## PERILAKU SERBUK UO 2 HASIL PROSES ADU, AUC, IDR DAN

## MODIFIED ADU SELAMA PROSES PENYINTERAN
MENGGUNAKAN DILATOMETER
Tri Yulianto (1) dan  Etty Mutiara (1)

## 1.  Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir- BATAN

## Kawasan Puspiptek, Serpong Tangerang

## ABSTRAK
PERILAKU  SERBUK  UO 2 HASIL  PROSES  ADU,  AUC,  IDR  DAN MODIFIED ADU  SELAMA PROSES  PENYINTERAN  MENGGUNAKAN  DILATOMETER. Telah  dilakukan  penelitian  perilaku serbuk  UO 2 selama  penyinteran.  Pengamatan  perilaku  serbuk  tersebut  dilakukan  terhadap  empat macam  serbuk  UO 2 yang  diperoleh  dari jalur  proses  yang  berbeda  yaitu  rute  ADU, AUC,  IDR  dan Modified ADU.  Hal  ini  bertujuan  untuk  menentukan  serbuk  UO 2 yang  mempunyai  mampu  sinter yang baik tanpa perlakuan pengkondisian awal terhadap serbuk tersebut. Dengan demikian proses penyinteran  dapat  dilakukan  pada temperatur  yang lebih  rendah  dan  waktu  lebih  singkat  sehingga biaya  proses  peletisasi  dapat  ditekan.  Untuk  pengamatan  perilaku  serbuk  selama  penyinteran tersebut  disiapkan  pelet  dari  masing-masing  serbuk  yang  dikompakkan  pada  tekanan  3ton/cm 2 untuk  cetakan  berdiameter  10,34  mm.  Sebelum  dilakukan  pengompakan,  keempat macam  serbuk UO 2 tersebut  dikarakterisasi  untuk  mendapatkan  data  ukuran  serbuk  rata-rata  dan  luas  muka serbuk.  Penelitian  ini  dilakukan  menggunakan  tungku  sinter  yang  dilengkapi  dilatometer  dengan memvariasikan  temperatur  sinter  dengan  tiga  variasi  (1450 o C,  1600 o C  dan  1750 o C)  untuk penyinteran  dengan  waktu  sinter  4  jam.  Hasil  pengamatan  berupa  kurva  dilatometer,  densitas geometri dan mikrograf SEM pelet sinter yang selanjutnya diolah untuk menentukan mampu sinter masing-masing  serbuk.  Berdasarkan  olahan  data  hasil  pengamatan  dapat  disimpulkan  bahwa serbuk modified ADU  mempunyai  mampu  sinter  yang  paling  baik  yang  ditandai  dengan  laju penyusutan  pelet  yang  tinggi  selama  penyinteran  sehingga  mampu  mencapai  densitas  akhir  dan ukuran  butir  sesuai  persyaratan  pada  temperatur  sinter  lebih  rendah  dan  waktu  sinter  yang  lebih singkat.
Kata kunci: serbuk UO 2 , mampu sinter, ukuran serbuk, luas muka,densitas, dilatometer.

## ABSTRACT
THE BEHAVIOR OF UO2 POWDER FROM ADU, AUC, IDR AND MODIFIED ADU PROCESSES DURING  SINTERING  USING  DILATOMETER .  Research  on  the  behavior  of  UO2  powder  during sintering  has  been  performed.  Observation  of  the  powder  behavior  is  conducted  on  four  types  of UO 2 powder prepared from ADU, AUC, IDR and Modified ADU routes. The purpose is to determine UO 2 powder that has good sinterability without pre-conditioning treatment on the powder. Thus the sintering process can be carried out at lower temperature and shorter time that will minimize the cost of  pelletization  process.  To  observe  powder  behavior  during  sintering,  pellets  from  each  type  of powder  are  prepared  by  means  of  compacting  at  a  pressure  of  3  ton/cm 2 for  die  of  10.34  mm  in diameter.The  investigation  is  performed  using  sintering  furnace  that  is  equipped  with  a  dilatometer
and varying sintering temperature with three variation (1450 o C, 1600 o C and 1750 o C)  for hold time of  4  hours.  Before  compaction,  the  UO 2 powders  are  characterized  to  obtain  the  average  powder size  and  surface  area.  Result  of  the  observation  are  dilatometer  curves,  pellet  density  and  SEM micrographs  of  the  sintered  pellets  which  are  further  processed  to  determine  the  sinterability  of powder.  It  is  concluded  that  Modified  ADU  powder  has  the  best  sinterability  indicated  by  the activeness  and  high  shrinkage  rate  during  sintering  that  allow  the  powder  to  achieve  high  final density and grain size as specified at lower sintering temperature and shorter sintering time.
