(Masrukan K, Yanlinastuti, Sutri Indaryati)
KARAKTER TERMAL SERBUK U-6Zr DAN U-10Zr SEBAGAI

## BAHAN BAKAR REAKTOR RISET

## Masrukan K, Yanlianastuti, Sutri Indaryati
Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan, 15314
e-mail: masrukan2006@yahoo.com
(Naskah diterima : 14-08-2014, Naskah disetujui: 19-09-2014)

## ABSTRAK
KARAKTER  TERMAL  SERBUK  U-6Zr DAN U-10Zr SEBAGAI  BAHAN  BAKAR  REAKTOR RISET. Telah dilakukan percobaan untuk mengetahui karakter termal serbuk U-Zr menggunakan DTA  dan  DSC.  Serbuk  U-Zr  dibuat  melalui  proses  hidriding- dehidriding  dengan  variasi  Zr sebesar 6%  dan  10%.  Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  mempelajari  karakter termal dari  serbuk U-6Zr  dan  U-10Zr seperti entalpi,  temperatur  lebur, reaksi  kimia,  dan  kapasitas  panas. Pengukuran  entalpi  dan  temperatur lebur  dilakukan  dengan  menggunakan Differential Thermal Analysis (DTA)  pada  temperatur  30-1000 o C pada  laju  pemanasan  10 o C/menit  dalam media  gas argon sedangkan pengukuran  kapasitas  panas dilakukan  dengan  menggunakan Differential Scanning  Calorimetry (DSC)  pada  temperatur  antara  30  hingga  450 o C.  Hasil  pengukuran  sifat termal dengan DTA menunjukkan bahwa serbuk U-6Zr mengalami perubahan fasa melalui enam tahapan,  sedangkan  serbuk U-10Zr mengalami  perubahan  fasa  melalui  empat  tahapan. Sementara itu, dari pengujian menggunakan DSC diperoleh hasil untuk serbuk U-6Zr mempunyai kapasitas  panas  sebesar  0,09  sampai  dengan  0,21  J/g o C,  sedangkan  untuk  serbuk  U-10Zr mempunyai kapasitas  panas 0,08  J/g o K hingga  0,14  J/g.K dimana keduanya diamati pada temperatur antara 35 hingga 95 o C (pengukuran maksimum hingga 1000 o C). Dari percobaan yang dilakukan disimpulkan bahwa paduan U-6Zr mempunyai sifat termal yang lebih baik dibandingkan paduan U-10Zr.
Kata kunci: karakter termal, serbuk U-Zr, DTA, DSC.

## ABSTRACT
THERMAL  CHARACTERISTICS  OF  POWDER  U-6Zr AND U-10Zr  AS  A RESEARCH REACTOR  FUEL . It have  been  conducted an  experiment  to  determine  the  characteristics  of thermal of  the  U-Zr  powder  by  using  DTA  and  DSC.  The  U-Zr  powder  was made  through  a process hidriding-dehidriding with Zr content of 6% and 10%. The purpose of this research wis to study the thermal properties of U-6Zr and U-10Zr powder such as enthalpy, melting temperature, chemical  reactions,  and  heat  capacity. The  U-Zr  powder  is  made  through  a  process  hidriding- dehidriding  with  Zr content  of  6%  and  10%. Enthalpy  and  melting  temperature  measurements carried  out  using  DTA  at  temperatures  of  30-1000 o C  at  a  heating  rate10 o C/menit  in  the  media argon  gas,  while  the  measurements  heat  capacity  by using  Differential  scanning  calorimetry (DSC)  at a  temperature between 30 o C until  450 o C.  The  test  results  with  the  DTA  showed  that U-6Zr  powder  experiencing  a change  of phases through  of six  steps,  while  for  U-10Zr  powders change  of  phases  through  of four steps.  Meanwhile,  from  the  test  by  using  the  DSC  equipment was found that result for U-6Zr powder has a heat capacity of 0.09 up to 0.21 J/ o gC, and for the U-10Zr  powder  has  heat  capacity  of 0,08  J/g. o C hingga  0,14  J/g o C,  where  both  powder  were observed  at  temperature between  35 o C  up  to 95 o C  (maximum testing  until  1000 o C) . From  the experiments conducted  it can be concluded that the  U-6Zr powder has better thermal  properties than the U-10Zr powder.
