Resin poliester tak jenuh untuk imobilisasi resin bekas pengolah simulasi limbah radiatoraktif cairo

69 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

RESIN POLIESTER TAK JENUH UNTUK IMOBILISASI

RESIN BEKAS PENGOLAH SIMULASI LIMBAH

RADIOAKTIF CAIR

Skripsi

Diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu

AJENG SARTIKA KUSNADI 103096029792

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

(2)

ABSTRAK

AJENG SARTIKA KUSNADI, Resin Poliester Tak Jenuh Untuk Imobilisasi Resin Bekas Pengolahan Simulasi Limbah Radioaktif Cair. Di bawah bimbingan Ir. Herlan Martono M.Si dan Dr. Thamzil Las.

Telah dilakukan penelitian tentang imobilisasi resin bekas pengolah limbah trans-uranium dengan resin poliester tak jenuh untuk mengetahui kualitas blok polimer-limbah sebagai fungsi kandungan limbah. Polimerisasi dilakukan dengan mencampurkan resin poliester tak jenuh dengan katalis dengan perbandingan katalis 1% dari jumlah resin poliester tak jenuh yang digunakan, kemudian ditambahkan limbah cair transuranium simulasi. blok polimer-limbah yang terjadi diukur densitas, kuat tekan dengan alat paul weber, dan laju pelindihan dengan alat sokhlet pada 100 0C dan 1 atm selama 6 jam. Blok polimer dibuat dengan kandungan limbah 10, 20, 30, 40, dan 50 % berat. Blok polimer-limbah sebagai fungsi kandungan limbah ditentukan densitas, kuat tekan, dan laju pelindihan. Semakin besar kandungan limbah maka kuat tekan blok polimer-limbah semakin kecil, sedangkan laju pelindihannya semakin besar. Berdasarkan kuat tekan dan laju pelindihan, maka hasil terbaik diperoleh untuk blok-polimer dengan kandungan limbah 20 % dan 30 %.

(3)

ABSTRACT

AJENG SARTIKA KUSNADI, Resin unsaturated polyester for immobilization of tray Resin was Treated simulation radioactive waste. Survised by Ir. Herlan Martono, M.Sc and Dr. Thamzil Las.

The research immobilization of tray resin was treated with resin unsaturated polyester has been conducted to etermine the quality of waste. Polymer blocks as function of waste loading. Immobilization was done by mix resin unsaturated polyester and catalys of ratio 1 % from quantity resin unsaturated polyester which is in order to, then added liquid simulation waste. These immobilization products were measured it is density, compressive strength, and leaching rate by soxhlet apparatus at 100 0C and 1 atm for 6 hours. Waste loading was used is 10,20,30,40, and 50 weight %. The higher of waste loading in the polymer as immobilization product cause the higher of density, the lower of compressive strength and the higher of leaching rate. Based on density, compressive strength and leaching rate test, the best immobilization was obtained to waste-polymer blocks with 20 % and 30 % of waste loading.

(4)

DAFTAR ISI

halaman

KATA PENGANTAR...viii

DAFTAR ISI...x

DAFTAR GAMBAR ...xiii

DAFTAR TABEL...xiv

DAFTAR LAMPIRAN...xv

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1. Latar Belakang Penelitian...1

1.2. Rumusan Masalah...2

1.3. Batasan Masalah... 3

1.4. Tujuan Penelitian... 3

1.5. Manfaat Penelitian... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4

2.1. Limbah Radioaktif...4

2.1.1. Sumber Limbah Radioaktif ...4

2.1.2 Klasifikasi Limbah Radioaktif ………...5

2.1.3 Pengelolaan Limbah Aktivitas rendah ...………...6

2.1.4 Penanganan Limbah aktivitas tinggi ...………...6

2.2. Limbah Cair Transuranium ………....………8

2.3. Teknologi Pengolahan Limbah...12

2.4. Resin Penukar Ion...12

2.5. Pemilihan Bahan Untuk Imobilisasi Limbah Radioaktif...13

2.6. Bahan Matriks Untuk Imobilisasi Limbah Radioaktif Cair...15

(5)

2.8. Cerium ...18

2.9. Polimer...18

2.10. Poliester Tak Jenuh...20

2.10.1. Reaksi Polimerisasi...22

2.11. Imobilisasi...24

2.12. Imobilisasi dengan Polimer...25

2.13. Parameter pengujian ...26

2.13.1. Pegujian Densitas...26

2.13. 2. Pengujian Kuat Tekan ...27

2.13. 3. Pengujian Laju Lindih...27

2.14. Analisis laju pelindihan dengan alat Atomic Absorption Spectrometry (AAS)………...……..28

2.14.1. Prinsip Dasar Analisis AAS...28

2.14.2. Proses Absorbsi...30

2.14.3. Komponen-komponen AAS...31

BAB III METODELOGI PENELITIAN ...34

3.1.Tempat dan waktu pelaksanaan ...34

3.2. Bahan dan Alat...34

3.2.1 Bahan...34

3.2.2. Alat...34

3.3. Metode Kerja...35

3.4. Metode Karakterisasi dan Analisis...36

(6)

3.4.2. Pengujian Kuat Tekan...36

3.4.3. Pengujian Laju Lindih...37

3.4.4. Pengujian Pengaruh pH terhadap laju pelindihan...38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...39

4.1. Hasil Imobilisasi limbah dengan polimer...39

4.2. Pengaruh kandungan limbah terhadap densitas polimer...40

4.3. Pengaruh kandungan limbah terhadap kuat tekan polimer limbah...42

4.4. Analisis Kandungan Limbah terhadap laju pelindihan limbah simulasi dalam polimer dengan menggunakan AAS...44

4.5. Pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan kandungan limbah 20 %...46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...49

5.1. Kesimpulan...49

5.2. Saran...49

DAFTAR PUSTAKA...50

(7)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Skema proses pengolahan LCAT dari IPR...9 Gambar 2. Skema proses pengolahan LCAT dari IRM...10 Gambar 3. Grafik aktivitas limbah cair sebagai fungsi waktu (Martono, 2007)..11 Gambar 4. Diagram blok dari AAS...30 Gambar 5. Sumber radiasi (lampu katode)...31 Gambar 6. Nebulizer,burner & spray chamber (Christian,Gary D & James,E

Oreilly,1986)...32 Gambar 7. Alat paul Weber untuk uji kuat tekan...37 Gambar 8. Alat soxhlet untuk uji pelindihan...37 Gambar 9. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi(Cs)terhadap densitas.40 Gambar 10. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) terhadap

densitas ...40 Gambar 11. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs) terhadap Kuat

Tekan...42 Gambar 12. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) terhadap Kuat

Tekan...43 Gambar 13. Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs) dengan

menggunakan AAS...44 Gambar 14. Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs+Ce)

dengan menggunakan AAS( atomic absorption spectrometry )...45 Gambar 15. Grafik pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer

limbah dengan kandungan limbah simulasi Cs 20% ...46 Gambar 16. Grafik pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dan Ce dalam

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi LCAT dari PWR, fraksi bakar 45000 MWD/MTU, pengayaan uranium 4,5 %, tenaga spesifik 38 MW/MTU dan pendinginan selama 4

tahun...7

Tebel 2. Data limbah cair dari pengujian bahan bakar pasca iradiasi (P2TBDU,2001)...11

Tebel 3. Alkohol dihidrat dipakai untuk resin poliester...20

Tabel 4. Asam dibasa dipergunakan untuk resin poliester...21

Tabel 5. Monomer vinil dipergunkan untuk resin poliester...21

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

Lampiran 1. Pengelolaan Limbah Aktivitas Tinggi dan Transuranium (TRU)...53

Lampiran 2. Bagan Kerja...54

Lampiran 3. Tabel komposisi berat limbah Cs atau Cs+Ce dan resin...55

Lampiran 4. Tabel densitas limbah simulasi...55

Lampiran 5. Tabel kuat tekan limbah simulasi...56

Lampiran 6. Tabel laju pelindihan limbah simulasi Cs...56

Lampiran 7. Tabel laju pelindihan limbah simulasi (Cs+Ce).………...57

Lampiran 8. Data laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi Cs dengan alat AAS ( Atomic Absorption Spectrometry )...57

Lampiran 9. Data laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi ( Cs+Ce ) dengan alat AAS ( Atomic Absorption Spectrometry )...58

Lampiran 10. Data pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs ) Terhadap pH....58

Lampiran 11. Data pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) Terhadap pH58 Lampiran 12. Kurva Kalibrasi Cs...58

Lampiran 13. Kondisi operasional AAS...59

Lampiran 14. Gambar proses pelindihan...59

(10)

1

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Ilmu pengetahuan dan teknologi (iptek) terus dikembangkan dan dimanfaatkan

dalam upaya memenuhi kebutuhan dasar manusia, memperpanjang harapan hidup dan

menstimulasi peningkatan kualitas hidup. Dalam pemanfaatan iptek untuk berbagai

tujuan selalu ditimbulkan hasil samping proses atau limbah. Demikian juga dalam

pemanfaatan, pengembangan dan penguasaan iptek nuklir selalu akan ditimbulkan

limbah radioaktif sebagai hasil samping proses. Limbah radioaktif yang ditimbulkan

harus dikelola dengan baik dan tepat agar tidak mencemari lingkungan, serta tidak

memberikan dampak yang mengganggu kesehatan masyarakat.

Limbah radioaktif umumnya ditimbulkan dari kegiatan pengoperasian reaktor

riset, pemanfaatan sumber radiasi, dan bahan radioaktif dalam bidang industri,

pertanian, kedokteran dan penelitian serta dari berbagai proses indusrti yang

menggunakan bahan yang mengandung radionuklida alam (Naturally Occurring Radioactive Material, NORM). Di negara-negara maju, limbah radioaktif juga ditimbulkan dari pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), kegiatan

daur-ulang bahan bakar nuklir bekas (BBNB) dan dekomisioning instalasi/fasilitas

nuklir. Pengelolaan limbah radioaktif dilaksanakan untuk mencegah timbulnya

bahaya radiasi terhadap pekerja, anggota masyarakat dan lingkungan hidup.

