Identifikasi Fasa Pelet Bahan Bakar U-ZrHx Hasil Proses Sinter Dengan Atmosfer Nitrogen

Sari

Identifikasi fasa bahan  bakar  pelet U-ZrH_x hasil proses  sintering dengan atmosfer nitrogen telah dilakukan. Proses sintering dbertujuan untuk mendapatkan pelet yang mempunyai densitas lebih tinggi sehingga memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai bahan bakar Pressurized Water Reactor (PWR). Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui perubahan fasa dan densitas pelet U-ZrH_x pada berbagai konsentrasi Zr setelah dikenakan proses sintering pada berbagai temperatur. Bahan bakar U-ZrH_x untuk PWR dibuat berbentuk pelet dan perlu disinter untuk menaikkan densitasnya. Mula-mula dibuat pelet dari serbuk U-ZrH_x dengan komposisi Zr berturut-turut sebesar 35, 45 dan 55 %berat melalui proses pengepresan pada tekanan 509-637 MPa. Pelet U-ZrH_x mentah disinter dalam suasana gas nitrogen pada temperatur 1200 °C dan 1300 °C dengan waktu sinter dibuat tetap selama satu jam.  Pelet U-ZrH_x sinter dianalisis fasanya menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD) dan data yang diperoleh dievaluasi menggunakan software HighScore Plus. Hasil pengolahan data menunjukkan terbentuknya fasa seperti fasa U(ZrH₂), UO₃, UO₂, dan Zr. Fasa UO₂, dan Zr kemudian dianalisis karakteristiknya seperti densitas, parameter kisi dan persentase beratnya. Hasil penelitian ini diharapkan diperoleh U-ZrH_x yang mempunyai densitas tinggi tanpa terbentuknya banyak fasa. Hasil pengujian densitas menunjukkan bahwa logam zirkonium dan oksida UO₂ mengalami penurunan densitas apabila temperatur sintering dinaikkan dari 1200 °C menjadi 1300 °C. Densitas total tertinggi diperoleh pada pelet U-55ZrH_x yang disinter pada temperatur 1200 °C yakni sebesar 8,9187 g/cm³. Dari hasil analisis komposisi menunjukkan bahwa persentase logam zirkonium maupun uranium dioksida mendekati persentase yang direncanakan apabila pelet disinter pada temperatur 1300 sedangkan parameter kisinya mengalami kenaikan. Sementara itu dari perhitungan persen berat diperoleh logam zirkonium maupun uranium dioksida mempunyai persen berat yang sesuai dengan perhitungan teoritis bila disinter pada temperatur 1300  °C.

Kata kunci: sintering, pelet U-ZrHx, fasa, atmosfer, nitrogen.