PENENTUAN BERAT ISOTOP CESIUM DAN URANIUM DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U3Si2/Al DENSITAS 4,8 gU/cm3

Abstract

PENENTUAN BERAT ISOTOP CESIUM DAN URANIUM DALAM PELAT ELEMEN BAKAR U3Si2/Al DENSITAS 4,8 gU/cm3 BURN UP 40%. Pelat elemen bakar (PEB) U3Si2/Al densitas 4,8 gU/cm3 telah diiradisi di Reaktor Serba Guna (RSG-GAS) dengan burn up 40%. Selama bahan bakar tersebut diradiasi di reaktor menghasilkan beberapa isotop hasil fisi seperti cesium, uranium dan isotop lainnya. Besarya isotop hasil fisi tersebut digunakan dalam perhitungan burn up untuk mengetahui unjuk kerja bahan bakar selama diradiasi di reaktor. Oleh karena itu, berat cesium dan uranium harus diketahui secara kuantitatif melalui proses pemisahan analisis fisikokimia. Pelat elemen bakar U3Si2/Al densitas 4,8 gU/cm3 bagian Middle dipotong secara duplo dengan berat M-1=0,056 g dan M-2=0,075 g, kemudian dilarutkan menggunakan HCl 6N dan HNO3 6N. Larutan PEB pasca iradiasi dipipet sebanyak 100 µL dimasukkan masing-masing kedalam 2 mL larutan HNO3, H2SO4 dan HCl 0,1N, selanjutnya dilakukan pemisahan cesium menggunakan metode penukar kation dengan penambahan 1000 mg zeolit Lampung. Hasil pemisahan diperoleh isotop cesium terikat dengan zeolit dalam fasa padat sedangkan uranium berada dalam fasa cair. Isotop cesium dalam fasa padat maupun dalam fasa cair diukur dengan spektrometer-g selama 10000 detik. Hasil pengukuran diperoleh spektrum 134Cs pada energi 604,7 dan 795,8 keV serta isotop 137Cs pada 661,7 keV. Sementara itu, pemisahan uranium dalam fasa cair dilakukan menggunakan metode kolom penukar anion dengan penambahan 1200 mg resin Dowex. Hasil pemisahan diperoleh spektrum isotop 238U pada energi 4,1943 MeV, 235U pada 4,397 MeV, 236U pada energi 4,494 MeV dan isotop 234U pada 4,777 MeV. Hasil evaluasi dari luas spektrum tersebut diperoleh berat isotop 137Cs dalam 0,056 g potongan PEB U3Si2/Al sebesar 4,08E-05 g; 4,53E-05 g dan 4,53E-05 g, sedangkan isotop 134Cs sebesar 4,84E-08 g; 5,30E-08 g dan 5,20E-08 masing-masing dalam pelarut HNO3; H2SO4dan HCl. Sementara itu, berat isotop 137Cs dalam 0,075 g potongan PEB U3Si2/Al diperoleh sebesar 5,93E-05 g; 5,90E-05 g dan 5,88E-05 g, sedangkan berat isotop 134Cs sebesar 5,23E-07 g; 5,29E-07g dan 5,08E-07g untuk masing-masing pelarut HNO3; H2SO4dan HCl. Berat isotop 238U,235U, 236U dan 234U dalam 0,056 g potongan PEB U3Si2/Al diperoleh sebesar 6,45E-03 g; 2,57E-03 g; 2,42E-06 g; dan 1,90E-05 g, sedangkan dalam 0,075 g PEB diperoleh sebesar 7,41E-03 g; 2,40E-03 g; 2,91E-06 g; dan 2,17E-05 g. Berat isotop 134Cs, 137Cs, 238U,235U, 236U dan 234U dalam 0,056 g PEB dan 0,075 g potongan PEB U3Si2/Al relatif sama dan selanjutnya digunakan sebagai data masukan untuk perhitungan burn up.Kata kunci: PEB U3Si2/Al pasca iradiasi, pemisahan, kation-anion, cesium, uranium.