1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan bakar nuklir merupakan komponen utama beroperasinya reaktor
nuklir, baik reaktor riset maupun reaktor daya. Reaktor riset pada awalnya
menggunakan bahan bakar dengan uranium pengayaan tinggi (>90% 235U).
Namun dengan adanya kekuatiran uranium pengayaan tinggi disalahgunakan
untuk tujuan hal yang tidak baik oleh orang-orang yang tidak bertanggung jawab,
maka seluruh reaktor di dunia dianjurkan untuk menggantikan bahan bakar
dengan uranium pengayaan rendah (<20% 235
Pada saat ini Pusat Teknologi Bahan bakar nuklir (PTBBN), Badan Tenaga
Nuklir Nasional (BATAN) sedang mengembangkan beberapa macam bahan bakar
yakni U-Mo, U-N dan U-Zr. Pengembangan bahan bakar U-Mo, U-Zr dan U-N
masih berlangsung dan belum mendapatkan hasil secara final
U). Untuk mempertahankan fluks
neutron di dalam teras reaktor riset, maka dibutuhkan bahan bakar uranium
pengkayaan rendah dengan densitas tinggi agar jumlah uranium yang dapat
dimuatkan ke dalam bahan bakar per satuan volume menjadi lebih banyak.
Paduan U-Zr merupakan salah satu paduan uranium yang telah digunakan
sebagai bahan bakar beberapa jenis reaktor seperti reaktor TRIGA (Training
Radioisotop General Atomic) dalam bentuk UZrHx, Experimental Breeder
Reactor II (EBR II) dan Integral Fast Reactor (IFR) di American National
Laboratory (ANL), USA. (Masrukan,2008)
Logam zirkonium sangat berperan dalam pembuatan bahan bakar nuklir, hal ini
karena zirkonium merupakan bahan struktur reaktor termal yang memiliki daya
serapan neutron yang rendah. Selain mengembangkan bahan bakar tersebut diatas
juga sedang dikembangkan bahan bakar berbasis U-Zr dengan menambah unsur
pemadu niobium (Nb) dengan tujuan untuk memperbaiki sifat bahan bakar
tersebut terutama sifat ketahanan terhadap korosi. Dalam penelitian ini akan
2
dibuat bahan bakar U-Zr-Nb dengan cara melebur logam U, Zr dan Nb dalam
tungku peleburan busur listrik berpendinginan air dan dalam media gas argon.
Paduan logam uranium dan logam Zr 6% dengan variasi logam Nb 2%, 5% dan
8%. Penambahan logam Nb ke dalam paduan Zr dimaksudkan agar paduan
U-Zr-Nb menjadi lebih stabil dalam fasa gamma pada suhu kamar. Paduan UZrNb
yang diperoleh selanjutnya dilakukan beberapa pengujian diantarnya; pengujian
kekerasan dengan menggunakan vickers, pengukuran densitas dengan
menggunakan piknometer, pengujian fasa dengan menggunakan XRD (X-Ray
Diffraction) serta pengujian mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh penambahan
unsur Nb pada paduan U-Zr-Nb terhadap sifat kekerasan paduan U-Zr-Nb,
densitas, keadaan fasa maupun mikrostruktur yang terjadi pada paduan UZr-Nb.
1.3 Batasan Masalah
1. Bahan sampel yang digunakan adalah logam uranium, logam zirkonium dan
logam niobium.
2. Pembuatan paduan U-Zr-Nb dengan kandungan logam Nb bervariasi yakni
2%, 5% dan 8% sedangkan kandungan logam zirkonium tetap 6%.
3. Dilakukaan pengujian kekerasan pada paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan
alat uji kekerasan vickers.
4. Dilakukan pengujian densitas pada paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan
piknometer Quantacrome.
5. Dilakukan pengujian fasa pada paduan U-Zr-Nb dengan menggunakan XRD
(X-Ray Diffraction).
6. Dilakukan pengujian mikrostruktur dengan menggunakan mikroskop optik.
3
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh dari penambahan unsur
niobium pada bahan bakar paduan U-Zr-Nb terhadap pengujian kekerasan,
pengukuran densitas, pengujian fasa dan pengujian mikrostruktur.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Peneliti mendapat informasi atau ilmu pengetahuan mengenai bahan bakar
reaktor riset.
2. Peneliti menyadari bahwa nuklir itu digunakan untuk kesejahteraan
masyarakat.
3. Peneliti mendapat ilmu dan pengetahuan tentang pengujian kekerasan,
pengukuran densitas, pengujian fasa dan pengujian mikrostruktur.
4. Peneliti mengetahui prinsip kerja dari alat uji kekerasan, mikroskop optik,
piknometer , serta peralatan XRD (X-Ray Diffraction).
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam penyusunan skripsi ini mencakup beberapa bab dan
sub-bab seperti dijelaskan di bawah ini
Bab I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, perumusan masalah,
batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini mencakup landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data dan pembahasan.
4
Bab III Metodologi Penelitian
Bab ini mencakup tempat dan waktu penelitian, peralatan dan
bahan penelitian, diagram alir penelitian, pembuatan sampel dan
pengujian sampel.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini mencakup data hasil penelitian dan analisa data yang
diperoleh dari penelitian.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini mencakup kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan
memberikan saran untuk penelitian lebih lanjut.
