Optimasi Parameter IDPS Dan ADPS Untuk Sumber Elektron Katoda Plasma - e-Repository BATAN

  Aminus Salam,dkk

  ISSN 0216 - 3128

  69 OPTIMASI PARAMETER IDPS DAN ADPS UNTUK SUMBER ELEKTRON KATODA PLASMA Aminus Salam. Budi Santoso, Saefurrachman PSTA - BATAN, Jl Babarsari Yogyakarta aminussalam@yahoo.com

  ABSTRAK OPTIMASI PARAMETER IDPS DAN ADPS UNTUK SUMBER ELEKTRON KATODA PLASMA. Telah dilakukan pengujian IDPS (Ignitor Discharge Power Supply) dan ADPS (Arch Dischage Power Suplly) untuk optimasi parameter IDPS dan ADPS pada sumber elektron katoda Plasma. Sistem IDPS dan ADPS merupakan bagian modul yang berpasangan pada sumber elektron berbasis lucutan busur pada sistem DUET, masing-masing terdapat pada sisi kiri dan kanan. Sistem IDPS merupakan sistem elektroda pemicu yang menginisiasi pembentukan lucutan plasma, sistem IDPS terdiri dari sistem UJT, SCR dan Trafo flyback inti ferit. Sistem UJT (unit transistor junction) berfungsi sebagai pembentuk pulsa gelombang kotak dengan frekuensi 1 Hz, system SCR berfungsi untuk meningkatkan tegangan pulsa dari UJT dan kemudian tegangan ditingkatkan menggunakan transformator dengan flayback inti ferit menjadi tegangan tinggi pulsa. Unjuk kerja IDPS untuk inisiasi spot plasma yaitu diperoleh, gelombang pulsa teredam kritis (ζ=1) dengan frekuensi 50 Hz, tegangan keluaran 10 kV, arus spot plasma 11,02 A, lebar pulsa spot plasma 33 µ dt dan tegangan terukur 2,2 volt. Sistem ADPS merupakan penyedia sumber tegangan pulsa yang berasal dari sistem trafo (tegangan masukkan 220 V dan keluaran 1000 V) untuk teganan sumber tegangan masukkan 1000 V, rangkaian L-C dan komponen pendukung sistem trafo dan arus tinggi) untuk tegangan masukan rangkaian L–C dihasilkan tegangan keluaran adalah1000 volt,arus 100 A dan lebar pulsa 100 µ dt. Dari

keluaran system IDPS dan ADPS jika (satu pasang IDPS dan ADPS) dioperasikan akan menghasilkan

lucutan spot plasma bagian kiri dan kanan diperoleh hasil keluaran yang sama. Untuk Sumber elektron katoda plasma sistem “DUET” diperlukan 2 pasang IDPS – ADPS. Hasil optimasi parameter IDPS dan ADPS yang maksimal akan menghasilkan berkas elektron yang optimal, diharapkan akan bermanfaat untuk langkah selanjutnya dalam mewujudkan sumber elektron katoda plasma di PSTA Batan Yogyakarta. Kata kunci :ignitor, MBE pulsa, katoda plasma

  ABSTRACT THE OPTIMATION IDPS AND ADPS PARAMETERS FOR ELECTRON SOURCE PLASMA CHATODE.

  The optimization IDPS and ADPS parameters for electron source plasma cathode. Has been carried on an experiment to optimize parameter of the system IDPS and ADP for electron source plasma cathode. The system of IDPS and ADPS is a pair in the part of electron source which spot plasma and the system is on the left and right on the DUET. The functions of the IDPS system are UJT, SCR, and flyback transformator with feritte core (make high voltage pulses). The performance of IDPS system for ionization plasma spot is pulse wave critical with frequency 50 Hz, the standart of output plasma spot. The ADPS system is a generator power supply with the output voltage 1 kV and the current is 1 A. the performance of ADPS system with the output V = 1 kV, I = 100 A. The realization on the optimization IDPS are V = 10.000 Volt, I = 11,02 A and the voltage measurement is 2,20 volt, and on the optimization ADPS are V = 1 kV, I = 100 A. The optimization IDPS and ADPS parameter for electron source plasma cathode electron source to result on the image plasma cathode electron source on PSTA Batan Yogyakarta. Key words : ignitor, pulses IMB, plasma chatode

