ran cancan mixing serbuk u02 diperkaya dencan …digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
ISSN 0854 - 5561 Hasi-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
RAN CANCAN MIXING SERBUK U02 DIPERKAYADENCAN U02 ALAM
Sri Moedjajati, Meniek Rachmawati, Djoko Kisworo
ABSTRAK
Dengan adanya kebijakan pemilihan jenis reaktor yaitu jenis PWR, maka serbuk UOz
yang dipakai adalah serbuk UOz diperkaya 5%. Untuk mendapatkan serbuk UOz
diperkaya 5% tersebut salah satu earanya adalah dengan eara teknik peneampuran UOz
alam dengan UOz diperkaya .Pada penelitian sebelumnya telah dikaji kemungkinan
fabrikasi peneampuran UOz alam dengan UOz diperkaya yaitu dengan teknik
"Downblending HEU dengan NU".Oleh karena itu maka dalam penelitian ini akan
diraneang peralatan untuk peneampuran UOz alam dengan UOz diperkaya 20%. Dalam
peraneangan ini yang perlu diperhatikan adalah teknik peneampuran, efek kontaminasiserta efek kekritisan. Selain itu dalam peraneangan ini tetap mengaeu peralatan mixing
yang ada di Laboratorium fabrikasi, sehingga hanya memodifikasi alat yang sudah ada.
Dari hasil perhitungan kekritisan diperoleh : Safe mass limit untuk UOz diperkaya 5% =
13.3 Kg , safe volume untuk UOz diperkaya 5% = 14.6 Lt, safe infinite diameter cylinder
untuk UOz diperkaya 5% = 19.4 em, dan safe infinite slab thicknees untuk serbuk UOz
diperkaya 5% = 8,2 em., sedang efek kontaminasi di alat Mixing tersebut sudah amandari kontaminasi karena wadahnya dalam keadaan tertutup rapat dan peralatan Mixing
ini didesain sedemikian rupa sehingga terjadinya kontaminasi dapat terhindari. Dalam
peraneangan ini diambil basis UOz diperkaya 20% = 1 Kg. Dari perhitungan diperolehukuran wadah mixing UOz alam dengan UOz diperkaya 20% adalah sebagai berikut :
diameter wadah = 15 em, tinggi wadah = 22,5 em, tebal wadah = 5 mm, bahan wadah =
SS -304. Sedang yang perlu dimodifikasi adalah Rolling Speed = 10 -100 Rpm , Timer =
0- 60 menit.
PENDAHULUAN
Di Laboratorium Teknologi fabrikasi
terdapat peralatan Mixing UOz yang dipakai
untuk meneampur UOz dengan bahan pengikat
seperti zeng stearat dll. Dengan kebijakan
pemerintah untuk memilih jenis reactor PLTN
jenis PWR atau PHWR maka UOz yang dipakaiadalah UOz diperkaya 5%. yang merupakan
LEU (Low Enriched Uranium), yaitu UOz
dengan kandungan UZ35 3-5%. Salah satu
eara untuk memperoleh UOz diperkaya 3-5%
tersebut de:lgan eara peneampuran antara
UOz diperkaya HEU ( High Enriched Uranium)
dengan NU (Natural Uranium). Sebelumnyatelah dilakukan studi tentang peneampuran
UOz diperkaya dengan UOz alam dengan
teknologi Downblending HEU dengan
Blendstock ( NU, DU, SEU). Dari kajian
tersebut maka diharapkan peralatan yang ada
215
pada laboratorium teknologi Fabrikasi dapat
digunakan proses pencampuran tersebut
dengan cara memodifikasi peralatan yang
sudah ada (Gambar 1 dan 2). Dalam
perancangan ini akan dieampur UOz diperkaya
20 % dengan UOz alam (UZ35 0,7%) Hal yang
perlu diperhitungkan dalam perancangan iniadalah kritikalitas dari bahan UOz itu sendiri,
efek kontaminasi serta basis desain. Oleh
karena itu dalam peraneangan ini akan
dihitung kritikalitasnya juga. Efek kontaminasi
dari UOz juga perlu diperhatikan sehingga
aman dari kontaminasi. Disini yang akan
dirancang adalah wadah untuk mencampur
mengingat wadah sebelumnya kapasitasnya
besar, sedang dalam perancangan basisnya
adalah UZ35 adalah 1 kg, sehingga diharapkan
dalat dipakai untu skala penelitian.
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005
TAT A KERJA
Dalam melakukan perancangan mixing ini
tahapan yang dilakukan adalah :
• Penelusuran spesifikasi teknis yang adadi Lab Tek Fabrikasi.
Spesifikasi Mixing yang ada di Lab TekFabrikasi adalah :
Rolling Speed
Motor powerElektric feed
D Can
L Can
ISSN 0854 - 5561
10 - 50 Rpm0.37 KW
3800V - 50 Hz
29Cm
35 Cm
Gambar.1: Mixing untuk Bahan Bakar
• Perhitungan KritikalitasKritikalitas adalah suatu kondisi dimana
fisi/pembelahan dipertahankan olehreaksi berantai. Massa kritis adalah
sebagai sejumlah minimum uranium yangdiperlukan untuk mempertahankan reaksiberantai.
