abstrak - digilib-batandigilib.batan.go.id/e-prosiding/file...

5
100 ISSN 0216 - 3128 Elldallg Susialltilli, dkk PEMBUATAN KERNEL U308 DENGAN PROSES DEHIDRASI GELASI Endang. S, Didiek Herhady, M. Setyadji Puslitbang Teknologi Maju BATAN, Yogyakarla ABSTRAK PEMB UA TAN KERNEL U308 DENGAN PROSES DEHIDRASI GELASI . Telah dihllat gel UOj dari lamlan umpan Acid Deficient Uranyl Nitrate (ADUN) yang berupa sol, ADUN diblwt secm'a ekstraksi menggwwkan Tridodesi/ Amin(TDA) dalam pelarut parafin wlluk mendapatkan perbandingan NO/U kurang lebih 1,5; kadar U 500 g/I. Umpan ditambah urea dan hexamethylenetetramine(HMTA) pada sulw kurang lebih (J'C kemudian diteteskan ke dalam k%m( panjang 2,0 m, diameter 2.5 cm) yang berisi lamlan 2-etil hexanol. Dengan adanya perhedaan tegangan muka alllam lamtan umpan dengan II,,'dia organik dan sifat dari media tersebw yang menyerap air maka sol akan lergelasi menjadi bwiran-hwiran padat sehagai gel. Gel yang lerbentllk, didiamkan, dicuci dill! direndam dalamlamlan 2.5 M NH,OH kemlldian dikeringkan dalam udam lerhuka sampai kering. Selanjll/nya gel dipanaskan di bawah lampu pmla .whll kurang lebih 8(J'C , . dikalsinasi pada sulw 100; 200;300 dan 650 "c masing-masing ~elama 6 jam /l/IllIk mendapatkan gel UO,. Variabel yang diamati adalah perbandingan HMTA dan urealU serla slllw gelasi, sl'liap langkah diamati baik bentuk, warna dan keadaan gel (pecah alGlI lidak). Pada perbandingan HMTA dWI urea/U wlIam 1,0- 1,6 dan sulw gelas Glllara 45-6(J'C diperoleh gel hulat. pipih. warna bevar'iasi dari kWling plical .wmpai kuning orange transparant, Pada kondisi terseblll,selelah kalsinasi suhu 650 "C. diperoleh kernel U,Ox hijau yang baik, ada beberapa yang pecalt. Kala kunci: Acid Deficient Uranyl Nilrale (ADUN ). Tridodesi/ Amin(TDA), hexamelltylene- lelramine(HMTA), sol. gel. kernel. ABSTRACT PREPARA TlON OF UjOX KERNEL USING DEHYDRA TlON-GELA TlON. The preparalion of UO, gl'i from sol Acid Deficient Uranyl Nitrale (ADUN ) of feed solwion had been done. ADUN lI'as prepared by Tri Dodesil Amin (TDA) solvelll eXlraction using parafine as a m/l-elll /0 gi\'e ralio of NO/U less Ihan 1.5 and umnium concell/ration of 500 g/I. The feed was added wilh urea and hexamethylenetetramine (HMTA) and it was maintained ahout (J'c. The solution was dropped illlo 2-elhyl hexanol solwion in the glass column (Ienglh of 2 m and diameler of 2.5 m). The difference of sll/face lension of Ihe feed solwion-organic inte/face .••.. ould calise lite sol changed to the sperical of gd solid. Aflt'/' aiging. lI'aslting by amlllOnium hydroxide soill/ion of 2.5 M, then the gel reSlllled from proceH was dried nail/rally. For remlting gel of UOj, tlte gel was dried at less thantemperall/re of 8(J'C, tlten \Vas calcinated at various temperall/re of 100, 200, 300 and 65(J'C. The \'ariahles obsen'ed were the ratio of HMTA and urealU and the temperall/re, The best resllited reaclred at ratio of HMTA and urealU of 1.0 to 1.6 and tire gelation /('Inperall/re of 45 /0 6(J'C. At the condition above was resulted tire green kernel, altlrouglr tlrere \Vere any gel cracked. Key wards : Acid Deficient Uranyl Nitrate (ADUN ). Tridodesi/ Amin(TDA), hexamethylenete- Iramine(HMTA), wi, gel, kernel PENDAHULUAN Da'am leknologi nuklir, bahan bakar benluk bola uranium dioksida unluk bahan bakar reaklor lemperalur lingggi dapal dibual dengan proses sol-gel seeara inlernal gelasi maupun ekslernal gelasi lclah dikembangkan sejak lahun 1950 an. Proses ini mernpunyai beherapa lahapan yaitu pembualan larutan sol uranil nilral, bUliran gel hcrbel1luk bola, butiran oksida uranium dan terakhir r~mbuatan bahan bakar kernel uranium dlOkslda( ._J, Proses pembuatan bahan bakar kernel U02 ada beberapa cara diantaranya mengacu pada skcma Oak Redge Nalional Laboralory ORNL (Amerika) (J) Proses ini didasarkan pada ge1asi inlernal dengan mencampurkan HMTA dan Urea dengan Uranil nilcat yang kekurangan nilral (ADUN = Acid deficiency uranyl nitrate ) pada suhu kurang lebih 0" C. ADUNdibual sebagai sol (41 , salah salu cara pembualan ADUN adalah dengan ekstraksi menggunakan Tridodesilamin (TDA) dengan pelarul parafin • dengan persamaan reaksi sbb: R}N (org) + HNO} ~ R}N. HNO} (org) (I) 2R,N. HNO} (org) ~ (R}N. HN03h (org) (dimer) (2) UOl (N03h + 2 R}NHN03 (org) ~ 2R3NHN03 UOl(NO}h (3) UOl (N03h+ H20 + R3N ~ R3N,HNO} + UOl(OH) (NOj) (4) Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Upload: hoanghanh