  MBE merupakan perangkat yang besar (dengan arus

  PENDAHULUAN

  kecil) untuk industri skala besar dan memerlukan ada tahun 2000 di Pusat Sains Teknologi Aksele- sistem pendukung komponen serta ruangan yang rator, BATAN Yogyakarta telah dirintis pembuat-

  P

  cukup besar. Saat ini dilakukan rintisan perakitan an Mesin Berkas Elektron (MBE) 350 kV/10mA untuk MBE pulsa (Sumber Elektron Katoda Plasma/ SEKP), iradiasi bahan dan dikembangkan MBE lateks. MBE keuntungan MBE pulsa komponennya lebih kom- digunakan untuk mendukung pengolahan hasil perta- patibel, ruangan yang diperlukan tidak luas dan nian, obat-obatan, pelapisan, sterilisasi dll. Sedangkan banyak manfaatnya dan harga awal dan perawatan

  MBE lateks untuk pengolahan karet alam. Perangkat lebih murah dibanding MBE.

  Prosiding Pertemuan dan Presentas iIlmiah–Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan danTeknologi Nuklir 2014 PusatTeknologiAkseleratordan Proses Bahan - BATAN

  70

  ISSN 0216 6 - 3128 Aminus S Salam, dkk

  Untuk mew wujudkan MBE E Pulsa dilaku ukan opti- ma asi sistem SEK KP, yaitu sistem m pemicu/IDP PS, sistem cat tudaya/ADPS, sistem grid, si stem vakum, p penentuan ma aterial elektrod da, sistem eks straksi berkas elektron dan n sistem kera angka. Dalam m melakukan optimasi par rameter IDPS S untuk meng ghasilkan spo t plasma ma aka ditingkatka an kemampuan n sistem UJT, SCR dan sist tem peningkat an tegangan (t trafo inti ferit). . Dengan me elakukan optim masi IDPS diha arapkan dapat diperoleh teg gangan keluara an IDPS adala ah > 9kV den gan lebar pul lsa >4μ  detik, arus spot plasm ma 10 A, pada ADPS V = 1 kV, I = 100

  0A lebar pulsa a > 100 μ  dt U Untuk itu dib bahas optimas si parameter s istem IDPS da an ADPS unt tuk sumber ele ektron katoda p plasma.

  Optimasi p parameter IDP PS yaitu deng gan mela- kuk kan peningkat tan kemampua an UJT, SCR dan trafo Gambar 1. Sumber elek ktron sistem dua sumber

  flyb back flyback

  inti ferit t. Untuk trafo inti f ferit akan “D DUET” dig gunakan trafo yang diameter rnya paling be esar yang Dengan kerja a IDPS dan A ADPS yang o optimal akan ada a dipasaran d dan ditingkatka an jumlah lili itan serta menghasilkan n berkas elek ktron pada ru uang plasma bes sar kawat yang g digunakan. dalam anoda berongga sehi ingga berkas e elektron yang

  Untuk opti imasi paramet ter ADPS ag gar dapat optimal akan n terekstraksi m melalui grid, maka berkas dip peroleh teganga an keluaran 10 000 volt, arus 1 100 A dan elektron dapa at dimanfaatka an untuk kesej ahteraan ma- leb bar pulsa 100 μ  dt telah dila akukan optima asi sistem syarakat Indo onesia. tra fo untuk ma asukan pada rangkaian L LC untuk me enjaga kestabi ilan keluaran sistem ADP PS yaitu

  PERANCA ANGAN SIS STEM IDPS S or bank

  den ngan menggun nakan capasito untuk m menghin- Sistem I

  IDPS (Ignitor Dicsharge Po ower Supply) dar ri discharge se ebelum rangka aian L–C, demi ikian juga merupakan s sistem pemic cu untuk terj jadinya spot dil akukan penyea arah arus kelua aran dari rangk kaian L – plasma, siste m IDPS terdi iri dari Sistem m UJT, SCR, C d dengan menggu unakan diode H HDB2,5.

  flayback

  dan trafo teg gangan tinggi inti ferit adalah Dengan mel lakukan optim masi parameter I

  IDPS dan sebagai beriku ut : AD DPS pada SEK KP sistem ”DU UET” diharapk kan dapat dih hasilkan berka s elektron pad da SEKP yang g optimal.

