ANALISIS RADIONUKLIDA 235 U DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U3Si2-Al PASCA IRADIASI MENGGUNAKAN METODE SPEKTROMETRI ALFA

dokumen-dokumen yang mirip
STUDI PEMISAHAN URANIUM DARI LARUTAN URANIL NITRAT DENGAN RESIN PENUKAR ANION

PEMISAHAN RADIONUKLIDA 137 CS DENGAN METODA PENGENDAPAN CSCLO 4

VALIDASI METODA ANALISIS ISOTOP U-233 DALAM STANDAR CRM MENGGUNAKAN SPEKTROMETER ALFA

METODE ANALISIS FISIKOKIMIA PADA BAHAN BAKAR U 3 SI 2 -AL DENSITAS 4,8 GU/CM 3 PASCA IRADIASI

PENGARUH KUAT ARUS PADA ANALISIS LIMBAH CAIR URANIUM MENGGUNAKAN METODA ELEKTRODEPOSISI

PENGARUH PELARUT ORGANIK PADA PROSES PERTUKARAN ANION DALAM PEMISAHAN URANIUM DARI LARUTAN PEB U 3 Si 2 /Al PASCA IRADIASI

ANALISIS KANDUNGAN CESIUM DAN URANIUM DALAM BAHAN BAKAR U 3 Si 2 /Al PASCA IRADIASI

ANALISIS RADIONUKLIDA 137 CS DALAM PELAT ELEMEN BAKAR (PEB) U 3 SI 2 -AL DENSITAS 2,96 G/CM 3 PASCA IRADIASI

PENENTUAN KADAR URANIUM DALAM PEB U3Siz-AI PASCA IRRADIASI MELALUI PEMISAHAN PENUKAR ANION DENGAN METODA SPEKTROMETER ALPHA

PENGARUH KONSENTRASI URANIUM DALAM PROSES ELEKTRODEPOSISI HASIL EKSTRAKSI DENGAN TBPjOK

ANALISIS ISOTOP TRANSURANIUM DALAM BAHAN BAKAR NUKLIR U 3 SI 2 -Al PASCA IRRADIASI

VALIDASI METODA PENGUKURAN ISOTOP 137 Cs MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

STUDI PERBANDINGAN METODE AKTIVASI NEUTRON DAN ELEKTRODEPOSISI PADA PENENTUAN URANIUM DAN THORIUM DALAM CONTOH URIN

PENGARUH PARAMETER PROSES ELEKTRODEPOSISI TERHADAP PENENTUAN BERAT ISOTOP 235 U DALAM PEB U3Si2/Al PASCA IRADIASI

PENGARUH PELARUT ORGANIK PADA PROSES PERTUKARAN ANION DALAM PEMISAHAN URANIUM DARI LARUTAN PEB U3Si2/Al PASCA IRADIASI

ANALSIS KANDUNGAN CESIUM DAN URANIUM DALAM BAHAN BAKAR U3Si2/Al PASCA IRADIASI

ANALISIS ISOTOP TRANSURANIUM DALAM BAHAN BAKAR U 3 Si 2 -Al PASCA IRADIASI MENGGUNAKAN ALPHA SPEKTROMETER

PEMANFAATAN GAMMA SPEKTROMETRI UNTUK PENGAMATAN DISTRIBUSI PEMBELAHAN DALAM PELAT ELEMEN BAKAR NUKLIR

PEMISAHAN 54 Mn DARI HASIL IRADIASI Fe 2 O 3 ALAM MENGGUNAKAN RESIN PENUKAR ANION

OPTIMASI PENGUKURAN KEAKTIVAN RADIOISOTOP Cs-137 MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

ANALISIS NEODIMIUM MENGGUNAKAN METODA SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

PENENTUAN KONSENTRASI TORIUM-232 DAN ANAK LURUHNYA SECARA SPEKTROMETRI ALPA

METODE PENGENDAPAN DAN PENUKAR KATION UNTUK PEMISAHAN CESIUM DALAM BAHAN BAKAR U3Si2-Al

PENENTUAN KANDUNGAN ISOTOP 235 U DALAM PEB U3Si2-Al TMU 2,96 gu/cm 3 UNTUK PERHITUNGAN BURN-UP

PENGARUH PENAMBAHAN ZEOLIT TERHADAP PEMISAHAN ISOTOP 137 Cs DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U 3 Si 2 -Al PASCA IRADIASI

PROSES RE-EKSTRAKSI URANIUM HASIL EKSTRAKSI YELLOW CAKE MENGGUNAKAN AIR HANGAT DAN ASAM NITRAT

PENENTUAN FRAKSI BAKAR PELAT ELEMEN BAKAR UJI DENGAN ORIGEN2. Kadarusmanto, Purwadi, Endang Susilowati

PEMUNGUTAN ISOTOP HASIL FISI 137 Cs DAN UNSUR BERMASSA BERAT DARI BAHAN BAKAR U3Si2-Al PASCA IRADIASI

PEMISAHAN DAN ANALISIS RADIONUKLIDA 137 Cs DI DALAM PEB U 3 Si 2 -Al TINGKAT MUAT URANIUM 2,96 g/cm 3 PASCA IRADIASI

Jurnal Radioisotop dan Radiofarmaka ISSN Journal of Radioisotope and Radiopharmaceuticals Vol 9, Oktoberl 2006

