## Urania

## Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Beranda jurnal: http://jurnal.batan.go.id/index.php/urania/

## PEMISAHAN DAN ANALISIS ISOTOP 137 Cs DALAM LARUTAN
ELEMEN BAKAR UJI U 3 Si 2 /Al DENSITAS 4,8 gU/cm 3 DENGAN

## BURNUP 60% MENGGUNAKAN METODE PENUKAR KATION
Yanlinastuti 1 , Arif Nugroho 1 , Aslina Br. Ginting 1 , Noviarty 1 , Boybul 1 , Iis Haryati 1 , Agus Jamaludin 1 , Erlina Noerpitasari 1 , Rosika Kriswarini 1
1 Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Limbah Radioaktif – BRIN Kawasan Sains dan Teknologi B.J. Habibie Gd.20, Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: yanl001@brin.go.id
(Naskah diterima: 15 –09–2022, Naskah direvisi: 29–09–2022, Naskah disetujui: 15–10–2022)

## ABSTRAK
PEMISAHAN  DAN  ANALISIS 137 Cs  DALAM  LARUTAN  ELEMEN  BAKAR  UJI  U 3 Si 2 /Al DENSITAS  4,8  gU/cm 3 DENGAN  BURNUP  60%  MENGGUNAKAN  METODE  PENUKAR KATION. Telah  dilakukan pemisahan  dan  analisis  isotop  cesium  dalam PEB  U 3 Si 2 /Al  densitas 4,8  gU/cm 3 kode  CBBJ  250 burnup 60%  dengan  metode  penukar  kation  menggunakan  zeolit Lampung dan resin Dowex. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui berat 137 Cs di dalam PEB U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 burnup 60%.  Potongan  PEB  U 3 Si 2/ Al  pada  bagian Bottom (B) , Middle (M) dan Top (T) masing-masing secara duplo dilarutkan dengan HCl 6 M dan HNO 3 6 M sehingga  diperoleh  larutan  bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al.  Pemisahan 137 Cs  dengan  metode  penukar kation menggunakan zeolit Lampung, larutan bahan bakar sebanyak 50 µL dalam suasana 2 mL HNO 3 0,1  M  diukur  dengan  spektrometer  gamma  untuk  mengetahui  berat 137 Cs  awal.  Larutan tersebut  dimasukkan  ke  dalam  kolom  yang  telah  berisi  zeolit  Lampung  kemudian  dialirkan dengan  kecepatan0,3  mL/menit.  Hasil  pemisahan  Isotop 137 Cs  terikat  pada  zeolit  dan  efluen mengandung  isotop  hasil  fisi  lainnya.  Pemisahan  menggunakan  resin  Dowex,  larutan  bahan bakar ditambahkan Cs carrier dan HCl kemudian dimasukkan ke dalam kolom berisi resin R-Cl - . Efluen  yang  keluar  dari  kolom  dimasukkan  kembali  ke  dalam  kolom  berisi  resin  R-NH 4 + .  Isotop 137 Cs  yang  terikat  resinR-NH 4 + di  dielusi  menggunakan  HCI  1  M,  kemudian  diukur  isotop 137 Cs menggunakan  spektrometer  gamma.  Hasil  pengukuran  isotop 137 Cs  pemisahan  menggunakan zeolit  Lampung  diperoleh  masing-masing  berat  isotop 137 Cs  dengan  kode  B1=0,1772  µg/g; B-2=0,1635  µg/g;  M-1=0,1395  µg/g;  T-1=0,1230  µg/g  dan  T-2=0,1036  µg/g  dengan recovery sebesar  B-1=99,54%;  B-2=98,98%;  M-1=98,99%;  T-1=99,38%  dan T-2=98,98%.  Sementara  itu, berat  rerata  isotop 137 Cs  pemisahan  dengan  resin  Dowex  diperoleh  masing-masing  sebesar B-1=0,1575  µg/g;  B-2=0,1470  µg/g;  M-1=0,1263  µg/g;  T-1=0,1140  µg/g  dan  T-2=0,0952  µg/g dengan recovery sebesar B-1=94,80%; B-2=95,35%; M1=97,94%; T-1=98,15% dan T-2=98,89%. Dari berat 137 Cs yang diperoleh disimpulkan bahwa metode pemisahan isotop 137 Cs dalam larutan bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al  menggunakan  zeolit  Lampung  maupun  resin  Dowex  tidak  mempunyai perbedaan  yang  signifikan,  sehingga  kedua metode  tersebut  dapat  digunakan untuk  pemisahan 137 Cs  dalam  bahan  bakar  nuklir.  Hasil  analisis  ini  digunakan  melengkapi  data  untuk  mengitung nilai burnup .