Keywords: thermal characteristic, U-Zr powder, DTA, DSC.

## PENDAHULUAN
Pengembangan  bahan  bakar  nuklir untuk  reaktor  riset  dilakukan  dalam  upaya untuk  mendapatkan  bahan  bakar  yang mempunyai  densitas  tinggi.  Sesuai  dengan tugas dan fungsinya, Pusat Teknologi Bahan Bakar  Nuklir  (PTBN)  hingga  tahun  2014 mengembangkan  bahan  bakar  paduan uranium molibdenum (UMo), uranium zirkonium  (U-Zr)  dan  uranium  nitrid  (UN). Bahan  bakar  nuklir  merupakan  komponen utama  beroperasinya  reaktor  nuklir,  baik reaktor  riset  maupun  reaktor  daya.  Reaktor riset  pada  awalnya  menggunakan  bahan bakar  uranium  pengkayaan  tinggi  (>90% 235 -U),  tetapi  dengan  adanya  kekawatiran yang  dapat  disalahgunakan  untuk  tujuan non  damai,  maka  seluruh  reaktor  riset  di dunia  dianjurkan  untuk  mengganti  bahan bakar  dengan  uranium  pengkayaan  rendah (<20% 235- U). Pada  saat  ini  bahan  bakar U 3 Si 2 /Al  yang  mempunyai  densitas  uranium
4,8g  U/cm 3 dan  berpengayaan  rendah merupakan hasil pengembangan para peneliti  yang  tergabung  dalam  program RERTR  dan  telah  mendapatkan  lisensi  dari US  Nuclear  Regulatory  Commission pada tahun 1988 [1,2] .
Reaktor  riset  G.A.  Siwabessy  di Serpong  pada  saat  ini  menggunakan  bahan bakar  LEU  jenis  U 3 Si 2 -Al  yang  mempunyai densitas  lebih  tinggi  dibandingkan  U 3 O 8 -Al. Namun,  penggunaan  bahan  bakar  U 3 Si 2 /Al mempunyai kelemahan yaitu kesulitan dalam pemisahan unsur Si saat pemungutan kembali  uranium  dari  gagalan  dan  limbah produksi  U 3 Si 2 -Al. Untuk  mengatasi  perma- salahan  tersebut  Pusat  Teknologi  Bahan Bakar  Nuklir  (PTBN)  sedang  mengem- bangkan beberapa bahan bakar diantaranya paduan U-Zr, U-Zr-Nb, U-Mo, U-Mo-Ti, serta U-N.  Logam  uranium  murni  pada  dasarnya merupakan logam  yang  memiliki  berat  jenis tinggi,  tetapi  isotropic  fasa  U  selama iradiasi  hanya  stabil  pada  temperatur  tinggi, sedangkan  pada temperatur rendah struktur
fasa  αU  berpotensi mengalami swelling. Perubahan fasa α ke  (melalui fasa β) tidak dapat  ditahan  dengan quenching fasa αU murni  pada  temperatur  tinggi,  tetapi  pada rentang  temperatur  diatas  dimana  fasa  α,  β dan  menjadi stabil sehingga sebagai alter- natifnya  memerlukan  penambahan  bahan pemadu.  Penambahan  unsur  pemadu  ke dalam  logam  murni  dengan  tujuan  antara lain [3,4] : untuk  mendapatkan  ukuran  butir yang  halus,  menaikkan sifat  mekanik,  sifat- sifat  logam  murninya  sehingga  mudah difabrikasi  dengan  logam  lain,  menaikkan ketahanan  terhadap  bahaya  radiasi,  serta memper-tahankan  fasa  beta  atau  gamma uranium  pada  temperatur  kamar.  Penelitian sebe-lumnya  telah  dicoba  untuk  membuat bahan  bakar  U-Zr  dengan  kandungan  Zr berturut-turut  2  ,6 ,10,14 dan  55%  dalam bentuk ingot  yang telah  dikarakterisasi sifat- sifatnya  diantaranya  :  sifat  mekanik,  fisik, mikro-struktur  dan  termal [5]. Untuk  dapat dijadikan  bahan  bakar,  ingot  U-Zr  harus dibuat  serbuk.  