PEMBUA TAN F ASILIT AS UJI IRADIASI PELA T ELEMEN BAKARU3Si2-A!MUA TAN 4,8 DAN 5,2 gU/cmJ

Abdul Rojak

ABSTRAK

Da/am rangka persiapan uji iradiasi PEB U3Si2-AI muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3, telah seles~i dibuat

2 buah fasilitas uji berupa EB dummy lengkap dengan sambungan endfiting dudukan turbine flow

meter. Rancangan EB dummy disesuaikan dengan spesifikasi EB ,'?SG-GAS, tetapi dengan

beberapa modifikasi. Elemen bakar dummy memiliki 21 PEB dummy yang disisipkan pada masing-

masing a/ur pe/at sisinya. Proses ro/ gencet hanya dilakukan terhadap PEB dummy urutan ke-1

sampai 9, dan urutan ke-13 sampai 21, sedangkan PEB dummy urutan ke-10, 11, dan 12 tidak

dikenai proses ro/ gencet. Ha/ tersebut untuk memudahkan memasang atau me/epas PEB, baik

sebe/um maupun sete/ah iradiasi. Ujung ce/ah an tara PEB dummy urutan ke-1 sampai 9 dan antara

urutan ke-13 sampai 21 masing-m,:sing ditutup dengan pe/at A/Mg2 berketeba/an 2,5 mm yang

memiliki 6 /ubang dengan diameter 1,5 mm. Baut pengikat endfiting dengan kotak rakitan EB dummy

tidak dikunci agar mudah dilepas untuk menge/uarkan PEB saat akan di/akukan uji pascairadiasi.

Sebelum PEB dikenai uji iradiasi, ter/ebih dahu/u per/u dilakukan pengukuran /aju alir air. teras

reaktor yang masuk dan me/ewati EB dummy tersebut. Pengukuran yang te/ah dilakukan pihak

RSG-GAS terhadap EB dummy dengan ketiga pe/at sisipan berupa PEB dummy menunjukkan

bahwa /aju a/ir air yang masuk dan me/ewatinya re/atif sarna dengan laju a/ir air yang masuk dan

me/ewati EB RSG-GAS. Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, maka dapat dilakukan uji iradiasiterhadap PEB U3Si2-A/ muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 sesuai sasaran pengujian. '

PENDAHULUAN melakukan penelitian bahan bakar baru yaitu

paduan U3Si2. Penelitian/percobaan pembuat-an bahan bakar dispersi U3Si2-AI tersebut

sudah berhasil dengan baik, bahkan sudah

ditingkatkan ke sKala produksi dengarl pe-

muatan 2,96 gU/cm3[1]. Selain itu berdasarkan

hasil uji pascairadiasi bahan bakar tersebut,

tidak tampak adanya kerusakan seperti

pelepuhan PEB (blister), pitting corl;')sion,

goresan pad a permukaan PEB, ataupun

pembengkok,an PEB[2]. Hal ini memotivasi

pihak peneliti untuk melakukan penelitian lebih

lanjut terhadap bahan bakar U3Si2-AI denganmuatan U yang leblh tlnggl(31"

Bahan bakar dispersi jenis U3Oa-AI

dengan tingkat muat 2,96 gU/cm3 telah'.

diproduksi di BAT AN sejak tahun 1987 untuk

memasok kebutuhan bahan bakar RSG-GAS.

Penelitian dan Pengembangan bahan

bakar dispersi di dunia melalui program

RERTR yang dimulai sejak tahun 1978, telah

banyak ditemukan produk bahan bakar jenis

baru, terutama paduan U yang memiliki

densitas tinggi seperti UxSiy, UMo, dll.

Keuntungan p6nggunaan bahan baker yangmemiliki densitas tinggi adalah pemuatan

uranium di dalam bahan bakar (pada volume

tetap) dapat ditingkatkan, sehingga lebihekonomis mengingat umur bahan bakar di

dalam reaktor dapat bertahan lebih lama.

Percobaan pembl)atan PEB U3Si2-A!

dengan muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 masing-

masing sebanyak 4 buah telah berhasil

dilakukan sesuai spesifikasi PEB RSG-GAS;

dan untuk mengetahui kualitas/unjuk kerja

bahan bakar tersebut, perlu dikenai uji iradiasi.

