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

Sari

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.