Masrukan .
Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBBN), BATAN Kawasan Puspiptek-Tangerang Selatan 15314, Banten

Published : 5 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 5 Documents
Search

KARAKTER TERMAL SERBUK U-6Zr DAN U-10Zr SEBAGAI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET Masrukan .; Yanlianastuti .; Sutri Indaryati
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 20, No 3 (2014): Oktober 2014
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (189.33 KB) | DOI: 10.17146/urania.2014.20.3.2389

Abstract

ABSTRAK KARAKTER TERMAL SERBUK U-6Zr DAN U-10Zr SEBAGAI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET. Telah dilakukan percobaan untuk mengetahui karakter termal serbuk U-Zr menggunakan DTA dan DSC. Serbuk U-Zr dibuat melalui proses hidriding- dehidriding dengan variasi Zr sebesar 6% dan 10%. Tujuan dari penelitian ini untuk mempelajari karakter termal dari serbuk U-6Zr dan U-10Zr seperti entalpi, temperatur lebur, reaksi kimia, dan kapasitas panas. Pengukuran entalpi dan temperatur lebur dilakukan dengan menggunakan Differential Thermal Analysis (DTA) pada temperatur 30-1000 C pada laju pemanasan 10 C/menit dalam media gas argon sedangkan pengukuran kapasitas panas dilakukan dengan menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) pada temperatur antara 30 hingga 450 C. Hasil pengukuran sifat termal dengan DTA menunjukkan bahwa serbuk U-6Zr mengalami perubahan fasa melalui enam tahapan, sedangkan serbuk U-10Zr mengalami perubahan fasa melalui empat tahapan. Sementara itu, dari pengujian menggunakan DSC diperoleh hasil untuk serbuk U-6Zr mempunyai kapasitas panas sebesar 0,09 sampai dengan 0,21 J/g C, sedangkan untuk serbuk U-10Zr mempunyai kapasitas panas 0,08 J/g K hingga 0,14 J/g.K dimana keduanya diamati pada temperatur antara 35 hingga 95 C (pengukuran maksimum hingga 1000 C). Dari percobaan yang dilakukan disimpulkan bahwa paduan U-6Zr mempunyai sifat termal yang lebih baik dibandingkan paduan U-10Zr.  Kata kunci: karakter termal, serbuk U-Zr, DTA, DSC.  ABSTRACT THERMAL CHARACTERISTICS OF POWDER U-6Zr AND U-10Zr AS A RESEARCH REACTOR FUEL. It have been conducted an experiment to determine the characteristics of thermal of the U-Zr powder by using DTA and DSC. The U-Zr powder was made through a process hidriding-dehidriding with Zr content of 6% and 10%. The purpose of this research wis to study the thermal properties of U-6Zr and U-10Zr powder such as enthalpy, melting temperature, chemical reactions, and heat capacity. The U-Zr powder is made through a process hidriding- dehidriding with Zr content of 6% and 10%. Enthalpy and melting temperature measurements carried out using DTA at temperatures of 30-1000 C at a heating rate10 C/menit in the media argon gas, while the measurements heat capacity by using Differential scanning calorimetry (DSC) at a temperature between 30 C until 450 C. The test results with the DTA showed that U- 6Zr powder experiencing a change of phases through of six steps, while for U-10Zr powders change of phases through of four steps. Meanwhile, from the test by using the DSC equipment was found that result for U-6Zr powder has a heat capacity of 0.09 up to 0.21 J/ gC, and for the U-10Zr powder has heat capacity of 0,08 J/g. C hingga 0,14 J/g C, where both powder were observed at temperature between 35 C up to 95 C (maximum testing until 1000 C). From the experiments conducted it can be concluded that the U-6Zr powder has better thermal properties than the U-10Zr powder.      
KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA PERLAKUAN PANAS Masrukan .; Tri Yulianto; Erilia Yusnitha
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 16, No 4 (2010): Oktober 2010
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (1260.758 KB) | DOI: 10.17146/urania.2010.16.4.2419