Reaktor nuklir merupakan sumber yang utama karena jumlah dan aktivitas

limbah yang ditimbulkan beragam. Limbah radioaktif dari reaktor nuklir berasal dari

air pendingin primer reaktor nuklir, bahan bakar nuklir bekas, dan reaktornya sendiri

(11)

2 aktivitas rendah yang umumnya mengandung Cs137. Untuk negara yang tidak

melakukan proses olah ulang ( daur bahan bakar nuklir terbuka ), bahan bakar nuklir

yang dikeluarkan dari reaktor disimpan dalam kolam ( penyimpanan basah ) atau

penyimpanan secara kering ( dengan udara pendingin ) selama 40-60 tahun.

Selanjutnya bahan bakar nuklir bekas disimpan lestari ( ultimate dispol ) pada formasi

geologi dengan kedalaman 500 – 1000 m ( martono, 1997 ).

Untuk negara maju yang menganut daur bahan bakar nuklir tertutup, proses

olah ulang bahan bakar nuklir bkas dilakukan untuk mengambil U sisa dan Pu yang

terjadi. Setelah bahan bakar nuklir bekas dikeluarkan dari reaktor, maka disimpan

dalam kolam reaktor selama 6 bulan. Selanjutnya kelongsong bahan bakar nuklir

bekas dipotong untuk mengeluarkan bahan bakar nuklirnya. Bahan bakar dilarutkan

dalam HNO3 6 – 8 M selanjutnya diekstraksi menggunakan pelarut TBP-dodekan (

Try Butyl Phospate-odekan ). Paa ekstraksi siklus I, proses olah ulang ditimbulkan

limbah cair aktivitas tinggi, dan pada siklus II di timbulkan limbah cair transuranium.

Limbah padat yang timbul dari dismantling reaktor jenis aktivitasnya beragam,

dari aktivitas rendah ke tinggi.

I.2. Perumusan Masalah

Limbah cair transuranium dari IRM diklasifikasikan sebagai LCTRU karena

adanya unsur-unsur aktinida yang tidak terdeteksi. Limbah cair transuranium tidak

dapat diolah di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR), Karena IPLR hanya

(12)

3

I.3. Batasan Masalah

Limbah cair transuranium kandungan airnya tinggi sehingga sukar atau tidak

dapat diimobilisasi dengan polimer. Oleh karena itu, radionuklida dalam LCTRU

diikat resin, dan selanjutnya resin bekas diimobilisasi dengan polimer. Pada uji lindih

digunakan alat soxhlet dan air bebas mineral pada 1000C, 1 atm untuk mempercepat

proses. Oleh karena keterbatasan alat analisis maka radionuklida terlindih yang

dianalisis hanya Cs. Untuk Ce terlindih tidak dianalisis. Pengujian ini digunakan

untuk menentukan kualitas bahan polimer limbah hasil imobilisasi.

I.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini, yaitu:

1. Guna melengkapi jumlah SKS yang telah diterapkan oleh Fakultas Sains dan

Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. Mempelajari proses pengolahan limbah cair transuranium.

3. Menentukan kualitas blok polimer limbah atau pengaruh kandungan limbah terhadap densitas, kuat tekan, laju lindih polimer limbah.

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan untuk dapat diterapkan dalam pengolahan rutin

limbah cair transuranium dari bahan bakar pasca iradiasi di Instalasi Radio

(13)

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Limbah Radioaktif

limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan atau bahan serta peralatan yang

telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi

nuklir atau instalasi yang memanfaatkan radiasi pengion yang tidak dapat digunakan

lagi. Hal ini sesuai dengan peraturan pemerinth No. 27 tahun 2002 tentang

pengolahan limbah radioaktif. Dalam U.U. No. 10/1997 pasal 23 ayat (2) disebutkan

bahwa “pengolahan limbah radioaktif dilaksanakn oleh badan pelaksanaan. Dalam

pasal 3 ayat (1), pemerintah membentuk Badan Pelaksana yang berada di bawah dan

bertanggung jawab langsung kepada presiden. Badan pelaksanaan dalam hal ini

adalah Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). Sesuai keputusan Kepala BATAN

No.166/KA/IV/2001 tentang Organisasi dan Tata kerja BATAN, pengelolaan limbah

radioaktif dilaksanakan oleh Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). Dalam

pasal 23 ayat (2), BATAN dalam melaksanakan pengolahan limbah radioaktif dapat

bekerja sama dengan atau menunjuk Badan Usaha Milik Negara (BUMN), koperasi

dan atau badan usaha lainnya. Berdasarkan pasal ini, pemerintah membuka pintu

lebar-lebar pengelolaan limbah radioaktif yang amanuntuk generasi saat ini maupun

generasi yang akan datang.

2.1.1. Sumber Limbah Radioaktif

Limbah radioaktif yang berasal dari berbagai kegiatan pada pemanfaatan ilmu

pengetahuan dan teknologi nuklir sangat beragam menurut volume, bentuk fisik,

(14)

5 berasal dari dua sumber utama, yaitu (Marshall, 1981; Day, 1985 dan Lewis, 1978

dalam Las, 1989):

1. Reaktor daya nuklir, dan berbagai kegiatan yang menunjang untuk

beroperasinya reaktor tersebut, yaitu produksi bahan bakar nuklir, penggunaan

dalam reaktor nuklir, dan pengeluaran serta pengelolaan bahan bakar nuklir

bekas.

2. Pada pemanfaatan bahan radioaktif lainnya, seperti pemanfaatan radioisotop

pada bidang kesehatan, industri, penelitian/riset, dan bidang pertanian.

Reaktor nuklir merupakan sumber yang utama karena jumlah dan aktivitas

limbah yang ditimbulkan beragam. Limbah radioaktif dari reaktor nuklir berasal dari

air pendingin primer reaktor nuklir, bahan bakar nuklir bekas, dan reaktornya sendiri

setelah didismantling. Limbah air pendingin primer reaktor merupakan limbah aktivitas rendah yang umumnya mengandung Cs137. Limbah padat yang timbul dari

dismantling reaktor jenis aktivitasnya beragam, dari aktivitas rendah ke tinggi.Limbah radioaktif dari pemanfaatan radionuklida dalam industri dan kesehatan, aktivitasnya

rendah dan umumnya adalah radionuklida yang berumur paro pendek.

2.1.2. Klasifikasi Limbah Radioaktif

Berdasarkan atas karakteristiknya dan untuk pengelolaan dalam jangka

panjang, maka limbah radioaktif dibagi menjadi 3 golongan, yaitu (Miyasaki et al,

1996 dalam Martono, 2007):

- Limbah radioaktif dengan aktivitas tingkat rendah dan menengah yang mengandung radioisotop pemancar beta dan gamma berumur pendek (umur

paro kurang dari 30 tahun) dan konsentrasi radionuklida pemancar alfanya

sangat rendah atau tidak mengandung radionuklida pemancar alfa sama sekali.

(15)

6

- Limbah radioaktif dengan aktivitas tingkat rendah dan menengah yang banyak mengandung radioisotop berumur paro panjang yaitu golongan aktinida

sebagai pemancar alfa dan terkontaminasi sedikit radionuklida hasil belah,

disebut limbah transuranium.

- Limbah radioaktif dengan aktivitas tinggi yang banyak mengandung radiosotop hasil belah dan sedikit aktinida.

2.1.3. Pengelolaan Limbah Aktivitas Rendah

Pengelolaan limbah aktivitas rendah (10-6Ci/m3 < LAR < 10-3 Ci/m3) di PTLR

dilakukan dengan evaporator. Hasil evaporasi adalah beningan dan konsentrat.

Bening setelah dimonitor, maka jika aktivitasnya sudah dibawah yang

diperkenankan (< 10-7 Ci/m3) maka didispersi atau dibuang ke lingkungan.

Aktivitas air umumnya 10-7 Ci/m3. Aktivitas konsentrat yang diperoleh 10-2

Ci/m3. Konsentrat tersebut diimobilisasi dengan semen dalam shell beton 950

liter. Aktivitas maksimum dalam 1 shell beton adalah 1 Ci/m3. Tahap

selanjutnya, hasil imobilisasi disimpat di tempat penyimpanan sementara (intrm

storage). Hasil imobilisasi limbah aktivitas rendah disimpan lestari

(penyimpanan akhir) pada penyimpanan tanah dangkal ( 10 m dibawah

permukaan tanah ).

2.1.4.Penanganan Limbah Aktivitas Tinggi

Limbah aktivitas tinggi yang ditimbulkan dari siklus I proses olah ulah sebagian

besar merupakan hasil belah dan sedikit aktinida. Komposisi limbah aktivitas

tinggi dari PWR (Pressurized Water Reactor) dengan fraksi bakar 45000

(16)

7 pendinginan selama 4 tahun dapat dilihat pada tabel 1 (Martono, 1988).

Tabel 1. Komposisi LCAT dari PWR, fraksi bakar 45000 MWD/MTU, pengayaan uranium 4,5 %, tenaga spesifik 38 MW/MTU dan pendinginan selama 4 tahun (Martono, 1988).

(17)

8 Llimbah aktivitas tinggi untuk 1 Canister volume 118 liter (93 % volume atau

110 liter berisi gelas limbah) adalah 4.105 Ci. Berat gelas-limbah 300 kg dengan

komposisi gelas 225 kg dan limbah 75 kg. Panas yang ditimbulkan karena radiasi

adalah 1,4 kW. Panas tersebut dapat melebihi 500 °C, sehingga polimer tidak mampu

untuk imobilisasi limbah jenis ini. Demikian pula semen yang kapasitasnya 1 Ci/m3

tidak dapat digunakan untuk imobilisasi limbah aktivitas tinggi. Limbah aktivitas

tinggi dari proses olah ulang bahan bakar nuklir bekas diimobilisasi dengan gelas

borosilikat yang dikenal proses vitrifikasi.

