DIFUSI COBALT DALAM NA-BENTONIT DAN CA-digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

6
Pratomo B.S., dkk ISSN 0216-3128 /97 DIFUSI COBALT BENTONIT DALAM NA-BENTONIT DAN CA- Pratomo Budiman-Sastrowardoyo, Wati dan Dadang Suganda Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif BATAN, Serpong. ABSTRAK DlFUSI KOBALT DALAM NA-BENTONIT DAN CA-BENTONIT. Telah dilakukan stlldi difllsi kobalt dalam natrium-benton it dan calcium-bentonil. Dalam studi ini kobalt digunakan sebagai unsur model. Percohaan non-steady state satu-dimensi dilakukan dengan mengadopsi metoda "in-diffusion ", untuk memperoleh koefisicn difusi dinamik sebagai fungsi densilas kering Na-bentonit dan Ca-Bentonit. Hasi/ mem/lljukkan bahwa koefisen difllsi dinamik kobalt tidak berbeda dalam kedua jenis bentonit. Diamati adanya dua nilai koefisien difusi dinamik untuk Na-bentonit, yallg dapat diinterpretasikan adanya spesi2 herbeda denganlajll migrasi berbeda pula. Koefisien difusi dinamik turun dengan naiknya densitas kering bentollit. Renda/lIlya koefisien difilsi dinamik berkaitan dengan tingginya faktor retardasi dan koefisien distribllsi, yallg dengan demikian akan memmda pelepasan radionuklida dari fasilitas penyimpanan limbah ke geosfir. ABSTRACT DIFFUSION OF COBALT IN NA-BENTONITE AND CA-BENTONIT. Study on diffusion of cobalt in sodium-bentonile and calcium-bentonite has been carried out. In this study cobalt was used as a model. One dimensional non-steady state diffilsion experiment was conducted, adopting in-diffilsion method, to get the apparent d(fJilsion coefficient as a function of dry density in Na-bentonite and Ca-bentonite. The result shows that the apparent diffusion coefficient of cobalt was not different in both bentonites, Na-bentonite and Ca- belltonite. /t is observed the existence of two apparent diffusion coefficients, that could be interpreted that the spcies of cobalt migrate with different migration rates. Apparent diffusion coefficient decreased with increasing of d/}' density of bentonile. Low apparent diffilsion coefficient was related to the high retardatioll factor. in this case the realease of radionuclides from a disposal facility to geosphere will be retarded. PENDAHULUAN B entonit terkompaksi telah disepakati di banyak negara untuk digunakan sebagai calon buffer material dalam sistem penyimpanan limbah. Hal ini terutama karena konduktivitas hidraulik yang rendah serta faktor retardasi yang tinggi terhadap pelepasan radionuklida dari fasilitas sistem penyimpanan limbah radioaktif [1,2]. Rendahnya konduktivitas hidraulik benton it berfungsi untuk menghambat intrusi air tanah ke fasilitas penyimpanan, yang karenanya akan menunda korosi wadah limbah tersebut. Kemampuan tersebut diperkirakan menurun sedikitnya setelah beberapa puluh tahun. Setelah itu fungsi isolasi bentonit terhadap pelepasan radionuklida akan menonjol. Kaitannya dengan konduktivitas hidraulik benton it yang rendah, migrasi radionuklida banyak dideskripsikan dalam mekanisme difusi. Karena itu koefisien difusi memiliki peran penting, untuk digunakan dalam pengkajian unjuk kerja engineered barrier sistem pcnyimpanan limbah. Sejumlah pcnclitian tcntang I11lgrasl radionuklida daiam bentonit telah banyak dilakukan. Namun pada pcnelitian2 tcrscbut, lcbih banyak digunakan jcnis2 bcnonit Wyoming (USA), dan Kunigcl VI (Jcpang) [3-10]. Scdangkan penggunaan bentonit asal Indonesia, yang berpotensi untuk digunakan dalam sistem penyimpanan limbah (di Indonesia), masih sangat langka: Karena itu dalam penelitian ini digunakan bentonit asal Nanggulan Kulon Progo Yogyakarta, yang merupakanjenis Ca-bentonit [13]. Dalam penelitian ini kobalt digunakan sebagai unsur model. Disamping itu, salah satu radionuklida unsur tersebut,bOCo, banyak digunakan dalam kegiatan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir: di bidang kedokteran, industri dan nuklir. Radionuklida 60Co terbcntuk dari hasil aktivasi netron dalam reactor, tcrmasuk aktivasi netron pada kelongsong bahan bakar [12]. Limbah yang mengandung MCO, dari kegiatan tersebut di atas termasuk dalam kategori aktivitas rendah dengan waktu paruh sedang. Walaupun waktu- paruh MCO, rendah, pada kondisi awal memiliki tingkat radiasi tinggi. Karena itu, cukup layak untuk digunakan dalam pengkajian unjuk kerja sistcm pcnyimpanan limbah. Basil dari penelitian ini akan disllmbangkan bagi pcngayaan data base tcntang kelakuan radionllklida dalam bahan pcnyangga, yang selanjutnya untuk disubstitusikan kedalam model2 migrasi dalam rangka pengkajian untuk kerja pcnghalang rckayasa. Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Transcript of DIFUSI COBALT DALAM NA-BENTONIT DAN CA-digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Pratomo B.S., dkk ISSN 0216-3128 /97