Abstract

ABSTRAK KARAKTERISTIK  SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR PADUAN UZrNb PASCA   PERLAKUAN PANAS. Telah dilakukan percobaan   untuk mengetahui karakteristik sifat mekanik dan mikrostrukutur yang terjadi pada  bahan bakar paduan UZrNb  hasil pemanasan pada temperatur 325 oC  dengan waktu pemananasan 2, 4 dan 6 jam.  Penambahan  unsur Nb  ke dalam paduan UZr menjadi paduan UZrNb dan proses perlakuan panas  akan mempengaruhi karakteristik sifat mekanik  dan mikrostruktur paduan UZrNb. Mula-mula dibuat paduan UZrNb dengan menggunakan tungku peleburan busur listrik  dengan komposisi Nb  berturut-turut sebesar 1%, 4% dan 7%.  Paduan UZrNb yang bervariasi komposisi tersebut yakni U-10%Zr-1%Nb, U10%Zr-4%Nb dan U-1%Zr-10%Nb selanjutnya dipanaskan pada temperatur  325  oC dengan waktu yang berubah-ubah berturut-turut  2, 4 dan 6 jam.   Paduan UZrNb yang telah dipanaskan selanjutnya diuji sifat mekanik dan mikrostruktur. Pengujian sifat mekanik dilakukan dengan menggunakan uji kekerasan mikro sedangkan pemeriksaan mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik.  Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa pada kandungan unsur Nb  yang berubah  di dalam paduan UZrNb   yang dipanaskan  pada temperatur dan waktu tetap   maka  kekerasan paduan UZrNb akan menurun. Pada  penambahan unsur  Nb sebesar 1 %  ke dalam paduan UZr  yang dipanaskan pada temperatur 325 oC selama 2 jam paduan UZrNb yang terbentuk mempunyai kekerasan sebesar 814 HVN dan  akan   naik menjadi 845,9 HVN  dan menjadi  661,9 HVN bila kadar Nb menjadi 7%.   Demikian pula dari pengujian kekerasan  sampel yang dipanaskan pada temperatur tetap dan  kandungan Nb   tetap  tetapi  waktu pemanasan yang berubah    menunjukkan penurunan nilai kekerasan  paduan UZrNb. Sebagai contorh pada paduan UZrNb dengan kandungan Nb tetap 1%   yang dipanaskan pada temperatur tetap 325 oC selama 2 jam paduan UZrNb tersebut mempunyai nilai kekerasan sebesar  814 VHN  dan menjadi 774,7VHN  ketika dipanaskan selama 4 jam selanjutnya menjadi 614 HVN.  Dari hasil pemeriksaan mikrostruktur paduan UZrNb diperoleh hasil bahwa pada kandungan unsur Nb yang berubah  dari 1 % menjadi4% dan 7%  yang   dipanaskan  pada temperatur dan waktu tetap   maka diperoleh ukuran butir semakin membesar. Demikian  pula  pada pemanasan paduan UZrNb dengan temperatur  dan kandungan Nb  tetap tetapi waktu pemanasan berubah maka diperoleh ukuran butir semakin membesar. Pada  pemeriksaan mikrostruktur paduan UZrNb yang dipanaskan pada temperatur 325 oC dan waktu tetap 2 jam  tetapi kandungan Nb berubah  dari 1% Nb menjadi 4% Nb maka ukuran butir   berubah dari  10,9  µm menajadi 13,1 µm. Sementara itu, paduan UZrNb  yang mempunyai kandungan Nb 1% dan dipanaskan pada temperatur  325 oC selama 2 jam akan  mempunyai ukuran butir sebesar 10,9 µm  dan akan naik menjadi berukuran 13,1 µm bila  