PENGARUH ADITIF UREA DAN HMTA SERTA TEMPERATUR DAN WAKTU REDUKSI TEHADAP SPESIFIKASI KERNEL UO2 - Damunir . (Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir, 2009)
ABSTRAK PENGARUH ADITIF UREA DAN HMTA SERTA TEMPERATUR DAN WAKTU REDUKSI TERHADAP SPESIFIKASI  KERNEL UO2. Pengaruh  aditif urea dan heksa metilen tetra amin (HMTA) serta temperatur dan waktu reduksi terhadap spesifikasi kernel UO2 telah dipelajari.  Kernel UO2 dibuat dengan proses total gelasi uranium (TGU).  Sebagai  bahan dasar   digunakan  uranil nitrat, urea, HMTA, polivinil alkohol (PVA) dan tetra hidro furfural (THF).  Pertama kali dibuat 20 ml larutan campuran  uranil nitrat 1M,  urea divariasi 1-2 M, 1,6 g   PVA,  THF 2 M dan air.  Sambil  diaduk dan dipanaskan pada temperatur 70oC selama 20 menit sampai terbentuk larutan homogen. Setelah itu, larutan didiamkan selama 2 jam pada temperatur ruangan, kemudian HMTA  divariasi 1-2M dan  ditambahkan serta diaduk  agar terbentuk larutan sol. Untuk mendapatkan kernel UO2 bulat seperti bola, larutan sol diteteskan  kedalam larutan NH4OH 5 M pada temperatur ruangan,  menghasilkan gel, lalu direndam,  dicuci dengan amonia, air panas dan dikeringkan pada temperatur 150oC selama 4 jam, untuk menghilangkan sisa senyawa kimia yang tidak bereaksi. Setelah itu, gel  dikalsinasi pada 800oC selama 4 jam, menghasilkan kernel U3O8, Kemudian kernel U3O8 direduksi pada temperatur 850oC selama 2 jam dengan gas H2 dalam medium gas N2 pada tekanan 50 mmHg hingga  dihasilkan kernel UO2. Juga dipelajari pengaruh temperatur dan waktu reduksi kernel U3O8 hasil kalsinasi  gel pada kondisi yang sama. Gel yang digunakan mempunyai  komposisi,   UO2(NO3)2 1M, urea 1M, 1,6 g PVA, THF 2M dan HMTA 1M. Temperatur reduksi divariasi  dari 600-850oC dan waktu dari 1-4 jam. Spesifikasi kernel UO2 yang meliputi kerapatan, luas muka spesifik, jari-jari pori rerata dan  rasio O/U dianalisis.  Hasil analisis menunjukkan bahwa pembuatan  kernel UO2 dapat dilakukan  dengan proses gelasi total uranium, menggunakan uranil nitrat, urea, HMTA, PVA dan THF sebagai bahan dasar.  Perubahan konsentrasi aditif urea dan HMTA serta temperatur dan waktu reduksi berpengaruh terhadap spesifikasi kernel UO2. Kondisi relatif baik  diperoleh pada konsentrasi urea 1,8 M dan  HMTA 1,8 M, temperatur reduksi 800-850oC dan waktu reduksi 2 jam. Kernel UO2 yang dihasilkan mempunyai mikrostruktur halus, kerapatan sebesar 58,45 -66,70 % DT, luas muka spesifik sebesar 3,97-4,79 m2/g, jari-jari pori rerata sebesar 16,69-24,69 Å dan rasio O/U sebesar  2,04-2,09. Kata  kunci: Aditif, gelasi total uranium,  sol,  gel , karakterisasi,  spesifikasi    dan   mikrostruktur     ABSTRACT THE INFLUENCE OF THE UREA,  HMTA AS ADDITIVE, TIME AND TEMPERATURE OF REDUCTION ON UO2 KERNEL SPECIFICATION. The influence of  the urea and HMTA as  additives, time and  temperature  reduction on  UO2 kernel specification has been studied. UO2 kernel was  made up by  total gelation  process  uranium (TGU)). Uranyl nitrate, urea, HMTA, polyvinyl alcohol (PVA), and tetra hidrofurfural (THF), were used as base materials. First step,  20 ml  mixed  solution that consist of  1M uranyl nitrate, varied  1 to 2 M  urea, 1.6 g PVA, 2M THF,  and water. The were prepared  solution then was  stirred and  heated up to 70oC temperature  for 20 minutes to form homogenous solution. The solution then was left on room temperature for 2 hours. On that solution  HMTA that varied 1 M to 2 M was added  while being stirred in order to be  sol solutions. The sol solution was dropped into solution of  5 M NH4OH on  room temperature to get spherical UO2 kernel, then was soaked, washed using ammonia, hot water and dried at  150 oC for 4 hours  to remove chemical compound residue that was not reacted. After that, gel was calcinated at 800oC for 4 hours, to produce that U3O8 kernel, then followed  reduction process at  850oC for 2 hours using the H2 and N2 gases on 50 mmHg. The influence of   time and temperature reduction  on the calcinated U3O8 kernel at the  same conditions was also studied. The composition of used gel were 1M UO2(NO3)2, 1M urea, 1.6 g PVA, 2M THF   and 1M HMTA, and temperature reduction were varied from 600 to 850oC for 1 to 4 hours. UO2 kernel spesification were analyzed on their  density, spesific surface area, means pore radius and O/U ratio. The  result,  showed that  UO2 could  be produced by total  gelation process of uranium using  uranyl nitrate, urea, HMTA, PVA, and THF as constituent  materials. The varied concentration of  urea & HMTA,  time  and temperature  reductions have  influenced on UO2 kernel spesification.  The  relative condition was achieved on the composition  of 1.8 M urea, 1.8 M HMTA concentration,  temperature reduction  800-850oC for  2 hours of  time reduction. Resulted UO2 kernel  has fine  microstructure, the density was 58.45 – 66,70 % DT, spesific surface area was  3.97- 4.79  m2/g, mean  pore radius  was 16.69-24.69 Å and the O/U ratio was 2,04-2,09. Key words: The additive,  total  gelation   of  uranium,   sol,    gel,  characterization,  specification and microstructure