## PENGARUH  UNSUR Zr  PADA PADUAN U-Zr DAN INTERAKSINYA  DENGAN LOGAM Al  TERHADAP
PEMBENTUKAN FASA
Masrukan (1) dan Aslina Br Ginting (1)

## 1.  Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN

## Kawasan Puspiptek, Serpong,  Tangerang

## ABSTRAK
PENGARUH    UNSUR  Zr    PADA  PADUAN  U-Zr  DAN      INTERAKSINYA    DENGAN  LOGAM  Al TERHADAP  PEMBENTUKAN  FASA. Telah  dilakukan  penelitian  tentang  pengaruh  penambahan unsur Zr pada paduan U-Zr dan interaksinya dengan logam Al  terhadap pembentukan fasa.  Mula- mula paduan U-Zr dengan komposisi Zr masing-masing 2, 6, 10, 14 dan 55 %  ditambah logam Al dengan  perbandingan  U-Zr  dan  logam  Al  sebagai  satu  dibanding  setengah.  Setelah  dicampur dengan  logam  Al  selanjutnya  dikenai  pengujian  dengan  menggunakan  DTA  pada  interval temperatur  dari  temperatur  kamar  hingga  1000 o C.  Penambahan  logam  Al  dimaksudkan  untuk mensimulasikan  kondisi  bahan  bakar  pada  saat  digunakan  di  reaktor.  Adanya  logam  Al  pada paduan U-Zr akan mengakibatkan terjadinya reaksi termokimia dan terbentuknya fasa-fasa, dimana fasa  yang  terbentuk  akan  mempengaruhi  kinerja  bahan  bakar  di  dalam  reaktor.    Penelitian  ini bertujuan  untuk      mengetahui  reaksi  termokimia  antara  paduan  U-Zr  dengan  logam  Al  sebagai matriks.  Hasil analisis menunjukkan terjadinya pembentukan fasa dari fasa α + δ menjadi α + γ Zr pada  semua  komposisi,  dan  pada  pembentukan fasa tersebut  pada  55  %Zr   membutuhkan  panas yang paling besar dibandingkan pada  2, 6, 10, 14 % Zr.   Selain itu, dapat diketahui bahwa  pada U- Zr dengan kandungan  Zr masing-masing  2, 6, 10 dan 14 terbentuk fasa berturut- turut  α, γ Zr, β,  δ, UAl 2 ,  γU dan  ZrAl 2 ,  sedangkan pada 55 % Zr jumlah fasa yang terbentuk  lebih sedikit yakni  fasa α,  γ  Zr,  β,    UAl 2 ,    dan  ZrAl 2 .  Pembentukan  fasa  pada    2,6,10  dan    14  %    Zr    berlangsung    pada temperatur      yang  berbeda  meskipun  fasa  yang  terbentuk  sama.  Panas  yang  dibutuhkam  untuk proses pembentukan fasa mengalami kenaikan  apabila  persen Zr naik,  misalnya untuk 2 % berat Zr  panas  yang  dibutuhkan  untuk  membentuk  β  +  δ    sebesar  0,8721  cal/g  akan  menjadi  sebesar 3,0201 cal/g apabila konsentrasi  Zr sebesar 10 % berat.
Kata kunci : Paduan U-Zr, Interaksi, logam Al dan  fasa.

