Yu
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Like this? Share it with your network

Share
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
774
On Slideshare
774
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
19
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 DIFUSIVITAS DAN KONDUKTIVITAS PANAS LOGAM PADUAN U-TH-ZR DAN U-TH-ZR-H Hadi Suwarno Pusat Elemen Bakar Nuklir - BATAN ABSTRAK DIFUSIVITAS DAN KONDUKTIVI-TAS PANAS LOGAM PADUAN U-Th-Zr-DAN U-Th-Zr-H. Difusivitas panas logam paduan U-Th-Zr dan U-Th-Zr-H dengan rasio komposisi atom U:Th:Zr = 2:1:6, 1:1:4, 1:2:6 dan 1:4:10 serta U:Th:Zr:H = 2:1:6:13,3; 1:1:4:9,5; 1:2:6:15,2; dan 1:4:10:27 diukur dari suhu kamar sampai 1273 K dengan metoda laser flash, untuk maksud pengembangan bahan bakar reaktor baru. Konduktivitas panas logam paduan dihitung berdasarkan hasil pengukuran difusivitas panas, berat jenis dan kapasitas panas logam paduan tersebut. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa difusivitas panas logam paduan U-Th-Zr-H menunjukkan sifat yang sangat baik pada suhu kamar hingga sekitar 900 K. Setelah suhu 900 K, difusivitas panas logam paduan meningkat dengan tajam disebabkan oleh adanya dehidridasi. Untuk logam paduan U-Th-Zr, sifat panasnya tampak sebagai fungsi suhu. Namun, pada suhu sekitar 800 K kurva difusivitas panas menurun dengan tajam disebabkan oleh adanya perubahan fasa δ-UZr menjadi U(γ)Zr(β). Hasil penelitian menunjukkan bahwa logam paduan U-Th-Zr-H mempunyai konduktivitas panas stabil dan lebih baik dibanding dengan UO2 yang sudah umum digunakan sebagai elemen bakar reaktor sehingga paduan ini dapat dipromosikan sebagai bahan bakar reaktor baru. ABSTRACT THERMAL DIFFUSIVITY AND THERMAL CONDUCTIVITY OF U-Th-Zr AND U-Th-Zr-H ALLOYS. The thermal diffusivities of the U-Th-Zr and U-Th-Zr-H alloys with the atomic compositional ratio, U:Th:Zr = 2:1:6, 1:1:4, 1:2:6 and 1:4:10 and U:Th:Zr:H = 2:1:6:13.3, 1:1:4:9.5, 1:2:6:15.2 and 1:4:10:27 were measured from room temperature to around 1273 K using a laser flash technique, in order to develop new fission reactor fuel material. Thermal conductivities of the alloys were calculated based on the thermal diffusivity measurement results, densities and heat capacities of the alloys. It was shown that thermal diffusivity of the U-Th-Zr-H alloys exhibited a favorable thermal properties at elevated temperature from room temperature to about 900 K. After the temperature of 900 K, the thermal diffusivities of the alloys increases sharply due to the dehydriding. In case of the U-Th-Zr alloys, the thermal properties is the function of temperature. Nevertheless, at temperature of about 800 K the thermal diffusivity of the alloys decreased sharply due to the δ-UZr → U(γ)Zr(β) phase transition. From the thermal properties point of view, it has been demonstrated that the U-Th-Zr-H alloys have a better thermal properties than that of UO2 commonly used in the nuclear reactor. Consequently, it can be promoted as a new U-Th mixed hydride reactor fuel. PENDAHULUAN kerusakan elemen bakar. Selain itu, kapasi- tas panas U-ZrH1,6 cukup besar sehingga Senyawa hidrida untuk sistem U-Zr ukuran elemen bakar relatif kecil dan harga mempunyai perhatian khusus dalam fluks yang tinggi karena