Untuk  membuat  serbuk  dari ingot U-Zr yang besifat ulet dapat dilakukan dengan  salah  satu  cara  yaitu hydriding dehydriding. Dalam proses hydriding dehydriding, ingot  U-Zr  dimasukkan  ke dalam  wadah  sampel/tabung retort yang terdapat  di  dalam  peralatan hydriding dehydriding  dan dialiri  gas  hidrogen sambil dipanaskan hingga temperatur 450 o C sehingga  membentuk  hidrida  ZrH x .  Terben- tuknya  hidrida  ZrH x akan  menjadikan  ingot yang  semula  keras  dan  ulet  menjadi  rapuh. Setelah  terbentuk  hidrida  ZrH x yang  rapuh selanjutnya  hidrogen  yang  terikat  sebagai hidrida  dilepaskan  dengan  cara  dipanaskan kembali  ( dehydriding )  untuk  melepaskan hidrogen  dari  hidrida  sehingga yang  tersisa hanya serbuk  U-Zr.  Untuk  dapat  digunakan sebagai  bahan  bakar  maka  paduan  U-Zr harus  memenuhi  sifat-sifat  yang  berkaitan dengan bahan bakar diantaranya sifat termal yang  meliputi  entalpi,  temperatur  lebur  dan reaksi  kimia.  Sifat  termal  tersebut  akan mempengaruhi  unjuk  kerja  bahan  bakar
selama  digunakan  di  reaktor.  Percobaan  ini dilakukan  untuk  mengetahui  karakteristik sifat  termal  serbuk  U-Zr  hasil  proses hydriding  dehydriding yang  akan  digunakan sebagai bahan bakar.
Paduan  U-Zr  merupakan  paduan yang  terbentuk  berdasarkan  reaksi eutectic seperti  diagram  fasa  U-Zr pada  Gambar  1. Gambar  1  memperlihatkan  bahwa  kelarutan Zr  dalam  U  terbatas  yaitu  sebesar  0,4;  0,26 dan  0,17%  atom  masing-masing  pada temperatur  660,  630,  dan 550 o C.  Mengacu dari  diagram  fasa  pada Gambar  1  terdapat beberapa  fasa  yang  terbentuk  dari  reaksi atau  transformasi  fasa antara  logam U  dan
Zr  yang  tergantung  dari  komposisi  dan temperaturnya. Fasa-fasa yang dapat terbentuk yaitu : [6]
1. Fasa  -U, memiliki struktur kristal hexa- gonal
2. Fasa  -U, memiliki struktur kristal com- plex hexagonal
3. Fasa (  -U,  -Zr,) , memiliki struktur kristal body centered cubic
4. Fasa  , memiliki struktur kristal hexago- nal , dan
5. Fasa  -Zr, memiliki struktur kristal hexa- gonal closed packed (HCP)
Gambar 1. Diagram fasa U-Zr [7]
Apabila  dilihat  lebih  terinci  yang didasarkan pada diagram fasa pada Gambar 1,  transformasi fasa yang  terjadi  antara logam  U  dan Zr  meng-hasilkan  beberapa fasa sebagai berikut :
1. Monotectoid ,  yaitu  transformasi fasa (  -U,  -Zr,)  menjadi  Zr.  Reaksi tersebut terjadi pada komposisi 6% berat Zr dan pada temperatur  693 o C.  Garis mono- tectoid terjadi pada komposisi 0,9% berat Zr hingga 33 % berat.
2.  Reaksi eutectoid 1,  yaitu  trans- formasi  fasa  dari  menjadi  -U  dan  . Reaksi  tersebut  terjadi  pada  komposisi  0,67 %  berat  Zr  dan  temperatur  662oC.  Garis eutectoid 1  terjadi  pada  komposisi  0,2% hingga 38,5% berat.
3.  Reaksi peritectoid,  yaitu  reaksi perubahan  fasa  dari  U  +  menjadi  . Reaksi ini  terjadi  pada  temperatur  620 o C dan  pada  komposisi  39%  berat  Zr.  Garis peritectoid  terjadi  pada  komposisi  berat  0,2
% berat Zr sampai 42,5 % Zr.