## ABSTRACT
INFLUENCE of Zr ELEMENT AT U-Zr ALLOYS AND IT   INTERACTION WITH THE  Al  METAL TO PHASE FORMING. Have been done research of  Zr element addition influence at  U-Zr alloys and its interaction with the Al metal  to phase forming.  Originally,   U-Zr alloy with the composition of 2, 6, 10, 14 and 55 % w Zr respectively  are  added  by  Al metal with the comparison of U-Zr and Al metal    as  one  compared  to    half.  After  the  U  metal    are    mixed  with  Al  metal,      then  it    physical properties  tested    by  using  DTA  at  temperature  interval  from  room    temperature  up  to    1000 o C. Addition of Al metal intended  to  the simulation of fuel condition at the time of used in reactor. The Al    metal    in      U-Zr  alloy    will  result  the  thermochemical  reaction    and  phases  forming,  where  the
phase  formed  will  influence  the  fuel  performance  in  reactor.  This  research    intend    to  know  the thermochemical reaction between U-Zr alloy with the Al metal as matrix. Result of analysis show the phases  forming  from α + δ  to α + γZr  at all of composition, and at the phase forming at 55 % Zr require the biggest heat if it  compared with  2, 6, 10, 14 %  weight Zr. Others, knowable that at U-Zr alloy with  Zr concentration  of  2, 6, 10 and 14 are pahses  formed  Zr α, γ Zr, β,  δ, UAl 2 ,  γU and ZrAl 2 , while at 55 % w Zr  the  total phases  formed  slimmer,   that are α, γ Zr, β,  UAl 2 ,  and  ZrAl 2 . Phases  forming    at    2,6,10  and  14  %    w  Zr      take  place  at    different  temperature,    although  the phases  formed  are same. The heat  that  is needed to phases forming process  will  increase  if  Zr percent  concentration    is  increase,  as  example  for    2 %  w  Zr  the  heat   required  to  form β + δ   is 0,8721 cal / g will become  3,0201 cal / g  if Zr content equal to 10 % w Zr.
Keyword :  U-Zr alloy, Interaction,  Al metal  and phase.

## PENDAHULUAN
Bahan  bakar  reaktor  riset  dalam bentuk  paduan  U-Zr  telah  cukup  lama digunakan  sebagai  bahan  bakar  reaktor  tipe TRIGA  ( Training  Isotop  General  Atomic ). Sejak awal pengembangannya sampai saat ini telah  dibuktikan  bahwa  bahan  bakar  U-Zr memiliki  karakteristik  yang  sangat  spesifik, khususnya  memiliki  faktor  keamanaan  yang baik  terhadap  sifat  reaktivitas  negatif  pada elevasi  temperatur  reaktor.  Bahan  bakar paduan  U-Zr  yang  telah  dikembangkan  oleh General  Atomic  sebagai  bahan  bakar  reaktor TRIGA  ( Training  Isotop  General  Atomic ) berupa  tipe  dispersi,  yaitu  uranium  terdispersi
secara  homogen  sebagai  logam  bebas didalam  zirkonium [1] .  Dalam  usaha  untuk mengembangkan  paduan  U-Zr menjadi  bahan bakar  pada  reaktor  riset  sebagai  bahan  bakar alternatif,  maka    paduan  U-Zr  dipilih  sebagai salah  satu  kandidat  selain  paduan  uranium yang  lain  misalnya  U-Mo,  U-Zr-Nb  dan  lain- lain.  Pada  penelitian  sebelumnya  telah dilakukan  karakterisasi  termal  paduan  U-Zr dengan  variasi  kandungan  Zr.  Dari  analisis tersebut  diperoleh  hasil  bahwa  uranium  murni mengalami  perubahan  fasa  sebanyak    tiga tahap yaitu pada temperatur 667,16 o C, 773,05 o C  dan  1125,26 o C  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 1.
Gambar 1 .Termogram DTA  U
Gambar 2 .Termogram DTA  Zr
Perubahan  fasa  pada  temperatur  di atas menunjukkan  terjadi  perubanahn  fasa  α menjadi  fasa  β  pada  temperatur  667,16 o C o C dengan  entalpi  yang  dibutuhkan  sebesar 2,3034  cal/g,  pada  temperatur  773,05 o C mengalami  perubahan  fasa  β  menjadi  fasa  γ dengan  panas  yang  dibutuhkan  sebesar 2,8725  cal/g    serta  pada  temperatur  1125,26 o C logam uranium  tersebut mengalami peleburan menjadi cair dengan panas yang
dibutuhkan  sebesar  2,1316  cal/g.    Logam  Zr murni  mengalami  perubahan  kenaikan  aliran panas  hingga  temperatur 645 o C  yang menyatakan meningkatkan konduktivitas panas,namun  mulai  pada  temperatur  700 o C
terjadi penurunan aliran panas yang menyebabkan  terjadinya  penurunan  konduk- tivitas  panas  seperti  yang  terlihat  pada
Gambar 2.