Mengingat bahan bakar U3Si2-AI dengan

muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3 belum pernah

Seiring dengan pengembangan bahan

bakar dispersi tersebut, maka selain mem-

produksi bahan bakar U3Oe-AI, SATAN juga

ABDUL ROJAK Pembutan Fasilitas Uii /radiasi Pelat Elemeff Bakar U;Siz-AI Muatan 4.8 datI 5.2 gUlcmJ

dikenai uji iradiasi di dalam RSG-GAS, maka

terleblh dahulu perlu dibuat fasilitas untuk uji

iradiasi yang memadai dengan terutama

memperhatikan faktor keselamatan. Untuk itu,berdasarkan hasil analisis keselamatan, pihak

RSG-GAS merekof11endasikan rancangan

fasilitas uji tersebut berupa elemen bakar

dummy seperti ditunjukkan pad a Gambar 1(11.

hingga dingin. Pelat diluruskan menggunakanmesin pelurus dan dilakukan pemotongan

akhir sesuai dimensi PEB RSG-GAS.

3. Pembuatan sambungan endfiting

Sambungan endfiting dibuat dari material

AIMgSi1 menggunakan mesin bubut dan mesinfrais dengan bentuk seperti ditunjukkan pada

G~mbar 3.t-~&1.11 uJI If~dl~11 1M! Ikln dlm.nf~ltkinuntuk melengkapi syarat perijinan

penggunaan bahan bakar U3Si2-AI muatan 4,8

dan 5,2 gU/cm3 di RSG-GAS pada masa

~endatang.

4. Pembuatan tutup celah PEB dummy

Pen!,jtup celah antara PEB dummy dibuatdari pelat AIMg2 tebal 2,5 mm, dimensinya

disesuaikan dengan luas antara pelat ke-1

dengan pelat ke-9, atau luas antara pelat ke-13

dengan pelat ke-21. Masing-masing permukaan

pel at penutup dilubangi sebanyak 6 titik dengan

diameter 1,5 mm. Lubang-lubang tersebut

berada pada; satu garis lurus yang melintang di

tengah permukaan pelat penutup. Setiap pelatpenutup dilengkapi 2 buah kaki yang dibuat daribahan pelat AIMg2 tebal 2,5 mm dan tinggi :!: 20

mm. Setiap sudut permukaan pelat penutup

dipotong (sepertr ditunjukkan pada Gambar 4),agar air teras reaktor dapat masuk ke dalam

celah yang ujungnya terisi kaki pelat penutup

tanpa hambatan.

TATA KERJA

Langkah kerja pembuatan fasilitas ujiyang berupa EB dummy tersebut se,cara garis

besar sebagai berikut :

1. Pembuatan komponen struktur

2. Pembuatan PEB dummy

3. Pembuatan sambungan endfiting

4. Pembuatan tutup celah PEB dummy

5. Pembuatan penyangga PEB

6. Degreasing

7. Pickling

8. Perakitan

9. Pengukuran dimensi

1. Pembuatan komponen struktur 5. Pembuatan penyangga PEB

Komponen struktur yang terdiri dari pelat

sisi, endfiting, dan handel dibuat dari material

AIMgSi1 menggunakan mesin bubut dan

mesin frais. Bentuk serta dimensi dari masing-

masing ,komponen struktur tersebut mengikuti

spesifikasi komponen struktur elemen bakar

RSG-GAS.

Penyangga dibuat dari bahan pelat AIMg2

berketebalan 1,5 mm. Bentuk penyangga

seperti ditunjukkan pada Gambar 5, sedangkan

tingginya sarna dengan jarak antara ujung

dalam endfiting dengan ujung dalam PEB.

6. Degreasing

2. Pembuatan PEB dummy Untuk menghilangkan lapisan minyak atau

kotoran lain yang menempel pad a permukaan

komponen struktur, seluruhnya di-degreasing.Pelat AIMg2 berukuran 6 x 170 x 1000

mm dirol dingin 10 tahapan reduksi sampai

diperoleh ketebalar. 1,3 mm, kemudian

dilakukarl pemotongan panjang. Seluruh pelat

dianil pada suhu 360°C selama 30 menit,

untuk selanjutnya dikeluarkan dan di,biarkan

7. Pickling

Seluruh komponen struktur di-pickling guna

menghilangkan lapisan oksida atau sejenisnya.

