan peristiwa peleburan UAI daD pembentukan senyawa U-Si dari U{AI,Si)J menunjukkan bahwa semakin tinggi TMU semakin banyak uranium bereaksi dengan matriks AI membentuk senyawa UAIJ daD USiJ[J,S.6].Adanya senyawa U{AI,Si)J daD UAlx sebagai basil reaksi termik tersebut telah dibuktikan dengan XRD pacta penelitian terdahulu [1,4,5].
Penentuan Konstanta Termik (k)
Reaksi
Serbuk U3Si2-AI dengan variasi TMU 2,9 ; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 daD 5,2 g/cm3 mengalami reaksi termik dengan 3 (tiga) tahap yaitu [1,2,5,6] : a. A~5)+U3Si2 k1T=639°C~ A~)+U3Si2 11H1(Jig)
Teknologi Proses
ISSN 0216-3128
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juli 1999
BukuII
206
k2T=650.C
b. A~I)+U3Si2 c. U(AI,Si)
.~
.U (AI,Si)3
fiR2 (Jig)
k3T=137'l'C~ UAlx+USi
fiR3 (Jig)
Dari basil analisis Ilntalpi dengan DT A dapat dibuat suatu korelasi "ariasi TMU dengan Entalpi reaksi tennik seperti y,ang ditunjukkan pada Gambar 2, 3 daD4. Sedangkan dari penomena reaksi tennik yang terjadi diatas dapat dibuat suatu korelasi TMU dengan kon~itanta proses reaksi tennik (k) seperti yang ditunjuJckanpada Gambar 5.
Y = -157 Ln (X) + 278.17
t~
:e;
(1)
Dimana Y = fungsi (AH= Panas peleburan matrik AI) clan X = fungsi (TMU) sehingga dapat ditulis
..
::!. tOO
;~
Dari Gambar 2 diperoleh hubungan Entalpi peleburan matrik Al dengan variasi TMU U3Siz-AI 2,9 ; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 clan 5,2 g/cm3. Hubungan tersebut menununjukkan bahwa entalpi reaksi peleburan matrik Al bertambah kecil dengan naiknya TMU. Hal ini disebabkan kandungan matrik Al berkurang didalam daging elemen bakar dengan naiknya TMU. Besarnya korelasi panas peleburan matrik Al dengan TMU 2,9 hingga 5,2 g/cm3 ditunjukkan dengan persamaan korelasi sebagai basil pengukuran (Experiment) sbb:
7~
Llli = -157 Ln (TMU) + 278.17
~ ~ ~ a.
(2)
Sedangkan hubungan panas reaksi peleburan matrik Al (AH = entalpi) dengan
"CC
~ ~ 2,2
2,J
3,6
~!I
5
konstanta proses reaksi termik (ku dapat diturunkan daTipersamaanArchenius (secara teoritis) clan dapat ditulis seperti dibawah ini :
S,T
1M) UlSi2-AI !!I.I:m3J
Gambar2. Hubungan TMU U3SirAI Entalpi Peleburanl'vfatrikAl
dengan
K = Ae-MJ/RT k/A = e-MJ/RT
Ln k/ A = -Llli/RT
(3)
Pacta reaksi termik tahap I untuk entalpi yang sarna, panas peleburan matrik Al hasil pengukuran sebagai fungsi TMU, maka pers (2) dapat di subsitusikan dengan pers (3) sebagai persamaan secara teoritis, sehingga dari kedua persarnaan tersebut dapat ditulis :
Lnk/ = -(-157,65Ln(TMU)+ 278,17 7A RT
kl/A = e 157.65 Ln(fMU)/RT-278.17/RT 2)
2~
TJJ4~-A~bm~
5
57
Gambar3. Hubungan TMU U3SirAI dengan Entalpi Interaksoi Matrik Al dengan SerbukU3Si].
Penentuan Lelehan
Konstanta
Matrik
Interaksi
Al dengan
UaSi2
Dari analisis hubungan entalpi interaksi lelehan matrik Al dengan partikel U3Siz dapat dibuat suatu grafIk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Dari grafIk tersebut diperoleh persamaan hubungan Entalpi interaksi matrik Al dengan variasi TMU sbb: y = -87.1 Ln(X) + 263.07 dimana Y adalah fungsi Entalpi Interaksi matrik Al dengan U3Siz(m= Jig) dan X adalah fungsi TMU (glcm3), sehingga persamaan diatas dapat ditulis sbb : AH = -87.1 Ln (fMU)
~
49
3.6
4,3
5
TYJ~G~
Gambar4. Hubungan TMU
U3Si}-AI dengan
+ 263.07
(4)
Dari persamaan Archenius diperoleh korelasi konstanta proses reaksi termik (kz) dengan Entalpi interaksi matrik Al dengan U3Siz (m =J/g) yang dapat ditulis sbb:
Entalpi Peleburan ,UAlx ISSN 0216-3128
Teknologi Proses
Aslina Hr. Ginting, dkk
If
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Ju/i 1999
Buku II
k = A e -"H/RT
!,!