  Sistem UJT T (Unit Jun nction Trans sistor)

  Un ntuk menghasil lkan berkas ele ektron juga san ngat perlu UJT a dalah sistem rangkaian yang dapat dip perhatikan siste em pengkabela an, karena kab bel katoda menghasilkan n pulsa tegang gan rendah (be entuk gelom- dan n anoda harus s saling diisola asi supaya tida ak terjadi bang kotak) , untuk mem mperoleh frek kuensi yang luc cutan di luar tab bung. dikehendaki dari 1 Hz s/d d 50 Hz deng gan mengatur potensiomete r (R1 dan R R2), kompone en elektronik

  DI

  ISKRIPSI S SISTEM ID DPS DAN AD DPS

  yang diperluk kan terdiri dari i R, C dan tran nsistor. Pulsa Sistem IDP PS dan ADPS merupakan ba agian dari gelombang k kotak sebagai keluaran dari sistem UJT sist tem sumber ele ektron katoda p plasma. Prinsi ip sumber akan digunak kan sebagai ma sukan pada sis tem SCR. ele ektron katoda p plasma yang d dirancang deng gan acuan sist tem DUET sep perti tampak pa ada Gambar 1.

  Sistem Cat tu Daya lucu utan ignitor ID DPS dan sist tem catu daya a tegangan pu ulsa ADPS m merupakan sat tu kesatuan (sa atu pasang) pa da sistem mes sin berkas ele ektron katoda plasma dengan n menggunaka an sistem DU UET. Sistem DUET terdiri i dari beberap pa bagian yai itu bejana pla asma sistem anode berong gga yang me empunyai dua sistem elektr rode ignitor pe embentuk spo ot atau lucutan n permukaan di sisi kiri da an kanan, den ngan grid yan g dipasang di bawah dindin ng bejana yan ng juga berper an sebagai ano ode untuk men ghasilkan pla asma, sistem v akum, materil bahan sumber r elektron kat toda plasma, si istem ekstraksi i berkas elektro on.

  Gambar r 2. Gambar ra angkaian sistem m IDPS

  Prosidin gPertemuan dan n Presentasi Ilmi ah–Penelitian Da asar Ilmu Penge tahuan danTekn nologi Nuklir 2013

  3 Pusat Teknolog i Akseleratordan n Proses Bahan - - BATAN

  Aminus s Salam,dkk

  IS SSN 0216 - 3128

  8

  71

  Sistem kerja rangkai an UJT akan memberikan p pulsa E = = ½ C V = Eout = 0,36 J (8)

  kapasitor 2 2 bias

  teganga an yaitu setel lah kapasitor C terisi mu uatan

1 Mak ka

  setelah melalui tahana an R

  1 dan R po otensiometer, w waktu

  pengisia an kapasitor di irelasikan

  2 x ,

  36 2 x , ,

  36 = = = (9) C 8 µ F

  2

  2

  2

  2

  t = 5 5(R + R )C (1)

  pengi isian kapasitor C1 1 potensiom meter

1 V bias 300

  Jadi set telah beda wak ktu t terjadi p pulsa

  pengisian kapas itor C1

  Unt tuk frekuensi 5

  0 Hz, maka be esarnya R adal lah

  5

  baru de emikian seteru usnya. Maka b besarnya freku uensi pengula angan adalah (10)

  F = 1/t (2)

  pe engisian kapasitor C1

  dan daya dari taha anan atau diode e adalah Untuk m mengetahui be erapa daya P d ari tahanan R1 1 dan

  P = f × 0,3 36 = 18 W (11) R poten nsiometer yan ng dibutuhkan , diperlukan r relasi