Post on 16-Aug-2019

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ABSTRAK - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli-2003/Endang-S... · . pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari uranil trimer menjadi

100 ISSN 0216 - 3128 Elldallg Susialltilli, dkk

PEMBUATAN KERNEL U308 DENGAN PROSES DEHIDRASIGELASI

Endang. S, Didiek Herhady, M. SetyadjiPuslitbang Teknologi Maju BATAN, Yogyakarla

ABSTRAK

PEMB UATAN KERNEL U308 DENGAN PROSES DEHIDRASI GELASI . Telah dihllat gel UOj dari lamlanumpan Acid Deficient Uranyl Nitrate (ADUN) yang berupa sol, ADUN diblwt secm'a ekstraksi menggwwkanTridodesi/ Amin(TDA) dalam pelarut parafin wlluk mendapatkan perbandingan NO/U kurang lebih 1,5;kadar U 500 g/I. Umpan ditambah urea dan hexamethylenetetramine(HMTA) pada sulw kurang lebih (J'Ckemudian diteteskan ke dalam k%m( panjang 2,0 m, diameter 2.5 cm) yang berisi lamlan 2-etil hexanol.Dengan adanya perhedaan tegangan muka alllam lamtan umpan dengan II,,'dia organik dan sifat darimedia tersebw yang menyerap air maka sol akan lergelasi menjadi bwiran-hwiran padat sehagai gel. Gelyang lerbentllk, didiamkan, dicuci dill! direndam dalamlamlan 2.5 M NH,OH kemlldian dikeringkan dalamudam lerhuka sampai kering. Selanjll/nya gel dipanaskan di bawah lampu pmla .whll kurang lebih 8(J'C ,

. dikalsinasi pada sulw 100; 200;300 dan 650 "c masing-masing ~elama 6 jam /l/IllIk mendapatkan gel UO,.Variabel yang diamati adalah perbandingan HMTA dan urealU serla slllw gelasi, sl'liap langkah diamatibaik bentuk, warna dan keadaan gel (pecah alGlI lidak). Pada perbandingan HMTA dWI urea/U wlIam 1,0­1,6 dan sulw gelas Glllara 45-6(J'C diperoleh gel hulat. pipih. warna bevar'iasi dari kWling plical .wmpaikuning orange transparant, Pada kondisi terseblll,selelah kalsinasi suhu 650 "C. diperoleh kernel U,Oxhijau yang baik, ada beberapa yang pecalt.