4.  Reaksi  eutectoid  2,  yaitu  reaksi perubahan  fasa  dari  menjadi  Zr  +  . Reaksi  ini  terjadi  pada  temperatur  607 o C dan  pada  komposisi  55%  berat  Zr.  Garis eutectoid  2  terjadi  pada  komposisi  51% berat  Zr  sampai  99,5%  Zr.  Prinsip  dasar pengukuran  termal  adalah  pengamatan pengaruh  panas  terhadap  perubahan  fisik dari  bahan  yang  diukur  sebagai  fungsi temperatur  dan  waktu.  Pengukuran  entalpi bertujuan  untuk  memperkirakan  besaran panas yang dibutuhkan atau yang
dilepaskan  dari  bahan  yang  diuji  ke  air pendingin  melalui  kelongsong.  Besaran panas  yang  dibutuhkan  atau  dilepaskan diukur  sebagai  besaran  panas  jenis  (Cp) dalam  satuan  kilo  kalori  (k  cal)  atau  satu kalori  (cal).  Setiap  senyawa  mempunyai perbedaan  jumlah  panas  yang  digunakan untuk  menaikkan  temperatur  dalam  jumlah massa tertentu.
Lingkup  penelitian  ini  dibatasi  pada percobaan  untuk  mengetahui  karakteristik sifat  termal  yaitu  entalpi,  temperatur  lebur dan  reaksi  kimia  menggunakan Differntial Thermal  Analyzer (DTA)  pada  temperatur antara  30-1000 o C  dengan  laju  pemanasan 10 o C/menit dalam media gas argon, sedangkan  kapasitas  panas  menggunakan Differential  Scanning  Calorimetry (DSC) dengan  temperatur  30-450 o C  dengan  laju pemanasan 10 o C/menit  terhadap  serbuk U-Zr  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan bakar  reaktor  riset. Percobaan  ini bertujuan untuk  mengetahui  sifat-sifat  termal  serbuk U-Zr  hasil  proses hidriding dan dehidriding yang akan digunakan dalam pem-buatan inti elemen  bakar.  Hipotesa  yang  diajukan adalah perubahan  unsur  pemadu  yaitu  Zr akan  mempengaruhi  sifat  termal  yang meliputi  entalpi, temperatur lebur dan reaksi kimia.

## TATA KERJA
Dibuat  serbuk  U-Zr  dari  ingot  U-Zr dengan kandungan Zr sebesar 6% dan 10% melalui  cara hidridingdehidriding. Serbuk yang diperoleh dari proses hydriding dehydriding selanjutnya diuji dengan menggunakan  peralatan Differntial  Thermal Analyzer (DTA)  dan Differential  Scanning Calorimeter (DSC) merk SETARAM 92 yang berada  di  PTBN.  Dalam  percobaan dengan menggunakan  DTA,  serbuk  U-Zr  dengan kandungan Zr 6% ditimbang sebanyak 151,8 mg,kemudian  dimasukkan  kedalam  krusibel alumina dan diletakkan diatas chamber DTA rod,  divakum  hingga  tekanan  10 -1 bar. Setelah  vakum  tercapai  kemudian  dialiri dengan  gas  argon  UHP  sampai  tekanan
mencapai  2,5  bar.  Langkah  selanjutnya memanaskan DTA rod dari  temperatur  30 hingga  1000 o C  dengan  kecepatan  pema- nasan  10 o C/menit.  Dengan  cara  yang  sama dilakukan  terhadap  serbuk  U-Zr  dengan kandungan 10%Zr  sebesar  164,9  g.  