DIFUSI COBALTBENTONIT

DALAM NA-BENTONIT DAN CA-

Pratomo Budiman-Sastrowardoyo, Wati dan Dadang SugandaPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif BATAN, Serpong.

ABSTRAK

DlFUSI KOBALT DALAM NA-BENTONIT DAN CA-BENTONIT. Telah dilakukan stlldi difllsi kobalt dalamnatrium-benton it dan calcium-bentonil. Dalam studi ini kobalt digunakan sebagai unsur model. Percohaannon-steady state satu-dimensi dilakukan dengan mengadopsi metoda "in-diffusion ", untuk memperolehkoefisicn difusi dinamik sebagai fungsi densilas kering Na-bentonit dan Ca-Bentonit. Hasi/ mem/lljukkanbahwa koefisen difllsi dinamik kobalt tidak berbeda dalam kedua jenis bentonit. Diamati adanya dua nilaikoefisien difusi dinamik untuk Na-bentonit, yallg dapat diinterpretasikan adanya spesi2 herbeda denganlajllmigrasi berbeda pula. Koefisien difusi dinamik turun dengan naiknya densitas kering bentollit. Renda/lIlyakoefisien difilsi dinamik berkaitan dengan tingginya faktor retardasi dan koefisien distribllsi, yallg dengandemikian akan memmda pelepasan radionuklida dari fasilitas penyimpanan limbah ke geosfir.

ABSTRACT

DIFFUSION OF COBALT IN NA-BENTONITE AND CA-BENTONIT. Study on diffusion of cobalt insodium-bentonile and calcium-bentonite has been carried out. In this study cobalt was used as a model. One

dimensional non-steady state diffilsion experiment was conducted, adopting in-diffilsion method, to get theapparent d(fJilsion coefficient as afunction of dry density in Na-bentonite and Ca-bentonite. The result showsthat the apparent diffusion coefficient of cobalt was not different in both bentonites, Na-bentonite and Ca­belltonite. /t is observed the existence of two apparent diffusion coefficients, that could be interpreted that thespcies of cobalt migrate with different migration rates. Apparent diffusion coefficient decreased withincreasing of d/}' density of bentonile. Low apparent diffilsion coefficient was related to the high retardatiollfactor. in this case the realease of radionuclides from a disposal facility to geosphere will be retarded.

PENDAHULUAN

B entonit terkompaksi telah disepakati dibanyak negara untuk digunakan sebagai calonbuffer material dalam sistem penyimpanan limbah.Hal ini terutama karena konduktivitas hidraulik

yang rendah serta faktor retardasi yang tinggiterhadap pelepasan radionuklida dari fasilitassistem penyimpanan limbah radioaktif [1,2].Rendahnya konduktivitas hidraulik benton itberfungsi untuk menghambat intrusi air tanah kefasilitas penyimpanan, yang karenanya akanmenunda korosi wadah limbah tersebut.

Kemampuan tersebut diperkirakan menurunsedikitnya setelah beberapa puluh tahun. Setelah itufungsi isolasi bentonit terhadap pelepasanradionuklida akan menonjol. Kaitannya dengankonduktivitas hidraulik benton it yang rendah,migrasi radionuklida banyak dideskripsikan dalammekanisme difusi. Karena itu koefisien difusi

memiliki peran penting, untuk digunakan dalampengkajian unjuk kerja engineered barrier sistempcnyimpanan limbah.