Kala kunci: Acid Deficient Uranyl Nilrale (ADUN ). Tridodesi/ Amin(TDA), hexamelltylene­lelramine(HMTA), sol. gel. kernel.

ABSTRACT

PREPARA TlON OF UjOX KERNEL USING DEHYDRA TlON-GELA TlON. The preparalion of UO, gl'i fromsol Acid Deficient Uranyl Nitrale (ADUN ) of feed solwion had been done. ADUN lI'as prepared by TriDodesil Amin (TDA) solvelll eXlraction using parafine as a m/l-elll /0 gi\'e ralio of NO/U less Ihan 1.5 andumnium concell/ration of 500 g/I. The feed was added wilh urea and hexamethylenetetramine (HMTA) and itwas maintained ahout (J'c. The solution was dropped illlo 2-elhyl hexanol solwion in the glass column

(Ienglh of 2 m and diameler of 2.5 m). The difference of sll/face lension of Ihe feed solwion-organic inte/face.••..ould calise lite sol changed to the sperical of gd solid. Aflt'/' aiging. lI'aslting by amlllOnium hydroxidesoill/ion of 2.5 M, then the gel reSlllled from proceH was dried nail/rally. For remlting gel of UOj, tlte gelwas dried at less thantemperall/re of 8(J'C, tlten \Vas calcinated at various temperall/re of 100, 200, 300 and65(J'C. The \'ariahles obsen'ed were the ratio of HMTA and urealU and the temperall/re, The best resllited

reaclred at ratio of HMTA and urealU of 1.0 to 1.6 and tire gelation /('Inperall/re of 45 /0 6(J'C. At thecondition above was resulted tire green kernel, altlrouglr tlrere \Vere any gel cracked.

Key wards : Acid Deficient Uranyl Nitrate (ADUN ). Tridodesi/ Amin(TDA), hexamethylenete­Iramine(HMTA), wi, gel, kernel

PENDAHULUAN

Da'am leknologi nuklir, bahan bakar benlukbola uranium dioksida unluk bahan bakarreaklor lemperalur lingggi dapal dibual denganproses sol-gel seeara inlernal gelasi maupunekslernal gelasi lclah dikembangkan sejak lahun1950 an. Proses ini mernpunyai beherapa lahapan

yaitu pembualan larutan sol uranil nilral, bUlirangel hcrbel1luk bola, butiran oksida uranium dan

terakhir r~mbuatan bahan bakar kernel uraniumdlOkslda( ._J, Proses pembuatan bahan bakar kernel

U02 ada beberapa cara diantaranya mengacu padaskcma Oak Redge Nalional Laboralory ORNL(Amerika) (J) Proses ini didasarkan pada ge1asi

inlernal dengan mencampurkan HMTA dan Urea

dengan Uranil nilcat yang kekurangan nilral(ADUN = Acid deficiency uranyl nitrate ) pada

suhu kurang lebih 0" C. ADUNdibual sebagai sol

(41 , salah salu cara pembualan ADUN adalah

dengan ekstraksi menggunakan Tridodesilamin(TDA) dengan pelarul parafin • dengan persamaanreaksi sbb:

R}N (org) + HNO} ~ R}N. HNO} (org) (I)

2R,N. HNO} (org) ~ (R}N. HN03h (org) (dimer)(2)

UOl (N03h + 2 R}NHN03 (org) ~2R3NHN03 UOl(NO}h (3)

UOl (N03h+ H20 + R3N ~ R3N,HNO} +UOl(OH) (NOj) (4)

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 2: ABSTRAK - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli-2003/Endang-S... · . pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari uranil trimer menjadi

Elldallg SlIsialltilli, dkk ISSN 0216 - 3128 101

Penclitian ini bertujuan untuk memperbaiki

penelitian-penclilian sebelumnya, karena pada

penelitian tersebut kalau diulangi diperoleh hasilyang berbeda-beda (ada yang peeah atau retak).

