KARAKTERISTIK KERAMIK MgAl2O4 UNTUK BAHAN BAKAR NUKLIR MATRIKS INERT (IMF) YANG DIBUAT DARI SERBUK HASIL HEM PADA SUHU SINTER 1500OC

Abstract

Terdapatkecenderungan bahwa di masa depan plutonium dan aktinida lain yang berumur panjangsebagai hasil samping PLTN akan menimbulkan masalah. Untuk mengatasi hal ini diperlukanbahan bakar reaktor daya yang lebih efisien. Salah satunya adalah bahan bakar matriks inert(IMF). Bahan bakar ini terdiri dari keramik yang inert (terhadap neutron) sebagai matriks danbahan fisil seperti uranium dioksida yang terdispersi atau larut padat di dalam matriks sebagaibahan bakarnya. Salah satu karakteristik yang diperlukan dari keramik matriks inert adalahrapat massa yang tinggi. Serbuk Al2O3 dan MgO dengan komposisi 50-50, 45-55 dan 55-45dalam % mol digerus dengan alat gerus listrik selama 1 Jam dan ball mill (HEM, high energymilling) selama 50 Jam. Serbuk hasil gerus dipres dengan tekanan 4 ton/cm2. Pelet hasil pres(mentah) kemudian disinter pada suhu 1500oC selama 2 Jam. Rapat masa pelet mentah dansinter ditentukan melalui penimbangan dan pengukuran dimensi. Pelet sinter selanjutnyadianalisis dengan difraksi sinar-x (XRD) dan mikroskop elektron (SEM). Hasil XRDmemperlihatkan bahwa semua keramik yang dibuat mempunyai struktur kristal kubik spinel.Keramik dengan komposisi 50-50 hasil HEM dapat disintesis dengan baik pada suhu 1500oCtetapi keramik yang sama dari serbuk awal tidak dapat disintesis dengan baik. Rapat massakeramik komposisi 45-55 dan 55-45 lebih rendah dari pada rapat massa keramik komposisi 50-50 karena ternyata kelebihan MgO dan Al2O3 tidak membentuk larutan padat spinel. Padasemua keramik fase kedua teramati. Meskipun serbuk hasil HEM lebih reaktif dari pada serbukawal, namun untuk mendapatkan rapat massa yang lebih tinggi waktu HEM perlu ditambah.