Gambar 3 .Termogram DTA  U-Zr
Gambar 4 .Termogram DTA  Al
Sementara  itu,  hasil  analisis  termal terhadap  logam    Al  99,999%,  diperoleh  berupa besaran  entalpi  dan  temperatur  lebur  yang ditandai dengan adanya perubahan aliran panas dengan terjadinya pembentukan puncak endotermik seperti yang terlihat pada Gambar 3. Dari  Gambar  3    dapat  diketahui  bahwa  Al 99,999%  sangat  stabil  terhadap  panas  sampai 650 o C    di  atas  temperatur  tersebut  dari  termo- gram DTA diketahui bahwa logam Al 99,999% mengalami  reaksi  peleburan  pada  temperatur 657,31 o C  yang  ditandai  dengan  pembentukan reaksi  endotermik  dengan  besar  panas  yang dibutuhkan  sebesar  399,45  J/g.  Karakteristik termal  paduan  U-Zr    mengalami  perubahan fasa,  dari α    menjadi  β  +  γ  Zr  yang  terjadi pada  677,63 o C  hingga  695,09 o C  dengan jumlah panas yang dibutuhkan sebesar 1,2287 cal/g dan  pada  temperatur  782,42 o C  hingga 790,76 o C terjadi perubahan β menjadi  γ + γ
Zr  dengan  panas  yang  dibutuhkan  sebesar 5,3586  cal/g o C.  Pada    temperatur  900 o C hingga 1000 o C terjadi perubahan aliran panas yang  menunjukkan  terjadinya  perubahan  fasa menjadi γ  (γU)  hingga  mengalami  proses peleburan  hingga  paduan    mencair  pada temperatur    1165,29 o C  sampai  dengan 1189,58 o C  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Berdasarkan  hasil  analisis  di  atas maka  untuk  selanjutnya  dilakukan  analisis interaksi  paduan  U-Zr    dengan  komposisi  Zr bervariasi  dengan    logam  aluminium  sebagai matrik.  Analisis  interaksi  paduan  U-Zr  dengan matrik  Al  sangat  penting  dilakukan  dengan tujuan    untuk  mengetahui  adanya  reaksi termokimia  pada  paduan  tersebut.  Pemberian matrisk Al sebagai dimaksudkan untuk mensimulasi  keadaan  bahan  bakar  sesungguh- nya,  dimana  paduan    U-Zr    bila  digunakan
sebagai  bahan  bakar  ditambah  dengan    logam Al  untuk  mengungkung    terben-tuknya  produk fisi.    Dari  fenomena  reaksi  termokimia    dapat diketahui  kompatibilitas  panas  paduan  U-Zr dengan Al   sebagai  matriks.  Pada temperatur tertentu  akan  terjadi  reaksi  termokimia  pada uranium  zirkonium  dengan  matrik  aluminium dan diduga menyebabkan terbentuknya senyawa  baru [3] .  Adanya  senyawa  baru didukung  oleh  diagram  fasa  U-Zr,  diagram fasa U-Al, dan diagram fasa Al-Zr seperti yang ditunjukkan  pada  Gambar  5,  Gambar  6  dan Gambar  7.  Perubahan  karakter  paduan tersebut serta terjadinya pembentukan
senyawa  baru  akan  mempengaruhi  unjuk  kerja bahan  bakar  di  dalam  reaktor  yaitu    terjadi penggelembungan bahan bakar karena meningkatnya  produk  fisi.  Oleh  karena  itu dipandang  perlu  untuk  melakukan  penelitian lanjutan tentang interaksi paduan U-Zr dengan matrik  Al  dengan  variasi  kandungan  Zr,  serta menganalisis senyawa-senyawa yang terbentuk  akibat  reaksi  termokimia  tersebut. Hasil  penelitian  ini  diharapkan  dapat  menjadi masukan  kepada  fabrikan  bahan  bakar  reaktor riset  untuk  memahami    karakter  bahan  dalam mendesain bahan bakar jenis  U-Zr-Al.
Gambar 5. Diagram fasa paduan uranium dan aluminium [2]
.
