KOMPATIBILITAS PADUAN ZIRKONIUM PADA CAIRAN LOGAM BERAT LEAD-BISMUTH EUTECTIC

Abstract

KOMPATIBILITAS PADUAN ZIRKONIUM PADACAIRAN LOGAM BERATLEAD-BISMUTH
EUTECTIC. Cairan Lead Bismuth Eutectic (LBE) merupakan pendingin salah satu kandidat utama reaktor
masa depan di dunia (Generation IV reactors) yaitu Lead alloy-cooled Fast Reactor (LFR)sekaligus merupakan
material target spalasi untuk Accelerator Driven Transmutation System (ADS). Cairan ini memiliki berbagai
keunggulan dari segi netronik, termalhidrolik maupun sifat yang inert terhadap air dan udara. Namun cairan LBE
ini bersifat korosif pada logam-logam yang menjadi penyusun material kelongsong bahan bakar dan struktur
reaktor. Oleh karena itu pengembangan material kelongsong bahan bakar dan struktur reaktor dalam lingkungan
LBE merupakan salah satu kunci utama dalam pengembangan LFR dan ADS. Telah dikembangkan paduan
zirkonium yaitu ZrNbMoGe di Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN)-BATAN. Dalam rangka
untuk mengeksplorasi karakteristik paduan zirkonium ini dilakukan investigasi kompatibilitas bahan paduan
zirkonium ZrNbMoGe di dalam lingkungan cairan LBE dengan menggunakan fasilitas aparatus COSTA di
Pulsed Power and Microwave Technology-Karlsruhe Institute of Technology Germany. Pengujian dilakukan
pada suhu 550 °C dengan konsentrasi oksigen 1 x 10-6 %berat selama 312 jam. Hasil pengujian memperlihatkan
jejak pembentukan lapisan oksida zirkonium di atas permukaan sampel yang kemudian terlepas. Hal ini
menunjukkan bahwa dalam waktu yang relatif singkat paduan zirkonium telah mengkonsumsi cukup banyak
oksigen di dalam cairan LBE dengan membentuk lapisan oksida zirkonium di atas permukaan sampel. Namun
pembentukan lapisan oksida zirkonium yang cepat dan relatif tebal di atas permukaan sampel ini menyebabkan
dalam waktu relatif singkat lapisan oksida ini terlepas dari permukaan bahan. Oleh sebab itu paduan zirkonium
ini tidak kompatibel dengan cairan logam berat LBE yang digunakan dalam sistem reaktor nuklir.