PENGARUH JENIS PREKURSOR DAN METODE PRENETRALISASI PADA MORFOLOGI PERMUKAAN KERNEL TERSINTER ZIRKONIA

PENGARUH JENIS PREKURSOR DAN METODE PRENETRALISASI PADA MORFOLOGI PERMUKAAN KERNEL TERSINTER ZIRKONIA. Telah dilakukan kegiatan penelitian tentang pengaruh jenis prekursor dan metode prenetralisasi pada morfologi permukaan kernel tersinter zirkonia. Morfologi permukaan dengan kekasaran minimum dikehendaki pada riset pengembangan sistim pelapisan TRISO. Beberapa batch larutan broth dipreparasi dengan beberapa rute menggunakan jenis prekursor dan metode prenetralisasi yang berbeda. Jenis prekursor yang digunakan adalah zirkonium oksinitrat dan zirkonium nitrat pentahidrat dan preparasi sol dilakukan secara presipitasi-redispersi dan dekomposisi urea. Tahap-tahap eksperimen meliputi preparasi sol, preparasi broth, proses gel-casting, proses aging-washing-drying, proses de-watering, perlakuan panas kalsinasi dan sintering, dan pemeriksaan visual morfologi permukaan. Pengukuran sferisitas dilakukan pada gel sferis kering untuk mempelajari hubungan level kejenuhan sol dan kemampuannya terkonversi secara seketika pada reaksinya dengan gas NH3 pada proses gel-casting. Hasil pengamatan visual SEM dari permukaan kernel zirkonia tersinter menunjukkan bahwa kekasaran permukaan paling minim diberikan oleh kernel dari prekursor zirkonium nitrat pentahidrat dengan metode prenetralisasi dekomposisi urea dan permukaan paling kasar diberikan oleh kernel dari prekursor zirkonium oksinitrat dengan prenetralisasi secara presipitasi-redispersi.Kata kunci: kernel, zirconia, prekursor, prenetralisasi, kekasaran permukaan.

KARAKTERISASI TERMAL PEB U-7Mo/Al SEBAGAI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

KARAKTERISASI TERMAL PEB U-7Mo/Al SEBAGAI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET. Bahan bakar berbasis UMo/Al merupakan kandidat bahan bakar reaktor riset dan sebagai alternatif pengganti bahan bakar U3Si2/Al. Hal ini disebabkan karena paduan UMo/Al memiliki densitas uranium yang lebih tinggi yaitu sekitar 16,4 g/cm3 dibandingkan dengan U3Si2/Al sebesar 12,2 g/cm3. Selain itu, paduan UMo mempunyai tampang lintang serapan neutron rendah dan proses olah ulang relatif mudah. Paduan U-7Mo/Al mampu mempertahankan fasa γ-U selama proses iradiasi, sehingga stabilitas bahan bakar di dalam reaktor tetap terjaga. Paduan U-7Mo telah difabrikasi menjadi mini pelat PEB U-7Mo/Al. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui karakteristik termal dari PEB U-7Mo/Al sebagai masukan kepada fabrikator bahan bakar reaktor riset dalam pembuatan bahan bakar berbasis UMo/Al. Karakterisasi termal dilakukan terhadap logam uranium, molybdenum, paduan UMo dan PEB U-7Mo/Al mengguakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) Setaram. Hasil karakterisasi termal menunjukan bahwa PEB U-7Mo/Al stabil terhadap termal hingga 600 °C, karena pada temperatur 632,962 °C PEB U-7Mo/Al telah mengalami reaksi termokimia endotermik dengan DH= 144,318 J/g. Pada 656,186 ºC terjadi peleburan matriks Al dan kelongsong AlMg2 dalam PEB U-7Mo/Al dengan DH = 144,318 J/g. Pada temperatur 952,810 ºC hingga 1106,050 ºC, lelehan matriks Al berdifusi dengan UMo membentuk senyawa U(Mo,Al)x metastabil dan pemanasan hingga temperatur hingga 1211,760 ºC terbentuk layer UAlx (UAl2, UAl3 dan UAl4) dengan DH= –22,721 J/g. Kata kunci: Sifat termal, DSC, PEB UMo/Al, reaktor riset.

