KOMPATIBILITAS PADUAN ZIRKONIUM PAD ACAIRAN LOGAM BERAT LEAD-BISMUTH EUTECTIC

Abstract

KOMPATIBILITAS PADUAN ZIRKONIUM PAD ACAIRAN LOGAM BERAT LEAD-BISMUTH EUTECTIC. Cairan Lead Bismuth Eutectic (LBE) merupakan pendingin salah satu kandidat utama reaktor masa depan di dunia (Generation IV reactors) yaitu Lead alloy-cooled Fast Reactor (LFR) sekaligusmerupakan material target spalasi untuk Accelerator Driven Transmutation System (ADS). Cairan ini memiliki berbagai keunggulan dari segi netronik, termalhidrolik maupun sifat yang inert terhadap air dan udara. Namun cairan LBE ini bersifat korosif pada logam-logam yang menjadi penyusun material kelongsong bahan bakar dan struktur reaktor. Oleh karena itu pengembangan material kelongsong bahan bakar dan struktur reaktor dalamlingkungan LBE merupakan salah satu kunci utama dalam pengembangan LFR dan ADS. Telah dikembangkan paduan zirkonium yaitu ZrNbMoGe di Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN)-BATAN. Dalam rangka untuk mengeksplorasi karakteristik paduan zirkonium ini dilakukan investigasi kompatibilitas bahan paduan zirkonium ZrNbMoGe di dalam lingkungan cairan LBE dengan menggunakan fasilitas aparatus COSTA di Pulsed Power and Microwave Technology-Karlsruhe Institute of Technology Germany. Pengujian dilakukan pada suhu 550 °C dengan konsentrasi oksigen 1 x 10^-6 %berat selama 312 jam. Hasil pengujian memperlihatkan jejak pembentukan lapisan oksida zirkonium di atas permukaan sampel yang kemudian terlepas. Hal ini menunjukkan bahwa dalam waktu yang relatif singkat paduan zirkonium telah mengkonsumsi cukup banyak oksigen di dalam cairan LBE dengan membentuk lapisan oksida zirkonium di atas permukaan sampel. Namun pembentukan lapisan oksida zirkoniumyang cepat dan relatif tebal di atas permukaan sampel ini menyebabkan dalamwaktu relatif singkat lapisan oksida ini terlepas dari permukaan bahan. Oleh sebab itu paduan zirkonium ini tidak kompatibel dengan cairan logam berat LBE yang digunakan dalam sistem reaktor nuklir.