2.2. Limbah Cair Transuranium

Limbah transuranium disebut juga alpha bearing waste yaitu limbah yang mengandung satu atau lebih radionuklida pemancar alfa, dalam jumlah di atas yang

diperkenankan. Radionuklida ini termasuk golongan aktinida.

Limbah aktivitas tinggi dan transuranium di indonesia ditimbulkan dari hasil

samping produksi radioisotop dan penguji bahan bakar pasca iradiasi di instalasi

radiometalurgi. produksi radioisotop digunakan bahan uranium di perkaya 93% yang

iradiasi dengan netron dalam reaktor. Secara teoritis, hasil iradiasi adalah hasil belah,

sisa uranium yang tidak terbakar, dan sedikit sekali atau tanpa unsur TRU.

Setelah bahan bakar pasca iradiasi dipisahkan dari kelongsongnya, kemudian

dilarutkan dalam HNO3 6 – 8 M. Limbah cair aktivitas tinggi dari produksi radio

isotop disimpan dalam tempat penyimpanan sementara limbah aktivitas tinggi

(PSLAT) di PTLR. Setelah 5 tahun limbah tersebut menjadi limbah aktivitas rendah

yang dapat diimobilisasi dengan semen di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif

(IPLR). Skema pengelolaan limbah cair aktivitas tinggi dari Instalasi Produksi

(18)

9 Gambar 1. Skema proses pengolahan LCAT dari IPR.

Dari gambar 1, setelah pendinginan maka limbah yang aktivitasnya tinggi

menurut definisi termasuk limbah aktivitas rendah (Miyasaki et al 1996 dalam

Martono 1977). Limbah aktivitas rendah diimobilisasi dengan semen.

Pengolahan LCAT yang ditimbulkan dari IRM dapat dilihat dari gambar 2.

Limbah tersebut yaitu LCAT I, karena dari iradiasi bahan bakar yang diperkaya 20 %

maka kandungan hasil belah dan aktinidanya banyak. Agar sesuai dengan definisi

LCAT dari proses olah ulang bahan bakar bekas, maka dilakukan pengolahan awal

yaitu ekstraksi dengan pelarut TBP-dodekan. Hasil ekstraksi adalah LCAT II dan LCAT I

Sisa U235, U238 hasil belah

Ekstraksi

Diethyl hexyl phosphoric acid

Penyimpanan sementara LCAT II di PSLAT, peluruhan hasil belah.

Limbah cair aktivitas rendah

Sementasi

Penyimpanan sementara hasil sementasi

(19)

10 LCTRU sesuai definisi LCAT dan LCTRU dari proses olah ulang bahan bakar bekas.

Selanjutnya LCAT II diolah dengan proses vitrifikasi dan LCTRU dengan polimer.

Gambar 2. Skema proses pengolahan LCAT dari IRM

Limbah cair hasil pengujian bahan bakar pasca iradiasi di Instalasi

Radiometalurgi (IRM), ditunjukkan pada Tabel 2 (P2TBDU,2001).

Dari Tabel 2, kandungan yang dominan dalam limbah cair adalah Cs137 dan

aktinidanya sedikit. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang disajikan dalam Gambar 2.

Untuk itu dilakukan pengujian pengukuran aktivitas limbah cair sebagai fungsi waktu,

yang ditunjukkan dalam Gambar 3 (Martono, 2007). LCAT II

Gelas - limbah Polimer mengandung limbah TRU

Karakterisasi

LCAT I Hasil belah + TRU

(20)

11 Tabel 2. Data limbah cair dari pengujian bahan bakar pasca iradiasi (P2TBDU,

2001).

No. Radionuklida Aktivitas jenis (Bq/ml)

1. Cd109 1,800

2. Ce144 1,200

3. Ru106 0,300

4. Cs134 2,600

5. Cs137 116,000

6. Co60 --

7. Co57 --

8. Np237 --

9. Ba131 0,066

10. Ra226 0,042

11. Eu154 --

12. Br82 --

Aktivitas Total 122,608

Dari Gambar 3, jika grafik tersebut dibandingkan dengan aktivitas Cs137

sebagai fungsi waktu secara teoritis, menunjukkan bahwa grafik aktivitas limbah cair

diatas grafik Cs137. Ini berarti bahwa limbah cair mengandung aktinida yang berumur

panjang yang tidak terdeteksi secara analisis. Oleh karena itu, untuk keamanannya,

limbah cair ini dianggap limbah cair TRU yang diimobilisasi dengan polimer.

(21)

12

2.3. Teknologi Pengolahan Limbah

Pengolahan limbah radioaktif meliputi 2 tahap, yaitu 1. reduksi volume 2.

imobilisasi atau solidifikasi. Reduksi volume bertujuan untuk memudahkan

penanganan selanjutnya, sedangkan imobilisasi untuk mengikat radionuklida dengan

bahan matriks tertentu, sehingga jika kontak dengan air tidak mudah lepas ke

lingkungan pada saat penyimpanan lestari dalam tanah.

Reduksi volume untuk limbah cair dapat dilakukan dengan evaporasi, penukar

ion, koagulasi-flokulasi/ pengolahan secara kimia, sedangkan untuk limbah padat

dapat dilakukan dengan kompaksi dan insinerasi.

Imobilisasi dapat dilakukan dengan semen, polimer, gelas, synroc, keramik tergantung jenis dan karakteristik limbahnya.

2. 4. Resin Penukar Ion

Resin penukar ion dapat didefinisikan sebagai senyawa hidrokarbon

terpolimerisasi, yang mengandung ikatan silang (crosslinking) serta gugusan-gugusan fungsional yang mempunyai ion-ion yang dapat dipertukarkan. Sebagai zat penukar

ion, resin mempunyai karakteristik yang berguna dalam analisis kimia, antara lain

untuk menghilangkan ion-ion pengganggu, proses deionisasi air, memisahkan ion-ion

logam dalam campuran, dan sebagainya. Resin penukar ion berprinsip pada gaya

elektrostatik dimana ion yang terdapat pada resin ditukar oleh ion logam dari limbah.

Produk yang pertama kali digunakan untuk pertukaran ion di dalam industri

adalah zeolit anorganik yang terdapat di alam, seperti aluminosilikat, yang

mempunyai kapasitas pertukaran ion per meter kubik sangat rendah. Selanjutnya

dilakukan perbaikan dengan menggunakan penukar ion organik yang mempunyai

(22)

13 adalah dengan menggunakan penukar ion organik yang terbuat dari bahan alam yang

tersulfonasi seperti batu bara, lignit, dan gambut. Namun resin penukar ion yang

paling tinggi kapasitasnya adalah polistirena divinilbenzena (SDVB) [Auatin, 1996]

Reaksi pertukaran ion terjadi karena difusi adanya beda konsentrasi ion di

dalam limbah dan dalam resin. Konsentrasi sesuatu unsur dalam limbah lebih besar

daripada dalam resin, sehingga terjadi perpindahan unsur dari limbah ke resin.

Bertitik tolak dari sifat radionuklida yang sangat membahayakan ini, maka resin bekas

dan limbah yang lain dilakukan pengungkungan (imobilisasi) dengan bahan matriks

tertentu, sehingga terjadi matriks limbah yang berbentuk padat. Oleh karena itu

dipandang perlu dilakukan pemisahan isotop-isotop Cs dan Ce dari limbah radioaktif

secara penukar ion, dan selanjutnya imobilisasi resin bekas dengan polimer.

Gaya dorong (driving force) terjadi reaksi pertukaran ion adalah karena difusi yaitu adanya perbedaan konsentrasi ion di dalam larutan dan di dalam resin. Jika

konsentrasi ion A di dalam larutan lebih tinggi dari pada konsentrasi ion A dalam

resin, maka akan terjadi difusi ion A dari larutan ke resin, dan dari resin akan

dilepaskan ion yang dipertukarkan ke larutan. Reaksi berlangsung terus sampai resin

penukar ion jenuh. Dalam praktek, zeolit dan resin dapat dipakai sebagai penukar ion.

Akan tetapi penggunaan resin lebih terkenal dibandingkan zeolit.

2.5. Pemilihan Bahan Untuk Imobilisasi Limbah Radioaktif.

Bahan matriks untuk imobilisasi limbah radioaktif cair dipilih yang dapat

membentuk campuran yang homogen dan tidak membentuk fase pemisah. Terjadinya

pemisahan fase ini akan menyebabkan ketidak homogenan hasil akhir imobilisasi

limbah. Ada beberapa aspek penting yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan

matriks untuk imobilissi limbah, yaitu :

(23)

14

2. Kandungan limbah (waste loading)

3. Ketahanan kimia (laju pelindihan)

4. Kestabilan terhadap panas

5. Kestabilan terhadap radiasi.

6. Keutuhan fisik

Bahan matriks untuk imobilisasi merupakan penahan (barier) primer untuk membatasi terlepasnya radionuklida, sehingga harus homogen, permeabilitasinya

rendah, dan kekuatan mekaniknya baik. Setelah pertimbangan proses sederhana, maka

ketahanan kimia perlu lebih mendapat perhatian. Hal ini sesuai dengan tujuan

imobilisasi yaitu mencegah agar radionuklida tidak terlepas ke lingkungan jika

kontak dengan air selama penyimpanan [Martono H, 1996].

Kandungan limbah dalam bahan matriks berpengaruh terhadap ekonomi proses

(efisiensi imobilisasi). Pertimbangan lainnya, yaitu : bahan yang digunakan untuk

imobilisasi murah, mudah didapat, dan proses sederhana.

Ketahanan panas dalam hal gelas devitrifikasi (kristalisasi) merupakan

kestabilan atau ketahanan bahan terhadap temperatur tinggi. Makin tinggi aktivitas

limbah maka suhu yang ditimbulkan juga semakin tinggi, pada gelas dan polimer.

kestabilan terhadap panas adalah terjadinya kristalisasi dalam gelas dan polimer.