Penentuan burn up mutlak pelat elmen bakar U 3 Si 2 -Al tingkat muat uranium 2,96 gu/cm 3 pasca iradiasi

UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCA AKREDITASI

Arif Nugroho, Boybul, Aslina Boru Ginting Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir BATAN Serpong

EVALUASI FLUKS NEUTRON THERMAL DAN EPITHERMAL DI FASILITAS SISTEM RABBIT RSG GAS TERAS 89. Elisabeth Ratnawati, Jaka Iman, Hanapi Ali

PERBANDINGAN METODA OTOMATIS DAN MANUAL DALAM PENENTUAN ISOTOP Cs-137 MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

OPTIMASI RENDEMEN ELEKTRODEPOSISI 232 Th DAN ANAK LURUHNYA MENGGUNAKAN ELEKTROLIT NH 3 PEKAT DAN H 2 SO 4 2M UNTUK SPEKTROMETRI ALPHA

Penentuan Dosis Gamma Pada Fasilitas Iradiasi Reaktor Kartini Setelah Shut Down

KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN ISOTOP CS-137 DALAM BAHAN BAKAR U3Sh PASCA IRRADIASI

EKSPERIMEN SPEKTROSKOPI RADIASI ALFA

PENENTUAN PARAMETER OPTIMUM PROSES PENGENDAPAN CsClO 4 PADA PEMISAHAN ISOTOP 137 CS DARI LARUTAN PEB U 3 Si 2 /Al PASCA IRADIASI

GANENDRA, Vol. V, No. 1 ISSN STUDI PRODUKSI RADIOISOTOP Mo-99 DENGAN BAHAN TARGET LARUTAN URANIL NITRAT PADA REAKTOR KARTINI ABSTRAK

PENGARUH WAKTU PENGAMBILAN SAMPLING PADA ANALISIS UNSUR RADIOAKTIF DI UDARA DENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

FISIKA ATOM & RADIASI

KUALIFIKASI AIR TANGKI REAKTOR (ATR) KARTINI BERDASARKAN DATA DUKUNG METODA NYALA SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA) DAN ION SELECTIVE ELECTRODE (ISE)

KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA. Stabilitas Nuklir dan Peluruhan Radioaktif

PENGGUNAAN SINAR-X KARAKTERISTIK U-Ka2 DAN Th-Ka1 PADA ANALISIS KOMPOSISI ISOTOPIK URANIUM SECARA TIDAK MERUSAK

PENENTUAN SIFAT THERMAL PADUAN U-Zr MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

PENENTUAN ISOTOP 137 Cs DAN UNSUR Cs DALAM LARUTAN AKTIF CsNO 3

KUALIFIKASI AIR TANGKI REAKTOR (ATR) KARTINI BERDASARKAN DATA DUKUNG METODA NYALA SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA) DAN ION SELECTIVE ELECTRODE (ISE)

PROGRAM JAMINAN KUALITAS PADA PENGUKURAN. RADIONUKLIDA PEMANCAR GAMMA ENERGI RENDAH:RADIONUKLIDA Pb-210

PENGARUH SENYAWA PENGOTOR Ca DAN Mg PADA EFISIENSI PENURUNAN KADAR U DALAM AIR LIMBAH

PEMISAHAN DAN ANALISIS 137 Cs DARI LARUTAN PELAT ELEMEN BAKAR U-7%Mo/Al

PENENTUAN KANDUNGAN PENGOTOR DALAM SERBUK UO2 HASIL KONVERSI YELLOW CAKE PETRO KIMIA GRESIK DENGAN AAS

ANALISIS UNSUR PENGOTOR Fe, Cr, DAN Ni DALAM LARUTAN URANIL NITRAT MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM

PENENTUAN RASIO O/U SERBUK SIMULASI BAHAN BAKAR DUPIC SECARA GRAVIMETRI

ANALISIS LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DAN SEMI CAIR. Mardini, Ayi Muziyawati, Darmawan Aji Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

PEMISAHAN Ce DAN Nd MENGGUNAKAN RESIN DOWEX 50W-X8 MELALUI PROSES PERTUKARAN ION

PENENTUAN URANIUM KONSENTRASI RENDAH DENGAN METODA SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

IDENTIFIKASI LOGAM-LOGAM BERAT Fe, Cr, Mn, Mg, Ca, DAN Na DALAM AIR TANGKI REAKTOR DENGAN METODE NYALA SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SAA)

