Pmceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

PENENTUAN KANDUNGAN U-235 DALAM INTI ELEMEN BAKARMPR-30* PENGAYAAN 20%

Supandi SumintaPus at Penelitian Sains Materi - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKPENENTUAN KANDUNGAN U-235 INTI ELEMEN BAKAR MPR-30 PE ~GAYAAN

20%. Telah dilakukan penentuan kandungan U-235 dalam inti elemen bal<ar denganpengukuran laju cacah radiasi karakteristik secara simultan dan kedua belah sisi mti elemenbakar pada energi sekitar 185,7 keY dengan menggunakan Penganalisis Saluran Ganda(MCA)bua tan SILENAyang dilengkapi bebera pa modul MCS uni t seperti berikut: MCS-7911,ADC-7411/N, Basic unit MCA -7922 dan unit monitor Mod-7930. Pengukuran laju cacahsekurang-kurang- nya 106 cacah per dua menit dengan deviasi :t 1500 cacah dan perbedaanlaju cacah antara standar plus dan minus sekitar 29456 cacah deviasi ± 1930 cacah per duamenit. Hasil pengukuran menuDjukkan bahwa kandungan U-235 dari 31 contoh inti elemenbakarrata-rata 11,79gram, memenuhi syaratspesifikasi MPR-30 (11,90g± 0,30 g, pengayaan19,75% toleransi + 0,20% dan - 0,50%).

ABSTRACTDETERMINATION OF THE U-235 CONTENT IN FUEL CORE FOR MPR-30 WITH

20% ENRICHED U-235.The calculation ofU-235 content in fuel core by measuring the 185.7keY characteristic radiation has been carried out by simultaneously counting the pulsesemmited from both sides of core using MCA-SILENAwith moduls Interconnection MCS Unitas follows: MCS-7911, ADC-7411/N, Basi,. Unit MCA-7922 and Display unit -7930.Themeasured pulse rate should be at least 1UJ pulses per 2 minutes, deviation was ± 1500pulses.The difference in the pulse rates between standard plus and minus was found 29456pulses and deviation was ± 1930pulses per 2 minutes. The results ofthe 31 fuel cores obtainedwere in accordance with MPR-30 specification (11.90 g ± 0.30 g, with 19.75% enriched U-235,tolerance + 0.20% and -0.50%by weight).

-jumlah pelat

: U3 Os.Al:19,75% + 0,2%

- 0,5%:pelat luar 2 buahpelat dalam 19 buah

-kandungan U-235/pelat: 11,90 ± 0,30 g

PENDAHULUANInti elemen bakar adalah bahan bakar an­

tara untuk pembuatan pelat elemen bakar. Intielemen bakar ini dipasang dalam kerangka,ditutup dengan pelat kelongsong AlMg2. Teknikini dikenal dengan nama "CoverPicture FrameTechnique"[1]. Selanjutnya dirol menjadi pelatelemen bakar, dengan menggunakan proses pe­rolan panas dan dingin. Pelat elemen bakar inikemudian dirakit menjadi elemen bakar yangsiap digunakan untuk reaktor nuklir.Tiap ele­men bakar reaktor tipe MPR-30 tersusun atas21 pelat elemen bakar, yang tersusun atas 21buah, yang berarti inti elemen bakar pula.

Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy ada­lah reaktor MTR yang dapat mencapai tingkatdaya 30 MW dengan spesifikasi bahan bakarsebagai berikut [2]:-bahan bakar-pengayaan U-235

-kandungan U-235/elemen bakar :250 g ± 3,8 g-densitas permukaan U-235/pelat : 31,6 mg/

2cm

U30Sdalam matriks aluminium berbentuklempeng dengan ukuran : panjang nominal100,2 mm, lebar nominal 61,15 mm, tebal no­mina13,15 mm, berat U-235 nominal 11,90gdanpengayaan nominal 19,75% inilah yang mem­bentuk inti elemen bakar (fuel core) disingkatIEB.