2--~

URANIA No. 21-2'2/Thn.VI/Januari-ApriI2000

ABDUL ROJAK,

PembutanFasilitas Vii [radiasi Pelot Elemen Bakar V~i2-AI Muatan 4,8 dan5.2 gVlcm'

8. Perakitan 8.5 Pemasangan kabel turbine flow meter

Kabel khusus penghubung sensor putaran

turbin yang berisi 2 buah kabel kecil (masing

masing terisolasi), dikupas pelindung luarnyasepanjang :!:: 150 cr'n. Salah satu isi kabel

dimasukkan ke dalam celah antara PEB

dummy pertama dan kedua hingga temblJs :!::

40 cm melewati ujung kotak rakitan EB dummy.

sedcingkan kabel lainnya dipotong ,dan

ujungnya diikatbautkan pada permukaan dalam

pelat sisi.

Langkah kerja perakitan meliputi :

8.1 Rol gencet

8.2 Frais akhir pelat sisi

8.3 Pemasangan handel

8.4 pemasangan penyangga PEB

8.5 pemasangan endfiting

8.6 pemasangan kabel turbine flow meter

8.7 pemasangan sambungan endfitmg

8.8 pemasangan tutup PEB dummy

8.1 Rol Gencet

8.6 Pemasangan Endfiting

Pengerjaan dilakukan menggunakan

mesin rol gencet dengan proses jepit

memanjang antara pelat sisi terhadap kedua

sisi lebar PES dummy. Cara ini dilakukan

terhadap PES dummy urutan ke-1 sampai 9,

dan urutan ke-13 sampai 21 sesuai urut alur

pel at sisi yang tersedia, sedangkan PES

dummy urutan ke-10, 11, dan 12 tidak dirol

gencet.

Endfiting dipasang pada kotak rakitan EB

dummy dengan alat bantu pengarah berupa

kotak perakit. Posisi pengeboran untuk baut

pengikatnya mengikuti lubang pengarah yangtersedia pad a kotak perakit. Endfiting dan kotak

rakitan EB dummy diikatkencangkan dengan

baut AIMgSi1 M6 sebanyak 8 buah.

8.7 Pemasangan sambungan endfiting

8.2 Frais akhir pelat sisi

Ujung kabel penghubung sensor putaran

turbin dimasukkan ke dalam alur sambungan

endfiting. Bersamaan dengan itu sambungan

endfiting dimasukkan ke dalam lubang endfiring,

untuk kemudian diikatkencangkan denga:1 baut

SSM6.

Kotak rakitan EB dummy dipasang pad a

2 buah catok presisi dengan posisi mendatar;

dan bidang lebar pelat sisi yang memiliki

kelebihan ukuran diposisikan di bagian atas.

Dengan menggunakan pisau frais horisontal,

kelebihan ukuran tersebut dihilangkan.

8.8 Pemasangan tutup celah PEB dummy8.3 Pemasangan Handel

Ujung celah antara PEB dummy urutan ke-

1 sampai 9, d~n antara urutan ke-13 sampai

21 ditutup seperti ditunjukkan pad a Gambar 2.

Kaki penutup masing-mas!ng dimasukkan ke

dalam celah ke-1 dan 8, sarta celah ke-13 dan

~O.

Handel elemen bakar dipasang tanpa

alat bantu khusus, kedua ujungnya diikatken-

cangkan dengan baut SS M6 terhadap pelat

sisi.

8.4 Pemasangan penyangga PEB

9. Pengukuran dimensiPenyangga PEB dipasang berdiri pad a

sisi permukaan ujung dalam endfiting dan

diikatkencangkan dengan baut 55 M3.

Pengukuran dimensi EB dummy secara

keseluruhan dilakukan oleh petugas jaminan

~ualitas. Dat~ rengukuran menunjukkan hasil

yang baik, sehingga EB dummy memenuhi

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000 3

ABDUL ROJAK Pembutan Fasilitas Uji lradiasi Pelat Elemen Bakar U~i2-Al Muatan 4.8 dan 5.2 gU/cm'

persyaratan dimensi untuk dimasukkan ke

dalam teras RSG-GAS.

