BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang
Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai bahan bakar nuklir. Sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan keperakan dan radioaktif alami. Ditemukan pada tahun 1789 oleh artin !laproth, ilmuwan "erman. #ama Uranium diambil dari nama planet Uranus yang ditemukan ditemukan 8 tahun sebelumnya. Uranium terbentuk bersamaan dengan ter$adinya %umi, karena itu uranium dapat ditemukan di setiap batuan dan $uga di air laut. Saat ini dan di masa depan, uranium merupakan sumber energi penting mengingat $umlahnya yang berlimpah di %umi. #amun uranium tergolong sumber energi energi tak&terbarukan, sama dengan bahan tambang fosil seperti minyak %umi. Dalam tabel skala unsur&unsur yang diurutkan berdasarkan kenaikan massa inti atom, uranium adalah unsur terberat dari seluruh unsur alamiah 'hidrogen adalah yang paling ringan( dan diklasifikasikan sebagai logam. Uranium memiliki kerapatan atau masa $enis yang besar, sekitar 18,7 kali lipat dibanding air, dengan titik leleh yang relatif tinggi yaitu 11)* o+ 'emas 1+( Uranium diubah men$adi energi 'kinetik( dengan melalui tehnik pemisahan inti '-isi(.tom uranium 'U&*)/( memiliki inti yang yang tidak stabil ketika ada neutron 'warna hitam( yang ditembakkan pada inti atom tersebut, maka inti atom uranium akan membelah men$adi dua buah inti atom, yakni atom %arium '%a&101( dan atom !ripton '!r&9*( serta tiga neutron 'warna hitam di kanan(.
1
1.2 Tujuan
u$uan saya membuat makalah ini adalah supaya penulis saya sendiri atau siapapun yang yang membaca makalah ini men$adi paham apa yang dimaksud dimaksud dengan Uranium,dari keguanaannya,se$arahnya,dll. 2ang 2ang sudah saya masukan ke dalam isi makalah saya ini,saya harap isi makalah ini dapat mudah dipahami
2
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Uranium
kimia dalam tabel periodik yang memiliki Uranium adalah suatu unsur kimia dalam lambang U dan nomor atom 9*. atom 9*. 3a merupakan logam putih logam putih keperakan yang termasuk dalam deret aktinida tabel aktinida tabel periodik . Uranium memiliki 9* proton 9* proton dan dan 9* elektron 9* elektron,, denganelektron denganelektron 4alensi 5. 4alensi 5. 3nti uranium mengikat sebanyak 101 sampai dengan 105 neutron, neutron, sehingganya terdapat 5 isotop is otop uranium. 3sotop yang paling umum adalah uranium&*)8 adalah uranium&*)8 '105 '105 neutron( dan uranium&*)/ dan uranium&*)/ '10) '10) neutron(. Semua isotopuranium isotopuranium tidak stabil dan bersifat radioaktif lemah. lemah. Uranium memiliki bobot memiliki bobot atom terberat atom terberat kedua 'setelah plutonium 'setelah plutonium(( di antara semua unsur&unsur kimia yang dapat ditemukan secara alami. 6) assa $enis uranium kira&kira 7 lebih besar dari pada timbal, timbal, namun tidaklah sepadat emas sepadat emas ataupun ataupun tungsten. tungsten. Uranium dapat ditemukan secara alami dalam konsentrasi rendah 'beberapa bagian 'beberapa bagian per $uta 'ppm(( dalam tanah, bebatuan, dan air.
3
Uranium yang dapat di$umpai secara alami adalah uranium&*)8 '99,*7)9 99,*7/*(, uranium&*)/ ',7198,7**(, dan sekelumit uranium& *)0 ',/,/9(. *)0 ',/,/9(. Uranium meluruh secara lambat dengan memancarkan partikel memancarkan partikel alfa. alfa. Umur paruhuranium&*)8 paruhuranium&*)8 adalah sekitar 0,07 milyar 0,07 milyar tahun, tahun, sedangkan untuk uranium&*)/ adalah 70 $uta tahun. $uta tahun.60 :leh sebab itu, uranium dapat digunakan untuk penentuan umur %umi. %umi . Uranium&*)/ merupakan satu&satunya isotop unsur kimia alami yang bersifat fisil bersifat fisil 'yakni 'yakni dapat mempertahankan reaksi berantai pada fisi nuklir(, sedangkan uranium&*)8 dapat di$adikan fisil menggunakan neutron cepat. Selain itu, uranium&*)8 $uga dapat ditransmutasikan men$adi plutonium&*)9 men$adi plutonium&*)9 yang yang bersifat fisil dalam reaktor dalam reaktor nuklir . 3sotop uranium lainnya yang $uga bersifat fisil adalah uranium&*)), uranium&*)), yang dapat dihasilkan dari torium. torium.