Sebelum dibuat pelat elemen bakar ter­lebih dahulu ditentukan kandungan U-235 da­lam IEB dengan cara pengukuran laju cacahradiasi gamma karakteristik yang dipancarkandari kedua belah sisi tiap IEB. Untuk ini diperlukan dua buah standar IEB yairu standar plusdan minus. Yang dimaksud standar IEB plusdan minus adalah standar yang dibuat daribahan fisil denagn matriks yang sarna denganIEB hasil produksi. Standar plus bermuatanpada batas spesifikasi kandungan U-235 mak­simum, sedangkan standar minus bermuatan

481

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Teknologi MenuJu Era Tinggal Landas

pada batas spesifikasi kandungan U-235 mini­mum.

Kandungan U-235 dalam IEB dihitung de­ngan rumus sebagai berikut [3] :

1+ - IG=G ---

+ let

Get

G = berat U-235 dalam contoh IEB (gram)G+ = berat U-235 dalam standar plus (gram)Get= perbedaan U-235 antara standar plus dan

minus1+ = laju cacah standar plus per dua menitI = laju cacah contoh IEB per dua menitlet = perbedaan laju cacah antara standar plus

dan minusMenurut spesifikasi MPR -30 kandungan

U-235 dalam IEB adalah 11,90± 0,30 g per IEBatau sama dengan 11,90 ± 0,30 g per pelat ele­men bakar. Karena jumlah pelat dalam satuelemen bakar adalah 21 buah pelat, makajum­lah kandungan U-235 dalam satu elemen bakaradalah 250 ± 3,8 g [2].

Menurut prosedur pemeriksaan [5],NUKEM, telah mencoba mengembangkan pe­nentuan kandungan U-235 dengan cara meng­ukur laju cacah sinar gamma karakteristik padaenergi 185,7 keY dengan menggunakan Peng­analisis Saluran Tunggal . Ternyata bahwa caraini mempunyai beberapa kelemahan antara laintidak efisien, lama, pengolahan data memer­lukan perhitungan dengan rumus matematikyang rumit, dan setiap 3 bulan sekali dilakukanpenyesuaian ambang batas jendela diskrimina­tor dan sekaligus mengoreksi tegangan kerja.Disamping itu pula cara ini mempunyai settingalat dan geometri tersendiri.

Berhubung di Pusat Penelitian TenagaAtom Serpong, khususnya Pusat Elemen BahanNuklir telah tersedia perangkat PenganalisisSaluran Ganda (MCA)buatan SILENA denganjangkauan 100-4000 saluran yang telah dileng­kapi beberapa modul dengan detektor sintilasiNal, maka kandungan U-235 akan ditentukandengan perangkat ini.

Mengingat pentingnya penentuan U-235dalam IEB ini (sebagai uji kualitas) maka pene­litian ini bertujuan memperoleh prosedur bakupenentuan U-235 dalam IEB dengan perangkatPenganalisis Saluran Ganda, MCA buatanSILENA.

Kestabilan alat cacah adalah syarat mut­lak berlangsungnya pengukuran, kestabilanalat meliputi spektrum yang luas dan sangatkompleks dimensinya. Karenanya dibutuhkan

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

peranan yang aktif dan ketrampilan yang tinggibagi peneliti dan operator untuk menjaga ke­mungkinan ketidakstabilan alat cacah yangmungkin terjadi setiap saat. Cara ini mutlakharus dilakukan mengingat kecenderunganfluktuatif perkembangan situasi listrik PLN,misalnya akibat fluktuatif derau, spikes dangejala alamiah bermacam-macam.

Pada prinsipnya penentuan kandunganU-235 dalam bahan bakar IEB adalah dengancara mengukur laju cacah radiasi karakteristikyang dipancarkan dari kedua belah sisi IEB dandibandingkan dengan standar. Standar pem··banding juga diproduksi dari bahan yang sama.dengan contoh IEB yang akan ditentukan kan ..dungan U-235nya, dan harga kandungannya.harus sesuai dengan spesifikasi.

