Desain dan Karakterisasi Performa Spektrometer Small Angle Neutron Scattering (SANS) BATAN Menggunakan Program Simulasi Vitess 3.1

DESAIN DAN KARAKTERISASI PERFORMA SPEKTROMETER
SMALL ANGLE NEUTRON SCATTERING (SANS) BATAN
MENGGUNAKAN PROGRAM SIMULASI VITESS 3.1

M. ARIF EFENDI

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Desain dan
Karakterisasi Performa Spektrometer Small Angle Neutron Scattering (SANS)
BATAN Menggunakan Program Simulasi Vitess 3.1 adalah benar karya saya
dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, April 2014
M. Arif Efendi
NIM G74100058

ABSTRAK
M. ARIF EFENDI. Desain dan Karakterisasi Performa Spektrometer Small Angle
Neutron Scattering (SANS) BATAN Menggunakan Program Simulasi Vitess 3.1.
Dibimbing oleh TONY IBNU SUMARYADA dan EDY GIRI RACHMAN
PUTRA.
Small Angle Neutron Scattering (SANS) merupakan teknik yang mampu
memetakan dan memberikan informasi struktur dan dinamika secara tiga dimensi
bentuk, ukuran, dan orientasi suatu inhomogenitas dalam skala nanometer.
Performa spektrometer SANS dapat ditingkatkan melalui simulasi ataupun
eksperimen. Metoda Monte Carlo merupakan metoda yang paling tepat untuk
simulasi eksperimen SANS, salah satu program simulasi yang menggunakan
Metoda Monte Carlo adalah Vitess 3.1. Salah satu parameter penting dalam
SANS ini adalah fluks neutron pada pada posisi sampel yang menurun secara

eksponensial sebagai fungsi panjang kolimator dan secara linear sebagai fungsi
panjang neutron guide berdasarkan hasil simulasi. Distribusi fluks neutron pada
berkas neutron tidak homogen dengan nilai rata-ratanya sama dengan hasil
pengukuran fluks neutron pada seluruh luasan berkas neutron. Hasil simulasi
pengukuran fluks neutron sesuai dengan hasil eksperimen.
Kata kunci: fluks neutron, simulasi, Small Angle Neutron Scattering (SANS)

ABSTRACT
M. ARIF EFENDI. Design and Characterizing Performance of Small Angle
Neutrons Scattering (SANS) BATAN Spectrometer Using Program Simulation
Vitess 3.1. Supervised by TONY IBNU SUMARYADA and EDY GIRI
RACHMAN PUTRA.
Small Angle Neutron Scattering (SANS) is a technique for mapping and
providing the information of structure and dynamics in three dimension of shape,
size, and orientation of an inhomogenitas in nanometer scale. The performance of
SANS spectrometer can be improved through simulation or experiment. Monte
Carlo method is the most appropriate method for simulating SANS experiment.
One of the simulation program based on Monte Carlo method is Vitess 3.1. From
the simulation, the neutron flux at the sample position decreases exponentially as
a function of collimator length and decreases linearly as a function of the neutron

guide length. Neutron flux distribution in the neutron beam is inhomogenous with
the average value is equal to the neutron flux measurement results on the entire
area of the neutron beam. The simulation result on neutron flux measurement is
comparable with the experimental results.
Keywords: neutron flux, simulation, Small Angle Neutron Scattering (SANS)

DESAIN DAN KARAKTERISASI PERFORMA SPEKTROMETER
SMALL ANGLE NEUTRON SCATTERING (SANS) BATAN
MENGGUNAKAN PROGRAM SIMULASI VITESS 3.1

M. ARIF EFENDI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Desain dan Karakterisasi Performa Spektrometer Small Angle
Neutron Scattering (SANS) BATAN Menggunakan Program
Simulasi Vitess 3.1
Nama
: M. Arif Efendi
NIM
: G74100058

Disetujui oleh

Dr Tony Ibnu Sumaryada
Pembimbing I

Dr Edy Giri Rachman Putra
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Akhiruddin Maddu
Ketua Departemen Fisika

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Alhamdulillahirabbil'alamin. Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah
SWT karena berkat rahmat, hidayah dan karunia-Nya penulis dapat
menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul “Desain dan Karakterisasi Performa
Spektrometer Small Angle Neutron Scattering (SANS) BATAN Menggunakan
Program Simulasi Vitess 3.1” yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2013. Shalawat
serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Tony Ibnu Sumaryada dan
Bapak Dr Edy Giri Rachman Putra selaku pembimbing. Terima kasih penulis
sampaikan kepada khususnya Bapak Drs Abarrul Ikram, M.Sc. PhD, Bapak Dr
Epung Saepul Bahrum M.T, dan Bapak Ir Tagor Malem Sembiring yang telah
memberi masukan dan revisi yang sangat berguna bagi kesempurnaan karya tulis
ini. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada kedua dosen penguji, Ibu Mersi

Kurniati S.Si, M.Si dan Bapak Drs Mahfuddin Zuhri M.Si yang telah memberikan
banyak masukan dan dukungan kepada penulis. Ungkapan terima kasih setulus
hati penulis sampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas doa dan
kasih sayangnya kepada penulis. Begitu juga dengan rekan-rekan mahasiswa/i
fisika angkatan 47 yang senantiasa memberikan motivasi, saran dan
bimbingannya selama ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk mengembangkan simulasi
hamburan neutron di Departemen Fisika FMIPA-IPB.

