PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) DAN
KEASAMAN URANIL NITRAT (UN) DENGAN PENSTABIL TETRA
HIDRO FURFURAL ALKOHOL (THFA) TERHADAP SIFAT FISIS
KERNEL U
3O
8HASIL PROSES GELASI
Sri Rinanti Susilowati, Sutarni, Ratmi Herlani, Endang Nawangsih
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb Yogyakarta 55281 Email : ptapb@batan.go.id
ABSTRAK
PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) DAN KEASAMAN URANIL NITRAT (UN) DENGAN PENSTABIL TETRA HIDRO FURFURAL ALKOHOL (THFA) TERHADAP SIFAT FISIS KERNEL U3O8 HASIL PROSES GELASI. Telah dilakukan penelitian pengaruh konsentrasi PVA
dan keasaman UN dengan penstabil THFA terhadap sifat fisis kernel U3O8 hasil proses gelasi. Kernel U3O8
dibuat dengan proses gelasi eksternal menggunakan uranil nitrat dengan variasi konsentrasi keasaman larutan UN dan konsentrasi PVA dalam larutan sol sebagai larutan umpan. Pembuatan sol diawali dengan pelarutan PVA dalam air dengan variasi konsentrasi, kemudian ditambah uranil nitrat, THFA dengan
volume tertentu, diaduk dan dipanaskan pada suhu 70oC sampai homogen. Larutan sol diteteskan ke dalam
medium gelasi yang berisi larutan NH4OH dalam kolom setinggi 1m pada suhu kamar. Gel yang dihasilkan
direndam dalam NH4OH 7M kemudian dicuci dengan NH4OH encer kemudian isopropyl alkohol lalu
dikeringkan dalam suhu kamar selama 48 jam serta dipanaskan pada suhu 100oC. Setelah dikeringkan
dilakukan proses kalsinasi pada suhu 600oC dengan kenaikan suhu secara bertahap. Dari variasi PVA
kebulatan gel ADU yang baik diperoleh dari konsentrasi PVA 1,6-2,0g/20mLsol dengan diameter gel 2,09-2,25mm, sedangkan pada variasi konsentrasi keasaman UN gel yang terbaik diperoleh dari konsentrasi
keasaman 0,05; 0,1 dan 0,794 N dengan diameter gel 1,94-2,23 mm. Pada proses kalsinasi kernel U3O8 yang
terbaik diperoleh dari konsentrasi PVA 1,8g/20mL sol dengan keasaman larutan UN 0,05,; 0,100 dan 0,794
N atau pada pH 0,1; 1,0 dan 1,3 kerapatan yang dihasilkan 5,155 - 5,506g/cm3.
Kata kunci :penstabil, sol gel, kalsinasi, kebulatan, kerapatan
ABSTRACT
INFLUENCE OF POLIVINYL ALCOHOL (PVA) CONCENTRATION AND ACIDIC OF URANYL NITRIC WITH TETRA HYDROFURFURAL ALCOHOL (THFA) STABILIZER ON THE PHYSICAL CHARACTERISTIC OF U3O8 KERNEL PRODUCED BY GELATION PROCESS. The influence of PVA
concentration and acidic of uranyl nitrate with THFA stabilizer on physical characyteristic of U3O8 kernel
produced by gelation process was carried out. Kernel of U3O8 was made by external gelation process use of
uranyl nitrate where acidic of uranyl nitrate and PVA concentration were varied as a feed solution. Concetrations of PVA solution in water were varied first, then uranyl nitrate and THFA in certain volume
were added, mixed and heated on temperature 70oC until homogen condition. Sol solution was dropped into
gelation media of NH4OH in the 1 m column in room temperature. Gel found was put into NH4OH 7M and
then was washed with dilute NH4OH and with isopropyl alcohol and then dried in room temperature for 48
hours then was heated in temperature 100oC. Calcination process in 600oC temperature was done after
drying process where the temperature was increased step by step. It was found that sphericity of good ADU was gel from PVA of 1.6-2.0g/20mL with gel diameter of 2.09 – 2.25 mm and it was found that good gel acidic concentration of uranyl nitrate of 0.05; 0.1 dan 0.794 N with gel diameter 1.94-2.23 mm. In
calcination process the best U3O8 kernel was found from PVA concentration of 1.8g/20mL, acidic sol of
uranyl nitrate solution of 0.05,; 0.100 dan 0.794 N or pH of the solution of 0.1; 1.0 dan 1.3, the density found
was 5.155 – 5.506 g/cm3.