STUDI KELAYAKAN YELLOWCAKE HASIL SAMPING PETROKIMIA GRESIK SEBAGAI BAHAN BAKU PROSES PEMURNIAN DAN KONVERSI DI FASILITAS PILOT CONVERSION PLANT

STUDI KELAYAKAN YELLOWCAKE HASIL SAMPING PETROKIMIA GRESIK SEBAGAI BAHAN BAKU PROSES PEMURNIAN DAN KONVERSI DI FASILITAS PILOT CONVERSION PLANT. Fasilitas Pilot Conversion Plant (PCP) telah berhasil digunakan untuk pemurnian dan konversi yellowcake komersial dari Cogema – Perancis. Sehingga, untuk mendukung kemandirian bangsa, dilakukan pengkajian proses pemurnian dan konversi menggunakan sumber yellowcake dalam negeri. Salah satu sumber yellowcake dalam negeri adalah yellowcake hasil samping proses yang dilakukan di Petrokimia Gresik. Dengan demikian dapat diketahui karakteristik dan sifat khusus yellowcake Petrokimia Gresik dan peluang penggunaan PCP sebagai fasilitas pemurnian dan konversi yellowcake tersebut. Kegiatan pengkajian dilakukan dengan membandingan karakteristik sifat kimia dan fisika yellowcake Petrokimia dengan yellowcake Cogema yang telah berhasil diproses di PCP. Informasi primer mengenai karakteristik kedua yellowcake didapatkan dari hasil analisis yang telah dilakukan, sedangkan informasi sekunder didapatkan dari literatur terkait. Informasi tersebut digunakan juga untuk menentukan parameter proses yang diperlukan di PCP untuk pemurnian dan konversi yellowcake dari Petrokimia Gresik. Hasil pengkajian ini menunjukkan bahwa yellowcake Petrokimia Gresik layak digunakan sebagai umpan proses pemurnian dan konversi di PCP. Yellowcake Petrokimia Gresik lebih mudah ditangani namun memerlukan asam nitrat lebih banyak dibandingkan pelarutan yellowcake Cogema. Nilai parameter proses pemurnian dan konversi yellowcake Petrokimia Gresik yang telah didapatkan meliputi proses pelarutan yellowcake, pemurnian uranil nitrat, pemekatan uranil nitrat, pengendapan uranil nitrat menjadi ammonium diuranat (ADU), pengeringan serbuk ADU, kalsinasi ADU menjadi serbuk U3O8 dan reduksi serbuk U3O8 menjadi serbuk UO2 untuk yellowcake Petrokimia Gresik tidak berbeda dengan yellowcake Cogema.Kata kunci: PCP, Pemurnian yellowcake, Konversi yellowcake, Yellowcake Petrokimia.

KOMPOSISI, STRUKTUR DAN DENSITAS PADUAN U-7Mo-xSi

KOMPOSISI, STRUKTUR DAN DENSITAS PADUAN U-7Mo-xSi. Struktural paduan U-7Mo-xSi (x= 1, 2, dan 3%) dipelajari dalam rangka mendapatkan paduan uranium baru yang cocok digunakan sebagai kandidat bahan bakar reaktor riset densitas uranium tinggi. Paduan U-7Mo-xSi dibuat dengan teknik peleburan menggunakan tungku busur listrik, dan pengujian meliputi analisis komposisi kimia, densitas, kekerasan dan struktural fasa yang terdapat di dalamnya. Data uji menunjukkan bahwa dengan kenaikan kadar Si di dalam paduan U-7Mo-xSi kadar U dan densitas menurun dan kekerasanya meningkat. Pola difraksi Sinar-X paduan U-7Mo-xSi dideteksi dari sudut difraksi 25° hingga 95°, teramati adanya fasa U-γ, U3Si2, dan U3Si2Mo. Makin tinggi kadar Si, fasa U3Si2 yang terbentuk semakin banyak dan kekerasannya meningkat karena semakin banyak terbentuknya ikatan antara Si dan Si.Kata kunci: Paduan U-7Mo-xSi, bahan bakar nuklir densitas tinggi, komposisi, struktur, densitas.