  Pad da keluaran da ari trafo T di ikenakan kapa asitor C

  2

  3

  sebagai i berikut yan g besarnya ada alah

  1

  2 −

  6 p = f C V (3)

  1

  10

  2

  1 C 8 x

  2 C 9 nF = = = = (12)

  3 N 900

  2

  dengan : V adal ah tegangan ka apasitor

  1 R R = 100 Ω 2 =

  3

3 Seh hingga dengan n parameter y yang diperoleh h diatas

  Trafo O OT240 dengan perbandingan 1 : 1 gam mbar rangkaian n sistem IDPS a adalah sebagai berikut Untuk C = 0,3 µF d dan frekuensi

  50 Hz maka d dapat

  1

  diperole eh parameter R , R dan day yanya

  1 potensiom meter

  berdasa arkan persamaa an (1) nilai R R dan R

  1 potens iometer

  adalah :

  1 13 ,

  3

  (R + R R ) = = k Ω         (4) 

  1 potensiometer

  5 f C

2 Dan day yanya adalah

  1

  (5)

  2 p fC V , 0012 W

  = = =

  1

2 Sistem m SCR (Silic con Control lled Retifier r)

  SC CR adalah me erupakan siste em rangkaian yang berfung gsi sebagai penguat teg angan/daya p pulsa Ga ambar 3 : Gamb bar rangkaian I

  IDPS dengan p parame- gelomb bang kotak dar ri UJT, sebaga ai pendukung pada terny ya

  SCR di iperlukan trans sistor 2N2646 dan BC141, d diode, kapasito or dan R.

  Dar ri Gambar 3, p pada sistem ID DPS diharapka an pulsa

  Trafo Inti Ferit

  berb bentuk pulsa teredam kri itis dengan t tegangan Tr rafo inti ferit d digunakan seb bagai penguat yang kelu uaran IDPS 9 k kV, lebar pulsa a yang sempit ( sekitar 4 berfung gsi memperbes sar tegangan k keluaran dari S SCR, µ de etik) dengan ar rus yang yang semakin besar r. untuk m menentukan jum mlah kawat lil litan pada trafo o inti

  Unt tuk memperol leh waktu op perasi IDPS k kiri dan ferit de engan V 300

  0 V, tegangan yang diperluk kan 9

  bias

  kan nan supaya optimum/serem mpak akan d ilakukan kV, aru us 10 A, lebar pulsa 4 µdt da an frekuensiny ya 50 pen ngujian sistem

  IDPS dengan n menggunakan n 1 unit Hz, m maka dapat d diperoleh per rbandingan li ilitan IDP PS dengan 2 tra afo flyback pad da Gambar 4. sekunde er (N ) dengan n primer (N ) p ada trafo T ad dalah

  1

  2

2 V

  out N 9000= 30 (6)

  = = = V 300 bias

  Energi k keluaran E out a adalah

• 6

  E = V V × i × t = 9000 × 10 × 4 4×10 = 0,36 (7)

  out out out

  Berdasa arkan kekekala an energi, maka a

  Prosiding Pert temuan dan Pres sentas iIlmiah–P Penelitian Dasar Ilmu Pengetahua an danTeknologi Nuklir 2014 Pusa atTeknologiAkse eleratordan Prose es Bahan - BATA AN

  72

  2

  ISSN 0216 6 - 3128 Aminus S Salam, dkk

  ADPS1 dan ADPS2 denga an tegangan m masukan dari satu tegangan n keluaran tra afo 1000 V. S Sistem ADPS Elektr roda dengan keluar ra 1 kV, arus 1 100 A dan leba ar pulsa 100 μ

  C

  1

  detik bersam ma keluaran da ari IDPS akan n membentuk berkas elektro on. TF1 ( Φ Φ inti ferit 1,5

  PERANCAN NGAN SISTEM M ADPS/CAT TU DAYA

  Perancangan Sistem ADPS S/catu daya me eliputi sistem Elektr roda trafo dan siste em rangkaian L LC,

  SCR

1. Sistem T Trafo

  TF2 ( Φ Φ inti ferit 1,5 Sistem Trafo o digunakan s sebagai tegang gan masukan rangkaian LC C pada rangk kaian catu da aya generator

