BATAN
B. 70 TEKNOLOGI PEMBUATAN BAHAN BAKAR PELET REAKTOR DAYA BERBASIS THORIUM OKSIDA
PURWADI KASINO PUTRO
BATAN SERPONG, 2012
LATAR BELAKANG BATAN
Dalam rangka untuk mengatasi adanya kekurangan energi yang terjadi di dalam negri, dan di dunia saat ini. Penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas dan batu bara yang semakin menipis dan semakin mahal serta kurang ramah lingkungan. Diperlukan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang ramah lingkungan dan aman untuk di operasikan 1
PERMASALAHAN BATAN
Penggunaan bahan bakar reaktor daya sebagai reaktor pembangkit tenaga listrik, banyak menggunakan bahan bakar berbentuk pelet yang mengandung uranium, yaitu UO2 (uranium oksida). Penggunaan bahan bakar ini semakin ditinggalkan karena dampak negatif yang ditimbulkan terhadap lingkungan dan dapat digunakan sebagai senjata pemusnah masal, serta semakin mahalnya harga uranium saat ini. Penggunaan bahan nuklir berbasis thorium oksida telah dikembangankan oleh beberapa negara maju sebagai bahan bakar nuklir untuk mengurangi dan menggantikan uranium yang banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik (PLTN) di dunia. Cadangan thorium secara global jauh lebih besar dari cadangan uranium di alam, yaitu sekitar 3 atau 4 kali dibandingkan dengan uranium. Logam thorium tersedia cukup melimpah di Indonesia dan murah, dalam bentuk monasit (yang mengandung thorium sekitar 0,26-14,9%) sudah ada sebagai produk samping dari Tailing Pasir timah yang berasal dari Industri tambang timah di Kep. Banka dan belitung. 2
KOMPOSISI PASIR TAILING INDUSTRI TAMBANG TIMAH
3
METODOLOGI BATAN
Rancangan metode Penelitian meliputi : Pembuatan serbuk thorium oksida yang diperolah dari pasir monasit industri tambang timah dengan proses pelindihan, kemudian pembuatan campuran serbuk bahan bakar thorium oksida-uranium oksida (70% - 30%) berat dengan menggunakan teknik penggilingan (ball milling) untuk mendapatkan hasil yang homogen, kemudian melakukan pengepresan dengan tekanan 5 MP, setelah itu dilakukan penyinteran selama 4 jam dengan temperatur 1750 oC menggunakan gas helium untuk mendapatkan bahan bakar pelet Hasil bahan bakar pelet yang diperoleh di uji dengan menggunakan teknik analisis kimia, fisika dan struktur mikro Counts ThO2-Monasit
1000
500
0 30
40
50
60
70
Position [°2Theta] (Copper (Cu))
80
90
4
METODOLOGI BATAN
H2C2O4 50 g Monasit 200 g PELARUTAN
PENYARINGAN
Filtrat
PENGENDAPAN
HCl 500 ml + HF 2 ml
H2C2O4 50 g
PENGENDAPAN
HNO3 encer 0,01 N
REEKSTRAKSI
Padatan
Endapan Th(C2O4 )2
EKSTRAKSI
TBP-Kerosin
Th(C2O4 )2 murni
(48:52)
KALSINASI
ThO2 2,2 g
PELARUTAN
HNO3 pekat
METODA PENELITIAN BATAN
RECEIPT OF POWDER INSPECTION OF
GRANULATION TO - U MESH
BALL-MILLING FOR 2 h
FINAL COMPACTION AT 90-120 MPa
SINTERING AT 1750 oC FOR 4 hrs
FINISHED Th02 PELLETS
CENTRELESS GRINDING TO SIZE
INSPECTION
: (U+Th) Oksida eks pelarut HCl :0
Laju pemanasan Suhu sinter
: 250 der/jam : 1750 der C
Tinggi Dies Posisi Punch
: 58
Waktu sinter
: 4 jam
: 20
Laju pendinginan
: 150 der/jam
Tekanan
: 5 MP
Atmosfir
: Helium
Jenis serbuk Posisi Hidrolik
Diameter Pelet (mm) No. 1
2
3
Diameter Rata-rata (mm)
Tinggi Pelet (mm) 1
2
Tinggi Rata-rata (mm)
Vol. Kotor Pelet (cc)
Vol. Bersih (cc)
Berat Pelet (g)
Densitas (g/cc)
Densitas Teoritis (%)
Pelet Mentah
1
11,12
11,13
11,13
13,85
13,79
13,82
1,3427
1,3427
6,7631
5,0370
53,5846
2
11,16
11,16
11,16
14,07
14,08
14,08
1,3761
1,3761
6,9355
5,0400
53,6171
3
11,15
11,14
11,15
12,85
12,85
12,85
1,2529
1,2529
6,6159
5,2803
56,1731
1
10,29
10,41
10,45
10,38
12,22
12,36
12,29
1,0401
1,0401
6,7043
6,4455
68,5694
2
10,51
10,42
10,47
10,47
12,47
12,44
12,46
1,0711
1,0711
6,8927
6,4352
68,4591
3
10,35
10,34
10,5
10,40
11,58
11,64
11,61
0,9851
0,9851
6,6559
6,7564
71,8768
Pelet Sinter
SINERGI KOORDINASI BATAN
Perkembangan kordinasi dengan kelembagaan program terkait telah berjalan dengan baik antara peneliti dengan pemda dan industri setempat diantaranya Industri Tambang Timah Tbk, serta BAPETEN sebagai lembaga perizinan dalam rangka pengelolaan bahan nuklir yang ada di Industri tambang timah yang berada di Kep. Bangka Belitung Strategi Koordinasi yang dilakukan adalah melakukan presentasi ke Industri Tambang timah, mengenai hasil penelitian yang telah dilakukan 8
PEMANFAATAN HASIL KEGIATAN BATAN
Teknologi proses pembuatan serbuk thorium yang diambil dari pasir monasit, dimana teknologi proses ini dapat digunakan untuk memungut kandungan radioaktif thorium yang terdapat pada tailing industri timah (draft patent) Teknologi proses pembuatan Bahan Bakar pelet (Th,U)O2 dengan campuran thorium oksida dan uranium oksida (70% 30%) berat, dimana bahan bakar pelet ini dapat menggantikan bahan bakar pelet uranium oksida sebagai bahan bakar reaktor nuklir pembangkit tenaga listrik 9
POTENSI PENGEMBANGAN KE DEPAN BATAN
Rencana Pengembangan kedepan setelah paket PKPP selesai adalah meneruskan dan memperbaiki teknik pembuatan bahan bakar pelet (Th,U)O2 dengan perbandingan thorium oksida dan uranium oksida (70% 30%) berat dan hasilnya akan dicoba di reaktor serbaguna GA. Siwabesi, untuk mengetahui kinerja dari bahan bakar tersebut bila digunakan, dan nantinya hasil riset ini akan dibuat PATENnya. Sedangkan Teknologi pembautan Serbuk thorium oksida dari pasir monasit, draft patennya akan di serahkan ke Lembaga PATEN dan kemudian teknologi prosesnya akan di tawarkan ke Industri tambang timah
10
BATAN
TERIMA KASIH PENELITI/PEREKAYASA : Drs. Purwadi Kasino Putro, MT Ir. Tri Yuliyanto Torowati, ST Ir. Meniek Rahmawati Ir. Etty Mutiara, M.Eng