Key word: stabilizer, sol gel, calcination, sphericity, density
PENDAHULUAN
eaktor Suhu Tinggi atau RST merupakan salah satu reaktor yang sangat menguntungkan. Sangat menguntungkan karena ekonomis, mempunyai keselamatan yang handal, sampah yang dihasilkan minimal, dan memungkinkan untuk
dibangun di Indonesia terutama di daerah-daerah terpencil yang membutuhkan energi listrik tidak begitu besar (50 – 490 MWE). Selain menghasilkan listrik, panas tinggi sebagai hasil samping pada operasi Reaktor Suhu Tinggi dapat digunakan untuk industri kimia yang lain, misalnya untuk desalinasi air laut, gasifikasi batubara, produksi
R
hydrogen, maupun proses industri kimia lain yang memerlukan panas(1).
Bahan bakar RST berupa partikel terlapis dengan lapisan BISO (dua lapisan) maupun TRISO (tiga lapisan) coated particle yang telah dipres menjadi bentuk bola dalam matrik grafit atau dipres dengan desain blok prismatik. Partikel terlapis adalah kernel yang telah dilapis dengan SiC(silica
carbida) dan PyC (pyrocarbon) atau ZrC (zircon carbida). Lapisan tersebut terutama berfungsi untuk menahan tekanan maupun hasil fisi yang dihasilkan saat reaktor beroperasi. Sebagai inti dari partikel berlapis bisa berupa kernel UO2, campuran (Th-U)O2, Uranium carbide atau campuran (U-Pu)O2(3).
Gambar 1. Bentuk elemen bahan bakar pebble bed (a) dan blok prismatik (b). Desain elemen bakar tersebut mempunyai
kelebihan maupun kekurangan masing-masing. Secara garis besar, proses pembuatan elemen bakar RST bentuk bola dengan inti kernel UO2, (Th-U)O2, UCO maupun (U-Pu)O2 dapat dibagi menjadi 3 tahap yaitu pembuatan kernel, pelapisan kernel dan pembentukan elemen bakar bentuk bola dalam matrik grafit. Sedangkan bentuk pelet dengan bahan kernel UO2 dibentuk dari bahan kernel UO2 dengan ukuran tertentu yang dipres pada suhu dan tekanan tertentu(2)
Proses gelasi eksternal banyak dikembangkan untuk membuat kernel UO2 berdasarkan prinsip difusi NH3 ke dalam tetesan sol sehingga sol mengendap dan membentuk butiran gel. Pengendapan gel dilakukan dengan meneteskan sol ke dalam kolom yang berisi NH4OH maka gas NH3 akan terdifusi ke dalam permukaan tetesan sol sehingga permukaan tetesan sol mengeras membentuk polimer Amonium Diuranat – Polivinil Alkohol (PVA), sambil melepaskan molekul air, dengan reaksi sebagai berikut:(5)
[(UO2)(C2H2OH)2n] + 4NH4OH Æ
[(UO2)(NH3)4(C2H2OH)2n] (Gel U-PVA) + 4H2O Sol yang terbentuk kemudian ditambah dengan zat aditif tertentu untuk mempertahankan bentuk butiran pada saat proses gelasi. Zat aditif yang biasa digunakan antara lain: methocel, tetrahidrofurfural alcohol (4-HF), dextran, polivinil alkohol (PVA) (5)
Pembentukan gel tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti banyaknya konsentrasi uranium dan polivinil alkohol yang digunakan serta
metodologi penetesan sol. Jika jumlah PVA yang digunakan besar dan konsentrasi uranium kecil akan terjadi kenaikan viskositas, larutan sol akan sulit digelasikan dalam larutan medium ammonium hidroksida, akibatnya gel yang terbentuk tidak baik. Jika jumlah PVA yang digunakan sedikit sedangkan kadar uraniumnya banyak maka pencampurannya tidak sempurna, akibatya reaksi pembentukan gel akan banyak mengalami kegagalan, misalnya gel yang terbentuk tidak baik (lonjong). Demikian juga pada proses kalsinasi pada suhu tinggi gel akan mudah pecah.(4)
Contoh reaksi pembuatan U3O8 adalah sebagai berikut :
9 (NH4)2U2O7 (s) Æ 6U3O8(s) + 14NH3(g) + 15H2O(g) + 2N2(g)
Kernel U3O8 akan mengalami kerusakan menjadi serbuk oksida U3O8. Hal ini dapat mempengaruhi kualitas dan sifat fisis butiran gel dan oksida U3O8 di atas dan juga kualitas bahan bakar kernel UO2 yg dihasilkan nantinya, seperti densitas, luas muka, morfologi, ukuran butir dan lain-lain.(4)
TATA KERJA
Bahan
Serbuk UO3 hasil proses di P3TM BATAN, HNO3,
H2SO4, TiCl3 kristal, FeCl3 kristal, Barium
difenilsulfonat kristal, Asam sulfamat kristal, Larutan Titrisol K2Cr2O7 0,1 N, Air bebas mineral, Polivinyl Alkohol, THFA (Tetra Hidrofurfural Alkohol), Amonia, n Propanol.