Hasil percobaan  berupa  termogram  DTA  luasan puncak  dan  dievaluasi  untuk  mengetahui besaran entalpi dan perubahan aliran panas yang  menunjukkan  kestabilan  panas,  peru- bahan  fasa  dan  temperatur  reaksi  termik. Untuk  pengukuran  dengan  menggu-nakan DSC,  serbuk U-10Zr  seberat  93,8mg, dimasukkan  kedalam  krusibel  alumina. Setiap  pengukuran  disiapkan  tiga  (3)  buah krusibel,  masing-masing  mempu-nyai  kegu- naan  sebagai  berikut  :  krusibel  pertama digunakan  sebagai  blanko,  krusibel  kedua untuk  wadah  standar  Al 2 O 3 dan  krusibel ketiga sebagai  wadah sampel. Pelaksanaan pengukuran  dilakukan  dalam  tiga  tahap yakni : (a) tahap pertama, pengukuran terha- dap  krusibel  aluminium  kosong  yang  diang- gap  sebagai  data  blanko,  (b)  tahap  kedua, pengukuran  terhadap krusibel  kosong  dan yang  berisi  sampel  standar  Al 2 O 3 sebagai pembandingseberat  150  mg,  dan  (c)  tahap ketiga  pengukuran  krusibel  kosong  dengan sampel.  Setiap  krusibel  dimasukkan  ke- dalam chamber DSC  pada  kondisi  operasi temperatur  antara  30-450 o C  dengan  laju pemanasan 10 o C/menit  dalam  media gas argon.  Dengan  cara  yang  sama  dilakukan pengukuran serbuk U-10Zr dengan menim- bang  serbuk  138,7  mg.  Hasil  pengukuran berupa  termo-gram  DSC  yang  merupakan korelasi  antara  temperatur  pengukuran terhadap kapasitas panas.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis entalpi dan temperatur reaksi
Gambar  2  merupakan  termogram DTA  specimen  serbuk  U-Zr  dengan  variasi kandungan  Zr  sebesar  6%  dan  10% memperlihatkan pem-bentukan puncak- puncak  endotermik  dan  eksotermik.  Hasil pengukuran berupa besaran entalpi,
(Masrukan K, Yanlinastuti, Sutri Indaryati)
temperatur lebur dan pembentukan senyawa dengan  adanya  perubahan  aliran  panas. Serbuk  U-6Zr  mengalami  reaksi  termokimia sebanyak  enam  tahapan  yaitu  :  tahap pertama  pada  temperatur  278,9-310,7 o C terjadi  reaksi  endotermik  dengan  membu- tuhkan panas sebesar 9,2cal/g, tahap kedua pada temperatur 580,0-650 o C terjadi perubahan fasa tetapi tidak terbentuk reaksi kimia,  tahap  ketiga  pada  temperatur  654,5- 678,9 o C  terjadi  reaksi  endotermik  dengan membutuhkan  panas  4,5  cal/g,  tahap keempat  reaksi  endotermik  yang  terjadi pada  temperatur  721,7-738,6 o C  dengan membutuhkan panas 1,8 cal/g, tahap kelima terjadi  reaksi  endotermik  pada  temperatur 825,6-840,7 o C dengan membutuhkan panas 1,9  cal/g,  dan  pada  tahap  keenam  terjadi reaksi  eksotermik  pada  temperatur  904,7- 922,3 o C  dengan  mele-paskan  panas -2,2 cal/g.  Apabila  dilihat  dari  diagram  fasa antara  U  dengan  Zr  terlihat  terjadi  peru- bahan  fasa  melalui  empat  tahap  yaitu  pada tahapan  pertama  terjadi  pada  temperatur antara 580 o C hingga 662 o C terjadi perubahan  fasa  dari  1  menjadi  Zr ,tahapan  kedua  terjadi  pada  tempe-ratur antara  662 o C  hingga  695 o C  dimana  terjadi perubahan  fasa  dari  Zr  menjadi  Zr. Tahapan  berikutnya  (ketiga),  terjadi  pada temperatur antara 695 o C hingga 770 o C yang mengalami  perubahan  fasa  dari  Zr menjadi  ,  dan  pada  tahapan  keempat terjadi  temperatur  antara  770 o C  hingga
1000 o C  dan  mengalmi  perubahan  fasa  dari
