## Urania

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

## KARAKTERISASI TERMAL PELAT ELEMEN BAKAR U-7Mo/Al SEBAGAI BAHAN BAKAR REAKTOR RISET
Sayyidatun Nisa 1 , Ariyanti Saputri 1 , Sutri Indaryati 1 , Noviarty 1 , Supardjo 1 , Aslina Br. Ginting 1
1 Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir Bahan Bakar Nuklir – BATAN Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gd. 65, Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: nsayyidatun@batan.go.id
(Naskah diterima: 15 –04–2021, Naskah direvisi: 20–05–2021, Naskah disetujui: 28–06–2021)

## ABSTRAK
KARAKTERISASI  TERMAL  PELAT  ELEMEN  BAKAR  U-7Mo/Al  SEBAGAI  BAHAN  BAKAR REAKTOR RISET. Bahan bakar berbasis UMo/Al merupakan kandidat bahan bakar reaktor riset dan sebagai alternatif pengganti bahan bakar U 3 Si 2 /Al. Hal ini disebabkan karena paduan UMo/Al memiliki densitas uranium yang lebih tinggi yaitu sekitar 16,4 g/cm 3 dibandingkan dengan U 3 Si 2 /Al sebesar 12,2 g/cm 3 . Selain itu, paduan UMo mempunyai tampang lintang serapan neutron rendah dan proses olah ulang relatif mudah. Paduan U-7Mo/Al mampu mempertahankan fasa γ-U selama proses iradiasi, sehingga stabilitas bahan bakar di dalam reaktor tetap terjaga. Paduan U-7Mo telah difabrikasi  menjadi  mini  pelat  elemen  bakar  (PEB)  U-7Mo/Al.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah mengetahui  karakteristik  termal  dari  PEB  U-7Mo/Al  sebagai  masukan  kepada  fabrikator  bahan bakar reaktor riset dalam pembuatan bahan bakar berbasis UMo/Al. Karakterisasi termal dilakukan terhadap logam uranium, molybdenum, paduan UMo dan PEB U-7Mo/Al mengguakan Differential Scanning  Calorimetry (DSC)  Setaram.  Hasil  karakterisasi  termal  menunjukan  bahwa  PEB U-7Mo/Al stabil terhadap termal hingga 600 °C, karena pada temperatur 632,962 °C PEB U-7Mo/Al telah mengalami reaksi termokimia endotermik dengan  H= 144,318 J/g. Pada 656,186 ºC terjadi peleburan matriks Al dan kelongsong AlMg2 dalam PEB U-7Mo/Al dengan  H = 144,318 J/g. Pada temperatur 952,810 ºC hingga 1106,050 ºC, lelehan matriks Al berdifusi dengan UMo membentuk senyawa U(Mo,Al)x metastabil dan pemanasan hingga temperatur hingga 1211,760 ºC terbentuk layer UAlx (UAl 2 , UAl 3 dan UAl 4 ) dengan  H= –22,721 J/g.
Kata kunci: Sifat termal, DSC, PEB UMo/Al, reaktor riset.
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryati, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)

## ABSTRACT
THERMAL  CHARACTERIZATION  OF  U-7Mo/Al  FUEL  ELEMENT  PLATE  AS  RESEARCH REACTOR FUEL. UMo/Al-based fuel is a candidate for research reactor fuel and as an alternative to  U 3 Si 2 /Al  fuel.  This  is  because  the  UMo/Al  alloy  has  a  higher  uranium  density  of  16.4  g/cm 3 compared to U 3 Si 2 /Al of 12.2 g/cm 3 . In addition, the UMo alloy has a low neutron absorption cross section and its reprocessing process is relatively easy. The U-7Mo/Al alloy is able to maintain the γ-U phase during irradiation process so that the stability of the fuel in the reactor is maintained. The U-7Mo alloy has been fabricated into a U-7Mo/Al mini fuel element plate. The purpose of this study was  to  determine  the  thermal  characteristics  of  U-7Mo/Al  as  inputs  to  the  research  reactor  fuel fabricator in the manufacture of UMo/Al-based fuel. Thermal characterization was carried out for uranium, molybdenum,  UMo  and  the  fuel  element  plate  of  U-7Mo/Al  using  Differential  Scanning Calorimetry (DSC). The thermal characterization results show that the U-7Mo/Al fuel element plate is thermally stable up to 600 °C because it undergoes an endothermic thermochemical reaction at a temperature of 632.962°C with  H = 144.318 J/g. At 656.186 °C, the Al matrix and AlMg 2 cladding are fused in the U-7Mo/Al with  H = 144.318 J/g. At temperatures of 952.810 °C to 1106.050 °C, the molten Al matrix diffuses with UMo to form a metastable U(Mo,Al) X compound and heating to a temperature of 1211.760 °C forms a UAl X layer (UAl 2 , UAl 3 and UAl 4 ) with  H = –22,721 J/g.