konsentrasi hidrogen teknologi elemen bakar reaktor. Hal ini telah yang tinggi. Kedua, seperti reaktor tipe MTR dibuktikan bertahun-tahun yang lalu dengan lainnya, TRIGA dirancang dengan sistem digunakannya paduan hidrida U-Zr-H kolam terbuka dengan pendinginan konveksi tersebut, dalam bentuk U-ZrH1,6, sebagai alamiah maupun pendinginan paksaan, elemen bakar reaktor TRIGA yang memiliki tergantung dari kapasitas reaktor. Ketiga, karakteristik dasar sebagai berikut[1,2,3]. memiliki kemampuan pulsa yang sangat Pertama, penggunaannya sebagai unsur tinggi dengan insersi reaktivitas mencapai elemen bakar padat-moderator yang kompak 3,2% δk/k ($4,60) dan tenaga puncak 6500 dan memiliki sifat koefisien reaktivitas negatif MW yang mampu menghasilkan fluks netron pada elevasi suhu reaktor. Hal ini berarti ∼ 1015 n/cm2 setiap pulsa. bahwa apabila reaktivitas reaktor meningkat secara mendadak, kenaikan suhu yang Paduan U-Th-Zr dan U-Th-Zr-H timbul akan dipadamkan oleh peranan diukur harga difusivitas panas serta dihitung hidrogen yang terkandung di dalam elemen harga konduktivitas panasnya untuk menge- bakar sehingga dapat dihindari terjadinya tahui sifat-sifat panas bahan paduan tersebut 145
  • 2. Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV ISSN 1410-1998 PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 dalam rangka promosi penggunaannya UZr2 dan logam Th, sedangkan paduan sebagai elemen bakar baik reaktor riset U-Th-Zr-H terdiri atas senyawa ThZr2H7+x, maupun daya. Hingga saat ini belum dijumpai ZrH2-x dan logam U. adanya data hasil percobaan paduan tersebut, sehingga data yang tersaji ini akan Pengukuran Difusivitas Panas sangat bermanfaat bagi penelitian lanjut sifat panas paduan tersebut. Pengukuran difusivitas panas dila- kukan dengan menggunakan Laser Flash Dengan menggunakan teknik laser Thermal Constant Analyzer, di Japan Atomic flash pengukuran sifat difusivitas panas Energy Research Institute (JAERI). Sebelum bahan/paduan dapat dilakukan dengan suhu pengukuran semua spesimen uji dilapisi pengukuran yang tinggi (mencapai 3000 K) dengan serbuk grafit sedemikian rupa dengan memakai detektor infra merah. sehingga energi yang dipancarkan oleh sinar laser akan diserap seluruhnya oleh permuka- Pada percobaan ini, sifat difusivitas an spesimen uji. Prosedur percobaan adalah panas paduan U-Th-Zr dan U-Th-Zr-H de- sebagai berikut. Spesimen uji diletakkan di ngan komposisi komponen penyusun yang dalam tungku pemanas dari sistem dan bervariasi dilakukan pada suhu kamar dipanaskan pada suhu yang diinginkan. sampai 1273 K dilakukan dan didiskusikan Kemudian sepulsa laser ditembakkan ke dengan detil. permukaan spesimen yang suhunya dijaga konstan. Sebuah termokopel ditempelkan di TATA-KERJA “permukaan depan” spesimen untuk memonitor suhu permukaan spesimen yang Penyiapan Paduan U-Th-Zr dan U-Th-Zr-H ditembak dengan berkas laser. Difusivitas panas diukur menurut kenaikan suhu yang Paduan logam U-Th-Zr dibuat terjadi pada “permukaan belakang” spesimen dengan cara melebur paduan U-Th-Zr, yang dideteksi dengan menggunakan sebuah komposisi atomik paduan U:Th:Zr = 2:1:6, detektor Infrared In-Sb. Difusivitas panas [4] 1:1:4, 1:2:6, dan 1:4:10, di dalam sebuah spesimen dihitung dengan persamaan : tungku lebur. Untuk