EVALUATION OF NEUTRON SHIELDING PERFORMANCE OF CD-SS 316L AS A CANDIDATE ALLOY FOR DRY CASK OF RESEARCH REACTOR SPENT FUEL

EVALUATION OF NEUTRON SHIELDING PERFORMANCE OF CD-SS 316L AS A CANDIDATE ALLOY FOR DRY CASK OF RESEARCH REACTOR SPENT FUEL Development of dry casks is necessary to support the national strategy for management of spent fuels. One of the requirements for the dry cask is shielding performance for neutron emitted by the spent fuels to be stored in the dry cask. The objectives of this study are to determine the emitted neutrons by the spent fuel generated from GAS research reactor and to evaluate the neutron shielding performance of Cd-SS316L alloy as a candidate material to be used in dry cask for the spent fuels. The former was carried out using Origen 2.1 software, while the latter using MCNP5. The result shows that the emitted neutrons by a spent fuel after 5 years discharged from GAS research reactor were 2.81×103 and 3.32×106 n/s for reactor core power of 15 and 30 MW, respectively. Addition of Cd improves the neutron shielding performance of SS 316L. The evaluation of neutron shielding performance of SS 316L with addition of Cd which is the candidate material for dry cask of the spent fuels from the GAS research reactor can be evaluated using Origen 2.1 software for neutron emission, while the neutron shielding performance was evaluated by the simulation using MNCP 5 software. This study shows the Cd-SS 316L alloy can be used for further study to develop the dry cask design for the GAS research reactor.Key words: Neutron shielding, cadmium, stainless steel, spent fuel.

THE EFFECT OF ANNEALING AND COLD FORGING ON MICROSTRUCTURE AND HARDNESS PROPERTIES OF Al-SiC COMPOSITE : A PRELIMINARY STUDY

THE EFFECT OF ANNEALING AND COLD FORGING ON MICROSTRUCTURE AND HARDNESS PROPERTIES OF AL-SIC COMPOSITE: A PRELIMINARY STUDY. Aluminium Metal Matrix Composites (AMMCs) are one of the exciting materials that have an extensive function in various applications. By utilizing reinforcement in the fabrication process, Al composites can produce superior properties such as high strength, good fracture resistance, and of course, lightweight. Therefore, many studies are interested in revealing the characteristics of Al composite materials through various methods and variations of reinforcement. This research is a preliminary study with a scope of work, including observing the effects of annealing and cold forging processes on the microstructure morphology and hardness properties of SiC nano-ceramic reinforced Al composites. The aluminium used in this study is a 7xxx series aluminium alloy. The fabrication process was carried out by stir-squeeze casting method. Microstructure analysis was conducted by optical microscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Emission Dispersion Spectroscopy (EDS). The hardness properties of the Al-SiC composite were examined by micro Vickers hardness testing. This research reported that the annealing process influences the grain refinement and hardness properties of the Al-SiC composite. The sample experienced to cold forging has to improve the hardness value. Increasing hardness by forging after anneal may introduce due to the grain compression effect of the dislocation mechanism. Comprehensive research is required to find out other potentials of Al-SiC composite materials. Keywords: Al-SiC composite, annealing temperature, cold forging, hardness, microstructure.

PENGARUH MEDIA PENDINGIN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PELAT BAJA KARBON RENDAH

PENGARUH MEDIA PENDINGIN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PELAT BAJA KARBON RENDAH. Bahan baja karbon rendah mempunyai keuletan yang tinggi dan mudah dibentuk, sehingga banyak digunakan dalam dunia industri dan konstruksi bangunan. Namun bahan ini mempunyai kekuatan mekanik dan kekerasan yang rendah sehingga mudah aus. Sifat mekanik dapat ditingkatkan dengan perlakukan panas yaitu dengan pemanasan pada temperatur tertentu dan ditahan beberapa waktu, kemudian dilakukan pendinginan. Media pendingin akan berpengaruh terhadap hasil peningkatan sifat mekanik. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan pengamatan terhadap karakteristik mekanik dan struktur mikro baja karbon rendah setelah perlakuan panas dan pendinginan pada media pendingin yang bervariasi. Proses pemanasan dilakukan pada suhu 950 °C dengan waktu penahanan 15 menit. Kemudian sampel tersebut didinginkan dengan variasi pendingin (aquadest, minyak goreng, oli dan tungku pintu terbuka). Hasil pengamatan pada sampel pelat baja karbon rendah (0,0524%) menunjukkan bahwa sampel tanpa perlakuan panas mempunyai nilai tegangan tertinggi yaitu sebesar 375,75 MPa dan pendinginan pintu tungku terbuka mempunyai nilai tegangan terendah yaitu sebesar 200,53 MPa. Nilai regangan tertinggi terjadi pada pendinginan pintu terbuka sebesar 38,77% dan nilai regangan terendah yaitu sebesar 25,49% terjadi pada pendinginan minyak goreng. Pengamatan struktur mikro pada material sebelum dan sesudah dilakukan perlakuan panas menunjukkan adanya ferrit dan perlit.Kata kunci: Perlakuan panas, media pendingin, sifat mekanik, pelat baja karbon rendah.