kandungan Nb sebesar 4%. Kata kunci : Paduan UZrNb, perlakuan panas, sifat mekanik dan mikrostruktur   ABSTRACT MECHANICAL PROPERTIES AND MICRSTRUCTURE  CHARACTERISTICS OF UZrNb ALLOY POST HEAT TREATMENT. Experiments have been performed to characterize the mechanical properties and microstrucuture  that occurs in the UZrNb  fuel alloy heating results at temperatures of 325 ° C with a time of warming has 2, 4 and 6 hours. The addition of Nb element into the UZr alloy to be UZrNb alloy and  heat treatment  process will affect the mechanical characteristics and microstructure of alloys UZrNb. At first made UZrNb alloys using electric arc furnace smelting on the composition of Nb in a row at 1%, 4% and 7%. UZrNb alloy composition is varied the U-10% Zr-1% Nb, U10% Zr-4% Nb and U-1% Zr-10% Nb further heated at a temperature of 325 ° C by an arbitrary time 2, 4 and 6 hours respectively. UZrNb alloy that has been heated were then tested for mechanical properties and microstructure. Testing of mechanical properties is done by using a micro hardness test, while examination of the microstructure using optical microscope. Hardness testing results indicate that the content of Nb element has changed in the alloy is heated at a temperature UZrNb a fixed time and then the violence will decrease alloy UZrNb. On the addition of 1% Nb element into the UZr  alloy is heated at a temperature 325 oC for 2 hours UZrNb formed alloy has hardness of 814 HVN will fall to 845.9  HVN when the Nb content increased to 4%. Such from hardness testing of sample  that is heated at fixed temperature and fixed Nb content but heting time changed shown the decreasing of UZrNb alloy harness. As an example is UZrNb alloy with content of fixed 1% Nb that is heating at temperature 325 oC for 2 hours the UZrNb alloy have  the hardness of 814 VHN and will decrease to 845,9  HVN when  is heated for 4 hours. From microstruture observation of UZrNb alloy is result that at Nb element content  changed and is heated at fixed  temperature and time so is resulted the bigger of grain size.   At microstructure observation of UZrNb alloy that is  heated at fixed temperature 325 oC and time for 2 hours but the Nb element content change from 1 % to 4%   so the  grain size will changed from 10,9  µm to 13,1 µm. While, UZrNb alloy that have the Nb element content  and is heated temperature of at 325 oC for 2 hours will have grain size of 10,9 µm and wil increased to 13,1 µm  if  the Nb element contain is 4 %. Key word : UZrNb alloy, heat treatment,  mechanical property  and microstructure characterictic.
PERBANDINGAN HASIL ANALISIS BAHAN BAKAR U-Zr DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK XRF DAN SSA Masrukan .; Rosika K .
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 14, No 1 (2008): Januari 2008
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2008.14.1.2837