menghindari terjadinya oksidasi selama peleburan, di dalam tungku 1.37 L2 lebur dilengkapi dengan busur listrik yang α = (1) berfungsi menyerap oksigen yang dicurigai π 2 t 0 ,5 masih ada di dalam tungku. Dalam hal ini α (cm2/detik) adalah difusivitas Untuk memperoleh paduan panas, L (cm) adalah tebal spesimen, t0,5 U-Th-Zr-H, paduan hasil leburan dihidridasi (detik) adalah selang waktu yang diperlukan dengan menggunakan hidrogen di dalam untuk menaikkan suhu maksimum “permuka- sebuah sistem hidriding, pada suhu 1173 K. an belakang” spesimen. Hasil hidriding diperoleh paduan hidrida dengan komposisi U:Th:Zr:H = 2:1:6:13.3; Densitas Logam Paduan 1:1:4:9,5; 1:2:6:15,2; dan 1:4:10:27. Pengukuran densitas logam paduan Paduan logam, U-Th-Zr dan dilakukan dengan menggunakan Bouyancy. U-Th-Zr-H, dipoles dengan mesin poles Perlu dicatat di sini bahwa densitas paduan sampai diperoleh dimensi akhir spesimen hidrida U-Th-Zr-H adalah densitas “terukur”. bervariasi antara 1,6 ∼ 2,9 mm untuk tebal Densitas sebenarnya tidak diketahui karena dan 4 ∼ 6 mm untuk panjang dan lebarnya. porositas paduan tidak diketahui. Pemolesan dilakukan dengan kertas poles dengan tingkat kekasaran bervariasi antara Konduktivitas Panas 400 ∼ 2000 grain dan pemolesan akhir dilakukan dengan serbuk Al2O3 dengan Konduktivitas panas dihitung dengan tingkat kehalusan 2500 grain. menggunakan persamaan: Karakterisasi spesimen dilakukan k = αρCp (2) dengan difraksi sinar X yang dilakukan pada suhu kamar. Hasil analisis menunjukkan Dalam hal ini k (W/cm K) adalah konduktivitas bahwa paduan U-Th-Zr terdiri atas senyawa panas, ρ (g/cm3) adalah berat jenis spesimen, 146
  • 3. ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 dan Cp (kal/mol K) adalah kapasitas panas besar pula harga difusivitas panas logam spesimen. Mengingat tidak ada data Cp paduan. Kecenderungan ini erat kaitannya spesimen dan kami juga tidak mengukurnya, dengan tingginya difusivitas panas logam harga Cp spesimen diperoleh dengan thorium. perhitungan teoritis berdasarkan komposisinya. Kurva mengalami penurunan difusi- HASIL DAN BAHASAN vitas panas yang tajam pada suhu sekitar 800 K yang diikuti oleh penaikan kurva Di dalam karakterisasi termofisik kembali, suatu indikasi yang menunjukkan suatu logam/logam paduan seperti sifat terjadinya perubahan fasa. Di dalam sistem difusivitas panas, kapasitas panas, kerapat- terner U-Th-Zr, tidak dijumpai adanya fasa an, dan ekspansi panas adalah besaran- tunggal U-Th-Zr pada suhu 800 K [5]. Pada besaran sangat penting. Data kapasitas suhu tersebut, paduan yang ada untuk panas sangat penting untuk konversi antara komposisi atomik U:Th:Zr = 2:1:6, 1:1:4, 1:2:6 konduktivitas panas dan difusivitas panas. dan 1:4:10 adalah δ1-UZr2, α-Th dengan Gambar 1 menampilkan difusivitas panas kelarutan maksimum Zr sekitar 3 at. % dan spesimen dengan komposisi atomik U:Th:Zr α-Zr dengan kelarutan maksimum Th sekitar = 2:1:6, 1:1:4, 1:2:6, dan 1:4:10. Kurva 1.5%. Ada sedikit kelarutan Th di dalam difusivitas panas logam paduan menunjukkan δ1-UZr2 seperti yang dilaporkan secara kecenderungan naik dengan kenaikan suhu. lengkap oleh Penulis[6]. Sementara itu, Kurva paling atas adalah kurva difusivitas Takahashi dkk. melaporkan bahwa penurun- panas untuk spesimen U:Th:Zr = 1:1:4, an tajam kurva difusivitas panas sistem U-Zr hampir berimpit dengan kurva untuk U:Th:Zr terjadi pada suhu sekitar 880 K[7]. Perbedaan = 1:4:10, sedangkan kurva yang terletak suhu yang cukup besar ini kemungkinan ditengah adalah spesimen U:Th:Zr = 1:2:6, disebabkan oleh konsentrasi zirkonium di dan kurva paling bawah adalah U:Th:Zr = dalam paduan U-Th-Zr yang cukup besar. 