Gambar.2. Diagram alir proses gelasi eksternal
Alat
Neraca analitik, seperangkat alat untuk proses gelasi, cawan porselin, kertas saring, termometer, pengaduk magnet, muffle furnace, piknometer, kertas pH, sendok tanduk, pipet mikro, seperangkat alat gelas, oven, hot plate.
Cara Kerja
Pembuatan Larutan UN (Uranyl Nitrat)
Serbuk ADU dihaluskan kemudian, dikalsinasi pada suhu 400oC sehingga menjadi serbuk UO3. Ditimbang sejumlah tertentu serbuk UO3 dengan neraca analitik. Diambil larutan HNO3 7 N sejumlah tertentu dengan pipet volume kemudian dimasukkan dalam beker gelas dan
dipanaskan pada suhu 60oC dalam almari asam
sambil diaduk. Serbuk UO3 dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam larutan HNO3 itu sambil terus menerus diaduk dan dipanaskan pada suhu
60oC. Setelah larut kemudian disaring untuk
menghilangkan pengotor maupun sisa endapan yang tidak larut. Larutan UN dianalisis kadar uranium dan keasaman dengan metode titrimetri serta analisis perbandingan mol NO3-/U.
Proses Gelasi Eksternal
PVA ditimbang sebanyak 1,6 gr dengan menggunakan neraca analitik kemudian dilarutkan dalam 20 ml ABM dengan menggunakan beaker glass dan diaduk serta dipanaskan pada suhu 70oC – 90oC. Setelah PVA larut, ditambahkan sejumlah UN sesuai dengan kadar uranium yang diinginkan yang telah dinetralisasi dengan NH4OH. Ditambahkan sejumlah zat aditiv THFA, kemudian diaduk dan dipanaskan pada suhu 70oC selama 30 menit, kemudian didiamkan selama 2 jam. Larutan sol diteteskan dalam kolom gelasi setinggi 1 m yang berisi medium NH4OH. Gel yang terbentuk direndam dalam NH4OH 7M. kemudian dicuci dengan NH4OH encer dan n-propanol.
Proses Pengeringan
Proses pengeringan ini dilakukan selama 2 kali, yaitu pengeringan pada suhu kamar dan pengeringan menggunakan oven. Pengeringan pertama yang dilakukan adalah pengeringan pada suhu kamar. Butiran gel ADU dikeringkan terlebih dahulu pada suhu kamar selama 2 hari. Setelah itu dikeringkan pada oven pada suhu 100oC secara bertahap, yaitu 50oC selama 1 jam kemudian 70oC selama 1 jam dan 100oC selama 2 jam.
Serbuk UO3/U3O8
Pelarut
Larutan UN
Penambahan Zat Aditif pada ±70oC
Gelasi ekternal dalam medium NH4OH pada suhu kamar
Pencucian dan perendaman dalam larutan NH4OH 2,5 %, n-propanol pada suhu kamar
Pengeringan bertahap Suhu kamar 24 jam, 100oC 2 jam
Kalsinasi pada suhu ±600oC selama 2 jam
Kernel U3O8 Larutan HNO3 7 N
Penambahan PVA+THFA
Analisis Konsentrasi U Analisis perbandingan mol NO3-/U Prenetralisasi
Analisis Kondisi Fisik Butiran (warna, bentuh, keutuhan)
Analisis Kerapatan, Porositas, Luas Permukaan, Volume Total Pori,
Proses Kalsinasi
Butiran-butiran gel kering diletakkan pada cawan porselin atau krus porselin yang tahan panas tinggi kemudian dimasukkan dalam muffle furnace. Kemudian panaskan secara bertahap, yaitu 100oC selama 1 jam, 200oC selama 1 jam, 300oC selama 1 jam, 400oC selama 1 jam, 500oC selama 1 jam, 600oC selama 1 jam kemudian 700oC selama 2 jam.