 menjadi  Untuk  serbuk  U-10Zr (Gambar  3),  terjadi  reaksi  termokimia  seba- nyak  empat  tahap  yaitu  tahap  pertama reaksi  endotermik  pada  temperatur  285,3- 318,7 o C yang membu-tuhkan panas sebesar 7,7cal/g,  tahap  kedua  terjadi  pada  tempe- ratur 525,0 – 6000 o C yang mengalami peru- bahan  fasa  tetapi  tidak  terbentuk  reaksi termokimia,  tahap  ke  tiga  pada  temperatur 813,1-828,8 o C  membentuk  reaksi  endo- termik  yang  membutuhkan  panas  sebesar
2,0 cal/g dan pada tahap keempat terbentuk reaksi eksotermik yang terjadi pada temperatur  903,1-923,2 o C  yang  membu- tuhkan  panas  sebesar  1,5  cal/g.  Apabila dilihat  pada  diagram  fasa  U-Zr  seperti  pada Gambar1,  paduan  U-6Zr  mengalami  peru- bahan  fasa  melalui  empat  tahapan  sebagai berikut:  pada  tahap  pertama,  terjadi  pada temperatur  antara  580 o C  hingga  662 o C terjadi  perubahan  fasa  dari  1  menjadi  Zr,  tahapan  kedua  terjadi  pada  tempe- ratur  antara  662 o C  hingga  695 o C  dimana terjadi  perubahan  fasa  dari  Zr  menjadi  Zr.  Tahapan  berikutnya  (ketiga),  terjadi pada  temperatur  antara  695 o C  hingga 770 o C yang mengalami perubahan fasa dari  Zr  menjadi  ,  dan  pada  tahapan keempat  terjadi  temperatur  antara  770 o C hingga      1000 o C  dan  mengalmi  peru-bahan fasa dari  menjadi  . Dari data percobaan dan teori terlihat adanya perbedaan  temperatur  transformasi  fasa dimana dalam percobaan mempunyai temperatur  transformasi  fasa  lebih  tinggi daripada teori. Hal ini disebabkan sampel uji mengandung  impuritas  yang  cukup  tinggi, dimana  impuritas  tersebut  akan  mempe- ngaruhi  proses  pemanasan  sehingga  mem- pengaruhi  pula  temperatur  transformasi fasa.  Namun,  apabila  dibandingkan  antara serbuk  U-6Zr  dan  U-10Zr  terlihat  bahwa serbuk  U-10Zr  membentuk  fasa  Zr  dan  yang  lebih  banyak  dibandingkan  U-6Zr.  Hal ini  disebabkan  jumlah  unsur  Zr  yang  ada pada  serbuk  U-10Zr  lebih  besar  diban- dingkan U-6Zr sehingga fasa  Zr dan  yang terbentuk menjadi lebih banyak.
Dari  hasil  analisis  besaran  entalpi dan  reaksi  kimia  diatas  dapat  dikatakan bahwa kedua sebuk U-6Zr dan U-10Zr me- ngalami  perubahan  fasa  dengan  mem- bentuk  fasa  yang  sama  jenisnya  tetapi berbeda  jumlah  fasa  yang  terbentuk  dan jumlah tahapan reaksi.

## Gambar 2. Termogram DTA U-6Zr
Gambar 3. Termogram DTA U-10Zr

## Analisis kapasitas panas
Analisis
sifat termal berupa kapasitas  panas  dari  serbuk  U-6Zr  dan U-10Zr dilakukan dengan menggunakan alat DSC.  Peralatan DSC  dioperasikan  pada temperatur  30  sampai  dengan  450 o C dengan  laju  alir 10 o C/menit. Hasil  analisis untuk  kedua  serbuk  ditunjukkan  dalam bentuk  gambar  dan  tabel.  Gambar  4 memperlihatkan  bahwa  serbuk  U-6Zr  mem- punyai  rentang  nilai  kapasitas  panas  dari 0,09 hingga 0,21J/g o K (dari temperatur
35,87 o C  sampai  dengan  95 o C), sedangkan nilai  kapasitas  panas  tertinggi  sebesar 0,21J/g.K  yang  dicapai  pada  temperatur 95,27 o K.
Pada  rentang  temperatur  yang sama,  untuk  U-10Zr  mempunyai  nilai kapasitas  panas  antara  0,08J/gK  hingga 0,14J/g o K.  Hal  ini  menunjukkan bahwa serbuk  U-6Zr  mempunyai  rentang  nilai kapasitas  panas  lebih  besar  dibandingkan U-10Zr.