#ama Unsur ; Uranium
eriode ; 7 "ari&$ari ;17/ ppm !ondukti 4itas ermal ; *7,/?m&1 !&1 @Afo ; /)) "Bmol @=fo ; 088 "Bmol @S ; 199,8 "Bmol
4
2.2 Manfaat uranium
1. Pembangkit Litrik Tenaga Nuklir
Cnergi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reactor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. 3nstalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir '><#(. '>< #(. Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor re aktor air bertekanan 'pressuried water reactorB>?E( yang skemanya ditun$ukkan dalam gambar. Cnergi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang&batang bahan bakar. !alor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menu$u alat penukar panas 'heat eFchanger(. Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menu$u turbin untuk untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menu$u reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor Untuk men$aga agar air di dalam reaktor 'yang berada pada suhu )o+( tidak mendidih mendidih 'air mendidih pada suhu 1o+ 1o+ dan tekanan 1
5
atm(, air di$aga dalam tekanan tinggi sebesar 15 atm. idak heran $ika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan. Uranium adalah bahan bakar nuklir yang sangat penting. Uranium *)8 bisa diubah men$adi >lutonium.!egunaan >lutonium.!egunaan bahan bakar nuklir untuk menghasilkan menghasilkan energi listrik, untuk membuat isotop yang digunakan untuk tu$uan damai, dan sebagai peledak, sangat diketahui dengan baik. !apasitas 0*9 reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir di seluruh dunia yang beroperasi pada "anuari 199 dierkirakan mencapai )11 megawatt. Uranium digunakan dalam peralatan petun$uk inert, dalam kompas giro, sebagai imbangan imbangan berat untuk permukaan kontrol penerbangan, sebagai pemberat untuk kendaraan pembawa missil, dan sebagai bahan pelindung.
Secara kimiawi, uranium merupakan logam berat berwarna keperakan yang sangat padat. Sebuah kubus uranium bersisi 1 cm memiliki massa mendekati * kg dan secara umum 7 lebih padat dibanding timbal 'timah hitam(. >ada suhu 5 7J+ dalam tekanan yang sangat tinggi logam DU akan menyala dengan sendirinya, membentuk kabut erosol DU yang bersifat ca ir dan sangat panas. Sifat&sifat kimiawi dan fisis semacam ini yang menyebabkan kalangan militer menyukai DU untuk digunakan dalam sistem persen$ataan. Sebagai proyektil 'peluru(
6
>erlu diketahui bahwa secara kimiawi uranium merupakan logam berat berwarna keperakan dan bersifat sangat padat. >ada suhu dan tekanan yang tinggi, logam uranium dapat menyala dan membentuk kabut. erosol uranium bersifat cair dan sangat panas. :leh karena itu, beberapa kalangan khususnya militer memanfaatkannya untuk dipakai dalam sistem persen$ataan kon4ensional yang bersifat taktis. Uranium dapat digunakan sebagai sen$ata penembus berenergi kinetis. Sen$ata seperti ini biasanya dipergunakan dalam sistem sen$ata anti tank atau kendaraan lapis ba$a lainnya. Dengan begitu, saat ditembakkan dapat menembus kulit atau body kendaraan lapis ba$a. +ukup efisien hingga hingga tidak sedikit negara yang telah mengembangkannya sebagai sen$ata taktis kon4ensional. nda bisa membayangkan sebuah proyektil berbasis kinetik ditembakkan dengan kecepatan 1 mBdetik melalui sebuah pipa. +airan uranium atau disebut slug yang ditembakkan inilah mampu menembus dinding lapis ba$a sebuah kendaraan militer dengan mudah. mudah. kon4ensional yang bersifat taktis. idak sebagai bahan peledak nuklir, DU digunakan sebagai sen$ata penembus berenergi kinetis dan biasa digunakan dalam bentuk Sen$ata ntitank ntitank 'atau ankerucutti kendaraan lapis ba$a lainnya(. "adi sen$ata ini benar&benar kon4ensional, sama sekali tak melibatkan reaksi berantai didalamnya 'baik reaksi fisi maupun reaksi fusi(. Sen$ata inisebagian besar menggunakan prinsip yang dikenal dengan Cfek unroe. >rinsip dari penerapan sen$ata berbasis DU ini dapat di$elaskan dengan tabung yang didalamnya ada
7
rongga yang berbentuk !erucut, dengan dasar kerucut tepat beririsan dengan dasar tabung. Dinding kerucut ini terbuat darilapisan DU, sementara ruang antara kerucut dan tabung diisi dengan bahan peledak kon4ensional 'anggaplah #(. Di dasar kerucut terdapat sebentuk KpipaL kecil 'lebih kecil dari tabung( yang sumbunya tepat berada pada sumbu s umbu tabung dan kerucut, mengarah keluar. >ipa ini tertutup, diu$ungnya terdapat detonator dan dinding kerucut mencair dalam dera$at yang berbeda. Di u$ung kerucut DU mencair sempurna dan oleh tekanan ledakan ia akan bergerak mengalir keluar 'menyusuri pipa( dengan kecepatan 1 kmBdetik 'ini diistilahkan dengan $et(. Sementara DU yang menyusun bagian tengah dinding kerucut hanya mengalami pencairan sebagian sehingga membentuk gumpalan&gumpalan kecil logam 'pasir logam( yang larut dalam cairan DU 'dinamakan slug(, dan melesat dengan kecepatan 1 mBdetik melalui pipa. "et dan slug inilah yang dengan mudah mampu menembus dinding lapis ba$a 'setebal apapun( akibat kecepatan dan sifat cairnya. >enembusan ini menyebabkan bagian dalam kendaraan lapis ba$a itu terpanaskan dengan hebat, dan membuat tanki bahan bakar solar&nya meledak sehingga kendaraan lapis ba$a ini akan terbakar dan personel yang ada didalamnya terpanggang. "et dan slug inilah yang merupakan bagian dari efek unroe, dan belum ada material ba$a yang mampu menangkalnya 'meski material ba$a tersebut sanggup menahan gelombang tekanan produk ledakan sen$ata nuklir sekalipun(.