Bogor, April 2014
M. Arif Efendi

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vii

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

Hipotesis

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Small Angle Neutron Scattering (SANS)

2

Vitess (Virtual Instrumentation Tool for the European Spallation Source)

3

Modul Source Constant Wave

3

Modul Guide

4

Modul Velselect

5

Modul Spacewindow

5

Modul Collimator

6

Modul Capture Flux

6

METODE

6

Waktu dan Tempat

6

Alat

7

Persiapan

7

Pengenalan Spektrometer SANS BATAN

7

Studi Pustaka

7

Simulasi Monokromatisasi Neutron Polikromatik

7

Pengukuran Fluks Neutron

8

Hubungan Kecepatan Putar MVS Terhadap Panjang Gelombang dan Fluks
Neutron

8

Distribusi Fluks Neutron pada Panjang Gelombang 3.2 Å

8

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Simulasi Monokromatisasi Neutron Polikromatik

8
8

Fluks Neutron pada Posisi Sampel Sebagai Fungsi Panjang Kolimator

10

Fluks Neutron Sebagai Fungsi Panjang Neutron Guide

12

Hubungan Kecepatan Putar MVS Terhadap Panjang Gelombang dan Fluks
Neutron

13

Distribusi Fluks Neutron pada Panjang Gelmbang 3.2 Å
SIMPULAN DAN SARAN

15
16

Simpulan

16

Saran

17

DAFTAR PUSTAKA

17

LAMPIRAN

18

RIWAYAT HIDUP

27

DAFTAR TABEL
1
2
3
4

Fluks neutron pada posisi sampel sebagai fungsi panjang kolimator
Perbandingan fluks neutron hasil simulasi dengan eksperimen
Fluks neutron sebagai fungsi panjang neutron guide
Panjang gelombang dan fluks neutron pada berbagai kecepatan putar
MVS
5 Perbandingan panjang gelombang teori, eksperimen dan simulasi
6 Distribusi fluks neutron pada panjang tabung pemandu neutron 16.5 m
menggunakan panjang gelombang 3.2 Å

11
11
12
14
14
16

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Diagram skematik spektrometer SANS
Koordinat moderator
Koordinat neutron guide
Koordinat spacewindow
Hasil analisis kalibrasi berbagai panjang gelombang berdasarkan
simulasi pada kecepatan putar MVS (a) 6300 RPM (b) 5160 RPM dan
(c) 3480 RPM
Hasil simulasi hubungan fluks neutron pada posisi sampel terhadap
panjang kolimator tanpa perhitungan gravitasi
Hasil simulasi hubungan fluks neutron pada posisi sampel terhadap
panjang kolimator dengan perhitungan gravitasi
Hasil simulasi hubungan fluks neutron terhadap panjang neutron guide
tanpa perhitungan gravitasi
Hasil simulasi hubungan fluks neutron terhadap panjang neutron guide
dengan perhitungan gravitasi
Profil berkas neutron pada panjang tabung pemandu neutron 16.5 m
Koordinat berkas neutron pada panjang tabung pemandu neutron
16.5 m

3
4
5
6
10
11
12
13
13
15
15

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8

Layout fasilitas hamburan neutron BATAN
Neutron guide
Diagram skematik SANS BATAN
Konfigurasi pengukuran fluks neutron pada panjang kolimator (a) 1.5 m
m (b) 4 m (c) 8 m (d) 13 m (e) 18 m
Konfigurasi pengukuran fluks neutron pada panjang neutron guide (a) 5
m (b) 10 m (c) 14 m (d) 16.5 m
Contoh tampilan layar pada Program Vitess 3.1
Kurva neutron termal polikromatik
Profil berkas neutron setelah MVS pada panjang gelombang (a) 3.2 Å
(b) 3.9 Å (c) 5.7 Å

18
18
18
19
20
21
21
22

9 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 3.2 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d)
13 m (e) 18 m
10 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 3.9 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d)
13 m (e) 18 m
11 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 5.7 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d)
13 m (e) 18 m
12 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 3.2 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m
(d) 16.5 m
13 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 3.9 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m
(d) 16.5 m
14 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 5.7 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m
(d) 16.5 m

22
23
24
25
25
26

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hamburan neutron sudut kecil, Small Angle Neutron Scattering (SANS)
merupakan teknik yang mampu memetakan dan memberikan informasi struktur
dan dinamika secara tiga dimensi baik bentuk, ukuran, dan orientasi suatu
inhomogenitas dalam skala nanometer, yaitu 1 – 500 nm.1 Perkembangan di dunia
saat ini, SANS telah digunakan untuk investigasi struktur dan dinamika material,
bahan biologi dan polimer pada berbagai kondisi seperti perubahan temperatur,
tekanan dan gesekan (shear). Untuk memenuhi tantangan penelitian dalam
nanosains dan nanoteknologi diperlukan spasial, temporal dan resolusi energi
yang tinggi.2 Fasilitas penelitian BATAN di Puspiptek Serpong memiliki
spektrometer SANS dengan panjang total 36 meter memanfaatkan berkas neutron
termal dari Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) memberikan
peluang untuk melakukan karakterisasi struktur dan dinamika material dalam
skala nanometer di Indonesia.1
Fluks neutron pada posisi sampel adalah faktor penting dalam karakteristik
performa spektrometer SANS. Fluks neutron yang tinggi diperlukan untuk
penelitian dinamika material.3 Penggunaan neutron dengan panjang gelombang
lebih besar akan memungkinkan untuk mencapai momentum transfer minimum
(Qmin) yang lebih rendah akan tetapi fluks neutron akan berkurang. Terlebih lagi
bila panjang sistem kolimasi diperbesar untuk mendapatkan resolusi yang lebih
tinggi. Dengan demikian untuk mendapatkan fluks neutron dan resolusi lebih
tinggi pada panjang gelombang neutron yang besar, maka sumber neutron harus
sedekat mungkin dengan sampel atau menggunakan ukuran slit (aperture) yang
besar. Keadaan ini sangat sulit untuk tercapai oleh spektrometer SANS tanpa
kehilangan resolusi dan memperoleh fluks neutron yang tinggi. Berdasarkan
alasan tersebut, karakteristik performa SANS BATAN khususnya fluks neutron
perlu diketahui, baik secara simulasi ataupun eksperimen.3
Metoda Monte Carlo merupakan metoda yang paling tepat untuk simulasi
eksperimen hamburan neutron, salah satu program simulasi yang menggunakan
Metoda Monte Carlo adalah Vitess 3.1. Program Vitess 3.1 digunakan untuk
desain instrumen baru serta untuk meningkatkan performa instrumen.4
Perumusan Masalah
1.
2.
3.

Bagaimanakah konfigurasi spektrometer SANS BATAN sebagai masukan
data pada program simulasi?
Berapakah fluks neutron yang sampai ke posisi sampel dan
perbandingannya terhadap hasil eksperimen?
Bagaimanakah meningkatkan fluks neutron pada spektrometer SANS
BATAN?

2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan karakteristik fluks neutron
pada berbagai konfigurasi spektrometer SANS BATAN menggunakan program
simulasi Vitess 3.1.
Hipotesis
Fluks neutron tertinggi dihasilkan pada panjang kolimator terpendek,
namun berkas neutron yang dihasilkan akan tidak sejajar. Pada pertambahan
panjang kolimator, fluks neutron akan menurun secara eksponensial.