ANALISIS UNSUR RADIOAKTIVITAS UDARA BUANG PADA CEROBONG IRM MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

PENENTUAN WAKTU SAMPLING UDARA UNTUK MENGUKUR KONTAMINAN RADIOAKTIF BETA DI UDARA DALAM LABORATORIUM AKTIVITAS SEDANG

OPTIMASI ALAT CACAH WBC ACCUSCAN-II UNTUK PENCACAHAN CONTOH URIN

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

PENENTUAN WAKTU TUNDA PADA KONDISIONING LIMBAH HASIL PENGUJIAN BAHAN BAKAR PASCA IRADIASI DARI INSTALASI RADIOMETALURGI

SIMULASI KURVA EFISIENSI DETEKTOR GERMANIUM UNTUK SINAR GAMMA ENERGI RENDAH DENGAN METODE MONTE CARLO MCNP5

ANALISIS UNSUR Pb, Ni DAN Cu DALAM LARUTAN URANIUM HASIL STRIPPING EFLUEN URANIUM BIDANG BAHAN BAKAR NUKLIR

ANALISIS KANDVNGAN PENGOTOR DALAM PELET VOz SINTER

Jurnal Radioisotop dan Radiofarmaka ISSN Journal of Radioisotope and Radiopharmaceuticals Vol 10, Oktober 2007

PENGARUH IRADIASI BATU TOPAS TERHADAP KUALITAS AIR PENDINGIN PRIMER DAN KESELAMATAN RSG-GAS

RADIOKIMIA Tipe peluruhan inti

PELURUHAN RADIOAKTIF

PENENTUAN KONSENTRASI SULFAT SECARA POTENSIOMETRI

PRODUKSI RADIOISOTOP. NANIK DWI NURHAYATI,M.SI

PENGUKURAN SIFAT TERMAL ALLOY ALUMINIUM FERO NIKEL MENGGUNAKAN ALAT DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

Bab IV Hasil dan Pembahasan

PENGARUH KANDUNGAN URANIUM DALAM UMPAN TERHADAP EFISIENSI PENGENDAPAN URANIUM

PENGUKURAN DAN EVALUASI RADIOAKTIVITAS AIR TANGKI REAKTOR (ATR) DI PTAPB-BATAN YOGYAKARTA

Ion Exchange Chromatography Type of Chromatography. Annisa Fillaeli

NUCLEAR CHEMISTRY & RADIOCHEMISTRY

SIMULASI EFISIENSI DETEKTOR GERMANIUM DI LABORATORIUM AAN PTNBR DENGAN METODE MONTE CARLO MCNP5

PARAMETER YANG DIPERTIMBANGKAN SEBAGAI KONDISI BATAS UNTUK OPERASI NORMAL

PENGARUH JUMLAH KANAL MCA PADA DETERMINASI SUMBER ALPHA ( 242 PU DAN

BAB I PENDAHULUAN. umat manusia kepada tingkat kehidupan yang lebih baik dibandingkan dengan

BAB 1 PENDAHULUAN. Zirkonium (Zr) merupakan unsur golongan IVB bersama-sama dengan

PENGOLAHAN LIMBAH URANIUM CAIR DENGAN ZEOLIT MURNI DAN H-ZEOLIT SERTA SOLIDIFIKASI DENGAN POLIMER EPOKSI

PENGARUH KONSENTRASI PELARUT UNTUK MENENTUKAN KADAR ZIRKONIUM DALAM PADUAN U-Zr DENGAN MENGGUNAKAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KAJIAN KADAR UNSUR KROM DALAM LIMBAH TEKSTIL DENGAN METODE AAN

ANALISIS SIFAT TERMAL LOGAM URANIUM, PADUAN UMo DAN UMoSi MENGGUNAKAN DIFFERENTIAL THERMAL ANALYZER

PREPARASI LIMBAH RADIOAKTIF CAIR EFLUEN PROSES PENGOLAHAN KIMIA UNTUK UMPAN PROSES EVAPORASI

3. ELEKTROKIMIA. Contoh elektrolisis: a. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya: 2HCl (aq)

ANALISIS UNSUR-UNSUR PENGOTOR DALAM YELLOW CAKE DARI LIMBAH PUPUK FOSFAT SECARA SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM

PENENTUAN KADAR ZIRKONIUM DALAM PADUAN U-ZR MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS DENGAN PENGOMPLEKS ARSENAZO III

PENGAMBILAN TEMBAGA DARI BATUAN BORNIT (Cu5FeS4) VARIASI RAPAT ARUS DAN PENGOMPLEKS EDTA SECARA ELEKTROKIMIA

PENGENALAN DAUR BAHAN BAKAR NUKLIR

PEMUNGUTAN SERBUK U 3 Si 2 DARI GAGALAN PRODUKSI PEB DISPERSI BERISI U 3 Si 2 -Al SECARA ELEKTROLISIS MENGGUNAKAN ELEKTRODA TEMBAGA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Proses akhir logam (metal finishing) merupakan bidang yang sangat luas,

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.2 DATA HASIL ARANG TEMPURUNG KELAPA SETELAH DILAKUKAN AKTIVASI

METODE STANDARDISASI SUMBER 60 Co BENTUK TITIK DAN VOLUME MENGGUNAKAN METODE ABSOLUT PUNCAK JUMLAH

PENGARUH URANIUM TERHADAP ANALISIS THORIUM MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

Transkripsi:

