Susceptor Coating Materials Applicable for SiC Reactor Cleaning

In order to develop a cleaning process for the silicon carbide chemical vapor deposition reactor, the susceptor coating materials are developed for protecting the susceptor from the etching by chlorine trifluoride gas. The chlorine trifluoride gas does not give a serious damage to the pyrolitic carbon film at the temperatures lower than 480 °C, at which temperature the quick and practical reactor cleaning process is expected to be possible

ANALISIS KUAT SUMBER NEUTRON DAN PERHITUNGAN LAJU DOSIS NEUTRON TERAS AWAL RDE

Teras reaktor RDE (Reaktor Daya Eksperimental) berbentuk silinder non anular, mengadopsi teknologi HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) berbahan bakar kernel partikel berlapis TRISO dalam bentuk bola (pebble) dan berpendingin gas helium. Desain teras reaktor RDE ini mengadopsi teknologi reaktor temperatur tinggi HTGR dengan keselamatan inherent pasif yang sangat aman. Temperatur keluaran panas gas helium teras reaktor RDE dirancang pada kisaran 700°C dengan temperatur masukan sekitar 250°C. Di samping menghasilkan listrik, reaktor RDE didisain menghasilkan panas temperatur tinggi yang dapat digunakan untuk keperluan kogenerasi lainnya (penelitian panas proses lainnya). Bahan bakar pada RDE berbentuk bola yang berisikan kernel partikel berlapis TRISO yang berupa uranium oksida (UO2) berpengkayaan 17%. Lapisan TRISO terdiri 4 lapisan yaitu lapisan karbon penyangga berpori, lapisan karbon pirolitik bagian dalam (IPyC, Inner Pyrolitic Carbon), lapisan Silikon Karbida (SiC) dan lapisan pirolitik karbon bagian luar (OPyC, OuterPyrolitic Carbon). Analisis kuat sumber dan perhitungan awal laju dosis neutron pada teras RDE dilakukan menggunakan program Monte Carlo MCNP5v1.2. Pemodelan heterogenitas ganda pada bahan bakar kernel partikel berlapis TRISO dan pada bahan bakar bola pada teras RDE. Dengan memanfaatkan program EGS99304, jumlah struktur group energi yaitu 640 (SAND-II group structure) digunakan dalam perhitungan spektrum neutron pada reaktor RDE. Teras reaktor RDE dibagi dalam 100 zona (10 arah radial dan 10 arah aksial). Analisis hasil perhitungan menunjukkan bahwa kuat sumber neutron reaktor RDE sebesar 8,47027X1017 neutron/sekon. Distribusi laju dosis neutron ditentukan menggunakan faktor konversi fluks ke dosis neurton dari International Commission on Radiological Protection, ICRP dan NCRP. Hasil perhitungan awal laju dosis neutron dengan faktor konversi ICRP-21 dan NCRP-38 untuk pekerja radiasi pada arah radial di perisai biologis sudah melemah memberikan nilai masing-masing sebesar 6,69915 µSv/jam dan 6,9964 µSv/jam pada posisi 215 cm dari pusat teras RDE, sehingga pekerja radiasi aman dan terlindungi dari radiasi sesuai dengan persyaratan Perka Bapeten No. 04 tahun 2013 tentang Proteksi dan Keselamatan Radiasi Dalam Pemanfaatan Tenaga Nuklir yang menetapkan nilai batas dosis efektif rerata untuk pekerja radiasi adalah 20 mSv/tahun (10 µSv/jam). Dari hasil analisis tersebut tampak bahwa model perisai radiasi dan perisai biologis telah memenuhi standar keselamatan radiasi yang disyaratkan.Kata kunci: TRISO, Pebble, MCNP5v1.2, RDE, kuat sumber neutron, laju dosis neutron, ICRP, NCRP