Sejumlah pcnclitian tcntang I11lgraslradionuklida daiam bentonit telah banyakdilakukan. Namun pada pcnelitian2 tcrscbut, lcbihbanyak digunakan jcnis2 bcnonit Wyoming (USA),dan Kunigcl V I (Jcpang) [3-10]. Scdangkan

penggunaan bentonit asal Indonesia, yangberpotensi untuk digunakan dalam sistempenyimpanan limbah (di Indonesia), masih sangatlangka: Karena itu dalam penelitian ini digunakanbentonit asal Nanggulan Kulon Progo Yogyakarta,yang merupakanjenis Ca-bentonit [13].

Dalam penelitian ini kobalt digunakansebagai unsur model. Disamping itu, salah saturadionuklida unsur tersebut,bOCo, banyakdigunakan dalam kegiatan ilmu pengetahuan danteknologi nuklir: di bidang kedokteran, industri dannuklir. Radionuklida 60Co terbcntuk dari hasil

aktivasi netron dalam reactor, tcrmasuk aktivasi

netron pada kelongsong bahan bakar [12]. Limbahyang mengandung MCO, dari kegiatan tersebut diatas termasuk dalam kategori aktivitas rendah

dengan waktu paruh sedang. Walaupun waktu­paruh MCO, rendah, pada kondisi awal memilikitingkat radiasi tinggi. Karena itu, cukup layakuntuk digunakan dalam pengkajian unjuk kerjasistcm pcnyimpanan limbah.

Basil dari penelitian ini akan disllmbangkanbagi pcngayaan data base tcntang kelakuanradionllklida dalam bahan pcnyangga, yangselanjutnya untuk disubstitusikan kedalam model2

migrasi dalam rangka pengkajian untuk kerjapcnghalang rckayasa.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

198 ISSN 0216 - 3128 Pratol/lo B.,S., dkk

TEORI--_._ .•._._._---_._~-------~--,

dimana crfe (Z) ialah fungsi cror komplementer;

Proses difusi terutama diklasifikasikan

menjadi difusi non-steady state dan difusi steadystate. Dalam hal difusi non-steady state, parameterdifusi dikenal dengan sebutan koefisien difusidinamik Da (mls·I). Teori dasar difusi ini ban yakdibahas dalam pustaka [13] Persamaan dasar difusisatu dimensi diberikan oleh hukum Fiek II, sepertiberikut:

2 z

erfc(Z) = 1- f Jexp[-1l1 ~1l (5)'\In 0

Dari pcrsamaan (4) tersebut koefisien difusidinamik tidak dapat langsung diperoleh. Denganmengunakan ekspansi Maclarin, maka persamaan(2) dapat ditulis sebagai:

(I)zln-I

) 2 ~ y-I (I»C(t,x = l--Li-1 (n-1)!(2n-1Co fir n~1(6)

dimana C(t,x) ialah konsentrasi unsur terdifusidalam spesimen bentonit untuk waktu t (s) danjarak x (m). Penyelesaian seeara analitik persamaan(I) dapat dilakukan dengan menggunakan syanitawal dan syarat batas:

Untuk sumber planar, dimana zat terlarut beradapada jumlah kecil dalam suatu sistem silinderdengan panjang tak hingga, diasumsikan prosesdifusi independcn tcrhadap panjang jejak difusi.Syarat awal dan syarat batas ditulis scperti berikut:

C(t,x) = 0, t = 0 dan X =I:- 0; C(t,x) = 0,

dimana

xz---- 2.JD,t

Sclanjutnya koefisien difusi dinamik dapat dihitungdcngan mcnggunakan program komputer. Padapenclitian ini persamaan (I) diturunkan seearanumerik dengan mengadopsi metoda beda hingga,dan disclcsaikan dengan program komputer.Kcmudian koefisien difusi dinamik diperolehseeara "fitting".

a)

t =I:- 0 dan X = ±oo ; dan M = JC(t, x)dx-a)

TAT A KERJA

Bohall dOli ALaI,

dimana M ialah jumlah total zat terdifusi per satuanluas (kg.nf\ solusi persamaan (I) dapat ditulisscbagai:

M [Xl ]C(t, x) = ~ exp -- (2)2. Dat 4D,t

sclanjutnya kocfisicn difusi dinamik Da dapatdipcrolch dari koefisien arah garis variasikonsentrasi, C(t,x), scbagai fungsi jarak jcjak, x,dalam bcntuk log.