Untuk itu maka akan dilakukan langkah-Iangkahperbaikan guna menyempurnakan penelitian­penelitian sebelumnya. Adapun langkah yangpertama: memperbaiki bagaimana eara membual

umpan (AD UN), kalau pada penelitian sebelumnyamenggunakan penguapan biasa maka disini dipakai

eara ekstraksi. Yang ke dua: penggunaan 2-etihhexanol sebagai pengganti parafin sebagai media

gelasi. Pengguanaan 2-etil hexanol sebagai mediagelasi karena 2-etil hexanol sifalnya sangatmenyerap air sehinngga pad a proses gelasi ini

selain terjadi reaksi hidrolisis juga lerjadipengambilan air (dehidrasi gclasi). Dchidrasi gclasi

juga discbut gclasi cksternal, gelasi ini berdasarkanpcngambilan ~lIr sampal konsenlrasi larutan

mcnjadi besar sehingga larutan tidak stabil d:1I1

akhirnya mengendap. Gelasi dilakukan pada suatu

kolom yang berisi 2-elil hexanol, umpan (ADUN +urea + HMT A pad a suhu 00 C) diteteskan dari atas,

bentuk butiran dipertahankan dengan adanyaperbedaan tegangan permukaan antara 2-elil

hcxanol dan air. Gelasi ini berlangsung lehih lama

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Dengan melakukan ekstraksi berulang­ulang, maka yang tinggal di fase air adalah uranil

nitrat yang kekurangan nitrat (ADUN) yang terdiridari uranil nitrat, dimer dan trimer dari uranil

hidroksida 2U02(OHt, (U02)(OHh++ , (U02h

(OH)s+ (4). Ekstraksi dilakukan pada suhu 60°C,dengan Kadar umpan ekstraksi kurang lebih 100g/l,

hasil ekstraksi diuapkan pada suhu 60°C untukmemperoleh larutan ADUN yang dikehendaki.

Dengan eara ini akan diperoleh ADUN seeara eepatdengan Kadar U 500 g/l perbandingan NOiU 1,5.

Gelasi adalah proses perubahan dari suatu

fase eair/larutan menjadi fase gel. Bila larutan

umpan sol U02(N03h yang kekurangan nitrat(ADUN) dingin dilambah urea dan HMTA, lalu

dileteskan ke dalam kolom yang berisi larutan

organik panas maka U02(N03h akan tergelasimenjadi butiran-butiran padat, reaksi dipereepatdengan adanya urea, yang sekaligus berguna untuk

meneegah pengendapan.

Gel yang terjadi dieuei dan direndam untuk

menghi langkan pengolOr-pengotor seperti urea,

formal dehide dan nilril. Adapun komposisi yangmungkin setelah gel dieuei dan direndam adalahU03.2H20; 4U03.NH3.7H20 dan 2U03.NH3.3H20

dan polimer hidrous uranium oksid (5.6). Adanyapeneueian menunjukkan terjadinya reaksi seperti

pada penukar ion yang manamolekul HMT Aterprotonasi (HMT AH+) ditukar olch kalion NH4 +

. pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari

uranil trimer menjadi polianionik uranium hidrousoksid dengan rumus (NH4hIU02)g04(OH)IOJ .8H20).

dibandingkan dengan gelasi internal menggunakan

media parafin sehingga dimugkinkan reaksinyalebih sempurna meskipun hanya dapat diperolehbutiran gel yang mempunyai ukuran lebih keeil.