Keyword : UO 2 powder, sinterability, powder size, surface area, density, dilatometer.

## PENDAHULUAN
Dalam fabrikasi elemen bakar khususnya  pada  proses  peletisasi  dapat digunakan berbagai kualitas serbuk UO 2 yang diperoleh  dari  jalur  fabrikasi  tertentu.  Serbuk ini  memiliki  karakteristik  tertentu  tergantung jalur  proses  fabrikasinya  seperti  serbuk  UO 2 dari  rute  ADU,  AUC  dan  IDR [1,  2,  3] . Ada  dua tahapan utama yang harus dilalui oleh serbuk UO 2 pada  proses  peletisasi  tersebut  yaitu proses pengompakan serbuk dan penyinteran pelet  mentah.  Walaupun  digunakan  berbagai serbuk  dengan  karakteristik  yang  berbeda, pelet  sinter  yang  dihasilkan  harus  memenuhi persyaratan  tertentu  yang  telah  ditetapkan antara lain mempunyai densitas yang tinggi (≥ 95% TD), ukuran butir berkisar antara 5 – 25 µm dan ratio O/U yang mendekati 2,0 [4] . Agar persyaratan  itu  dapat  dipenuhi  oleh  setiap jenis  serbuk  maka  perlu  dipahami  faktor- faktor  yang  berpengaruh  pada  tiap  tahapan proses tersebut.
Proses  penyinteran  adalah  proses pemanasan pelet mentah agar terjadi densifikasi  yang  dikendalikan  oleh  proses difusi  dan  umumnya  dilaksanakan  pada temperatur  sekitar  0,55 –  0,6  titik  leleh serbuk.  Pada  proses  penyinteran  pelet  UO 2 densifikasi terjadi dengan cara mereduksi pori dan  penyusutan  ( shrinkage )  sehingga  dapat meningkatkan  densitas  pelet  mentah  hingga mencapai  95%  densitas  teoritisnya.  Proses penyinteran  diawali  dengan  pembentukan necking pada  titik  kontak  antar  partikel, dilanjutkan  dengan  pembentukan  batas  butir
dan  pengecilan  pori  yang  sudah  saling menyambung.
Sebagaimana  diketahui  bahwa  pada setiap  tahapan  proses,  faktor  utama  yang berpengaruh  terhadap  kualitas  hasil  adalah parameter  proses  itu  sendiri.  Parameter proses  tersebut  akan  berpengaruh  pada kemudahan  pencapaian  kualitas  pelet  yang dipersyaratkan. Parameter yang berpengaruh pada proses penyinteran antara lain temperatur,  waktu,  laju  pemanasan  dan pendinginan  serta  media  penyinteran.  Pelet UO 2 umumnya disinter pada temperatur 1600 –  1800 o C  dengan  waktu  penyinteran  sekitar 4  jam  menggunakan  media  penyinteran  H 2 . Penggunaan  temperatur  sinter  yang  tinggi dengan media penyinteran reduktif merupakan  upaya  untuk  mempermudah pencapaian  persyaratan  yang  harus  dipenuhi oleh  pelet  UO 2 [4] .  Waktu  sinter  ( hold  time ) dimaksudkan  untuk  memberi  kesempatan pada  butir  yang  sudah  saling  menyatu  untuk tumbuh hingga diperoleh ukuran butir berkisar antara  5 –  25  µm [4] .  Laju  pemanasan  dan pendinginan  berpengaruh  pada  integritas pelet.  Apabila  laju  terlalu  tinggi  dapat menyebabkan  pelet  menjadi  retak  terutama pada  tahap  pendinginan  karena  konduktifitas keramik yang rendah.