TINJAUAN PUSTAKA
Small Angle Neutron Scattering (SANS)
SANS adalah teknik yang digunakan untuk mencirikan struktur statis dan
dinamis partikel pada skala nanometer, 1 - 500 nm. Informasi tentang ukuran ratarata dan distribusi spasial korelasi, serta bentuk dan struktur internal partikel dapat
diperoleh dari profil berkas hamburan SANS. Analisis kuantitatif pada nomor atau
kerapatan volume dari investigasi struktur dalam mediumnya dapat ditentukan
melalui skala intensitas hamburannya. Dengan demikian, SANS merupakan
teknik yang handal untuk karakterisasi dalam ilmu material dan biologi, seperti
paduan (alloys), keramik, polimer, koloid, vesikel, dan virus.5
Reaktor merupakan sumber neutron polikromatik pada spektrometer SANS.
Monokromatisasi neutron polikromatik menggunakan Mechanical Velocity
Selector (MVS) yang terdiri dari cakram berputar. Karakteristik terpenting MVS
ditentukan oleh geometri cakram. Panjang gelombang neutron (λ) yang dihasilkan
oleh MVS dapat dirumuskan melalui hubungan antara parameter mekanik dan
fisik MVS.6
(1)
dimana c adalah konstanta yang bernilai 6.5933 × 10 (Å rpm mm/derajat),
α adalah sudut spiral rotor, n adalah kecepatan putar, dan l adalah panjang
rotor.
Sistem kolimasi diperlukan pada spektrometer SANS karena neutron tidak
mudah untuk difokuskan seperti radiasi elektromagnetik cahaya atau sinar-X.
Pemfokusan neutron menggunakan lensa sering diterapkan untuk pengembangan
spektrometer SANS. Pada sistem kolimasi, fluks neutron menurun sebagai faktor
kuadrat jarak.7 Berkas neutron yang sampai pada posisi sampel ditentukan oleh
ukuran slit (aperture). Slit terbuat dari bahan kadmium berbentuk lingkaran atau
persegi dengan berbagai macam ukuran. Resolusi dapat ditingkatkan dengan
memperpanjang sistem kolimasi serta mengurangi ukuran slit. Setelah sampel
neutron akan melewati detektor yang disebut monitor. Monitor dapat bergerak
mendekati atau menjauhi posisi sampel dalam tabung vakum. Diagram skematik
spektrometer SANS terlihat pada Gambar 5. Detektor gas proporsional counter
5

3
merupakan detektor yang paling banyak digunakan pada spektrometer SANS. Gas
yang umum digunakan digunakan sebagai detektor neutron adalah helium (3He).
Penyerapan neutron oleh molekul helium (3He) menyebabkan terjadinya reaksi
fisi dan emisi partikel bermuatan yaitu triton dan proton, dalam arah yang
berlawanan. Reaksi akan menghasilkan energi kinetik total 760 keV yang
mengakibatkan ionisasi dalam gas. Keuntungan dari detektor isian gas adalah
efisiensinya yang tinggi yaitu sekitar 80% pada panjang gelombang 6 Å dan
sensitivitas dari radiasi gamma yang rendah.7

Gambar 1 Diagram skematik spektrometer SANS.7
Vitess (Virtual Instrumentation Tool for the European Spallation Source)
Vitess menggunakan Metoda Monte Carlo ray-tracing untuk
mensimulasikan trayektori neutron dari modul sumber melalui berbagai
komponen instrumen sampai ke detektor. Vitess merupakan program yang
berguna untuk pengembangan instrumen baru atau meningkatkan performa
instrumen yang sudah ada. Modul sumber merupakan modul untuk menghasilkan
neutron, sedangkan modul lain dapat membaca trayektori neutron dari modul
sebelumnya atau data dari file keluaran yang dibuat dalam simulasi sebelumnya.
Seluruh modul tersebut digunakan untuk menghitung interaksi neutron dengan
komponen instrumen, dan kemudian membuat trayektorinya. Simulasi seluruh
instrumen selesai setelah semua modul dijalankan berturut-turut dalam pipe, di
mana program akan menghasilkan modul tunggal dalam bentuk GUI. Transfer
data dilakukan untuk 10.000 neutron.8
Struktur modular yang fleksibel membuat program Vitess 3.1 mudah untuk
mensimulasikan instrumen menjadi beberapa bagian dan untuk memodifikasi
instrumen secara intuitif oleh penyusunan modul yang berbeda, melalui baris
perintah langsung, Graphic User Interface (GUI). Virtual instrumen dapat
diekspor dari GUI ke batch atau tcl untuk simulasi lebih lanjut dalam bahasa
scripting. Pengguna dapat membuat dan menambahkan modul baru atau
mengubah modul yang sudah ada.8 Beberapa modul yang terdapat dalam program
Vitess 3.1 diantaranya adalah:
Modul Source Constant Wave
Modul source constant wave merupakan modul yang berfungsi untuk
menghasilkan neutron yang berasal dari sumber kontinu, continous source (CWS).

4
Posisi awal neutron didistribusikan secara acak pada permukaan moderator
persegi panjang. Parameter seperti perbedaan panjang gelombang dan waktu di
moderator ditentukan secara acak. Modul ini mensimulasikan hanya neutron yang
mencapai propagasi window yang dapat dilanjutkan ke modul selanjutnya. Sistem
koordinat terlihat pada Gambar 2, dimana neutron berpusat pada tengah
permukaan moderator dan bergeser secara sejajar terhadap sumbu-x, koordinat x
dari setiap neutron yang melewati propagasi window adalah nol.9
z