Harga laju cacah standar plus harus ber··ada pada batas atas dan standar minus beradapada batas bawah, sedangkan contoh IEB ter ..letak di antaranya.

Sebelum pengukuran laju cacah contohIEB dilakukan (dengan percobaan 3-5buah IEBdisebut verlooper) terlebih dahulu data berikutharus diperoleh:-kandpugan isotop U-235 dalam IEB (19,79%)-kadar uranium dalam U30S (84,77%)-Berat IEB = 97,72-geometri luar IEB (panjang = 100,22 mm, le-

bar = 61,35 mm tebal = 3,15 mm ± 0,05 mm)-homogenitas IEB (baik, sertifikat No. LU 32­

02)-kualitas IEB (baik,sertifikat No. LU 32-01)

Kandungan isotop, kadar uranium, dan be­rat IEB diperlukan untuk mengecek kebenaranperhitungan dan memproduksi IEB sebanyakyang akan direncanakan dan sesuai persyarat­an spesifikasi.Homogenitas uranium, kualita.sdan geometri IEB diperlukan untuk membe­rikan informasi (sertifikat) kepada bagian pro­duksi bahwa produksi IEB dapat dimulai.

Dalam percobaan ini dilihat pengukuran31 buah contoh IEB,penyebaran distribusi titik­titik pertemuan antara kandungan U-235 de­ngan nomor IEB, geometri, rata-rata harga lajucacah standar IEB, kandungan U-235 per IEB,penyimpangan dan kestabilan alat.

BAHAN, ALAT DAN TATAKERJABahan

Bahan yang digunakan ialah sarung ta­ngan dari cutton, standar plus Nr. 1/86/2-9danstandar minus Nr. 1/86/2-3 buatan NUKEM,semuanya dengan kualitas baik. Inti elemenbakar (lEB) yang digunakan diproduk~;iPEBN-Batan. Penyaringan menggunakan

482

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

kertas Baring biasa, sedangkan untuk pence­ta.kan dengan thermal printing paper, spesifi­kisi Canon X-711. Sebagai kolimator, diguna­kan pelindung Cd absorber dengan ketebalan0,5mm.Alai

Perangkat penganalisis saluran ganda(MCA)yang digunakan ialah buatan SILENAyang dilengkapi beberapa modul seperti terda­pat pada Gambar 1.

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

< ROl-2 >-

PEAK.1D5 7 KeV

BACK

GROUND

MCS

7911

1-3

ADC

7411/ N

1-3

BASIC UN IT

MCA 7922

DISPLAY UNIT

7930

1-9 Gambar 3. Spektra U-235 puncak energi 185,7keY pengayaan 19,75%.

To T T Y 05

PAR. PRINTER.

Gambar 1. Rangkaian unit MCA, modul paneldepan.

Penimbangan dilakukan dengan timbangananalitis Mettler PE 1600 (deviasi = 0,00289 g).Penghitungan dengan kalkulator fungsi X(Canon F-300P) dan Hewlett-Packard-41CV.Untuk memudahkan pengukuran, unit cuplik­an dilengkapi dengan elevator. Ketebalan IEBdiukur dengan jangka sorong dan energi yangdipancarkan diukur dengan bantuan sumber:3inar-X(maksimum 160 kvA)

Tala kerja

Sinar gamma yang dipancarkan IEB diu­kur secara simultan pada kedua belah sisi de­ngan menggunakan dua detektor sintilasi NaIdan dua alat MCAdengan energi sekitar 185,7keY pada tegangan 900 V sekitar saluran 100­1000. IEB yang akan diukur diletakkan di atasalat cuplikan di antara ke dua detektor NaI(Gambar 2, lihat halaman berikut), dan ruanganpencacah dijaga konstan pada suhu 24°C dankelembaban 55%.

Nuklida uranium pengayaan 19,75%mem­punyai spektrum gamma karakteristik sepertidisajikan pada Gambar 3.

Standar yang digunakan adalah standarIEB MPR-30 buatan NUKEM (Gambar 4, lihathalaman berikut).