Keuntungan menggunakan media gelasi 2-etilhexanol adalah: diperoleh butiran gel yang lebih

keras, reaksinya lebih lama (sempurna), 2-elilhexanol dapat dipakai lagi (distilasi untukmenghilangkan air nya).

Variabel - variabel yang berpengaruhdalam proses sol-gel banyak sekali diantaranyaadalah: komposisi kimia atau sifal fisis (viskosilas)

dari umpan, yang meliputi Kadar uranium, N03/U,

konsentrasi urea dan HMT A, pH dan waktu reaksi

meliputi suhu ( viskositas media ) dan panJangkolom. Variabel-variabel tersebut sebenarnyasaling terkait sebagai eontoh misalnya: waktu

gelasi (ordenya dalam detik) dipengaruhi olehkomposisi dari umpan, semakin tinggi urea dan

HMT A maupun Kadar U menaikkan waktu gelasisehingga terbentuk kristal yang besar dan mudahpeeah saat peneucian. Perbandingan NO/U

merupakan unsur yang sang at penting karenaapakah reaksi hidrolisis dapat dimulai dengansempurna atau tidak. Menurut Lloyd at all ( (, I ,syarat perbandingan NOiU = I ,5-1 ,7 bahkan pada

perbandingan NO/U 1,7 merupakan kondisi yangsangat kritis. Variabel suhu sangat berpengaruh

pad a waktu reaksi karena mempengaruhi viskositasdari media gelasi, perbedaan' tegangan permukaan

dsb. Dari banyaknya variabel-variabcl yang salingterkait terse but dimungkinkan menjadi alasanmengapa pada proses pembuatan gel ini kalaudiulangi pembualannya tidak selalu jadi. Oleh

karena itu diharapkan pada penelitian Icbih lanjut

diusahakan dukungan analisis yang rnemadai (yanglebih akurat).

TATA KERJA

Balzan

Bahan untuk umpan yailu: asam nitrat,

serbuk U308 tridodesilamin, paraffin, urea,HMTA, es batu, 2-elil hexanol ,NH40H, dll.Bahan untuk analisis uranium dan keasaman terdiri

atas:, asam nitrat, asam amido sulfamat. barium

diphenil sulfamal, feri khlorida, indikator phenolphlalien (PP), kalium bikarbonat, titanium

lrikhlorida dan bahan kimia yang lain.

Ala!

Kolom gelasi yang dilengkapi dengansabuk pemanas dan pengatur suhu, gelas beker,

pengaduk magnel, pemanas, corong pisah dan alatgelas yang lain.

Page 3: ABSTRAK - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli-2003/Endang-S... · . pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari uranil trimer menjadi

102 ISSN 0216 - 3128 Endal/g Susial/til/i, dkk

Cara kerja

1. Pelarutan U308 dalam asam Nitrat.

Kedalam larutan asam nitrat kurang lebih 3M dimasukkan serbuk V308 diaduk sambi I di

panaskan sampai diperoleh larutan uranil nitratyang berwarna kuning.

2. Pembuatan ADUN

Vntuk menghemat penggunaan TDA makalarutan uranil nitrat dipanaskan hingga menjadi

kristal yang berwarna merah bat a, kemudian secaratiba-tiba ditambah ABM. Proses ini dilakukan

terus menerus hingga terjadi penguapan nilrat.Setelah larutan berwarna kuning muda dilakukananalisis kadar V dan keasaman secara titrasi. Proses

selanjutnya baru dilakukan ekstraksi menggunakanTDA. Digunakan ull1pan ekstraksi kurang lebih 100

g/l dimasukkan dalall1 beker, dipanasi pada suhu 60°c, ditambahkan TDA dengan pelarut parafin,diaduk selama 5 menit, didinginkan. dipisahkan

dan fasa air dianalisis kadar V dan N03/V nya.