Pada sa at akan dilakukan uji iradiasi

terhadap PES U3Si2-AI, seluruh rangkaian

turbine flow meter dilepas. PES dummy yang

disisipkan pad a alur pelat sisi ke-10, 11, dan 12

di kedua ES dummy dilepas, kemudian diganti

dengan PES U3Si2-AI dengan muatan masing-

masing 4,8 dan 5,2 gU/cm3,

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran laju alir air teras reaktor yang

tellh dllikukin plhlk RSG.GAS terhndep EB

dummy yang pada alur pelat sisi ke-10, 11, dan

12 disisipi PEB dummy menunjukkan bahwa

laju alir air yang masuk dan melewatinya relatif

sarna dengan laju alir air yang masuk dan

melewati EB RSG-GAS!4J. Berdasarkan hasil

pengukuran tersebut, maka dapat dilakukan uji

iradiasi terhadap PEB U3Si2-AI muatan 4,8 dan

5,2 gU/cm3 sesuai sasaran penguji~n.

KESIMPULAN

1

2.

...Rancangan fasilitas uji iradiasi PEB U3Si2-

AI yang berupa EB dummy dapat difabrikasi

tanpa ditemui kendala yang berarti.

Keuntungan teknis dari rancangan sistem

yang diterapkan adalah mudahnya

memasang atau melepas PEB, sehingga

untuk keperluan uji pascairadiasi

diharapkan PEB dapat dengan mudah

dilepas.

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan selesainya pembuatan EB dummy

untuk fasilitas uji iradiasi PEB U3Siz-AI muatan

4,8 den 5,2 gU/cm3, penyusun mengucapkan

terima kasih kepada semua pihak etas bantuan

baik berupa ide, saran, maupun tenaga untuk

menunjang kelancaran pelaksanaan pekerjaan

tersebut.

Kedua EB dummy yang digunakan untuk

sarana uji iradiasi PEB U3Si2-AI dengan

masing-masing muatan 4,8 dan 5,2 gU/cm3

dibuat mengikuti rancangan EB RSG-GAS

dlng.n beberipi modlflk.I' I'IUII k.p.rlulnuji. Modifikasi dilakukan dengan pertimbangan

keselamatan, perhitlJngan manajemen teras

reaktor, kemudahan fabrikasi, ,dan uji

pascairadiasi. Berdasarkan pertimbangan

tersebu!, rancangan EB dummy dibuat seperti

berikut :

1. Elemen bakar dummy memiliki 21 PEB

dummy yang disisipkan pad a masing-

masing alur pelat sisinya. Proses rol

gencet hanya dilakukari terhadap PEB

dummy urutan ke-1 sampai 9, dan urutan

ke-13 sampai 21, sedangkan PEB dummy

urutan ke-10, 11, dan 12 tidak dikenai

prosEs rol gencet.

2. Kepala baut pengikat endfiting dengan

kotak rakitan EB: dummy tidak dikunci,

sehingga mudah dilepas pad a saat aka!"!

mengeluarkan/mengisi PEB dari/ke alur

pelat sisi ke-10, 11, dan 12.

3. Pada ujung celah antara PEB dummy

urutan ke-1 sampai 9, dan antara urutan

ke-13 sampai 21 dipasallgi pelat penutup

yang dibuat dari pelat AIMg2 berketebalan

2,5 mm. Setiap pelat penutup dilubangi

sebanyak 6 titik dengan diameter masing-

masing 1,5 mm. Lubang-lubang tersebut

dirancang tepat berada di atas masing-

masing celah antara PEB dummy agar air

teras reaktor dapat mengisi celah tersebut

tanpa hambatan.

4. Kedua EB dummy dilengkapi dengan

turbine flow meter dengan tujuan untuk

mengukur laju alir air teras RSG-GAS

yang masuk dan melewati celah ke-9, 10,

11: don 12. Untuk keperluan tersebut, alur

pelat sisi ke-10, 11, dan 12 disisipi PEB

dummy.

PUSTAKA

[1]. ROJAK, A., "Laporan Teknis Analisis

Keselamatan Termohidrolika, Modifikasi

Oisain Elemen Bakar Uji Silisida Tipe A,

RSG-GAS", Lampiran Gambar, Januari

1999.

