Penilaian degradasi konkrit biologi reaktor triga puspati Agensi Nuklear Malaysia terhadap sinaran neutron

Abstract

Konkrit digunakan sebagai perisai biologi dalam fasiliti nuklear kerana ciri fizikal, mekanikal dan kebolehupayaannya dalam menahan sinaran berion. Reaktor TRIGA PUSPATI (RTP) merupakan reaktor penyelidikan yang beroperasi di Malaysia selama empat dekad. Pendedahan secara berterusan terhadap sinaran mengion sepanjang pengoperasiannya menjejaskan integriti dan keutuhan strukturnya sekaligus membawa kepada degradasi bahan konkrit. keupayaan dan kebolehan serta keselamatan perisai konkrit biologi RTP mula menjadi persoalan kerana tiada kajian menyeluruh tentang degradasi bahan binaan yang dialaminya. Tujuan kajian ini dijalankan adalah untuk menilai degradasi bahan yang dialami konkrit biologi yang digunakan di TRIGA. Proses mengfabrikasikan menggunakan bahan asal pembinaan iaitu batu kerikil dan mineral barit sebagai agregat utama diperluasakn kepada beberapa gred iaitu gred 15, 25, 35 dan 45. Dalam kajian ini, konkrit akan diuji dengan ujian fizikal iaitu ujian ketumpatan, mampatan, petrografi sebelum disinarkan dalam kolum terma selama 24, 48 dan 72 jam. Selepas proses penyinaran, konkrit akan diuji dengan pembelauan x-ray untuk penilaian perubahan pada struktur sebelum dan selepas penyinaran. Berdasarkan ujian fizikal, Ketumpatan konkrit barit adalah tinggi iaitu melebihi 3.0 g/cm3 berbanding dengan konkrit biasa dimana ketumpatan tertinggi adalah bawah 2.5 g/cm3. Walaubagaimanapun kemampatan konkrit barit lebih rendah berbanding dengan konkrit biasa. Penilaian petrografi menunjukkan kehadiran tindak balas alkali silika dalam konkrit biasa bergred 25 manakala dalam konkrit barit bergred 35, konkrit barit gred 45 telah mengalami proses pengkarbonan pada agregat baritnya yang mengubah warna dan fizikal agregat. Walaubagaimanapun Pencampuran antara simen terhidrat dan agregat adalah sekata dan homeogen antara konkrit. Penilaian XRD konkrit biasa, menunjukkan puncak unsur didominasi oleh kuarza atau sillika oksida (SiO2) manakala konkrit barit menunjukkan kehadiran barium sulfat oksida (BaSO4) mendominasi setiap puncak unsur didalam penilaian XRD. Berdasarkan pengiraan XRD, saiz kristal konkrit turut menunjukkan pertambahan selepas disinarkan. Saiz kristal terbesar direkodkan adalah konkrit barit bergred 35 selepas 24 jam penyinaran iaitu 969.46 bersamaan 62% pengembangan saiz. Pengembangan konkrit barit adalah lebih tinggi berbanding konkrit biasa dimana pengembangannya melebihi 50%. Pengembangan konkrit biasa adalah antara 8% hingga 48%. Selain itu, pengiraan kekisi parameter menunjukkan perganjakan dalam kedudukan kekisi atom konkrit adalah sangat kecil terutama dalam konkrit barit. Secara amnya beberapa kerosakkan telah berlaku sebelum penyinaran namun konkrit masih boleh digunakan untuk kajian, namun setelah penyinaran dilakukan terdapat beberapa perubahan pada kristallurgi konkrit namun perubahan itu sangat kecil dan tidak menjejaskan keupayaan dan keutuhan konkrit.