INTERAKSI BAHAN BAKAR U3Si2-Al DENGAN KELONGSONG AlMg2 PADA ELEMEN BAKAR SILISIDA TMU 2,96 gU/cm3 PASCA IRADIASI

Abstract

INTERAKSI BAHAN BAKAR U3Si2-Al DENGAN KELONGSONG AlMg2 PADA ELEMEN BAKAR SILISIDA TMU 2,96 gU/cm3 PASCA IRADIASI. Telah dilakukan analisis interaksi bahan bakar U3Si2-Al dengan kelongsong AlMg2 pada pelat elemen bakar (PEB) U3Si2-Al tingkat muat uranium (TMU) 2,96 gU/cm3 pasca iradiasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh radiasi terhadap perubahan mikrostruktur PEB selama di reaktor. Untuk mengetahui pengaruh radiasi terhadap mikrostruktur PEB U3Si2-Al perlu dipahami interaksi kelongsong AlMg2 dengan inti elemen bakar U3Si2-Al pra maupun pasca iradiasi. Pengujian pra iradiasi dilakukan pemanasan PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 dengan ukuran 10x10 mm di dalam tungku DTA (Differential Thermal Analysis) dengan variasi temperatur 450, 550, 650, 900 dan 1350oC. PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 pasca iradiasi dilakukan pemotongan di dalam hotcell dengan ukuran 2x10 mm sebanyak 3 (tiga) sampel bagian bottom, middle dan top PEB. Potongan PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gU/cm3 pra maupun pasca iradiasi dikenakan preparasi metalografi meliputi mounting, grinda, poles, dan etsa. Pengamatan mikrostruktur interaksi bahan bakar U3Si2 dengan kelongsong AlMg2 dalam PEB U3Si2-Al pra iradiasi dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM-EDS), sedangkan pengamatan mikrostruktur PEB U3Si2-Al pasca iradiasi dilakukan menggunakan mikroskop optik di dalam hotcell. Hasil interaksi U3Si2dengan matrik Al maupun kelongsong AlMg2 pada PEB U3Si2-Al pra iradiasi terjadi aglomerat dengan pembentukan senyawa baru U(Al,Si)x dan UAlx. Pembentukan aglomerat semakin besar dengan meningkatnya temperatur pemanasan. Interaksi U3Si2 dengan matrik Al maupun kelongsong AlMg2 pada PEB U3Si2-Al pasca iradiasi diperoleh hasil bahwa pada kelongsong bagian atas dan bawah terjadi lapisan oksida dan pada bagian tengah PEB terbentuk layer senyawa U(Al,Si)x berwarna abu-abu terang dengan ketebalan sekitar 1-3 mikron. Dari hasil analisis ini diperoleh bahwa PEB U3Si2-Al pra maupun pasca iradiasi ke duanya menghasilkan senyawa intermetalik U(Al,Si)xINTERACTION OF U3Si2-Al FUEL ELEMENT WITH AlMg2 CLADDING ON POST IRRADIATION WITH LOADING OF URANIUM 2.96 gU/cm3. Interaction of U3Si2-Al fuel element with AlMg2 cladding on post irradiation of 2.96 gU/cm3 loading of uranium (TMU) of U3Si2-Al fuel elements plate (PEB) has been analyzed. The purpose of this research is to study the changes of microstructure of nuclear fuel elements during iradiation in reactor core. Understanding on interaction of U3Si2-Al fuel meat with AlMg2 cladding onpre and post irradiation needed to study the influence of radiation on fuel elements plate. PEB U3Si2-Al with 2.96 gU/cm3 by size 10 × 10 mm were heated in DTA (Differential Thermal Analysis) furnace with temperature variation at 450, 550, 650, 900 and 1350oC to perform pre irradiation test.Post irradiation samples were cut by size 2 × 10 mm as many as three samples taken from bottom, middle, and top of PEB in hotcell.The metallography preparation for each pieces of pre and post irradiation samples of U3Si2-Al fuel elements platewith 2.96 gU/cm3 weredone through steps mounting, grinding, polishing, and etching.Scanning Electron Microscope (SEM-EDS) were used to observe the pre irradiation microstructure of fuel elements U3Si2-Al with AlMg2 cladding interaction, while the post irradiationmicrostructure were observed by optical microscope in hot cell. The result show the interaction of U3Si2 with Al matrix or AlMg2 cladding in pre irradiation PEB U3Si2-Aloccurred agglomeration formed new compouds of U(Al,Si)x and UAlx formation. Agglomeration formation on heated pre irradiation samples were bigger while heating temperature increased. The post irradiation sampels shoed the oxide layer were formed outside the AlMg2 cladding and the inner side of caldding that contact to the fuel meat formedlight-grey U(Al,Si)xlayer at 1-3 micron of thickness.