Gambar 6. Diagram fasa paduan uranium dan zirkonium [2]
Gambar 7. Diagram fasa paduan aluminium dan zirkonium [3]

## TATA KERJA
Disiapkan  sampel  paduan  U-Zr-Al dengan  kandungan  2%,  6%,  10%  14%  dan 55%    berat    Zr  atau  U-2Zr,  U-6Zr,  U-10Zr, U-14Zr  dan  U-55Zr.  Paduan  U-2Zr    ditimbang sebesar    100  mg    kemudian  dimasukkan  ke dalam  wadah    dan  ditambahkan  serbuk  Al 99,99%  sebesar    50  mg.  Selanjutnya,  paduan U-2Zr-Al  dimasukkan  ke  dalam  krusibel alumina  untuk  divakumkan   hingga   tekanan 10 -1 bar  di  dalam chamber DTA rod .  Setelah tercapai  kondisi  vakum, chamber DTA rod
dialiri  gas  argon  dengan  tekanan  2,5  bar. Analisis  dilakukan  pada  temperatur  ruangan hingga  mencapai  temperatur  1000 o C  dengan kecepatan pemanasan 10 o C/menit  dalam tiga kali    pengulangan  pengukuran.  Langkah pengukuran  yang  dilakukan  terhadap  bahan bakar  U-2Zr-Al  di  atas,  dilakukan    juga terhadap  masing-masing  bahan  bakar  U-6Zr- Al,  U-10Zr-Al,  U-14Zr-Al  dan  U-55Zr-Al.  Hasil analisis  DTA  berupa  termogram  puncak endotermik  atau  eksotermik  berupa  aliran panas  dievaluasi  dengan    temperatur  mulai terbentuknya puncak tersebut dan luas puncak
yang  terbentuk menunjukkan  besarnya  entalpi yang  dibutuhkan  atau  dilepaskan  oleh  bahan bakar  tersebut.  Sedangkan  senyawa  baru yang terbentuk akibat interaksi U-Zr dengan Al dianalisis  berdasarkan  adanya  perubahan aliran  panas (heat  flow) dan pembentukan puncak  eksotermik  maupun  endotermik  yang dikorelasikan dengan diagram fasa U-Zr-Al.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  pengujian    DTA  ditampilkan dalam  Gambar 8 hingga 12 dan Tabel 1.  Dari Gambar  8 dapat   diketahui   bahwa   paduan U-2Zr-Al  mengalami  enam  langkah  fenomena reaksi  termokimia.  Pada  puncak    nomor  satu (1)  dapat  diketahui  bahwa  paduan  U-2Zr-Al mengalami    perubahan  fasa    dari α  +δ    pada temperatur  544,3 o C    menjadi  α  +  γZr.  Pada temperatur  659,09 o C  hingga  670,60 o C  yang ditunjukkan  pada  puncak    nomor  dua  (2) terjadi peleburan matrik Al dengan membutuhkan  panas  sebesar  22,3354  cal/g. Terjadinya  peleburan  matrik  Al    ditandai dengan  pembentukan    puncak  endotermik pada  temperatur  tersebut.  Pada  temperatur 691,82 o C,  puncak  nomor  tiga  (3)  terjadi interaksi    antara    lelehan    matrik    Al    dengan U- 2Zr  membentuk  senyawa    β  +  δ. Pembentukan  senyawa  β+  δ    relatif    kecil karena kandungan Zr didalam paduan U-Zr-Al hanya  sebesar  2%,  sehingga  kosentrasi  Zr terlalu sedikit untuk  berinteraksi dengan U-Zr- Al    membentuk  se- nyawa  β  +  δ.  Dari temperatur  692,92 o C  hingga  708,92 o C,  pada puncak    nomor  empat  (4)  terjadi  reaksi termokimia  eksotermik  yang  menunjukkan terjadinya  pembentukan  senya-wa  UAl 2 ,  β  + γZr  dengan  melepaskan  panas  sebesar  - 5.6734  cal/g.  Reaksi  eksotermik  ini  berlanjut hingga  temperatur 734,39 o C hingga 745,06 o C dengan  mele-paskan  panas    sebesar –2,3157 cal/g  untuk  membentuk  UAl 2 + γZr  dan  ZrAl 2 seperti yang terlihat pada puncak  nomor lima (5). Pada temperatur 801,71 o C  hingga 830,75
o C  seperti  yang  ditunjukkan  pada  puncak keenam (6) terjadi pembentukan senyawa γU
+  UAl 2 dengan  melepaskan  panas  sebesar  - 1,2785 cal/g.