Setelah mencapai suhu 700oC selama 2 jam
tersebut, pemanasan dimatikan dan dibiarkan dingin sampai suhu kamar, selanjutnya dilakukan proses pengamatan fisik dan analisis.
Analisis Kerapatan Kernel U3O8
Piknometer dikeringkan terlebih dahulu dengan cara dipanaskan dalam oven pada suhu
100oC selama 2 jam. Setelah dikeringkan,
piknometer kosong ditimbang dengan menggunakan neraca analitik, kemudian diisi ABM sampai penuh tanpa ada gelembung udara dan ditimbang lagi.
Volume piknometer dapat dketahui dengan cara : Volume piknometer = 4 1 2 CCl
m
m
ρ
−
m1 : massa piknometer kosong
m2 : massa piknometer yang berisi ABM ρ CCl4 : massa jenis CCl4 pada suhu ruangan. a. Piknometer kosong dan kering diisi dengan
butiran U3O8 kemudian ditimbang. Berat Butiran U3O8 = m3 – m1
m3 : massa piknometer yang berisi butiran U3O8 b. Piknometer yang berisi butiran U3O8 diisi dengan
CCl4 sampai penuh kemudian ditimbang. Berat CCl4 m4 – m1
m4 : massa piknometer yang beriisi butiran U3O8 dan CCl4
Kerapatan dapat dihitung menggunakan cara : Volume CCl4 = 4 4 CCl CCl
Berat
ρ
Volume butiran=Volume piknometer–Volume CCl4 Kerapatan butiranU3O8= (g/L) ran VolumeButi an BeratButir
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan Larutan Uranil Nitrat
Pembuatan Uranil Nitrat (UN) dalam penelitian ini dilakukan dengan melarutkan serbuk
UO3 dengan berat tertentu dalam HNO3 7N pada
volume tertentu, kemudian diaduk serta dipanaskan
pada suhu 60oC. Larutan UN dianalisis kadar
Uranium dan keasaman dengan metode titrimeri
dan analisis pH menggunakan pH meter. Larutan uranil nitrat yang diperoleh dengan kadar U tinggi namun keasaman rendah. Hasil pembuatan uranil nitrat dapat dilihat di Tabel 1.
Tabel 1.Larutan uranil nitrat hasil pelarutan UO3
No. pH Keasaman (N) Kadar U (g/L)
1 1,3 0,050 833
2 1 0,100 761
3 0,1 0,794 585
4 0 1,260 570
5 0 1,500 404
Dari data Tabel 1 dapat dilihat bahwa pada keasaman rendah, pH tinggi diperoleh larutan UN dengan kadar tinggi yaitu 833g/L. Pada keasaman yang relatif tinggi 1,5 N dan pH -0,2 kadar uranium uranil nitrat 404g/L. Sehingga berdasarkan data dari Tabel 1 dapat disimpulkan bahwa dengan keasaman yang semakin rendah maka kadar uraniumnya semakin tinggi. Namun untuk pembuatan larutan uranil nitrat dengan kadar uranium tinggi dengan keasaman yang semakin rendah waktu yang dibutuhkan semakin lama serta
suhunya jangan melebihi 60oC karena dapat
menyebabkan terjadinya endapan putih yang sukar larut.