Abstract

ABSTRAK PERBANDINGAN HASIL ANALISIS  BAHAN BAKAR U-Zr DENGAN MENGGUNAKAN  TEKNIK XRF DAN SSA. Komparasi teknik  analisis  perlu dilakukan agar  diperoleh hasil analisis  yang lebih akurat. Perconbaan ini bertujuan menguasai teknologi pembuatan paduan U-Zr dan teknik analisis komposisi.  Paduan U-Zr dibuat dengan cara memadukan unsur  uranium (U) dan zirkonium (Zr) yang dilebur di dalam tungkur bermedia argon serta didinginkan dengan air.   Pemaduan dilakukan pada  variasi konsentrasi unsur  Zr sebesar:  2%, 6%, 10% dan 14%.  Hasil leburan  dianalisis komposisi yang terjadi dengan menggunakan teknik XRF dan SSA. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan teknik analisis yang akurat.  Hasil analisis komposisi  dengan menggunakan tehnik XRF menghasilkan  rata-rata hasil analisis untuk semua sampel uji  mempunyai perbedaan  cukup besar (> 5 %). Sebagai contoh, untuk sampel uji yang direncanakan 2%, diperoleh hasil analisis sebesar 1,151 %  (mempunyai perbedaan sebesar 42,45%). Demikian pula untuk sampel uji yang lain, tetapi perbedaan hasil uji dengan yang direncanakan semakin berkurang bila  unsur Zr semakin besar.   Sementara itu, hasil analisis komposisi  dengan menggunakan  teknik SAA menunjukkan bahwa,  komposisi hasil   peleburan mendekati komposisi yang direncanakan. Sebagai contoh untuk sampel  uji  yang direncanakan sebesar  2% Zr, diperoleh   hasil analisis   unsur Zr sebesar 1.9861%.  Untuk prosentasi yang lain (6%, 10% dan 14%) memberikan hasil yang tidak  jauh berbeda dari yang direncanakan. Secara keseluruhan, hasil rata-rata analisis dengan  menggunakan teknik SSA  mempunyai perbedaan tidak lebih dari 5% dari   yang direncankan. Selain unsur Zr terdapat pula unsur pengotor,  antara lain : unsur Al, Ca, Co, Cu, Fe, Mg dan Zn, tetapi masih dalam batas  spesifikasi  sebagai bahan bakar nuklir. Dari kedua teknik analisis untuk menentukan komposisi paduan U-Zr tersebut, teknik SSA  memberikan hasil yang lebih akurat. Kata kunci:  Komparasi, SSA, XRF dan U-Zr. ABSTRACT COMPARATION OF U-Zr FUEL ANALYSIS RESULT BY XRF AND AAS TECHNIQUES. Coparation study of  U-Zr fuel analysisresult  by using XRF and SSA techniques has been done. Comparation of analysis is needed  to obtain more accurate analysis results. U-Zr alloy was  made by alloying uranium (U) and zirkonium (Zr) in a  furnace in argon  medium and cooled with water. Alloying process was done at Zr concentration variation of 2%, 6%, 10% and 14%. The molten alloys were analyzed for  the composition by SSA and XRF  techniques. The composition analysis by XRF showed great difference of result more than  5%,  when compared to that of the actual concentratuon. For example, for the sampel of 2%, the analysis result was  1,151 %, which differed at  42,45 %. This trend also occured with other samples, but the difference decreased with increasing Zr concentration. Meanwhile,  the analysis by SSA technique indicated that  the measured composition was not significantly different from the actual composition. For example, for the sampel of  2 % Zr, the measured content of Zr was 1.9861%. For other samples, i.e.  6%, 10% and 14%, showed no significant difference from the actual composition. In general, the result of analysis by using SSA technique showed  difference from the actual concentration but not more than 5%. Beside Zr  there were also other  pollutants, i.e. Al, Ca, Co, Cu, Fe, Mg And Zn, but the amount of them were still within specificaton for nuclear fuel. Comparing these two analysis techniques,  SSA gave more accurate results. Key word: Comparation, XRF, SSA and U-Zr.
PENGARUH UNSUR Nb PADA BAHAN BAKAR PADUAN UZrNb TERHADAP DENSITAS, KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR Masrukan .; Tri Yulianto; Sungkono .
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 16, No 3 (2010): Juli 2010
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2010.16.3.2425