ANALISIS RADIONUKLIDA 235 U DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U3Si2-Al PASCA IRADIASI MENGGUNAKAN METODE SPEKTROMETRI ALFA Arif Nugroho, Yusuf Nampira, Yanlinastuti Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN Kawasan PUSPIPTEK Gedung 20, Serpong 15314 Email untuk korespondensi: arif52@yahoo.com ABSTRAK TELAH DILAKUKAN ANALISIS RADIONUKLIDA 235 U DALAM PELAT ELEMEM BAKAR (PEB) U3SI2-AL PASCA IRADIASI. PEB disamping mengandung sisa uranium juga mengandung bahan lain, seperti hasil belah dan hasil biak serta bahan kelongsong elemen bakar nuklir. Kandungan uranium di dalam bahan bakar pasca iradiasi dianalisis menggunakan metode spektrometri-α. Agar analisis tersebut memberikan hasil yang akurat, maka uranium tersebut perlu dipisahkan dari unsur lain yang dapat menyerap radiasi-α dan akan berpengaruh kepada pengukuran radioaktivitasnya. Uranium dalam larutan asam kuat HCl membentuk komplek anion sedangkan bahan yang tercampur lainnya bersifat kation. Uranium dapat dipisahkan menggunakan kolom penukar anion dengan menggunakan resin dowex 1x8 Cl -, dan larutan HCl digunakan sebagai eluen. Uranium yang terikat dalam kolom diambil dengan cara mengelusi kolom menggunakan aquadest hangat. Efektifitas pemisahan uranium didasarkan pada parameter berat resin dan volume serta konsentrasi HCl dalam eluen. Berat resin yang digunakan dengan variasi 1; 1,2; 1,5 dan 2 g, sedangkan konsentrasi asam kuat HCl 4; 6; 8; 10 M. Radionuklida 235 U yang masih berada dalam resin dielusi menggunakan aquadest hangat suhu 50 o C. Uranium dalam efluen HCl dan air hangat di analisis menggunakan spektrometer-α. Hasil analisis menunjukkan bahwa kondisi optimum yang diperoleh untuk konsentrasi HCl adalah 6 M, dan berat resin dowex 1x8 Cl - yang digunakan sebesar 1,2 g. Kandungan radionuklida 235 U yang di dalam sampel larutan uranil nitrat bebas isotop Cs diperoleh sebesar 0,1966 μg atau setara dengan 743,4 μg didalam 0,036 g sampel PEB U 3Si 2-Al densitas 2,96 g/cm 3 pasca iradiasi. Kata kunci : analisis radionuklida 235 U, spektrometer-α ABSTRACT 235 U ANALYSIS IN U3SI2-AL FUEL ELEMENT PLATES-POST IRRADIATION HAS BEEN DONE. The sample of fuel element plates contains not only remaining uranium but also other radionuclides, such as fission product, breeding material, and the fuel cladding material. The content of uranium in the sample of fuel element plates-post irradiation has been analysed by using α-spectrometer. In order to obtain an accurate result, the uranium need to be separated from other elements which able to absorb -radiation in the sample which will affect its radioactivity measurement. Uranium in the HCl strong acid solution may form anion complex while other materials may behave as cation. The uranium can be separated by using anion exchange column by using resin anion exchange Dowex 1x8Cl - and HCl solution as the eluent. The uranium which has been bonded in the columns has been taken by performing an elution on the colums with warm aquadest. The efficiency of uranium separation has been obtained by the resin weight and volume, and the concentration of HCl in the eluent. The weight of resin was with the variety of weight 1; 1.2; 1.5 and 2 g, while concentration of HCl strong acid 4; 6; 8; 10 M. The 235 U radionuclide which is remained in the resin has been eluted by using warm aquadest (at about 50 o C). Uranium in the HCl effluent and warm aquadest has been analysed by using α-spectrometer. The result of analysis shows that the optimum condition which has been obtained for HCl is 6M, and the weight of resin dowex 1x8 Cl - which has been used was 1.2 g. The concentration of 235 U in the sample has been found in the Cs-free uranil nitrate was 0.1966 μg or equal to 743.4 μg in 0.036 g of sample of U 3Si 2-Al fuel element plates-post irradiation which has density about 2.96 g/cm 3. Key words: 235 U analysis, α-spectrometer. 140