Ekstraksi diulang-ulang sampai diperoleh larutan

dengan perbandingan N03/U tertenlU. Kemudianlarulan tersebut di uapkan pada suhu 60°C unluk

mendapatkan larutan dengan kadar V di atas 500

g/l dan NO/V kurang dari 1.5.

3. Gclasi

Vll1pan (ADVN) dimasukkan dalam beker.

didinginkan dengan es batu. diaduk, dilambahkanurea kemudian HMT A. Sementara itu, pada kolom

yang berisi 2-elil hexanol dipanasi pada suhuanlara 40-60"C. ull1pan dileleskan menggunakan

jarum suntik. pada bagian bawah kolomterlampung butiran-buliran gel berwarna kuning,didiamkan di dalam kolom, kemudian diambil.

4. Pencucian, pcrcndaman dan pcngcringan

Pencucian dilakukan menggunakan larutan

NH~OH 2,5% , kemudian di rendam selama 5 jam,

di keringkan dalam udara terbuka sampaidiperoleh gel yang kering. Gel yang keringkemudian dipanaskan dibawah lampu besar (suhu80°C) selama kurng lebih 8 jam. Diperoleh gel

yang keras berwarna kuning.

5. Kalsinasi

Hasil gel berwarna kuning yang tidak pecah

saal pcngcringan dikalsinasi secara bertahap, yang

pcrlama pada suhu 100 "c, 200°C. 300 °C dan650 "c ll1asing-ll1asing sclama 6 jam. Hasil gel

diamati ada yang pccah alau tidak.

6. Analisis hasil

Setiap hasil gel sebelum pencucian,

perendaman, pemanasan dan kalsinasi diamati baik.

bentuk warna dan pecah atau tidak.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Pe11lbuata1l U11lpa1l (ADVN)

Dengan menggunakan TDA dilanjutkan

dengan penguapan pada suhu 60°C dapat diperolehADVN dengan kadar di atas 500 g/l dan

perbandingan NOiV kurang dari 1,5 secara cepat.Bila pemanasan lebih dari 60°C maka terjadi

endapan berwarna putih kuring dari uranil nilrathidrat sehingga menurunkan kadar V dan

menaikkan perbandingan N03/V oleh karena ilU

pemanasan harus dilakukan secara hali hati.

2. Variasi HMTA dall urea/V.

Dilakukan variabel komposisi kimia yaitu

perbandingan HMTA dan urea/V, NOiV, suhu.

pada komposisi umpan dengan kadar V 580 g/I;NOiV 1,3 disajikan dalam benluk tabel 1.

Vnluk mengelahui mekanisme lerbentuknya

gel sebagai fungsi dari komposisi umpan makadapat dilerangkan dari reaksi sbb:

V02) +2 + H20 -7 (V02(OH) +\ + H+ (5)

n(V02(OH)t' -7 (V02(OH»n +n (6)

reaksi dengan HMT A terjadi datam 2 langkah

(CH2)6N4 + H+ -7 «CH2) 6N~) H+ (7)

(CH2)6'N~H+ + 6H20 -7 6 HCHO + NH4 + +3NH~OH (8)

Terjadinya proses gelasi dapal dilerangkandari reaksi diatas: reaksi (5) menerangkan

terjadinga reaksi hidrolisa. Sc!anjulnya lerjadidissosiasi dari ion komplek logam karena pada

suhu tinggi tidak stabil. Dari tabel diatas dapat

disimpulkan bahwa pada komposisi umpan sangat

berpengaruh pada kualitas gel, pada perbandinganHMT NV antara 1,0-1.6 diperolch gel yang baik

artinya pada saat pencucian, perendaman dan

pengeringan tidak pecah. Hal ini dapat diterangkandari reaksi (8), reaksi ini lebih lambal dari reaksi

(7) sehingga selama terjadi proses gelasi, kristaldibiarkan tumbuh secara perlahan lahan sehinggadihasilkan butiran gel berwarna kuning-orange

yang tidak pecah. Pada perbandingan HMT A yang

lcbih tinggi menunjukkan hasil gel yang kurang

baik (pccah saal direndam), hal ini dapalditerangkan dari reaksi (7), reaksi ini berjalansangat cepat, hidrolisa reaksi (5) bcrjalan sempurnanamun lidak terjadi pertumbuhan kristal sehingga

langsung terjadi kristal besar yang mudah pecah.Gel yang dihasilkan pad a reaksi (8) lersebul padakalsinasi suhu 650°C menunjukkan keutuhan (tidak

pecah).