Abstract

ABSTRAK PENGARUH  UNSUR Nb  PADA BAHAN BAKAR PADUAN UZrNb  TERHADAP DENSITAS,  KEKERASAN  DAN MIKROSTRUKTUR. Penelitian pengaruh unsur Nb pada bahan bakar UZrNb terhadap  densitas, kekerasan dan mikrostruktur telah dilakukan. Pengembangan teknologi bahan bakar dilakukan guna mendapatkan bahan bakar maju yang mempunya pengkayaan rendah dan densitas tinggi. Salah satu paduan uranium yang dikembangkan yakni padua UZrNb. Pembuatan paduan UZrNb dilakukan dengan cara memadukan logam U, Zr dan Nb melalui teknik peleburan dalam tungku peleburan busur listrik. Dalam percobaan ini dibuat paduan UZrNb dengan memvariasikan Nb pada kandungan Nb 1%, 4% dan 7% sedangkan logam Zr dibuat tetap 10 %. Paduan UZrNb hasil peleburan selanjutnya dipotong-potong untuk dikenai pengujian diantaranya uji  densitas, kekerasan dan mikrostruktur yang terbentuk. Pengujian densitas dilakukan dengan menggunakan alat autopiknometer, kekerasan dengan menggunakan kekerasan mikro sedangkan mikrostruktur menggunakan mikroskop optik.  Hasil pengujian  densitas menunjukkan bahwa  nilai densitas akan menurun bila kandungan Nb semakin bertambah, sedangkan dari pengujian kekerasan menunjukkan pada penambahan unsur  Nb yang semakin besar  mengakibatkan nilai kekerasan  menjadi semakin  bertambah. Sementara itu, pada pemeriksaan mikrostruktur terlihat bahwa  pada penambahan Nb yang semakin besar akan terbentuk struktur butir yang semakin kasar tetapi jumlah fasa kedua  semakin bertambah. Pehnelitian ini berujuan  untuk  mempelajari densitas, kekerasan dan mikrostruktur yang terjadi sebagai   akibat dari penambahan unsur Nb ke dalam bahan bakar paduan UZr. Kata kunci : Unsur Nb, bahan bakar UZrNb, densitas, kekerasan dan mikrostruktur. ABSTRACT Nb element influents AT THE FUEL alloy  TO THE UZrNb density, hardness AND MICRoSTRUKTURe. Study on effect of Nb element on the UZrNb fuel element to  density, hardness  and microstructure have been carried out. Fuel technology development done in order to obtain advanced fuels that have the enrichment of low and high density. One of uranium alloys developed the alloy UZrNb. Making UZrNb alloy metal is done by integrating the U, Zr and Nb through fusion techniques in electric arc furnace. In these experiments made by varying the alloy UZrNb Nb on Nb content of 1%, 4% and 7%, while the metal remains the 10% Zr. UZrNb alloy melting results  then  cut to be subject to such testing density test, hardness and microstructures are formed. Density testing is done by using autopicnometer tools, microhardness with  microharness tester  while the microstructure using optical microscope. Density test results show that the value will decrease as the density of the Nb content increases, whereas the hardness test showed that the addition of Nb element the greater the resulting value becomes increasingly violent. Meanwhile, the microstructural examination showed that the addition of the larger Nb will form an increasingly coarse grain structure but the amount of second phase increased. This research aim to study the density, hardness and microstructure resulting from the addition of Nb element into the UZrNb alloy. Keyword : Nb element, UZrNb fuels, density, hardness and microstructure.
PENGARUH UNSUR Zr PADA PADUAN U-Zr DAN INTERAKSINYA DENGAN LOGAM Al TERHADAP PEMBENTUKAN FASA Masrukan .; Aslina Br.Ginting
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Vol 14, No 4 (2008): Oktober 2008
Publisher : website

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.17146/urania.2008.14.4.2569