  Gamb bar 4 : Gambar sistem IDPS plasma sumb ber elektron k katoda plasma a diperlukan Da alam mengatas si agar diperol leh gelombang g teredam trafo dengan keluaran 1000 0 watt/1000Vo olt. Untuk ini kri itis maka akan n dipasang b eban R sebel lum trafo dilakukan pe embuatan trafo o/merangkai k kembali trafo

  flyb back

  , di mana R sebagai fun ngsi ζ, dan agar r teredam dari trafo t egangan masu ukan 220 vo olt tegangan kri itis maka ζ = 1, dengan pa arameter ζ = α α/ω α =

  0,

  keluaran 90 v volt, 10 Ampe ere menjadi tra afo tegangan R/2 2L, dan ω = 1 / √LC. masukan 220 0 volt dengan n tegangan ke eluaran 1000

  α R

  = = =

  ζ LC C volt/1000 wa att, yaitu denga an menghitung g panjang inti ω

2 L

  besi, tebal kern dan lu uasan kern maka dapat

  R 1 = = LC

  menentukan diameter kaw wat primer d dan diameter

  2 L

  kawat sekun nder. Pada tr rafo daya sek kunder 1000

  2 L L = R LC _{2 2 watt/1000 vo olt, dapat diten ntukan paramet ter-parameter}

  2 L

  2 L L L = = = = = R

  2

  2

  sbb :

  LC C LC LC p _s

  1 Arus sekunde er : dan n

  Is = = 1000 =

  1 A Un ntuk C = 1 µF F dan L = 82 µH maka nila ai R yang

  v _s 1 1000 dib butuhkan agar p pulsa keluaran n IDPS teredam m kritis :

  Daya Primer

  P = _p 1 , 25 x 10 000 = 1250 W W − ^{6 6}

  82 ×

  10 R = 2 =

  2 82 =

  18 8 , 1107 Ω

  P − ^{6 p 125}

  1 ×

  I = = 50 = _p

  5 A

10 Arus Primer I

  V _p

  22 Gr afik terjadinya a teredam kritis s dari

  p

  1 fun ngsi ζ, disajikan n pada Gamba ar 6 s Arus Sekunde er

  I A _s = = 1000 =

  1 V _s 1000

  1 Sehingga dap pat dicari pan njang penampa ang inti besi dan tebal kern n sbb :

• Inti be esi ditentukan p panjang penam mpang inti b :
₃ 1 , 5 x Da aya Pr imer

  b =

  9 ,

  9 ₃ 1 , 5 x 1000 = 9 ,

  9 = 5,7 cm Tebal inti ker rn h :

  Ga ambar 6. Grafi ik arus sebaga ai fungsi wakt tu dengan

  b h =

  varia asi ζ , 6561

  AD DPS (Arc Disch harge Power S Supply)

  5 ,

  7 =

  ADPS/Catu u Daya Genera ator plasma m merupakan , 6561 sal lah satu bagian n pada sistem su umber elektron n berbasis

  = kat toda plasma d dengan mengg gunakan sistem m DUET. 9 , 7 cm Sis stem ADPS ter rdiri dari sistem m Trafo 220 V V menjadi

  Dengan telah h diperoleh pan njang penampa ang inti kern 100

  00 V, sistem r rangkaian LC dengan dioda tegangan dan tebal ker rn dapat diper roleh luas pen ampang kern tin ggi, arus ting ggi dan freku uensi tinggi. Keluaran sbb :

  Prosidin gPertemuan dan n Presentasi Ilmi ah–Penelitian Da asar Ilmu Penge tahuan danTekn nologi Nuklir 2013

  3 Pusat Teknolog i Akseleratordan n Proses Bahan - - BATAN Gambar 7. Gambar sistem rangkaian ADPS

2 Diameter kumparan primer trafo d p

50 Jumlah lilitan sekunder

  Dalam melakukan uji IDPS dan ADPS pada sistem katoda plasma untuk memperoleh optimasi parameter IDPS dan ADPS, pada sistem IDPS satu rangkaian IDPS dipasang dua trafo flyback inti ferit untuk keluaran IDPS1 dan IDPS2 dengan tujuan dapat diperoleh dua pemicu yang karakteristiknya sama. Dalam melakukan uji IDPS flayback inti ferit IDPS1 dengan diameter Φ 1,5 cm dan flayback inti ferit