2:1:6. Kurva paling bawah tidak komplit Sesuai dengan diagram fasa U-Zr[8] yang karena adanya data tak terukur pada suhu sudah baku maka perubahan fasa yang pengukuran antara 773 ∼ 875 K. terjadi adalah transisi (δ → U(γ)Zr(β)). 25 Gambar 2 menunjukkan kurva difusi- vitas panas paduan hidrida U-Th-Zr-H. 20 Berbeda dengan paduan U-Th-Zr, paduan hidrida ini memiliki sifat lebih stabil terhadap kenaikan suhu sampai suhu 900 K. Setelah α / (10 cm /s) 15 suhu tersebut kurva difusivitas panas naik -2 2 dengan tajam sampai suhu sekitar 1100 K 10 UTh4Zr10 dan setelah itu kurva kembali mendatar. UThZr4 5 UTh2Zr6 20 U2ThZr6 18 Missing Data 0 16 273 473 673 873 1073 1273 1473 T/K 14 α / (10 cm / s) 12 2 Gambar 1. Difusivitas panas logam paduan 10 -2 UTh2Zr6H15.2 U-Th-Zr 8 U2ThZr6H13.3 6 Secara umum kurva menunjukkan UTh4Zr10H27 4 tendensi yang sama yaitu terjadi kenaikan harga difusivitas panas dengan naiknya suhu 2 UThZr4H9.5 serta mengalami penurunan kurva yang 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 tajam pada suhu sekitar 800 K. Perbedaan T/K yang timbul kemungkinan disebabkan oleh perbedaan komposisi elemen di dalam logam Gambar 2. Difusivitas panas logam paduan paduan. Kecuali kurva paduan U:Th:Zr = U-Th-Zr-H. 1:1:4, ketiga kurva lainnya menunjukkan keterkaitannya dengan logam thorium, yaitu semakin besar kandungan thorium semakin 147
  • 4. Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV ISSN 1410-1998 PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 Kenaikan tajam kurva difusivitas Perlu dicatat bahwa densitas paduan panas paduan hidrida ini disebabkan oleh hidrida adalah densitas “terukur”. Densitas peristiwa dehidridasi. Perlu diketahui bahwa sebenarnya harus dikoreksi dengan porositas pengukuran sifat difusivitas panas dengan paduan. Adanya porositas di dalam paduan metoda laser flash dilakukan pada kondisi hidrida ini sangat menguntungkan karena vakum dengan tingkat kevakuman sekitar diharapkan mampu mengakomodasi gas 9∼ 11 x 10-6 Pa. Dalam kondisi operasi produk fisi. tersebut dan suhu tinggi akan mengakibatkan kestabilan senyawa hidrida di dalam paduan menjadi terganggu. Karena itu terjadilah Tabel 1. Densitas “terukur” paduan migrasi hidrogen dari dalam logam paduan U-Th-Zr, U-Th-Zr-H, dan UO2 keluar sehingga kurva difusivitas panas bergerak naik. Setelah proses dehidridasi Spesimen U/M atau Th/M atau H/MH Densitas U:Th:Zr:H U/MH, % Th/MH, % % g/cc selesai, sekitar 1100 K, kurva membelok agak mendatar seperti kurva difusivitas 2:1:6:0 22.2 11.1 - 9.811 panas logam paduan non-hidrida. 2:1:6:13,3 9 4.5 59.6 9.706 1:1:4:0 16.7 16.7 - 9.506 Paduan hidrida U-Th-Zr-H terdiri atas 1:1:4:9,5 6.5 6.5 61.3 8.970 1:2:6:0 11.1 22.2 - 9.225 α-U, ThZr2H7-x, dan δ-ZrH2-x. Adanya fase U 1:2:6:15,2 4.1 8.3 62.8 - bebas di dalam paduan hidrida secara teoritis 1:4:10:0 6.7 26.7 - 9.008 akan mempengaruhi kurva difusivitas panas. 