Laju cacah IEB diukur pada energi sekitar185,7 keY. Energi U-235 yang berdekatan ada­lah sebelah kiri 142,8dan 163,4 keVyang meru­paKan radiasi sinar Xdan sebelah kanan adalah202,1 dan 205,3 keY.Energiyangberdekatan iniadalah yang nampak jelas bila parameter ins­trumen diatur pada skala Y= 104 seperti terlihatpada unit monitor model 7930 (Gambar 5).

Pengaturan ana/isis tinggi pulsa

MCA model 7922-4096

a. MEMORI GROUP ROTARI putar pada po­sisi 1

b. DIGITAL PARTIAL/DIGITALTOTAL putarpada DIGITAL PARTIAL

c. OVERLAP/NORMAL putar pada posisiNORMAL

d. REPETED S/N/OFF putar pada posisi OFFe. Pengaturan PRESET TIME adalah sebagai

berikut :- diatur tiga buah posisi tombol dan putar

pada jangkauan pilihan (102).- ditekan REAL TIME / LIVE / TIME PRE­

SET, putar pada posis TIME PRESET dantekan terus

- pindahkan MARKER, putar pada posisiPRESET TIME sebelah kanan monitorf. REAL TIME / LIVE / TIME PRESET putar

pada posisi REAL TIME

483

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Teknologi Menuju Era Tinggal Landa8

Bandung, 8·10 Oktober 1991PPTN· BATA},'

etector bias

supply

Q~

detector

fuel core

detector biassupply

preamplifier

reamplifier ·'amplifier&

pulse-shaper

multichannel ]pulse-height

analyzer (MCA)

multichannelpulse-height

analyzer (MCA)

Gambar 2. Diagram Spektrometer Gamma dengan paenganalisis saluran ganda

MARKER AD DR MARKER CONT

1064 21

/

ELAPSED TIME

200

harga cacah sekitar 1.500.000 ± 1500 per duamenit. Ini berarti perbedaan laju cacah an- tarastandar plus dan standar minus ialah seki- tar30.000 cacah per dua menit. Kemudian dila­kukan pencacahan cuplikan IEB per dua menit.Setiap 10pengukuran cuplikan diselangdenganpengukuran standar plus dan minus untukmemeriksa kestabilan alat cacah dan demikianseterusnya.

Gambar 5. Unit monitor model 7930

Cwo.pengukuran

Pelindung Cd absorber diletakkan diatasdetektor dan standar IEB di antara kedua de­tektor. Pengukuran dimulai dengan menekanDATAIN. Diusahakan agar hasil cacah dicapaiu75.000 per dua menit, bila masih dibawah hargatersebut, detektor dinaikkan dengan cara meng­gerakkan elevator pada unit cuplikan (pada ska­la 10). Setelah dicapai harga cacah 75.000 perdua menit, pencacahan dilakukan 5 kali dengan

Y SCALE MEASURE NO:

o

PRESET TIME

HASILDAN PEMBAHASAN

Tabel1 menyajikan hasil pengukuran lajucacah per dua menit standar plus dan minus.Diperoleh laju cacah dari standar plus rata- rataA+= 1531930cacah dengan deviasi ± 1112cacahdan standar minus rata-rata A. = 1502448 cacahdengan deviasi ± 1531 cacah. Perbedaan antarastandar plus dan minus = 29456 cacah dengandeviasi ± 1930 cacah.

Menurut Inspection Procedure on Prepa­ration of Standard, dan dokumen NO.16-MTR­03-06NUKEM 1980,harga laju cacah sekurang­kurangnya 106 cacah per dua menit dengandeviasi ± 2000 cacah dan menurut Standard forMeWluring Characteristic Radiation MPR- 30NUKEM,1986 (Tabel 2) harga laju cacah IEBstandar plus dan minus No.129/130 ReaktorMPR-30, pengayaan 20 % U-235 adalah1508000 cacah, dengan deviasi ± 2500 cacahdan perbedaan laju cacah standar plus dan mi­nus adalah 22400 cacah per dua menit. Terlihatbahwa ada perbedaan harga laju cacah diban­dingkan dengan percobaan NUKEM. Dalam