Kata kunci : pemisahan cesium, penukar kation, U 3 Si 2 /Al, zeolit Lampung, resin Dowex.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)

## ABSTRACT
SEPARATION  AND  ANALYSIS  OF 137 Cs  ISOTOPE  IN  U 3 Si 2 /Al  OF  4.8  gU/cm 3 FUEL SOLUTION  WITH  60%  BURNUP  BY  CATION  EXCHANGE  METHOD.  Separation  and analysis of  cesium  isotope  in  U 3 Si 2 /Al  fuel  with  a  density  of  4.8  gU/cm 3 and  60%  burnup  by  cation exchange  using  Lampung  zeolite  and  Dowex  resin  has  been  carried  out.  The  purpose  of  this research was to determine the weight of 137 Cs in the fuel. The U 3 Si 2 /Al fuel pieces by the Bottom (B), Middle (M) and Top (T) sections were dissolved in duplicate with 6 M HCl and 6 M HNO 3 to obtain  a  U 3 Si 2 /Al  fuel  solution.  The  separation  of 137 Cs  started  with  the  measurement    50  µL  of fuel solution in 2 mL of 0.1 M HNO 3 with a gamma spectrometer to determine the initial weight of 137 Cs. The solution was put into a column containing Lampung zeolite and then flowed at a speed of  0.3  mL/minute.  The  resulting 137 Cs  isotope  was  bound  to  the  zeolite  and  effluent  containing other fission isotopes. Dowex resin, Cs carrier, and HCl was added into fuel solution, then put into a  column  containing  R-Cl-  resin.  The  effluent  that  left  the  column  was  put  back  into  the  column containing the R-NH4+ resin. The 137 Cs isotope that was bound to R-NH4+ resin was eluted using 1 M HCI, then the 137 Cs isotope was measured using a gamma  spectrometer. The results of the 137 Cs  isotope  measurement  shows  the  weight  of  each  sample  with  code  B1=0.1772  µg/g; B-2=0.1635  µg/g;  M-1=0.1395  µg/g;  T-1=0.1230  µg/g  and  T-2=0.1036  µg/g  with  a  recovery  of B-1=99.54%; B-2=98.98%; M-1=98.99%; T-1=99.38% and T-2=98.98%. Meanwhile, the average weight  of  the 137 Cs  isotope  separated  by  Dowex  resin  was  B-1=0.1575  µg/g; B-2=0.1470  µg/g;  M-1=0.1263  µg/g;  T-1=0.1140  µg/g  and  T-2=0.0952  µg/g  with  a  recovery  of B-1=94.80%; B-2=95.35%; M1=97.94%; T-1=98.15% and T-2=98.89%. It was concluded that the method  for  separating 137 Cs  isotopes  in  U 3 Si 2 /Al  fuel  solution  by  using  Lampung  zeolite  and Dowex resin did not have a significant difference. Both methods can be used to separate 137 Cs in nuclear fuel. This analysis is used to complement the data to calculate the burnup value.
Keywords: cesium separation, cation exchange, U 3 Si 2 /Al, Lampung zeolite, Dowex resin.
. .
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin, Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)

## PENDAHULUAN
Elemen  bakar  uji  (EBU)  U 3 Si 2 /Al yang  berisi  tiga    pelat  elemen  bakar/PEB U 3 Si 2 /Al  masing –  masing  dengan  densitas 4,8  gU/cm 3 ,  salah  satunya  kode  CBBJ  250 telah  diiradiasi  di  Reaktor  Serba  Guna G.A.Siwabessy  (RSG-GAS)  hingga burnup 60%.  Selama  proses  iradiasi  hingga burnup 60 %, EBU tersebut menghasilkan beberapa hasil  fisi  dan heavy  element seperti 137 Cs, 134 Cs, 90 Sr, 235 U, 238 U, 234 U, 236 U, 239 Pu, 148 Nd, dan 143 Ce[1,2].  Adanya  hasil  fisi  dan heavy element tersebut dapat mempengaruhi unjuk kerja bahan bakar, sehingga perlu dibuktikan  dengan  melakukan  uji  pasca iradiasi. Pada  26  November  2018, PEB U 3 Si 2 /Al kode CBBJ 250 telah dikirim ke hot cell Instalasi  Radiometalurgi  (IRM)  untuk diakukan uji pasca iradiasi baik secara tidak merusak  dan  merusak.  Uji  tidak  merusak bertujuan untuk mengetahui adanya swelling ,  cacat  pada  permukaan,  distribusi gamma,  ketebalan  PEB,  sedangkan  uji merusak bertujuan untuk mengetahui perubahan  struktur  mikro  yang  disebabkan adanya  interaksi  antara  bahan  bakar  U 3 Si 2 dengan  matriks  Al  /  kelongsong  AlMg2  dan uji  fisikokimia  untuk  mengetahui  kandungan isotop  hasil  fisi  seperti  uranium  dan  cesium sebagai  pemancar  radiasi  sinar  alpha  dan gamma.
Pada  penelitian  tahun  2020  telah dilakukan  uji  tak  merusak  dan  merusak terhadap  PEB  U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  g/cm 3 kode CBBJ 251 burnup 40% [1],[3]. Hasil uji tak  merusak  menunjukkan  bahwa  tidak anomali  pada  kelongsong  maupun  PEB U 3 Si 2 /Al densitas 4,8 gU/cm 3 akibat iradiasi[3].  Sementara  itu,  hasil  uji  merusak
telah  diperoleh  nilai burnup rerata  untuk bagian Middle sebesar 40% dengan menggunakan isotop 137 Cs dan 235 U sebagai indikator[1].  Untuk  melengkapi  data  uji pasca  iradiasi  diatas  khususnya  analisis fisikokimia, maka pada penelitian ini dilakukan  pemisahan  cesium  di  dalam  PEB U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 kode  CBBJ 250  dengan burnup 60%.  Kandungan cesium selanjutnya digunakan untuk perhitungan burnup ,  untuk  membuktikan kesesuaian burnup yang  diperoleh  dengan perhitungan software Origen c o de [4].