Terjadinya kristalisasi ini akan merubah struktur gelas dan polimer dari amorf

menjadi kristalisasi. Terjadinya kristalin ini akan menaikkan laju pelindihan

radionuklida dari gelas dan polimer ke lingkungan.

Kestabilan terhadap radiasi merupakan ketahanan bahan terhadap pengaruh radiasi

yang dipancarkan oleh limbah radioaktif dalam bahan matriks. Pengaruh radiasi alfa

dalam bahan dapat mengakibatkan radiolisis dan terjadi perubahan komposisi.

(24)

15 mekanik, dan laju pelindihannya. Hal ini akan membatasi aktivitas limbah yang

diimobilisasi dan pemilihan bahan matriks yang sesuai. Keutuhan fsik (physical integrity) yaitu keutuhan fisik secara menyeluruh seperti dimensi.

2. 6. Bahan Matriks Untuk Imobilisasi Limbah Radioaktif Cair

Beberapa jenis bahan untuk imobilisasi limbah cair, yaitu [Martono H. 1996] :

1.Semen

Semen digunakan untuk imobilisasi limbah radioaktif cair aktivitas rendah dan

menengah yang tidak mengandung aktinida atau radionuklida berumur paro

panjang. Hal ini disebabkan karena kandungan aktivitas dalam semen rendah yaitu

sekitar 1Ci/m3 dan semen mengalami degradasi dalam jangka panjang ± 300

tahun. Setelah itu semen mengalami degradasi, limbah radioaktif cair aktivitas

rendah dan menengah tidak lagi mempunyai potensi bahaya radiologis. Jadi

semen tidak dapat digunakan untuk limbah cair aktivitas tinggi dan limbah cair

TRU yang perlu pengelolaan yang lebih lama. Keuntungan penggunaan semen

murah, proses imobilisasinya sederhana dan semen dapat berfungsi sebagai perisai

radiasi.

2.Gelas aluminosilikat

Gelas aluminosilikat pernah dikembangkan di USA, tetapi tidak dikembangkan

lebih lanjut karena temperatur pembuatannya tinggi sekitar 1350 oC dan

kandungan limbahnya lebih kecil dari 10 %. Temperatur pembuatan yang tinggi

akan mengakibatkan bata tahan api lebih cepat korosif sehingga umur melter lebih pendek, yang akan lebih banyak menimbulkan limbah radioaktif padat. Demikian

(25)

16 penanganan gasnya lebih kompleks. Kandungan limbah yang rendah tidak

ekonomis dari segi prosesnya.

3.Gelas fosfat

Keuntungan gelas fosfat adalah relatif rendah temperatur pembentukanya

(kira-kira 900 oC), sehingga kehilangan gas volatil Cs dan Ru lebih sedikit. Di dalam

gelas fosfat semua oksida dapat larut termasuk MoO3. Pengembangan gelas fosfat

tidak dilanjutkan karena gelas fosfat korosif dan mempunyai kecenderungan

mengalami devitrivikasi pada temperatur yang lebih rendah, yaitu sekitar 400 oC

4.Gelas borosilikat

Gelas borosilikat mempunyai stabilitas panas yang lebih tinggi dibandingkan

gelas fosfat. Temperatur antara 500 – 900 oC. Demikian pula ketahanan kimianya

lebih baik dari pada gelas fosfat. Unsur Mo dan Pu dengan jumlah tertentu dalam

gelas borosilikat dapat menimbulkan adanya fase pemisah.

5.Gelas keramik

Gelas keramik dapat dihasilkan dari lelehan gelas dengan pemanasan yang lama

diatas temperatur transformasi (Tg), yaitu sekitar 510 oC. Oleh karena adanya

pemanasan yang lama maka prosesnya lebih mahal. Gelas keramik menunjukkan

ketahanan fisik dan mekanik yang lebih baik dan ketahanan kimianya kurang baik

dibandingkan gelas borosilikat.

6.Synroc (synthetic rock)

Synroc adalah mineral titanate dan ini masih dalam tahap pengembangan di

Australia, Inggris, dan Jepang dalam rangka kerja sama dengan Australia. Synroc

juga dilakukan di Australia. Synroc termasuk jenis keramik dan pembuatannya

lebih sukar dibanding gelas, karena pengepresan dilakukan pada temperatur

(26)

17 pada temperatur tinggi. Sifat kimia dan fisika jenis keramik ini lebih baik

dibanding gelas borosilikat, sehingga mempunyai prospek yang baik di masa

mendatang.

7. Vitromet

Vitromet adalah butir gelas dalam matriks Pb yang dikembangkan di Belgia untuk

mengatasi kandungan panas yang tinggi, karena hantaran panas Pb tinggi.

Kandungan limbah dalam vitromet kecil.

8.Bitumen

Bitumen merupakan senyawa hidrokarbon baik alifatik maupun aromatik yang

mempunyai berat molekul tinggi. Proses bituminasi dilakukan pada temperatur

antara 150 – 230 oC. Bitumen mempunyai ketahanan kimia yang tinggi, ketahanan

fisik (terhadap panas) dan ketahanan terhadap radiasi kurang baik. Hal yang perlu

diperhatikan terhadap bitumen adalah temperatur bakar dan efek radiasi yang

mengakibatkan radiolisis, terbentuknya gas, terjadinya radikal bebas.

9. Polimer

Polimer tahan dalam jangka lama, namun tidak tahan terhadap radiasi dan

temperatur tinggi karena terjadi degradasi. Proses polimerisasi dilakukan antara

temperatur kamar sampai temperatur tinggi tergantung jenisnya. Ketahanan kimia

polimer baik dan ketahanan fisiknya atau ketahanan panasnya kurang baik.

Polimer leleh pada suhu tinggi tergantung jenisnya. Temperatur leleh maksimum

(27)

18

2.7. Cesium

Unsur cesium dapat dilambangkan dengan Cs, yang memiliki nomor atom 55

dan nomor massa 132,9. Cs merupakan unsur pada golongan 1A yaitu golongan

logam alkali. Warna dari Cs adalah kuning keemasan, unsur ini paling reaktif jika

dibandingkan dengan unsur litium (Li) pada golongan logam alkli ini.

Perbedaan mendasar antar unsur-unsur golongan 1A terdapat pada ukuran

kation yang ditunjukan oleh reaksi dengan O2. dalam udara atau O2 pada 1 atm,

logam-logamnya terbakar. Litium hanya memberikan LiO2 dengan sedikit runutan

Li2O2. Na biasanya memberikn peroksida, Na2O2, tetapi akan berlanjut dengan

adanya O2 di bawah tekanan serta panas, menghasilkan superoksida, NaO2.

kalium, Rb, dan Cs membentuk suproksida MO2. 137Cs memilki waktu paruh

30,23 tahun. Memiliki titk cair 28,5 0C.

2.8. Cerium

Lambang dari unsur cerium adalah Ce, dimana memiliki nomor atom 58 dan

nomor massa 140,1. termasuk dalam golongan lantanida. Warnanya putih

keabu-abuan, padat pada 298 K. Cerium oksida (CeO2), memiliki massa molar 172.115

g/mol. Cerium ini satu-satunya lantanida +4 yang ada dalam larutan akua

demikian juga dalam padatan. Cerium (IV) digunakan sbagai pengoksidasi dalam

analiis dan dalam kimia organik. Bentuk padat, memiliki densitas 6,770 g/cm3.

2.9. Polimer

Polimer (poly = banyak, mer = bagian) adalah molekul raksasa yang biasanya memiliki bobot molekul tinggi, dibangun dari pengulangan unit-unit. Molekul

(28)

19 pembentukan polimer dikenal dengan istilah polimerisasi . Makromolekul merupakan

istilah sinonim polimer. Istilah makromolekul pertama kali dikenalkan oleh Herman

Staudinger, seorang kimiawan dari Jeman. [Steven, 2001]

Polimer digolongkan menjadi dua macam, yaitu polimer alam (seperti pati,

selulosa, dan sutra) dan polimer sintetik seperti polimer vinil. Plastik yang dikenal

sehari-hari merupakan polimer sintetik. Sifat plastik yang mudah dibentuk (bahasa

latin; plasticus = mudah dibentuk) dikaitkan dengan polimer sintetik yang dapat dilelehkan dan diubah menjadi bermacam-macam bentuk. Padahal sebenarnya plastik

mempunyai arti yang lebih sempit. Plastik termasuk bagian polimer termoplastik, yaitu polimer yang akan melunak apabila dipanaskan dan dapat dibentuk sesuai pola

yang diinginkan. Setelah dingin polimer ini akan mempertahankan bentuknya yang

baru. Proses ini dapat diulang dan dapat diubah menjadi bentuk yang lain. Golongan

polimer sintetik lain adalah polimer termoset (materi yang dapat dilebur pada tahap tertentu dalam pembuatannya tetapi menjadi keras selamanya, tidak melunak dan

tidak dapat dicetak ulang).

Proses pertumbuhan rantai selama polimerisasi bersifat acak, oleh karena itu

rantai-rantai polimer yang berbeda dalam suatu contoh polimer akan mempunyai

panjang yang berbeda-beda pula, tentu saja karena massa molekul nisbi (Mr)nya pun

berbeda-beda. Massa molekul nisbi (Mr) hanya merupakan salah satu faktor yang

menentukan sifat polimer. Faktor penting lainnya ialah susunan rantai dalam polimer.

Penelitian sinar x terhadap polimer menunjukan bahwa dalam bahan polimer terdapat

daerah yang didalamnya terdapat rantai polimer yang tersusun secara teratur.

(29)

20

2.10. Poliester Tak Jenuh

Poliester tak jenuh merupakan jenis oligomer yang lain. Poliester tak jenuh

merupakan hasil reaksi campuran asam organik (misalnya asam fumarat, asam maleat,

dan anhidrida ftalat) dengan glikol (misalnya propilen glikol dan dietilen glikol).

