Pengembangan Dan Karakterisasi Material Imobilisasi Berbasis Poliester Untuk Serium Dan Sesium Sebagai Surrogate Limbah Produksi Radioisotop 99Mo.

Abstract

Pemanfaatan teknologi nuklir di bidang kesehatan, khususnya dalam produksi radioisotop 99Mo, sangat penting untuk aplikasi diagnostik medis. Radioisotop ini menghasilkan limbah radioaktif cair yang mengandung radionuklida berbahaya, seperti uranium dan produk fisi, yang memerlukan pengelolaan yang hati-hati. Limbah tersebut memiliki waktu paruh panjang, sehingga sangat berisiko jika tidak ditangani dengan tepat. Untuk itu, diperlukan solusi jangka panjang yang dapat mencegah dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, salah satunya dengan mengembangkan teknologi imobilisasi limbah radioaktif menggunakan matriks polimer. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dan mengkarakterisasi material imobilisasi berbasis poliester tak jenuh yang dipadukan dengan super absorben nochar untuk menyerap dan mengikat limbah radioaktif simulasi dari produk fisi, yaitu serium (Ce) dan sesium (Cs), sebagai surrogate dari limbah radioaktif 99Mo. Penelitian ini juga bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas kombinasi poliester tak jenuh dan nochar dalam menyolidifikasi limbah, menentukan kondisi optimal waste loading, serta menguji ketahanan material terhadap paparan iradiasi gamma pada dosis yang berbeda untuk mengetahui kemampuan material dalam menahan limbah dalam jangka panjang. Material komposit yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari poliester tak jenuh sebagai matriks pengikat dan nochar sebagai super absorben. Limbah simulasi menggunakan serium dan sesium dipilih karena sifat kimianya yang mirip dengan aktinida dan produk fisi dalam limbah radioaktif. Proses solidifikasi dilakukan dengan mencampurkan limbah simulasi ke dalam campuran polimer, yang kemudian diuji dengan berbagai metode, seperti uji pelindian untuk mengukur kemampuan material dalam menahan limbah, uji kuat tekan untuk mengevaluasi ketahanan mekanik, serta karakterisasi menggunakan teknik SEM dan Raman spectroscopy untuk menganalisis struktur mikro dan interaksi kimiawi dalam matriks. Selain itu, sampel solidifikasi diuji dengan dosis iradiasi gamma yang bervariasi untuk menguji ketahanan material terhadap radiasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waste loading 20% adalah kondisi optimal, dengan laju pelindian yang minimal dan kekuatan tekan yang memenuhi standar yang ditetapkan oleh IAEA. Hal ini menjadikan kombinasi poliester tak jenuh dan nochar sebagai pilihan yang aman dan efisien untuk pengelolaan limbah radioaktif dalam jangka panjang. Uji pelindian Pra iradiasi menunjukkan bahwa tidak ada migrasi kontaminan ke lingkungan, sehingga material solidifikasi terbukti efektif menahan limbah radioaktif. Iradiasi gamma hingga dosis 200 kGy meningkatkan stabilitas material melalui pembentukan ikatan silang dalam struktur polimer, yang memperkuat material tersebut. Namun, dosis yang lebih tinggi menyebabkan degradasi struktural yang menurunkan ketahanan material. Proses iradiasi gamma ini memberikan wawasan penting tentang kemampuan material untuk bertahan dalam kondisi radiasi yang ekstrem, serta menentukan batas dosis yang masih dapat menjamin efektivitas material dalam mengelola limbah radioaktif. Distribusi elemen Ce dan Cs yang homogen dalam matriks solidifikasi pada dosis iradiasi optimal menunjukkan bahwa proses imobilisasi efektif dalam menyerap dan mengikat limbah. Hasil analisis menggunakan spektroskopi Raman dan mikroskopi elektron menunjukkan bahwa interaksi kimia antara nochar dan poliester tak jenuh menghasilkan matriks yang stabil dan homogen, yang menghambat pelepasan radionuklida ke lingkungan. Penelitian ini memberikan solusi inovatif dalam pengelolaan limbah radioaktif, terutama dari produksi 99Mo, dengan mengembangkan material komposit berbasis polimer yang lebih efisien, tahan lama, dan aman dibandingkan dengan metode imobilisasi konvensional. Material yang dikembangkan dalam penelitian ini memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ketahanan kimia yang baik, serta stabilitas terhadap radiasi gamma, menjadikannya pilihan yang lebih aman dan efisien untuk pengelolaan limbah radioaktif dalam jangka panjang.