Keywords: Thermal properties, DSC, UMo/Al fuel element plate, research reactor.
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryanti, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)

## PENDAHULUAN
Reaktor  Serba  Guna  G.A.  Siwabesssy (RSG-GAS) di Serpong menggunakan bahan bakar  U 3 Si 2 /Al  dengan  uranium  pengayaan rendah yaitu 19,75% 235 U. Konversi penggunaan  uranium  dari  pengkayaan  tinggi 90% 235 U  ke  pengkayaan  rendah  <20% 235 U merupakan  program  internasional  dalam pengembangan  bahan  bakar  reaktor  riset  di dunia  yang  diseponsori  oleh Department  of
Energy (DOE)-USA[1]. Perubahan
penggunaan  bahan  bakar  menjadi  uranium pengkayaan  rendah  (pada  desain  bahan bakar  dan  teras  reaktor  tetap)  diperlukan kompensasi peningkatan jumlah uranium. Hal ini dilakukan agar unjuk kerja bahan bakar di dalam  reaktor  dapat  dipertahankan  minimal sama  dengan  ketika  menggunakan  bahan bakar  pengkayaan  tinggi  [2].  Berkait  dengan hal  tersebut  maka  pengembangan  bahan bakar baru terus dilakukan, terutama pemilihan bahan bakar dispersi yang memiliki densitas  uranium  tinggi  seperti  U-Mo,  U-Zr, dan  U-Nb  sebagai  kandidat  bahan  bakar  di masa mendatang.
Paduan  U-Mo  cocok  untuk  dipromosi- kan  sebagai  bahan  bakar  dispersi  karena selain  memiliki  densitas  tinggi,  juga  mampu mempertahankan  fasa  kristal  -U  selama proses  iradiasi,  sehingga  stabilitas  bahan bakar  di  dalam  reaktor  dapat  dipertahankan. Paduan  U-Mo  adalah  paduan  biner,  bersifat ulet (ductile ) dan memiliki beberapa kelebihan diantaranya  mempunyai  struktur  kristal  bcc ( body cubic center ) di fasa  , tampang lintang serapan  neutron  Mo  rendah,  tahan  terhadap korosi,  densitas  16,4  g/cm 3 (nilai  densitas tergantung  %Mo),  dan  proses  olah  ulang mudah  untuk  dilakukan [3].  Densitas paduan U-Mo lebih tinggi dibandingkan dengan U 3 Si 2 hanya  sebesar  12,2  g/cm 3 [4].  Penggunaan bahan bakar dispersi berbasis UMo menjadikan  densitas  uranium  di  dalam  inti elemen  bakar  dapat  ditingkatkan  hingga  >8 gU/cm 3 .  Densitas  uranium  tersebut  sesuai dengan  yang  diperlukan  oleh  reaktor  riset terkait  pengalihan  penggunaan  uranium pengkayaan rendah. Oleh karena itu, paduan U-Mo  dengan  kandungan  Mo  antara  7  ~  10 %berat  memiliki  prospek  yang  sangat  baik untuk  digunakan  sebagai  bahan  bakar  nuklir dispersi dengan pengkayaan uranium rendah untuk pengganti paduan U 3 Si 2 [5] . Logam  molybdenum  (Mo)  merupakan salah  satu  unsur  golongan  VI  yang  dapat digunakan  sebagai  bahan  pemadu  logam uranium karena dapat meningkatkan stabilitas
logam uranium. Molybdenum memiliki derajat kelarutan  padat  -U  yang  tinggi.  Jika pendinginan lambat atau paduan mengandung <7%Mo,
kesetimbangan paduan  U(Mo)  dibawah  560 °C  berupa campuran  fasa  αU  dan  -(U 2 Mo),  sementara larutan padat γUMo terbentuk pada temperatur  tinggi  [5].  Fasa  -U  paduan  UMo sebagai  bahan  bakar  dispersi  memiliki  unjuk kerja yang baik selama irradiasi, tetapi selama proses  irradiasi  terbentuk  pori  yang  besar yang  menyebabkan  terjadinya  lapisan/ layer . Layer tersebut  merupakan  hasil  interaksi antara  partikel  bahan  bakar  U-Mo  dengan matriks  Al  yang  menyebabkaan  bahan  bakar menjadi tidak stabil. Pertumbuhan layer hasil interaksi  menyebabkan  kenaikan  temperatur bahan  bakar  (konduktivitas  termal  lebih rendah  daripada  matriks)  dan  memiliki densitas rendah sehingga pertumbuhan layer menyebabkan meat bahan  bakar  terjadi swelling cukup signifikan [6].