1:4:10:27 2.4 9.5 64.3 8.990 o Pada suhu sekitar 879 K seharusnya terjadi U, 25 C - - - 19.1*) perubahan fasa α⇔β-U yang ditandai o Th, 25 C - - - 11.7**) o dengan penurunan tajam kurva, seperti Zr, 25 C - - - 6.52**) o UO2, 25 C - - - 10.8*) dijumpai pada paduan non-hidrida. Tidak adanya perubahan kurva pada suhu tersebut **) [8], *) [9-10] dapat diterangkan sebagai berikut. Uranium bebas di dalam paduan terdispersi secara Kapasitas panas spesimen diperoleh homogen sebagai komponen minoritas dengan cara estimasi karena tak ada infor- diantara senyawa ThZr2H7-x, dan δ-ZrH2-x masi tentang hal ini di literatur dan Penulis sedemikian rupa sehingga panas yang juga tidak melakukan pengukuran langsung diserap oleh perubahan fasa tersebut relatif (dapat menggunakan DSC atau kalorimeter). kecil. Untuk mengestimasi kapasitas panas padu- an, dianggap bahwa paduan tersusun atas Tabel 1 menampilkan densitas δ-UZr2+x dan Th untuk logam paduan non- ”terukur” logam paduan U-Th-Zr dan hidrida dan tersusun atas logam U, senyawa U-Th-Zr-H. Ditampilkan pula densitas logam ThH2, and ZrH2 untuk logam paduan murni dan UO2. Densitas dan kapasitas pa- U-Th-Zr-H. Cara ini ditempuh karena tak ada nas spesimen diperlukan untuk memperkira- data kapasitas panas untuk senyawa ThZr2 kan harga konduktivitas panas. Dibandingkan and ThZr2H7+x. Data Cp untuk logam dan dengan densitas logam uranium, densitas senyawa yang diasumsikan tersebut dapat spesimen non hidrida dan hidrida tampak diperoleh dari literatur[11-14]. Kapasitas panas lebih rendah, sementara dibandingkan spesimen dihitung dengan metoda dengan densitas UO2 sedikit lebih rendah. Kubachewski, seperti tersebut dalam pers. Hal ini mudah dipahami karena uranium (3,4), sebagai berikut[12]: memiliki densitas yang paling tinggi diantara Untuk logam paduan non-hidrida, U-Th-Zr: komponen penyusunnya. Pada Tabel 1 terli- hat bahwa densitas logam paduan tergan- Cpcamp = a CpUZr2 + b CpTh (3) tung dari komponen penyusunnya, yaitu semakin tinggi kandungan uranium semakin Untuk logam paduan hidrida, U-Th-Zr-H: tinggi densitas logam paduan. Dalam hal paduan hidrida, semakin tinggi kandungan Cpcamp = a CpU-ZrH2 + b CpThH2 (4) hidrogen di dalam logam paduan, semakin rendah densitas paduan karena adanya Dalam persamaan ini a dan b adalah ratio hidrogen diperkirakan akan memperbesar molar UZr2 (atau U-ZrH2), Th (atau ThH2) dan porositas logam paduan, meskipun pernyata- Zr di dalam logam paduan. an ini harus dibuktikan terlebih dahulu. 148
  • 5. ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 Gambar 3 dan 4 menampilkan spesimen. Transformasi fasa inilah yang konduktivitas panas logam paduan U-Th-Zr menjadi alasan logam paduan U-Th-Zr tidak dan U-Th-Zr-H sebagai fungsi suhu dihitung dapat digunakan langsung sebagai elemen dengan menggunakan pers. (3) dan (4) di bakar. atas. Konduktivitas panas adalah sifat bahan yang erat kaitannya dengan fluks panas Dari Gambar 3 dan 4 terlihat bahwa (kecepatan perpindahan panas setiap unit hidridasi menurunkan sifat konduktivitas luas) di dalam material disebabkan oleh panas paduan. Penurunan sifat panas ini gradien panas spatial. Khusus untuk elemen dapat diterangkan sebagai berikut. Di dalam bakar nuklir sifat konduktivitas material yang logam-logam paduan, panas dipindahkan tinggi merupakan hal yang sangat penting, oleh elektron (atau valensi) bebas, lattice khususnya ditinjau dari segi keselamatan dan waves, dan phonon (sebuah phonon ekivalen ekonomi karena sifat ini merupakan faktor dengan sekuantum energi dalam bentuk yang paling dominan di dalam menentukan suatu gelombang termoelastik dari suatu nilai bakar maksimum suatu elemen bakar. frekuensi tetap atau analog dengan suatu photon di dalam radiasi elektromagnetik). 