Selain  parameter  proses,  hal  lain yang  berpengaruh  pada  kualitas  pelet  hasil penyinteran  adalah  karakteristik  serbuk  yang digunakan, salah satunya adalah sifat mampu sinter serbuk UO 2 . Menurut Dorr & Assmann, sifat mampu  sinter  serbuk  merupakan driving force dari  sistem  yang  akan menentukan  laju
penyinteran  dan  densitas  akhir  pellet [4] . Driving  force tersebut  berupa  perubahan energi  permukaan  dan  energi  batas  butir selama  sintering [4] .  Mampu  sinter  dapat direfleksikan  dengan  kecepatan  terjadinya penyusutan ( shrinkage )
pada saat penyinteran.  Serbuk  UO 2 dengan  mampu sinter  yang  baik  akan  memberikan  laju penyusutan yang tinggi pada temperatur lebih rendah  dari  1750 o C  atau  pencapaian densitas  akhir  yang  lebih  cepat  pada  tempe- ratur sinter lebih rendah.
Hasil  penelitian  menyebutkan  bahwa serbuk  dengan  mampu  sinter  yang  baik adalah  serbuk  yang  tersusun  dari  partikel dengan  ukuran  sangat  halus  sehingga mempunyai  luas  permukaan  partikel  yang besar [5,6] .  Serbuk  halus  adalah  serbuk  yang berukuran  <  150  µm.  Ukuran  serbuk  yang halus  akan  memperbesar  luas  permukaan spesifik  serbuk [7] dan  meningkatkan  luas kontak antar butir [8-10] . Hal ini dapat meningkatkan laju penyinteran karena meningkatnya  energi  aktivasi  permukaan dengan  semakin  besarnya  luas  permukaan spesifik serbuk [4] .
Agar diperoleh dasar untuk penentuan serbuk UO 2 dengan mampu sinter yang  baik  dan  parameter  proses  penyinteran yang  sesuai  maka  perlu  dilakukan  penelitian perilaku  serbuk  tersebut  selama  penyinteran. Pada  penelitian  ini  diamati  perilaku  empat jenis serbuk UO 2 yang berasal dari rute ADU, AUC,  IDR  ( Integrated  Dry  Process )  dan Modified ADU.  Proses  perolehan  serbuk  rute Modified ADU merupakan kombinasi dari rute ADU (proses basah) dan IDR (proses kering) yang  dimaksudkan  untuk  perbaikan  kualitas serbuk rute ADU.
Proses  penyinteran  yang  dipilih  pada penelitian  ini  adalah  proses  penyinteran standard  untuk  pelet  UO 2 dengan  temperatur antara  1600 –  1800 o C  selama  4  jam menggunakan media penyinteran gas hydrogen [4] . Perilaku serbuk selama penyinteran  akan  ditampilkan  dalam  bentuk
kurva dilatometer yang memberikan gambaran  sifat  mampu  sinter  serbuk.  Sifat mampu  sinter  digambarkan  dengan  laju  dan temperatur  penyusutan  pelet  UO 2 yang merupakan  tahap  awal  penyinteran  dan pertumbuhan butir sebagai tahap akhir proses penyinteran. Pengamatan proses penyusutan dilakukan  dengan  menggunakan  tungku sinter  yang  dilengkapi  dengan  dilatometer yang  akan  memberikan  informasi  tentang temperatur,  besar  dan  laju  penyusutan  pelet. Pengamatan pengaruh temperatur dan waktu sinter  terhadap  densitas  pelet  dilakukan dengan  menggunakan  tungku  sinter  tanpa dilatometer.  Kemudian  pengamatan  ukuran butir  pada  pelet  sinter  berupa  mikrograf struktur  mikro  menggunakan  SEM  ( Scanning Electron Microscope ).