Beberapa  metode  dapat  digunakan untuk  pemisahan  isotop 137 Cs  dalam  bahan bakar  nuklir  diantaranya  adalah  metode ekstraksi,  pengendapan  langsung  sebagai CsClO 4 dan penukar kation dengan menggunakan zeolit Lampung [4]-[5]. Validasi metode penukar
kation menggunakan  standar 137 Cs  SRM  4233E dengan penambahan zeolit Lampung maupun  resin  mempunyai recovery sebesar 99,93%[4],[6]. Oleh karena itu, pada penelitian  ini  digunakan  metode  penukar kation  dengan  penambahan  zeolit  Lampung dan  resin  Dowex  untuk  pemisahan  cesium dalam  PEB  U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 kode  CBBJ  250  dengan burnup 60%. Pemisahan 137 Cs  dengan  metode  penukar kation menggunakan zeolit Lampung diperoleh hasil bahwa cesium terikat dengan zeolit  dalam fasa padat dan hasil fisi lainnya berada  dalam  fasa  cair  seperti  persamaan (1)  dan  (2)  [4]-[7].  Kandungan  isotop 137 Cs dalam fasa padat selanjutnya diukur menggunakan spektrometer gamma
sehingga diperoleh berat 137 Cs dalam bahan bakar U 3 Si 2 /Al [7].
Zeolit(Mn + ) + NH 4+ Cl - → (NH 4 – Zeolit) + Mn + + Cl - (1)
(NH 4+ - Zeolit) + 137 Cs +HCl → ( 137 Cs –Zeolit) + NH 4+ Cl - + H + (2)
Zeolit  memiliki  rumus  empiris  x/n Mn+[(AlO 2 )x(  SiO 2 )y].zH 2 O.  Mn + berupa jenis kation yang dapat bergerak bebas dan dapat  disubstitusi  oleh  kation  lain.  Zeolit digunakan  sebagai  bahan  penukar  kation karena  merupakan  kristal  aluminosilikat terhidrasi  yang  mengandung  kation  alkali atau  alkali  tanah  dalam  kerangka  tiga dimensi  dan  banyak  diperoleh  di  Indonesia. Kerangka  dasar  struktur  zeolit  terdiri  dari unit  tetrahedral  AlO 2 dan  SiO 2 yang  saling berhubungan  melalui  atom  O.  Atom  Si 4+
akan  digantikan  oleh  Al 3+ ,  sehingga  terjadi defisiensi muatan positif.  Defisiensi muatan ini  akan  dinetralkan  oleh  kation  alkali  atau alkali tanah, seperti Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ dan Cs + di  dalam  rongganya  agar  menjadi senyawa  yang  lebih  stabil[7,8].  Fenomena inilah dasar  pemisahan isotop 137 Cs dengan metode  penukar  kation  menggunakan  zeolit Lampung.  Pemisahan  isotop 137 Cs  dalam larutan PEB U 3 Si 2 /Al setelah iradiasi menggunakan zeolit Lampung dengan larutan  sampel  bahan  bakar  cukup  kecil
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
yaitu  50  μL.  Hal  ini  dilakukan    untuk menghindari paparan radiasi terhadap pekerja radiasi di laboratorium.
Penggunaan metode kolom penukar kation  menggunakan  resin  Dowex  untuk pemisahan 137 Cs  dalam  bahan  bakar  nuklir, terlebih  dahulu  dilakukan  pemisahan  isotop uranium  dengan  metode  kolom  penukar anion  menggunakan  Dowex  (R-Cl).  Proses pengikatan  uranium  ke  dalam  resin  Dowex mengikuti  persamaan  reaksi  (3)  [8]-[10].
Berdasarkan  persamaan  reaksi  tersebut terlihat bahwa isotop uranium terikat dengan resin  anion,  sedangkan  isotop  cesium terlepas bersama larutan HNO 3 . Isotop 137 Cs yang  terikat  di  dalam  CsNO 3 kemudian dilewatkan  ke  dalam  kolom  penukar  kation Dowex  (R-NH4 + ).  Pada  proses  pertukaran kation  ini,  isotop  cesium  terikat  erat  dengan resin  kation,  sedangkan  ion  NH4 + terlepas bersama  ion  nitrat  membentuk  amonium nitrat seperti persamaan reaksi (4).
Res-N + -(CH 3 ) 3 Cl - + UO 2 (NO 3 ) 2 Cs → Res-N + -(CH 3 ) 3 UO 2 Cl 3 - + CsNO 3 + HNO 3 (3)
CsNO 3 + Res-N + -(CH 3 ) 3 NH 4 + → Res-N + -(CH 3 ) 3 + Cs +  NH 4 NO 3 (4)
Isotop 137 Cs yang terikat di dalam resin Res- N + -(CH 3 ) 3 + Cs, kemudian dielusi menggunakan larutan HCl konsentrasi rendah.  Larutan  HCl  konsentrasi  rendah akan  melepaskan  isotope 137 Cs  [11],[12],
reaksi pelepasan isotop 137 Cs menggunakan larutan  HCl  mengikuti  persamaan  reaksi (5)[11,12].  Isotop 137 Cs  yang  terkandung  di dalam  larutan  CsCl,  kemudian  diukur menggunakan Spektrometer gamma.
Res-N + -(CH 3 ) 3 + Cs + HCl → Res-N + -(CH 3 ) 3 H + + CsCl (5)
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah untuk  mengetahui  berat  isotop 137 Cs  dalam EBU  U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 kode CBBJ  250 burnup 60%  dengan  metode pemisahan.  Pemisahan 137 Cs  dilakukan dengan
metode penukar kation
menggunakan  zeolit  Lampung  dan  resin Dowex.
METODOLOGI
a. Kalibrasi spektrometer gamma dengan SRM 137 Cs
Sebelum  melakukan  pengukuran
137 Cs  menggunakan  Spektrometer  gamma dalam larutan bahan bakar U 3 Si 2 /Al densitas 4,8  gU/cm 3 kode  CBBJ  250 burnup 60%,
terlebih dahulu dilakukan kalibrasi Spektrometer  gamma.  Kalibrasi  dilakukan dengan  pengukuran  larutan  standar  SRM
137 Cs  sebanyak  7  (tujuh)  kali  pengulangan. Hasil  kalibrasi  akan  diperoleh  standard deviasi, presisi dan akurasi yang menunjukkan unjuk kerja (performance) dari alat tersebut untuk penentuan isotop 137 Cs.
b. Pemisahan 137 Cs menggunakan zeolit Lampung.