PENDAHULUAN Bahan bakar nuklir dengan neutron akan mengalami reaksi pembelahan berantai. Pelat Elemen Bakar (PEB) U 3Si 2-Al yang mengandung 235 U dengan pengkayaan 19,75% akan mengalami reaksi pembelahan dan menghasilkan energi, sedangkan 238 U akan mengalami pembiakan. Untuk mengetahui energi total yang dihasilkan dari reaksi pembelahan bahan nuklir serta laju pembelahan bahan bakar nuklir, maka perlu dilakukan analisis penentuan derajat bakar (burn-up). Burn-up dapat dinyatakan sebagai persentasi atau fraksi atom fisil 235 U, atau dalam satuan energi (MWD= megawatt day) yang dihasilkan dari proses fisi. Oleh sebab itu penentuan burn-up bahan bakar merupakan salah satu kegiatan penting dalam mempelajari unjuk kerja bahan bakar di dalam reaktor. Penghitungan nilai burn-up didasarkan pada analisis jumlah hasil belah, uranium sisa dan nuklida hasil biak atau unsur-unsur berat seperti plutonium dan uranium (uranium yang terbakar) di dalam bahan bakar nuklir [1,2]. Reaksi inti uranium dengan neutron akan menyebabkan perubahan komposisi isotop uranium dalam bahan bakar. Diperolehnya radionuklida hasil belah yang mempunyai waktu paro panjang (memancarkan radiasi-γ) dan radionuklida stabil serta radionuklida hasil biak 238 U yang meluruh menjadi 239 Pu dengan memancarkan radiasi-α. Data-data radionuklida tersebut akan dipakai dalam penentuan burn-up. Perhitungan burn-up antara lain berdasarkan kepada analisis ; Komposisi isotop uranium atau analisis nuklida hasil belah yang stabil, yang dapat dianalisis dengan metode spektrometri massa. Kandungan nuklida hasil belah pemancar-γ atau α, dianalisis menggunakan metode spektrometri-γ atau spektrometri-α. Analisis dengan metode spektrometri massa mempersyaratkan bahwa dalam sampel yang dianalisis tidak ada unsur lain dengan massa yang sama dari nuklida yang dianalisis, karena memberikan kontribusi pada tingginya puncak spektrum. Sedangkan pada metode spektrometri-α unsur-unsur lain yang dapat menyerap radiasi pemancar-α dapat dianalisis. Keadaan ini menyebabkan radioaktifitas yang terukur tidak sesuai dengan radioaktifitas dari radionuklida yang dianalisis. Guna mengurangi gangguan yang menyebabkan ketidaksesuaian hasil analisis yang disebabkan oleh keadaan sampel maka diperlukan proses penyiapan sampel melalui pemisahan dari pengganggunya. Dalam larutan HNO 3 atau HCl konsentrasi tinggi, uranium(vi) dan plutonium(iv) membentuk senyawa komplek anion, yang mempunyai sifat kimia yang berbeda. Sebagian besar ion yang ada di dalam larutan elemen bakar bersifat kation(iv). Perbedaan tersebut akan memudahkan pemisahan uranium dari ion lainnya, dengan menggunakan metode penukar anion. Pemisahan uranium dengan metode kolom penukar anion menyebabkan kompleks uranium akan terserap pada fase padat yang bersifat kation, sedangkan ion lain akan lolos sebagai fase cair (rafinat). Adapun cara untuk memperoleh kondisi pemisahan uranium yang tepat, sehingga diperoleh uranium yang siap analisis, perlu dilakukan penelitian tentang efektifitas pemisahan dan pengambilan uranium dari larutan uranil nitrat. Proses penukar anion yang digunakan dilakukan dengan berbagai konsentrasi eluen (dalam hal ini konsentrasi HCl) dan berat resin. Pemungutan uranium yang terkandung di dalam uranil nitrat dimasukkan ke dalam resin dowex 1x8 Cl - pada kolom penukar anion. Uranium akan terikat di dalam resin dan isotop lainnya akan keluar dari kolom penukar anion sebagai rafinat. Radionuklida 235 U yang terikat resin di dalam kolom kemudian dielusi sehingga diperoleh rafinat uranium. Selanjutnya rafinat uranium tersebut dikenakan proses elektrodeposisi untuk dapat dianalisis dengan spektrometer-α. Analisis uranium menggunakan metoda elektrodeposisi didasarkan kepada proses penguraian suatu larutan elektrolit yang dialirkan arus melalui dua buah elektrode yang terpolarisasi, sehingga terjadi proses pengendapan pelapisan logam secara elektrokimia. Cara pengendapan ini memerlukan arus listrik searah. Bila listrik mengalir antara dua elektrode (anoda dan katoda) di dalam larutan konduktor/larutan elektrolit, maka akan terjadi reaksi kimia pada permukaan elektrode tersebut. Pada fenomena ini kation bergerak menuju katoda dan anion menuju anoda. Basis utama kinetika elektrodeposisi adalah hukum Faraday, yaitu total perubahan kimia (jumlah logam yang terdeposisi berupa endapan uranium pada elektrodeposisi) sebanding dengan besar arus yang lewat. Dalam proses elektrodeposisi, cuplikan yang dianalisis dibuat dalam bentuk lapisan tipis dan rata pada permukaan planset. Apabila cuplikan tidak cukup tipis dan rata, maka zarah-α pada lapisan bagian bawah (dalam) akan mengalami penurunan tenaga yang berbeda-beda menurut tebal bahan/lapisan yang dilaluinya. Fenomena ini disebut efek serapan diri (self absorption), sehingga zarah-zarah α yang semula mempunyai tenaga sama akan terdeteksi oleh detektor menjadi tidak sama, akibatnya signal pulsa yang sampai ke penganalisa salur ganda (multiple channel analyser) tingginya menjadi tidak sama pula. Hal ini nampak pada pelebaran spektrum zarah-α. Untuk membuat 141

