Mikrostruktur dan Komposisi Fasa Pelet Sintear UO2 Dengan Penambahan Dopan Logam Zirkonium

Sari

Telah dilakukan karakterisasi pelet UO₂ sebagai bahan bakar PWR dengan penambahan dopan logam zirkonium pada pelet UO₂. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan logam zirkonium terhadap mikrostruktur dan komposisi fasa pelet UO₂ maupun stoikiometri (O/U) ratio. Logam zirkonium yang ditambahkan diharapkan terdistribusi merata dalam pelet UO₂ sehingga dapat meningkatkan kualitas pelet UO₂. Pelet UO₂ difabrikasi dengan cara kompaksi dan penyinteran pada variasi penambahan logam zirkonium sebesar 0,3%, 0,5% dan 0,9% berat. Pelet UO₂ hasil kompaksi kemudian disinter pada temperatur 1700⁰C dengan laju pemanasan 250 ⁰C/jam selama 3 jam dalam media campuran gas hidrogen. Pelet UO₂ 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 UO₂hasil sinter . Pelet sinter mempunyai rentang densitas 91% - 93% TD dan memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar PWR. Sementara itu, hasil analisis mikrostruktur pelet UO₂ 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 UO₂ tanpa penambahan Zr dan dengan variasi penambahan Zr adalah senyawa UO₂ dan UO_3. Fraksi senyawa UO₃ dalam pelet sinter UO₂ berbanding lurus dengan persentase penambahan zirkonium yang ditunjukkan oleh stoikiometrinya (O/U) berdasarkan fraksi fasa yang terbentuk.

Kata kunci: pelet UO₂ , logam Zr,  densitas, mikrostruktur, komposisi fasa