## TATA KERJA
Pada  penelitian  ini  digunakan  empat macam  serbuk  UO 2 berasal  dari  proses  rute ADU, AUC, IDR ( Integrated Dry Process ) dan Modified ADU.  Terhadap  masing-masing serbuk  dilakukan  analisis  sifat  fisis  berupa penentuan  ukuran  serbuk  rata-rata  dan  luas muka  spesifik  serbuk.  Keempat  kelompok serbuk ini selanjutnya dikenai proses pengompakan dengan tekanan pengompakan yang  sama  yaitu  sebesar  3  ton/cm 2 (untuk diameter  cetakan  10,34  mm)  menggunakan mesin  press  hidrolik.  Pelet  mentah  yang dihasilkan  selanjutnya  diamati  keutuhannya dan diukur densitasnya dengan cara mengukur  tinggi  dan  diameter  pelet  serta menimbang beratnya. Densitas pelet dinyatakan dalam bentuk prosentase densitas teoritis UO 2 (%TD).
Untuk mengevaluasi perilaku masing- masing  serbuk  selama  proses  penyinteran dibutuhkan kurva dilatometer yang memberikan  informasi  tentang  temperatur mulai terjadi, besar dan laju penyusutan pelet. Kurva dilatometer ini diperoleh dari penyinteran  pelet  yang  dilakukan  pada
temperatur  1750 o C,  waktu  sinter  4  jam  dan laju  pemanasan  600 o C/jam  menggunakan tungku  sinter  yang  dilengkapi  dilatometer. Dilatometer  ini  dilengkapi  dengan  sensor posisi  pelet  yang  diamati  berdasarkan pemanfaatan  sinyal  dari linear  variable differential  transformer (LVTD)  yang  menjadi masukan pada meter pembaca langsung dan pada recorder .
Selanjutnya untuk mengetahui karakteristik  serbuk  dan  pengaruh  parameter proses  pada  kualitas  pelet  sinter  maka  pelet mentah tiap jenis serbuk disinter menggunakan tungku sinter tanpa dilatometer pada temperatur 1450 o C, 1600 o C dan 1750 o C dengan  waktu  sinter  4  jam  dan  penyinteran tanpa  waktu  sinter  ( hold  time )  dengan  cara mematikan  tungku  setelah  temperatur  sinter tercapai. Adapun kualitas pelet hasil penyinteran  yang  diamati  berupa  kenaikan densitas pelet mentah-sinter dan ukuran butir pelet sinter dari keempat macam serbuk UO 2 tersebut. Untuk mengamati proses pertumbuhan butir berupa struktur mikro pelet hasil  sinter  digunakan  Scanning  Electron Microscope  (SEM).  Selanjutnya  data  hasil
pengamatan  yang  diperoleh  diolah  untuk mengetahui  pengaruh  parameter  proses penyinteran  dan  menentukan  mampu  sinter serbuk.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## ● Kondisi awal serbuk dan densitas pelet

## Mentah
Hasil analisis sifat fisis yang dilakukan  terhadap  empat  macam  serbuk awal  yang  digunakan  berupa  data  ukuran partikel  serbuk  rata-rata  dan  luas  muka spesifik masing-masing serbuk UO 2 sebagaimana  diperlihatkan  pada  Tabel  1. Ukuran  partikel  serbuk  ADU  dan Modified ADU  hampir  sama  yaitu  1,08  dan  1,29  μm, sedangkan  serbuk  AUC  mempunyai  ukuran partikel yang lebih besar yaitu 2,58 μm. Luas muka  spesifik  serbuk Modified ADU  lebih besar dari serbuk AUC, hal ini sejalan dengan teori  yang  menyatakan  semakin  kecil  ukuran serbuk maka luas muka spesifik serbuk makin tinggi. Namun teori tersebut tidak mendukung data  hasil  pengukuran  luas  muka  spesifik serbuk  ADU  dan  IDR  sehingga  perlu penelitian  lebih  lanjut  untuk  perolehan  data yang lebih akurat.