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 4: ABSTRAK - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli-2003/Endang-S... · . pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari uranil trimer menjadi

Endang Susiantini, dkk ISSN 0216 - 3128 103

Tabell. Hasil variabel perbandingan HMTA dan urea/V, suhu gelasi 45°C.

NoHMT A danWarn aSentukKeadaan gelKeadaan gelKeadaan gel

Urea IUgelgelPencucuian &Setelah Pengeringansetelah Kalsinasi

perendamansuhu 650°C

I0,8 Kuning

Bulat pipihTidak pecahTidak pecahTidak pecahmuda2

1,0KuningBulat pipihTidak pecahAda yang pecahTidak pecahTua

3

1,2KuningBulat pipihTidak pecahTidak pecahTidak pecahorange

4

1,4KuningBulat pipihTidak pecahAda yang retakTidak pecah

5

1,6KuningBulat pipihTidak pecahAda yang retakTidak pecah

orange6

1,8OrangeBulat pipihTidak pecahPecahn

72,0OrangeBulat pipihTidak pecahPecahn

82,4OrangeBulat pipihTidak pecahPecah--

Tabel 2. Hasil variasi suhu pada perbandingan HMT Adan urea/U 1.0-1.2

NoHMTA danWarn aSentukKeadaan gelKeadaan gelKeadaan gel

Urea IUgelgelPencucuian &Setelah Pengeringanselelah Kalsinasi

perendamansuhu 650°C

I1,0 70Bulat,pipih,ora Pecahn

n_

nge

2

1,0 60Bulat,Tidak pecah

Sedikit retakTidak pecahPipih, orange

3

1,0 50Bulat,pipih,kuTidak pecahTidak pecahTidak pecah

ning muda4

1,0 45Bulat,pipih,Sedikit pecahSedikit pecahTidak pecah

kuning muda5

1,0 40Bulat pipih,Sedikit pecahSedikit pecahTidak pecah

Kuning Ducat 6

1,0kamarTidak jadi u----

Bulat pipih, Tidak pecahTidak pecahAda yang pecah7 1,2 60

orange pucattransparant

Bulat pipihTidak pecah

Tidak PecahAda yang pecah8 1,2 50Orange pucattransparant

Bulat pipihTidak pecah

Tidak pecahTidak ada yang

9 1,2 45Orange pucat pecahtransparant

Dilakukan variabel suhu antara 40-7(tCpada komposisi umpan dengan kadar V 580 g/l;

NOj/U 1,3 disajikan dalam bentuk tabel 2.

Oari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa

pada perbandingan HMT NV antara 1,2 pada suhu

gelasi antara 45-60 °C diperoleh hasil gel yang

baik(warna orange pucat transparant) tidak pecah

saal pencucian dan perendaman. Adapun hasil gelsetelah di kalsinasi suhu 650°C bclum dapal

disirnpulkan karena belum ada data yang dapatmenunjukkan keretakan/pecahnya gel adalah

penyebab suhu gelasi atau waktu perendaman

karena waktu perendaman sang at menentukan hasil

gel. Oleh karena itu pada penelitian lebih lanjut

diharapkan dapa! melihat komposisi hasil gel

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 5: ABSTRAK - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli-2003/Endang-S... · . pada waktu yang sam a terjadi kondensasi dari uranil trimer menjadi

104 ISSN 0216 - 3128 Endang Susiantini, dkk

sebelum dan setelah direndam. Pada suhu dibawah

45°C (mendekati suhu kamar) belum terjadi gelkarena belum terjadi reaksi hidrolisis sehingga hasilgel setelah diambil dari kolom menyatu kembalimenjadi satu. Pada suhu diatas suhu 60°Cmengakibatkan gel pecah karena terbentuknyakristal yang besar, akibat dari terlalu cepatnyareaksi yang terjadi.