Abstract

ABSTRAK PENGARUH  UNSUR Zr  PADA PADUAN U-Zr DAN   INTERAKSINYA  DENGAN LOGAM Al   TERHADAP PEMBENTUKAN FASA. Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan unsur Zr pada paduan U-Zr dan interaksinya dengan logam Al  terhadap pembentukan fasa.  Mula-mula paduan U-Zr dengan komposisi Zr masing-masing 2, 6, 10, 14 dan 55 %  ditambah logam Al dengan perbandingan U-Zr dan logam Al sebagai satu dibanding setengah. Setelah dicampur dengan logam Al selanjutnya dikenai pengujian dengan menggunakan DTA pada interval temperatur dari temperatur kamar hingga 1000 oC. Penambahan logam Al dimaksudkan untuk mensimulasikan kondisi bahan bakar pada saat digunakan di reaktor. Adanya logam Al pada paduan U-Zr akan mengakibatkan terjadinya reaksi termokimia dan terbentuknya fasa-fasa, dimana fasa yang terbentuk akan mempengaruhi kinerja bahan bakar di dalam reaktor.  Penelitian ini bertujuan untuk   mengetahui reaksi termokimia antara paduan U-Zr dengan logam Al sebagai matriks.  Hasil analisis menunjukkan terjadinya pembentukan fasa dari fasa α + δ menjadi α + γ Zr  pada semua komposisi, dan pada pembentukan fasa tersebut pada 55 %Zr  membutuhkan panas yang paling besar dibandingkan pada  2, 6, 10, 14 % Zr.   Selain itu, dapat diketahui bahwa  pada U-Zr dengan kandungan  Zr masing-masing  2, 6, 10 dan 14 terbentuk fasa berturut-turut  α, γ Zr, β,  δ, UAl2,  γU dan  ZrAl2,  sedangkan pada 55 % Zr jumlah fasa yang terbentuk  lebih sedikit yakni  fasa   α, γ Zr, β,  UAl2,  dan ZrAl2. Pembentukan fasa pada  2,6,10 dan  14 %  Zr  berlangsung  pada temperatur   yang berbeda meskipun fasa yang terbentuk sama. Panas yang dibutuhkam untuk proses pembentukan fasa mengalami kenaikan  apabila  persen Zr naik,  misalnya untuk 2 % berat  Zr panas yang dibutuhkan untuk membentuk β + δ  sebesar 0,8721 cal/g akan menjadi sebesar 3,0201 cal/g apabila konsentrasi  Zr sebesar 10 % berat. Kata kunci : Paduan U-Zr, Interaksi, logam Al dan  fasa.   ABSTRACT INFLUENCE of Zr ELEMENT AT U-Zr ALLOYS AND IT   INTERACTION WITH THE  Al  METAL TO PHASE FORMING. Have been done research of  Zr element addition influence at  U-Zr alloys and its interaction with the Al metal  to phase forming.  Originally,   U-Zr alloy with the composition of 2, 6, 10, 14 and 55 % w Zr respectively  are  added  by  Al metal with the comparison of U-Zr and Al metal  as one compared to  half. After the U metal  are  mixed with Al metal,   then it  physical properties tested  by using DTA at temperature interval from room  temperature up to  1000 oC. Addition of Al metal intended  to  the simulation of fuel condition at the time of used in reactor. The Al  metal  in   U-Zr alloy  will result the thermochemical reaction  and phases forming, where the phase formed will influence the fuel performance in reactor. This research  intend  to know the thermochemical reaction between U-Zr alloy with the Al metal as matrix. Result of analysis show the phases  forming  from α + δ to α + γZr at all of composition, and at the phase forming at 55 % Zr require the biggest heat if it  compared with  2, 6, 10, 14 %  weight Zr. Others, knowable that at U-Zr alloy with  Zr concentration  of  2, 6, 10 and 14 are pahses  formed  Zr α, γ Zr, β,  δ, UAl2,  γU and  ZrAl2, while at 55 % w Zr  the  total phases  formed  slimmer,   that are α, γ Zr, β, UAl2,  and  ZrAl2. Phases forming  at  2,6,10 and 14 %  w Zr   take place at  different temperature,  although the phases  formed  are same. The heat  that  is needed to phases forming process  will  increase  if  Zr percent concentration  is increase, as example for  2 % w Zr the heat  required to form β + δ   is  0,8721 cal / g will become  3,0201 cal / g  if Zr content equal to 10 % w Zr. Keyword :  U-Zr alloy, Interaction,  Al metal  and phase.