PEMBUATAN SENYAWA BERTANDA 131I-MIBG DENGAN PENINGKATAN DOSIS TERAPI

PEMBUATAN SENYAWA BERTANDA 131I-MIBG DENGAN PENINGKATAN DOSIS TERAPI. Senyawa bertanda 131I-MIBG telah berhasil diproduksi di Indonesia. Namun, konsentrasi radioaktivitas dan dosis radioaktivitas per botol masih kecil jika dibandingkan dengan produk komersial dari luar negeri yang beredar di pasaran. Saat ini, dosis radioaktivitas = 25 mCi/vial dan konsentrasi = 5 mCi/mL. Permasalahan yang dihadapi jika konsentrasi radioaktivitas dan dosis radioaktivitas per vial ditingkatkan maka produk menjadi tidak stabil dan terurai karena dampak radiolisis. Produk komersial global umumnya dosis radioaktivitas =100 mCi/vial dan konsentrasi 10 mCi/mL. Pada penelitian ini telah dilakukan upaya peningkatan (scale up) konsentrasi dan dosis radioaktivitas per vial. Metode yang digunakan yaitu dengan meningkatkan jumlah benzyl alkohol dari 9 µL/mL menjadi 10 µL/mL larutan 131I-MIBG. Selain itu, penambahan buffer phosphat yang semula penambahannya dilakukan sebelum proses pemurnian dirubah menjadi setelah proses pemurnian. Hasil penandaan diperoleh 131I-MIBG sebanyak 153 – 254 mCi dengan randemen proses antara 33,60 - 51,94 %. Konsentrasi radioaktivitas cukup besar, yaitu antara 9,80 hingga 25,40 mCi/mL dengan dosis radioaktivitas 100 hingga 222 mCi/vial. Untuk menyesuaikan kebutuhan pasar maka 131I-MIBG produk BATAN dikemas dalam 100 mCi/vial dan konsentrasi 5-13 mCi/mL. Hal ini menunjukkan bahwa pembuatan senyawa bertanda 131I-MIBG dengan peningkatan dosis terapi telah berhasil dilakukan dengan baik.Kata kunci: Senyawa bertanda 131I-MIBG, konsentrasi radioaktivitas, dosis terapi.