Campuran poliester tak jenuh dengan monomer stiren merupakan bahan pelapis

radiasi yang sudah lama dikenal. Walaupun campuran ini mempunyai kecepatan

pengeringan yang rendah, tetapi banyak dipakai untuk pelapisan permukaan kayu

karena harganya relatif murah [R Holman and F Oldring, 1988].

Suatu asam dibasa (tabel 4) bereaksi secara kondensasi dengan alkohol

dihidrat (tabel 3) digunakan untuk mendapatkan poliester. Karena asam tak jenuh

digunakan dengan berbagai cara sebagai bagian dari asam dibasa, yang menyebabkan

terdapatnya ikatan tak jenuh dalam rantai utama dari polimer yang dihasilkan, maka

disebut poliester tak jenuh. Selanjutnya, monomer vinil seperti pada Tabel 5 dicampur

yang bereaksi dengan gugus tak jenuh pada saat pencetakan.(Surdia

Tata,Ir.M.S.Met.E dan Saito Shinroku,Prof. Dr.1992)

(30)

21

Tabel 4. Asam dibasa dipergunakan untuk resin poliester.

Untuk pengesetan termal, digunakan benzoil peroksida (BPO) sebagai katalis.

Temperatur optimal adalh 80 – 130 0C, namun demikian, kebanyakan pengesetan

dingin yang digunakan. Sebagai katalis digunakan metil etil keton peroksida

(MEKPO) dan sebagai pemercepat digunakan kobal naftenat. Bahan ini baik

digunakan bila diencerkan 10 kali dengan monomer stiren. Katalis ditambahkan pada

1 – 2 %.

(31)

22 Poliester tak jenuh merupakan salah satu bahan diantara bahan-bahan yang

digunakan dalam pembuatan beton polimer, selain bahan agregat anorganik (batu,

pasir, fly ash), MEKPO, (CH3COO)2 Zn sebagai katalis dan kobal naftenat sebagai promotor. Poliester tak jenuh yang dihasilkan memberikan serapan khas ikatan

rangkap pada frekuensi gelombang 1645 cm-1, yang menunjukkan adanya ikatan tak

jenuh. [Aisyah. 2003.].

Ada banyak jenis poliester. Bila zat tersebut dimodifikasi menurut suatu cara,

sifat-sifatnya cukup bervariasi. Mengenai ketahanan kimianya, pada umumnya kuat

terhadap asam kecuali asam pengoksid, tetapi lemah terhadap alkali. Bila dimasukkan

dalam air mendidih untuk waktu yang lma (300 jam), bahan akan pecah dan

retak-retak. Bahan ini mudah mengembang dalam pelarut, yang melarutkan polimer stiren.

Kemampuan terhadap cuaca sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar UV

bila dibiarkan diluar, tetapi sifat tembus cahaya permukaan rusak dalam beberapa

tahun.

2.10.1. Reaksi Polimerisasi

Berdasarkan proses pembentukan, polimer dapat dibedakan menjadi 2, yaitu

polimer adisi dan polimer kondensasi. Penggolongan ini pertama kali digunakan oleh

Carothers [Steven,2001], yang didasarkan pada adanya unit ulang dari suatu polimer

mengandung atom yang sama seperti monomer. Polimer adisi memiliki

atom-atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer

kondensasi memiliki atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk

sampingan selama berlangsungnya polimerisasi.

1. Poimerisasi adisi

Polimerisasi adisi melibatkan reaksi rantai. Penyebab reaksi rantai dapat

(32)

23 polimerisasi adisi. Beberapa monomer etilena (C2H4) bergabung menjadi satu

rantai polietilen (C2H4)n,

Cl2 2 Cl· (1)

2. Polimerisasi kondensasi

Polimerisasi kondensasi melibatkan penggabungan molekul kecil-kecil,

menghasilkan molekul besar-besar melalui reaksi kondensasi (atau

adisi-penyingkiran) dalam kimia organic, yang terjadi pada zat bermassa molekul rendah.

Misalnya, jika campuran etanol dan asam etanoat dipanasi bersama sedikit asam

sulfat pekat, etil asetat dihasilkan,disertai penyingkiran air.

CH3.COOH + C2H2OH ↔ CH3COOC2H5 + H2O (4)

Reaksi berhenti sampai disini karena tidak terdapat gugus fungsi yang dapat

bereaksi (pada contoh ini gugus –COOH dan gugus –OH). Akan tetapi, jika tiap

molekul pereaksi mengandung 2 atau 3 gugus fungsi maka reaksi berikutnya dapat

terjadi [Cowd,M.A.1991]

Poliester pertama yang dibuat oleh Carothers mempunyai suhu pelunakan

sangat rendah, sehingga sebagai bahan pembentuk serat poliester, ia tidak tahan

setrika. Akibatnya Carothers mengesampingkan poliester itu dan memfokuskan pada

poliamida yang menjadi awal pengembangan nilon. Pada tahun 1942 Whinfield dan

Dickson membuat suatu poliester yang mereka sebut polietilen tereftalat. Poliester

lurus dapat dihasilkan dari pemanasan bersama asam berbasa dua dan alkohol dihidrat

tertentu [Cowd,M.A. kimia polimer.1991], sebagaimana ditunjukan oleh reaksi

(33)

24 n HO – R’ – OH + n HOOC – R – COOH →

H -[ O – R’ – OOC – R – CO] – n OH + [2n - 1] H2O

(dapat dibuktikan sendiri bahwa dari 5 molekul asam berbasa 2 dan 5 diol, akan

terbentuk 5 kesatuan berulang –O-R1- OOC-R-CO- dan dilepaskan molekul air)

Katalis digunakan pada polimerisasi rantai ionik yang menghasilkan

makroion (bukan makroradikal).[Feldman, Dorel.Anton,J,H.1995.]

 Proses curing

Curing atau pengeringan pada proses polimerisasi merupakan perubahan fase cair dan pasta menjadi padat. Proses ini dapat terjadi secara fisika karena adanya

penguapan pelarut atau medium pendispersi. Curing juga dapat terjadi karena perubahan kimia, terjadinya reaksi antara molekul-molekul yang relatif kecil dengan

fase cair atau pasta membentuk jaringan molekul yang lebih besar, padat, dan tidak

mudah larut.

Proses curing dapat dilakukan dengan reaksi polimerisasi yang bersifat eksotermis. Proses lebih sederhana, walaupun kadang-kadang curing dalam polimerisasi ini perlu waktu lama. Reaksi polimerisasi dimulai dengan adanya radikal

bebas yang terbentuk karena dekomposisi bahan yang tidak stabil oleh suhu maupun

katalis. Radikal bebas dengan monomer akan mengadakan reaksi polimerisasi dan

akhirnya jika radikal bebas bereaksi dengan radikal bebas, maka terjadi reaksi

terminasi yang menghasilkan polimer.

2.11. Imobilisasi Limbah Cair Trans-Uranium dengan Polimer

Imobilisasi yang disebut juga solidifikasi merupakan proses mencampur

limbah radioaktif (penukaran ion organik maupun anorganik bekas, konsentrat

evaporator, abu insenerator, dan lain-lain) kedalam matrial matriks, sehingga menjadi

(34)

25 tempat penyimpanan akhir/disposal dalam tanah. Sebelum imobilisasi dilakukan,

penukar resin organik bekas memerlukan satu atau lebih proses pengolahan awal

dan/atau pengolahan.walaupun, dalam beberapa kasus, hal ini dapat dilakukan tanpa

proses pengolahan awal lain, kemudian menghilangkan kandungan air.

Matriks yang biasa digunakan untuk imobilisasi penukar ion bekas adalah

semen, bitumen dan beberapa jenis polimer. Oleh karena yang terikat dalam polimer

adalah radionuklida berumur panjang dan resin penukar ion merupakan senyawa

organik, maka digunakan matriks polimer untuk imobilisasinya. Di beberapa negara,

high integrity container digunakan untuk penyimpanan dan/atau disposal dari media

penukar ion bekas, tampa menggunakan bahan matriks solidifikasi/imobilisasi (IAEA,

2002).

2.12. Imobilisasi menggunakan polimer

Imobilisasi resin penukar ion bekas dengan polimer umumnya digunakan pada

kebanyakan instalasi pengolahan limbah. Perbedaan tipe polimer yang digunakan dan

masih diperlukan riset lanjutan untuk menekan harga yang saat ini kurang efektif,

proses yang lebih sederhana, dan kualitas produk yang lebih baik. Beberapa polimer

yang digunakan untuk imobilisasi diantaranya dalah resin epoksi, poliester,

polietilena, polistirena dan kopolimer, urea formaldehida, poliurethan, fenol

formalehida dan polistirena (IAEA, 2002).

Polimer dibagi dalam dua kategori: polimer termoplastik dan polimer

termoset. Polimer termoplastik menjadi lembut (meleleh) dengan penambahan

pemanasan. Hal ini biasa ditambahkan dalam bentuk padat dan dipanaskan kemudian

dikombinasikan dengan limbah. Polimer termoset ditangani dalam bentuk cair yang

kemudian dipolimerisasikan menjadi bentuk padat menggunakan katalis dan/atau

(35)

26 dikarenakan prosesnya dapat dilakukan pada temperatur kamar. Pada beberapa kasus

sering digunakan imobilisasi metode batch dalam kontainer disposal (biasanya bentuk

drum standar). Material penukar ion anorganik dan residu proses kedua seperti abu

dan cairan umumnya tidak diimobilisasi dengan polimer karena lebih dapat menerima

imobilisasi yang lain seperti semen. Setiap partikel resin dilapisi dengan material

matriks. Pada beberapa kasus tidak ditemukan ikatan antara polimer dan resin (IAEA,

2002).