Jadi kritikalitas terjadi pada kondisi dimana
jumlah U-235 dalam geometri tertentu
mencukupi dan ada moderator yang
membantu reaksi berantai terjadi
Gambar.2: Bahan Bakar Wadah
Perhitungan kekritisan serbuk U02
diperkaya 5 % dihitung berdasarkan dari
grafik dibawah ini (Gambar 3 dan 4) untuk
U02 diperkaya 5 % adalah :
1. Safe mass limit untuk U02 diperkaya 5
% = 13.3 Kg
2. Safe Valum untuk U02 diperkaya 5 %= 14.6 Lt
3. Safe infinite diameter cylinder untuk
U02 diperkaya = 19.4 Cm
4. Safe infinite slab thickness untuk U02
diperkaya = 8.2 Cm
'f
r--" •' .. "...•.•........ , .
_ •• r. .•• ; : "'0 '''.'~ .••• <- ••...• , T~ •. oJ" ,o. ,J,.", I;;••••• L.1 ~ """;,,;_ "Ii.' Li L 0O';r:: •••• 0 •.••••COC ••••••[;) •••'>b ••
Gambar.3: Grafik untuk perhitungan kekritisan
216
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian E8N Tahun 2005
Gambar.4: Grafik untuk perhitungan kekritisan
• Perhitungan ukuran can
Gambar.5: Diagram alir downbleding HEU dengan NU
Material balance untuk peneampuran U02
diperkaya 20% (U235 20%) dengan U02
alam ( U235 0.7%) adalah :X 1 A + X2 8 = X3 ( A + 8 )
20 A + 0.7 8 = 5 (A + 8 )20 A + 0.7 8 = 5 A + 5 8
15A =4.38
8 = 15 I 4.3 A
8asis A ( U235 20%) = 1 Kg
maka 8 ( U235 0.7%) = 15/4.3 kg = 3.49 Kg
Jadi U235 5 % = 1 + 3.49 kg = 4.49 Kg
217
Oensitas serbuk U02 diperkaya 5% = 2.26
glee
Sehingga Volume U02 = 4.49 I 2.26 Lt =1.99 Lt
Asumsi Volume perhitungan = 50% Vol
raneangan
Sehingga Volume rancangan = 2 x 1.99 Lt= 4 Lt
V = TT 14 02 L
Asumsi LID = 1.5
V=TT/4 021.5 0
HasH-hasH Penelitian EBN Tahun 2005
4 =1.177503
03= 3.39703
0= 15.0325 Cm = 15 em
L = 1.5 X 15 Cm = 22.5 Cm
Tebal can = 5 mmBahan = SS 304
HASIL DAN PEMBAHASAN
Oari perhitungan diatas diperoleh
bahwa diameter wadah = 15 em , tinggi wadah= 22,5 em , tebal wadah =5 mm dan bahan
wadah = SS-304 (Gambar 6). Agar supaya
peneampuran UOz tersebut homogen maka
perlu dibuat baling-baling bagian dalam wadah
sehingga UOz tidak mengumpul di satu tempat
.Karena peralatan Mixing yang ada pad a Lab
Fabrikasi hanya dipakai untuk meneampur UOz
alam dengan bahan pengikat (Zn stearat dll)
dan hanya dengan keeepatan putaran yang
rendah yaitu maksimum 50 Rpm serta
timernya hanya sampai 30 men it, maka perlu
dilakukan modifikasi terhadap Rolling Speed
menjadi 10 - 100 Rpm, serta timer menjadi 060 menit. Yang perlu diperhatikan dalam
peraneangan ini adalah tingkat penyebaran
kontaminasi dan kekritisannya. Oalam
perhitungan ini sudah diperhitungkan tingkat
kekritisannya. Sedang tingkat kontaminasinyakeeil kemungkinannya terjadi, karena
wadahnya diraneang tertutup rapat dan dalam
proses peneampurannya diikat dengan sabuk
pengaman sehingga tidak akan
tumpah.(gambar raneangan wadah terlihatdibawah ini).
218
ISSN 0854 - 5561
Gambar.6: Raneangan Mixing UOz
KESIMPULAN
Oari hasil raneangan Mixing UOz alam
dengan UOz diperkaya diperoleh spesifikasi
wadah adalah sebagai berikut : diameter
wadah = 15 em, tinggi wadah = 22,5 em, tebalwadah = 5 mm , bahan wadah = SS - 304.
Sedang yang perlu dimodifikasi adalah Rolling
Speed = 10 - 100 Rpm,pengatur waktu (timer)range sampai 0 - 60 menit
DAFTAR PUSTAKA
1. U02 Powder mixing dokumen ANSALOOIN0 110-00-A-0438
2. Ookumen ANSALOO INO 000-00-S-0376
3. Technical Specification UOz Powder
mixing dokumen ANSALOO INO 11O-OO-A1436 dan INO 110-00-A-0437
4. Menik Rachmawati, Studi kemungkinan
fabrikasi U02 5% dari peneampuran UOz
alam dengan UOz diperkaya 20% ( Lapteknis 2004)