PENGARUH DISTRIBUSI UKURAN SERBUK UO2 PENGAYAAN 2%–5% PADA DENSITAS PELET UO2

PENGARUH DISTRIBUSI UKURAN SERBUK UO2 PENGAYAAN 2%–5% PADA DENSITAS PELET UO2. Telah dilakukan studi fabrikasi pelet UO2 sinter menggunakan serbuk UO2 pengayaan 2%, 3%, 4% dan 5% untuk mendapatkan pelet UO2 dengan densitas yang memenuhi syarat sebagai bahan bakar PWR melalui proses kompaksi dan penyinteran. Sepanjang pengetahuan penulis, tidak ada publikasi penelitian tentang hubungan distribusi ukuran serbuk dengan densitas pelet UO2 pada rentang ukuran serbuk yang dipelajari pada penelitian ini. Untuk itu, melalui penelitian distribusi ukuran serbuk UO2 dan fraksi berat masing–masing rentang ukuran serbuk dan pengaruhnya terhadap densitas pelet UO2 akan diperoleh sifat mampu kompak dan mampu sinter masing–masing serbuk UO2 melalui pengukuran densitas pelet mentah dan pelet sinternya. Penelitian ini diawali dengan proses ayak serbuk UO2 umpan untuk mendapatkan data distribusi ukuran serbuk beserta fraksi beratnya, dilanjutkan dengan pengukuran densitas curah dan densitas ketuk. Masing–masing serbuk dengan distribusi ukuran dan fraksi beratnya langsung dikompaksi menjadi pelet mentah dengan variasi tekanan 2, 3 dan 4 ton/cm2, kemudian disinter pada temperatur 1700 °C selama 3 jam. Hasil pengayakan memberikan data bahwa serbuk UO2 pengayaan 2% dan 4% mempunyai distribusi ukuran serbuk monomodal sementara serbuk UO2 pengayaan 3% dan 5% dengan trimodal. Densitas pelet hasil kompaksi serbuk UO2 pengayaan 2%, 3%, 4% dan 5% pada tekanan kompaksi tertinggi berturut–turut sebesar 54,30%TD, 53,19%TD, 52,45%TD dan 52,33%TD. Densitas pelet sinter dari serbuk UO2 pengayaan 2% dan 5% masing–masing berada pada kisaran (91,13 – 91,70) %TD dan (75,33–77,57) %TD sementara pelet sinter pengayaan 3% dan 4% semuanya retak/pecah sehingga densitas tidak dapat diukur. Berdasarkan data densitas pelet disimpulkan bahwa serbuk UO2 pengayaan 2% dengan distribusi ukuran monomodal yang didominasi serbuk berukuran halus yang lebih kecil 75 µm mempunyai mampu kompak dan mampu sinter yang lebih baik dari serbuk lainnya. Penelitian ini perlu dilanjutkan untuk mengetahui lebih jauh berkaitan pemilihan distribusi ukuran serbuk UO2 umpan dengan fraksi beratnya sebagai umpan proses kompaksi dalam upaya mendapatkan pelet UO2 sinter dengan densitas lebih tinggi yang memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar PLTN tipe PWR.Kata kunci: Pelet UO2 PWR, distribusi ukuran serbuk, densitas, kompaksi, penyinteran.

KARAKTERISASI KANDUNGAN URANIUM DAN UNSUR JEJAK PELET SINTER UO2 UNTUK FORENSIK NUKLIR

KARAKTERISASI KANDUNGAN URANIUM DAN UNSUR JEJAK PELET SINTER UO2 UNTUK FORENSIK NUKLIR. Forensik nuklir merupakan salah satu alat yang penting didalam keamanan nuklir terkait dengan penegakan hukum. Hal ini dikarenakan keberadaan bahan nuklir dan radioaktif memiliki potensi bahaya baik dari segi keselamatan, kesehatan hingga ancaman dalam keamanan nuklir. Didalam forensik nuklir, sidik jari adalah karakteristik bahan nuklir dan radioaktif untuk memberi informasi asal-usul suatu bahan nuklir sehingga diharapkan mempunyai data-data dari bahan nuklir dan radioaktif. Data-data diperoleh dari hasil karakterisasi berupa pengujian baik pengujian secara fisika ataupun kimia. Pengujian secara fisika seperti pengamatan visual, dimensi, fasa sedangkan secara kimia antara lain penentuan unsur bahan nuklir, penentuan konsentrasi unsur–unsur dalam bahan nuklir. Dalam makalah ini telah dilakukan pengujian kandungan uranium dan unsur jejak dalam bahan nuklir pelet uranium oksida (UO2) dengan tujuan untuk sidik jari dalam mendukung forensik nuklir yang ada di PTBBN, BATAN. Pengujian kandungan uranium dilakukan secara titrasi potensiometri sedangkan pengujian unsur jejak selain uranium dengan metode spektrofotometri serapan atom. Hasil rerata pengujian kandungan uranium dalam bahan nuklir dan radioaktif tersebut diperoleh antara 87% sampai 88% hal ini menginformasikan bahwa bahan tersebut adalah bahan nuklir UO2. Hasil pengujian kandungan unsur jejak selain uranium dalam pengujian ini berbeda pengayaan maka kandungan unsur jejaknya berbeda pula, sehingga dapat menginformasikan tentang tingkat pengayaan uranium yang dimiliki oleh pellet UO2 tersebut. Data-data tersebut dapat digunakan sebagai sidik jari dalam forensik nuklir sehingga dapat membantu penyidik dalam indentifikasi pada forensik nuklir apabila terjadi penyelewengan atau penyalahgunaan dari jenis bahan nuklir tersebut.Kata kunci: Uranium, pelet sinter, sidik jari, forensik nuklir.