Pembuatan Sol
Ditimbang 0,6g PVA, kemudian dilarutkan dalam 20 mL ABM diaduk serta dipanaskan pada suhu 700C – 900C. Setelah PVA larut, ditambahkan ADUN dengan volume tertentu agar nantinya sol mempunyai kadar uranium 200g/L kemudian diaduk dan dipanaskan pada suhu 700C selama 1 jam. Larutan kemudian ditambahkan 0,5 ml THFA, kemudian diaduk dan dipanaskan pada suhu 700C selama 30 menit, kemudian larutan didiamkan selama 2 jam. Hal yang sangat berpengaruh terhadap kekentalan dalam pembuatan sol adalah konsentrasi PVA, oleh sebab itu konsentrasi PVA dibuat variasi 0,6; 1,0; 1,3; 1,6; 1,8 dan 2,2 g/20mL sol dan variasi konsentrasi kasaman dalam larutan UN. Selain konsentrasi PVA yang berpengaruh terhadap kekentalan yaitu konsentrasi uranium dan keasaman dalam larutan UN, waktu dan suhu pada pelarutan PVA serta pH pada prenetralisasi. Gelasi Eksternal
Larutan sol diteteskan pada kolom gelasi setinggi 1 m yang berisi mediun NH4OH 7N dengan menggunakan jarum suntik volume 5mL. Gel yang terbentuk kemudian direndam dalam NH4OH 7N selama 30 menit, kemudian dicuci dengan NH4OH 2,5% dan n-propanol masing – masing sebanyak 3 kali. Kemudian dianalisis diameternya dan kerapatannya dengan menggunakan piknometer. Ulangi eksperimen
diatas dengan menggunakan PVA 1,6; 1,8 g dan UN dengan variasi kadar uranium dan keasaman. Proses gelasi ini dilakukan dalam kolom gelasi setinggi 1m yang berisi medium NH4OH 7N. Jarak lubang penetes dengan kolom gelasi akan mempengaruhi terbentuknya gel, ini terbukti saat jarak lubang penetes jauh dengan medium NH4OH gel yang dihasilkan berbentuk bulat pipih. Tetapi bila jaraknya terlalu dekat lubang penetes dapat tersumbat karena larutan sol akan mengendap oleh gas ammonia. Oleh karena itu percobaan ini dilakukan menggunakan lubang penetes dengan jarak 5 cm, agar diperoleh gel yang baik.
a. Variasi kadar PVA dalam larutan sol
Pada percobaan variasi kadar PVA, larutan ADUN yang digunakan adalah yang mempunyai pH 1,3. Hal tersebut lebih menguntungkan karena
NH4NO3 sedikit ketika proses prenetralisasi sehingga kernel oksida yang dihasilkan akan mempunyai kualitas yang lebih baik. Dari data pecobaan Tabel 2 dapat dilihat bahwa kondisi fisik gel ADU dengan variasi PVA(g/20mL) 0,6; 1,0; 1,3g berbentuk pipih dan lonjong sedangkan pada variasi PVA 1g; 1,3g; 1,6g; 1,8 dan 2,0g berbentuk bulat. Jadi dalam hal ini yang berpengaruh terhadap bentuk gel bulat atau lonjong adalah konsentrasi PVA.
Dari data Tabel 3, dapat dikatakan bahwa gel ADU yang dihasilkan dari beberapa variasi keasaman mempunyai bentuk fisik yang bulat dan mempunyai diameter yang sesuai dengan spesifikasi. Karena kebulatan bentuk gel dipengaruhi oleh viskositas bukan konsentrasi keasaman.
Tabel 2. Kondisi fisik gel ADU hasil proses gelasi
No pH PVA(g/20 mL) Keasaman Bentuk Diameter (mm)
1 1,3 0,6 0,050 pipih 2,19-2,42 2 1,3 1,0 0,050 lonjong 2,14-2,39 3 1,3 1,3 0,050 lonjong 2,05-2,24 4 1,3 1,6 0,050 bulat 2,11-2,20 5 1,3 1,8 0,050 bulat 2,09-2,14 6 1,3 2,0 0,05 bulat 2,10-2,25
b. Variasi kadar keasaman dalam larutan UN Tabel 3. Kondisi fisik gel ADU pada variasi keasaman
No. pH PVA (g/20mL) Keasaman Bentuk Diameter (mm)
1 1,3 1,8 0,050 Bulat 1,94-2,23 2 1,0 1,8 0,100 Bulat 3 0,1 1,8 0,794 Bulat 4 0 1,8 1,260 Bulat 5 0 1,8 1,500 Bulat
Proses Perendaman dan Pencucian a. Proses perendaman
Proses perendaman gel ADU dilakukan dalam medium NH4OH 7N selama 30 menit. Setelah direndam selama 30 menit gel ADU dicuci dengan NH4OH 2.5% sebanyak 3 kali kemudian dicuci dengan 2-propanol sebanyak 3 kali untuk menghilangkan sebagian besar nitrat dan sisa –sisa bahan aditiv. Adapun gel ADU hasil perendaman dan pencucian dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Gel setelah proses perendaman dan pencucian
b.Proses Pengeringan
Proses pengeringan dilakukan melalui 2 tahap, tahap pertama yaitu pengeringan pada suhu kamar dan tahap kedua menggunakan oven pada
suhu 1000C. Pada pengeringan suhu kamar
dilakukan selama 48 jam, menyebabkan volume gel ADU yang dihasilkan sedikit menyusut. Pengeringan kedua, yaitu pengeringan
menggunakan oven pada suhu 1000C yang
dipanaskan secara bertahap, yaitu 500C selama 30 menit, 700C selama 30 menit, 1000C selama 2 jam. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi kejutan panas yang dapat menyebabkan gel mengalami kerusakan. Adapun gambar gel hasil pengeringan dapat dilihat pada Gambar 4.
