Pemungutan isotop hasil fisi 137Cs dan unsur bermassa berat dari bahan bakar U3Si2-Al paska iradiasi

Sari

Abstrak

Telah dilakukan pemungutan dan analisis isotop ¹³⁷Cs dengan unsur bermassa berat yang terkandung di dalam pelat elemen bakar (PEB) U₃Si₂-Al paska iradiasi. Tujuan dilakukannya pemungutan adalah untuk mendapatkan kandungan isotop ¹³⁷Cs , ²³⁵U dan ²³⁹Pu di dalam PEB U₃Si₂-Al paska iradiasi untuk selanjutnya dapat digunakan dalam perhitungan burn up. Pemungutan dilakukan dengan metode penukar kation menggunakan zeolit Lampung. Larutan U₃Si₂-Al paska iradiasi dipipet sebanyak 150 µL dan dimasukkan ke dalam 4 (empat) buah vial. Ke dalam masing-masing vial tersebut ditambahkan zeolit Lampung  dengan variasi berat 300, 400, 500 dan 600 mg. Selanjutnya dilakukan proses penukar kation dengan pengocokan selama 1 jam menggunakan shaker dengan kecepatan 20 rpm dan didiamkan selama 24 jam. Hasil proses penukar kation menunjukkan terpisahnya paduan ¹³⁷Cs-zeolit sebagai fasa padat dengan isotop U dan Pu sebagai  unsur bermassa berat (heavy element, HE) dalam fasa cair. Padatan ¹³⁷Cs-zeolit kemudian ditimbang dan dianalisis dengan spektrometer-g sehingga diperoleh kandungan isotop ¹³⁷Cs. Untuk mengetahui kandungan isotop U dan Pu sebagai HE di dalam fasa cair dilakukan pemipetan supernatan sebanyak 250 µL dan dikenakan proses elektrodeposisi menggunakan media buffer (NH₄)₂SO₄ 1M  pada kondisi kuat arus 1,2 Ampere dengan jarak elektroda 10 mm selama 2 jam. Selanjutnya dilakukan pengukuran dan analisis isotop U dan Pu menggunakan spektrometer-a. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa zeolit Lampung dengan berat 500 mg adalah berat optimum untuk memungut isotop hasil fisi (¹³⁷Cs) dari HE. Kandungan isotop ¹³⁷Cs diperoleh sebesar 0,0118 µg , isotop ²³⁵U sebesar 0,3110 µg dan unsur HE sebesar 1,5611 µg dengan deviasi pengukuran sebesar 0,00001 µg.

Kata kunci: Pemisahan, U₃Si₂-Al paska iradiasi, isotop, zeolit, spektrometer-a/g

Abstract

It has been done a recovery and analysis of ¹³⁷Cs isotope and heavy elements which are present in the irradiated U₃Si₂-Al fuel plates. The recovery is carried to obtain composition of ¹³⁷Cs, ²³⁵U and ²³⁹Pu isotopes which will be used for burn up calculation. The recovery has been done by cation exchange method with Lampung zeolites. About 150 µL of irradiated U₃Si₂-Al fuel plates solution has been taken and being placed into 4 vials. Moreover, a number of Lampung zeolites have been added into each vial with a variation of weight about 300, 400, 500 and 600 mg. A process of cation exchange has been carried out with a shaker at 200 rpm for 60 minutes and left it for 24 hours. The result of cation exchange process has indicated that there is separation between ¹³⁷Cs-zeolite and U-Pu which present in the liquid phase. The ¹³⁷Cs-zeolite are then weighed and analysed using a spectrometer-alpha. The analysis of U and Pu in the liquid phase has been done by taking 250 µl of supernatant solution and being processed with electrodeposition by using buffer media of (NH₄)₂SO₄ 1 M with a current of 1.2 Ampere and electrode’s distance at 10 mm for 2 hours. After the electrodeposition process, the solution has been analysed using spectrometer alpha to obtain the composition of U and Pu isotopes. The results show that the optimum weight of Lampung Zeolites for the separation from heavy elements in irradiated fuel plates is 500 mg. Furthermore, it has been obtained ¹³⁷Cs about 0.0118 µg, ²³⁵U 0.3110 µg and heavy elements 1.5611 µg with a measurement deviation about 0.00001 µg.

Keywords: Separation, solution of U₃S_i2-Al fuel plate irradiated, isotopes, zeolites a/g spectrometre