Karakterisasi zirconium diborida sebagai bahan lapisan penyerap mampu bakar pada pelet UO2

Sari

Abstract

Characterization of a zirconium diborid as a burnable layers on the UO₂ fuel pellet. Integrated fuel burnable absorber hydrophobic developed to improve the efficiency of fuel use in the reactor core-type pressurized water reactors (PWRs). The objectives of this research was to obtain the character of zirconium diboride (ZrB2) powder as a coating material on UO₂ pellets. The method used is the characterization of physical, chemical, and thermal and microstructural UO₂ powder ZrB2. The results of this research show that the character ZrB2 as a coating material having a hexagonal crystal structure, density of 5.9583 g / cm³, ZrB2 has good thermal stability. ZrB2 powder has additives i.e V, Al, Fe, Mo, Cr, Zn in small quantities and do not significantly affect the absorption of thermal neutrons. ZrB2 powder has qualified as a burnable absorber layer of nuclear fuel for PWRs. Pellet of UO₂ + 0.3% Cr₂O₃ dopant, UO₂ + 0.7% Nb₂O₅ dopant; UO₂ + 0.3% TiO₂ dopant after sintering have small grained of qualified for ZrB2 coated using RF Sputtering machine.

Keywords : zirconium diboride, IFBA coating, UO₂ pellet, chemical composition, thermal                    properties

Abstrak

Karakterisasi zirconium diborida sebagai bahan lapisan penyerap mampu bakar pada pelet UO₂.

Bahan bakar nuklir berlapis penyerap mampu bakar hidropobik dikembangkan  untuk meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar di dalam teras reaktor tipe pressurized water reactors (PWR). Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan karakter serbuk zirconium diborida (ZrB2) sebagai bahan pelapis permukaan pelet UO₂. Metode penelitian yang digunakan adalah karakterisasi fisis, kimia dan termal serbuk ZrB2 serta mikrostruktur UO₂. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakter ZrB2 sebagai bahan pelapis mempunyai struktur kristal heksagonal, densitas 5,9583 g/cm³, stabilitas termal ZrB2 baik. Serbuk ZrB2 mempunyai unsur aditif yaitu V, Al, Fe, Mo, Cr, Zn dalam jumlah kecil dan tidak berpengaruh secara signifikan terhadap penyerapan neutron termal. Serbuk ZrB2 memenuhi syarat sebagai bahan lapisan penyerap dapat bakar dari bahan bakar untuk reaktor daya tipe PWR. Pelet UO₂ + dopan 0,3% Cr₂O₃ sinter; pelet UO₂+dopan 0,7% Nb₂O₅ sinter; pelet UO₂ + dopan 0,3% TiO₂ sinter yang berbutir kecil memenuhi syarat untuk dilapisi ZrB2 menggunakan mesin RF Sputtering.

Kata Kunci : zirconium diborida, lapisan IFBA, pelet UO₂,  komposisi kimia, sifat termal