Proses Kalsinasi
Proses kalsinasi ini dilakukan dengan menggunakan muffle furnace. Suhu pemanasan
yang digunakan adalah 600oC dan dipanaskan
secara bertahap, agar tidak terjadi kejutan panas
yang dapat mengakibatkan kerusakan pada kernel U3O8 yang dihasilkan. Butiran U3O8 hasil kalsinasi berwarna hitam kehijauan, kondisi fisik dari butiran dapat dilihat pada Tabel 4 dan 5.
Tabel 4. Kondisi fisik butiran U3O8 pada variasi kadar PVA
No. Kadar Uranium
(g/L) Keasaman (N) Kadar PVA (g/20mL) THFA (mL) Keutuhan Rata2(%) 1 200 0,05 0,6 0,5 95 2 200 0,05 1,0 0,5 3 200 0,05 1,3 0,5 4 200 0,05 1,6 0,5 5 200 0,05 1,8 0,5 6 200 0,05 2,0 0,5
Tabel 5. Kondisi fisik butiran U3O8 pada variasi kadar keasaman ADUN
No. Kadar uranium (g/L) Keasaman
(N) Kadar PVA (g/20mL) THFA (mL) Keutuhan (%) 1 200 0,050 1,8 0,5 95 2 200 0,100 1,8 0,5 90 3 200 0,794 1,8 0,5 90 4 200 1,260 1,8 0,5 80 5 200 1,500 1,8 0,5 70
Pada Tabel 4, kondisi fisik dari variasi kadar PVA setelah proses kalsinasi secara umum hampir sama yaitu mempunyai keutuhan 95%. Hal ini disebabkan karena konsentrasi PVA tidak berpengaruh terhadap kekeroposan/keretakan pada proses pemanasan tetapi berpengaruh terhadap bentuk kebulatan pada proses gelasi. Pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa pada keasaman 0,050-0,795N diperoleh kernel U3O8 dengan keutuhan 90-95%, sedangkan pada keasaman UN 1,260-1,500 kernel U3O8 hasil kalsinasi dengan keutuhan semakin sedikit yaitu 70-80%. Dengan demikian pengaruh keasaman sangat mempengaruhi terhadap kekeroposan/keretakan pada kernel U3O8 yang menyebabkan pecah pada proses pemanasan. Analisis kerapatan
Analisis kerapatan pada penelitian ini menggunakan piknometer, larutan yang digunakan adalah CCl4 karena tidak bereaksi dengan U3O8. Adapun hasil analisis kerapatan kernel U3O8 dapat dilihat pada Tabel 6, Gambar 5 dan Tabel 7, Gambar 6.
Pada Tabel 6, dapat dilihat bahwa konsentrasi PVA tidak berpengaruh terhadap kerapatan karena kerapatan hasil analisis dari setiap parameter tidak menunjukan perbedaan yang signifikan. Sedangkan dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa keasaman UN cukup berpengaruh terhadap kerapatan kernel U3O8. Pada keasaman 1,5 N memberikan hasil kerapatan yang rendah yaitu 4,114g/mL. Sedangkan pada kasaman 0,050-1,260N memberikan hasil kerapatan relative sama,
jadi dapat dikatakan bahwa keasaman diatas 1,260 N memberikan hasi kernel dengan kerapatan rendah.