Sementara  itu,  penggunaan  aluminium untuk  matriks  bahan  bakar  reaktor  riset memiliki  sejarah  panjang,  yaitu  sejak  awal 1950 dengan adanya penelitian dan pengujian reaktor  untuk  pengembangan  reaktor  tipe Material Testing Reactor (MTR). Keunggulan Al sebagai bahan matriks bahan bakar antara lain mempunyai penampang serapan neutron rendah,  murah,  dan  kompatibel  dengan kelongsong  paduan  Al  seperti  AlMg2. Aluminium memiliki konduktivitas termal yang baik,  hal  ini  merupakan  parameter  yang diperlukan  dalam  unjuk  kerja  bahan  bakar reaktor riset karena sebagian besar perpindahan panas terjadi melalui matriks [7].
Hasil  penelitian  sebelumnya  yang dilakukan  dari  [8]  menyatakan  bahwa  kadar Mo  5 –  10%  dalam  paduan  uranium menghasilkan  fasa  yang  optimal,  sehingga BFBBN-PTBBN  memproduksi  paduan  UMo yang mengandung Mo dengan kadar 7%, 8%, 9% dan 10%. Paduan tersebut telah dianalisis secara  termal  maupun  dengan  pengujian lainnya,  penambahan  logam  Mo  sebagai pemadu  dengan  kadar  yang  berbeda  dapat mempengaruhi  sifat  termal  paduan  UMo. Semakin  tinggi  kadar  Mo  maka  fasa  pada paduan  semakin  stabil,  namun  konduktivitas termal  dan  densitas  paduan  akan  semakin menurun. Selain itu, pada penelitian sebelumnya dalam [9] telah dilakukan analisis perubahan  fasa  pada  paduan  UMo  variasi kandungan  Mo dan  telah  diketahui  entalpi, temperatur  lebur  dan  kapasitas  panas  dari masing-masing paduan. Hasil analisis
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryati, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)
kapasitas panas menunjukkan bahwa paduan U-7Mo  mempunyai  kestabilan  panas  lebih baik dibanding dengan paduan U-8Mo dan U- 9Mo. Dengan demikian, paduan UMo dengan kandungan  Mo  sebesar  7%berat  telah difabrikasi menjadi bahan bakar pelat elemen bakar (PEB) U-7Mo/Al.
Perbedaan  kandungan  Mo  dan  jumlah matrik  Al  dalam  PEB  UMo/Al  diprediksi mempunyai  karakter  fasa  dan  sifat  termal yang  berbeda  sehingga  perlu  dilakukan analisis  karakter  termal  untuk  mengetahui kesetabilan  paduan  U(Mo)  dan  terjadinya pembentukan campuran fasa αU,  (U 2 Mo) dan layer U(Mo,Al) X menggunakan  DSC.  Hal  ini bertujuan  untuk  melengkapi  data  termal paduan  U-Mo  dan  PEB  U-7Mo/Al  yang  telah diperoleh pada penelitian sebelumnya sehingga  data  tersebut  dapat  digunakan sebagai  acuan  dalam  fabrikasi  PEB  UMo/Al densitas  uranium  tinggi  untuk  bahan  bakar reaktor riset.