Dari kedua variabel tersebut belum ada

tanda-tanda yang dapat mengubah bentuk gel daribulat, pipih menjadi bentuk bola. Hal inidikarenakan bahwa belum ada gaya yang melawangaya jatuh gel sehingga gel selalu pipih. Untuk itumaka dianjurkan untuk membuat variasi ukurandan memberi gaya ke atas dengan mengalirkan .media dari bawah ke atas sehingga bentuk butirandapat dipertahankan.

KESIMPULAN

Pembuatan kernel U308 dapat dilakukkandengan proses dehidrasi gelasi pada perbandinganHMT A- urea/U antara 1,0-1,6 dan suhu gelasiantara 45-60 0c, diperoleh gel bulat, pipih yangbaik dalam arti tidak pecah setelah pencucian,perendaman, pengeringan. Setelah kalsinasi suhu650°C masih ada sedikit yang pecah.

UCAP AN TERIMA KASI"

Dengan terselesainya penelitian ini kamiucapkan kepada Agustin Dwirianti dan Andriwidayanto dari SMKN 3 Madiun yang telahmembantu bekerja dengan tekun, rajin dan teliti.

DAFT AR PUST AKA.

I. Anonim -," Sol-gel process for ceramicNuclear Fuel", Proceeding of Panel Series,IAEA. Viena.

2. Mc Bride. l.P ," Laboratori Studies of Sol-GelProcesses at the Oak Ridge NationalLaboratory ", ORNL-T-M-1980

3. Moore.G. l," A Sol-Gel Process For PreparingThOz- U03 Sols From Nitrate Solutions BySolvent Extraction With Amines", ORNL­4095.

4. Charles, K.M , Bruce K, a1.al, ronald garber,A. Thompson, C.M, Buchanan R.B; "MagneticResonance As A Structural Probe of a uranium

Of A Uranium (VI) Sol- Gel Process",Mat.Res.Soc.Symp.Proc. V01.180 Columbia, •...1990.

5. Nickel, H"." Development Of coated ParticlesKFA Contributions Within The Frame Of The

German High temperature reactor FuelDevelopment Program", Kernforschung­sanlage, lulich, FRG,1977.

6. Lloyd. M.H, Bischoff,K,Peng,K,Nisses,H,U,Wessicken, R, "Crystal Habit And PhaseAttribution Of U(VI) Oxides In A GelationProcess", J.Inorg Nucl Chern, Vol

TANYAJAWAB

Damunir

Apakah proses dehidrasi ini menurut aturanfisika atau aturan reaksi kimia dalam larutan

gelasi

Endang S.

Ya aturan kimia ya aturan fisikaFisika ~ kekenta/an. berat jenis,tegallgall II/uka.Kimia ~ kadar uranilnitrat. HMTA dall

urea, sehingga terjadi reaksi kimia yangberhubungan dengan sifat fisis yaitu :kekenta/an berat jenis dan perbedaantegangan muka alllara /arutan dan umpan

. (UNH).

Abdul Latief

Dalam pembuatan kernel U308 dipakai HMT A- ureaIU antara I - 1,6 dan suhu gelasi 54° C ­60°C. Bagaimana dengan homogenitas butiryang diperoleh.

Endang S.

Cukup homogen karena digunakan da/ambellwk /aruton uranil lIitrat (UNH) +HMTA (pekat) dan urea podat diaduksampai rata (secara mata) /arutsempurna.Penambahan HMTA sedikit demi sedikit

diaduk terus kemudian urea juga sedikitdemi sedikit.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003