Pelat elemen bakar U 3 Si 2 /Al densitas 4,8 gU/cm 3 kode CBBJ 250 burnup 60%  dipotong  pada  posisi Bottom (B), Middle (M)  dan Top (T)  dengan  ukuran sekitar (3x3x1,37) mm 3 , kemudian dilarutkan
dengan  HCl  dan  HNO 3 sehingga  diperoleh larutan PEB  U 3 Si 2 /Al burnup 60%.  Larutan bahan  bakar  tersebut  kemudian  dipipet masing-masing  sebanyak  50  µL  secara duplo  dan  dimasukkan  ke  dalam  botol  vial dengan kode (B), (M) dan Top (T). Ke dalam botol  vial  tersebut  ditambahkan  2  mL  HNO 3 0,1 N dan dilakukan pengukuran menggunakan  spektrometer  gamma  untuk mengetahui  berat  isotop 137 Cs  sebelum dilakukan  pemisahan  menggunakan  zeolit Lampung. Pemisahan 137 Cs dengan metode penukar  kation  dilakukan  dengan  cara mengalirkan larutan bahan bakar U 3 Si 2 /Al ke dalam  kolom  yang  berisi  zeolit  Lampung seberat  700  mg  dengan  bantuan  pompa vakum  dengan  kecepatan  alir  0,3  mL/menit. Hasil  pemisahan  yang  keluar  dari  kolom berupa  fasa  air  (supernatant)  mengandung hasil  fisi  lainnya,  sedangkan  isotop 137 Cs terikat dengan zeolit dalam  pada fasa padat berupa  Cs-zeolit.  Padatan 137 Cs-zeolit  dan supernatan  kemudian  dianalisis  berat 137 Cs secara  kuantitatif  masing-masing  sebanyak 3  (tiga)  kali  pengulangan  menggunakan spektrometer gamma pada energi 661,7 keV dengan  waktu  cacah    500  detik  pada  jarak 17  cm  dari  detektor.    Hasil  cacahan  berupa area  dilakukan  evaluasi  untuk  penentuan berat 137 Cs  dan recover y  pemisahan 137 Cs dalam larutan sampel PEB U 3 Si 2 /Al densitas 4,8 gU/cm 3 burnup 60%.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin, Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
c. Pemisahan 137 Cs menggunakan resin Dowex
Larutan  bahan  bakar  PEB  U 3 Si 2 /Al dipipet  100  µL  ditambahkan  2  mL  air  bebas mineral  dimasukkan  ke  dalam  botol  gelas 10  mL,  kemudian  ditambahkan  Cs carrier sebanyak  20  μL  dan  1  mL  HCl  12M,  dan diaduk    perlahan-lahan  hingga  homogen. Keseluruhan  campuran  larutan  tersebut dimasukkan  ke  dalam  kolom  penukar  anion (kolom  pertama)  yang  berisi  resin  R-Cl - seberat  2,0  g.  Larutan  yang  keluar  dari kolom  penukar  anion  dikisatkan  hingga mendekati kering, kemudian dibasahi dengan  50  μL  HCI  6  M  hingga  terbentuk pasta.  Pasta  dilarutkan  menggunakan  air sebanyak  3  mL  sambil  diaduk  merata sehingga  diperoleh larutan  efluen  yang  siap dipisahkan  kandungan  cesiumnya  dengan metode  kolom  penukar  kation  (kolom kedua), Efluen dari kolom pertama dimasukkan  ke  dalam  kolom  berisi  resin R-NH 4 + dengan  berat  2,0  g  kemudian dialirkan  dengan  kecepatan  3  mL/detik. Cesium yang terikat dengan resin R-NH 4 + di dalam  kolom,    kemudian  dielusi  secara bertahap.  Elusi  kolom  kation  tahap  pertama digunakan  HCI  1  M  sebanyak  15  mL,  elusi kedua digunakan H 2 C 2 O 4 0,5 M sebanyak 25 mL  dan  tahap  ketiga  digunakan  air  5  mL. Larutan  bilasan  ditampung  dan  diukur  berat isotop 137 Cs ( 137 Cs yang lolos). Tahap akhir, isotop 137 Cs  yang  terikat  dengan  resin R-NH 4 + dielusi  dengan  larutan  HCI  1  M sebanyak  25  mL.  Efluen  Cs  dipanaskan diatas hotplate lalu ditambah HCl 6 M 3 mL,
kemudian dikisatkan hingga diperoleh volume ± 2 mL. Besarnya berat isotop 137 Cs dalam efluen diukur menggunakan
Spektrometer  gamma  dengan  waktu  cacah 500 detik. Hasil cacahan kemudian dievaluasi  untuk  mendapatkan recovery pemisahan  dengan  membandingkan  hasil pengukuran sebelum dan sesudah pemisahan  serta  berat 137 Cs  di  dalam sampel  PEB  U 3 Si 2 /Al    densitas  4,8  gU/cm 3 burnup 60%.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil kalibrasi spektrometer gamma
Hasil  kalibrasi  dengan  pengukuran standard  SRM 137 Cs  sebanyak  7 (tujuh)  kali pengulangan  menggunakan  spektrometer gamma  diperoleh  spektrum 137 Cs  seperti ditunjukkan pada  Gambar 1.  Spektrum hasil pengukuran  tersebut,  kemudian  dievaluasi sehingga  diperoleh  aktivitas 137 Cs  hasil pengukuran  dan  dibandingkan  dengan  nilai aktivitas 137 Cs  di  dalam  sertifikat.  Dari perbandingan  nilai  aktivitas  (Bq)  tersebut kemudian  diperoleh  akurasi  seperti  yang tertera  pada  Tabel  1.  Pada  Gambar  1 terlihat  bahwa  spektrum  standar  SRM larutan 137 Cs  hasil  pengukuran  dengan spektrometer gamma pada energi