Tabel 1. Ukuran partikel serbuk rata-rata, luas muka spesifik (m 2 /g) dan Densitas pelet mentah (%TD) masing-masing serbuk.
Serbuk Ukuran partikel serbuk rata-rata (µm) Luas muka spesifik (m 2 /g) Densitas pelet mentah (%TD) ADU 1,08 2,12 53,70 AUC 2,58 5,50 50,54 IDR 0,60 2,10 51,10 Modified ADU 1,29 9,20 49,40
Sifat  mampu  tekan  ( compressibility )
masing-masing serbuk dapat diketahui melalui  densitas  pelet  mentah  hasil  proses pengompakan  pada  tekanan  3  ton/cm 2
sebagaimana  diperlihatkan  oleh  Tabel  1. Pada tabel tersebut terlihat bahwa pembuatan  pelet  mentah  menggunakan serbuk  ADU  dengan  ukuran  partikel  rata-rata
yang lebih kecil dari serbuk AUC memberikan densitas pelet mentah serbuk ADU yang lebih tinggi. Hal ini bertentangan dengan penelitian yang  menyatakan  bahwa  serbuk  halus  akan menurunkan  sifat  mampu  tekan  dan  mampu kompak  dari  serbuk  karena  adanya  friksi antar  partikel  yang  cukup  besar [1] .  Demikian pula  yang  terjadi  dengan  serbuk  ADU  dan modified ADU.  Namun  ada  teori  dan  hasil penelitian  yang  menyatakan  bahwa  densitas pelet  mentah  tergantung  pada  distribusi ukuran  serbuk  bukan  pada  ukuran  serbuk rata-rata [6,  8,  10] .  Densitas  pelet  mentah  yang tinggi  dapat  dicapai  oleh  serbuk  dengan distribusi  ukuran  partikel  tertentu  yang mampu  meminimalkan  prosentase  rongga antar  serbuk  yang  lebih  besar  melalui pengisian  rongga  tersebut  oleh  partikel dengan  ukuran  yang  lebih  kecil.  Salah  satu hasil  penelitian  pengaruh  distribusi  ukuran partikel pada densitas pelet mentah menyatakan  bahwa  serbuk  yang  tersusun dari  60%  serbuk  berukuran  <150  μm  dan 40%serbuk berukuran 150 μm  < x < 800 μm memberikan  densitas  pelet  mentah  paling tinggi diantara beberapa variasi yang dilakukan yaitu sebesar 5,8479 g/cm 3 [6] .  Bila
dikaitkan dengan teori dan hasil penelitian ini,
ada  dugaan  bahwa  serbuk  ADU  mempunyai mampu  tekan  yang  lebih  baik  dibandingkan tiga  serbuk  lainnya  karena  mempunyai komposisi  dan  distribusi  ukuran  partikel  yang lebih mendekati kondisi sesuai hasil penelitian  di  atas.  Tetapi  hal  ini  memerlukan pembuktian  lebih  lanjut  berupa  data  dukung distribusi  ukuran  keempat  serbuk  tersebut dengan sifat mampu tekannya .

## ● Mampu sinter serbuk
Sifat  mampu  sinter  masing-masing serbuk  dapat  diketahui  melalui  perubahan dimensi  pelet  selama  penyinteran  yang ditampilkan  dalam  bentuk  kurva  dilatometer yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1a,  b,  c  dan d.  Berdasarkan  kurva  ini  diperoleh  informasi tentang  penyusutan  ( shrinkage )  pelet  selama proses  penyinteran.  Informasi  tersebut  be- rupa  tingkat  keaktifan  serbuk  yang  ditandai dengan temperatur dimulainya proses penyu- sutan dan laju penyusutan yang dapat diukur melalui  kemiringan  ( slope )  masing-masing kurva. Semakin curam kurva tersebut mengin- dikasikan  bahwa  laju  penyusutan  semakin besar.