(3)

Bentonit asal Nanggulan Kulon ProgoYogyakarta digunakan dalam penclitian ini(komposisi kimia bentonit disajikan pada Tabe! I).Bcntonit )ni tcrmasuk jenis Ca-bentonit. Bentonitjenis Na-bentonit disiapkan dengan perendamanCa-bcntonit dalam NaCI 24 jam, lalu peneueiandilakukan hingga hingga bebas cr (II). Sebe!umpcnggunannya. bentonit dikeringkan pad a 110 (lC

selama 24 jam. Larutan kobalt 0, I M disiapkandengan pelarutan Co(N03h6H10 dalam aquades.

Peralatan utama yang digunakan dalampcnelitian ini, ialah kolom difusi dan instrumenSSA.

l3erdasarkan syarat awal dan syarat batas tcrsebut,solusi persamaan (I) dapat ditulis scbagai

Bcbcrapa unsur mempunyai kclarutan rendah. Padapcnggunaan konsentrasi unsur yang mclampauikclarutannya, Co, maka syarat awal dan syarat batasdapat dapat ditulis scbagai:

C(t,X) = Co' t > O,dan X = 0

C~~ = crfc.ZCo

Cora Kerja

Pereobaan difusi non-steady satu dimensidcngan metoda in-diffusion dilakukan denganmcnggunakan scl difusi, bahan stainless steel,

seperti diperlihatkan pada Gambar 1, pada dcnsitaskering benton it 800, 1000, 1200 dan 1400 kg.m·J.

Pcngkondisian dengan perendaman spesimcnbentonit dalam sel difusi, dalam air destilasi,

dilakukan selama 2 minggu untuk mencapaikondisi jcnuh (saturasi) spesimen bentonit denganair. Sete!ah dieapainya keadaan jenuh, 0, I 011 0, I' Mlarutan kobalt diteteskan pad a salah satu sisi scldifusi.

(4)

danX =1:-0;dant = 0C(t,X) = 0,

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Pratomo B.S., dkk ISSN 0216 - 3128 /99

Proses difusi dilaksanakan denganmelanjutkan perendaman sel difusi dalam akuadesProses difusi dihentikan setelah dianggap cukup,dalam hal ini setelah 8, 11, 14 dan 17 hari, untukmasing-masing densitas kering bentonit 800, 1000,1200 dan 1400 kg.m03. Kemudian spesimenbentonit dipotong untuk memperoleh slice bentonitpada ketebalan 0,2 mm. Pelarutan kobalt dalamslice behtonit dilakukan menggunakan 15 m1larutan HN03 1 M, lalu pemisahan suspensidilakukan dengan bantuan syringe-filter (size 0,45

/lID, diameter 25 mm). Untuk setiap 10 m1 filtratditambahkan 0,8 m1 HN03 pekat. Kemudianpengukuran konsentrasi kobalt dalam beningandilakukan dengan bantuan alat SSA pada panjanggelombang A = 240,7 nrn.

Koefisien difusi selanjutnya diperolehdengan metoda seperti diuraikan dalam bagianteroi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Profil konsentrasi kobalt dalam slice

bentonit, pada densitas kering 800, 1000, 1200 dan1400 kg.m-3, untuk kedua jenis bentonit disajikanpada Gambar 2 (Na-Bentonit) dan Gambar 3 (Ca­Bentonit). Koefisien difusi dinamik yang diperolehdirangkum dalam Tabel 20 Diperlihatkan bahwakoefisien difusi dinamik kobalt dalam kedua jenisbentonit, berada pada tingkat magnifik yang sarna,dan sedikit menurun terhadap densitas keringbentonit. Hal yang menarik, diamati adanya nilai 2koefisien difusi untuk Na-bentonit. Hal ini dapatdijelaskan bahwa pada kondisi Na-bentonit, adanyaterdapat pemisahan spesi2 kobalt. Migrasi spesi2kobalt tersebut terjadi dengan laju migrasi berbeda,sehingga memberikan nilai koefisien difusi

dinamik yang berbeda pula. Dalam banyakpembahasan tentang aplikasi data yang diperoleh,koefisien difusi untuk spesi cepat kurangdiperhatikan. Hal ini karena kuantitas spesi tersebutkurang dominan dibandingkan spesi lambat [7-9].Selanjutnya. Selanjutnya fenomena ini masih perludifahami lebih jauh dengan mempelajari spesiasikobalt pada kondisi2 tersebut. Pada Gambar 4disajikan profil koefisien difusi dinamik kobalt

sebagai fungsi densitas kering bentonit. Sepertitelah banyak difahami, pad a Gambar tersebut

koefisien difusi dinamik turun terhadap kenaikandcnsitas kering bcntonit. Demikian pula,diperlihatkan bahwa koefisien difusi dinamikradionuklida dalam Na-bentonit lebih rendah daripada dalam Ca-bentonit.