661,7  keV,  hal  ini  sesuai  dengan  spektrum yang  terdapat  pada  rekomendasi  data. Spektrum ini selanjutnya digunakan sebagai dasar  pengukuran  isotop 137 Cs  yang  ada dalam  larutan    bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al densitas 4,8 gU/cm 3 kode CBBJ 250 burnup 60% setelah iradiasi.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
Tabel 1. Data Akurasi dan Presisi pengukuran standar SRM 137 Cs No Net Area (cacah) Cacah/detik (cps) Aktivitas Pengukuran (Bq) Aktivitas Sertifikat (Bq) 1 39358 39,358 25701,665
25384,49 2 39498 39,498 25793,088 3 39616 39,616 25870,145 4 39187 39,187 25589,998 5 39456 39,456 25765,662 6 39673 39,673 25907,367 7 39298 39,298 25662,484 Rerata 25755,773 SD 113,037 RSD (%) 0,439 Akurasi (%) 1,463 Uji t 1,241 t tabel 1,953 Kesimpulan hasil t hitung < t tabel Diterima Tabel  1  menunjukkan  bahwa  data hasil pengukuran
menggunakan spektrometer  gamma  diperoleh  aktivitas 137 Cs  rerata  sebesar  25755,77  Bq  dengan nilai relatif standar deviasi (RSD) cukup kecil yaitu  0,439%,  sedangkan  aktivitas 137 Cs dalam  sertifikat  25384,49  Bq,  dengan akurasi sebesar 1,463% lebih kecil dari 5%. Dengan adanya perbedaan hasil pengukuran  dengan  nilai  yang  tercantum pada  sertifikat  maka  perlu  dilakukan  uji statistik  menggunakan  uji  t  dengan  nilai konfidensi 95%. Hasil uji t menunjukkan nilai sebesar 1,241 lebih kecil dari pada nilai t- tabel (Critical  values  of  student’s  t  distribution, t 0.05 =1,953)[13]. Artinya tidak ada perbedaan
yang signifikan antara aktivitas hasil pengukuran dengan sertifikat, dengan demikian bahwa hasil pengukuran menggunakan  Spektrometer  gamma  cukup valid  digunakan  untuk  pengukuran 137 Cs dalam  larutan  bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al  setelah iradiasi.
b. Hasil pemisahan 137 Cs menggunakan
zeolit Lampung
Hasil pengukuran 137 Cs dalam larutan PEB U 3 Si 2 /Al menggunakan Spektrometer  gamma    dengan  waktu  cacah 500  detik  sebelum  dan  sesudah  pemisahan diperoleh  spektrum 137 Cs  seperti  yang terlihat pada Gambar 2 dan 3.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin, Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)

## Gambar 3. Spektrum 137 Cs dalam padatan zeolit setelah pemisaan
Spektrum 137 Cs pada Gambar 2 dan 3  yang dihasilkan  pada energi  661,7  keV  kemudian dievaluasi untuk mengetahui besarnya berat
137 Cs  sebelum  dan  sesudah  serta recovery pemisahan  melalui  kolom  penukar  kation menggunakan  zeolit  Lampung  di  dalam larutan  PEB  U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 burnup 60%.  Hasil  cacahan  isotop 137 Cs sebelum pemisahan diperoleh rerata 34,416 hingga  60,485  cps,  sedangkan  sesudah pemisahan  dengan  kolom  penukar  kation
menggunakan  zeolit  Lampung  diperoleh cacahan isotop 137 Cs sebesar 34,067 hingga 60,369  cps.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa isotop 137 Cs  terikat  dengan  zeolit  di  dalam kolom  sangat  baik,  dan  sedikit  yang  lolos bersama  hasil  fisi  lainnya  dari  dalam  kolom sebagai supernatan. Hasil cacahan sebelum dan  sesudah  pemisahan  digunakan  untuk menghitung  berat 137 Cs  di  dalam  padatan
137 Cs-zeolit  seperti  yang  ditampilkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Data 137 Cs sebelum dan sesudah pemisahan menggunakan zeolit Lampung No Kode Sampel Net area 137 Cs (Cps) Berat 137 Cs (µg/g) Recovery pemisahan (%) Sebelum pemisahan Sesudah pemisahan Sebelum pemisahan Sesudah pemisahan 1 B1-1 44,007 43,836 0,1770 0,1767 99,83 B1-2 41,952 41,536 0,1790 0,1776 99,24 Rerata 42,980 42,686 0,1780 0,1772 99,54 2 B2-1 39,783 39,673 0,1644 0,1631 99,32 B2-2 40,527 40,228 0,1670 0,1638 98,63 Rerata 40,155 39,950 0,1657 0,1635 98,98 3 M1-1 34,131 33,659 0,1400 0,1380 98,62 M1-2 34,701 34,475 0,1420 0,1410 99,35 Rerata 34,416 34,067 0,1410 0,1395 98,99 4 T1-1 59,892 59,837 0,1227 0,1225 99,91 T1-2 61,078 60,369 0,1248 0,1234 98,84 Rerata 60,485 60,103 0,1238 0,1230 99,38 5 T2-1 51,844 51,492 0,1054 0,1047 99,32 T2-2 51,199 50,496 0,1039 0,1025 98,63 Rerata 51,521 50,994 0,1047 0,1036 98,98
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
