Karakterisasi Lapisan Penyerap Dapat bakar Pada Permukaan Pelet UO2 + Dopan TiO2

ABSTRAK

KARAKTERISASI LAPISAN PENYERAP DAPAT BAKAR PADA PERMUKAAN PELET UO2 + DOPAN TiO2. Lapisan penyerap dapat bakar pada permukaan pelet UO2 + dopan TiO2 telah berhasil dibuat dengan menggunakan mertoda RF sputtering. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakter mikrostruktur pelet UO2 + dopan, ketebalan, kekerasan mikro, komposisi kimia dan struktur kristal lapisan penyerap dapat bakar pada permukaan pelet UO2. Penentuan mikrostruktur dan ketebalan lapisan dilakukan dengan menggunakan mikroskop optik, kekerasan lapisan dengan metode kekerasan mikro Vickers, komposisi kimia dengan spektrometri XRF dan struktur kristal dengan difraksi sinar-X. Hasil penelitian menunjukan bahwa semakin besar kandungan TiO2 dalam pelet maka semakin besar ukuran butir dalam mikrostruktur pelet dan semakin tebal lapisan yang terbentuk pada permukaan pelet UO2. Kekerasan lapisan permukaan pelet UO2 + dopan TiO2 sinter relatif sama dan tidak bergantung pada konsentrasi dopan TiO2. Lapisan permukaan pelet UO2 + 0,3 % TiO2, pelet UO2 + 0,5 % TiO2 dan pelet UO2 + 0,7 % TiO2 sinter mengandung unsur zirkonium masing-masing 1,97 mg, 2,47 mg dan 4,81 mg. Lapisan penyerap dapat bakar pada permukaan pelet UO2 + dopan TiO2 sinter mempunyai fasa ZrB2 dengan struktur kristal heksagonal.

Kata Kunci: lapisan permukaan, penyerap dapat bakar, pelet UO2, mikrostruktur, kekerasan, komposisi kimia, struktur kristal.

ABSTRACT

CHARACTERIZATION OF BURNABLE ABSORBER LAYER ON THE SURFACE OF UO2 + DOPED TiO2 PELLETS. Burnable absorber layer on the surface of UO2 + doped TiO2 pellets have successfully created using RF sputtering methods. The objective of this research is to obtain of microstructure characters of UO2 + doped TiO2 pellets, thickness, micro hardness, chemical composition and crystal structure of burnable absorber layer on the surface of UO2 pellets. The methods used are the microstructure and layer thickness using optical microscopy, layer hardness with micro Vickers hardness method, chemical composition by XRF spectrometry, and crystal structure by X-ray diffraction. The results showed that the larger of TiO2 content in the pellets then the greater of the grain size in the microstructure of the pellets and the thicker of the layer formed on the surface of UO2 pellets. The hardness of surface layer of UO2 + doped TiO2 sintered pellets are equal and does not depend on the dopant concentration of TiO2. The surface layer of UO2 + 0.3 % TiO2, UO2 + 0.5 % TiO2 and UO2 + 0.7 % TiO2 sintered pellets are containing zirconium respectively 1.97 mg, 2.47 mg and 4.81 mg. Burnable absorber layer on the surface of UO2 + doped TiO2 sintered pellets have ZrB2 phase with a hexagonal crystal structure.

Keywords: surface layer, burnable absorber, UO2 pellet, microstructures, micro hardness, chemical composition, crystal structure.