484

P/"Oceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sainsclan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Standar plus

01--

Banclung, 8- 10 Okwber 1991PPTN - BATAN

L · I ' I,:"<---~->r<---8 .\

-:lcT

a = 100,2 mmb = 60,15 mmc = 3,18 mm

D~ _<,,--0 _

I.•

a ~ 100,2 mmb = 60,15 mmc = 3,17 mm

Kode standar% U-berat% U-235 beratkandungan isotopberat totalberat Uberat U-235

Standar minus

Kode standar% U-berat% U-235 beratkandungan isotopberat totalberat Uberat U-235

: standar plus Nr 1/86/2-9: 62,17: 12,14: 19,52 %

: 99,619 g61,93 g

: 12,09 g

•

D[I · t '. I ,,:,

~

i-ca

~i

: standar minus Nr 1/86/2-3: 61,12: 11,93: 19,52 %

: 97,915 g: 59,86 g: 11,68 g

Gambar 4. Data geometri standar plus dan standar minus IEB MPR-30

percobaan BATAN , perbedaan harga laju ca­cah standar plus dan minus yang menunjukkan29500 cacah per dua menit, terlihat lebih tinggi

dibanding percobaan NUKEM = 22400 cacahper dua menit. lni berarti masih memenuhispesifikasi MPR- 30, bahkan percobaan BATAN

485

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir datum Penelitian Sainsdan Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung. 8 - 10 Oktober 19f11PPTN - BATAN

Tabell. Laju eaeah standar plus dan standar minus per dua menit MPR·30 pengayaan = 20 %U-235

No. Standar plusStandar plusper dua menit

per dua menitdelta AX-Xketerangan(A)

(A)

--1

1531699 150353328116- 12902

1532820 149917633644+ 41883

1534005 150202531980+ 2524Suhu ruang = 24°C4

1530976 150422526751- 2705R. H. = 55 %5

1531811 150094330868+ 1412Elevator = 10 em6

1531085 150121329872+ 4167

1530125 150365526470- 29868

1533250 150268530565+ 11099

1532082 150400528077- 137910

1531180 150301528165- 1291

X = 1531903

X = 29455,8X = - 1930S = 1111,903

X = 1502448

X = + 1929,8 >± 2000% = 0,07 %

S = 1531,251% = 0,10 %

Tabel 2. Standar laju eaeah radiasi karakteristik pengayaan 20 % U-235 MPR-30 sebagai aeuanpengukuran IEB

Laju eaeahPerbedaan

standarlaju eaeahBerat U-235Kete-

Tipe

No.Format std. + dan std. -(I )ranganreaktorstandar Caeah/DeviasiPerbeda-DeviasiStd. +Delta

2 menitan

eaeahFORD

99/100-1515000250048000± 20009,670,6120% U-235RP.10

121/122-1504000250047000± 20009,010,5020% U-235MPR-30

129/130-1531903150029500± 193012,090,4120% U-235-

(BATAN)

MPR-30128/130-1508000250022400± 200012,090,4120% U-235

-

- (NUKEM)

GKSS131/132-15750002500 ± 200014,180,3120% U-235

BR-238/39-1680000265048000± 200016,540,8920% U-235

DIDO75/7611800002200104400± 200010,3850,1,01520% U-235

MERLIN89/901850000270097500± 200012,450,8954% U-235

lebih baik, karena deviasinya lebih keeil diban­dingkan dengan pereobaan NUKEM BATAN de­viasinya ± 1500 eaeah, NUKEM deviasinya ±2500 eaeah).