Tabel 2 menunjukkan bahwa sebelum  pemisahan  diperoleh  berat  rerata 137 Cs  berturut-turut  untuk  kode  B-1=0, 1780  µg/g;  B-2=0,1657  µg/g;  M-1=0, 1410 µg/g; T-1=0,1238 µg/g; dan T-2=0,1047 µg/g, sedangkan sesudah pemisahan  diperoleh  berat  rerata 137 Cs
berturut-turut  sebesar    B-1=0,1772  µg/g;
B-2=0,1635 µg/g; M-1=0,1395 µg/g; T-1=0,1230  µg/g;  dan  T-2=0,1036  µg/g. Berat 137 Cs  yang  diperoleh  menunjukkan bahwa  pemisahan  dengan  metode  penukar kation menggunakan zeolit Lampung mempunya  selektifitas  yang  sangat  baik untuk  mengikat 137 Cs.  Hal  ini  dapat dibuktikan  juga  dengan  perolehan recovery pada  setiap  sampel  pengukuran 137 Cs rerata  98,98  %  hingga  99,54%.  Fenomena ini  menunjukkan  bahwa  metode  penukar kation menggunakan zeolit Lampung seberat  700  mg  dalam  50  µL  larutan  bahan bakar  dapat  mengikat  isotop 137 Cs  secara sempurna.  Selektifitas  isotop 137 Cs  dengan zeolit  dalam  fasa  padat  dibuktikan  dengan keberadaan 137 Cs  dalam  supernatan  sangat kecil  seperti  ditunjukkan  pada  Tabel  3  dan Gambar 4.
Tabel 3.  Berat 137 Cs  dalam  supernatan menggunakan zeolit Lampung No Kode sampel Berat 137 Cs (µg/g) 1 B1-1 4,837E-06 B1-2 0,000E+00 Rerata 2,419E-06 2 B2-1 2,595E-05 B2-2 1,970E-04 Rerata 1,115E-04 3 M1-1 0,000E+00 M1-2 0,000E+00 Rerata 0,000E+00 4 T1-1 1,063E-04 T1-2 3,508E-05 Rerata 7,068E-05 5 T2-1 1,170E-04 T2-2 2,384E-06 Rerata 5,968E-05 Tabel  3  terlihat  bahwa  hasil pengukuran 137 Cs dalam supernatan diperoleh  berat 137 Cs  sangat  kecil.  Hal  ini dapat  dikatakan  bahwa  metode  penukar kation menggunakan zeolit Lampung seberat 700 mg dalam  50 µL larutan bahan bakar  setelah  iradiasi  dapat  mengikat cesium secara sempurna.
Gambar 4. Spektrum 137 Cs dalam supernatan pada energi 661,7 keV.
c. Hasil pemisahan 137 Cs menggunakan resin Dowex Hasil  pengukuran 137 Cs  sebelum dan  sesudah  pemisahan  dengan  metode penukar  kation  menggunakan  resin  Dowex ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Spektrum 137 Cs dengan  spektrometer  gamma  diperoleh
berupa cacahan area pada energi 661,7  keV.  Hasil  cacahan  sebelum  dan sesudah pemisahan digunakan untuk menghitung  berat 137 Cs  yang  terikat  dalam resin  Dowex  seperti  yang  ditampilkan  pada Tabel  4.  Tabel  4  terlihat  bahwa  cacahan isotop 137 Cs  sebelum  pemisahan  diperoleh
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin, Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
rerata  49,508 cps hingga  86,145  cps, sedangkan  cacahan  isotop 137 Cs  sesudah pemisahan  dengan  kolom  penukar  kation menggunakan resin Dowex diperoleh cacahan  isotop 137 Cs  rerata  48,963 cps hingga  81,662  cps.  Hasil  cacahan  ini digunakan  untuk  menghitung  berat 137 Cs  di dalam resin Dowex seperti yang ditampilkan pada Tabel 4. Pada Tabel 4 dapat diketahui bahwa  berat 137 Cs  sebelum  melewati  kolom penukar  kation  rerata  B-1=0,1575  µg/g; B-2=0,1470 µg/g; M-1=0,1263 µg/g; T-1=0,1140  µg/g  dan  T-2=0,0963  µg/g. Berat 137 Cs  sebelum  pemisahan lebih  besar dibandingkan  sesudah  melewati  kolom penukar
kation B-1=0,1575
µg/g;
B-2=0,1541 µg/g; M-1=0,1290 µg/g; T-1=0,1162  µg/g  dan  T-2=0,0952  µg/g dengan recovery rerata  sekitar  94,80% hingga  98,89  %.  Hal  ini  disebabkan  karena isotop 137 Cs  yang  terikat  di  dalam  resin kation  dielusi  menggunakan  larutan  HCl encer  sehingga 137 Cs  terbawa  larutan  elusi
(eluen)  keluar  dari  kolom  sebagai  efluen. Hasil pemisahan 137 Cs menggunakan metode kolom penukar anion (R-Cl) diperoleh  kandungan  isotop 137 Cs  yang terikat dalam resin sangat sedikit, sedangkan  kandungan 137 Cs  yang  lolos  dari kolom  cukup  besar.  Hal  ini  disebabkan karena  resin  anion  R-Cl  tidak  dapat mengikat  atau  bertukar  dengan  kation cesium.  Resin  R-Cl  dalam  bentuk  anion
hanya  dapat  mengikat  anion  uranium UO 2 (NO 3 ) 2 menjadi senyawa kompleks Res- N + -(CH 3 ) 3 UO 2 Cl 3 ,  sedangkan  isotop 137 Cs lolos  keluar  dari  kolom.  Berdasar  penelitian sebelumnya,  berat  resin  anion  R-Cl  yang digunakan  sebesar  2  g  dan  pemilihan larutan HCl 6 M sebagai bahan eluen sangat sesuai  untuk  mengelusi  isotop 137 Cs  dalam resin  anion,  sehingga 137 Cs  dapat  berpisah dengan  isotop  uranium.  Fenomena  ini menunjukkan  bahwa  isotop 137 Cs  sudah keluar  dari  kolom  dan  telah  terelusi  secara sempurna oleh larutan HCl 6 M.