2.13. Parameter Pengujian 2.13.1. Penentuan Densitas

Densitas merupakan salah satu parameter blok polimer limbah yang

dibutuhkan untuk memprediksikan keselamatan transportasi, penyimpanan sementara

(interm storage), dan penyimpanan lestari. Densitas akan menjadi besar jika

kandungan limbahnya juga besar. Hal ini disebabkan karena persentase radionuklida

berat dalam polimer besar. Persentase kandungan limbah besar, persentase polimer

kecil, sehingga densitas polimer besar. Densitas dari blok polimer limbah ditentukan

dengan persaman :

 =

v m

...( 1 )

Dimana : ρ = densitas ( g/cm3 )

m = massa sampel ( gram )

(36)

27

2.13. 2. . Penentuan Kuat Tekan

Kuat tekan adalah gaya maksimum yang dibutuhkan untuk menghancurkan

benda uji dibagi dengan luas permukaan yang mendapat tekanan. Kuat tekan blok

polimer limbah merupakan parameter penting untuk evaluasi karena jatuh atau

mengalami benturan. Kuat tekan akan menjadi kecil apabila kandungan limbahnya

besar. Dengan penambahan bahan Cs dan Ce. Yang bersifat rapuh, maka polimer-

limbah yang terjadi menjadi rapuh dan kuat tekannya menurun. Kuat tekan dihitung

dengan persamaan :

2.13. 3. Penentuan Laju Lindih

Laju pelindihan merupakan salah satu karakteristik blok polimer limbah yang

penting untuk mengevaluasi hasil imobilisasi, karena tujuan akhir imobilisasi limbah

adalah memperkecil potensi terlepasnya radionuklida yang ada dalam polimer limbah

itu ke lingkungan. Dalam hal ini dapat diasumsikan sebagai korosi, yaitu lepasnya

unsur kerangka polimer sedangkan laju pelindihannya sendiri, yaitu lepasnya

sejumlah unsur limbah dari blok polimer limbah. Pengujian ini menggunakan alat

soxhlet pada suhu 1000C dan tekanan 1 atm. Dalam penelitian ini laju lindih

ditentukan dengan mengukur Cs dalam air pelindih setelah diekstraksi selama 6 jam.

Laju pelindihan akan semakin besar jika kandungan limbah juga besar. Hal ini

(37)

28 besar sehingga perbedaan konsentrasi sebagai gaya dorong proses difusi menjadi lebih

besar. Laju pelindihan dinyatakan dengan persamaan :

L =

2.14. Analisis laju pelindihan dengan alat Atomic Absorption Spectrometry (AAS)

AAS merupakan salah satu cara analisis yang digunakan untuk menentukan

unsur-unsur atau logam-logam contoh. Cara analisis ini dikembangkan oleh Walls

tahun 1955. Metode AAS berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom

menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat

unsurnya (Khopkar, 1990).

Cara analisis spektrofotometer serapan atom, baik dengan nyala maupun yang

tanpa nyala mampu menentukan hampir semua unsur logam secara kuantitatif dengan

kemampuan mulai dari konsentrasi besar maupun konsentrasi kecil (KLH-JICA,

2005).

2.14.1 Prinsip Dasar Analisis AAS

a. Metode flame

Prinsip dasar dari teknik Atomic Absorption Spectrometry (AAS) adalah

elektron dalam suatu atom pada keadaan dasar menyerap energi cahaya pada

(38)

29 (tereksitasi). Jumlah atom yang dilewati cahaya dan tereksitasi berbanding lurus

dengan jumlah energi yang diserap. Dengan mengukur jumlah energi cahaya

yang diserap dapat ditentukan jumlah atau konsentrasi atom elemen yang diuji

dalam contoh ( Suryana, 2001)

Hubungan antara serapan yang dialami oleh sinar dengan konsentrasi

analit dalam larutan standar bisa dipakai untuk menganalisi arutan sampel yang

tidak diketahui yaitu dengan mengukur serapan yang diakibatkan oleh larutan

sampel tersebut terhadap sinar yang sama ( KLH – JICA, 2005).

Hubungan antara konsentrasi atom logam dengan pengukuran cahaya yang

diabsorbsi ditunjukkan dengan persamaan Lambert – Beer yang berbunyi :

“ Bla sebuah media dilewati cahaya yang transparan, maka cahaya akan diserap oleh media tersebut dimana nilai absorbannya sebanding dengan tebal dan kepekatan dari media “.

Dengan rumus sebagai berikut :

A = - log Ic / Io = Kv . d. C

Dimana :

A = Absorbansi

Io = Intensitas cahaya awal (erg/detik)

Ic =Intensitas cahaya setelah sebagian diabsorbsi oleh contoh

(erg/detik)

Kv = Absortivitas molar-konstan (Liter.mol.cm)

d = Tebal media (cm)

(39)

30

Gambar 4: Diagram blok dari AAS

b. Metode flameless (tanpa nyala)

Atomisasi tanpa nyala dilakukan energi listrik pada batang karbon yang

biasanya tabung grafit. Contoh diletakkan dalam tabung grafit dan arus listrik

dialirkan melalui tabung tersebut sehingga tabung dipanaskan dan contoh akan

teratomisasikan. Temperatur tabung grafit dapat diatur dengan merubah arus

listrik yang dialirkan, sehingga kondisi temperatur optimum untuk setiap macam

contoh atau unsur yang dianalisa dapat dicapai dengan mudah.

2.14.2. proses Absorbsi

Dalam proses ini seberkas sinar yang intensitasnya sebesar Io dengan

panjang gelombang tertentu (hv) melewati media pengabsorbsi yang terdiri dari

atom. Bila ada atom yang mengabsorbsi energi cahaya tersebut maka energi

yang diserap akan mengubah atom tadi menjadi atom yang tereksitasi,

sedangkan energi yang tidak diserap akan terus melewati media sebagai sinar

(40)

31

2.14.3. Komponen-komponen AAS

1) Sumber Radiasi (lampu katode)

Sumber radiasi yang banyak digunakan adalah lampu katoda berongga,

tabung yang bermuatan gas sumber radiasi yang baik adalah sumber radiasi

yang memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

a) Memancarkan intensitas sinar dengan pita radiasi yang sempit

b) Tidak mengabsorbsi sendiri

c) Tidak ada background yang kontinyu

Gambar sumber radiasi (lampu katode) ditunjukan pada Gambar 6.

Gambar 5: Sumber radiasi (lampu katode)

2) Atomizer

Alat ini berfungsi untuk mengubah unsur dalam larutan contoh menjadi

bentuk kabut dimana akan dilakukan pengukuran absorbsi. Proses yang terjadi

dalam atomisasi secara umum adalah :

a. Nebulasi yaitu pengubahan cairan ke dalam bentuk kabut aerosol

b. Pemisahan titik-titik kabut dengan sebaran ukuran yang benar

(41)

32 Gas (biasanya oksigen untuk pembakar) dialirkan ke dalam spray chamber melalui venturi akibatnya cairan sampel terisap ke atas dan dialirkan ke dalam spray chamber. Titik air yang besar akan mengalir ke bawah sedangkan yang halus terus masuk ke dalam pembakar, diameter dari

partikel-partikel biasanya lebih kecil dari 2 µm. Di dalam spray chamber kabut sampel dicampur dengan bahan kemudian dimasukkan ke dalam pembakar. Campuran

bahan bakar dan oksigen harus diperhatikan dan disesuaikan dengan unsur yang

dipakai.

Gambar 5. Nebulizer,burner &spray chamber (Christian,Gary D & James, E Oreilly, 1986)

3) Monokromator

Monokromator mempunyai fungsi mengisolasi sinar yang diperlukan (λ

tertentu) dari sinar yang dihasilkan oleh lampu katoda, jadi bila ada beberapa

panjang gelombang cahaya maka akan dilewatkan ke detektor yang hanya

cahaya tertentu saja sedangkan yang lain diserap atau ditiadakan.

Dalam spektrofotometer serapan atom, sistem optik dimaksudkan untuk

mengumpulkan cahaya dari sumbernya dilewatkan ke sampel kemudian ke

(42)

33 4) Detektor

Detektor adalah alat yang dipakai untuk mengamati dan melaksanakan

semua pengukuran cahaya. Alat tersebut mengubah energi cahaya menjadi

energi listrik sehingga pengukuran menjadi lebih mudah. Detektor yang dipakai

dalam AAS pada

umumnya adalah Photomultipier tube. Photomultipier tube menghasilkan sinyal listrik sebanding dengan intensitas cahaya pada panjang gelombang yang telah

dipisahkan oleh monokromator.

5) Sistem Modulasi

Sistem ini digunakan untuk mencegah terukurnya pancaran cahaya yang

berasal dari atom yang melepaskan energinya waktu kembali ke keadaan semula

setelah tereksitasi.

Keuntungan metode AAS adalah sebagai berikut :

1.Spesifik, karena mudah dalam melakukan pengujian

2.Batas limit deteksi yang rendah

3.Dari satu larutan yang sama, beberapa unsur yang berlainan dapat diukur

4.Pengukuran dapat langsung dilakukan terhadap larutan contoh, jadi berbeda

dengan kolorimetri (yang membutuhkan pembentukan senyawa berwarna),

gravimetrik (dimana endapan perlu dikeringkan terlebih dahulu), dan

sebagainya, preparasi contoh sebelum pengukuran cukup sederhana.

5.Output data (absorban) dapat langsung dibaca

6.Dapat diaplikasikan kepada jenis unsur dalam banyak jenis

7.Batas kadar-kadar yang dapat ditentukan adalah amat luas

(43)

34

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pengolahan Limbah Radioaktif Pusat

Teknologi Limbah Radioaktif BATAN PUSPIPTEK Serpong, pada bulan September

2007 sampai dengan Maret 2008 kemudian diteruskan dengan analisis Cs terlindih di

Labolatorium terpadu UIN Jakarta November 2008.