8
&. Menunjang bi'ang !ertanian
da beberapa manfaat uranium yang bisa dipakai dalam bidang pertanian, antara lain sebagai berikut; Memberanta Hama Pen#akit
+aranya, yaitu dengan menyinarkan radiasi pada hama serangga. Aal itu mengakibatkan serangga $antan akan mengalami kemandulan. Setelah itu dilepas di areal pertanian. Dengan harapan ter$adi perkawinan antara serangga $antan mandul dengan betina. elur elur hasil perkawinan tidak akan menetas, sehingga akan mengganggu populasi hama serangga tersebut. Pembuatan Bibit Unggul
Dengan cara radiasi, sebuah spesies tanaman di bidang pertanian dapat dicari dan di$adikan bibit unggul. Aasil seperti itu sudah dilakukan di 3ndonesia untuk menemukan bibit unggul tanaman padi dengan 4arietas terbaik. Dengan begitu, masyarakat 3ndonesia dapat memproduksi dan mengkonsumsi padi bibit unggul yang aman dan sehat. Men#im!an Ba(an Makanan Lebi( Lama
9
>erlu diketahui bahwa bahan makanan, seperti kentang dan bawang merah $ika disimpan terlalu akan bertunas. :leh karena itu, sebelum disimpan terlebih dahulu disinari radiasi dengan dosis tertentu. Dengan begitu, bahan makanan tersebut tidak akan bertunas dan lebih lama disimpan untuk di$adikan persediaan. 3tulah sedikit informasi yang bisa diberikan mengenai manfaat uranium. ). Pa'a Bi'ang In'utri
>emeriksaan tanpa merusak. Eadiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat padalogam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. ehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, $adi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian&bagian yang berongga didalamnya. >ada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam, engontrol ketebalan bahan !etebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. >rinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. "ika lembaran men$adi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan. >engawetan bahan Eadiasi $uga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang&barang seni dan lain&lain. Eadiasi $uga dapat menningkatkan mutu mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. %erbagai $enis makanan $uga dapat diawetkan dengan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama 2.& Perebaran uranium
10
Uranium ditemukan dalam $umlah kecil sebagai mineral uranium oksida uraninite 'pitchblende( dalam sulfide 4eins di granit atau batuan beku felsic lainnya 'mengandung mineral felspar, felspathoid, silica( batuan beku asam. Uranium $uga ditemukan dalam batuan sedimen. Di bawah kondisi air tanah dekat permukaan, uranium dalam batuan beku dapat dapat teroksidasi dan teruraikan, ditransportasi air tanah, kemudian diendapkan sebagai uraninit dalam batuan sedimen Deposit uranium terbesar merika ditemukan $ustru di batuan sedimen berumur rias&2u rias&2ura ra di >lato +olorado 'Utah, riona, riona, ?yoming, ?yoming, #ew eFico(. a.Perebaran a.Perebar an uranium 'i in'"neia
>emetaan bersistem sumberdaya mineral radioaktif oleh Sastratenaya dan $okrokardono 'dipublikasi 3=3, 198/( bisa men$adi acuan awal kita untuk mengetahui persebaran uranium di 3ndonesia 'khususnya di wilayah 3ndonesia %arat(. Selama ini, kita hanya mengenal !alimantan sebagai sumber uranium terbesar di 3ndonesia. >otensi kandungan uranium di bumi %orneo, termasuk !altim, lebih tinggi dibanding kandungan uranium lain yang dite mukan di dunia.!andungan uranium di !alimantan mencapai *0 ribu ton yang setara
11
dengan kebutuhan listrik 9. megawatt selama 1*/ tahun. egunungan >egunungan Schwaner yang membentang antara !alimantan %arat dengan !alimantan engah, engah, berupa anomali radioakti4itas dan anomali geokimia uranium. =eologi regional >egunungan Schwaner yang merupakan MwatershedM !alimantan %arat&!alimantan engah terdiri dari batuan metamorfik >inoh yang diintrusi oleh batuan tonalit dan granit alkali. %adan e enaga naga #uklir #asional '%#( '%#( sendiri telah melakukan se$umlah pemboran dengan kedalaman hampir 0 0 meter di se$umlah wilayah !alimantan engah e ngah untuk mengetahui eksistensi pemineralan U di bawah permukaan dan bertu$uan untuk mendapatkan pengetahuan pengetahuan tentang potensi sumberdaya uranium. ineralisasi uranium di$umpai dalam dua lobang bor pada one rekahan atau fraktur yang terisi urat sulfida dan magnetit dengan mineral radioaktif berupa uraninit dan branerit. %anyaknya U yang ada di sekitar dua lubang bor itu sampai kedalaman sekitar // m diperkirakan 5*),*1 kg. b.Perebaran uranium 'i in'"neia timur
>ersebaran uranium di wilayah 3ndonesia timur telah diindikasi tu$uh daerah di Sulawesi termasuk %anggai Sula dan empat daerah di >apua,yang di wilayah* yang secara geologi terdapat batuan granitik dan felsik lainnya.
