PENDAHULUAN

Penggunaan radiasi dalam bidang kedokteran terus menunjukkan peningkatan

dari waktu ke waktu, meliputi tindakan-tindakan radiodiagnosa, radioterapi, dan

kedokteran nuklir, yang umumnya menggunakan sumber radiasi yang spesifikasi

fisiknya berbeda-beda, menggunakan radiasi pengion terutama sinar-X. Kini ada

berbagai jenis radiasi pengion untuk keperluan radioterapi yang dibangkitkan

menggunakan akselerator (alat pemercepat) partikel.

Akselerator adalah alat yang dipakai untuk mempercepat gerak partikel

bermuatan seperti elektron, proton, inti-inti ringan, dan inti atom lainnya.

Mempercepat gerak partikel bertujuan agar partikel tersebut bergerak sangat cepat

sehingga memiliki energi kinetik yang sangat tinggi. Untuk mempercepat partikel ini

diperlukan medan listrik ataupun medan magnet. Di lihat dari jenis gerakan partikel,

ada dua jenis akselerator, yaitu akselerator dengan gerak partikelnya lurus

(akselerator linier) dan gerak partikelnya melingkar (akselerator magnetik) dengan

jenis-jenisnya antara lain: Betatron, Siklotron, Akselerator proton, Generator Netron,

EULIMA dan HIMAC.

Akselerator partikel pertama kali dikembangkan oleh dua orang fisikawan

Inggris, J.D Cockcroft dan E.T.S walton, di laboratorium Cavendish, Universitas

Cambridge pada 1929.

1

BAB II

ISI

2.1 Pengertian

Siklotron merupakan piranti untuk mempercepat gerak partikel bermuatan

listrik. Siklotron dikembangkan pada tahun 1930 oleh E. O. Lawrence (1901-1958),

dengan menggunakan sebuah medan magnetik untuk menjaga agar ion-ion bermuatan

(biasanya proton) bergerak dalam lintasan.

Digram skematik siklotron

Partikel-pertikel bermuatan dibelokkan dalam suatu lintasan melingkar oleh medan

magnetic dan dipercepat oleh suatu medan listrik setiap partikel-partikel melintasi

celah

2.2 Cara Kerja

Proton-proton bergerak dalam dua bidang setengah lingkaran yang terpisah

oleh suatu celah. Setiap kali proton-proton lewat melintasi celah di antara kedua

bidang setengah lingkaran, suatu tegangan diberikan pada proton-proton yang

2

akan mempercepat proton-proton. Percepatan ini meningkatkan kelajuan proton-

proton dan juga jari-jari kelengkungan lintasan proton-proton.

Setelah beberapa putaran, proton-proton memperoleh energi kinetik tinggi

(dalam orde 10 atau 20 MeV per satuan muatan listrik) dan tiba pada sisi terluar

siklotron. Proton-proton kemudian dapat menumbuk suatu sasaran yang

ditempatkan di dalam siklotron atau meninggalkan siklotron dengan bantuan

“magnet pembelok” dan diarahkan ke suatu sasaran eksternal. Tegangan yang

diberikan ke kedua bidang setengah lingkaran untuk menghasilkan percepatan

haruslah bolak-balik. Ketika proton-proton sedang bergerak ke kanan melintasi

celah, bidang yang kanan haruslah negatif dan yang kiri positif (medan listrik E

berarah dari polaritas + ke polaritas – dan untuk muatan positif seperti proton,

besar gaya pemercepat F = q E dan searah dengan arah medan listrik E).

Gambar diagram sebuah siklotron:

Medan magnetik, yang diberikan oleh sebuah elektromagnet besar, berarah masuk

dalam bidang kertas. A adalah sumber ion garis-garis gaya menunjukkan medan

listrik dalam celah

Setengah siklus berikutnya, proton-proton bergerak ke kiri melintasi celah,

sehingga bidang kiri haruslah negatif supaya medan listrik pada celah tetap

berfungsi mempercepat proton-proton. Frekuensi f, dari tegangan bolak-balik

yang diberikan harus sama dengan frekuensi proton-proton yang bergerak

melingkar. Partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan v tegak lurus

3

terhadap medan magnetic B menempuh lintasan melingkar dengan jari-jari r.

Gaya sentripetal penyebab gerak melingkar berasal dari gaya Lorentz, sehingga

diperoleh:

Waktu yang diperlukan untuk satu putaran lengkap adalah priod T, di mana:

Frekuensi putaran adalah

dengan,

f = frekuensi siklotron (Hz)

q = muatan proton (1,6 x 10-19 C)

m = massa proton (1,67 x 10-27 kg)

B = induksi magnetik yang dihasilkan pasangan magnet (Wb/m2 atau T)

Frekuensi dari tegangan bolak-balik yang diberikan, tidak bergantung pada

jari-jari r. Karena itu, frekuensi tidak harus diubah ketika ion-ion mulai dari

sumber dan dipercepat untuk menempuh jari-jari yang makin lama makin besar.

Energi kinetik maksimum partikel bermuatan (proton) ketika keluar dari siklotron,

yaitu:

4

Energi kinetik yang diperlukan proton-proton sama dengan energi yang akan

diperoleh proton-proton jika proton-proton dipercepat melalui beda potensial yang

cukup besar.

2.3 Reaksi yang Dihasilkan Siklotron

Reaksi fisi merupakan reaksi pembelahan suatu inti berat ketika ditembaki

oleh partikel (proton) berenergi tinggi yang keluar dari Siklotron atau ketika

menyerap neutron lambat (terjadi dalam reaktor nuklir).

Contoh reaksi fisi ketika Li ditembaki proton:

Untuk berlangsungnya reaksi fisi di atas, diperlukan peralatan yaitu siklotron

untuk mempercepat proton.

2.4 Siklotron di Indonesia

Di Indonesia Siklotron terdapat di Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN),

dengan ruang khusus.

Gambar:

5

Ruang Kontrol (Control room) Siklotron

Saluran berkas pada mesin Siklotron

6

KESIMPULAN

1.Siklotron merupakan akselerator untuk mempercepat gerak partikel

bermuatanlistrik.

2 . S i k l o t r o n   t e r m a s u k   j e n i s   a k s e l e r a t o r   m a g n e t i k   d e n g a n  

g e r a k p a r t i k e l n y a melingkar 

3. Pada siklotron, partikel-pertikel bermuatan dibelokkan dalam suatu lintasan

melingkar oleh medan magnetik dan dipercepat oleh suatu medan listrik setiap

partikel-partikel melintasi celah.

7

DAFTAR PUSTAKA

http://www.batan.go.id/prr/BidSik.htm

Kanginan, Marthen. 1999. Seribu pena Fisika SMU. Jakarta: Erlangga

Kanginan, Marthen. 2000. Fisika 2000 3 C SMU Kelas 3 Caturwulan 3.

Jakarta: Erlangga

8