(5)
k/ A = e .AH/RT
207
.RsksiPeWm.n :00:'
MabikAI
61,as In k/ A = -Llli/RT
(6)
Pada reaksi tennik ltahap II untuk entalpi yang sarna, panas interaksi matrik Al dengan U3Si2 sebagai fungsi TMU sehirlgga refS (4) dapat disusbsitusi dengan pers (6) dan dapat ditulis seperti dibawah ini: L\H = -87.1 Ln (TMU) + 263.07 In k/A = -6H/RT
.~~
;
£
AI~ U:f;j2 RsksiPeWm.n
1
~
TTA"'~.~.:#~===:::=:::~-
~
a 0.95.
~
Q,9 2,2 I
2,9
3,6
4,3
ThnJ tml7rAl
Lnk/
7A
= -{-87,1Ln(TMU)+~
Peleburan
Proses
1(JAlx
Dari analisis hubung;an entalpi peleburan senyawa UAlx dengan TMU' dapat dibuat suatu grafik seperti yang ditunjill;an pada Garnbar 4. Dari grafik tersebut diperoleh persarnaan hubungan Entalpi peleburan senyawa UAlx dengan variasi TMU sbb: Y = 207.84 Ln(X) + 54.658 diJnanaY adalah fungsi Entalpi peleburan senyawa UJ\lx (tJ.H= Jfg) dan X adalah fungsi TMU (g/cm3), sehingga persarnaan diatas dapat ditulis sbb : Illi
= 207.84 Ln (fMU) + 54.658
(7)
Dari persarnaan Archenius diperoleh korelasi konstanta proses reaksi peleburan senyawa UAIx (k3) dengan MI (EntaIpi) yang dapat ditulis sbb: k = A e-AH/RT k/ A = e-AH/RT In k3/ A = -AH/RT
(8) (9)
Pada reaksi termik ta1:lapIII untuk entalpi yang sarna, panas peleburan senyawa UAIx sebagai fungsi TMU maka peTs (8) dapat disubsitusikan dengan peTS(9) sehingga dapat ditulis sbb: Illi = 207.84 In (fMU) In k/ A = -1lli/RT
+ 54.658
Sehingga kedua persarnaandapat ditulis sbb: Lnk/
7A
(p:ni3)
Tabel2. HubunganTMU denganKonstantaProses ReaksiTennik (k/A)
Konstanta
Senyawa
5,7
Gambar5. Hubungan TMU U3SirAI dengan KonstantaProsesReaksiTermik
RT
k2/A = e87.1 Ln(TMU) /RT-263.07 /JR.T
Penentuan
5
TMU
Suhu
(k1/A) Suhu
(k2lA) I Suhu I (k3.lA)
1(!Jjcm3) (T1OC) (T2OC) 2,9 633,4 0,9854 661.94 0,9783 3,6 634,10 0,9901 661.63 0,9816 4,2 633,70 0,9931 652.47 0,9822 4,8 633,700,9954 650,77 0,9836 5,2 635,77 0,9915 651,53 0,9846
(T3OC)1348.43 0.9801 1350.43 0.9765 1372,27 0.9742 1349,57 0.9721 1347,23 0.9707
kz = Konstanta Proses Peleburan matrik Al k2 = Konstanta Prosesinteraksi Lelehan matrik Al dengan U3Si2 k3 = Konstanta ProsesPeleburan Senyawa UAIx
Dari Garnbar 5 tersebut diperoleh bahwa konstanta proses reaksi peleburan matrik Al (k)/A), konstanta proses interaksi Ielehan matrik Al dengan serbuk U3Si2(k2/A) clan konstanta proses peleburan senyawa UAlx (k3/A) tidak mengalarni perubahan dengan naiknya TMU. Kestabilan konstanta proses reaksi termik U3Si2-AI terhadap TMU didukung oleh perhitungan stastistik melalui ANOV A yang menyatakan bahwa hipotesa awal yang menyatakan adanya pengaruh T~ terhadap konstanta proses reaksi termik (k/A) tidak dapat diterima karena (nilai Flreallnent = 2,23 « Ftabel4,46 ). Hal ini menunjukkan bahwa serbuk U3Si2 -AI dengan variasi TMU 2,9 ; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 clan 5,2 g/cm3 tidak mempengaruhi besar terjadinya reaksi termik.
KESIMPULAN
= -(-207,84Ln(TMU)'~
RT
Serbuk U3Si2-AI dengan variasi TMU 2,9 ; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 daD 5,2 g/cm3 sangat mempengaruhi panas reaksi termik (Entalpi = Jig, tetapi perubahan
k3fA = e-207.84 In(TMU)/RT-S4,6S8/llT Hubungan konstanta proses peleburan matrik Al (kl fA), konstanta proses interaksi lelehan matrik Al dengan serbuk U3Si2Ok:2 fA) daDkonstanta proses reaksi peleburan senyawa UAlx (k3 fA) sebagai fungsi variasi TMU dapat dilihat pada Garnbar 5 daD Tabel 2.
