PEMBESARAN UKURAN BUTIR UO2 DENGAN PENAMBAHAN DOPAN UNTUK MENGURANGI PELEPASAN GAS FISI

Sari

ABSTRAK

PEMBESARAN UKURAN BUTIR UO₂ DENGAN PENAMBAHAN DOPAN UNTUK MENGURANGI PELEPASAN GAS FISI. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan   korelasi  penambahan dopan Cr₂O₃ terhadap densitas dan ukuran butir pada pelet sinter UO₂ .  Pengompakan serbuk UO₂ disebut pelet mentah dan berbentuk silindris. Pelet mentah UO₂ mempunyai rapat massa sekitar 45-55% TD. Penyinteran dilakukan menggunakan atmosfir tertentu sebagai media penyinteran atau dengan sistem vakum. Atmosfir penyinteran dapat berupa uap (steam) atau gas seperti H₂, Ag, CO₂, N₂, dan gas amoniak(NH₃). Penyinteran pelet UO₂ dilakukan menggunakan atmosfir H₂ pada temperatur 1600^oC-1700^oC sedangkan lamanya berada pada temperatur puncak (soacking time) adalah 2-4 jam. Hasil dari penyinteran pelet UO₂ disebut pelet sinter UO₂ dan mempunyai rapat massa sekitar 94%-97% TD. Penambahan dopan Cr₂O₃ ke dalam serbuk UO₂ dapat menaikan densitas dan memperbesar ukuran butir pada pelet sinter UO₂ sehingga dapat menghasilkan pelet yang memenuhi kerja elemen bakar nuklir lebih tinggi yang menyebabkan umur pakai elemen bakar menjadi lebih lama. Penambahan dopan Cr₂O₃ dapat menaikan densitas pellet UO₂ dari 10,58-10,77 g/cm³ pada variasi 0-0,9% berat dopan Cr₂O₃. Sedangkan ukuran butir pellet UO₂ diperoleh 4,6-73,6µm. Pelepasan gas fisi turun dengan meningkatnya besar butir UO₂ di dalam pelet dan pada besar butir tertentu pelepasan gas fisi mencapai optimum.

Kata Kunci: ukuran butir UO₂, dopan Cr₂O₃, pelepasan gas fisi, densitas pelet UO₂,korelasi ukuan butir dan pelepasan gas fisi.

ABSTRACT

ENHANCEMENT OF UO₂ GRAIN SIZE BY DOPANT ADDITION FOR REDUCING FISSION GAS RELEASE. The objective of this research was to get  correlation between  densities and grain size in UO₂ sinter pellet after added by Cr₂O₃ dopant.. The benefit was to give an alternative information about increasing product quality of UO₂ fue and to get information as referenses of nuclear fuels which is used to enhance reactor operarion performence that related to fission product release so that meet to Advanced Fuel Cycle initiative.The compacting of UO₂ powder was called green pellets and the shape was cylindrical. The UO₂ green pellet had the mass density of 45-55% TD. The sintering was done in spesific atmosphere and in vacuum condtion. The sintering atmosphere could be steam, H₂, Ar, CO₂, N₂ or NH₃. The UO₂ sinter pellet was done using H₂ atmosphere at temperature of 1600 -1700 ^oC inthe soaking time at 2-4 hours. The UO₂ sinter pellet had density 94 - 97% TD. The Cr₂O₃ dopant addition in UO₂ powder increased density and grain size of UO₂ sinter pellet. So that resulted pellet which fullfiled the higher performence of nuclear fuel and the enhancement of UO₂ grain size in the pellet and at the given grain size the fission gas was optimum.

Keywords: UO₂ grain size, Cr₂O₃ dopant, fission gas relese, UO₂ pellet density,   grain size , fission gas releaselonger live time. The dopant addition increased the UO₂pellet density from 10,58-10,77 g/cm³ in variation of 0-0,9%. The sinter UO₂ pellet had grain size of 4,6-73,6µm. The fission gas release decreased with