Dari hasil pcngukuran koefisicn difusidinamik dapat dipcrkirakan faktor rctardasi, Rd, dankocfisicn distribuasi, Kd, unsur dalam bcntonit

terkompaksi. Faktor retardasi, RI, didefinisikansebagai ratio koefisien difusi dalam badan air dankoefisien difusi dinamik dalam bentonit, sepertipada persamaan (8) berikut:

DpRd = - (8)

Da

dimana: Rd ialah faktor retardasi, Sedangkan Dpdan D. (m2.sol) masing masing ialah koefisiendifusi 3H dalam badan air dan koefisien difusidinamik radionuklida dalam bentonit.

Untuk memperoleh nilai koefisien difusi 3Hdalam badan air, dapat dilakukan pendekatanmelalui pengukuran koefisiendistribusi 3H padabentonit. Menurut SATO [6], dengan test serapansecara catu koefisien distribusi 3H pada bentonitdemikian kecil dan dapat diabaikan, karena itukoefisien difusi dalam bad an air dapat diasumsikansebagai koefisien difusi dinamik 3H dalamspesimen bentonit. Selanjutnya faktor retardasidapat diperoleh dengan menggunakan koefisiendifusi dinamik 3H seperti diberikan pada persamaandi atas (8). Koefisien difusi dinamik yang rendahmemberikan koefisien retardasi yang tinggi, danpelepasan radionuklida akan terhambat.

Hubungan antara koefisien distribusidinamik dengan koefisien distribusi, ~, diberikanoleh pcrsamaan (9) berikut [17]:

(9)

dimana ~ ialah koefisien distribusi (m3.kg-\ cp

dan p porositas bentonit dan dcnsitas keringbentonit (kg.m03)

Rangkuman hasil perkiraan faktor retardasi,RI, dan koefisien distribuasi, Kd, kobalt dalamterkompaksi bentonite disajikan pada Tabel. 2 danTabel 3. Diperlihatkan bahwa dengan koefisiendifusi dinamik yang rendah memberikan faktor

retardasi, RI, dan koefisien distribuasi, ~, yangbesar. Hal ini merupakan faktor favourable untukpenghambatan transport kobalt dalam bentonit danpelepasannya dari fasilitas penyimpanan limbah kegeosfir, akan tertunda. Dalam hal kobalt sebagaiunsur model, besaran faktor penghambatan untukkobalt dapat digunakan untuk radionuklida dariunsur segolongan khususnya unsur2 transisi.Penjelasan lebih detail belum dapat diberikankarena penelitian lebih lengkap yang berkaitandengan penghambatan radionuklida masih dalampelaksanaan.

Basil yang dipcroleh ini masih perludilcngkapi dcngan hasil penclitian lain yang lcbih

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM·BATAN Yogyakarta, 8 Juri 2003

200 ISSN 0216 - 3128 Pratoltlo B.S., dkk

detail dan rinci, sehingga akan diperolehpemahaman yang lebih komprehensif tentangkelakuan radionuklkida dalam system penghalangganda (engineered barrier).

KESIMPULAN

Dengan metoda in-difJilsion telahdiperoleh koefisien difusi dinamik kobalt, yangberada pada orde magnifik yang sarna, baik dalamNa-bentonit maupun Ca-bentonit. Diamati adanyaspesi2 kobalt yang berbeda dengan nilai koefisiendifusi dinamik berbeda pula. Selanjutnya darikoefisien difusi dinamik yang rendah dapatdiperkirakan faktor retardasi dan koefisiendistribusi yang tinggi, yang merupakan faktorfavorabel bagi penghambatan migrasi radionuklidadalam bahan penyangga. Sehingga akan menundapelepasan radionuklida ke geosfir. Koefisien difusidinamik yang rendah memberikan koefisienretardasi tinggi, yang akan menunda pelepasanradionuklida dari sistem penyimpanan limbah.