(b)
(c)
(d)
Gambar 1. Kurva Dilatometer masing-masing pelet berbahan baku serbuk UO 2 : (a) ADU, (b) AUC,
(c) IDR, (d) Modified ADU
Berdasarkan  kurva  pada  Gambar  1 dan data rekaman dilatometer dapat diketahui temperatur saat terjadi penyusutan pada pelet mentah  masing-masing  serbuk  selama  pe- nyinteran  sebagaimana  ditunjukkan  oleh Tabel 2. Dari kurva dilatometer, Tabel 2 dan 3
terlihat tingkat keaktifan masing-masing
serbuk ditandai dengan temperatur dimulainya  terjadi  penyusutan  dan  laju penyusutan.  Laju  penyusutan  diukur  dari slope masing-masing  kurva  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 2. Temperatur penyusutan pelet selama penyinteran Serbuk Temperatur mulai terjadi penyusutan ( o C) Temperatur laju penyusutan maksimum ( o C) Temperatur saat tidak terjadi lagi penyusutan ( o C) ADU 890 1400 1750 AUC 730 1190 1700 IDR 790 1350 1750 Modified ADU 740 1160 1450 Tabel 3. Slope kurva Dilatometer serbuk Serbuk Luas muka spesifik serbuk (m 2 /g) Slope kurva Dilatometer ADU 2,12 -1,8 AUC 5,50 -3,2 IDR 2,10 -2,0 Modified ADU 9,20 -4,6
Sebagaimana  dijelaskan  sebelumnya  bahwa proses penyinteran terdiri dari dua tahap yaitu tahap  penyusutan  (densifikasi)  pelet  dan tahap  pertumbuhan  butir  pada  pelet.  Pada saat penyusutan pelet sudah tidak terjadi lagi menandakan tahap pertumbuhan butir dimulai.  Dari  Tabel  2  terlihat  bahwa  pertum- buhan  butir  serbuk Modified ADU  dimulai pada temperatur 1450 o C.
Berdasarkan  Gambar  1a,  b,  c  dan  d serta data pada Tabel 2 dan 3 terlihat bahwa serbuk  yang  mempunyai  mampu  sinter  baik atau yang paling aktif adalah serbuk Modified ADU.  Hal  ini  didukung  oleh  beberapa  fakta yaitu  temperatur  saat  mulai  terjadi  penyu- sutan  lebih  rendah,  laju  penyusutan  terbesar
dan  saat  tahap  pertum-buhan  butir  dimulai paling  rendah  jika  dibandingkan  dengan ketiga serbuk lainnya.  Hal ini sejalan dengan penelitian  yang  menyatakan  bahwa  luas muka serbuk yang tinggi dapat meningkatkan laju  penyinteran  melalui  peningkatan  energi aktivasi  permukaan [4] .  Dengan  demikian energi yang diperlukan untuk proses itu dapat diturunkan  sehingga  proses  penyusutan dapat  terjadi  lebih  awal  dan  temperatur sintering pun dapat diturunkan dari temperatur penyinteran yang umum dilakukan yaitu pada temperatur 1600 - 1800 o C [11] .
Selain  keaktifan  serbuk,  sifat  mampu sinter  ini  juga  dapat  diindikasi  dari  densitas yang  mampu  dicapai  oleh  pelet  sinter  pada
temperatur  penyinteran  tertentu.  Serbuk  de- ngan  mampu  sinter  yang  baik  akan  mem- berikan  densitas  tinggi  pada  temperatur  pe- nyinteran  yang  lebih  rendah.  Untuk  itu  dapat digunakan  data  densitas  pelet  dari  tungku
sinter  tanpa  dilatometer  saat  dicapai  tem- peratur  1450 o C,  1600 o C  dan  1750 o C  de- ngan  waktu  sinter  4  jam  seperti  terlihat  pada Tabel 4.