Tabel 3 menyajikan data kandunganU-235, berat IEB, uranium dalam IEB dan tebalIEB, pengukuran pada pagi hari. Berat IEBditimbang dengan timbangan METTLER PE

1600 dengan ketelitian 0,01 g (timbanga.ndikalibrasi setiap 2 minggu sekali) diperolehhasil rata-rata = 97,39 gram dan deviasi = 0,09gram. Berat uranium dihitung ber- dasarkHnperkalian berat IEB dengan faktor % U yangberguna untuk mengetahui neraca uranium didaerah pengolah / pemroses dan sebagai datalaporan neraca uranium, bila sewaktu- waktu

486

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsck", Teknowgi Menuju Era TinggaJ Landas

Bandung, 8- 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Tabel 1. Laju cacah standar plus dan standar minus per dua menit MPR-30 pengayaan = 20 %U-235

No.No. lEBBerat lEBBerat UBerat U-235Tebal lEB

~)(g)(g)(mm)

1

004 96,9659,7612,453,142

005 97,4660,0712,403,163

006 97,4660,0712,353,184

007 97,4660,0712,303,175

008 97,4160,0412,333,176

009 97,3860,0212,313,187

010 97,3560,0012,303,188

011 97,4160,0412,293,189

012 97,3960,0312,283,1810

01397,3360,0312,253,1811

01497,4360,0512,223,1712

01597,4260,0412,203,1813

01697,3960,0312,153,1814

01797,4260,0412,103,1815

01897,3760,0112,003,1816

01997,4460,0611,903,1817

02097,4060,0311,853,1818

02197,4060,0311,803,1819

02297,3860,0211,753,1820

02397,4460,0611,703,1821

02497,4360 1)511,653,1822

02597,3860,0211,603,1823

02697,4060,0311,903,1724

02797,4360,0512,003,1725

02897,3960,0312,103,1726

02997,3560,0012,203,1727

03097,3960,0312,253,1728

03197,4360,0512,303,1729

03297,4560,0612,323,1730

03397,4060,0312,403,1731

03497,3860,0212,423,16

X:

97,3960,0312,143,17s:

0,090,050,250,01N:

31313131

ada pemeriksaan dari Biro Pengawas TenagaAtom dan IAEA. Hasil rata-rata yang diperoleh= 60,03 gram dan deviasi = 0,05 g. Jumlahuranium pada saat ini = 1860,87 gram. Peng­ukuran tebal lEB dengan jangka sorong yangmempunyai ketelitian 0,01 mm menghasilkanhasil rata-rata = 3,17 mm dan deviasi 0,01 mm.Kandungan U-235 yang dihitung berdasarkanrumus di atas menunjukkan hasil rata-rata =12,14 gram dengan deviasi 0,25 gram. Dari 31contoh lEB terlihat kandungan U-235 pada No.lEB 015 sid No. 029 terletak di dalamjangkauanspesifikasi, sedangkan sisanya terletak di luar

jangkauan spesifikasi yang berasal dari penga­ruh ketidakstabilan perangkat MCA. lni dise­babkan oleh fluktuasi tegangan listrik dari PLNdalam batas toleransi yang tidak diijinkan se­perti terlihat pada deviasi 0,25 gram.

Tabel4 menyajikan pengukuran berat lEB,berat U dalam lEB, tebal lEB dan kandunganU-235 dalam lEB, pada sore hari. Pengukuranberat lEB, uranium, dan tebal lEB yang dilaku­kan seperti diuraikan pada Tabel 3, memper­lihatkan kandungan U-235 tertinggi = 12,06gram pada pengukuran lEB ke 16 dan terendah= 11,79gram pada pengukuran ke 30 yang ber-

487

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 -10 Oktober 199./PPTN - BAT AN

12

12.2

11.9

- Series 1

' .• Series ,

L.._ ••••

14 15 16 20 ZZ 24 26 28 30 32 34No.IEB

\0 12

11.44 I) 8 10 12 14 10 16 20 22 24 26 26 30 32 34

No.IEB

11.6

GambaI' 7. Grafik dispersi penyebaran antarakandungan U-235 (gram) dengan No. IEB(pengukuran pada sore hari).

GambaI' 6. Grafik dispersi penyebaran antarnkandungan U-235 (gram) dengan No. IEH(pengukuran pada pagi hari).