Aslina Hr. Ginting, dkk
TMU
U3Si2-AI diatas tidak
memberi pengaruh
terhadap konstanta proses reaksi termik (k/A). Serbuk U3Si2-AI dengan TMU 2,9 ; 3,6 ; 4,2 ; 4,8 daD 5,2 g/cm3 mempunyai konstanta proses (k/A) yang cukup stabil. Besarnya panas reaksi termik yang dialami oleh serbuk U3Si2-AI pada suhu
TeknoIogi Proses
ISSN0216-3128
BukuII
208
639°C,650°C dan 1372°Ctidak berpengaruhkepada konstanta proses reaksi tennik., tetapi untuk membuat elemenbakar jenis silisida tingkat muat uranium yang lebih tinggi dari 5,2 g/cm3 masih perlu dilakukan penelitian konstantaproses reaksi (k/A) lebih lanjut. Data panasreaksi(All = Jig) dan konstanta prosesreaksitennik (k/A) senIukU3Siz-AIini dapat digunakan oleh reaktor untuk menunjang keselamatanoperasi reaktor dan kepada pabrikan elemenbakar reaktor riset untuk membuatelemen bakarjenis silisida denganTr.1U yang lebih tinggi dari 5,2 g/cm3.
DARTAR
ProsidingPertemuandan PresentasiIlmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta14-15Juli 1999
PUSTAK.A.
TANYA JAWAB Meniek Rachmawati };- Apa pengaruh harga konstanta Proses Reaksi Termik serbuk U3Si2-Al terhadap unjuk kerja bahan bakar di reaktor? };- Apa kelebihan bahan bakar U3Si2-Al dengan U3Og-Al selain dari angka muatannya yang tinggi?
Aslina ~ Pengaruh harga konstanta proses reaksi termik terhadapunjuk kerja tidak ada. Hal ini terbukti dari hasil ANOVA, tetapi TMU hanyamempengaruhi entalpi reaksi. ~ Kelebihan U3Si2-AI dibanding U3Oa-AI adalah U~&-AI mempunyaip = 12,5 yp/xotl sedangkanp U3Oa-AI= 2,7 gr/cm3.Dengan p tinggi ini dapat dimuati dengan U-235 yang lebih besar,sehinggarefueling bahan bakar lebih lama dan efisiensi ekonomi bahanbakarjadi lebih tinggi.
I. A.BR.GINTING,"Pengarull Pemanasan Terhadap Karakteristil: Termal dan Mikrostruktur Elemen Bakar U3Si2-AI.", Proseding Sains Dan Teknologi Nuklir Peningkatan Keselamatall Reaktor TRlGA MARK II Bandung,Bandung19-20Maret1997. 2. J.L. SNELGROVE, F~.F. DOMAGALA, Damunir G.L.HOFMAN, T.C. WINCEK, G.L. };- Reaksi antara U3Si2-Al dalam susunan gas COPELAND, R.W. HOBBS and R.L. SENN, "
3.
4.
5.
6.
The Use of U3SizDispers:edAl in Plate Type Elements for Researchand Test Reaktor ", ANL/RERTR/fM-II, 1987. J. SAITO, Y.KOMORI, F. SAKURAI and H. ANDO, "Measurementof'rhermal Conductivity of Uranium Silicide Aluminium Dispersion Fuel", Departement of JMTR Project Orai Research Establishment, JAERI, Orai-machi, Higashiibaraki-gun,Ibaraki -ken, (1991) KAZUAKI Y ANAGISAWA, "Post- Pulse Metallographic Examinations of Low-Enriched Uranium Silicide Plate -type Miniature Fuel", Department of Fuel safely Research,JAERI, Tokai -mura,Naka -gun, Tharaki-ken,1991. P.TOFT, A. JENSIN, ":Differential Thermal Analysis and Metalograp,hic Examination of U3Si2Powder, U3Si2/AI(:38 w/o) Miniplates", IAEA-TECDOC 643 (4) P 15-122,1985 R.F. DOMAGALA., T.IC. WINCEK., J.L. SNELGROVE.,M.I.HOM~., R.R.HEINRICH., "DT A Study of U3Si2-Al Reactions", IAEA TECDOC-643(3),1992
ISSN0216-3128
argon, kenapa timbul reaksi membentuk senyawa U-(Al-Si)3 yang spesifIk? Apakah reaksi dapat sempurna dan tingkat reaksinya bagaimana?
Aslina ~ Reaksi U3S&dengan Al dilakukan dalam media Argon untuk menghindaripengaruh gas lain terhadapbahanbakar tersebut(gas Argon adalah Inert). Pembentukansenyawa U(AI,Si)3 adalah merupakan reaksi difusi antara matrik Al yang meleleh pada suhu 63goC.lelehan matrik Al tersebutmasukke dalamserbuk U3Si2pada suhu650"C. Al +US . Al (s)+U '(" JU12' kIT=639°C ~ (I) 3 12
Teknologi Proses
AI(l)+U3S&
k2T=650°C
~ U (AI,Si)3
Aslina Br. Ginting, dkk