Sementara  itu,  hasil  pemisahan
137 Cs  menggunakan  metode  kolom  penukar kation  (R-NH 4 + )  dengan  berat  resin  2  gram pada kolom kedua (sebelum dielusi) diperoleh  efluen  yang  mengandung 137 Cs dalam  jumlah  sangat  kecil  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 5. Hal ini menunjukkan  isotop 137 Cs  telah  terikat dengan  sempurna  bersama  resin  R-NH 4 + membentuk  Res-N + -(CH 3 ) 3 137 Cs  di  dalam kolom. Luas  cacahan  dari  spektrum  isotop 137 Cs  untuk  efluen,  dievaluasi  sehingga diperoleh kandungan 137 Cs di dalam potongan PEB U 3 Si 2 /Al.
Tabel 5 menunjukkan  bahwa  tidak  terdapat  isotop
137 Cs  dalam  efluen.  Hal  ini  menunjukkan bahwa metode penukar kation menggunakan  resin  Dowex  seberat  2  g dalam  100  µL  larutan  bahan  bakar  sangat selektif untuk pemisahan isotop 137 Cs.
Tabel 4. Data 137 Cs sebelum dan sesudah pemisahan menggunakan resin Dowex
No Kode Sampel Net area 137 Cs (Cps) Berat 137 Cs (µg/g) Recovery pemisahan (%) Sebelum pemisahan Sesudah pemisahan Sebelum pemisahan Sesudah pemisahan 1 B1-1 86,473 82,224 0,1664 0,1583 95,10 B1-2 85,816 81,100 0,1659 0,1567 94,50 Rerata 86,145 81,662 0,1661 0,1575 94,80 2 B2-1 79,623 76,768 0,1537 0,1482 96,41 B2-2 80,447 75,847 0,1545 0,1457 94,28 Rerata 80,035 76,308 0,1541 0,1470 95,35 3 M1-1 68,783 66,891 0,1303 0,1268 97,25 M1-2 67,322 66,406 0,1276 0,1258 98,64 Rerata 68,053 66,649 0,1290 0,1263 97,94 4 T1-1 60,195 58,638 0,1171 0,1141 97,41 T1-2 59,368 58,707 0,1152 0,1139 98,89 Rerata 59,782 58,673 0,1162 0,1140 98,15 5 T2-1 48,855 47,885 0,0960 0,0941 98,06 T2-2 50,162 50,041 0,0965 0,0962 99,76 Rerata 49,508 48,963 0,0963 0,0952 98,89
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
Tabel 5.  Data  isotop 137 Cs  dalam  efluen menggunakan resin Dowex. No Kode sampel Berat 137 Cs (µg/g) 1 B1-1 3,170E-04 B1-2 3,290E-04 Rerata 3,230E-04 2 B2-1 3,200E-04 B2-2 3,340E-04 Rerata 3,27,E-04 3 M1-1 3,59,E-04 M1-2 3,62,E-04 Rerata 3,61,E-04 4 T1-1 3,62E-04 T1-2 4,52E-04 Rerata 4,07E-04 5 T2-1 4,20E-04 T2-2 3,45E-04 Rerata 3,83,E-04 SIMPULAN Pemisahan dengan metode penukar kation menggunakan zeolit Lampung diperoleh  isotop 137 Cs  terikat  dengan  zeolit dalam  fasa  padat,  sedangkan  dengan metode kolom penukar kation menggunakan resin  Dowex  diperoleh 137 Cs  terikat  dengan resin  di  dalam  kolom  juga  sebagai  fasa padat. Recovery pemisahan 137 Cs menggunakan zeolit diperoleh pada B-1=99,54%;  B-2=98,98%;  M-1=  98,99%; T1=99,38%  dan  T-2=98,98%,  sedangkan menggunakan resin Dowex diperoleh B-1=94,80%;  B-2=95,35%;  M-1=  97,94%; T-1=98,15%;  dan  T-2=98,89%.  Berat 137 Cs di dalam supernatan pada proses pemisahan baik menggunakan zeolit
Lampung  maupun  resin  Dowex  yang diperoleh  sangat  kecil.  Metode  pemisahan 137 Cs  dengan  penukar  kation  menggunakan zeolit  Lampung  diperoleh  hasil  yang  lebih baik,  karena  sampel  yang  digunakan  lebih kecil,  prosesnya  lebih  mudah  dan  lebih aman bila dibandingkan menggunakan resin Dowex yang proses pemisahannya menggunakan  sampel  yang  lebih  banyak, sehingga  waktu  yang  diperlukan    lebih panjang  dan  mengakibatkan    berkurangnya isotop 137 Cs  pada  saat  proses.  Dari  data penelitian  yang  diperoleh  menunjukkan bahwa    kedua  metode  diatas  dapat digunakan  untuk  pemisahan 137 Cs  di  dalam larutan  PEB  U 3 Si 2 /Al.  Hasil  analisis  ini digunakan melengkapi data untuk mengitung nilai burnup bahan bakar.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan kepada    Bpk  Ir.  Supardjo  MT,  ibu  Sutri Indaryati  dan  rekan-rekan  yang  telah membantu pelaksanaan penelitian, sehingga dapat dituangkan dalam makalah ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. A.  B.  Ginting,  Supardjo,  Yanlinastuti, S.Indaryati, Boybul, “Perhitungan burn up PEB  U 3 Si 2 /Al  densitas  4,8  gU/cm 3 pasca iradiasi potongan bagian middle, ” Jurnal  Ilmiah  Daur  Bahan Bakar Nuklir Urania , vol. 25, no. 2, hal.
