ada dasarnya prinsip kerja Neutron Diffraction (ND) sama dengan X-Ray Difraction (XRD) digunakan untuk tegangan sisa pada permukaan sedangkan Neutron Diffraction dapat digunakan pada pengukuran benda uji tebal dan pada batas kedalaman yang telah ditentukan .

Gambar perbedaan penetrasi difraksi neutron dan XRD Pengujian ND dilakukan dengan menggunakan pancaran neutron kedalam benda uji dalam batas waktu yang ditentukan, kemudian pancaran neutron diterima oleh detector. Hasil data pengujian yang didapatkan berupa kumpulan titik-titik (scatter) hasil dari penetrasi neutron kedalam benda uji. Dengan bantuan software ORIGIN yang didalamnya terdapat Gaussian Fitting, didapatkan puncak dari kurva yang terbentuk, yaitu besarnya sudut 2 . Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul = 2 . Besarnya sudut 2 inilah yang dijadikan dasar yang dijadikan dasar untuk perhitungan besarnya tegangan sisa yang dialami oleh material tersebut kemudian dimasukkan ke dala m rumus Hukum Bragg s

Gambar Skema pengukuran difraksi neutron untuk tegangan sisa Berkas sinar neutron polikromatis yang berasal dari reaktor yang ditangkap oleh monokromator sehingga dihasilkan berkas neutron monokromatis, yang kemudian ditembakkan ke material uji melalui sebuah fluks dan dipantulkan ke detektor. Pantulan neutron dari fluks ke detektor ditangkap oleh Beam stoper yang berfungsi sebagai pengontrol proses penembakan neutron. Material uji diletakkan diatas goniometer (meja uji) yang mempunyai tiga sumbu. Pengukuran regangan baik menggunakan metode sinar-X maupun Neutron keduanya didasarkan pada hukum Bragg s pada krstal. Kondisi difraksi dari kristal dapat ditunjukkan secara matematis sebagai berikut : =2 sin

dimana adalah panjang gelombang, d adalah jarak antara kisi kristal, dan adalah arah difraksi. Perubahan jarak kisi kristal berhubungan dengan regangan normal pada arah tegak lurus dengan bidang difraksi yang ditunjukkan dengan persamaan : = dimana adalah jarak kisi kristal dari material dan d adalah akibat dari regangan material. Dinilai ditentukan dari sudut difraksi dari materila referensi yang bebas dari tegangan menggunakan persamaan (2.1) tegangan sisa dapat dihitung melalui besarnya reganagan sisa yang terjadi menggunakan hukum hooke. Dalam hal ini tegangan sisa diukur menggunakan tegangan dua dimensi (biaxial stress).

= = =

{(1-v) x + v( y + z)} {(1-v) y + v( x + z)} {(1-v) z + v( x + y)}

Pengujian ND (Neutron Defraction) Pengujian ND (Neutron Diffraction) dilakukan di BATAN (Badan Tenaga Nuklir Nasional). Mesin ND yang digunakan adalah DN-1 yang telah dimodifikasi.

Gambar Alat Uji DN-1BATAN Serpong Adapun langkah-langkahdalam pengujian ND ini adalah sebagai berikut : 1. Etza. Sebelum pengujian benda uji di etza menggunakan nital 2% dahulu agar kelihatan batas butirnya. 2. Penggantian slit. Tujuan penggantian slit adalah untuk menetukan ketelitian dalam pengukuran. Dalam pengukuran tegangan sisa pada sampel rel R.54 ini menggunakan ukuran slit 3x3 untuk ujung dari reaktor dan 3x10 untuk dari detektor masing-masing ukuran milimeter. 3. Pengecekkan posisi nil detektor. Tujuan dari pengecekkan ini adalah untuk menentukan posisi nol dari detector, hal ini berpengaruh terhadap ketelitian pengukuran. Pada pengecekkan ini masing-masing sumbu diposisikan nol. 4. Mengidentifikasi sampel. Hal ini dibuat dengan cara membuat garis atau sumbu referensi sehingga terbentuk garis perpotongan. 5. Peletakan benda uji pada meja sampel. Benda uji diletakkan pada meja sampel, kemudian dengan bantuan Theodolit kesejajaran benda uji dapat ditentukan. 6. Pengukuran tegangan sisa. Pengukuran tegangan sisa dilakukan dengan scanning neutron pada sudut 52 - 55 dan 78 80 7. Hasil pengukuran berupa kurva intenitas terhadap 2 8. Pengolahan data. Pada pengolahan data ini, data yang telah didapat dibuat kurvanya dengan menggunakan Gaussian Fitting dengan bantuan software Origin sehinggan diperoleh sudut puncak hamburan neutron. Selanjutnya menghitung jarak kisi kristal tiap titik pengujian (d( dan titik referensi (d0) menggunakan hukum Bragg. Dari data yang didapat, dapat dihitung regangan sisa pada masing-masing titik pengujian

-

Persiapanabenda uji Etza Penggatian slit Buat garis referensi Peletakan benda uji Pengecekkan posisi nol

Uji Difraksi Neutron (dengan mesin DN-1)

Hasil uji Difraksi Neutron

Pembahasan

kesimpulan

selesai

Gambar Diagram alir pengujian Neutron diffraction