PROSES GELASI EKSTERNAL PADA PEMBUATAN KERNEL URANIUM DIOKSIDA

AYU WULAN PRADHIPTA, Prof. Ir. Wahyudi Budi Sediawan, SU., Ph. D,

2011 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Proses gelasi merupakan tahapan proses pembuatan bahan bakar reaktor nuklir yaitu kernel UO2. Tahapan ini sangat penting dalam keseluruhan tahapan pembuatan kernel UO2 karena pada tahapan ini terjadi perubahan sol menjadi gel dalam bentuk butiran bulat kecil. Penelitian ini bertujuan untuk mendiskripsikan secara kuantitatif proses gelasi dan mendapatkan nilai parameter laju proses yaitu nilai DB dan k. Penelitan dilakukan dengan menyiapkan umpan sol uranil yang terbuat dari campuran uranil nitrat, polyvinyl alcohol/PVA ((C2H4 ) O )x dan tetrahydrofurfuryl alcohol/THFA (C5H10O2) yang kemudian diteteskan dengan jarum suntik ke dalam kolom gelasi berisikan medium ammonium hidroksida (NH4OH) sehingga menghasilkan endapan gel ammonium diuranate/ADU ((NH4)2U2O7). Gel ADU yang dihasilkan dari proses gelasi dianalisis dengan menggunakan analisis spektrofotometer untuk mengetahui kadar ammonium di dalam gel. Data penelitian diperoleh dengan perhitungan stoikiometri kadar ammonium di dalam gel berupa kadar uranium yang tergelasi dengan variasi diameter nozzle, tinggi kolom gelasi dan konsentrasi medium NH4OH. Reaksi yang terjadi pada proses gelasi adalah reaksi heterogen non katalis dimana reaksi terjadi di butir cairan I (UO2(NO3)2). Permodelan matematis yang digunakan sesuai atau cocok dengan nilai SSE (sum of square of errors) sebesar 2,9146e-05. Hasil simulasi dari permodelan matematis diperoleh nilai k sebesar 8,8023e-06 m3/mol.detik dan nilai DB sebesar 6,3574e-11 m2/detik.

Gelation process is one of the stages of making nuclear reactor fuel, which is UO2 kernel. This stage is very important in the overall stages of the manufacturing of UO2 kernel because at this stage there is a change of sol into a gel in the form of small spherical granules. This research aims to describe quantitatively the process of gelation and to get the values of the rate parameters which are DB and k. The sol is made of uranyl nitrate, polyvinyl alcohol/PVA and tetrahydrofurfuryl alcohol/THFA. The sol was fed using syienge in the gelation colomn which contains ammonium hydroxide (NH4OH). The reaction between the sol and NH4OH forms the gel. The gel which was made from the gelation process was analised using spectrofotometer to measure ammonium concentration. The ammonium concentration was used to calculate stoichiometrically the amount of gelated uranium. The reaction is non catalitic heterogenous reaction. The reaction occur in UO2(NO3)2. The mathematical modeling used in match with the data. Simulation results show that the rate constant (k) is 8.8023e-06 m3/mol.detik and the diffusion coeficient (DB) is 6.3574e-11 m2/detik.

Kata Kunci : gelasi, sol-gel, uranium dioksida (UO2), ammonium diuranat