ABSTRAK PERBANDINGAN DENSITAS PELET UO2 HASIL PELETISASI MENGGUNAKAN SERBUK DAN MIKROSPIR UO2.Telah dilakukan pengembangan proses peletisasi menggunakan mikrospir UO2 sebagai pengganti serbuk UO2. Mikrospir bersifat speris, free flowing, porus dengan kekerasan tertentu (soft particle). Keunggulan penggunaan mikrospir pada proses peletisasi adalah tidak menimbulkan debu saat kompaksi dan lebih efektif dalam pengepakan sehingga tidak membutuhkan proses granulasi dan pelumas padat. Dihipotesakan bahwa penggunaan mikrospir UO2 dalam proses peletisasi akan memberikan densitas pelet sinter yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan serbuk UO2 pada parameter proses peletisasi yang sama. Mikrospir UO2 yang digunakan pada peletisasi ini berukuran 900 µm dan crushing strength 2,0 N/partikel , sedangkan serbuk UO2 yang digunakan berukuran antara 150-850 µm. Proses peletisasi mikrospir UO2 dan serbuk UO2 dilakukan dengan memvariasikan tekanan kompaksi antara 200 Mpa hingga 500 MPa dan disinter pada temperatur 1100 °C selama 6 jam dalam suasana campuran gas hidrogen dan nitrogen. Karakterisasi dilakukan pada pelet mentah dan pelet sinter mikrospir UO2 dan serbuk UO2 yang meliputi pengukuran dimensi, penimbangan berat dan pengukuran densitas. Pada variasi tekanan kompaksi diperoleh pelet mentah dan pelet sinter mikrospir UO2 dengan densitas lebih tinggi dibandingkan hasil peletisasi serbuk UO2. Diperoleh hasil bahwa densitas pelet mentah baik hasil kompaksi serbuk UO2 maupun mikrospir UO2 meningkat dengan bertambahnya tekanan kompaksi. Densitas pelet mentah mikrospir UO2 berkisar antara 82,1 -84,2 %TD. Pada kondisi penyinteran yang sama, baik kompakan serbuk UO2 maupun kompakan mikrospir UO2 memperlihatkan densitas meningkat dengan semakin besar tekanan proses kompaksi. Dari penelitian ini belum diperoleh pelet sinter UO2 dengan densitas sesuai persyaratan reaktor pengguna sehingga diperlukan penelitian lanjutan terkait parameter proses peletisasi dan spesifikasi mikrospir UO2 yang efektif dalam memberikan pelet sinter UO2 dengan densitas sesuai persyaratan.Kata kunci: peletisasi, UO2, mikrospir, serbuk, densitas.

ABSTRAKMIKROSTRUKTUR DAN KOMPOSISI FASA PELET SINTER UO 2 DENGAN PENAMBAHAN DOPAN LOGAM ZIRKONIUM. Telah dilakukan karakterisasi pelet UO 2 sebagai bahan bakar PWR dengan penambahan dopan logam zirkonium pada pelet UO 2 . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan logam zirkonium terhadap mikrostruktur dan komposisi fasa pelet UO 2 maupun stoikiometri (O/U) ratio. Logam zirkonium yang ditambahkan diharapkan terdistribusi merata dalam pelet UO 2 sehingga dapat meningkatkan kualitas pelet UO 2 . Pelet UO 2 difabrikasi dengan cara kompaksi dan penyinteran pada variasi penambahan logam zirkonium sebesar 0,3%, 0,5% dan 0,9%berat. Pelet UO 2 hasil kompaksi kemudian disinter pada temperatur 1700 o C dengan laju pemanasan 250 o C/jam selama 3 jam dalam media campuran gas hidrogen.Pelet UO 2 hasil sinter dikarakterisasi meliputi pengamatan visual, pengukuran densitas, pengamatan mikrostruktur menggunakan mikroskop optik dengan perbesaran 500x dan analisis fasa dengan difraksi sinar-X (XRD). Hasil analisis menunjukkan bahwa dengan penambahan dopan logam Zr sebesar 0,3%; 0,5% dan 0,9%berat tidak terdapat cacat maupun retak pada pelet UO 2 hasil sinter . Pelet sinter mempunyai rentang densitas 91%-93% TD dan memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar PWR. Sementara itu, hasil analisis mikrostruktur pelet UO 2 dengan variasi persentase logam zirkonium diketahui bahwa keberadaan logam zirkonium tidak dapat dikonfirmasikan. Sementara itu, hasil evaluasi data uji XRD menggunakan perangkat lunak HighScore melalui pencocokan kurva hasil uji dengan struktur dari data base diperoleh struktur dan komposisi fasa dalam pelet hasil sinter. Fasa yang terbentuk pada pelet sinter UO 2 tanpa penambahan Zr dan dengan variasi penambahan Zr adalah senyawa UO 2 dan UO 3. Fraksi senyawa UO 3 dalam pelet sinter UO 2 berbanding lurus dengan persentase penambahan zirkonium yang ditunjukkan oleh stoikiometrinya (O/U) berdasarkan fraksi fasa yang terbentuk.

Local electronic states around hydrogen and acceptor ions in SrZrO 3 are simulated by the DV-X molecular orbital method to examine their effects on protonic conductivity. The calculated ioncities of the acceptor dopant ion, M, and the surrounding six oxygen ions, O ðiÞ (i ¼ 1{6) are found to change largely with M in the doped oxide, where M's are Yb, Y, In, Al and Ga. There is a clear tendency that the protonic conductivity decreases as these ionocities around the dopant ion, M, deviate further from the ones around the Zr ion in un-doped oxide. Also, in a geometrical viewpoint, the bond order between M and O ðiÞ (i ¼ 1{6) ions is another indication to control the protonic conductivity. The presence of the slightly weaker M-O ðiÞ bond than the Zr-O bond causes small expansion of the MO 6 octahedron, and then gives a nearly symmetrical position for proton to move readily to the neighboring oxygen sites. These results are also found in the other oxides, BaZrO 3 and CaZrO 3 . Both the ionicity and the bond order are indeed useful parameters for the design of perovskite-type oxides with high protonic conductivity.