Pada Gambar 5 dapat dilihat bahwa konsentrasi PVA tidak berpengaruh terhadap kerapatan, karena disetiap perbedaan konsentrasi tidak memberikan data perubahan kerapatan yang signifikan. Sedangkan pada gambar 6 terlihat bahwa perubahan konsentrasi keasaman dalam larutan UN memberikan kontribusi terhadap kerapatan kernel U3O8. Hal ini dapat dilihat pada konsentrasi keasaman dalam larutan UN yang semakin rendah memberikan data kerapatan kernel U3O8 yang semakin tinggi. Karena semakin tinggi keasaman larutan UN akan menimbulkan kekeroposan dalam kernel U3O8 sehingga memberikan hasil analisis kerapatan yang semakin rendah.
Tabel 6. Hubungan konsentrasi PVA terhadap
Kerapatan U3O8 No Konsentrasi PVA (g/20mL) Keasaman (N) Kerapata n (g/mL) 1 0,6 0,050 5,073 2 1,0 0,050 5,364 3 1,3 0,050 5,494 4 1,6 0,050 4,803 5 1,8 0,050 5,155
Tabel 7. Hubungan keasaman UN terhadap Kerapatan U3O8 No Konsentrasi PVA (g/20mL) Keasaman (N) Kerapata n (g/mL) 1 1,8 1,500 4,114 2 1,8 1,260 5,173 3 1,8 0,794 5,246 4 1,8 0,100 5,494 5 1,8 0,050 5,506
Gambar 5. Grafik hubungan konsentrasi PVA terhadap kerapatan U3O8
Gambar 6. Grafik hubungan keasaman UN terhadap kerapatan U3O8
KESIMPULAN
Pada pembuatan UN dengan konsentrasi keasaman rendah diperoleh larutan UN dengan konsentrasi uranium tinggi, yaitu pada konsentrasi keasaman 0,05N diperoleh konsentrasi uranium 833g/L. Pada pembuatan sol yang berpengaruh terhadap viskositas adalah konsentrasi PVA, suhu dan waktu pelarutan PVA. Pada pembuatan gel ADU variabel yang berpengaruh terhadap kebulatan gel ADU adalah konsentrasi PVA. Pada proses kalsinasi variabel yang berpengaruh terhadap keutuhan/keretakan kernel U3O8 adalah konsentrasi keasaman dalam larutan UN. Pada konsentrasi keasaman 0,05 N diperoleh keutuhan kernel 95%.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Nuri Nur Hanifah siswi PKL dari SMK Panjatan yang banyak membantu dengan tekun dan rajin sehingga penelitian ini selesai.
DAFTAR PUSTAKA
1. NICKEL, H., “Development of coated Feul
partikel, KFA contribution within the frame of the Germany High Temperature reactor Fuel Development Program”, Julich. Kernforschungsanlage.1970
2. BUSRON MASDUKI dan
WARDAYA.”Pembuatan Kernel UO2
Melalui Proses Gel ”,Prosiding, Pertemuan, presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir: Yogyakarta PPNY BATAN.1990
3. TURNER, C.W., ”Colloid Chemistry and Its
Application to the production of Recycle Fuel By Sol-Gel Process”, Ontario: Atomic Energy Canada Limited.1985
4. BAMBANG, H., ”Teknologi Proses
Pembuatan Bahan Bakar Reaktor Temperatur Tinggi : pembuatan kernel UO2 ”, Prosiding
Pertemuan dan Presentasi Ilmiah, P3TM-BATAN, Yogyakarta.1998
5. KYUNG-CHAI JEEONG, SUNG-CHUI OH,
YEON-KU KIM, and YOUNG-WOO LEE,ADU Compound Particle Preparation for HTGR Nuclear Fuel in Korea, High Temperature Gas Reactor Fuel Development Division, Atpmic Energy Reasech Institute, Daejeon 305-606, Korea 2007.
TANYAJAWAB
Damunir (PTAPB)
− Apakah THFA berfungsi sebagai penstabil (surfaktan) atau pereaksi pada gelasi ini?
Sri Rinanti S
• Fungsi THFA pada proses gelasi ini sebagai penstabil
Tundjung Indrati Y.(PTAPB)
− Dalam pembentukan sol gel, apa fungsi dari penstabil?
− Sejauh mana keberhasilan adanya penambahan penstabil terhadap bentuk kernel?
Sri Rinanti S.
• Fungsinya penstabil (THFA) untuk menghindari kerusakan gel yang disebabkan
penyusutan dalam komponen ADU selama proses gelasi dalam larutan amonia, proses aging dan pencucian.
• Penambahan penstabil THFA mencegah terjadinya penyusutan dan keretakan pada proses pemanasan.