Sekalipun telah diperoleh data penting, yangdiharapkan dapat digunakan dalam pengkajianunjuk kerja engineered barrier dalam sistempenyimpanan limbah. Banyak aspek yang masihperlu dipelajari untuk memperoleh penjelasan lebihdetail. Sementara tapak penyimpanan bel urnditetapkan, perlu dilakukan studi yang dapatmengantisipasi kemungkinan kondisi yang secarariil terdapat dalam formasi geologi.

UCAP AN TERIMA KASIH

Disamapaikan ke Perusahaan Daerah AnekaIndustri dan Jasa Anindya Propisni DaerahIstimewa Yogyakarta. Unit Pertambangan atasbantuan bahan yang digunakan dalam penelitian ini

PUST AKA

I. R. PUSH, "Use of Clays as Buffer inRadioactive Repository", Lulea University,Lulea Swedia (1983).

2. PNC, "Research and Development onGeological Disposal of High-LevelRadioactive Waste", PNC-TN1410 93-012,PNC Technical Report, Tokyo (1993).

3. A. MUURINEN, J. RANTANEN, P.PENTTILA-HIL TUNEN, "DiffusionMechanisms of Strontium, Cesium and Cobaltin Compacted Bentonite", Sci. Basis Nuel.Waste Manag. IX, 617 (1985).

4. B. CHRISTIANSEN, B. TORSTENFEL T,"Diffusion of Nickel, Strontium, Iodine,Cesium and Americium in Loosely CompactedBentonite at High pH", Radiochirn. Acta44/45, 219 (1988).

5. J.L. CONCA, T. ASHIDA, H. SATO,"Apparent and Simple Diffusion Coefficient inCompacted Bentonite", ProceedingInternational Conference on High-LevelRadioactive Waste Management 2, 1382(1991).

6. H. SATO, T. ASHIDA, Y. KOHARA, M.VUI, N. SASAKI, "Effect Dry Density onDiffusion of Some Radionuclides in

Compacted Bentonite", J. Nucl. Sci. Techno!.29 (9),873 (1992).

7. B. TORSTENFELT, K. ANDERSSON, H.KIPATASI, B. ALLARD, U. OLOFSSON,"Diffusion Measurements in CompactedBentonite", Sci. Basis Nuel. Waste Manag.,295 (1982).

8. B. TORSTENFEL T, B. ALLARD, K.ANDERSSON, H. KIPATASI, L. ELIASSON,U. OLOFSSON, H. PERSSON, "RadionuclideDiffusion and Mobility in CompactedBentonite", SKB TR 83-34, Stockholm (1983).

9. B. TORSTENFELT, "Migration of FissionProduct Strontium, Technetium, Iodine, andCesium in Clay", Radiochim. Acta 39, 97( 1986).

1O.B. CHRISTIANSEN, B. TORSTENFEL T,"Diffusion of Nickel, Strontium, Iodine,Cesium and Americium in Loosely CompactedBentonit at High pH", Radiochim. Acta 44/45,219 (1988).

II.S. LUMINGKEW AS, "Konversi bentonit-Camenjadi bentonit-Na melalui teknik pertukaranion", Thesis FMIPA UGM (S2), Yogyakarta( 1996).

12.M. BENEDICT, T.H. PIGFORD, H.W. LEVI,"Nuclear Chemical Engineering", 2nd Ed.,McGraw-Hill Book Company, New York,1981

13.J. CRANK, "The Mathematics of Diffusion",2nd ed, Oxford Univ. Press, London (1975).

LAMPI RAN

Tabel 1. Komposisi kimia bentonit asal Nang­glilan Kliion Progo.

No ParameterKOltlposisiMethods

ISi02 84.79Grm'imetri

2AI203 Ulldectab/eSSA

3FC20.1 Ulldeclab/cSSA

4

CaO 3.22kOll/pleksoll/cl/'i5

MgO 0.40SSA

6Frce Acid O.OSTilrimetri

7PH (10% larutan) 6.5£/eklrometri

8Loss on ignation /3,29Gravimctri

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiahPenelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NukllrP3TM-BATANYogyakarta, 8 Juli 2003

Pratomo B.S., dkk ISSN 0216-3128 20/

Tabel 2. Rangkuman difusi dinamik kobalt dalamNa-bentonit.