3.2. Bahan dan Alat 3.2.1. Bahan

Bahan- bahan yang digunakan adalah Resin Amberlite IR 120 Na yang

merupakan resin penukar ion dari Rohm and Haas France S.A.S, poliester tak jenuh

(YUKALAC 2252) dan katalis MEKPO (Metil Etil Keton Peroksida) dari PT. Justus

Kimia Raya, cesium klorida ( CsCl ) dari Univar,cerium oksida ( CeO2 ) dari Sigma

Chemical Co., glisin (H2NCH2COOH) dari Merck, natrium hidroksida( NaOH ) dari

Merck, air bebas mineral.

3.2.2. Alat

Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini antar lain : Paul weber untuk

uji kuat tekan, soxhlet untuk uji lindih, pH meter, Atomic Absorption Spectrometry (

AAS ) dari Perkin Elmer dengan tipe A. analyst 700, blok cetakan polimer dengan

(44)

35

3.3 Metode Kerja

Pada penelitian ini dilakukan tahap awal yaitu penjenuhan resin. Resin yang

akan dijenuhkan terlebih dahulu dipilih dengan ukuran yang sama yaitu 40 mesh.

Resin (Amberlite IR 120 Na) dimasukkan ke dalam larutan CsCl sebagai limbah simulasi, didiamkan hingga jenuh. Setelah itu resin disaring kemudian dikeringkan.

Pada proses pengeringan ini digunakan oven dengan suhu tetap 100 oC. resin disini

digunakan sebagai limbah simulasi.

Dalam pembuatan blok polimer ini dibutuhkan bahan pengungkung yaitu

poliester tak jenuh (Yukalac 2252) yang dicampurkan dengan bahan pengeras (hardener) yaitu katalis MEKPO, bersifat asam kuat. Katalis yang digunakan 1 % dari jumlah poliester.

Sebagai perbandingan dibuat pula limbah cair simulasi dari campuran CsCl

dan CeO2 dengan proses yang sama dengan limbah simulasi dari larutan CsCl murni.

Limbah cair simulasi yang terbentuk dicampurkan dengan absorber dalam berbagai

rasio berat limbah 0, 10, 20, 30, 40, dan 50 %. Larutan tersebut diaduk sehingga

homogen kemudian dicetak dalam tabung reaksi. Setelah terbentuk polimer padat,

polimer dikeluarkan dari tabung reaksi kemudian dipotong-potong hingga ukurannya

sama, dengan ukuran diameter sama dengan tinggi. Perbandingan komposisi polimer

(45)

36 Tabel 6. Perbandingan penambahan resin untuk masing-masing waste loading

dengan berat total 50 gram

Waste loading (%) Resin (gram) Resin poliester tak jenuh (gram)

Hardener (gram)

0 - 25 25

10 5 22,5 22,5

20 10 20 20

30 15 17,5 17,5

40 20 15 15

50 25 12,5 12,5

3.4. Metode Karakterisasi dan Analisis 3.4.1. . Pengujian Densitas

Pada pengujian densitas alat yang digunakan adalah jangka sorong, dengan

mengukur tinggi dan diameter sampel, serta menimbang blok polimer limbah yang

telah berulang-ulang dimasukkan ke dalam oven dan desikator hingga diperoleh berat

konstan.

3.4.2 Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan dilakukan dengan alat Paul Weber(prinsip kerja alat

menyerupai piston), dengan spesifikasi D.7064 Remshaiden-Grunbach. Dengan

satuan kN dan skala terkecil 1 kN. Dengan demikian dapat diketahui seberapa kuat

(46)

37 Gambar 6. Alat Paul Weber Untuk Uji Kuat Tekan

3.4.3. pengujian laju lindih

Pengujian laju lindih digunakan alat soxhlet yang telah diatur suhu dan

tekanannya, yaitu pada suhu 100 oC dan 1 atm. Uji ini dilakukan selama 6 jam,

dengan mulai hitungan pada saat tetesan pertama mengenai blok polimer. Laju

kondensasi pada soxhlet dijaga tetap pada 300 cm3/jam.

Gambar 7. Alat Soxhlet Untuk Uji Pelindihan

Langkah selnjutnya adalah untuk mendapatkan berat konstan dari blok polimer

(47)

38 bebas dalam sampel. Untuk mengetahui Cs yang terlindih selama uji pelindihan

dilakukan analisis air pelindih dengan menggunakan alat AAS.

3.4.4. Pengujian pengaruh pH terhadap laju pelindihan.

Pada pengujian pH ini dilakukan perlakuan yang sama dengan melakukan

pelindihan tetapi pelarut yang digunakan berbeda. Untuk pH yang bersifat asam

seperti pada pH 2 dan pH 5 digunakan glisin, sedangkan untuk yang bersifat basa

digunakan pelarut NaOH. Untuk pH netral pH 7 dengan air bebas mineral. Setelah itu

Cs yang terlindih dilakukan pengujian dengan menggunakan AAS. Pada pengujian

pengaruh pH terhadap laju pelindihan blok polimer limbah direndam dalam air

pelindih pada 1000C dan 1 atm.

Untuk melakukan pengujian dengan menggunakan AAS, terlebih dahulu

dibuat larutan standarnya. Untuk pengujian unsur Cs, ditimbang sebanyak 1,267 gram

CsCl, kemudian dilarutkan dalam 1 liter air bebas mineral sehingg diperoleh larutan

standar induk Cs 1000 mg/liter. Di ambil 10 ml larutan standar induk Cs 1000 ppm,

kemudian dilarukan dalam labu ukur 100 ml dengan menabahkan aquades sampai

tanda garis. Sehingga didapatkan larutan standar dengan kadar 100 ppm. Dibuat derat

standar Cs 0, 1, 3, dan 6 ppm dengan melarutkan masing-masing 0 ; 0,5 ; 1,5 ; dan 3

(48)

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Imobilisasi Limbah Dengan Polimer

Polimer poliester tak jenuh dengan kandungan limbah 0, 10, 20, 30, 40, dan 50

% berat. Dengan berat polimer sebesar 25 gram warna polimer tanpa kandungan

limbah adalah berwarna putih. Dimana Semakin tinggi kandungan limbah dalam

polimer warna polimer akan semakin kuning. Hasil polimer limbah diuji densitas,

kuat tekan, dan laju pelindihanya.

Dalam penelitian ini reaksi polimerisasi yang dilakukan dengan proses curing

yang bersifat eksotermis, karena proses dapat dilakukan dengan peralatan yang

sederhana dan biaya yang murah. Adapun dalam penelitian ini terjadi proses

pertukaran ion yang menggunakan metode batch. hal ini dilakukan karena dengan

mengginakan metode ini proses lebih mudah dilakukan, dan biaya lebih murah. Resin

yang digunakan sebagai penukar ion adalah amberlite IR 120 Na yang memiliki

kapasitas tukar kation 1,5 meq/g.

Pengamatan secara visual hasil imobilisasi limbah simulasi dengan polimer

menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan limbah maka warna blok polimer –

limbah hasil imobilisasi lebih kecoklatan, Sedangkan untuk polimer tanpa limbah

tampak berwarna jernih. Hal ini dapat terjadi karena semakin banyaknya resin yang

digunakan seiring dengan bertambahnya kandungan limbah.

Densitas ditentukan berkaitan dengan transportasi, disain tempat penyimpanan

sementara, dan penyimpanan lestari. Kekuatan tekan ditentukan berkaitan dengan

benturan atau jatuh pada saat transportasi dan penyimpanan. Adanya benturan, maka

(49)

40 akan meningkatkan luas permukaan kontak dengan air yang menaikkan laju

pelindihan.

Penentuan harga laju pelindihan dimaksudkan untuk mengetahui kualitas

blok-polimer limbah yang dihasilkan. Serta untuk menentukan sejauh mana pelepasan

radionuklida dari blok polimer limbah. Pelindihan dilakukan dengan alat soxhlet pada

1000C dan 1 atm selam 6 jam.

4.2. Pengaruh Kandungan Limbah Terhadap Densitas polimer

Hubungan kandungan limbah (Waste Loading) terhadap densitas blok

polimer untuk limbah simulasi (Cs) ditunjukan pada Gambar 8 dan untuk limbah

simulasi (Cs + Ce) pada Gambar 9.

Gambar 8. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs) terhadap densitas

0.8

(50)

41 Dari gambar grafik pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs ) terhadap

densitas, nilai densitas pada kandungan limbah awal 0 % adalah 0,8747 g/cm3 dan

berturut-turut pada kandungan limbah 10, 20, 30, 40, dan 50 % adalah 0.9627, 0.9977,

1.0141, 1.0242, dan 1.1296 g/cm3 . dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa makin

tinggi kandungan limbah, maka makin besar densitasnya. Hal tersebut karena

persentase radionuklida yang massanya lebih besar dalam polimer makin besar.

Persentase kandungan limbah besar, mengakibatkan persentase polimer kecil,

sehingga densitas polimer besar. Semakin tinggi kandungan limbah maka makin

banyak atom-atom yang massanya besar yaitu Cs yang terkandung dalam polimer,

sedangkan polimer disusun dari atom-atom C dan H.

Pada Gambar 9, grafik pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs + Ce )

terhadap densitas, nilai densitas pada kandungan limbah awal 0 % adalah 0,8747

g/cm3 , nilai ini sama dengan nilai pada blok polimer ( Cs ) karena pada kandungan

limbah 0 % belum dicampurkan dengan limbah simulasinya. Sedangkan nilai densitas

untuk kandungan limbah 10, 20, 30, 40, dan 50 % berturut-turut nilai densitasnya

adalah 1.0074, 1.0362, 1.0762, 1.1309, dan 1.1638 g/cm3 . hal ini dikarenakan

persentase radionuklida yang massanya lebih besar dalam polimer makin besar.