(Masrukan K, Yanlinastuti, Sutri Indaryati)

## Gambar 4. Kurva kapasitas panas U-6Zr dan U-10Zr
Apabila  diamati,  secara  keseluruhan nilai kapasitas panas serbuk U-6Zr lebih tinggi dibandingkan  serbuk  U-10Zr.  Hasil  tersebut bila  dibandingkan  dengan  hasil  pengukuran panas  jenis  ingot  U-6Zr  dan U-10Zr  pada penelitian  sebelumnya,  terlihat  bahwa  ingot U-10Zr  mempunyai  kapasitas  panas  yang lebih  besar  dari  U-6Zr.  Penelitian  sebelumnya menghasilkan nilai kapasitas panas ingot U-6Zr  sebesar 0,01  J/g.K  sedangkan  ingot U-10Zr  sebesar  0,08  yang  diukur  pada temperatur  95 o C [8] .  Hal  ini  diduga  disebabkan sampel uji dalam keadaan serbuk, yang mana antara  serbuk  U-6Zr dengan  U-10Zr  mempu- nyai ukuran  berbeda.  Diduga  serbuk  U-6Zr mempunyai ukuran lebih besar sehingga untuk menaikkan  temperatur  sebesar  satu  derajat dibutuhkan  panas  yang  lebih  besar  diban- dingkan  serbuk  U-10  Zr.  Oleh  karena  itu  hasil pengukuran menghasilkan kapasitas panas U- 6Zr  lebih  besar  dari U-10Zr. Apabila  dilihat dari  nilai  kapasitas  panas  U  dan  Zr,  secara teoritis  maka  serbuk  U-6Zr  akan  mempunyai kapasitas  panas  lebih  kecil  dibandingkan U-10Zr.  Nilai  kapasitas  panas  U  adalah sebesar
0,120J/g.K
dan Zr sebesar
0,278J/g.K [8,9,10] . Apabila  diperhatikan  pada
Gambar  3,  terlihat kedua  serbuk  U-6Zr  dan U-10Zr mempunyai kecenderungan perubahan kapasitas  yang  sama  yaitu  terjadi  kenaikan kapasitas  panas  hingga  100 o C  selanjutnya turun  hingga  temperature  200 o C. Hal  ini disebab-kan  hingga  temperatur  100 o C  panas
yang  dibutuhkan  untuk  menaikkan  temperatur setiap  derajat  dan  setiap  satuan  masa  cukup tinggi,  kemudian  setelah  mencapai  tempe- ratur 100 o C panas yang dibutuhkan cenderung kecil.  Hingga  temperatur 100 o C  atom-atom dari  keadaan semula  pada  temperatur  kamar membutuhkan panas yang cukup besar hingga temperature  100 o C  untuk  melakukan  vibrasi, namun setelah itu mencapai temperatur 100 o C panas yang dibutuhkan menurun. Nilai kapasitas panas suatu bahan akan menentukan jumlah panas yang dapat dipindahkan ke sekeliling.  Semakin besar nilai kapasitas  panas  suatu  benda  maka  semakin besar  panas  yang  dapat  dipin-dahkan  oleh benda  tersebut  ke  sekeliling.  Dalam  bahan bakar  nuklir  diperlukan  nilai  kapasitas  panas yang tinggi agar panas yang dapat dipindahkan  ke  sekeliling  sebanyak-banyak- nya.  Dilihat  dari  kapa-sitas  panasnya,  serbuk U-6Zr  lebih  baik  diban-dingkan  serbuk  U-10Zr karena mempunyai nilai kapasitas panas yang lebih besar.