Pada  analisis interaksi  U-6Zr  dengan matrik  Al    seperti  tertuang  pada    Gambar  9 Tabel  1  diketahui  bahwa  paduan  U-6Zr-Al mengalami  lima  (5)  langkah  fenomena  reaksi termokimia.  Pada  puncak  nomor  satu  (1) dapat  diketahui  bahwa  paduan  U-6Zr-Al  pada temperatur  570,47 o C  mengalami    perubahan fasa  dari α + δ menjadi α + γ Zr yang ditandai dengan adanya perubahan aliran panas. Pada temperatur  659,09 o C  hingga  670,60 o C  yang ditunjukkan pada puncak nomor dua (2) terjadi peleburan  matrik  Al  dengan  membutuhkan panas  sebesar  22,4955  cal/g.  Peleburan matrik  Al  ditandai  dengan pembentukan puncak endotermik  pada temperatur tersebut. Panas peleburan matrik Al pada paduan U-2Zr dan  U-6Zr  tidak  jauh  berbeda  yakni    masing- masing  sekitar  22,3354  cal/gr  dan  22,4955 cal/g.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  jumlah matrik  Al    yang  berreaksi  dalam  paduan  U-Zr sama  besar.  Pada  temperatur  696,03 o C hingga 703,50 o C, pada puncak nomor tiga (3) terjadi interaksi lelehan matrik Al dengan U-Zr membentuk senyawa  β + δUZr, UAl 2 dan  β + γZr  dengan  panas  yang dibutuhkan  sebesar 4,5193  cal/g.  Pada  temperatur  740,72 o C hingga  752,12 o C  terjadi  pembentukan  senya- wa UAl 2 + γZr,  ZrAl 2 dengan  menge-luarkan panas  sebesar  -0,2772  cal/g  seperti  yang terjadi  pada  puncak  nomor  empat  (4), sedangkan pada temperatur  789,52 o C hingga 7594,14 o C pada puncak nomor lima (5) terjadi pembentukan  senyawa  γU  +UAl 2 dengan mengeluarkan panas sebesar -0,2752 cal/g.
Analisis  selanjutnya  yakni  paduan U-10Zr  seperti  ditampilkan  pada    Gambar  10 dan  Tabel  1,  dapat  diketahui  bahwa  paduan U-10Zr-Al  mengalami  enam  (6)  langkah  feno- mena  reaksi  termokimia.  Pada  puncak  nomor satu  (1)  dapat  diketahui  bahwa  paduan U-10Zr-Al mengalami    perubahan  fasa    dari α + δ  pada temperatur 587,01 o C hingga 606,62 o C  menjadi  α  +  γ  Zr    dengan  membutuhkan panas  sebesar  0,958  cal/g.  Perubahan  fasa
α + δ  menjadi α + γ Zr pada paduan U-10Zr-Al terjadi  lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan paduan  U-2Zr-Al  dan  U-6Zr-Al.  Hal  ini  terlihat dari adanya besaran entalpi yang terjadi pada paduan U-10Zr-Al. Pada temperatur 660,65 o C hingga  672,26 o C  yang  ditunjukkan  pada puncak nomor dua (2) terjadi peleburan matrik Al  dengan  membutuhkan  panas  sebesar 22,9123  cal/g.  Terjadinya  peleburan  matrik  Al ditandai  dengan  pembentukan    puncak endotermik    pada  temperatur  tersebut.  Pada temperatur  695,37 o C  hingga  702,71 o C  pada puncak  nomor  tig  (3)  terjadi  interaksi  lelehan matrik  Al  dengan  U-Zr  membentuk  senyawa β  +  δ    dengan  besar  panas  yang  dibutuhkan sebesar  3,0201cal/g.  Pembentukan  senyawa β  +  δ      pada  paduan  U-10Zr-Al  relatif    lebih besar    bila  dibandingkan  denga  yang  terjadi pada  paduan  U-2Zr-Al  dan  U-6Zr-Al.  