Tabel 4. Densitas pelet sinter dengan waktu sinter 4 jam
Serbuk Densitas pelet sinter pada temperatur sinter 1450 o C (%TD) Densitas pelet sinter pada temperatur sinter 1600 o C (%TD) Densitas pelet sinter pada temperatur sinter 1750 o C (%TD) ADU 89,27 93,69 95,51 AUC 96,24 96,64 96,88 IDR 95,91 97,75 98,22 Modified ADU 98,45 98,91 99,03
Berdasarkan  Tabel  3  dan  Tabel  4  terlihat bahwa  serbuk modified ADU  dengan  luas muka spesifik yang besar mempunyai mampu sinter  yang  baik  ditunjukkan  dengan  densitas pelet  sinter  paling  tinggi  dicapai  pada temperatur  sinter  paling  rendah  dibanding serbuk lainnya.
Struktur  mikro  pelet  yang  berkaitan dengan  sifat  mampu  sinter  dapat  dilihat  dari mikrograf  SEM  pada  Gambar  2a  untuk  pelet sinter dari serbuk ADU dan Gambar 2b untuk pelet  dari  serbuk Modified ADU.  Gambar tersebut  memperlihatkan  proses  pertum- buhan  butir  sebagai  tahap  akhir  proses penyinteran. Pada Gambar 2a 1 dan a 2 terlihat bahwa  pada  pelet  sinter  dari  serbuk  ADU untuk  temperatur  sinter  1450 o C  dan  1750 o C masih  berlangsung  proses  penyatuan  butir dan belum terbentuk batas butir.
Pembentukan  batas  butir  dan  pertumbuhan butir  berlangsung  selama  4jam  setelah dicapai  temperatur  sinter  1750 o C  seba- gaimana  diperlihatkan  oleh  mikrograf  pada
Gambar  2a 3 .  Ukuran  butir  pelet  sinter  pada kondisi  tersebut  sudah  memenuhi  persya- ratan  yaitu  berkisar  antara  5 –25  µm . Pem- bentukan  batas  butir  pada  pelet  sinter  dari serbuk Modified ADU  sudah  terjadi  pada temperatur 1450 o C seperti yang diperlihatkan oleh Gambar 2b 1 . Dengan naiknya temperatur dan  berjalannya  waktu,  pertumbuhan  butir terus  berlangsung  dan  ukuran  butir  makin besar.  Hal  ini  diperlihatkan  oleh  Gambar  2b 2 untuk  pelet  sinter  dari  serbuk  Modified  ADU. Pada temperatur sinter 1750 o C , ukuran butir pada  pelet  sinter  tersebut  sudah  memenuhi persyaratan. Apabila waktu penyinteran diperpanjang,  butir  akan  terus  tumbuh  dan melebihi batas maksimal seperti yang ditunjukkan  oleh  Gambar  2b 3 .  Hal  ini memberikan alternatif bahwa untuk mendapatkan  ukuran  butir  sesuai  persya- ratan,  pelet  dari  serbuk Modified ADU  dapat disinter  pada  temperature    1450 o C  sedang- kan  waktu  sinter  ( hold  time )  yang  diperlukan untuk itu belum diperoleh.