ANALISIS LAJU DOSIS NEUTRON TERAS RGTT200K DENGAN MCNP5

ANALISIS LAJU DOSIS NEUTRON TERAS RGTT200K DENGAN MCNP5. Disain koseptual teras reaktor RGTT200K (Reaktor berpendingin Gas Temperatur Tinggi) berdaya 200 MWth yang mampu untuk kogenerasi. Teras reaktor berbentuk silinder non anular yang mengadopsi teknologi HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) berbahan bakar kernel partikel berlapis TRISO dalam bentuk pebble dan berpendingin gas helium. Temperatur keluaran panas gas helium teras reaktor RGTT200K dirancang pada kisaran 950°C dengan temperatur masukan sekitar 625°C. Karena mampu untuk kogenerasi, di samping menghasilkan listrik, reaktor RGTT200K menghasilkan panas temperatur tinggi yang dapat digunakan untuk penelitian panas proses lainnya. Bahan bakar RGTT200K berbentuk pebble (bola) yang berisikan kernel partikel berlapis TRISO yang berupa uranium oksida (UO2) diperkaya 10%. Lapisan TRISO terdiri 4 lapisan yaitu lapisan-lapisan: karbon berpori, karbon pirolitik dalam (IPyC, Inner Pyrolitic Carbon), Silikon Karbida (SiC) dan karbon pirolitik luar (OPyC, Outer Pyrolitic Carbon). Perhitungan laju dosis neutron pada teras RGTT200K dilakukan menggunakan program Monte Carlo MCNP5v1.2 yang memanfaatkan file data nuklir ENDF/B-VII, JENDL-4 dan JEFF-3.1 pada temperatur operasi Tkernel=1200K dan pada kondisi kecelakaan Tkernel=1800K. Pemodelan heterogenitas ganda pada kernel bahan bakar partikel berlapis TRISO dan pada bahan bakar pebble. Dengan memanfaatkan program EGS99304, jumlah struktur group energi yaitu 640 (SAND-II group structure) digunakan dalam perhitungan spektrum dan fluks neutron reaktor RGTT200K. Teras reaktor RGTT200K dibagi dalam 25 zona (5 zona arah radial dan 5 arah aksial). Perisai biologis reaktor RGTT200K menggunakan spesifikasi material beton dari LANL-USA. Perhitungan laju dosis neutron yang dipancarkan oleh sumber neutron dengan kartu tally F4 yang tersedia dalam program Monte Carlo yang dinormalisasi terhadap kuat sumber neutron reaktor RGTT200K. Distribusi laju dosis neutron ditentukan menggunakan faktor konversi flux-to-dose dari International Commission on Radiological Protection (ICRP). Hasil perhitungan laju dosis neutron dengan faktor konversi ICRP-74 untuk pekerja radiasi pada arah radial di bagian ujung luar perisai biologis pada temperatur operasi masing-masing adalah : 7,99; 14,30 dan 5,66 µSv/jam, untuk ENDF/B-VII, JENDL-4 dan JEFF-3.1, sedangkan untuk kondisi kecelakaan laju dosis neutron masing-masing diperoleh: 8,77; 5,71 dan 10,70 µSv/jam. Perhitungan dengan file JENDL-4 perlu dikaji ulang, karena hasilnya tidak ada konsistensi. Dari hasil analisis tersebut tampak bahwa perisai biologis telah memenuhi standar keselamatan radiasi yang disyaratkan, khususnya untuk perhitungan laju dosis neutron dengan file ENDF/B-VII kedua kondisi operasi reaktor RGTT200K di bawah nilai standar persyaratan yaitu 10 µSv/jam (20 mSv/thn), sesuai dengan Perka BAPETEN No. 4 tahun 2013. Namun demikian untuk pemenuhan persyaratan keselamatan radiasi yang tinggi, maka ketebalan perisai biologis dari material beton untuk RGTT200K disarankan ketebalannya harus lebih dari 100 cm.

Fabrication and Testing of Planar Stent Mesh Designs Using Carbon Infiltrated Carbon Nanotubes

This paper explores and demonstrates the potential of using pyrolitic carbon as a material for coronary stents. Stents are commonly fabricated from metal, which has worse biocompatibilty than many polymers and ceramics. Pyrolitic carbon, a ceramic, is currently used in medical implant devices due to its preferrable biocompatibility properties. It can be created by growing carbon nanotubes, and then filling the space between with amorpheous carbon via chemical vapor deposition. We prepared multiple samples of two different stent-like flexible geometry designs out of carbon infiltrated carbon nanotubes. Tension loads were applied to expand the samples and we recorded the forces at brittle failure. These data were then used in conjunction with a nonlinear FEA model of the stent geometry to determine Youngs modulus and maximum fracture strain for each sample. Additionally, images were recorded of the samples before, during, and at failure. These images were used to measure an overall percent elongation for each sample. The highest fracture strain observed was 1.4% and Youngs modulus values confirmed the the material was the similar to that used in previous carbon infiltrated carbon nanotube work. The average percent elongation was 86% and reached as high as 145%. This exceeds a typical target of 66%.

Optimization of Hemocompatibility of Silicon Oxynitride Films

Low hemocompatibility is a major problem of biomaterials that come in contact with blood. Surface modification has become an important way to improve the hemocompatibility of medical implants and interventional devices. Recently, researchers attempt to investigate the possibility of silicon oxynitride (Si-N-O) films to be applied as novel coating of blood-contacting biomaterials. However, no detailed investigation has been conducted. In this study, our work was focused on the optimization of the hemocompatibility of Si-N-O films prepared on single-crystal silicon wafers by unbalance magnetron sputtering (UBMS). The structure and chemical composition of films were characterized by X-ray photoelectron spectrometry (XPS), and their physical chemistry property was characterized by contact angle measurements. Platelet adhesion test was performed to investigate the platelet adhesion and activation. Our results suggested that films composed of Si3N4 and SiOx (x<2) exhibited better hemocompatibility than low temperature isotropic pyrolitic carbon (LTIC) that is a common material used in blood-contacting implants. It was also revealed that the higher N/O ratio in films composed of Si3N4 and SiOx (x<2) was attributed to the lower platelet adhesion and activation, and the interaction of samples with plasma proteins was demonstrated to play an important role in the adhesion and activation of platelets.