Hal  ini disebabkan    karena  kandungan  Zr  di  dalam paduan  U-10Zr-Al  lebih  besar  dibandingakan didalam  paduan    U-2Z-Al      dan    U-6Zr-Al, sehingga  kosentrasi  Zr    cukup  berinteraksi dengan  U-Zr-Al    memb entuk  senyawa  β  +  δ. Pada  temperatur  734,36 o C  hingga  742,88 o C, pada  puncak  nomor  empat  (4)  terlihat fenomena  reaksi  termokimia  eksotermik  yang menunjukkan  terjadinya  pembentukan  senya- wa  β  +  γZr  dan    UAl 2 dengan  mele-paskan panas  sebesar  -1,8789  cal/g.  Reaksi  ekso- termik  ini  berlanjut  hingga    temperatur  765,45 o C  hingga  775,11 o C  dengan  melepaskan panas    sebesar –  17,3614  cal/g  untuk mem- bentuk γU  +  γZr  ,  β  +  UAl 2 dan  ZrAl 2 seperti yang  terlihat  pada  puncak  nomor  lima  (5). Pada temperatur 807,66 o C  hingga 812,60 o C seperti  yang  ditunjukkan  pada  puncak  nomor enam  (6)  terjadi  pembentukan  senyawa γU, UAl 2 dan ZrAl 2 dengan  mele-paskan  panas sebesar -1,112 cal/g.
Untuk    paduan  U-14Zr-Al  seperti ditampilkan  pada  Gambar  11,      mengalami enam  (6)  langkah  fenomena  reaksi  termo- kimia.  Pada  puncak  nomor  satu  (1)  dapat diketahui bahwa paduan U-14Zr-Al mengalami perubahan  fasa    dari α  +  δ    pada  temperatur 597,28 o C  hingga  611,59 o C menjadi α + γ Zr
dengan  membutuhkan  panas  sebesar  0,9824 cal/g.  Perubahan  fasa    dari α  +  δ      menjadi α  +  γZr  pada  paduan  U-14Zr-Al terjadi  lebih besar  bila  dibandingkan  dengan  paduan  U- 10Zr-Al.  Hal  ini  terliha  dari  adanya  besaran entalpi  yang  terjadi  pada  paduan  U-14Zr-Al lebih  besar  dari  paduan  U-14Zr-Al.  Pada temperatur 659,88 o C hingga 670,02 o C seperti yang ditunjukkan pada puncak  nomor dua (2), terjadi  peleburan  matrik  Al  dengan  mem- butuhkan  panas  sebesar  22,4376  cal/g. Peleburan  matrik  Al  ditandai  dengan  pem- bentukan    puncak  endotermik    pada  puncak nomor  dua  (2).  Pada  temperatur  692,71 o C hingga  697,62 o C  pada  puncak  nomor  tiga(3) terjadi interaksi lelehan matrik Al dengan U-Zr membentuk  senyawa    β  +  δ  dengan  besar panas  yang  dibutuhkan  sebesar  4,4246  cal/g. Pembentukan  senyawa  β  +  δ      pada  paduan U-14Zr-Al  relatif    lebih  besar    bila  diban- dingkan  dengan  yang  terjadi  pada  paduan  U- 10-Zr-Al.  Hal ini  disebabkan    kandungan  Zr  di dalam  paduan  U-14Zr-Al    lebih  besar  diban- dingakan  didalam  paduan      U-10Zr-Al.  Pada temperatur 702,71 o C hingga  717,39 o C, pada puncak  nomor  empat  (4)    dan lima  (5)  terlihat fenomena reaksi termokimia eksotermik sebanyak  dua    tahap  yang  menun-jukkan terjadinya pembentukan senya-wa γU + γZr , β  +  UAl 2 dan  ZrAl 2 dengan  mengeluarkan panas  sebesar  -16,3566  cal/g.  Sedangkan pada  temperatur  791,99 o C  hingga  797,45 o C terjadi  pembentukan  senyawa γU + UAl 2 dan ZrAl 2 dengan  mengeluarkan  panas  sebesar  - 0,3925 cal/g seperti yang terlihat pada puncak nomor enam (6) pada  Gambar 11.