NopensitasWaktuDaRdKd

(hari)

(m2sx lO") (m' /kgx Ioj)

27,81

800 84,43

10,848,65

22,92

1000II3,39

9,768,65

66,13

1200142,66

6,772,67

3,894

1400172.04

6,741,97

Tabel 3. Rallgkl/mall difliSi dillamik koba/t da/amNa-bell tall it.

NoIoensitasWaktuDaRdKd

(hari)

(m2sx 10") (mJ/kl!.xIOJ)

I

800 87.\96,685,00

2

1000 \15.585.9\3.09

3

\200 144,693.841.3\

4

1400 \73.823.600.89

1,OE-Q3

ME

~D. = 4.43 10.11m2ts

(.)

1,OE-Q4

:§ .,rNO

1,OE-Q5£1,OE-Q6

0

246810

Na -800

X2 (cm2)

1.0E-03

M

E 1.0&04 t7"\ D. :::3,3910.11 m2/sU :§.,.'0 1.0&05£1.0E-06

0

246810

No·lOOOX2 (cm2)

1.0&03

M

E 1.0&04u:§~

1.0&05'0 £

1.0E-06

o

Na-1200

o

N.·1400

2 4

4

6 8

8

10

10

Gambar 1. Se/ diftlSi. lllltlik satllnlsi (A) .. dalllllltl/k proses diJilSi (8)

Gambar 2. DiftlSi cobalt da/am Na-belltonit, lmtl/kdensitas kerillg 800, /000, /200 dall/400 kg/m]

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM·BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

202 ISSN 0216 - 3128 Pratomo B.S., dkk

D. = 5,12 10 ." m'ls

D. = 4.1810'" m2/s

1.0E-03

5 1.0E-04]!,...!;

.to 1.0E-05£

1.0E-06o

Ca-800

­~~ 1.0E·04!..-

2 4 6 8 10

I.E-I0~ N.!!!. 8.E-ll5

~

'<;j:::I

6.E-1l•... Qc4.E-llOJ

~'<;j

t.:OJ 2.E-ll0 ~",.

O.E+OO

.

600

8001000120014001600

Densitas (kg/mJ)

Gainbar 4. Difusi cobalt dalam Na- bentonit,untuk densitaskering 800, 1000,1200 dan 1400 kg/mJ

TANYAJAWAB

1.0E·06o

C.·1000

2 4 6

X 2(cm')

8 10 SumijantoUntuk kondisi Na-Bentonit ada dua nilai ko­efisien Diffusi. Mana yang akan digunakan ?

D. =2,2810'" m'ls1.0E-03

..•

E 1.0E-040 ]!D

~. 1.0E-05'0 £

1.0E-06o 2 4 6 8

Pratomo B.S.

Biasanya digllnakan nilai koejisien difJusidari spesi dominan. Deilam hal ini perludihitlmg spesiasi IInsur tersebut dalamkondisi-kondisi percobaan dan kondisialam yang akan ada di alamo Bila haltersebut belum dapat dilakukan,'fiigunakan nilai koejisien DifJusi untukspesi yang lebih pesimis.

10

Gambar 3. Difilsi cobalt dalam Ca-bentonit, IIntlikdensitas kerillg 800, 1000, 1200 dall1400 kg/mJ

C.·1400

1.0E-03

5 1.0E-04]!

D.~ 1.0E-05

1.0E-06o

Ca-12002

D. = 2,7710.11 m2/s

8 10

Sutarman

Mengapa percobaannya tidak dilakukandengan Co (radioaktif) ?

Bagaimana dengan radioaktif lain seperti 239pU

dan sebagainya ?

Pratomo B.S.

Percobaan bisa saja dilakllkan denganmenggllnakan Co radioaktif. tetapi perludipertimbangkan aspek keselamatan keljadengan bahan radioaktif. Hal yang perluditegaskan bahwa perilaku kimiawairadioisotop dengan isotop stabil samayang penting teknis analisis yangdilakllkan.

Beberapa jellis radiollllklida (semacamPU~39)beholl dipullyai di hal/yak lIegara.para pelleliti sudah melakllkall. sebagialldilakllkall lallthallida sebagai allalogaktillida. VIISIl,.-IlIlSU,.lain seperti Cs danSi IIl1/sihdahl/II pelaksallaall.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

/