12
2.) Ta(a!an !eng"la(an uranium
ahapan a hapan dimulai dari penambangan dan penggilingan bi$ih uranium untuk mendapatkan konsentrat uranium. ahapan proses selan$utnya adalah pemurnian dan kon4ersi, pengkayaan atau peningkatan kadar U&*)/ dalam uranium, dan fabrikasi perangkat bakar nuklir sesuai dengan $enis reaktornya. Seluruh tahapan mulai dari penambangan hingga fabrikasi perangkat bakar disebutsebagai u$ung depanatau Mfront endN siklus bahan bakar nuklir. %ahan bakar uranium yang telah habis masa gunanya dalam membangkitan energidisebut bahan bakar bekas atau Nspent fuelN yang akan melalui beberapa tahapan pengelolaan setelah dikeluarkan dari teras reaktor. asa guna bahan bakar nuklir di reaktor antara ) 5 tahun. >engelolaan bahan bakar bekas meliputi; penyimpanan sementara, proses olah ulang dan daur ulang, dan pada akhirnya ditangani sebagai limbah akti4itas tinggi. ahapan ahapan ini disebut sebagai u$ung belakang atau Mback endN siklus bahan bakar nuklir. >roses olah ulang dan daur ulang bahan bakar nuklir bekas merupakan sebuah opsi. Siklus bahan bakar nuklir yang tidak menerapkan proses olah ulang dan daur ulang pada u$ung belakang disebut siklus bahan bakar terbuka atau Nopen fuel cycleN. Sedangkan siklus bahan bakar nuklir yang menerapkan proses olah ulang dan daur ulang bahan bahan bakar bekas disebut siklus bahan bakar tertutup atau Nclosed fuel cycleN. Siklus bahan bakar nuklir tertutup melalui daur ulang bahan bakar bekas tanpa melalui proses pemisahan plutonium telah men$adi pilihan utama pengembangan sistem energi nuklir nuklir di masa depan. 1. Penambangan 'an Penggilingan
Uranium dapat ditambang melalui teknik terbuka 'open cut( maupun teknik terowongan 'underground( tergantung pada kedalaman batuan uranium yang diketemukan. Sebagai contoh tambang uranium Eanger adalah tambang terbuka sementara :lympic Dam merupakan tambang bawah tanah 'tambang ini $uga memproduksi tembaga, emas dan perak(. !edua tambang uranium tersebut berada di ustralia yang merupakan negara dengan cadangan uranium kategori murah 13
terbesar di dunia. %i$ih uranium hasil penambangan selan$utnya dikirim ke pabrik pengolah bi$ih yang umumnya umumnya berada di dekat tambang. Di pabrik ini, bi$ih bi$ih uranium dihancurkan secara mekanik, dan kemudian uranium dipisahkan dari mineral lainnya melalui proses kimia menggunakan larutan asam sulfat. Aasil akhir dari proses ini berupa konsentrat uranium oksida 'U):8( yang sering disebut kue kuning atau M2ellow +akeN, meskipun dalam banyak hal berwarna kecoklatan. %eberapa tambang uranium di ustralia, merika Serikat, dan !aakhstan menggunakan 3n Situ
ahapan a hapan selan$utnya untuk pembuatan bahan bakar nuklir adalah proses pemurnian dan kon4ersi 2ellow 2ellow +ake men$adi men$adi serbuk uranium dioksida 'U:*( berdera$at nuklir. U:* U:* ini kemudian dikon4ersi dikon4ersi lagi ke dalam bentuk gas uranium heFafluoride 'U-5(.
