PEMODELAN UNTUK ANALISIS DATA PENCACAHAN DAN PENENTUAN DIAMETER PARTIKEL BAHAN BAKAR SFERIS BERBASIS PEREDUPAN LASER

Sari

ABSTRAK

PEMODELAN UNTUK ANALISIS DATA PENCACAHAN DAN PENENTUAN DIAMETER PARTIKEL BAHAN BAKAR SFERIS BERBASIS PEREDUPAN LASER. BATAN telah mengembangkan fabrikasi partikel sferis untuk pembuatan elemen bakar reaktor maju. Untuk mencapai reliabilitas tinggi elemen bakar, dalam produksinya fraksi partikel cacat pada elemen bakar berbasis partikel berpengungkung TRISO perlu diturunkan. Salah satu upaya adalah dengan sistem pemisah yang berbasis pencirian partikel total dan menyatu dalam proses produksi. Dalam makalah ini disajikan pemodelan analisis data pada alat pencacahan dan penentuan ukuran partikel bahan bakar. Alat masih dalam tahap rekayasa atas biaya program riset insentif peningkatan kapasitas produksi Kementerian Riset dan Teknologi. Prinsip kerja alat ini adalah pada salah satu titik dalam rangkaian proses produksi ditambahkan sistem transpor untuk mengalirkan satu demi satu partikel melalui sel pengamatan dan melewati berkas laser amat tipis melintang lintasan partikel. Berkas laser yang terganggu partikel dimonitor oleh detektor cahaya, dan sinyal terdeteksi dianalisis oleh komputer melalui perantara akuisisi data dengan kemampuan 5 juta data per detik. Perubahan sinyal ini direkonstruksi dengan tiga model penentuan diameter dan penentuan kejadian pencacahan, sehingga dapat diperoleh data cacah dan diameter dengan model minima, model kuadrat dan model integral. Kalibrasi dilakukan dengan hasil evaluasi dengan perbandingan terhadap partikel yang dilakukan penentuan diameter secara pencitraan optik dan evaluasi dengan program analisis citra. Metode kuadrat tampak sedikit lebih baik daripada metode minima. Tipikal ukuran partikel adalah 300-1000 µm dengan kesalahan hitungan kurang dari 0,075%. Alat ini dapat dipasangkan terintegrasi pada rantai produksi, misalnya pada titik kernel keluar dari proses kalsinasi.

KATA KUNCI: laser garis, deteksi cahaya, pencacahan, model diameter, partikel sferis

ABSTRACT

MODELLING FOR ANALYZING COUNTING DATA AND DETERMINATION OF FUEL SPHERICAL PARTICLE DIAMETER BASED ON LASER OBSCURATION. BATAN has already developed fabrication of spherical particles for producing fuel elements for advanced reactors. To achieve high reliability of fuel element, during production fraction of defect particles in the TRISO coated particles within fuel element must be reduced. One of the efforts is to use window system that is based on imaging total particles and is integrated into the production process. In this paper, modeling of data analysis for the counting equipment and determination of the fuel particle size is presented. The equipment is currently at engineering phase with the fund from the incentive research program on the increasing production capacities from the Minitry of Research and Technology. The working principle of the equipment is a transport system that is added at one point in the fuel production line to allow the particles to pass one at a time through a perception cell and a very thin laser beam perpendicular to the particle path. Laser beam obscured by the passing particle is monitored by a photodetector, and the detected signal is analyzed by computer via fast data acquisition with a capability of 5 million data per second. The change in signal is reconstructed by three models of diameter and count event determinations to obtain count and diameter data with minima, square and integral modes. The calibration is conducted on the evaluation results by comparison with the reference particle whose diameter is determined by optical image and evaluation with image analysis program. The square method appears to be slightly better than the minima method. The typical particle size ranges from 300 - 1000 µm with counting error of less than 0.075%. The equipment can be integrated on the production line, for example, at the point where the kernel leaves the calcination process.

FREE TERMS: line laser, obscuration, counting, diameter model, spherical particle