Persentase kandungan limbah besar, mengakibatkan persentase polimer kecil,

sehingga densitas polimer besar. Semakin tinggi kandungan limbah maka makin

banyak atom-atom yang massanya besar yaitu Cs dan Ce yang terkandung dalam

polimer, sedangkan polimer disusun dari atom-atom C dan H.

Dari grafik pengaruh kandungan limbah simulasi

antara limbah simulasi ( Cs ) dan limbah simulasi ( Cs + Ce ), densitas pada

(51)

42 kandungan limbah simulasi ( Cs ), hal ini dikarenakan adanya unsur Ce yang

massanya jauh lebih besar dibandingkan unsur Cs yang memiliki massa 133.

4.3. Pengaruh Kandungan Limbah Terhadap Kuat Tekan Polimer Limbah

Selanjutnya hubungan kandungan limbah (waste loading) terhadap kuat tekan polimer untuk limbah simulasi (Cs) ditunjukkan pada Gambar 12, sedangkan

hubungan kandungan limbah terhadap kuat tekan untuk limbah simulasi (Cs+Ce)

ditunjukan pada Gambar 11.

4

Gambar 10. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs) terhadap kuat Tekan

Pada grafik pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs ) terhadap kuat tekan

(Gambar 10). Makin tinggi kandungan limbah maka makin rendah kuat tekannya,

akan tetapi kandungan limbah 0 % lebih kecil jika dibandingkan dengan kandungan

limbah 10 %, hal ini kemungkainan disebabkan karena selongsong blok polimer yang

agak renggang sehingga menjadi rapuh. Kuat tekan semakin turun jika kandungan

limbahnya semakin besar, hal tersebut dikarenakan pengisian bahan Cs membentuk

bahan komposit yang sifatnya rapuh dan rantai polimer yang terbentuk semakin

(52)

43 semakin besr maka tiap lapisan rantai polimer tidak cukup untuk mengungkung

limbah sehingga kuat tekan menjadi semakin menurun.

4

Gambar 11. Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) terhadap kuat tekan

Pada grafik pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs + Ce ) terhadap kuat

tekan (Gambar 11), dapat dilhat nilai kuat tekan pada kandungan limbah 0 % nilainya

sama dengan pada pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs ) yaitu 7.5188 kN/cm 2 .

sedangkan pada kandungan limbah 10, 20, 30, 40, dan 50 % masing-masing adalah

10.5263, 9.7744, 9.0225, 8.2707, dan 6.7669 kN/cm 2 . pada kandungan limbah 0 %

nilai kuat tekannya juga lebih kecil jika dibanding pada kandungan limbah 10 % hal

ini sama halnya dengan yang terjadi pada limbah simulasi ( Cs ) hal ini kemungkinan

juga disebabkan oleh selongsong blok polimer yang agak renggang sehingga menjadi

rapuh. Kuat tekan semakin turun jika kandungan limbahnya semakin besar, hal

tersebut dikarenakan pengisian bahan Cs + Ce membentuk bahan komposit yang

sifatnya rapuh dan rantai polimer yang terbentuk semakin pendek. Dengan rantai

(53)

44 lapisan rantai polimer tidak cukup untuk mengungkung limbah sehingga kuat tekan

menjadi semakin menurun.

Dari ke 2 grafik tersebut, pengaruh kandungan limbah simulasi ( Cs ) dan

kandungan limbah simulasi ( Cs + Ce ) terhadap kuat tekan dapat dilihat perbedaan

diantara keduanya yaitu kuat tekan pada kandungan limbah simulasi ( Cs ) lebih besar

jika dibanding dengan kuat tekan pada kandungan limbah simulasi ( Cs + Ce ), hal ini

disebabkan karena adanya unsur Ce yang lebih besar, yang menyebabkan blok

polimer menjadi semakin rapuh.

4.4. Analisis kandungan limbah terhadap laju pelindihan limbah simulasi dalam polimer dengan menggunakan AAS (atomic absorption spectrometry).

Gambar 14.Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs) dengan menggunakan AAs

(atomic absorption spectrometry).

Gambar 12. Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs) dengan menggunakan AAS.

Pada kandungan limbh 0 % tidak dilakukan pengujian karena pada kandungan

limbah 0 % tidak terdapat unsur Cs. Laju pelindihan pada kandungan limbah 10, 20,

30, 40, dan 50 % berturut-turut adalah 0.05, 0.09, 0.1889, 0.225, dan 0.2842 g/cm2

hari. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar kandungan limbahnya

(54)

45 proses difusi, yang dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi unsur dalam polimer dan

larutan pelindih yang semakin besar.

Gambar 13. Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) dengan menggunakan AAS (atomic absorption spectrometry).

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa laju pelindihan dipengaruhi oleh

besarnya kandungan limbah dalam polimer. Pada laju pelindihan kandungan limbah

10 % yaitu 0.0403 g/cm2 hari, lebih kecil dibandingkan pada kandungan limbah 20 %

sebesar 0.0659 g/cm2hari begitu seterusnya. Karena semakin tinggi kandungan

limbahnya maka laju pelindihannya juga akan tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya

proses difusi, yang dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi unsur dalam polimer dan

larutan pelindih yang semakin besar.

Laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi ( Cs ) lebih besar jika

dibandingkan dengan laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi ( Cs + Ce ), hal

ini dikarenakan ada unsur selain unsur Cs yang terdapat pada Gambar 13, yaitu unsur

Ce. Kandungan Cs dalam polimer pada Gambar 13 lebih besar jika dibandingkan

Gambar 12, sehingga perbedaan konsentrasi dalam polimer dan dalam air pelindih

lebih besar.

Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) dengan menggunakan AAs (atomic

(55)

46 Berdasarkan pertimbangan densitas, kuat tekan, dan laju pelindihan maka hasil

terbaik adalah polimer dengan kandunganlimbah 20 % dan 30 %.

4.5. Pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan kandungan limbah 20 %.

Pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan

kandungan limbah 20 % dapat dilihat pada Gambar 14 dan kandungan limbah

simulasi (Cs + Ce) 20 % pada Gambar 15.

Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs)20% dengan menggunakan AAs

0

Gambar 14. Grafik pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan kandungan limbah simulasi Cs 20 %.

Pada Gambar 16, pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer

limbah dengan kandungan limbah simulasi Cs 20 % dilakukan uji pH 2, pH 5, pH 7,

pH 9, dan pH 12. dari data yang dihasilkan diperoleh data secara berturut-turut

sebagai berikut : 0.1967, 0.1537, 0.09, 0.0738, dan 0.1291 g/cm2hari. Pada gambar di

atas pada pH 2 laju pelindihannya sangat tinggi dan menjadi turun pada pH 5 dan

konstan pada pH 7 karena bersifat netral, kemudian pada pH 9 terjadi penurunan

walaupun hanya sedikit, akan tetapi pada pH 12 mengalami kenaikan tetapi laju

Figur

Tabel 1. Komposisi LCAT dari PWR, fraksi bakar 45000 MWD/MTU, pengayaan
Tabel 1 Komposisi LCAT dari PWR fraksi bakar 45000 MWD MTU pengayaan . View in document p.8
Gambar 2.  Skema proses pengolahan LCAT dari IRM
Gambar 2 Skema proses pengolahan LCAT dari IRM . View in document p.19
Tabel 2. Data limbah cair dari pengujian bahan bakar pasca iradiasi (P2TBDU, 2001).
Tabel 2 Data limbah cair dari pengujian bahan bakar pasca iradiasi P2TBDU 2001 . View in document p.20
Gambar 3. Grafik aktivitas limbah cair sebagai fungsi waktu (Martono, 2007)
Gambar 3 Grafik aktivitas limbah cair sebagai fungsi waktu Martono 2007 . View in document p.20
Tabel 3. Alkohol dihidrat dipakai untuk resin poliester.
Tabel 3 Alkohol dihidrat dipakai untuk resin poliester . View in document p.29
Tabel 5. Monomer vinil dipergunkan untuk resin poliester.
Tabel 5 Monomer vinil dipergunkan untuk resin poliester . View in document p.30
Tabel 4. Asam dibasa dipergunakan untuk resin poliester.
Tabel 4 Asam dibasa dipergunakan untuk resin poliester . View in document p.30
Gambar  4: Diagram blok dari AAS
Gambar 4 Diagram blok dari AAS . View in document p.39
Gambar sumber radiasi (lampu katode) ditunjukan pada Gambar 6.
Gambar sumber radiasi lampu katode ditunjukan pada Gambar 6 . View in document p.40
Gambar 5. Nebulizer,burner &spray chamber (Christian,Gary D & James, E Oreilly, 1986)
Gambar 5 Nebulizer burner spray chamber Christian Gary D James E Oreilly 1986 . View in document p.41
Tabel 6. Perbandingan penambahan resin untuk masing-masing waste loading dengan berat total 50 gram
Tabel 6 Perbandingan penambahan resin untuk masing masing waste loading dengan berat total 50 gram . View in document p.45
Gambar 9.  Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) terhadap  densitas.
Gambar 9 Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi Cs Ce terhadap densitas . View in document p.49
Gambar 8.  Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs) terhadap densitas
Gambar 8 Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi Cs terhadap densitas . View in document p.49
Gambar 10.  Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs) terhadap kuat
Gambar 10 Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi Cs terhadap kuat . View in document p.51
Gambar 11.  Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi (Cs+Ce) terhadap
Gambar 11 Grafik pengaruh kandungan limbah simulasi Cs Ce terhadap . View in document p.52
Gambar 14.Grafik laju pelindihan pada kandungan
Gambar 14 Grafik laju pelindihan pada kandungan . View in document p.53
Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah
Grafik laju pelindihan pada kandungan limbah . View in document p.54
Gambar 14. Grafik pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan kandungan limbah simulasi Cs 20 %
Gambar 14 Grafik pengaruh pH terhadap laju pelindihan Cs dalam polimer limbah dengan kandungan limbah simulasi Cs 20 . View in document p.55
grafik pengaruh kandungan limbah (Cs+Ce)
Cs Ce . View in document p.56

Referensi

Memperbarui...