14
Untuk reaktor nuklir yang menggunakan bahan bakar uranium alam, yaitu reaktor yang mampu menghasilkan reaksi fisi berantai dengan bahan bakar uranium alam yang hanya mengandung ,7 U&*)/, serbuk U:* hasil kon4ersi 2ellow 2ellow +ake dapat langsung dikirim ke pabrik bahan bakar nuklir untuk diproses men$adi perangkat bakar nuklir yang siap digunakan digunakan di dalam reaktor. Sedangkan untuk reaktor nuklir yang hanya mampu menghasilkan reaksi fisi berantai dengan bahan bakar uranium diperkaya, serbuk U:* hasil proses kon4ersi 2ellow 2ellow +ake perlu diubah ke bentuk gas U-5 sebagai umpan proses pengayaan 'proses peningkatan kadar U&*)/ dalam dalam bahan bakar uranium(. !on4ersi U:* men$adi U-5 dilakukan dalam dua langkah proses. >ertama adalah mereaksikan U:* dengan asam anhydrous A- hingga men$adi uranium tetrafluorida 'U-0(. !emudian U-0 direaksikan dengan gas -* sehingga terbentuk U-5. #egara utama pengoperasi pabrik komersial kon4ersi 2ellow 2ellow +ake +ake U-5adalah !anada, >erancis, merika Serikat, 3nggris, dan Eusia. %eberapa negara seperti +ina, 3ndia, ragentina, dan Eomania $uga mengoperasikan pabrik kon4ersi te tapi hanya sebatas untuk memenuhi kebutuhan dalam negrinya sendiri. &. Pengka#aan
ayoritas ><# ><# yang sekarang beroperasi maupun yang sedang dalam konstruksi memerlukan uranium diperkaya sebagai bahan bakarnya. >engkayaan uranium adalah proses meningkatkan kadar U&*)/ dalam bahan bakar uranium dari ,7 'kadar U&*)/ dalam uranium alam( men$adi sekitar ) / atau lebih. >roses pengkayaan membuang sekitar 8/ U&*)8 melalui proses pemisahan gas U-5 ke dalam dua aliran, yaitu satu aliran merupakan uranium yang telah diperkaya dan akan dipergunakan umpan proses fabrikasi bahan bakar. Sedangkan aliran lainnya adalah aliran buangan atauNtailingN berupa aliran uranium miskin U&*)/ yang disebut sebagai uranium deplesi 'kadar U&*)/ kurang dari ,*/(.
15
da dua metode yang secara komersial digunakan untuk proses pengkayaan uranium, yaitu metode difusi gas dan metode sentrifugasi gas. !edua metode ini pada dasarnya menggunakan prinsip yang yang sama, yaitu beda berat antara atom U& *)8 dan atom U&*)/. >ada pengayaan metode difusi, gas U-5dialirkan ke membran berpori. :leh karena lebih ringan maka atom U&*)/ akan berdifusi atau bergerak lebih cepat dibanding atom U&*)8, sehingga gas U-5 yang lolos membran akan mengandung U&*)/ lebih banyak. Untuk mencapai tingkat pengayaan U&*)/ a ntara )/, diperlukan sekitar 10 kali pengulangan proses. Sehingga metode ini sangat boros energi, kira&kira akan mengonsumsi mengonsumsi )0 dari energi listrik yang dibangkitkannya. >ada pengayaan metode sentrifugasi, gas U-5diputar dengan kecepatan sudut tinggi dalam sebuah tabung pan$ang dan ramping '1* m pan$ang, 1/&* cm diameter(. =aya sentrifugal akan melemparkan isotop U&*)8 yang lebih berat men$auh dari pusat rotasi, sedangkan isotop U&*)/ yang lebih ringan akan terkonsentrasi di pusat rotasi. etode gas sentrifugasi lebih hemat energi dan dapat dibangun dengan unit yang lebih kecil dibanding metode difusi gas, sehingga metode ini lebih ekonomis dan secara komersial cepat berkembang. >abrik pengkayaan uranium di dunia pertama kali dibangun di merika Serikat dengan metode difusi gas. %eberapa pabrik pengkayaan modern yang berada di Cropa '>erancis, 3nggris, "erman, %elanda( dan Eusia menggunakan metode gas sentrifugasi. #egara lain yang mengoperasikan pabrik pengkayaan uranium komersial adalah "epang, +ina, rgentina, dan %rail. %eberapa tipe ><#, terutama ><# +andu di !anada dan ><# generasi awal dengan reaktor berpendingin gas di 3nggris tidak memerlukan bahan bakar uranium diperkaya.