y
x

n
n

Sumber

Propagasi window
Moderator pada x=0
Gambar 2 Koordinat moderator.9
Efek gravitasi diperhitungkan dalam modul ini. Jika opsi ini dipilih, maka
parameter berat minimal diabaikan. Setiap trayektori neutron mewakili jumlah
neutron yang lewat per waktu atau arus neutron, jumlah dari semua trayektori
merupakan total perhitungan jumlah neutron. Jumlah trayektori menurun jika
window atau sampel tidak dilewati neutron. Intensitas dapat menurun karena
pemantulan atau penyerapan didalam sebuah material. Dalam kasus ini jumlah
trayektori tidak berubah tetapi perhitungan rata-rata per-trayektori yang menurun.
Jadi nilai mutlak perhitungan trayektori neutron ditentukan pada semua bagian
dalam instrumen.9
Sumber CWS membutuhkan data distribusi panjang gelombang. Data ini
terdiri dari panjang gelombang dalam angstrom (Å) dan fluks neutron dalam fluks
unit (cm-² s-1 Å-1 str-1). Fungsi distribusi Maxwellian dapat digunakan untuk
menggambarkan hubungan panjang gelombang dengan fluks neutron.9
(2)
(3)
Temperatur hanya akan digunakan jika data distribusi panjang gelombang
tidak ada.
Modul Guide
Modul guide mensimulasikan trayektori neutron melalui tabung pemandu
neutron. Modul guide menghitung penurunan intensitas untuk setiap pemantulan
neutron. Tabung pemandu neutron bisa divergen maupun konvergen, atau terdiri
dari beberapa bagian lurus yang membentuk bagian poligon dengan kelengkungan
tertentu, seperti terlihat pada Gambar 3. Tabung pemandu neutron juga dapat

5
terdiri dari beberapa saluran vertikal yang dipisahkan oleh bilah (bender). Modul
berikutnya selalu mengikuti modul yang sebelumnya yang dihasilkan secara
otomatis oleh program, dalam kasus kelengkungan trayektori neutron mengikuti
bentuk kelengkungan tabung pemandu neutron. Efek gravitasi diperhitungkan
dalam modul ini. Jika opsi ini dipilih, trayektori dengan probabilitas atau
perhitungan yang kurang dari berat minimal neutron akan keluar dari simulasi.9

Gambar 3 Koordinat neutron guide.9
Modul Velselect
Modul Velselect mensimulasikan MVS. Posisi MVS sejajar dengan
koordinat yz dengan jarak 0 dari modul sebelumnya. Setelah neutron melintasi
MVS nilai dari koordinat y dan z akan sama dengan nilai koordinat sebelumnya,
sementara koordinat x akan menjadi 0. Modul berikutnya akan membaca
koordinat baru. Modul ini akan memberikan hasil yang benar, jika dan hanya jika
semua neutron yang masuk sudah berada pada window y-z, karena itu hanya
modul guide, window atau source yang dapat mendefinisikan masukan yang benar
untuk modul velselect.9
Modul Spacewindow
Modul spacewindow mensimulasikan slit pada spektrometer SANS. Slit
dapat berbentuk lingkaran atau persegi. Koordinat modul spacewindow terlihat
pada Gambar 4. Modul ini akan memperhitungkan gravitasi jika efek gravitasi
diaktifkan. Slit memiliki ketebalan inner material dan outer material. Pada kasus
transmisi yang ideal didalam dan penyerapan ideal diluar, hanya neutron yang
sudah melewati propagasi window yang dapat diteruskan ke modul selanjutnya,
sebaliknya atenuasi dihitung untuk neutron yang melewati inner material dan
outer material. Modul spacewindow juga bisa digunakan untuk mensimulasikan
beamstop dengan mendefinisikan window negatif, di mana neutron diteruskan di
luar dan diserap di dalam slit. Dua jenis material dapat dipilih, outer material
merupakan absorbsi dan inner material merupakan transmisi. Ketebalan untuk
setiap material harus dimasukkan. Jika ketebalan material dimasukkan nol maka
penyerapan ideal untuk outer material dan transmisi ideal untuk inner material.9

6

g

z
y
x

Neutron pada x=0

Propagasi window
Jarak

Gambar 4 Koordinat Spacewindow.9
Modul Collimator
Modul collimator mensimulasikan sebuah kolimator dengan panjang, lebar
dan tinggi tertentu yang terdiri dari sejumlah saluran yang dipisahkan oleh bilah.
Lebar dan tinggi neutron yang keluar dapat dibedakan dengan lebar dan tinggi
neutron yang masuk. Setiap trayektori dapat digunakan untuk memeriksa apakah
neutron berada didalam atau diluar kolimator. Jika neutron berada didalam
kolimator maka trayektori neutron akan diteruskan ke modul selanjutnya,
sebaliknya jika neutron berada diluar kolimator maka trayektori neutron akan
dihilangkan.9
Modul Capture Flux
Modul capture flux menghitung fluks pada setiap titik dari modul
sebelumnya. Metode penangkapan fluks digunakan untuk menentukan nilai
mutlak fluks dalam berkas neutron. Dalam simulasi, metode penangkapan fluks
ini dapat menggunakan bahan foil emas, sedangkan secara eksperimen foil emas
ini diekspos dengan neutron selama beberapa waktu dan kemudian diukur aktivas
menggunakan metode analisis pengaktifan neutron.9 Integral penyerapan neutron
meningkat secara linear terhadap panjang gelombang.
(4)
∫
Panjang gelombang referensi adalah 1.798 Å, sehingga memungkinkan
perbandingan langsung dengan pengukuran. Ukuran dan bentuk dari foil emas
perlu dimasukkan ke dalam modul.

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2013 sampai bulan Januari 2014.
Tempat penelitian dilakukan di laboratorium hamburan neutron, Pusat Teknologi
Bahan Industri Nuklir (PTBIN) BATAN dan laboratorium Fisika Teori dan
Komputasi, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Pertanian Bogor.

