"Teknik kimia, om/tante/kak/dek"
"Wuih, bikin bom dong?"
"Uhm, tugas akhir aku emang tentang bahan baku bom sih .__."
Gak keitung berapa banyak orang yang ngomong kayak gitu tentang jurusan gue ketika temu keluarga lebaran kemarin. Jangankan keluarga besar, bahkan kakaknya Tania, lalu juga abang Gojek/Grab, sampai supir taksi yang nganterin gue ke bandara Soetta pas mau balik kuliah ke Jogja juga bilang gitu, "Wah, bikin bom dong?"
Well, memang sih, bahan baku trinitro toluena dan molotov yang ngerancang pabriknya itu orang tekkim. Tapi ya gak bom aja keles.
Yaudah lah, mumpung tugas akhir gue yang berjudul "Prarancangan Pabrik Serbuk Uranium Dioksida dari Gas Uranium Heksaflorida dengan Kapasitas 1000 Ton/Tahun" punya hubungan yang sangat erat dengan dunia ledak-meledakan, yaudah gue tulis dikit deh di sini. Berhubung gue belom nemu blog tentang ini dalam bahasa indonesia yang ringan dan ciamik, so here it is.
Uranium dioksida biasanya dipakai sebagai bahan bakar nuklir batangan dalam reaktor nuklir. Berwarna hitam dan bersifat radioaktif.
Proses produksi uranium dioksida (UO2) dari uranium heksaflorida (UF6) bisa disebut sebagai proses pengayaan uranium. Pengayaan dilakukan supaya komposisi uranium-235 di dalam senyawa meningkat yang bertujuan supaya reaksi fisi (pembelahan atom unsur) di dalamnya lebih gampang terjadi karena isotop dari uranium-235 lebih ringan daripada uranium-238 yang masih pure dari alam (belum mengalami proses pengayaan). Ini penting banget untuk di PLTN.
Uranium heksaflorida belum mengalami pengayaan, setelah dikayakan nanti jadi UO2 gitu. Kalau menurut jurnal IAEA (International Atomic Energy Agency), ada beberapa cara yang bisa dilakukan untuk pengayaan uranium dalam skala industri, di antaranya adalah:
1. Proses AUK (Amonium Uranil Karbonat)
Uranium Heksaflorida yang sudah mengalami proses sublimasi dari kristal menjadi gas, dialirkan dalam pipa salur bersama-sama dengan NH3 dan air ke dalam reaktor. Dipakai gas CO2 untuk memperlancar aliran gas UF6. Nah, proses awal ini akan menghasilkan endapan amonium uranil karbonat (AUK) berupa kristalin yang sulit larut dalam air, sebagai cairan slurry (suspensi cair-padat, kayak vegeta mungkin yah) berwarna kuning, serta NH4F. Reaksinya yang terjadi kurang lebih cem begini:
UF6
+ 5H2O + 10NH3 + 3CO2 à (NH4)4
UO2 (CO3)3 + 6NH4F
Nah, endapan (NH4)4 UO2 (CO3)3 atau AUK ini kudu dipisahin dari NH4F (filtratnya) dengan cara dicuci menggunakan larutan amonium karbonat dalam tangki pencucian. Si AUK ini terendap dan ketahan di bagian atas filternya gitu, terus nanti dikeruk dan dipindahin secara pneumatik ke menara pengering untuk dikeringkan menjadi serbuk dengan menggunakan udara panas.
Selanjutnya, AUK diuraikan dengan melepas UO3, NH3, dan CO2.
(NH4)4UO2(CO3)3 à UO3 + 4NH3 + 3CO2 + 2H2O
Uranium trioksida (UO3) yang terbentuk dialiri oksigen sehingga dihasilkan U3O8. Proses dari AUK sampai U3O8 ini bisa disebut proses kalsinasi.
6UO3 + O2 à 2U3O8 + 2O2
Setelah itu, dilakukan proses reduksi dalam tungku reduksi menggunakan gas H2 sebagai pereduksinya.
Nah, terbentuklah produk uranium dioksida yang diinginkan. Dia dipisahin di tangki glovebox biar aman. Perlu dicatat, supaya oksigen konsentrasinya menyusut (biar gak meledak), gas H2 dalam sistem harus digelontor dengan gas argon.
To be continued untuk proses lainnya yah..., mata udah sepet X______X
Referensi:
Rojas, J.L dan Finucane, J. (1994). "Manual on Safe Production, Transport, Handling, and Storage of Uranium Hexafluoride". Journal of International Atomic Energy Agency. hlm. 29-34. Wina.
Susanto, B.G. dkk. (2013). "Basic Desain Pabrik Elemen Bakar Nuklir Tipe PWR 1000 MWe untuk PLTN di Indonesia: Divisi Proses". Journal Badan Tenaga Atom Nasional. hlm. 3. Tangerang Selatan.
Sumber foto:
Adelfang, P. (2007). Nuclear Fuel, Uranium Enrichment, Fuel Fabrication, MOX. Diakses pada 20 Juli 2016. http://www.slideshare.net/angelopl/adelfang-presentation-22-1