16
). ,abrikai Ba(an Bakar
-abrikasi bahan bakar atau perangkat bakar nuklir diawali dengan proses kon4ersi U-5yang telah diperkaya 'keluaran pabrik pengayaan( men$adi serbuk uranium dioksida 'U:*( yang kemudian dibentuk men$adi pil&pil 'pelet( silinder melalui pengepresan dan diteruskan dengan pemanggangan pemanggangan dalam suasana gas hidrogen pada temperatur tinggi '17 o+( hingga hingga membetuk pelet U:*berdera$at keramik yang rapat dan kuat. >elet&pelet U:*yang memenuhi persyaratan kualitas kemudian dimasukkan ke dalam sebuah selongsong dari bahan paduan irconium 'ircalloy(. Setelah kedua u$ung selongsong ditutup dan dilas, batang bahan bakar 'fuel rod( disusun membentuk suatu perangkat bakar 'fuel assembly(. eras e ras >?E 1 ?e berisi sekitar 15 perangkat bakar. otal otal batang bahan bakar yang digunakan mencapai mencapai 0* buah. Setiap batang bahan bakar bakar kira&kira berisi ) )7 pelet U:* yang yang masing&masing pelet beratnya 5 7 gram. >abrik perangkat bakar >?E terbesar terbesa r di dunia antara lain adalah ?estinghouse ?estinghouse US dengan dengan kapasitas produksi 15 tonBtahun, =lobal #uclear -uel mericas dengan kapasitas produksi 1* tonBtahun, Ulba !aakhstan dengan kapasitas produksi * tonBtahun, tonBtahun, IC< Clektrosal Eusia dengan kapasitas produksi 1* tonBtahun, IC< #o4osibirsk Eusia dengan kapasitas produksi 1 tonBtahun, dan -%-+ >erancis dengan kapasita s produksi 8* tonBtahun. #egara lain pengoperasi ><# ><# yang yang $uga memproduksi perangka bakar adalah "epang, !orea Selatan, +hina, 3ndia, 3 ndia, rgentina, rgentina, %rail, 3nggis 'U!(, dll. . Eeaktor #uklir Setelah proses fabrikasi, perangkat bakar nuklir di masukkan ke dalam teras reaktor. Susunan perangkat bakar 'fuel assembly( inilah yang membentuk struktur inti atau teras reaktor 'reactor core(. c ore(. ><# ><# tipe >?E dengan daya da ya 1 ?
17
listrik '?e( berisi sekitar 7/ ton uranium sedikit diperkaya. Dalam teras reaktor, U&*)/ mengalami reaksi fisi dan menghasilkan panas dalam sebuah proses berkesinambungan yang disebut reaksi fisi berantai. !elangsungan proses proses ini sangat bergantung pada moderator seperti air atau grafit, dan sepenuhnya dikendalikan dengan menggunakan batang kendali. Di dalam teras reaktor, se$umlah U&*)8 akan menyerap neutron hasil reaksi fisi dan berubah men$adi plutonium '>u&*)9(. Setengah dari plutonium yang dihasilkan $uga mengalami reaksi fisi dan menghasilkan sepertiga dari energi e nergi total reaktor. Untuk mempertahankan kiner$a reaktor, sekitar sepertiga dari bahan bakar yang digunakan di dalam teras harus diganti dengan bahan bakar baru setiap satu tahun atau setiap 18 bulan.
-. Pen#im!anan Sementara
%ahan %akar %ekas %ahan bakar bekas sangat radioaktif serta mengeluarkan banyak panas. Untuk penanganan penanganan yang aman dan selamat, bahan bakar bekas yang baru dikelurakan dari reaktor disimpan dalam kolam khusus yang berada di dekat reaktor untuk menurunkan panas maupun radioakti4itas. ir di dalam kolam berfungsi sebagai penghalang terhadap radiasi dan pemindah panas dari baban baban bakar bekas. %ahan bakar bekas dapat disimpan di kolam penyimpanan untuk waktu yang lama 'sampai lima puluh tahun atau lebih(, sebelum akhirnya diolah ulang atau dikirim ke pembuangan akhir sebagai limbah 'penyimpanan lestari(. lternatif lain, setelah tingkat radioakti4itas dan pemancaran panas bahan bakar bekas menurun drastis, bahan bakar bekas dapat dikeluarkan dari kolam kolam penyimpanan dan selan$utnya disimpan dengan dengan cara kering. >erisai radiasi yang
18
cukup murah dan pendinginan alamiah yang bebas perawatan, men$adikan cara ini men$adi pilihan yang menarik. . /e!r"0eing $la( Ulang%
%ahan bakar bekas masih mengandung sekitar 95 '08 kg( uranium dengan kandungan bahan fisil U&*)/ kurang dari 1. !emudian ) '1/ kg( dari bahan bakar bekas berupa produk fisi yang dapat dapat dikategorikan sebagai limbah akti4itas tinggi, dan 1 '/ kg( sisanya berupa plutonium '>u( yang diproduksi selama bahan bakar berada di dalam reaktor dan tidak mengalami pembakaran. >emisahan uranium dan plutonium dari produk fisi dilakukan dengan memotong elemen bakar kemudian melarutkannya ke dalam asam. Uranium yang didapat dari proses pemisahan ini bisa dikon4ersi kembali men$adi uranium heFaflourida untuk kemudian dilakukan pengkayaan. dapun plutonium yang diperoleh dapat dicampur dengan uranium diperkaya untuk menghasilkan bahan bakar :G 'iFed :Fide(. >abrik bahan bakar :G komersial yang ada di dunia adalah %elgia, >erancis, "erman, 3nggris, Eusia, "epang, +ina, dan 3ndia. merika Serikat tidak melakukan olah&ulang terhadap bahan bakar bekas >< ><# # komersial yang ada di negaranya. Aingga saat ini merika Serikat menganut sistem daur terbuka atau Nopen cycleN. %eberapa ><# ><# >?E di dunia khususnya di Cropa telah menggunakan bahan bakar :G ini walaupun sifatnya masih parsial, yaitu * ) ) dari bahan bakar yang ada di teras. "epang dalam waktu dekat ini berencana untuk memuati sepertiga dari /0 ><#&nya ><#&nya dengan bahan bakar :G. dapun ) limbah radioaktif tinggi yang dihasilkan dari proses olah ulang adalah produk fisi yang $umlahnya $umlahnya sekitar 7/ kg pertahun dari reaktor daya 1 ?e. ?e.