7
Alat
Penelitian ini menggunakan peralatan berupa alat tulis (kertas/buku tulis,
pena, pensil), netbook HP Mini 110-3700 dengan processor intel atom N570
1.66GHz dan memori 2GB. Netbook tersebut dilengkapi dengan Program Vitess
3.1 sebagai simulator SANS BATAN, dan Program Igor Pro 5.04B sebagai
pengolah grafik.
Persiapan
Pengenalan Spektrometer SANS BATAN
RSG-GAS merupakan sumber neutron untuk SANS. Neutron dipandu oleh
neutron guide sepanjang 49 m dari RSG-GAS sampai ke spektrometer SANS.
Spektrometer SANS BATAN terdiri dari 18 m tabung yang berfungsi sebagai
sistem kolimasi dan 18 m tabung yang mengakomodasi detektor dua dimensi 128
× 128 3He (2D-PSD). Pada sistem kolimasi terdapat empat bagian tabung
pemandu neutron dan kolimator yang dapat divariasikan penggunaannya dan satu
bagian tabung kolimator tetap. Konfigurasi penggunaan tabung pemandu neutron
dan kolimator akan menghasilkan panjang kolimasi yang berbeda pada
spektrometer SANS BATAN. Variasi jarak kolimasi dari posisi sampel adalah 1.5,
4, 8, 13 dan 18 m yang dapat dikontrol menggunakan komputer. Monokromatisasi
neutron termal menggunakan MVS jenis MDR-14-460-420, yang memiliki
kecepatan rotasi minimum 700 RPM dan maksimum 7000 RPM.
Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan untuk memahami dan mempelajari konsep
rancangan spektrometer SANS BATAN, sumber yang digunakan, fungsi masingmasing instrumen, variasi kecepatan MVS, panjang gelombang yang digunakan,
dan konfigurasi sistem kolimasi agar mendapatkan performa SANS yang optimal.
Simulasi Monokromatisasi Neutron Polikromatik
Sumber neutron yang digunakan pada penelitian ini adalah neutron termal
polikromatik pada akhir tabung pemandu neutron sepanjang 49 m yang
menghubungkan Reaktor Serba Guna G.A Siwabessy dengan MVS. Data fluks
neutron pada akhir tabung pemandu neutron sepanjang 49 m atau sebelum MVS
hasil eksperimen adalah 6.57 × 108 cm−2 s−1.2 Dalam perhitungan simulasi,
monokromatisasi neutron polikromatik menggunakan modul velselect. MVS
diputar dengan kecepatan yang bervariasi dan akan menghasilkan panjang
gelombang monokromatis yang berbeda. Visualisasi data pada Program Vitess 3.1
menggunakan GNUplot dan X3D, sehingga dapat dilihat output hubungan fluks
neutron terhadap panjang gelombang dan monitor 2D. Data distribusi fluks
neutron sebagai panjang gelombang yang diperoleh melalui Program Vitess 3.1,
dan fitting dengan formula Gaussian untuk menentukan posisi puncak dan lebar
setengah tinggi puncak, Full Width Half Maximum (FWHM) menggunakan
program Igor Pro 5.04B.

8
Pengukuran Fluks Neutron
Pengukuran fluks neutron dilakukan menggunakan modul capture flux pada
beberapa posisi dan konfigurasi instrumen, yaitu pada akhir tabung pemandu
neutron, setelah MVS, dan setelah sistem kolimasi. Pengukuran juga dilakukan
dengan menggunakan beberapa panjang gelombang neutron, yaitu 3.2 Å, 3.9 Å,
dan 5.7 Å. Fluks neutron sebagai fungsi panjang neutron guide diukur pada
panjang tabung pemandu neutron 5, 10, 14, dan 16.5 m. Fluks neutron pada posisi
sampel sebagai fungsi panjang kolimator diukur pada panjang kolimator 1.5, 4, 8,
13 dan 18 m, dan kemudian dibandingkan dengan hasil eksperimen.
Hubungan Kecepatan Putar MVS Terhadap Panjang Gelombang dan Fluks
Neutron
Kecepatan putar MVS divariasikan dari 3000 RPM sampai 7000 RPM,
dengan interval 500 RPM. Variasi kecepatan putar MVS akan menghasilkan
panjang gelombang dan fluks neutron yang beragam. Visualisasi data pada
program Vitess 3.1 menggunakan GNUplot sehingga dapat dilihat output
hubungan antara fluks neutron terhadap panjang gelombang. Data dianalisis
menggunakan program Igor Pro 5.04B untuk mengetahui panjang gelombang dan
FWHM. Selanjutnya, fluks neutron diukur menggunakan modul capture flux.
Distribusi Fluks Neutron pada Panjang Gelombang 3.2 Å
Distribusi fluks neutron dianalisis pada panjang tabung pemandu neutron
16.5 m dan diletakkan slit berukuran 3 × 5 cm pada akhir tabung pemandu
neutron, agar berkas neutron dapat dibagi menjadi 15 bagian dengan ukuran 1 cm2.
Berkas neutron dibagi menjadi lima belas bagian sesuai dengan koordinatnya.
Fluks neutron diukur sesuai dengan koordinat berkas neutron menggunakan
modul capture flux.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Simulasi Monokromatisasi Neutron Polikromatik
Neutron monokromatik memiliki distribusi fluks neutron berbentuk
Gaussian. Panjang gelombang neutron ditentukan melalui posisi puncak Gaussian
seperti terlihat pada Gambar 5. Penentuan panjang gelombang 3.2 Å, 3.9 Å dan
5.7 Å yang dihasilkan sebagai fungsi kecepatan putar MVS perlu dilakukan untuk
mengkarakterisasi spektrometer SANS secara simulasi dan membandingkannya
dengan hasil eksperimen. Hasil simulasi yang dianalisis menggunakan program
Igor Pro 5.04B, menunjukkan pada kecepatan putar MVS 6300 RPM
menghasilkan panjang gelombang 3.205 Å dengan FWHM 0.638 (Gambar 5(a)),
pada kecepatan putar MVS 5160 RPM menghasilkan panjang gelombang 3.901 Å
dengan FWHM 0.789 (Gambar 5(b)), dan pada kecepatan putar MVS 3480 RPM

9
menghasilkan panjang gelombang 5.737 Å dengan FWHM 1.373 (Gambar 5(c)).
Hasil eksperimen untuk panjang gelombang 3.2 Å, 3.9 Å dan 5.7 Å dihasilkan
berturut-turut pada kecepatan putar MVS 6500 RPM, 5000 RPM dan 3500 RPM.
Hasil ini menunjukkan bahwa penentuan panjang gelombang neutron
monokromatik sebagai fungsi kecepatan putar MVS secara simulasi dan
eksperimen tidak terlalu jauh berbeda. Sehingga program simulasi dapat
digunakan untuk memperkirakan panjang gelombang neutron yang dihasilkan
sebagai fungsi kecepatan putar MVS. FWHM menunjukkan tingkat
kemonokromatisan neutron termal. Jika FWHM makin kecil maka neutron akan
semakin monokromatik. Dari hasil simulasi menunjukkan semakin kecil panjang
gelombang neutron, maka FWHM akan semakin kecil artinya neutron akan
semakin monokromatik. Profil berkas neutron pada monitor 2D dapat dilihat pada
Lampiran 8.