## METODOLOGI
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini  adalah  PEB  U-7Mo/Al  hasil  fabrikasi  dari BFBBN,  standar  logam  Mo,  dan  Al  dengan kemurnian  99,99%  dari  Sigma  Aldrich. Karakterisasi  termal  dilakukan  terhadap logam  uranium,  standar  logam  Mo,  logam  Al dan PEB U-7Mo/Al menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) Labsys Evo dari Setaram-Perancis. Logam uranium ditimbang seberat maksimal 50 mg, kemudian
dimasukkan  ke  dalam  krusibel  alumina. Krusibel  sampel  dan  krusibel  blangko dimasukkan ke dalam chamber DSC rod dan locking  balance ditutup.  Gas  argon  dialirkan ke  dalam chamber dengan  kecepatan  alir sebesar  2  mbar/detik  sampai  tekanan  dalam chamber mencapai  1  atm.  Air  pendingin dialirkan  dengan  tekanan  2  bar  secara  terus menerus sampai pengukuran selesai. Logam uranium  dalam  krusibel dipanaskan  di  dalam tungku  DSC  dari  temperatur  30  ºC  hingga 1450  ºC  dengan  kecepatan  pemanasan  20 ºC/menit.  Dengan  prosedur  yang  sama dilakukan pengukuran termal untuk logam Mo dan  PEB  U-7Mo/Al,  sedangkan  untuk  logam Al pemanasan dilakukan pada temperatur 30 ºC  hingga  750  ºC  dengan  kecepatan pemanasan  20  ºC/menit.  Hasil  pengukuran karakter  termal  diperoleh  berupa  termogram DSC dengan membentuk puncak endotermik atau eksotermik yang menunjukkan besarnya temperatur  peleburan,  perubahan  fasa  dan entalpi dari sampel uji. Termogram DSC yang dihasilkan kemudian dievaluasi untuk mengetahui  besaran  temperatur  peleburan, temperatur  perubahan  fasa  dan  entalpi  dari logam uranium, logam Mo dan PEB U-7Mo/Al.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi termal menggunakan DSC pada pemanasan 30 °C hingga 1450 °C diperoleh  hasil  bahwa  logam  uranium mengalami perubahan fasa α, β dan  seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Termogram logam standar uranium
Perubahan fasa logam uranium ditunjukkan dengan terjadinya reaksi termokimia  endotermik  pada  661,290  °C, 770,416 ºC  dan 1138,652  ºC.  Pada temperatur 661,290 °C terjadi perubahan fasa
 menjadi  dengan  membutuhkan  sejumlah panas  sebesar  H=  7,228  J/g  serta  terjadi perubahan fasa  menjadi  pada temperatur 770,416  ºC  dengan  panas  yang  dibutuhkan sebesar  H=  10,781  J/g.    Pada  temperatur
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryanti, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)
1138,652 ºC terjadi peleburan logam uranium dan perubahan fasa dari logam bersifat padat menjadi  cair  dengan  panas  yang  dibutuhkan sebesar  H=  5,745  J/g.  Hasil  karakterisasi termal logam standar uranium yang diperoleh sesuai dengan karakter termal dari literatur[10].
Hasil analisis termal logam Mo sebagai bahan  pemadu  uranium  dalam  bahan  bakar UMo ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Termogram logam molybdenum
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  logam Mo  sangat  stabil  dan  tidak  mengalami perubahan fasa hingga pemanasan 1450  ºC. Titik lebur logam Mo berada pada temperatur 2620 ºC sehingga proses peleburan logam Mo tidak  dapat  diamati.  Sementara  itu,  logam  Al yang digunakan sebagai matriks bahan bakar PEB  UMo/Al,  pemanasan  hingga  temperatur 750  ºC  menghasilkan  reaksi  termokimia seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.
Pada Gambar 3 diketahui bahwa terjadi reaksi termokimia endotermik pada
temperatur  650,370  °C  hingga  656,051  ºC.
Reaksi  endotermik  tersebut  menunjukkan awal  terjadinya  perubahan  fasa  untuk peleburan  matriks  Al  dan  perubahan  fasa padat  menjadi  cair  dengan  membutuhkan sejumlah panas atau entalpi sebesar  H= 397,108 J/g. Hasil analisis yang diperoleh dari  pengukuran  logam  uranium,  Mo,  dan matriks  Al  sesuai  dengan  diagram  fasa  dan sifat  fisisnya  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 4. Gambar 4.a menunjukkan diagram fasa  paduan  U-Mo  dan  Gambar  4.b  adalah diagram fasa U-Mo-Al.