91 –106, 2020.
[2]. A.  B.  Ginting  dan  D.  Anggraini, “Metode  pengendapan  dan  penukar kation untuk pemisahan cesium dalam bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al ,” Jurnal  Ilmiah Daur  Bahan  Bakar  Nuklir Urania ,  vol. 22, no. 2, hal. 65 –132, 2016.
[3]. R.  Artika,  R.  Sigit,  A.  B.  Ginting, Supardjo, “Uji  tak  merusak  pelat elemen bakar U 3 Si 2 /Al densitas uranium  4,8  gU/cm 3 menggunakan radiografi sinar-X digital, ” Jurnal Ilmiah Daur  Bahan  Bakar  Nuklir Urania ,  vol. 25, no. 1, hal. 49 –56, 2020.
[4]. A.  B.  Ginting,  Boybul,  A.  Nugroho,  D. Anggraini,  R.  Kriswarini, “Pemisahan dan  analisis 137 Cs  Dan 235 U  dalam pelat  elemen  bakar  U 3 Si 2 -Al  pasca iradiasi  untuk  penentuan burn  up ,”.
Jurnal  Teknologi  Bahan  Bakar  Nuklir , vol.11, no.2, 2015.
[5]. A.  Nugroho,  D.  Anggraini,  Noviarty, “Analisis  isotop  Cs  dalam  proses pemisahan Cs dengan zeolit menggunakan  spektrometri- γ  untuk penentuan burn up, ” Jurnal Teknologi Bahan  Bakar  Nuklir ,  vol.  11,  no.  2, 2015.
[6]. A.  Nugroho,  D.  Anggraini,  Boybul,  S. Indaryati,  I.  Haryati,  R.  Kriswarini,  A. B. Ginting , “ Pemisahan cesium dalam PEB  U 3 SI 2 /Al  pasca  iradiasi  dengan metode kolom penukar kation menggunakan  resin  dowex ,” Jurnal Ilmiah  Daur  Bahan  Bakar  Nuklir Urania ,  vol.  24,  no.  2,  hal. 73−134, 2018.
[7]. D.  Anggraini  dan  R.  Kriswarini, “Penentuan  isotop  Cs  dari  unsur  Cs dalam  larutan  aktif  CsNO 3 ,” Jurnal Ilmiah  Daur  Bahan  Bakar  Nuklir Urania , Vol.15, No.1, 2009.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin, Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)
[8]. H.  Okashita  and  H.  Natsume, “A comparison  of  radiochemical  methods for Cesium-137 determination, ” Journal  of  Nuclear  Science  and Technology , 2012.
[9]. S.  A.  Abo-Farha,  N.  A.  Badawy,  A.  A. Emam  and  N.  M.  Moursy,  “Anion exchange  behavior  of  some  elements in acetic acid- hydrochloric acid media,”
Journal  of  American  Science ,  vol.  6, no.10, 2010.
[10].  J.  Real,  F.  Persin,  C.  Camarasa Cauret, “Mechanism  of  desorption cesium and stronsium erosols deposited  on  urban  surfaces, ” Journal of Environmental Radioactivity , vol. 62, no.1, 2012.
[11].  Boybul,  Yanlinastuti,  D.  Anggraini,  A. B.  Ginting,  A.  Nugroho  dan  R. Kriswarini, “Pengaruh  penambahan ion sulfat terhadap rekoveri pemisahan
uranium  menggunakan  metode  kolom penukar  a nion”, Jurnal  Ilmiah  Daur Bahan  Bakar  Nuklir Urania ,  vol.  23, no.3, hal 195 –204, 2017.
[12].  A.  Lesniewicz,  I.  Polowczyk,  K. Checmanowski,  T.  Szkozlecki,  P. Pohl, D. Jermakowicz-Bartkowiak, “Surface  activated  anion  exchange resins for synthesis and immobilization of  gold  and  palladium  nano  and microstructures, ”
Reactive and
Functional  Polymers  Journal ,  vol.124, pp. 90 –103, 2018.
[13].  D.  Anggraini,  Noviarty,  Yanlinastuti,  A. B.  Ginting,  R.  Kriswarini,  A.  Nugroho, Boybul, “Pemisahan  dan  analisis 137 Cs dari larutan pelat elemen bakar U-7%Mo/Al ,” Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Urania , vol. 22, no.3, hal.
133 –202, 2016.
Pemisahan dan Analisis 137 Cs dalam Larutan Elemen Bakar Uji U 3 Si 2 /Al Densitas 4,8 gU/cm 3 Dengan Burnup 60% Menggunakan Metode Penukar Kation (Yanlinastuti, Arif Nugroho, Aslina Br. Ginting, Noviarty, Boybul, Iis Haryati, Agus Jamaludin,
Erlina Noerpitasari, Rosika Kriswarini)

## HALAMAN INI DIBIARKAN KOSONG