0.7 Sementara untuk paduan hidrida, apalagi yang memiliki kapasitas hidrogen yang tinggi, 0.6 hidridasi mengakibatkan sifat panas logam 0.5 paduan berubah menjadi material dielectric sehingga panas di dalam material hanya [15,16] k / (W/cm K) 0.4 dipengaruhi oleh phonon saja . 0.3 UTh4Zr10 Dibandingkan dengan konduktivitas 0.2 UThZr4 panas UO2 (100%TD)[17], seperti ditampilkan UTh2Zr6 U2ThZr6 di Gambar 5, konduktivitas panas logam 0.1 Missing Data paduan hidrida U-Th-Zr-H tampak lebih tinggi dan ini merupakan suatu hasil yang baik. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Untuk UO2 tampak bahwa sifat konduktivitas T/K panasnya menurun dengan kenaikan suhu. Inilah yang menjadi salah satu kelemahan Gambar 3. Konduktivitas panas logam UO2 dalam penggunaannya sebagai elemen paduan U-Th-Zr. bakar. Sementara itu paduan U-Th-Zr-H menunjukkan kestabilannya dengan kenaikan 0.6 suhu. Seperti telah dijelaskan sebelumnya UTh2Zr6H15.2 U2ThZr6H13.3 dalam pengukuran difusivitas panas yaitu 0.5 UTh4Zr10H27 bahwa terjadinya migrasi hidrogen disebab- UThZr4H9.5 kan oleh kondisi vakum di dalam sistem. 0.4 UO2 Apabila kondisi pengukuran tidak dalam k / (W/cm K) 0.3 kondisi vakum, kemungkinan dehidridasi tidak akan terjadi dan ini berarti bahwa 0.2 konduktivitas paduan hidrida ini akan tetap stabil terhadap kenaikan suhu lebih besar 0.1 dari 900 K. 0 SIMPULAN 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 T/K Difusivitas panas telah diperoleh dengan metoda laser flash dari suhu kamar Gambar 4. Konduktivitas panas logam sampai dengan 1273 K untuk logam paduan paduan U-Th-Zr-H dan UO2. U-Th-Zr dan U-Th-Zr-H. Konduktivitas panas dihitung dari hasil percobaan dan harga Dari hasil kalkulasi konduktivitas perkiraan kapasitas panas logam paduan panas dan pengukuran difusivitas panas yang dihitung dari suhu kamar sampai tampak bahwa logam paduan U-Th-Zr dengan 1273 K. memiliki sifat konduktivitas panas yang tinggi. Namun, di sana ada transformasi fasa yaitu Diperoleh bahwa untuk logam (δUZr → U(γ)Zr(β)) pada kenaikan suhu yang paduan U-Th-Zr, pada suhu sekitar 800 K mengakibatkan penurunan harga difusivitas 149
  • 6. Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV ISSN 1410-1998 PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 terjadi penurunan difusivitas panas paduan [12]. KUBASCHEWSKI O., C. B. ALCOCK, disebabkan oleh adanya transformasi fasa P. J. SPENCER, Materials Thermodyna- δUZr → U(γ)Zr(β). Paduan U-Th-Zr-H mics, 6th Ed., Pergamon Press, 1993. memiliki sifat konduksi panas yang baik [13]. CRC Handbook of Chemistry and dibandingkan dengan UO2 yang sudah umum Physics, 1996. digunakan di reaktor dan, karena itu, dapat [14]. CHIOTTI, P., V. V. AKHACHINSKIJ, I. dipromosikan sebagai elemen bakar reaktor ANSARA, and M. H. RAND, The tipe U-Th hidrid yang baru. Chemical Thermodynamics of Actinides Elements and Compounds, Part 5, Penelitian sifat termal lanjutan masih IAEA, Vienna, 1981, p. 197. diperlukan, khususnya untuk mengukur [15]. ECKERT, E.R.G., Analysis of Heat and secara langsung kapasitas panas logam Mass Transfer, McGraw Hill, 1987, p. paduan dan porositas logam paduan hidrida. 