cuplikan yang tipis dan rata dapat dilakukan dengan cara elektrodeposisi [3] Selanjutnya endapan yang terbentuk pada permukaan planset diukur menggunakan spektrometer-α. Spektrometer-α digunakan untuk menentukan radionuklida pemancar zarah-α dengan jenis detektor semikonduktor sawar muka silikon (surface barrier detector) yang mempunyai resolusi tinggi. Zarah-α merupakan suatu zarah yang terdiri atas dua proton dan netron, sehingga zarah-α tersebut mempunyai massa yang relatif besar akibatnya sangat mudah berinteraksi dengan materi secara efektif. Oleh sebab itu analisis radiasi ini dilakukan dalam ruang yang divakumkan dan mempunyai energi yang tinggi dalam orde MeV. Sifat zarah-α yang demikian ini menimbulkan permasalahan tersendiri dalam penyediaan cuplikan untuk pencacahan. Analisis radionuklida pemancarα didasarkan pada analisis spektrum yang dihasilkan dari pencacahan radiasi-α sampel. Radiasi yang dipancarkan oleh sampel bersifat diskrit pada energi tertentu. Penetapan energi pada spektrometer-α dilakukan dengan menentukan kesetaraan nomer salur terhadap energi dengan mengukur standar AMR-43, hal ini digunakan untuk analisis secara kualitatif. Pencacahannya tidak dipengaruhi oleh peristiwa radiasi lain sehingga efisiensi detektor sawar muka silikon dianggap sama untuk berbagai macam tenaga zarah alfa. Untuk mengetahui jumlah isotop uraniumnya digunakan bahan standar yang sudah diketahui jumlahnya sesuai dengan sertifikat yang ada di bahan standar. METODOLOGI Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah larutan uranil nitrat dari PEB U 3Si 2-Al densitas uranium 2,96 gu/cm 3 pasca iradiasi yang sudah dipisahkan isotop Cs-nya, larutan standar campuran AMR 43 ( 239 Pu, 241 Am, 244 Cm), larutan standar U 3O 8 20% 235 U ( 238 U, 235 U, 234 U, 236 U) bersertifikat, resin dowex 1x8 Cl - 100-200 mesh, HCl, HNO 3, (NH 4) 2SO 4, NH 4OH, aquadest. Peralatan yang digunakan adalah kolom penukar anion, spektrometer-α EG & G ORTEC, alat elektrodeposisi, planset stainless steel, pemanas listrik, timbangan analitik, gelas beker, pipet ependorff. Cara kerja dibagi menjadi 3 tahapan, yaitu : 1. Penyiapan larutan sampel Larutan uranil nitrat dari PEB U 3Si 2-Al densitas uranium 2,96 g/cm 3 pasca iradiasi yang sudah dipisahkan isotop Cs-nya dipipet 1 ml, kemudian ditempatkan dalam gelas beker dan dipanaskan hingga mendekati kering. Selanjutnya ditambah larutan HNO 3 3 M dan 8 M dan dipanaskan hingga mendekati kering. Pada larutan ini di tambah 50 µl larutan FeSO 4 0,1 M dan dipanaskan hingga mendekati kering kemudian ditambah 1 ml NHO 3 16 M dan aquadest sampai volumenya menjadi 2,375 ml. 2. Pemisahan radionuklida 235 U Proses pemungutan 235 U dilakukan didalam kolom penukar anion. Ke dalam kolom dimasukkan resin dowex 1x8 Cl - dengan berat 1,2 g yang telah diaktivasi menggunakan HCl 4 M selama 3 jam, laju alir diatur 0,5 ml/menit. Kemudian dipipet 200 µl larutan sampel dan dimasukkan ke dalam kolom resin kemudian dibiarkan selama 1 jam. Setelah 1 jam sebanyak 30 ml larutan HCl 4 M dialirkan ke dalam resin [ASTM, 1992].Efluen yang keluar ditampung dalam gelas beker dan dipanaskan hingga mendekati kering dengan HNO 3 6M (efluen a). Radionuklida 235 U yang terikat di dalam resin dielusi menggunakan aquadest hangat suhu 50 o C. Efluen yang keluar ditampung dalam gelas beker dan dipanaskan hingga mendekati kering dengan HNO 3 6M (efluen b). Larutan efluen (a) dan (b) kemudian dielektrodeposisi menggunakan larutan buffer (NH 4) 2SO 4 dengan arus 1,2 ampere dan tegangan 6,2 volt selama 2 jam. Endapan yang menempel di planset kemudian dikeringkan menggunakan aseton dan udara atmosfir. 3. Pengukuran dengan spektrometer-α Pengukuran dilakukan terhadap standar AMR-43, larutan standar U 3O 8 20% 235 U bersertifikat yang telah dilakukan proses elektrodeposisi serta planset sampel efluen radionuklida 235 U hasil pemisahan dengan metode penukar ion. Pengukuran radionuklida 235 U dilakukan dengan menggunakan spektrometer-α dengan waktu cacah 20000 detik. Hasil pengukuran berupa spektrum akan dievaluasi sehingga diperoleh kandungan radionuklida 235 U di dalam sampel. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran standar AMR-43 dimaksudkan untuk analisis secara kualitatif dalam spektrometer-α yang didasarkan pada penentuan tenaga puncak-puncak pada spektrum-α. Tenaga zarah alfa tertentu akan dipancarkan oleh radionuklida tertentu. Kalibrasi efisiensi detektor sawar muka silikon dianggap sama untuk berbagai macam tenaga zarah alfa. Besarnya efisiensi detektor-α adalah 40,16% digunakan untuk mengetahui kandungan radionuklida 235 U di dalam sampel PEB U 3Si 2-Al densitas 2,96 gu/cm 3 pasca iradiasi. Larutan standar U 3O 8 20% 235 U bersertifikat digunakan untuk mengetahui efisiensi proses elektrodeposisi yang dilakukan. Nilai Efisiensi elektrodeposisi diperoleh sebesar 78,74%, angka ini optimum mengingat proses yang dilakukan sudah 142

