Pengaruh penambahan Nb2O5 dan V2O5 terhadap penyinteran serta kekerasan dan ketangguhan pelet UO2 -eks AUC

Abstract

Serbuk awal UO₂ yang digunakan untuk fabrikasi pelet UO adalah dari proses Amonium Diuranat (ADU) dan Amonium Uranil Carbonat (AUC). Pada penelitian yang telah dilakukan melaporkan bahwa hasil sinter dari ADU lebih baik daripada AUC, sehingga dari pendekatan untuk mendapatkan hasil sinter dari AUC ini adalah dengan penambahan aditif ke dalam serbuk UO2. Penambahan Nb₂O, dan V₂O, dengan jumlah tertentu akan menurunkan suhu dan waktu sintering, memperbaiki struktur mikro dan menaikkan sifat mekanik pelet UO2 Serbuk UO dicampur dengan aditif kemudian digerus selama satu jam untuk masing-masing campuran di dalam tempat tertutup. Kemudian pada campuran dilakukan pengompakan dengan tekanan 4 MP. Kerapatan pelet mentah diukur kemudian disinter pada suhu 1200°C selama satu jam, kemudian dilakukan pengukuran kerapatan dengan mikrometer. Pelet sinter siap untuk dipreparasi dan selanjutnya dilakukan pengamatan struktur mikro dengan mikroskop optik dan Scanning Electron Microscope (SEM). Uji kekerasan dengan vickers dan uji ketangguhan dengan alat yang sama tetapi dengan beban lebih besar pada indentor. Dari hasil pengukuran kerapatan dan observasi struktur mikro pelet UO₂ menunjukkan penambahan mempengaruhi kelakuan densifikasi pelet UO₂ melalui perubahan nilai kerapatan dan distribusi ukuran butir dan pori. Kerapatan pelet sinter rata-rata 10,14 g/cm³ untuk pelet dengan penambahan Nb.Os dan 10,32 g/cm³ untuk pelet dengan V₂O, sedangkan kerapatan tanpa penambahan aditif adalah 10.53 g/cm³. Semakin besar fraksi adititf yang ditambahkan, ukuran butir dan pori semakin besar, namun masih berada pada batas yang dipersyaratkan. Pengamatan pada struktur mikro dan hasil uji vickers, nilai kekerasan dan ketangguhan pelet UO, dengan penambahan aditif lebih tinggi daripada tanpa penambahan aditif. Sifat mekanik seperti ini akan menyebabkan unjuk kerja elemen bakar yang lebih baik.