(a)

(b)

10

(c)
Gambar 5 Hasil analisis kalibrasi berbagai panjang gelombang berdasarkan
simulasi pada kecepatan putar MVS (a) 6300 RPM (b) 5160 RPM
dan (c) 3480 RPM
Fluks Neutron pada Posisi Sampel Sebagai Fungsi Panjang Kolimator
Fluks neutron polikromatik yang didapat melalui eksperimen pada akhir
tabung pemandu neutron sepanjang 49 m atau sebelum MVS adalah 6.57 × 108
cm−2 s−1.2 Fluks neutron setelah MVS diukur menggunakan foil emas pada modul
capture flux yang berbentuk persegi dengan ukuran 3 × 5.5 cm. Fluks neutron
hasil simulasi setelah MVS untuk panjang gelombang 3.2 Å, 3.9 Å dan 5.7 Å
masing-masing adalah 3.603 × 107, 3.252 × 107, 2.155 × 107 cm−2 s−1 untuk tanpa
perhitungan gravitasi, dan 3.586 × 107, 3.249 × 107, 2.147 × 107 cm−2 s−1 dengan
perhitungan gravitasi. Hasil tersebut menunjukkan bahwa fluks neutron
monokromatik menurun satu orde dibanding fluks neutron polikromatik. Hasil
simulasi fluks neutron pada posisi sampel sebagai fungsi panjang kolimator tersaji
pada Tabel 1, terlihat fluks neutron tanpa dan dengan perhitungan gravitasi tidak
terlalu besar perbedaannya. Artinya pengaruh efek gravitasi sangat kecil dalam
sistem kolimasi. Gambar 6 dan 7 menunjukkan fluks neutron pada posisi sampel
berkurang secara eksponensial pada pertambahan panjang kolimator dari 1.5 m
sampai 18 m. Hal ini sesuai dengan teori, yaitu pada sistem kolimasi fluks neutron
menurun sebagai faktor kuadrat jarak.7 Tabel 2 menunjukkan bahwa hasil simulasi
fluks neutron pada posisi sampel sebagai fungsi panjang kolimator ini sesuai
dengan hasil eksperimen, namun fluks neutron simulasi lebih besar dibandingkan
eksperimen disebabkan pada simulasi kondisinya ideal atau belum pada kondisi
sesungguhnya di lapangan.

11
Tabel 1 Fluks neutron pada posisi sampel sebagai fungsi panjang kolimator
Panjang
kolimator
(m)
Setelah
MVS
1.5
4
8
13
18

Fluks Neutron (107 cm−2 s−1)
Tanpa perhitungan gravitasi
Dengan perhitungan gravitasi
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.603

3.252

2.155

3.586

3.249

2.147

3.165
1.283
0.331
0.139
0.070

2.846
0.786
0.213
0.093
0.043

1.404
0.288
0.076
0.032
0.019

3.070
1.210
0.322
0.112
0.050

2.779
0.797
0.210
0.085
0.030

1.384
0.271
0.073
0.027
0.017

Perbandingan hasil simulasi fluks neutron pada posisi sampel sebagai fungsi
panjang kolimator dengan perhitungan gravitasi dan hasil eksperimen tersaji pada
Tabel 2.
Tabel 2 Perbandingan fluks neutron hasil simulasi dengan eksperimen
Panjang
kolimator
(m)
Setelah
MVS
1.5
4
8
13
18

Fluks Neutron (107 cm−2 s−1)
Hasil simulasi dengan perhitungan
Hasil eksperimen
gravitasi
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.586

3.249

2.147

2.700

2.300

1.200

3.070
1.210
0.322
0.112
0.050

2.779
0.797
0.210
0.854
0.030

1.384
0.271
0.073
0.027
0.017

0.738
0.256
0.128
0.124
0.056

0.517
0.197
0.064
0.035
0.027

0.261
0.082
0.022
0.014
0.010

Gambar 6 Hasil simulasi hubungan fluks neutron pada posisi sampel
terhadap panjang kolimator tanpa perhitungan gravitasi

12

Gambar 7 Hasil simulasi hubungan fluks neutron pada posisi sampel terhadap
panjang kolimator dengan perhitungan gravitasi
Fluks Neutron Sebagai Fungsi Panjang Neutron Guide
Neutron guide merupakan tabung pemandu neutron yang berfungsi untuk
memindahkan neutron dengan prinsip pemantulan. Tabung tersebut dilapisi bahan
isotop nikel-58 yang memiliki kemampuan memantulkan neutron pada sudut
tertentu. Selama neutron bergerak dengan sudut dibawah sudut kritisnya yaitu
sekitar 0.5 derajat, maka neutron akan direfleksikan sempurna pada tabung
pemandu neutron. Hasil simulasi fluks neutron sebagai fungsi panjang neutron
guide tersaji pada Tabel 3. Terlihat bahwa fluks neutron tanpa dan dengan
perhitungan gravitasi tidak terlalu besar perbedaannya, artinya pengaruh efek
gravitasi sangat kecil dalam neutron guide. Gambar 8 dan 9 menunjukkan fluks
neutron menurun secara linear sebagai fungsi panjang neutron guide, artinya
neutron tidak benar-benar ideal dipindahkan melainkan ada pengurangan secara
linear.
Tabel 3 Fluks neutron sebagai fungsi panjang neutron guide
Panjang
Neutron
Guide (m)
Setelah
MVS
5
10
14
16.5

Fluks Neutron (107 cm−2 s−1)
Tanpa perhitungan gravitasi
Dengan perhitungan gravitasi
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.2 Å
3.9 Å
5.7 Å
3.603

3.252

2.155

3.586

3.249

2.147

3.575
3.549
3.529
3.516

3.220
3.192
3.170
3.156

2.126
2.100
2.081
2.068

3.552
3.516
3.496
3.483

3.202
3.169
3.147
3.134

2.117
2.092
2.073
2.060

13

Gambar 8 Hasil simulasi hubungan fluks neutron terhadap panjang neutron
guide tanpa perhitungan gravitasi