## SIMPULAN
Dari  hasil  percobaan  serbuk  U-6Zr  dan U-10Zr  dapat disimpulkan  bahwa  perubahan unsur  Zr  di  dalam  serbuk  paduan  U-Zr mempengaruhi  sifat  termalnya,  dalam  hal  ini adalah  besaran  entalpi,  temperatur  lebur, pembentukan  senyawa,  dan  kapasitas  panas. Hasil  analisis  menggunakan  DTA  terhadap
serbuk U-6Zr menghasilkan reaksi termo kimia dan  jumlah  fasa  lebih  banyak  (enam  tahapan) bila  dibandingkan  dengan  serbuk  U-10Zr, tetapi  menghasilkan  jenis  fasa  yang  sama. Perubahan fasa yang terjadi dimulai dari  1 menjadi  Zr  ,tahapan  kedua  dari  Zr menjadi  Zr, tahapan ketiga perubahan fasa dari  Zr menjadi  dan tahapan keempat  menjadi  .  Sementara  itu,  hasil  pengujian kapasitas panas dengan menggu-nakan peralatan  DSC  diperoleh  bahwa  serbuk  U-6Zr mempunyai  nilai  kapasitas  panas  yang  lebih besar  dibandingkan  dengan            U-10Zr.  Pada pengukuran  kapasitas  panas  dari  35  hingga 95 o C  diperoleh  kapasitas  panas  dari  0,09 hingga 0,21J/g.K untuk serbuk U-6Zr, sedangkan  nilai  kapasitas  untuk  U-10Zr mempunyai  nilai  kapasitas  panas  antara  0,08 J/g.K  hingga  0,14  J/g.K.  Memperhatikan  hasil pengujian kedua serbuk, serbuk U-6Zr mempunyai  sifat  ternal  yang  lebih  baik  dari serbuk U-10Zr

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Supardjo, (2011). Pembuatan Ingot Paduan U-7Mo-xZr  Dengan  Menggu- nakan  Teknik Peleburan  dan  Karakte- risasinya, Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Urania  Vol  17.3.  ISSN  0852-4777, Oktober 011, PTBN-Serpong.
[2] K.  Boning,  w  Petry,  (2009), Test  Irra- diations Of Full-Sized U 3 Si 2 –Al Fuel Plates
Up  To  Very  High  Fission  Densities ,
Journal  of Nuclear Materials, Volume 383, Issue 3, January 2009, Pages 254–263.
[3] Masrukan K,  Tri  Yulianto, dan  Sungkono,
(2010),  Pengaruh  Unsur  Nb  Pada  Bahan Bakar  Paduan U-Zr-Nb  Terhadap  Den- sitas, Kekerasan Dan Mikrostruktur, Jurnal
Ilmiah Daur Bahan Bakar “Urania”, Vol. 16 No.  3,  Juli  2010. ISSN  0852-4777.  Akre- ditasi No.595/AU3/P2MI-LIPI/03/2015. Hal. 116.
[4]. Jong Man Park, Ho Jin Ryu, Don Bae Lee, Chang  Kyu  Kim,  G.L  Hofman, (2008), Effect  of  Si  and  Zr  On  The  Interdiffusion of U–Mo Alloy and Al, Journal Of Nuclear Material , Volume  374,  Issue  3,  15  March 2008, Pages 422–430.
[5]. Masrukan, Agung Kadaryono, (2010), Pengaruh Prosses Quenching Terhadap Laju   Korosi  Bahan Bakar U-Zr, Jurnal
Teknologi Bahan Nuklir,  Vol 5 No 2, Juni 2009. ISSN : 1907-2635. Akreditasi :
82/Akred-LIPI/P2MBI/5/2007.
[6]. Chandra Bhanu, R Keswani, G .J. Pras- sad, H S Kamat, (2009), Phase Transfor- mations in U–2 wt% Zr Alloy , Journal of
Alloys and Compounds, Volume 471, 552.
[7]. Ivanov O S. (1983). Phase Diagrams of Uranium Alloys . New Delhi : Amerind Publishing Co, PVT, Ltd. Hlm. 8-11, 55.
[8]. Aslina, Masrukan, M. Husna al Hasa,
(2007). Pengaruh Temperatur Terhadap Sifat Termal Paduan U-Zr Dengan Variasi Kandungan Zr, Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir Urania, Vol 13 No. 3. ISSN :
0852-4777.   Akreditasi No. 71/Akreditasi- LIPI/P2MBI/-5/-2007. Hal. 125-135.
[9]. Lopez, Denise Adorno, Guisard Restivo, Thomas Augusto,(2013), Mechanical and Thermal Behaviour of U-Mo and U-Nb-Zr Alloys, Journal of Nuclear Materials Volu me 440, Issue 1-3, p. 304-309.
[10]. http:www.engineeringtoolbox.com/speci fic- heat-metals d.152 html. Download tgl.30-April 2013.
(Masrukan K, Yanlinastuti, Sutri Indaryati)