Sementara  itu,  interaksi  U-55Zr-Al hanya terjadi tiga  tahap seperti yang ditunjuk- kan pada Gambar  .  Pada puncak nomor satu (1)  dapat  diketahui  bahwa  paduan    U-55Zr-Al mengalami  perubahan fasa dari α + δ  pada temperatur 606,52 o C hingga 621,35 o C menjadi α + γ Zr  dengan membutuhkan panas sebesar 6,1804  cal/g.    Perubahan  fasa α  +δ    menjadi α+γZr  pada  paduan  U-55Zr-Al    terjadi  lebih besar  bila  dibandingkan  dengan  paduan U-2Zr-Al,  U-6Zr-Al,  U-10Zr-Al  dan  U-14Zr-Al.
Hal  ini  terlihat  dari    entalpi  yang  terjadi  pada paduan U-55Zr-Al   sebesar 6,1804 cal/g lebih besar  dari  entalpi  yang terjadi  pada  U-10Zr-Al dan  U-14Zr-Al  masing-masing  sebesar  0,958 cal/g  dan  0,9824  cal/g.    Keadaan  ini    dise- babkan    kandungan  Zr  di  dalam  paduan U-55Zr-Al      cukup  besar  sehingga  perubahan fasa α + γZr  yang terjadi juga semakin besar. Pada temperatur 659,19 o C hingga 669,72 o C yang  ditunjukkan  pada  puncak  nomor  dua  (2)
terjadi  peleburan  matrik  Al  dengan  mem- butuhkan  panas  sebesar  22,9386  cal/g.  Pada temperatur  792,23 o C  hingga  824,35 o C  pada puncak  nomor  tiga  (3) terjadi interaksi lelehan matrik  Al  dengan  U-Zr  membentuk  senyawa UAl 2 + ZrAl 2 dan γZr     dengan mengeluarkan panas  sebesar  -9,0158  cal/g.  Pembentukan senyawa  UAl 2 + ZrAl 2 dan γZr   pada paduan U-55Zr-Al terjadi lebih besar karena kandungan Zr terdapat lebih besar.
Gambar 8 .Termogram DTA  interaksi  paduan  U-2Zr – Al
Kurva temperatur terhadap aliran panas
Gambar 9 .Termogram DTA  interaksi  paduan  U-6Zr-Al Kurva temperatur terhadap aliran panas
Gambar 10 .Termogram DTA  interaksi  paduan  U-10Zr-Al Kurva temperatur terhadap aliran panas
Gambar 11 .Termogram DTA  interaksi  paduan  U-14Zr-Al Kurva temperatur terhadap aliran panas
Gambar 12 .Termogram DTA  interaksi  paduan  U-55Zr- Al Kurva temperatur terhadap aliran panas
Tabel 1. Temperatur perubahan fasa dan entalpi paduan U-Zr-Al Paduan Puncak Temperatur ( o C) Entalpi (cal/g) Fasa U-2Zr-Al
1 2 3 4 5 6 544,3 659,09 - 670,60 691,82-693,71 692,92 – 708,92 734,39 – 745,06 801,71- 830,75 - 22,3354 0,8721 -5,6734 -2,3157 -1,2785 Perubahan   α , δ menjadi α + γ Zr Matrik Al meleleh Pembentukan  β + δ (<<) Pembentukan UAl 2 ,  β + γ Zr Pembentukan UAl 2 + γZr , ZrAl 2 Pembentukan γU + UAl 2 U-6Zr-Al 1 2 3 4 5 570,47 659,89 – 670,62
696,03 – 703,50 740,72 – 752,12 789,52 – 794,14 - 22,4955 4,5193 - 0,2772 -0,2752 Perubahan   α , δ UZr  menjadi α + γ Zr Matrik Al meleleh Pembentukan  β + δ dan UAl 2 , β + γ Zr Pembentukan UAl 2 + γZr , ZrAl 2 Pembentukan γU + UAl 2