Gambar 9 Hasil simulasi hubungan fluks neutron terhadap panjang neutron
guide dengan perhitungan gravitasi
Hubungan Kecepatan Putar MVS Terhadap Panjang Gelombang dan Fluks
Neutron
Hasil simulasi kecepatan putar MVS terhadap panjang gelombang dan fluks
neutron tersaji dalam Tabel 4. Hasil simulasi menunjukkan semakin cepat putaran
MVS maka panjang gelombang yang dihasilkan akan semakin kecil dan fluks
neutron yang dihasilkan semakin besar, hal ini sesuai dengan kurva neutron termal
polikromatik (Lampiran 7) yaitu fluks neutron akan menurun pada pertambahan
panjang gelombang neutron. Tabel 5 menunjukkan perbandingan antara panjang
gelombang teori, eksperimen dan simulasi. Panjang gelombang teori lebih
mendekati simulasi dibandingkan eskperimen. Hal ini disebabkan karena pada

14
simulasi beberapa parameter instrument diasumsikan kondisinya ideal, seperti
kualitas transmisi tabung pemandu neutron, konfigurasi tabung pemandu neutron,
transmisi MVS, hamburan udara dan lainnya
Panjang gelombang hasil eksperimen dapat ditentukan berdasarkan hukum
Bragg dengan menggunakan sampel standar AgBE. Bubuk AgBE memiliki
parameter kisi (d) 58.378 ± 0.008 Å dan puncak Bragg muncul pada momentum
transfer (Q) 0.108 Å-1 untuk semua panjang gelombang neutron dari hasil
eksperimen. Dengan mengetahui parameter kisi dari sampel standar tersebut dan
sudut difraksi yang dihasilkan dari eksperimen, maka panjang gelombang pada
spektrometer SANS yang dihasilkan oleh MVS dapat ditentukan.10 Panjang
gelombang teori didapatkan berdasarkan persamaan yang dirumuskan melalui
hubungan antara parameter mekanik dan fisik MVS. Pada simulasi nilai panjang
gelombang didapatkan melalui metode numerik. Pada metode numerik hanya
diperoleh nilai yang menghampiri atau mendekati nilai yang sebenarnya. Solusi
numerik disebut juga solusi hampiran atau solusi pendekatan. Solusi hampiran
tidak tepat sama dengan nilai sebenarnya. Sehingga ada selisih antara keduanya,
yang disebut simpangan baku.
Tabel 4 Panjang gelombang dan fluks neutron pada berbagai kecepatan putar
MVS
Kecepatan
(RPM)

Panjang gelombang
simulasi (Å)

7000
6500
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000

2.88
3.14
3.36
3.66
4.04
4.46
4.98
5.74
6.62

FWHM
panjang
gelombang (Å)
0.541
0.617
0.682
0.775
0.830
0.981
1.119
1.374
1.708

Fluks neutron
(107 cm−2 s−1)

Simpangan baku
fluks neutron (%)

3.965
3.921
3.792
3.696
3.380
3.118
2.757
2.302
2.017

13.16
11.41
10.35
9.06
7.91
6.83
5.93
4.94
4.05

Tabel 5 Perbandingan panjang gelombang teori, eksperimen dan simulasi
Kecepatan (RPM)
7000
6500
6000
5500
5000
4500
4000
3500

Teori
2.92
3.14
3.40
3.71
4.08
4.53
5.10
5.83

Panjang Gelombang (Å)
Eksperimen
2.74
3.02
3.22
3.52
3.90
4.35
4.92
5.66

Simulasi
2.88
3.14
3.36
3.66
4.04
4.46
4.98
5.74

15
Distribusi Fluks Neutron pada Panjang Gelombang 3.2 Å
Distribusi fluks berkas neutron yang ditunjukkan pada Gambar 10,
merupakan profil berkas neutron dengan panjang tabung pemandu neutron 16.5 m.
Pada konfigurasi inidiletakkan slit berukuran 3 × 5 cm pada akhir tabung
pemandu neutron tersebut agar berkas neutron dapat dibagi menjadi 15 bagian
dengan ukuran 1 cm2. Berkas neutron dibagi menjadi lima belas bagian sesuai
dengan koordinatnya seperti terlihat pada Gambar 11. Pada Tabel 6 tersaji hasil
dari simulasi pengukuran fluks neutron pada masing-masing foil emas. Hasil
menunjukkan distribusi neutron tidak homogen dengan fluks tertinggi pada
koordinat y(-1.5,-0.5) dan z(1.5,-2.5) dengan nilai fluks neutron 4.904 × 107 cm−2
s−1. Rata-rata fluks neutron dari kelima belas foil emas tersebut adalah 3.499 × 107
cm−2 s−1 dengan simpangan baku 8.60%. Jika berkas neutron tersebut diukur
menggunakan foil emas berbentuk persegi dengan ukuran 3 × 5 cm nilai fluks
neutronnya adalah 3.499 × 107 cm−2 s−1 dengan simpangan baku 25.26%. Jadi
hasil rata-rata dari distribusi fluks neutron akan sama dengan hasil pengukuran
fluks neutron pada seluruh luasan berkas neutron tersebut, tetapi dengan nilai
simpangan baku atau kesalahan yang lebih besar.

Gambar 10 Profil berkas neutron pada panjang tabung pemandu neutron 16.5 m

Gambar 11 Koordinat berkas neutron pada panjang tabung pemandu neutron
16.5 m

16
Tabel 6 Distribusi fluks neutron pada panjang tabung pemandu neutron 16.5 m
menggunakan panjang gelombang 3.2 Å
No

Fluks neutron (107 cm−2 s−1)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Rata-rata

4.094
3.531
3.258
3.484
3.555
3.204
3.357
3.249
3.776
3.567
3.439
3.639
3.556
3.908
2.862
3.499

Simpangan baku
fluks neutron (%)
6.13
6.55
6.69
6.48
6.57
6.70
6.72
6.75
6.27
6.44
6.51
6.43
6.57
6.10
7.14
8.60

