penentuan dosis serap berkas elektron untuk prosiding/energi/pros... · pdf...

Click here to load reader

Post on 05-Apr-2019

214 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanVogyakarta, 28 Agustus 2008

PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON UNTUKPENGOLAHAN GAS BUANG SKALA LABORATORIUMMENGGUNAKAN MESIN BERKAS ELEKTRON PTAPB

Sumaryadi, Rany Saptaaji, SuhartonoPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan

Badan Tenaga NukJir Nasional

Abstrak

PENENTUAN DOSIS SERAP BERKAS ELEKTRON UNTUK PENGOLAHAN GASBUANG SKALA LABORA TORIUM MENGGUNAKAN MESIN BERKAS ELEKTRONPTAPB. Pengukuran dosis serap berkas elektron untuk pengolahan gas buangbertujuan untuk mengetahui sejauh mana MBE-PTAPB dapat digunakan untukpengolahan gas buang, khusus ditinjau dari dosisnya. Dosis serap diukur dengandosimeter Cellulose Triacetat (CTA) yang diiradiasi, sehingga akan terjadi perubahanabsorban pada dosimeter. Dari perubahan absorban tersebut dapat diperolehbesamya dosis serap, sehingga dapat digunakan untuk menentukan ni/ai dosissebagai fungsi arus berkas dan kecepatan konveyor. Pengukuran dosis serap inidi/akukan pada jarak window MBE dengan window bejana proses 15 em. Dari hasi/pengukuran diperoleh besar dosis serap antara 6,5 kGy sampai 9,5 kGy, Hasi/pengukuran ini dapat digunakan sebagai data operasi dan infonnasi bagi penggunamesin berkas elektron, khususnya untuk aplikasi pengolahan gas buang.

Abstract

THE DETERMINATION OF ELECTRON BEAM ABSORBED DOSE FORLABORA TORY SCALE FLUE GAS TREA TMENT USING PTAPB ELECTRONBEAM MACHINE. The measurement of electron beam absorbed dose for flue gastreatment have been done to study whether the PTAPB Electron Beam Machine(PTAPB-EBM) can be used for flue gas treatment, especially its dose. Absorbed dosewas measured by irradiated Cellulose Triacetat (CTA), hence there will be absorbancetransformation in dosimeter. From the absorbance transformation can be obtainedabsorbed dose, where it can be used to determined dose as function of beam currentand conveyor velocity. This absorbed dose was measured at distance between EBMwindow with process vessel window approximately 15 em. From the measurementresult was obtained 6.5 kGy unti/9.5 kGy for absorbed dose. This measurement resultcan be used as operation data and information for EBM user, especially for researchof flue gas treatment.

PENDAHULUAN

Pengolahan gas buang menggunakan MesinBerkas Elektron (MBE) di negara-negara majuseperti Cina, Jepang dan Polandia pada saat ini telahdilakukan. Hal tersebut mengindikasikan bahwateknologi MBE dipandang cukup baik sebagaisarana pengolah gas buang S02 dan NOx' Sejalandengan kecenderungan pengolahan gas S02 danNOx yang dilakukan di negara-negara maju, sertauntuk mendukung kajian mengenai pengolahan gas

S02 dan NOx menggunakan MBE yang ada diPTAPB-BATAN, maka perlu dilakukan penentuandosis serap berkas elektron untuk pengolahan gasbuang (flue gas treatment) skala laboratorium.Diharapkan dengan kegiatan ini diperolehpengetahuan yang mendukung kemungkinandilakukan percobaan pengolahan gas S02 dan NOxskala laboratorium dengan MBE yang ada diPTAPB.

Untuk mengetahui dan mengontrolbesamya energi terserap pada bahan sesuai yang

174 ISSN 1410 - 8178 Sumaryadi, dkk.

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don ProsesBahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

diperlukan, maka peranan dosimetri menjadipenting dalam meraneang iradiasi bahan danpemilihan dosimeter yang tepat agar memenuhi tataeara radiasi yang baik (Good Radiation Practice).[1]Karena itu bila besamya dosis radiasi terserapdikendalikan dengan baik maka kualitas produkyang dihasilkan dapat pula terkendali. Upaya

pemberian dosis yang tepat agar bahan yangdiproses menjadi produk bermutu tinggi merupakanbagian penting dalam proses radiasi dalam industri.

Dalam pengukuran dosis yang terserapdalam bahan diperlukan alat dosimeter. Dosimeterfilm, seperti Ce/u/osa Triacetat (CTA) sangat tepatdigunakan sebagai kendali mutu proses iradiasiberkas elektron. Evaluasi dosis serap dilakukanberdasarkan perubahan absorban atau densitas optikpada CT A. Absorban diukur sebelum dan sesudah

dosimeter diiradiasi. Pengukuran denganSpektrophotometer pada panjang gelombang 280nm. Pada kegiatan ini dilakukan pengukuran dosisserap berkas elektron untuk kebutuhan pengolahangas buang, dengan menggunakan dosimeter CT Afilm.

TATA KERJA

Kegitan penentuan dosis serap berkaselektron dilakukan dengan eara pengukuran dengan

eksperimen opersai MBE dengan mengaturparameter tegangan akselerator, arus berkas dankeeepatan konveyor (lama iradiasi) sehingga besardosis serap ulituk pengolahan gas buang dapatdiperoleh. Pengukuran dosis serap berkas elektrondilakukan dengan eara mengiradiasi dosimeter CT Asehingga diperoleh perubahan absorban padadosimeter, yang dapat digunakan untuk menetukandosis serap berkas elektron di dalam gas buang.