  × =

  IDPS2 dengan diameter Φ 1,3 cm (dikarenakan untuk memperoleh flayback inti ferit diameter Φ 1,5 cm sangat sulit) dan dapat dihasilkan gelombang teredam kritis (terpenuhi ζ=1). Untuk sistem ADPS optimasi parameter ADPS dilakukan dengan menggunakan gambar dimana satu keluaran dari trafo sebesar 1000 volt digunakan untuk masukan dua buah sistem rangkaian L-C sehingga tersusun keluaran rangkaian ADPS1dan ADPS2.

  Untuk sumber daya lucutan busur DUET digunakan rangkaian LC, sebelum rangkaian LC dipasang capasitor C dan resistor R, dan setelah rangkaian L– C dipasang diode sebagai penyearah (serta sebagai pengaman keluaran tegangan pulsa). Tegangan 220 V sebagai masukan pada trafo dengan tegangan keluaran 1000 V yang digunakan sebagai tegangan masukan pada dua buah rangkaian L-C sehingga tegangan pulsa keluaran ADPS1 dan ADPS 2 adalah 1000V. sedangkan pada keluaran anoda dan katoda dipasang komponen diode dimana pada tegangan masukan diperlukan trafo 220 volt dengan keluaran 1000 volt. Andaikan tegangan masukan V L = 1000 V, I lucutan = 100 A dengan t = 10

  V N _{s s}

  A

  ⎝ ⎛ × =

  % 10 50 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

  A N v _{p p}

  ⎜ ⎝ ⎛

  Aminus Salam,dkk

  ⎟ ⎠ ⎞

  = 0,7 mm Jumlah lilitan primer

  ,

  s s I d × = 7

  Diameter kumparan sekunder

  1 = 7 , = ×

  I d mm _{p p} 6 ,

  Luas penampang A : A = b × h = 5,7 × 9,7 = 55,29 cm

  73 Prosiding Pertemuan dan Presentas iIlmiah–Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan danTeknologi Nuklir 2014 PusatTeknologiAkseleratordan Proses Bahan - BATAN

  ISSN 0216 - 3128

TATA KERJA

2. Sistem Rangkaian LC

• 4

  1 Atau n 2 ,

  = 90 µH Dari hasil penentuan jenis trafo dan hasil jumlah lilitan primer, sekunder serta penentuan komponen elektronik yang diperlukan maka dapat dilakukan rancangan rangkaian sistem catu daya generator plasma berbasis katoda plasma yang terdiri dari sistem trafo dengan ditentukan lilitan primer 416 dan lilitan sekunder 1136, rangkaian LC (dilengkapi dengan tahanan R, capasitor dan dioda d) dimana C = 0,1 µ F/ 1,2 kV dan L = 90 µ H dimana kapasitor dan induktor masing masing berjumlah lima buah seperti Gambar 7

  = 0,1 µF maka L

  1

  = ρ

  2 L

  C

  1

  L

  5 Untuk C

  = 10 Ω Jika n = 5, maka T = 2,2 ρ

  Uji sistem IDPS

  Dalam melakukan uji sistem IDPS dengan beban dan tanpa beban dilakukan terlebih dahulu menyusun rangkaian IDPS yaitu dari melakukan perakitan dari piranti rangkaian IDPS dan pemasangan alat ukur yang diperlukan yaitu CRO. Sistem rangkaian IDPS adalah sebagai berikut