11.8

KESIMPULAN

Hasil percobaan ini dapat disimpulkan se­bagai berikut:1. Standar IEB plus dan minus No. 129/130

MPR-30, hasil pengamatan BATAN mem­perlihatkan hasil yang lebih baik dari peng­amatan NUKEM dibuktikan dari hasildeviasi yang kecil = ± 1500 cacah. Dalampengamatan NUKEM diperoleh hasil yanglebih tinggi = ± 2500 cacah.

2. Rata-rata laju cacah standar plus A =1531903 cacah, deviasi = ± 1112 cacah per

K/lndungar1 U-230 (gram)12.6

'1.6

11.d4 e 8

Kr.V'(hJ"a~nlh'.35 (!)rl'm) 11,2.61

...-/' •.

'-- r'2..:z.~ .,

" ,12. ~

asal dari pengaruh kestabilan perangkat MCA,disebabkan oleh fluktuasi tegangan listrik dariPLN. Tetapi pada saat pengukuran berlangsungfluktuasinya masih dalam batas toleransi yangdiijinkan, seperti terlihat dari perhitungan 31contoh IEB di atas. Hasil rata-rata kandunganU-235 = 11,79 gram dengan deviasi = ± 0,05gram masih memenuhi syarat spesifikasi MPR­30 (11,9 gram ± 0,03 gram, pengayaan U-235 =19;75 %,toleransi + 0,2% dan - 0,50%).

GambaI' 6 menyajikan grafik hubunganNo. IEB dengan kandungan U- 235, menggam­barkan secara keseluruhan penyebaran distri­busi titik-titik pertemuan di antara IEB dengankandungan U-235.Menurut spesifikasi MPR-30kandungan U-235 harus memenuhi persyarat­an maksimum = 12,20 gram, nominal = 11,90gram dan minimum 11,60 gram (11,90 ± 0,30gram). Terlihat bahwa kandungan U-235 padaNo. IEB 15 s/d 29 masih dalamjangkauan spesi­fikasi , sedangkan sisanya terletak di luar jang­kauan spesifikasi. Mula-mula kandunganU-235 tinggi kemudian menurun hingga menca­pai kandungan U-235 = 11,60 gram· pada No.IEB 025 dan akhirnya naik kembali hinggamencapai kandungan U-235 = 12,42 gram padaNo. IEB 034. Bila kita perhatikan data Tabel3,berat IEB, uranium dan tebal IEB menunjuk­kan harga-harga yang homogen dan memenuhispesifikasi,tetapi kandungan U-235yang mem­perlihatkan harga-harga yang heterogen de­ngan rata-rata x = 12,13gram, dengan deviasi =0,25 gram dan kandungan U-235 per elemenbakar = 21 x 12,13 gram = 254,73 gram tidakmemenuhi spesifikasi MPR - 30 ini disebabkanoleh tegangan listrik yang tidak stabil.

GambaI' 7menyajikan grafik hubungan No.IEB dengan kandungan U- 235, menggambar­kan secara keseluruhan penyebaran distribusititik- titik pertemuan antara IEB dengankandungan U-235.Menurut spesifikasi MPR-30kandungan U-235 maksimum = 12,20 gramnominal = 11,90gram. Terlihat bahwa kandung­an U-235tertinggi = 12,06dan terrendah = 11,79gram, pada No. IEB 019 dan 033. Dari dataTabel 4 diperoleh rata-rata kandungan U-235X = 11,79 gram, deviasi = 0,05 gram. Harga initernyata masih terletak di dalam jangkauanspesifikasi MPR- 30. Jangkauan penyebarannilai- nilai kandungan U-235 dalam IEB adalahkecil dan relatif bersifat homogen, berarti kan­dungan U-235 dalam 31 contoh IEB dapat dite­rima.