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Performa spektrometer SANS BATAN, meliputi penentuan panjang
gelombang neutron monokromatik, fluks neutron pada posisi sampel serta fluks
neutron sebagai fungsi panjang neutron guide dapat ditentukan atau diperkirakan
dengan menggunakan program simulasi. Hasil simulasi fluks neutron pada posisi
sampel sebagai fungsi panjang kolimator sebanding dengan hasil eksperimen yang
menurun secara eksponensial sebagai fungsi panjang kolimator dan menurun
secara linear sebagai fungsi panjang neutron guide. Perbedaan panjang gelombang
teori, eksperimen dan simulasi disebabkan penggunaan metode yang berbeda.
Panjang gelombang hasil eksperimen dapat ditentukan berdasarkan hukum Bragg
dengan menggunakan sampel standar AgBE. Panjang gelombang secara teori
didapatkan melalui perhitungan analitik. Pada simulasi nilai panjang gelombang
didapatkan melalui metode numerik menggunakan program simulasi.
Saran
Simulasi Reaktor Serba Guna G.A Siwabessy sebagai sumber neutron
termal polikromatik hanya dipakai pendekatan saja karena keterbatasan informasi.
Oleh karena itu diperlukan simulasi lanjutan dan menggali informasi lebih dalam
lagi mengenai Reaktor Serba Guna G.A Siwabessy sehingga fluks neutron pada

17
akhir tabung pemandu neutron sepanjang 49 m secara simulasi bisa didapatkan
dan dibandingkan dengan data eksperimen.

DAFTAR PUSTAKA
1. Putra EGR, Bharoto, Santoso E, Suparno N, Sairun. Aplikasi Teknologi
Hamburan Neutron Sudut Kecil (SANS) Untuk Investigasi Ultrastruktur dan
Mekanisme Self-Assembly Virus Demam Berdarah Sebagai Dasar
Pengembangan Target Obat dan Vaksin. Prosiding InSINas 2012.
2. Anderson IS, Horton L, Isaacs E, Ratner MA. 2005 Juni. X-rays and
Neutrons: Essential Tools for Nanoscience Research. Report of the National
Nanotechnology Initiative Workshop, siap terbit.
3. Putra EGR, Bahrum ES, Maulana A, Sairun. Development of Focusing
Neutron Small-Angle Scattering Spectrometer in Serpong, Indonesia for
Macromolecular Structure Investigation. Chinese Journal Of Physics.
50(2):193-203.
4. Han YS, Choi SM, Kim TH, Leea CH, Kima HR. Current Status Of The 40
M Small-Angle Neutron Scattering Instrumen Development At The Hanaro
Research Reactor. J.Appl.Cryst. 2007;40:1-5.
5. Putra EGR, Ikram A, Kohlbrecher J. Smarter For 3-Magnetic Structure
Studies. Journal of physics. 2008; 71(5):1015-1019.
6. Anonim. 1992. SANS (PM-105) Operation Manual (Hardware). Tokyo (JP):
Sumitomo Corporation. p 280-282. 1992.
7. Grillo. 2008. Small-Angle Neutron Scattering and Applications in Soft
Condensed Matter. Berlin(DE): Springer-Verlag.
8. Lieutenant K, Zendler C, Manoshin S, Fromme M, Houben A, Nekrassov D.
VITESS 2.10 – Virtual Instrumenation Tool for the European Spallation
Source. Journal of Neutron Research. 2013; 10(4):1–7. doi:10.3233/JNR130005.
9. [HZB] Helmholtz Zentrum Berlin (DE). 2013. Virtual Instrumenation Tool
for the European Spallation Source (VITESS). MEST [internet]. Senin 8
April 2013 18:26:58; [diunduh 2014 Jan 31]. Tersedia pada :
http://www.helmholtz
berlin.de/forschung/oe/grossgeraete/neutronenstreuung/projekte/vitess/index_
en.html.
10. Putra EGR, Ikram A, Bharoto, Santoso E. Wavelength Calibration and
Instrumental Resolution of 36m SANS BATAN (SMARTer) using Silver
Behenate Powder. J Nucl & Re Tech. 2008; 5(2):57-63.

18
Lampiran 1 Layout fasilitas hamburan neutron BATAN

Lampiran 2 Neutron guide

Lampiran 3 Diagram skematik SANS BATAN

19
Lampiran 4 Konfigurasi pengukuran fluks neutron pada panjang kolimator (a) 1.5
m (b) 4 m (c) 8 m (d) 13 m (e) 18 m

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

20
Lampiran 5 Konfigurasi pengukuran fluks neutron pada panjang neutron guide
(a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m (d) 16.5 m

(a)

(b)

(c)

(d)

21
Lampiran 6 Contoh tampilan layar pada Program Vitess 3.1

Lampiran 7 Kurva neutron termal polikromatik

22
Lampiran 8 Profil berkas neutron setelah MVS pada panjang gelombang (a) 3.2
Å (b) 3.9 Å (c) 5.7 Å

(a)

(b)

(c)

Lampiran 9 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 3.2 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d) 13 m (e)
18 m

(a)

(b)

(c)

23

(d)

(e)

Lampiran 10 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 3.9 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d) 13 m (e)
18 m

(a)

(d)

(b)

(c)

(e)

24
Lampiran 11 Distribusi berkas neutron pada posisi sampel dengan panjang
gelombang 5.7 Å pada panjang kolimator (a) 1.5 m (b) 4 m (c) 8 m (d) 13 m (e)
18 m

(a)

(b)

(d)

(e)

(c)

25
Lampiran 12 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 3.2 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m (d) 16.5
m

(a)

(b)

(c)

(d)
Lampiran 13 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 3.9 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m (d) 16.5
m

(a)

(b)

(c)

26

(d)
Lampiran 14 Distribusi berkas neutron setelah neutron guide dengan panjang
gelombang 5.7 Å pada panjang neutron guide (a) 5 m (b) 10 m (c) 14 m (d) 16.5
m

(a)

(d)

(b)

(c)

27

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Bukittinggi pada tanggal
3 September 1992 dari Ayah Agusnil Efendi dan Ibu
Elniwati. Penulis adalah anak pertama dari 3 bersaudara.
Pada tahun 2010 penulis berhasil menyelesaikan studi
di SMA Negeri 2 Bukittinggi dan pada tahun yang
sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian
Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Saringan Masuk IPB
(USMI) dan diterima di Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi
asisten responsi listrik magnet tahun ajaran 2012/2013
dan asisten praktikum tahun ajaran 2012/2013. Penulis juga aktif mengajar mata
kuliah Pengantar Matematika dan Kalkulus TPB di bimbingan belajar dan privat
mahasiswa Gemilang Excellent. Penulis juga pernah aktif menjadi anggota
Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) dan Ketua Klub Instrumentasi
Departemen Fisika Institut Pertanian Bogor (IPB).