Pengukuran dosis serap berkas elektron

I. Bahan dan peralatana. Dosimeter CT A

Dosimeter CT A yang digunakan adalah tipeFUJI FTR-125 buatan Jepang yang berupapita panjang, wama bening dengan dimensilebar 8 mm, tebal sekitar 0,125 mm, densitas

1,298 gr/em3 dan hanya dapat dibaea padapanjang gelombang 280 nm.

b. SpectrophotometerSpectrophotometer Genesys 5 yangdigunakan buatan Amerika. Alat inidigunakan untuk mengukur (membaea) nilaiabsorban dosimeter sebelum dan sesudahdiiradiasi.

c. Mesin Berkas Elektron PTAPB sebagaisumber berkas elektron.

d. Bejana proses.e. Selotip, tisue, sarung tangan, pinset, gunting.f. Survey meter, film badge.

2. Pengukuran dosis serap berkas elektron

a. Memotong dosimeter CTA sepanjang 7,5em.

b. Memasang dosimeter CT A seperti padaGambar 3.

e. Mengiradiasi bejana proses yang telah

dipasangi dosimeter CT A dengan parameteroperasi sebagai berikut: teganganpemereepat 300 kV, arus berkas 0,6 mA; 0,7mA; 0,8 mA; dan 0,9 mA dengan keeepatankonveyor masing-masing: 2,7 em/dt; 3emldt; 3,5 emldt dan 3,9 em/dt.

d. Mengkondisikan dosimeter CT A yang telahdiiradiasi selama 2 jam.

e. Mengukur absorban dosimeter CT A setelahdiiradiasi dengan menggunakanSpectrophotometer.

f. Menentukan dosis terserap denganmenggunakan kurva kalibrasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam pengoperasianya, mesin berkaselektron (MBE) dapat diatur besamya teganganpemereepat, arus berkas dan keeepatan konveyor,sehingga besamya dosis serap dapat ditentukanberdasarkan variabel parameter operasi. Pengukurandosis serap dilakukan dengan menggunakandosimeter CT A dan evaluasi dosis serapberdasarkan perubahan absorban atau densitas optikpada dosimeter. Penentuan dosis serap didasarkanpada hasil iradiasi dosimeter CT A, sehinggadiperoleh perbedaan harga absorban sebelum dansetelah diiradiasi, yang kemudian dari data tersebutdapat digunakan untuk menghitung besar dosisserap.

Sebelum melakukan pengukuran doisisserap menggunakan dosimeter CT A tipe FUJI-FTR125, ada hal yang perlu diperhatikan agar tidakmerubah kondisi dosimeter CT A yang digunakan,yaitu pada saat menggunakan dosimeter CT A, padabagian permukaan dosimeter tidak boleh kotor,kena minyak, debu, tangan (dipegang tangan) atauterlipat, karena hal tersebut akan mempengaruhidata hasil pengukuran absorban.Setelah dosimeter CT A diradiasi, disarankan

pengukuran absorban ditunda (dikondisikan) dahuluselama 2 jam. Hal ini agar supaya memperolehharga absorban yang benar, karena apabilapengukuran dilakukan sebelum 2 jam setelahdiradiesi, maka harga absorban dibawah nilaisebenamya. Dan jika pengukuran dilakukan setelah2 jam maka harga absorban akan bertambah besarseiring dengan bertambahnya waktu. Namunpertambahan ini dapat dikoreksi dengan kurvahubungan antara "Perubahan relatif absorban vswaktu setelah irradiasi" seperti ditunjukkana dalamGambar 2. Untuk itu disarankan pengukuran

Sumaryadi, dkk. ISSN 1410 - 8178 175

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

absorban dilakukan 2 jam setelah dosimeterdiiradiasi.

10 em

- ~CT.A

Gambar 1. Skema pengukuran dosis berkas elektron

!!: 1.08

Ii:o 1.06..f 1.0

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Dalam menghitung dosis serap dilakukanberdasarkan kalibrasi dosis serap vs respondosimeter. Kurva kalibrasi diperoleh dari hasiIpengukuran absorban pada dosimeter CTA yangtelah diketahui nilai dosisnya seeara pasti, danhasilnya ditunjukkan pada Gambar 3.

Pengukuran dosis serap ini dilakukan didalam bejana proses yang menggunakan windowdari Alumunium foil 50 flm, sedangkan posisidosimeter pertama tepat di bawah window dandosimeter ke dua berjarak 10 em dari windowbejana proses. Sedangkan jarak antara windowMBE dengan window bejana proses 15 em. HasiIpengukuran dosis serap berkas sebagai fungsi arusberkas, tegangan pemereepat dan keeepatankonveyor ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. HasiI pengukuran dosis serap berkaselektron

HVVeDosis (kGy)

(kV)

1(mA)(em/dt)DosimeterDosimeter

pertamakedua

3000,62,79 7

3000,73,09,56,5

3000,8359,56,5

3000,93,99,56,5

Dari hasil pengukuran diperoleh hargadosis serap antara 6,5 kGy - 9,5 kGy pada kondisioperasi MBE dengan tegangan pemereepat 300 kVdan arus berkas serta keeepatan konveyor divariasiseperti ditunjukkan pada Tabel 1. Denganmenggunakan parameter operasi seperti ditunjukkandalam Tabel 1 sudah dapat memenuhi kebutuhandosis serap yang diperlukan untuk pengolahan gasbuang yaitu 8 kGyP] Sehingga denganmenggunakan parameter operasi yang sesuai,eksperimen pengolahan gas buang skalalaboratorium menggunakan MBE-PTAPBdimungkinkan.

K

View more