ABDUL ROJAK Pembutan Fasi/itas Vii lradiasi Pe/at E/emen Bakar V~irA/ Muatan 4,8 don 5,2 gV/cmJ

mengukur laju alir air dengan memasang

turbine flow meter

Apakah ukuran elemen bakar tidak berubah

dengan pemasangan peralatan uji laju alir,mohon dijelaskan apakah percobaan ini

tidak berpengaruh pad a elemen bakar di

teras reaktor ?

[2]. NUKEM, "MTR Fuel Element tor the

Reactor MPR-30 BAT AN", Inspection

Scheme, Doc.Nr. 15-MTR-O5-188, 1985.

[3]. NASUTfON, H. dan SURIPTO, A., "Peme-

riksaan Pasca fradiasi Elemen Bakar

Bekas RSG-GAS", Proceedings Seminar

Sains dan Teknofogi Nuklir, PPTN-BATAN

Bandung, 21-22 Maret 1995.

[4]. Komunikasi Pribadi dengan Endiah S.,

stat P2TRR-BATAN.

Abdul Rojak

Elemen bakar dummy yang dimaksud bukan

untuk mengukur laju alir air teras, tetapi

untuk uji iradiasi PEB U3Si2-AI muatan 4,8

dan 5,2 gU/cm3. Sebelum EB dummy

digunakan untuk uji iradiasi, terlebih d~hulu

perlu dilakukan pengukuran laju alir air teras

yang masuk dan melewali EB dummy

dengan menggunakan turbine flow meter

Penulis Adalah

Pejabat Fungsional Pranata Nuklir

dan Stat Bidang Teknologi Bahan Bakar

Reaktor Riset, P2TBDU, BATAN

TANYAJAWAB

Abdul Latief

Tidak, karena level elemen bakar ditentukan

oleh bertumpunya endfiting pad a dudukan-

nya. Penambahan panjang dengan adanya

sambungan endfiting, t,idak mempengaruhilevel elemen bakar karena diameter luar

sambungan endfiting lebih kecil dari

diameter luar endfiting, sehingga penam-

bahan tersebut akan mengisi daerah bebas

di bawah teras reaktor.

Dalam kesimpulan nomor 4 disebutkan

bahwa fasilitas uji iradiasi yang dibuat,

layak untuk iradiasi. Apakah kriteria layak

iradiasi, apakah dilihat dari segi

keselamatan mekanik, netronik, termo-

hidraulik, atau lainnya ? Mohon

penjeJasan.

Abdul Rojak

3. SunardiPengertian layak untuk uji iradiasi disini

hanya dilihat, dari satu aspek yaitu laju alir

air teras yang masuk den melewati EB

dummy tersebut. relatif sarna dengan yang

masuk dan melewati EB RSG-GAS

walaupun sebagian besar celah antara

PEB dummy ditutup. Aspek mekanik,

netronik. termohidraulik, d\!. baru akan

dievaluasi oleh pihak RSG-GAS apabila

PEB U3Si2-AI sudah diuji iradiasi.

Dalam makalah ini mengapa hanya

dilakukan satu pengujian saja (Iaju alir).

Bagaimana dengan suhu, netronik, dll. ?

Abdul Rojak

.Penulis hf3nya membatasi pad a fabrikasi

elemen bakar dummy, sehingga yang dapatdiuji hanya laju alir air teras reaktor yang

masuk dan melewati elemen bakar dummy

tersebut. Aspek suhu, nutronik, dll.,

merupakan tugas dan wewenang pihak

RSG-GAS.

Tonny Siahaan2.

Apakah judul ini tidak terlalu luas karena

peralatan yang dibuat adalah untuk

ABDUL ROJAK Pembutan Fasi/itas Uji [radiasi Pelot E/emen Bakar UjSi]-.4/ Muatan 4.8 don 5.2 g!Jlci!

Gambar 2 Irisan atas EB dummy

x0

~

Gambar 3 Sambungan endfiting

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-Al'>riI2000 7

ABDUL !{OJAK Pembu!an }'asitilas Uji lradiasi Petal Etell/en Baklll'

!;S;l-.-11

All/a//1II 4,8 dOlI _',2 gU/(.'m'

Gambar 4 Penutup celahantara PEB dummy

~Gambar 5 Penyangga PEB

8--

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000