19
>roses olah ulang bahan bakar bekas dilakukan di fasilitas di Cropa dan Eusia dengan kapasitas / ton per tahun, dan total produksi selama hampir 0 tahun telah mencapai sekitar 9 ton. . 3itrifikai
engoperasiaan reaktor 1 ?e selama satu tahun akan menghasilkan limbah gelas tersebut sebanyak / ton atau sekitar 1* tabung stainless setinggi 1,) meter dan berdiameter ,0 meter. Setelah diberi pelindung radiasi yang sesuai, limbah yang sudah diproses ini kemudian diangkut ke tempat penyimpanan limbah. Aingga saat ini, siklus bahan bakar nuklir bagian u$ung belakang atau Nback endN hanya sampai pada tahap ini. >embuangan akhir dari limbah radioaktifitas tinggi atau pembuangan akhir bahan bakar bekas yang tidak diolah ulang 'siklus 'siklus terbuka(, masih belum dilakukan. 4. Pembuangan Ak(ir Limba(
>embuangan akhir limbah pada prinsipnya adalah penyimpanan lestari limbah radioakti4itas tinggi yang telah digelasifikasi dan disegel dalam tabung stainless steel, dan $uga penyimpanan lestari bahan bakar bekas yang telah melalui proses pendinginan yang cukup dan telah disegel dalam wadah atau McanisterN terbuat dari logam tahan korosi seperti tembaga atau stainless steel. Secara umum telah dapat diterima bahwa limbah&limbah tersebut rencananya akan dikubur di batuan stabil di dalam tanah dengan kedalaman tak kurang dari / m
20
di batuan dasar 'bed rock(. !ebanyakan negara merencanakan untuk melaksanakan penyimpanan lestari bahan bakar bekas setelah tahun *1. 2.-. Sejara( !enemuan Uranium
Uranium ditemukan oleh artin !laproth di "erman pada tahun 1789. Dengan cara menganalisis suatu unsur yang tak dikenal di dalam bi$i uranium dan mencoba untuk mengisolasikan logamnya. #ama asli uranium diambil dari nama >lanet >la net Ura Uranus nus.. elig >eligot, ot, yang mengurai klorida anhid anhidrit rit U+l0 de dengan ngan kalium selama // tahun. Sifat radioaktif r adioaktif dari Uranium tidak dihargai dan pada tahun 1895 Aenr Ae nrii %e %ecO cOue uerel rel me mend ndete eteks ksii sif sifat at ra radi dioa oakt ktifi ifitas tas ur uran aniu ium. m. %e %ecO cOue uerel rel ya yang ng melakukan penemuan di >aris dengan meletakkan uranium di atas plat fotografik tak ta k ke kena na ca caha hay ya da dan n men enca cata tatt ba bahw hwaa pl plat at te tela lah h me men$ n$ad adii te terk rkab abut utka kan. n. 3a menentukan adanya sinar tak kelihatan yang dipancarkan oleh uranium yang telah mengarahkan plat.