. Gambar 3. Termogram logam Al standar
(a) (b)
Gambar 4. Diagram fasa (a) biner paduan U-Mo[11], dan (b) terner U-Mo-Al[12]
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryati, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)
Bahan  bakar  UMo/Al  yang  terdiri  dari partikel  U-Mo  didispersikan  merata  dalam matriks aluminium dengan perbandingan 6:1. Akibat adanya pemanasan hingga temperatur 1450 °C menyebabkan terjadi reaksi termokimia  paduan  U-Mo  dengan matriks  Al. Hal  ini  disebabkan  oleh  adanya  pengikatan atau difusi lelehan Al ke dalam bahan bakar U- Mo secara cepat. Lelehan  matrik Al
mempunyai  kontak  antar  muka  dengan  gaya gerak yang lebih besar sehingga terjadi ikatan intermetalik lelehan Al dengan UMo membentuk  senyawa  U(Al,Mo) X .  Peneliti Fliming  dan  Johnson  dari Oak  Ridge Research Reactor menyatakan bahwa reaksi termokimia  pada  bahan  bakar  UMo/Al  terjadi dengan  tahapan reaksi sebagai berikut [10].
UMo + Al padat → UMo + Al padat (perubahan fasa Al pada 650,370 °C) (1)
UMo + Al padat → UMo + Al cair (peleburan Al pada 656,051 ºC)
(2)
UMo + Al cair → UMo + U(Al,Mo) x (interdifusi pada 952,810 °C) (3)
U(Al,Mo) x → UAl x (UAl 4 , UAl 3 dan UAl 2 ) (pembentukan senyawa pada 1155,466 °C) (4)
Reaksi termokimia (1) pada temperatur 650,370 °C  mulai  terjadi  perubahan  fasa matriks  Al.  Reaksi  termokimia  (2)  pada temperatur 656,051 °C matriks Al mengalami peleburan  dengan  membutuhkan  panas sebesar  H=  397,108  J/g  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 3. Reaksi termokimia  (3)  terjadi  pengikatan  atau  difusi lelehan  matriks  Al  ke  dalam  bahan  bakar U-7Mo pada temperatur 952,810-1106,050°C.
Hal ini disebabkan lelehan matrik Al (fasa cair) mempunyai  kontak  antar  muka  dengan  gaya gerak  yang  lebih  besar  sehingga  ikatan intermetalik lelehan Al dengan UMo membentuk  senyawa  U(Al,Mo) X metastabil. Pemanasan lebih lanjut yaitu pada temperatur 1155,466  °C terjadi reaksi  dekomposisi  UAlx membentuk  senyawa  baru  UAl 4 ,  UAl 3 dan UAl 2 seperti  yang  terjadi  pada  persamaan reaksi  (4).  Pembentukan  senyawa  baru  ini harus dibuktikan lebih lanjut dengan melalukan analisis mikrostruktur. Hasil penelitian  Aslina,dkk  yang  telah  melakukan analisis  mikrostruktur  terhadap  PEB  U 3 Si 2 /Al densitas 2,96 gU/cm 3 pasca iradiasi menunjukkan terbentuknya lapisan UAlx pada meat bahan bakar dengan ketebalan sekitar 1,839 μm[13].
Pada  penelitian  sebelumnya,  telah dilakukan karakterisasi termal terhadap paduan  UMo  dengan  variasi  kandungan  Mo 7%,  8%,  dan  9%  [9].  Fenomena  reaksi termokimia  dari  ketiga  sampel  tersebut ditunjukan  pada  Gambar  5.  Pada  masing- masing  sampel  terjadi  perubahan  fasa  dari  +  menjadi  +  pada temperatur 578,630ºC dan perubahan fasa  +  menjadi  +  terjadi  pada  temperatur  606,500  ºC.