memperhitungkan faktor kandungan radionuklida 235 U dan proses elektrodeposisi. Hasil pencacahan radionuklida dari sampel yang telah dipisahkan dari pengotor terutama hasil belah dan telah dikenakan proses elektrodeposisi (Gambar 1) terlihat ada 3 spektrum isotop U dan 2 isotop Pu pada energi 238 U(E = 4,194 MeV), 235 U (E =4,397 MeV), 234 U (E =4,777 MeV), 239 Pu (E = 5,155 MeV), 238 [Aslina Br. Ginting, Pu (E = 5,486 MeV) 2012]. elusi kedua menggunakan aquadest hangat. Hal ini ditunjukkan dalam Gambar 2. Gambar 1. Spektrum isotop uranium dan plutonium di dalam sampel uranil nitrat awal Pada Gambar 1 terlihat bahwa di dalam sampel uranil nitrat mengandung isotop uranium dan plutonium. Puncak spektrum plutonium lebih tinggi dibandingkan dengan puncak-puncak radioisotop uranium. Keadaan ini disebabkan karena waktu paro plutonium sangat pendek dibandingkan dengan waktu paro 235 U ( 239 Pu 2,41.10 4 tahun, 235 U 7,04.10 8 tahun). Hal ini akan menyebabkan kesalahan dalam pembacaan spektrum, sehingga untuk mendapatkan kandungan radionuklida 235 U secara akurat perlu dilakukan pemisahan. Pemisahan uranium dan plutonium didasarkan pada prosedur ASTM C1411-01, dimana isotop uranium diubah dari bentuk kation menjadi bentuk anion menggunakan HCl dan selektif dengan jenis resin dowex 1x8 Cl -. Aquadest hangat dipakai sebagai bahan eluen yang dapat memperbesar pori resin sehingga uranium yang terikat di dalam resin dapat terlepas lebih banyak. Hasil efluen dilakukan proses elektrodeposisi, dan diperoleh endapan yang menempel pada planset diukur menggunakan spektrometer-α. Hasil pemisahan ini menunjukkan perbandingan tinggi puncak spektrum radioisotop uranium lebih tinggi dari tinggi puncak radioisotop plutonium. Radioisotop plutonium keluar lebih dahulu pada elusi pertama menggunakan HCl sedangkan radioisotop uranium yang terikat resin keluar pada Gambar 2. Spektrum efluen isotop uranium dan plutonium setelah melalui kolom penukar anion Pengaruh konsentrasi HCl terhadap efektifitas pemisahan diarahkan pada pemisahan antara uranium dengan plutonium di dalam sampel. Fraksi eluen yang sama dan konsentrasi yang lebih encer diharapkan dapat melepaskan uranium secara maksimum yang terikat dengan resin. Konsentrasi HCl optimum yang diperoleh untuk pemisahan ini adalah 6 M, hal ini dapat terlihat dari kandungan radionuklida 235 U yang terikat dalam elusi pertama lebih kecil sebesar 0,0055 g dan pada elusi kedua sebesar 0,1966 g. Adapun hasil hubungan antara konsentrasi HCl dengan kandungan 235 U dapat dilihat pada Tabel 1, Gambar 3-4. Tabel 1. Hubungan antara konsentrasi HCl dengan kandungan 235 U No Konsentrasi HCl (M) Proses Kandungan U (μg) 1 4 elusi-1 0,0464 elusi-2 0,1201 2 6 elusi-1 0,0055 elusi-2 0,1966 3 8 elusi-1 0,0164 elusi-2 0,1584 4 10 elusi-1 0,0055 elusi-2 0,0573 143

