PENGARUH RASIO O/U TERHADAP PERUBAHAN FASE PADA HASIL PROSES OKSIDASI GAGALAN PELET SINTER UO2

Sari

ABSTRAK

PENGARUH RASIO O/U TERHADAP PERUBAHAN FASE PADA HASIL PROSES OKSIDASI GAGALAN PELET SINTER UO₂. Penanganan dan pemanfaatan gagalan pelet sinter dilakukan melalui proses oksidasi reduksi pada temperatur dan waktu tertentu. Proses oksidasi yang dilanjutkan dengan proses reduksi gagalan pelet sinter uranium oksida dapat menghasilkan serbuk UO₂ kembali, sehingga dapat digunakan sebagai serbuk awal bahan umpan dalam pembuatan pelet mentah. Selama proses oksidasi, gagalan pelet sinter UO₂ mengalami proses pemanasan dalam tungku dengan atmosfir udara, sehingga pelet UO₂ berubah fase menjadi serbuk U₃O_8. Terjadinya perubahan fase pada uranium oksida tersebut menunjukkan pengaruh temperatur oksidasi terhadap rasio O/U pada rentang temperatur 100 °C sampai dengan 1500 °C. Sedangkan perubahan O/U menentukan jenis fase yang terbentuk pada gagalan uranium oksida hasil oksidasi. Dengan demikian dapat diduga bahwa O/U sangat berpengaruh terhadap perubahan fase dan parameter kisi kristal dari fase yang terbentuk. Untuk mengetahui pengaruh rasio O/U terhadap perubahan yang mungkin terjadi pada fase yang terbentuk dan parameter kisi (panjang rusuk kisi) dari senyawa uranium oksida hasil proses oksidasi, maka diperlukan proses oksidasi gagalan pelet sinter UO₂ pada temperatur 600 °C dengan waktu bervariasi dari 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 jam. Selanjutnya dilakukan uji dan analisis rasio O/U dengan metode gravimetri serta uji dan analisis kristalografi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) terhadap gagalan pelet sinter UO₂ hasil oksidasi. Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa dari kurva antara rasio O/U dengan variasi waktu diperoleh korelasi dengan pendekatan persamaan O/U = -0,001 x² + 0,013 x + 2,649 dengan x adalah waktu dalam jam. Diperoleh nilai rasio O/U pada pelet sinter yaitu sekitar 2,66 sampai 2,68, sehingga gagalan pelet sinter yang telah dioksidasi pada suhu 600 °C dengan waktu tahan berbeda-beda memiliki fase U₃O₈. Korelasi O/U terhadap perubahan parameter kisi ”a” dapat didekati dengan persamaan y = -6,986 x + 24,78 sedangkan parameter ”c” dapat didekati dengan persamaan y = -7,276 x + 24,99 dengan x adalah angka rasio O/U.

KATA KUNCI: rasio O/U, proses oksidasi UO₂, gagalan pelet sinter, parameter kisi U₃O₈

ABSTRACT

THE EFFECT OF O/U RATIO ON THE PHASE CHANGE IN REJECT SINTERED UO₂ PELLETS AFTER OXIDATION PROCESS. Handling and utilization of reject sintered pellets have been performed by means of oxidation and reduction processes at certain temperature and time. An oxidation process followed by a reduction process of reject sintered uranium dioxide pellets can be used to recover the UO₂ powder, so that the UO₂ powder can be used as the feed in the making of raw pellets. During the oxidation process, reject sintered UO₂ pellets underwent heating process in the furnace in an air atmosphere, so the UO₂ pellets experienced change of phase into U₃O₈ powder. The occurrence of phase change on uranium dioxide shows the effect of oxidation temperature on the O/U ratio within a temperature range of 100 °C to 1500 °C. Meanwhile, the change of O/U determines the type of phase that is formed in the uranium dioxide pellets resulted from oxidation. Therefore it can be suggested that the O/U has high influence on the phase change of crystal lattice parameters of the phase that is formed. To find out the effect of the O/U ratio on the change that may take place in the phase that is formed and the lattice parameters (lattice lengths) of the uranium oxide compound from the oxidation process, the oxidation process of reject sintered UO₂ pellets was conducted at a temperature of 600 °C with variation of time of 1, 2, 3, 4, 5 and 6 h. Afterward, testing and analysis of the O/U ratio were carried out using gravimetry method and testing and analysis of the crystallography were accomplished using X-Ray Diffraction (XRD) for the reject sintered UO₂ pellets from the oxidation process. From the results of this study, it can be concluded that the plot of O/U ratio against time provides a correlation with an equation approximation of O/U = -0.001x² + 0.013x + 2.649 with x as the time in hour. The O/U ratio of the sintered pellets attained is around 2.66 to 2.68, thus the reject sintered pellets that have been oxidized at a temperature of 600 ^oC with different soaking time have a U₃O₈ phase. The correlation between O/U and the change of the lattice parameter ”a” can be approximated with the equation y = -6.986x + 24.78; whereas for the parameter ”c” it can be approximated with the equation y = -7.276x + 24.99 with x as the O/U ratio value.

FREE TERMS: O/U ratio, UO₂ oxidation process, reject sintered pellets, lattice parameter of U₃O₈