(a 1 ) (b 1 ) (a 2 ) (b 2 )
(a 3 ) (b 3 )
Gambar 2. Mikrograf SEM pelet sinter yang menggunakan : a. Serbuk ADU (a 1 . T=1450 o C, a 2 . T= 1750 o C, a 3 . T= 1750 o C dan waktu sinter 4 jam), b. Serbuk modified ADU (b 1 . T=1450 o C, b 2 . T= 1750 o C, b 3 . T= 1750 o C dan waktu sinter 4 jam)

## SIMPULAN DAN SARAN

## ● Simpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  serbuk modified ADU  dengan  luas  muka  spesifik 9,20 m 2 /g mempunyai  mampu  sinter  yang paling  baik  diantara  keempat  serbuk  UO 2 tersebut.  Hal  ini  ditandai  dengan  tingkat keaktifan  dan  laju  penyusutan  pelet  yang tinggi  selama  penyinteran.  Serbuk  tersebut mampu  mencapai  densitas  pelet  akhir  98,45 %TD  pada  temperatur  sinter  1450 o C  selama 4  jam  dan  densitas  98,45  %TD  pada temperatur  sinter  1750 o C  tanpa hold  time (tungku  langsung  dimatikan  saat  temperatur penyinteran tercapai).

## ● Saran
Disarankan  agar  melakukan  pene- litian  lanjutan  untuk menentukan  waktu  sinter
yang  tepat  untuk  penyinteran  pelet  dari serbuk modified ADU  pada  temperatur  sinter 1450 o C.  Disarankan  pula  untuk  melakukan analisis  distribusi  ukuran  partikel  masing- masing  serbuk  UO 2 agar  dapat  membuktikan bahwa distribusi ukuran tersebut berpengaruh pada fenomena  penyinteran yang terjadi.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  YANAI,  K.,  ISHIMOTO,  S.,  KUBO,T.,
ITA, K., ISHIKAWA, T., HAYASHI, H.,
“ Characterization of Ceramic Powder Compacts ” , Journal of Nuclear  Material,  Vol.224  (1),  (1995), p. 79-84.
2.  HECKEL,  R.  W., “ An  Analysis  of
Powder  Compaction  Phenomena ” , Transaction  of  the  Metallographical Society of AIME, Vol. 221, (1961).
3.  RANDHAL et. al., “ Powder Metallurgy
Science ” ,  Princetown,  New  Jersey,
1989, 9 114. 4.  DORR  W.  &  ASSMANN  H.,  1980,
“ Sintering of UO 2 at Low Temperatures ” , Proc. 4 th Intern. Meeting on Modern Ceramics Technologies, Saint Vincent, Italy, 28-
31 May 1979.
5.  TAYLOR,  A.J., “ Characterization  of Uranium Dioxide Powder for Sintering ” ,  Meeting  on  Characte- rization  of  Uraniuk  Dioxide,  US Atomic Energy Commision of Technical  Information, 1961. 6.  RAHMAWATI M., “Karakterisasi Serbuk UO 2 (Cameco) Untuk
Fabrikasi  Pelet  UO 2 Tipe  CANDU ”, Prosiding  Presentasi  Ilmiah  Daur Bahan  Bakar  Nuklir  III,  PEBN- BATAN Jakarta, 4-5 Nopember 1997, hal. 175 -184.
7.  GOETZEL C. G., “ Treatise on Powder Metallurgy ” ,  ed  1,  Interscience  Publi- sher Ltd., 1949. 8.  JONES,  W.  D., “ Fundamental  Princi- ples  of  Powder  Metallurgy ” ,  Ed.  I, Edward  Arnold  (Publisher)  L  TD, London, 1960. 9.  REED,  JANS  S., ” Introduction  to  the Principles  of  Ceramic  Processing ” , Powder Metallurgy, p. 188. 10.  WIDJAKSANA,  ETTY  MUTIARA, “ Pengaruh  Komposisi  Serbuk  Halus UO 2 Terhadap  Kerapatan  Kompakan Pelet  UO 2 “,  Prosiding  Presentasi Ilmiah  Daur  Bahan  Bakar  Nuklir  III,
PEBN-BATAN Jakarta, 4-5 Nopember 1997,  hal. 269 – 279.
11.  ASSMANN  H,  DOERR  W,  PEEHS M., “ Control of UO 2 Microstructure by Oxidative Sintering ” , Journal of Nuclear  Material,  North  Holland, Amsterdam, (1986).