Gambar 3. Hubungan antara konsentrasi HCl dengan kandungan 235 U pada elusi-1 Gambar 4. Hubungan antara konsentrasi HCl dengan kandungan 235 U pada elusi-2 Tabel 2 menunjukkan pengaruh berat resin terhadap kandungan radionuklida 235 U yang terlepas pada elusi kedua. Hasil elusi menggunakan aquadest hangat dalam kolom menunjukkan bahwa eluen mengandung uranium lebih banyak dibandingkan dengan kandungan uranium dalam eluen HCl. Semakin berat resin yang digunakan ternyata tidak bisa memisahkan radionuklida 235 U secara maksimum pula. Ada batas optimum dimana resin bisa menangkap dan melepaskan radionuklida 235 U secara maksimum. Berat resin yang optimum untuk pemisahan isotop uranium adalah 1,2 g, dan kandungan radionuklida 235 U yang terdeteksi pada elusi pertama dan kedua sebesar 0,0055 μg dan 0,1966 μg. Tabel 2. Hubungan antara berat resin dengan kandungan 235 U No Berat resin (g) Proses Kandungan 235 U (μg) 1 1,0 elusi-1 0,0191 elusi-2 0,0901 2 1,2 elusi-1 0,0055 elusi-2 0,1966 3 1,5 elusi-1 0,0137 elusi-2 0,0956 4 2,5 elusi-1 0,0137 elusi-2 0,1065 Pemisahan radionuklida 235 U di dalam sampel larutan uranil nitrat bebas isotop Cs menggunakan kolom penukar anion diperoleh kondisi optimum dengan konsentrasi HCl 6 M, dan berat resin dowex 1x8 Cl - yang digunakan sebesar 1,2 g. Apabila kandungan radionuklida 235 U di kedua proses elusi dijumlahkan diperoleh sebesar 0,2021 μg. Kandungan radionuklida 235 U sebesar 0,2021 μg merupakan jumlah kandungan radionuklida 235 U yang diperoleh pada sampel 200 μl uranil nitrat. Jumlah ini lebih sedikit dibandingkan dengan kandungan radionuklida 235 U pada larutan uranil nitrat awal (sebelum proses penukar anion) sebesar 0,2785 μg. Hal ini menunjukkan bahwa ada selisih berat radionuklida 235 U sebesar 0,0764 μg atau 27,4% yang dimungkinkan masih terikat kuat di dalam resin. Kandungan radionuklida 235 U yang di dalam 200 μl sampel larutan uranil nitrat bebas isotop Cs sebesar 0,1966 μg atau setara dengan 743,4 μg didalam 0,036 g sampel PEB U 3Si 2-Al densitas 2,96 g/cm 3 pasca iradiasi. KESIMPULAN Analisis radionuklida 235 U pada larutan uranil nitrat hasil pelarutan PEB U 3Si 2-Al pasca iradiasi menggunakan metode penukar anion dapat dilakukan dengan baik. Kondisi optimum pada penelitian ini adalah konsentrasi HCl yang digunakan sebesar 6 M dan berat resin dowex 1x8 Cl- sebesar 1,2 g. Kandungan radionuklida 235 U dalam 0,036 g PEB U 3Si 2-Al densitas 2,96 g/cm 3 pasca iradiasi diperoleh sebesar 743,4 μg. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Ir. Aslina Br Ginting dan Sutri Indaryati atas masukan, diskusi serta kerja samanya di laboratorium Fisiko Kimia PTBN BATAN. DAFTAR PUSTAKA 1. Kihsoo Joe, Young-Shin Jeon, Jung-Suck Kim, Sun-Ho Han, Jong-Gu Kim, and Won-Ho Kim, 2005, Separation of Burnup Monitors in Spent Nuclear Fuel Samples by Liquid Chromatography, Bulletin of the Korean 144

Chemical Society, vol. 26, No. 4, page 569-574. 2. Jung Suk Kim, Young Shin Jeon, Kwang Soon Choi, Byung Chul Song, Sun Ho Han and Won Ho Kim, 2001, Burnup Measurement of Spent U3Si/Al Fuel by Chemical Method Using Neodymium Isotope Monitors, Journal of Korea Nuclear Society, vol. 33, No. 4, page 375-385. 3. R. Didiek Herhady, 1985, Analisis Hasil Uranium Teriradiasi Dengan Cara Spektrometri-α, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Bahan Murni dan Instrumentasi Nuklir, Yogyakarta. 4. AMERICAN STANDARD TEST METHODS, 1992, Standar Practice for The Ion Exchange Separation of Uranium and Plutonium Prior to Isotopic Analysis: ASTM No C-1411-01, Vol. 12.01. 5. Aslina Br. Ginting, Dian Anggraini, Boybul, Arif Nugroho, dkk, 2012, Pengembangan Metoda Pengujian Fisiko Kimia Bahan Bakar Nuklir Pasca Iradiasi, Dokumen Teknis Pusat Teknologi Bahan Bakar nuklir Nasional, Jakarta. TANYA DAN JAWAB Pertanyaan 1. Selain air panas apakah ada pelarut lain yang dapat digunakan sebagai elusi? (Rahmiati) 2. Parameter yang berpengaruh pada penelitian ini apa saja? (Lilis Windaryati) 3. Metode yang digunakan selain menggunakan metode spektrometr Alfa, apakah ada metode lain? (Pranjono) Jawaban 1. Sebagai bahan eluator bisa digunakan HCl dengan konsentrasi rendah (dibawah 5%) dan sebaiknya digunakan dalam kondisi hangat (T=50 o C) supaya bisa memudahkan proses elusi. 2. Selain jumlah resin dan konsentrasi HCl perlu dilakukan penelitian untuk rasio L/D (tinggi/diameter) kolom, dan bahan elusi uranium yang terikat dalam resin. 3. Metode analisis bisa dilakukan dengan menggunakan Spektrometri Massa. 145