30-67. [16]. MCCURDY, A. K., Phonon Conduction PUSTAKA In Elastically Anisotropic Cubic Crystals, Thermal Conductivity 17, Proc. 17th. Int. [1]. SIMNAD, M.T., et al., Nuclear Technol., Thermal Conductivity Conf., June 1983, 28(1976)31-56. pp. 63-70. [2]. SIMNAD, M.T and R. Chesworth, [17]. LUCUTA, P.G., H. MATZKE, R. A. TRIGA Research Reactor Experimental VERRALL, J. of Nuc. Matls., Ins-trumentation, Proc. Symp. Research 223(1995)51-60. Reactor Instrumentation, Tehran, Iran, IAEA, 1972. TANYA JAWAB [3]. SIMNAD, M.T, The U-ZrHx Alloy: Its Properties and Use in TRIGA Fuel, Asli Purba General Dynamics, General Atomic • Mohon dijelaskan perhitungan Division, Report GA-A16029, August difusivitas termal (α) dari data-data 1980. pengukuran laser flash. [4]. TAKAHASHI, Y. and M. J. MURABAYASHI, J. Nucl. Sci. and Hadi Suwarno Technol., 12[3](1975)133-144. • Sudah dijelaskan dalam tata kerja [5]. Ivanov, O. S., T. A. Badaeva, R. M. pengukuran difusivitas termal. Sofronova, V. B. Kishinevskii, N. P. Kusnir, Phase Diagrams of Uranium Utaja Alloys, Amerind Publ., New Delhi, 1983, p. 198. • Faktor yang disoroti pada bahan [6]. SUWARNO, H., Doctoral thesis, bakar umumnya kemampuan muat Graduate School of Eng, Dept. of U235, sedangkan pengaruh kondukti- Quantum Eng. & Syst. Science, The vitas dapat dieliminasi dengan Univ. Tokyo, February 1998. ukuran. Mohon dijelaskan. [7]. TAKAHASHI, Y., M. YAMAWAKI, T. YAMAMOTO, J. of Nuc. Matls., Hadi Suwarno 154(1988)141-144. • Metode eliminasi artinya dengan [8]. KATZ, J. J. and E. RABINOWITCH, The perhitungan desain elemen bakar. Chemistry of Uranium, Dover, New Pengukuran konduktivitas kemudian York, 1951, p. 183-213. dibandingkan dengan konduktivitas [9]. REND, M.H., et al., Thorium: Physico- UO2 merupakan cara umum yang chemical properties of its compounds dipakai dalam pengembangan ele- and alloys, Special Issue no. 5, IAEA, men bakar karena UO2 merupakan Vienna, 1975. most common fuel for nuclear power [10]. ALCOCK, C. B., Zirconium: Physico- plant. Dengan membandingkan sifat chemical properties of its compounds termal logam paduan ini dengan UO2 and alloys, Special Issue no. 6, IAEA, akan diperoleh gambaran yang jelas Vienna, 1976. tentang kelayakan U-Th-Zr dan [11]. SIMNAD, M.T., Nucl. Eng. and Design, U-Th-Zr-H sebagai bahan bakar 64(1981)403-422. baru. 150
  • 7. ISSN 1410-1998 Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir IV PEBN-BATAN Jakarta, 1-2 Desember 1998 Supardi • Rasio komposisi atom U : Th : Zr = 2 : 1 : 6; 1 : 1 : 4; 1 : 2 : 6 dan seterusnya maksudnya untuk pengembangan elemen bakar reaktor baru. Mengapa dipilih cara tersebut. Bagaimana rasio komposisi atom sebelum dikembangkan. Hadi Suwarno • Komposisi dipilih berdasarkan spesifikasi bahan bakar TRIGA yaitu dipilih (U,Th)Zr = 1 : 2. Dipakai Th karena untuk menghindari problem TRU yang menghasilkan massa atom dengan umur panjang (Am, Np, Pu). 151