488

Proreedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi MenuJu Era Tinggal Landas

Bandung, 8- 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Tabel 4. Data kandungan U-235 dalam inti elemen bakar nuklir, pengukuran sore hari

No.No. IEBBerat IEBBerat UBerat U-235Tebal IEB

(g)(g)(g)(mm)

1

004 96,9659,7612,003,142

005 97,4660,0711,993,163

006 97,4660,0711,953,184

007 97,4660,0711,963,175

008 97,4160,0411,973,176

009 97,3860,0211,88'.],187

010 97,3560,0011,993,188

011 97,4160,0411,963,189

012 97,3960,0311,953,1810

01397,3360,0311,993,1811

01497,4360,0512,013,1712

01597,4260,0411,993,1813

01697,3960,0312,013,1814

01797,4260,0412,023,1815

01897,3760,0111,963,1816

01997,4460,0612,063,1817

02097,4060,0311,993,1818

02197,4060,0311,983,1819

02297,3860,0211,993,1820

02397,4460,0612,033,1821

02497,4360,0511,983,1822

02597,386'\0212,003,1823

02697,4060,0311,973,1724

02797,4360,0511,993,1725

02897,3960,0312,013,1726

02997,3560,0011,983,1727

03097,3960,0311,983,1728

03197,4360,0511,963,1729

03297,4560,0611,993,1730

03397,4060,0311,793,1731

03497,3860,0211,893,16

X:

97,3960,0311,973,17S:

0,090,050,050,01N:

31313131

dua menit ( NUKEM A = 1508000 eaeah,deviasi = ± 2500 eaeah), perbedaan standarplus dan minus = 29456 eaeah,deviasi ±1930 eaeah per dua menit (NUKEM = 22400eaeah deviasi ± 2000 eaeah).

3. Rata-rata kandungan U-235 dari 31 eontohIEB = 11,79 gram, deviasi = ± 0,05 gram,dan kandungan U-25 per elemen bakar= 21x 11,79 gram = 247,59 gram, dapat diterimakarena memenuhi spesifikasi MPR-30

4.31 eontoh IEB dapat diterima dan diijinkanuntuk diproses lebih lanjut oleh bagianproduksi.

UCAPAN TERIMAKASIH

Dalam kesempatan ini penulis ingin meng­ueapkan terimakasih kepada Mr. H. Langhans,pakar IAEA yang telah membantu dan saran­sarannya pada waktu berlangsungnya hot startup. Ueapan terimakasih yang serupa penulissampaikan kepada Sdr. Area Datam dan SetiaPermana serta semua pihak yang telah mem­bantu kelanearan terlaksananya pereobaan ini.

489

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal LandaB

DAFTAR PUSTAKA

Bandung, 8 - 10 Oktober 1991PPTN - BATAN

1. NUKEM, Licence Agreemen, Info-transfer BATAN-NUKEM, Part 2 process descriptions,NUKEM, West Germany (1982).

2. NUKEM, Inspection Scheme, MTR fuel elemen with U30S , Al fuel with 19,75% enricheduranium for the reactor MPR-30 BATAN,NUKEM (1985).

3. Gorgeny, T., Pilgenrother, A., Determination of U-content and impurities in the fuel elementsfor MTR, Paper presented at EUROANLYSIS-IVconverence at Helsinki (22-28 Aug.1981).

4. Domagala, R.F., et. aI, The use of U3Si2dispered in aluminium in plate-type fuel elements forresearch and test reactor, Argonne National Laboratory Report ANL/RETTR/TM-ll (October1987).

5. NUKEM, Production procedure , production of standard fuel cores for the measurementt ofthe U-235 content by characteristic radiation, Document No.1S-MTR-03-0S,NUKEM (1980).

S. NUKEM, Licence agreement, Info-transfer BATAN-NUKEM, Part 3 Quality Qontrols,NUKEM, West Germany (1982).

7. NUKEM, Inspection procedure, Determining the U-235 content in fuelcores by measuring thecharacteristic radiation, Document No.1S-MTR-03-01.NUKEM (1980).

8. Saleh, S., Statis~ik Deskriptip Teori dan Aplikasinya, Andi Offset, Yogyakarta (1986).

9. Suminta, S., Perhitungan kembali laju cacah inti elemen bakar MPR-30 pengayaan 20% U­235 , Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi,Yogyarta (14-16 Mei, 1991).

490