PENGARUH DENSITAS URANIUM TERHADAP UMUR BAHAN BAKAR NUKLIR DI DALAM REAKTOR RSG-GAS DITINJAU DARI ASPEK NEUTRONIK

Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) Serpong merupakan reaktor nuklir tipe Material Testing Reactor (MTR). Reaktor ini awalnya dioperasikan menggunakan bahan bakar dispersi U3O8/Al pengkayaan uranium 19,75 % 235U dengan densitas uranium 2,96 gU/cm3. Bahan bakar U3Si2/Al densitas 2,96 gU/cm3 telah berhasil diproduksi dan digunakan sebagai bahan bakar RSG-GAS menggantikan bahan bakar U3O8/Al, sedangkan penelitian bahan bakar berbasis UMo/Al dengan densitas 7 gU/cm3 juga telah diperoleh dalam bentuk pelat mini. Penelitian tentang bahan bakar densitas tinggi masih berfokus pada proses pabrikasi, sedangkan perhitungan tentang umur atau masa pakai (lifetime) dan korelasinya dengan burn up bahan bakar belum banyak dilakukan. Berkaitan dengan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan perhitungan umur bahan bakar dan korelasinya terhadap burn up  menggunakan pasangan program ORIGEN dan MCNP. Program ORIGEN digunakan untuk mensimulasikan proses waktu iradiasi, sehingga diperoleh data produk fisi dan uranium sisa (235U tidak mengalami reaksi fisi). Sementara itu, program MCNP digunakan untuk menghitung kritikalitas di dalam teras reaktor. Waktu iradiasi digunakan untuk perhitungan umur bahan bakar, sedangkan kritikalitas digunakan untuk mengetahui burn up maksimal untuk bahan bakar U3Si2/Al dan UMo/Al. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa peningkatan densitas uranium berdampak kepada bertambahnya lama iradiasi di dalam reaktor dan burn up bahan bakar. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai burn up 56 % masing masing bahan bakar U3O8/Al; U3Si2/Al, dan U-7Mo/Al selama 188 hari, 292 hari, dan 420 hari. Peningkatan densitas uranium menyebabkan bahan bakar U3O8/Al mampu mencapai burn up 56 %, sedangkan U3Si2/Al dan U-7Mo/Al dapat mencapai nilai burn up sebesar 68,97 % dan 76,76 %. Meningkatnya umur (lifetime) dan burn up bahan bakar berdampak kepada meningkatkan efisiensi bahan bakar di dalam reaktor. Kata kunci: densitas uranium, umur bahan bakar, burn up, reaktor riset, neutronik

ANALISIS KRITIKALITAS PROSES HYDRIDING SERTA PENYIMPANAN PADUAN UMo DAN UZr SEBAGAI KANDIDAT BAHAN BAKAR REAKTOR RISET MENGGUNAKAN OPENMC

Penelitian bahan bakar reaktor riset saat ini mengarah pada peningkatan densitas uranium untuk menghasilkan fluks neutron yang lebih tinggi dalam rangka peningkatan produksi radioisotop serta  efisiensi dan akurasi pada berbagai pengujian material. Pengembangan bahan bakar nuklir di Indonesia saat ini dalam rangka peningkatan densitas uranium salah satunya adalah pengembangan UMo dan UZr. Salah satu proses pembuatan serbuk UMo dan UZr adalah melalui proses hydriding-dehydriding yang melibatkan uranium diperkaya, serta gas hidrogen bertekanan tinggi. Kombinasi tersebut menghadirkan potensi kecelakaan kritikalitas yang harus diperhitungkan sebelumnya. Perhitungan kritikalitas dilakukan menggunakan perangkat lunak OpenMC, yaitu sebuah simulasi fisika nuklir yang menggunakan metode Monte Carlo. Dalam simulasi ini digunakan dua jenis paduan, yaitu U7Mo dan U6Zr. Simulasi dilakukan dengan menggunakan 10.000 partikel dan 44 batch sebagai pengaturan parameter. Dari hasil simulasi diperoleh nilai keff untuk paduan U7Mo adalah sebesar 0,0297, sedangkan untuk U6Zr adalah sebesar 0,0314. Kedua nilai tersebut jauh di bawah nilai kritis yang mengindikasikan bahwa potensi kecelakaan kritikalitas sangat rendah. Pada simulasi penyimpanan hasil proses hidriding, terdapat potensi terjadi kecelakaan kritikalitas jika botol penyimpanan diletakkan dalam posisi berdekatan tanpa diberi jarak. Untuk mengatasi risiko tersebut, setiap botol harus diberi jarak aman dan perlu adanya batasan massa uranium per satuan volume yang diijinkan.Kata kunci: U7Mo, U6Zr, kritikalitas, hydriding, monte carlo, openMC

