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

Sari

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 1350^oC. 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)x

INTERACTION 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 1350^oC 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.