IDENTIFIKASI SENYAWA YANG TERBENTUK AKIBAT REAKSI TERMOKIMIA PADA INGOT BAHAN BAKAR U3O8-Al, U3Si2-Al DAN UMo-Al MENGGUNAKAN X-RAY DIFFRACTOMETER

Sari

ABSTRAK

IDENTIFIKASI SENYAWA YANG TERBENTUK AKIBAT REAKSI TERMOKIMIA PADA INGOT BAHAN BAKAR U3O8-Al, U3Si2-Al DAN UMo-Al MENGGUNAKAN X-RAY DIFFRACTOMETER.

Matrik Al yang terdapat dalam bahan bakar U3O8-Al, U3Si2-Al dan UMo-Al mengalami reaksi peleburan pada temperatur sekitar 630 °C hingga 645 °C. Lelehan matrik Al tersebut bereaksi secara termokimia eksotermik maupun endotermik dengan masing-masing bahan bakar di atas dan membentuk senyawa baru yang akan mempengaruhi unjuk kerja bahan bakar di dalam reaktor. Sebenarnya kondisi operasi reaktor riset hanya berkisar pada temperatur 140 °C, sehingga kemungkinan lepasnya energi reaksi termokimia U3O8-Al, U3Si2-Al, dan UMo-Al tidak akan terjadi kecuali bila terjadi kecelakaan LOCA (Lost of Cooling Accident). Tetapi hal ini perlu diantisipasi untuk mengetahui unjuk kerja ketiga bahan bakar tersebut, baik pada kondisi operasi normal maupun dalam kondisi LOCA. Analisis reaksi termokimia dilakukan menggunakan DTA yang dilanjutkan dengan analisis identifikasi senyawa menggunakan XRD. Hasil analisis menunjukkan bahwa terjadi pembentukan senyawa UO2, _Al2O3 pada bahan bakar U3O8-Al dan senyawa metastabil U(Al,Si)_x pada bahan bakar jenis U3Si2-Al dan U(Al,Mo)_x pada bahan bakar jenis UMo-Al. Ketiga jenis bahan bakar tersebut juga menghasilkan senyawa UAl_x (UAl2, UAl3, UAl4) sebagai hasil akhir dari reaksi termokimia.

KATA KUNCI: Reaksi termokimia, Bahan bakar U3O8-Al, U3Si2-Al dan UMo-Al, X-Ray Diffractometer, Matrik aluminium

ABSTRACT

IDENTIFICATION OF COMPOUNDS FORMED FROM THERMOCHEMICAL REACTIONS IN U3O8-Al, U3Si2-Al AND UMo-Al FUEL INGOT USING X-RAY DIFFRACTOMETER. Aluminium matrix in U3O8-Al, U3Si2-Al, and UMo-Al fuel experiences melting reaction at the temperature of 630 ^oC to 645 ^oC. The melted aluminium matrix reacts thermochemically either in an exothermic or an othermic reaction with each of the above fuels and forms new compounds which will influence the performance of the fuel in the reactor. Research reactor in effect operates at the temperature of 140 °C so the probability of energy release from the thermochemical reaction of U3O8-Al, U3Si2-Al and UMo-Al will not take place except in case of LOCA (Loss of Cooling Accident). Nevertheless, the condition must be anticipated to determine the performance of the three fuels in normal condition as well as in LOCA condition. Thermochemical reaction analysis was performed using DTA followed by identification analysis of the compounds using XRD. The analysis results showed that UO2, Al2O3 compound was formed in the U3O8-Al fuel, metastable compound U (Al,Si)_x in the U3Si2- Al fuel, and U(Al,Mo)_x in the UMo-Al fuel. The three fuels also produced UAl_x (UAl2, UAl3 ,UAl4) as the end products of the thermochemical reactions.

FREE TERMS: Thermochemical reaction, U3O8-Al, U3Si2-Al and UMo-Al fuel, X-ray diffractometer, Aluminium matrix