Pada temperatur 700,760 ºC terjadi perubahan fasa dari
 +  menjadi  +  sedangkan pada temperatur 1075,450ºC  terjadi  perubahan  aliran  panas ( heat  flow )  yang  ditunjukan  terjadinya perubahan fasa  +  menjadi  Pada temperatur  1161,200  ºC,  paduan  UMo  7% mengalami  reaksi  endotermik  dengan  panas yang dibutuhkan sebesar  H = 16,865 J/g dan pada  temperatur  1329,950  ºC  terjadi  reaksi eksotermik  dengan  melepas  panas  sebesar  H = -5,082 J/g. Paduan UMo 8% mengalami reaksi termokimia pada temperatur 1168,900ºC dengan menyerap panas sebesar  H=  17,253  J/g  dan  terjadi  interaksi  antara uranium  dengan  molybdenum  membentuk puncak  eksotermik  dengan  melepas  panas sebesar  H  =  -6,477  J/g  pada  temperatur 1363,910 ºC. Sedangkan untuk paduan UMo 9% terjadi reaksi endotermik pada temperatur 1177,210ºC  dengan  membutuhkan  panas sebesar  H= 18,170  J/g  dan  melepas  panas pada  temperatur  1335,570  ºC  sebesar
 H = -8,625 J/g. Terdapat  perbedaan  fenomena  reaksi perubahan fasa pada termogram hasil analisis paduan UMo dengan kandungan Mo sebesar 7% (a), 8% (b), dan 9% (c) yaitu puncak ke-2 pada  paduan  UMo  7%  dan  8%  tidak  disertai dengan reaksi termokimia endotermik. Kandungan  Mo  9%  mempunyai  Mo  berlebih untuk menghasilkan reaksi termokimia endotermik  dengan  panas  yang  dibutuhkan sebesar ΔH=  6,599  J/g.  Semakin  banyak kadar  Mo  dalam  paduan  UMo  maka  panas reaksi  yang  dibutuhkan  dan  dilepaskan semakin meningkat.
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryanti, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)
(a) (b) (c)
Gambar  5.  Termogram  paduan  UMo dengan
kandungan  Mo  (a)  7%  (b)  8%  (c) 9%[9]. Hasil  karakterisasi  termal  PEB  U-7Mo/Al menggunakan DSC hingga temperatur 1450 ºC diperoleh termogram yang ditunjukan pada Gambar 6. Kondisi operasi normal pada reaktor riset berkisar pada temperatur 140 ºC namun  untuk  mempelajari  kemungkinan lepasan  energi  reaksi  termokimia  bila  terjadi kecelakaan  maka  dilakukan  pemanasan hingga  1450  ºC  sesuai  dengan  fenomena perubahan  fasa  yang  terjadi  pada  uranium. Reaksi  termokimia  yang  terjadi  pada  PEB U-7Mo/Al  menunjukkan  adanya  persamaan dengan  fenomena  reaksi  termokimia  pada logam aluminum dan paduan UMo.
Gambar 6. Termogram PEB U-7Mo/Al.
Gambar  6  menunjukkan  bahwa  pada temperatur 610,800 ºC terjadi titik rekristalisasi matrik Al dan kelongsong AlMg2. Pada 632,962 ºC mulai terjadi perubahan fasa yang diikuti oleh reaksi termokimia endotermik pada 662,945 ºC yang menunjukkan terjadinya peleburan matriks Al dan kelongsong  AlMg2  dengan  menyerap  panas
sebesar  H = 144,318 J/g. Reaksi peleburan matriks Al dalam PEB U-7Mo/Al sama dengan fenomena peleburan pada standar Al. Lelehan matriks  Al  mengikat  dan  berdifusi  dengan U-7Mo  membentuk  fasa  baru  yaitu  fasa metastabil U(Al,Mo) X pada temperatur 952,810-1106,050 ºC dengan melepas sejumlah  panas  H  = –22,407  J/g  [13].
Karakterisasi Termal PEB U-7Mo/Al Sebagai Bahan Bakar Reaktor Riset (Sayyidatun Nisa, Ariyanti Saputri, Sutri Indaryati, Noviarty, Supardjo, Aslina Br. Ginting)
Fenomena  difusi  matriks  Al  dengan  paduan U-7Mo  menyebabkan  terjadi  pembentukan senyawa baru UAl x seperti UAl 2 , UAl 3 dan UAl 4 dan  UMo  yang  lebih  stabil  pada  temperatur 1155,466  ºC  sampai  dengan  1211,760  ºC dengan melepas panas sebesar  H= –22,721 J/g . Fenomena reaksi termokimia yang terjadi pada  PEB  U-7Mo/Al  sama  dengan  reaksi termokimia  yang  disampaikan  oleh  peneliti Fliming  dan  Johnson  dari Oak  Ridge Research Reactor [10].