Pengaruh Densitas Uranium Terhadap Umur Bahan Bakar Nuklir di Dalam Reaktor RSG-GAS Ditinjau Dari Aspek Neutronik

Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) Serpong merupakan reaktor nuklir tipe Material Testing Reactor (MTR). Reaktor ini awalnya dioperasikan menggunakan bahan bakar dispersi U3O8/Al pengkayaan uranium 19,75 % 235U dengan densitas uranium 2,96 gU/cm3. Bahan bakar U3Si2/Al densitas 2,96 gU/cm3 telah berhasil diproduksi dan digunakan sebagai bahan bakar RSG-GAS menggantikan bahan bakar U3O8/Al, sedangkan penelitian bahan bakar berbasis UMo/Al dengan densitas 7 gU/cm3 juga telah diperoleh dalam bentuk pelat mini. Penelitian tentang bahan bakar densitas tinggi masih berfokus pada proses pabrikasi, sedangkan perhitungan tentang umur atau masa pakai (lifetime) dan korelasinya dengan burn up bahan bakar belum banyak dilakukan. Berkaitan dengan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan perhitungan umur bahan bakar dan korelasinya terhadap burn up  menggunakan pasangan program ORIGEN dan MCNP. Program ORIGEN digunakan untuk mensimulasikan proses waktu iradiasi, sehingga diperoleh data produk fisi dan uranium sisa (235U tidak mengalami reaksi fisi). Sementara itu, program MCNP digunakan untuk menghitung kritikalitas di dalam teras reaktor. Waktu iradiasi digunakan untuk perhitungan umur bahan bakar, sedangkan kritikalitas digunakan untuk mengetahui burn up maksimal untuk bahan bakar U3Si2/Al dan UMo/Al. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa peningkatan densitas uranium berdampak kepada bertambahnya lama iradiasi di dalam reaktor dan burn up bahan bakar. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai burn up 56 % masing masing bahan bakar U3O8/Al; U3Si2/Al, dan U-7Mo/Al selama 188 hari, 292 hari, dan 420 hari. Peningkatan densitas uranium menyebabkan bahan bakar U3O8/Al mampu mencapai burn up 56 %, sedangkan U3Si2/Al dan U-7Mo/Al dapat mencapai nilai burn up sebesar 68,97 % dan 76,76 %. Meningkatnya umur (lifetime) dan burn up bahan bakar berdampak kepada meningkatkan efisiensi bahan bakar di dalam reaktor.Kata kunci: densitas uranium, umur bahan bakar, burn up, reaktor riset, neutronik

PENGARUH ROL DINGIN TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL AL 6061-T6

PENGARUH PROSES PENGEROLAN DINGIN TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL AL 6061-T6. Proses pembuatan pelat tutup dan pelat bingkai untuk pelat elemen bakar reaktor G.A. Siwabessy dilakukan dengan cara dirol dingin, sehingga dicapai ketebalan yang diinginkan. Pada penelitian sebelumnya, proses pengerolan dingin pada material AlMg2 menyebabkan perubahan sifat mekanik, dimana material menjadi lebih ulet dan kekuatan tariknya menurun. Pada bahan bakar densitas tinggi, material kelongsong Al 6061-T6 akan digunakan untuk menggantikan material kelongsong sebelumnya, yaitu AlMg2. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan sifat mekanik dari material Al 6061-T6 hasil pengerolan. Untuk melihat perubahan sifat mekanik yang terjadi, dilakukan uji tarik, pengamatan mikrostruktur dan struktur kristal. Hasil uji tarik menunjukkan bahwa kekuatan tarik, modulus elastis dan kekuatan luluh cenderung naik seiring dengan besarnya derajat reduksi ketebalan. Meskipun demikian, kekuatan luluh dari hasil pengujian cukup rendah. Rasio antara kekuatan luluh dan kekuatan tariknya hanya 0,7. Dari hasil pemindaian menggunakan difraksi sinar-X diketahui bahwa proses pengerolan dapat menyebabkan penghalusan ukuran kristalit. Kesimpulan dari penelitian ini secara umum adalah proses pengerolan dapat meningkatkan sifat mekanik material Al 6061-T6.Kata kunci: Pengerolan dingin, sifat mekanik, Al 6061-T6, kekuatan tarik, modulus elastis