U-10Zr-Al 1
2 3
4 5 6 587,01 – 606,62
660,65 – 672,26 695,37 – 702,71 734,36 – 742,88 765,45 – 775,11 807,66 – 812,60 0,958 22,9123 3,0201 - 1,8789 -17,3614 -1,112 Perubahan   α , δ  menjadi α + γ Zr Matrik Al meleleh Pembentukan  β + δ UZr
Pembentukan  β + γ Zr   dan UAl 2 , Pembentukan  γU+ γZr , β + UAl 2 , ZrAl 2 Pembentukan γU + UAl2 + ZrAl 2 U-14Zr-Al 1 2 3 4 5 6 597,28 – 611,59 659,88 – 670,02
692,71 – 697,62 * 702,71 – 717,39 * 702,71 – 717,39 791,99 – 797,45 0,9824 22,4376 4,4246 -16,3566 -0,3925 Perubahan   α , δ menjadi α + γ Zr Matrik Al meleleh Pembentukan  β + δ *Pembentukan    γU+  γZr  ,  β  +  UAl 2 , ZrAl 2 (terjadi dua  puncak reaksi) Pembentukan γU + UAl 2 + ZrAl 2 U-55Zr-Al 1 2 3 606,52 – 621,35
659,19 – 669,72 792,23 – 824,35 6,1804 22,9386 - 9,0158 Perubahan   α , δ menjadi α + γ Zr Matrik Al meleleh Pembentukan UAl 2 + ZrAl 2 dan γZr

## SIMPULAN
Interaksi U-Zr dengan mastrik Al akan menghasilkan beberapa fasa,  dan fasa  yang terbentuk  sangat  dipengaruhi  oleh  besarnya kandungan  Zr.    Pembentukan  fasa    α  +  δ menjadi  α +  γ    terjadi  di  semua  kompsisi  Zr, dan  pada  komposisi  55  %  Zr  membutuhkan panas yang  paling besar dibandingkan pada komposisi  2,  6,  10  dan  14  %  Zr.    Pada  U-Zr dengan  kandungan    Zr  masing-masing    2,  6, 10 dan 14 % terbentuk fasa- fasa  α, γ Zr, β,
δ, UAl 2 ,  γU dan  ZrAl 2 ,  sedangkan pada 55
%  Zr  terbentuk  jenis  fasa  lebih  sedikit  yakni fasa α,  γ  Zr,  β,    UAl 2 ,    dan  ZrAl 2. Pem- bentukan fasa pada  2,6,10 dan  14 %  berat Zr  terjadi  pada  temperature    yang    berbeda meskipun fasa yang terbentuk sama.    Panas yang  dibutuhlam  untuk  proses  pembentukan fasa  mengalami  kenaikan  seiring  dengan naiknya persen Zr.  Pada konsentrasi  2 % Zr panas  yang  dibutuhkan  untuk  membentuk β  +  δ    sebesar  0,8721  cal/g  akan  menjadi sebesar  3,0201  cal/g  apabila  kandungan  Zr
sebesar  10  %.  Demikian  untuk  persen  Zr yang  lain  menujukkan  kecenderungan  yang sama.

## DAFTAR PUSTAKA
1. SUWARNO H ,” Pembuatan Dan Analisis Logam Hidrida Paduan U-Th-Zr  Untuk Pengembangan Bahan Bakar Baru”,
P2TBDU - BATAN, Puspiptek Serpong
Tangerang, 2005.
2 OS.IVANOV,TA.BADAEVA,RM.SOFRON OVA,VB.KISHENEVSKII,” Phase Diagrams
of Uranium Alloys ”, Amerind  Publishing Co.Ltd,New York1983.
3 MONDOLFO, ”  Aluminum  Alloys:
“ Structur and Properties” ,   Butterworths,
London –     Boston,1976.
4 ALBERT R.KAUFMANN,” Nuclear Reactor Fuel Element ” Metalurgi and   Fabrication, USA,1962.