2. Sifat Uranium
Uranium Uraniu m memiliki tiga bentu bentuk k kristal yaitu; alfa '58 '588 8 J+(P beta '775 J+(P gamma. Uranium termasuk logam berat, berwarna putih keperak&perakan,
21
bersifat piroforik 'mudah meledak di udara dan hidrogen dapat menambah intensitas nyala( dalam kondisi halus. Uranium lebih lunak dariada ba$a, dan dalam dal am kon kondis disii yan yang g san sangat gat hal halus, us, ura uraniu nium m mud mudah ah terl terlaru arutt dal dalam am air din dingin gin.. udah ditempa dan sedikit paramagnetik. Di udara, uranium terlapisi dengan oksidanya. sam $uga dapat melarutkan logamnya, dan tidak terpengaruh sama sekali oleh basa. Uranium membentuk senyawa biner dengan halogen 'yang di kenal sebagai halida(, oksigen 'yang dikenal sebagai oksida(, hydrogen 'yang dikena dik enall seb sebagai agai hid hidrid rida(, a(, dan beb beberap erapaa seny senyawa awa lain dar darii ura uraniu nium. m. Sen Senya yawa wa hidrida dibentuk dari reaksi hydrogen dengan logam uranium yang dipanaskan pada suhu */o )o+. >ersenyawaan ; 1. -loridaU
; -), U-0, U-/, U-5, U*-9, U0-17
*. !lorida
; U+3), U+30, U+3/, U+35
). %romida
; Ubr ), U%r 0, U%r /
0. Aidrida
; UA)
/. :ksida
; :U, :U*, U:), U*:/, U):7, U):8, U0:9
5. Sulfida
; US, U*S)
7. Selenida
; USe)
8. e elurida lurida
; Ue*, Ue)
9. #itrida
; U#, U) # #*, U* # #)
1. !arbida
; U+, U+*, U*+)
>ada suhu kamar, U- 5 mempunyai tekanan uap tinggi bermanfaat pada proses difusi gas untuk memisahkan uranium&*)/ yang sangat berharga dari uranium&*)8. /e'uki 'an "ki'ai
%ilangan oksidasi yang paling umum dari uranium adalah 5. 3on yang menghadirkan bilangan oksidasi yang berbeda dari uranium dapat larut dan oleh karena kar ena itu dap dapat at dip dipela$ ela$ari ari di lar laruta utan n yan yang g men mengan gandun dung g air air.. ere ereka ka ada adalah lah ; U)Q 'merah(, U0Q 'hi$au(, U:*Q 'stabil(, dan U:**Q 'kuning(. %eberapa senyawa yang semi logam dan padat seperti U: dan US merupakan uranium dengan bilangan oksidasi *. 3on U )Q mem membeb bebask askan an hy hydro drogen gen dar darii air dan kem kemudi udian an
22
dianggap sebagai senyawa yang sangat tidak stabil. 3on U: **Q merupakan uranium dengan bilangan oksidasi 5 dan dikenal membentuk campuran seperti karbonat, klorida dan sulfat.
23
BAB III PENUTUP &.1. *eim!ulan
Dari makalah ini dapat disimpulkan bahwa uranium sangat bermafaat bagi kelangsungan hidup manusia di dunia karena menfaat dari uranium sangat banyak seperti contoh nya untuk pembangkit listrik tenaga nuklir,tetapi $uga sangat berbahaya karena mungkin ada sa$a negara yang membuat membuat sen$aga dari nuklir yang daya hancur nya melebihi kedahsyatan bom atom yang pernah di$atuhkan amerika di hisroshima dan nagasaki ketika perang dunia 33. dan tentunya itu sangat berbahaya kalau disalah disala h gunakan bahkan mun=kin bisa menghancurkan planet kita bumi kalau sampai ter$adi perang dunia 333 !ota kota didunia didunia bisa rata dengan tanah semua.
&.2. Uul 'an aran
Dari hasil makalah yang saya bikin ini mungkin tak begitu sempurna maka dari itu saya memerlukan usul dan saran dari pembaca agar makalah saya ini bisa lebih bagus lagi kedepannya.dan agar lebihbermanfaat bagi orang banyak tentunya bagi pembaca.
24
DA,TA/ PUSTA*A
https;BBid.wikipedia.orgBwikiBUranium '5 aret *1/( http;BBshare&all&time.blogspot.co.idB*10B1*Bpengertian&dan&se$arah&penemuan& uranium.html '5 uranium.html '5 aret *1/( http;BBmanfaat.co.idBmanfaat&uranium&bagi&kehidupan&manusia '5 http;BBmanfaat.co.idBmanfaat&uranium&bagi&kehidupan&manusia '5 aret *1/( https;BBsetiawana777.wordpress.comB*10B*B11Bmanfaat&uraniumB '7 https;BBsetiawana777.wordpress.comB*10B*B11Bmanfaat&uraniumB '7 aret *1/( https;BBwww.google.co.idBsearchP ORpembangkitQlistrikQtenagaQnuklirsourceRlnmstbmRischsaRG4edRahU !Cw$fu3OO7<hU-k30!AInG%fUTU3%yg% !Cw$fu3OO7<hU-k30 !AInG%fUTU3%yg%biwR1)55bihR50Vtbm biwR1)55bihR50VtbmRi Ri schORpembangkitQlistrikQtenagaQnuklirQdiQ$epangimgrcRkn)1%#p#adI0 ) '7 ) '7 aret *1/(
25