## SIMPULAN
PEB  U-7Mo/Al  stabil  terhadap  termal hingga  temperatur  600  ºC,  pemanasan  lebih lanjut  dapat  mengakibatkan  pembentukan fasa  baru  akibat interaction  layer antara paduan UMo dengan matriks Al. Pembentukan layer UAlx (UAl 2 , UAl 3 dan UAl 4 ) harus  dibuktikan  lebih  lanjut  dengan  analisis mikrostruktur  menggunakan  SEM.  Dari  hasil yang  diperoleh  bahan  bakar  U-7Mo/Al  bila dioperasikan hingga temperatur sekitar 140  ºC  tidak  akan  mengalami  peleburan matriks  Al  sehingga  tidak  terjadi  reaksi interdifusi dengan paduan UMo .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih diucapkan kepada Bapak Setia  Permana,  Isfandi,  Ibu  Yanlinastuti,  Iis Haryati, dan teman-teman kelompok Fisikokimia yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini sehingga penulisan makalah ini dapat terwujud.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Kadarjono  dan  A.  B.  Ginting, “Pembuatan  pelat  elemen  bakar  mini UMo-Al dengan densitas uranium 6 dan
7  gU/cm 3 ,” Jurnal  Teknologi  Bahan Nuklir , vol 7, no 2, hal. 107 –121, 2011.
[2] A. B. Ginting, Supardjo, Yanlinastuti, D. Anggraini,  dan  Boybul,  “Karakterisasi paduan  AlMgSi  untuk  kelongsong bahan bakar U 3 Si 2 /Al densitas uranium 5,2 gU/cm 3 ,” Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan  Bakar  Nuklir ,  vol  24,  no  1,  hal.
27 –38, 2018.
[3] A. B. Ginting dan Supardjo, “Komparasi analisis  reaksi  termokimia  matrik  Al dengan  bahan  bakar  UMo/Al  dan U 3 Si 2 /Al menggunakan differential thermal  analysis ,” Urania  Jurnal  Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir , vol 18, no 1, hal. 12 –20, 2012.
[4] Yanlinastuti, S. Indaryati, dan Rahmiati,
“Analisis  sifat  termal  logam  uranium, paduan UMo dan UMoSi menggunakan differential  thermal  analyzer ,” Jurnal Forum Nuklir , vol 4, no 2, hal. 141 –148, 2010.
[5] Supardjo dkk . ,
“Pengembangan teknologi  bahan  bakar  reaktor  riset berbasis  U-Mo  /  Al  [fabrikasi  dan pengujian pelat elemen bakar U-Mo-xM (M=Ti, Zr, Si)],” 2017.
[6] Supardjo, A. Kadarjono, Boybul, dan A. B. Ginting,  “Pengaruh  unsur  Zr terhadap perubahan sifat termal bahan bakar  dispersi  U-7Mo- xZr/Al,” Urania Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir , vol 22, no 1, hal. 13 –24, 2016
[7] T.  W.  Cho,  “Measurements  and modeling  of  thermal  conductivity  of  U- Mo  /  Al  dispersion  fuel  for  research reactor department of nuclear e ngineering,” UNIST, 2018.
[8] M.  H.  Alhasa,  Masrukan,  dan  J. Setiawan, “Pengaruh kadar Mo terhadap  fasa  g-UMo,  sifat  termal  dan densitas  paduan UMo” GANENDRA Majalah  IPTEK  Nuklir ,  vol.  20,  no.  1,
hal. 31, 2017,
[9] A.  B.  Ginting,  Supardjo,  A.  Kadarjono, dan D. Anggraini,
“Pengaruh kandungan molibdenum terhadap perubahan  fasa  dan  kapasitas  panas ingot  paduan UMo,” Urania  Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir , vol 17, no 2, pp. 76 –86, 2011.
[10]  A. E. Pasto, G. L. Copeland and M. M. Matin. "Quantitative differential thermal analysis  study  of  the  UMo/Al  thermite reaction". Oak Ridge National Lab , vol. 61, No 4, 1992.
[11]  P. Turchi dan A. Landa, “Thermodynamic database, lower length scale, PART II: Thermodynamic assessment  of  Al –Mo–Si–U,”  2012.
[Daring].  Tersedia  pada:  https://e- reports-ext.llnl.gov/pdf/696912.pdf.
[12]  X.  Zhang, et  al. ,  “Thermodynamic assessment  of  the  U-Mo-Als ystem,” J. Nucl. Mater. , vol. 402, no 1, pp. 15 –24, 2010.
[13]  M.  K.  Ajiriyanto,  A.  B.  Ginting,  S. Supardjo,  dan  B.  Boybul,  “Pengaruh Temperatur  Dan  Iradiasi  Terhadap Interdifusi  Partikel  Bahan  Bakar  Jenis U−7Mo/Al,” Urania  Jurnal  Ilmiah  Daur Bahan Bakar Nuklir , vol 22, no 1, pp. 1 –
12, 2016.