ANALISIS KUALITATIF DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK DIFRAKSI SINAR X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA PADUAN U-Zr

Masrukan Masrukan (Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir (PTBBN), BATAN Kawasan Puspiptek-Tangerang Selatan 15314, Banten)

Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Vol 14, No 2 (2008): April 2008

Abstrak Analisis Kualitatif Dengan Menggunakan TEKNIK Difraksi Sinar X PADA PENAMBAHAN UNSUR Zr TERHADAP PEMBENTUKAN FASA  PADUAN U-Zr. Paduan  U-Zr merupakan  salah satu jenis paduan uranium yang digunakan sebagai bahan bakar seperti bahan bakar Training Radioisotop General Atomic (TRIGA) dalam bentuk U-ZrH, reaktor Experiment Breeder Reactor (EBR), Integral Fast Reactor (IFR) dan lain-lain.   Pembuatan bahan bakar U-Zr dilakukan dengan teknik melebur logam U dengan Zr di dalam tungku lebur busur listrik (arc furnace)  pada variasi kadar Zr sebesar  2, 6, 10 dan 14 % (U-2Zr, U-6Zr, 10Zr dan U-14Zr). Penambahan logam Zr ke dalam paduan logam U mengakibatkan terbentuknya fasa   yang akan mempengaruhi  sifat-sifat padauan  U-Zr yang terbentuk sepertisifat   fisik, mekanik dan mikro-struktur. Paduan U-Zr hasil peleburan kemudian dipotong-potong dan dihaluskan permukaannya untuk  pengujian  fasa dengan menggunakan difraksi sinar x. Pengujian  difraksi sinar x dilakukan pada sudut antara 20 hingga 90o. Hasil pengujian menunjukkan  semua   sampel uji dapat teridentifikasi adanya fasa µ-U dan d1-U.   Pada paduan U-2Zr,  fasa  µ-U muncul pada sudut 2q sebesar 34,62 o;  35,325 o dan  39,325 o, pada hkl  110, 021 dan 111; dengan intensitas masing-masing sebesar  91,4   %; 100 % dan    47,3  %.  Pada paduan U-6Zr,  fasa µ-U muncul pada sudut  2q sebesar  34,580 o; 35,345 o; dan 39,210 o pada hkl 110, 021 dan 111 dengan intensitas  berturut-turut sebesar 89,8 %; 100 %; dan 52,2 %.  Untuk paduan U-10 Zr, fasa µ-U muncul pada sudut 2q sebesar 34,550 o;   35,925  o dan 38,925  o pada hkl  berturut-turut 110, 021, dan 110 dengan intensitas masing-masing sebesar  76,8 %,  100 %,  dan 32,7  %.  Sementara itu, pada padauan  U-14 Zr,  fasa µ-U muncul pada sudut  2q sebesar 30,49 o; 35,380 o, dan 76,405 o pada hkl berturut-turut 020, 021, dan 221 dengan intensitas masing-masing sebesar 89 %;  100 %; dan 22,3 %.   Untuk fasa  d1-U  paduan U-2Zr muncul pada sudut 2q  sebesar 35,325 º ; 60,035 o dan 64,235 o pada hkl berturut-turut 001, 211, dan 300 dengan intensitas masing-masing sebesar  100 %;  24,8% dan 7,7 %.   Pada paduan U-6Zr,  fasa  d-U muncul  pada sudut 2q sebesar  35,345; 64,270 dan 60,015 pada hkl  berturut-turut 001, 300 dan 220. Pada paduan U-10Zr,  fasa  d-U muncul pada sudut 2q 35,295; 64,200; dan 59,885 pada hkl   berturut-turut 001, 300, dan 220.  Sementara itu, pada paduan U-14 Zr fasa d-U muncul pada sudut 2q sebesar 35,380; 64,370; dan  59,885 pada hkl  berturut-turt sebesar 001, 300 dan 220. Dari pengujian  untuk menentukan fasa yang ada  dapat ditarik kesimpulan  bahwa  penambahan unsur Zr pada pemaduan U-Zr akan mengakibatkan  kenaikan jumlah fasa d-  U  sedangkan fasa  µ-U  mengalami penurunan.Kata kunci : Analisis kualitatif, difraksi sinar x, paduan U-Zr.ABSTRACT Qualitaif Analysis By Using X ray Diffraction TECHNIQUE At Addition Zr Elemets To FORMING OF  PHASE  IN U-Zr ALLOYS. U-Zr alloys represent one of type of uranium alloys which  is used as fuel  like fuel of Training of Radioisotope of General Atomic (TRIGA) in the form of U-ZrH,  Experiment Breeder Reactor ( EBR), Integral of Fast Reactor ( IFR) and others. Making of U-Zr  fuel conducted  by melting  U metal  and Zr in  arc furnace at variation  of  Zr content  of  2, 6, 10 and 14 % (U-2Zr, U-6Zr, 10Zr and U-14Zr). Addition of Zr  metal into U alloy  result formed its phses  that characteristic  from U-Zr alloys formed like physical characteristic, mechanic and microstrukture. The  result  of melting  U-Zr alloys is then cut to pieces and attenuated its surface for the examination of phases by using ray x difraction. X-ray difraction examination conducted at angle corner  between 20 to  90 o. Examination result show that all sampels test can be identified the  phases existence  of a- U and d1-U. At  U-2Zr alloy, the phase a - U emerge at angle 2q equal to  34,62 o; 35,325 o and 39,325 o at hkl  of   110, 021 and 111 successively  with the intensity of  of 91,4 %; 100 % and 47,3 % respectively. At U-6Zr alloy, a-U phase emerge at angle 2q equal to  34,580 o; 35,345 o; and 39,210 o at hkl of 110, 021 and 111 successively with the intensity  of 89,8 %; 100 %; and 52,2 % respectively. For the U-10 Zr alloy, a-U phase emerge at angle 2q equal to  34,550 o; 35,925 o and 38,925o at hkl  of 110, 021, and 110  successively with the intensity of   76,8 %, 100 %, and 32,7 % respectively. Meanwhile, at U-14Zr alloy a-U phase emerge at angle 2q equal to 30,49 o; 35,380 o, and 76,405 o at hkl of 020, 021, and 221 successively with the intensity of  89 %; 100 %; and 22,3 % respectively. For the U-2Zr alloys, d1-U emerge at angle 2q equal to 35,325 o ; 60,035 o and 64,235 o at hkl 001, 211, and 300  successively with the intensity of  100 %; 24,8% and 7,7 % respectively. At U-6Zr alloy, d1-U emerge at angle 2q equal to 35,345 o; 64,270  o and 60,015 o at hkl of 001, 300 and 220 successively. At U-10Zr alloys, d1-U phase  emerge at angle 2q equal to  35,295 o; 64,200 o; and 59,885 o at hkl of 001, 300, and 220 successively.  Meanwhile, at U-14 Zr alloys, d - U phase emerge at  2q equal to 35,380 o; 64,370 o; and 59,885 o at hkl of 001, 300 and 220. From examination to determine the existing phases can be pulled conclusion that addition of element Zr  at  alloying of U-Zr will result the increase  the d-U phases  while  the a-U decrease.Key words: Qualitative analysis, x ray  diffraction,  U-Zr alloy.