  Gambar 8. Gambar rangkaian sistem IDPS

  I V =

  L tan lucu L

  detik maka ρ

  1

  = …..= L

  2 L

  −

  1 ρ t C =

  5

  10 2 ,

  n C

  10

  4 × × =

  = 0,9µF C

  2

  1

  = C

  2

  = ….. = C

  5 L

  1

  = L

  2

  74

  4

  ISSN 0216 6 - 3128 Aminus S Salam, dkk

  Pada Gamb bar 8 rangkaia an sistem IDPS S sebagai

  IDPS1 denga an ADPS1 da an IDPS2 den ngan ADPS2 pem mbangkit gelo ombang pulsa a adalah sist tem UJT kemudian di set yang dilen ngkapi peralata an pendukung

  power supply y

  den ngan menggun nakan 2N2646, , BC141 dan k komponen seperti CRO, , sistem vakum m, Rogowski R dan C dengan n diatur tahan nan r variabel sehingga coil dll. Dari uji IDPS dan ADPS tanpa diode HDB2 dap pat menghasilk kan gelomban g pulsa, kelua aran dari (dengan diod de BY399) se erta dengan d diode (diode sist tem UJT dipe erkuat oleh tr rafo OT240 ( (1:1) dan HDB2.5) dip eroleh data ya ang disajikan p pada Tabel 1 dig gunakan sebag gai masukan pada SCR diperkuat dan 2 dan gr rafik yang disa ajikan pada Ga ambar 10 s/d teg gangannya sebe esar 300 Volt sehingga pada a keluaran Gambar 18. SC CR teganganny ya menjadi b erlipat. Kelua aran pada SC CR supaya me enjadi lebih tin nggi hingga orde kV Uji IDP S dan ADPS ta anpa menggun akan diode

  ck

  dip perlukan flybac inti ferit diam meter Φ 1,5 cm m

  Tabel l : Ta abel data hasil uj ji IDPS arus lucu utan busur p plasma (tanpa dio ode) diameter 1,5 cm Φ

  Uj ji sistem AD DPS No Spot Plasma Elektroda a Spot Plasm ma Elektroda

  Sistem ADP PS merupakan n sumber daya tegangan

  Kiri Ka anan

  tin ggi dengan komponen u utama rangka aian L-C

  V(V) I(A) τ (µs s) V(v) I(A

  A) τ (µs)

  seh hingga diharap pkan tegangan keluaran ADP PS dalam

  1 1,88 10,36 32 2,24 12, 34 35

  ben ntuk gelomban ng pulsa (kot tak). Hasil pe engukuran

  2 2,0 11,02 33 2,0 11, 02 33

  dap pat diamati d dengan mengg gunakan CRO , gambar

  3 2,08 11,45 36 2,0 11, 02 33

  ran ngkaian ADPS adalah sebaga ai berikut :

  Tabel 2 : Tabel l data hasil uji AD DPS arus lucutan b busur plasma (tanpa a diode) diameter F Flyback inti ferit Φ Φ 1,5 cm No A ADPS Kanan ADP PS Kiri

  V(V) I(A) s) V(V) I (A) τ (µ τ (µs) 1 7,6 156,79 88 7,80 160 0,91

  84 2 6,0 123,78 85 6,4 132 2,03 83 3 5,8 119,65 84 6,0 12 3,78 85

  Grafik hasil u uji APDS tanpa a diode Gambar 9. Gambar sistem m rangkaian AD DPS Untuk mem mperoleh sum mber teganga an tinggi ben ntuk pulsa/AD DPS diperluka an tegangan 1 1000 volt yan ng diperoleh dari sebuah t trafo dengan tegangan ma asukan 220 vo olt. Untuk m mengubah trafo fo dengan ma asukan 220 vol lt dan keluaran n 1000 volt yait tu dengan me enentukan juml lah lilitan kaw wat primer dan sekunder pad da trafo dengan n pemilihan di ameter kawat p primer dp = 1 1,6 mm dan di iameter kawat sekunder ds = = 0,7 mm. Ke eluaran dari tr rafo sebesar 1 1000 V disam mbungkan

  asitor bank

  den ngan C (capa ) yang berfung gsi untuk Gambar 10 : Gambar tamp pilan tegangan spot plasma me enstabilkan m muatan listr rik yang k kemudian s istem DUET p pada permukaa an katoda kiri dih hubungkan den ngan 2 buah ra angkaian LC ( (C = 1µF

  V

  ( = 2 V) sistem m IDPS dan n L = 82 µH) , sebagai pena ahan pulsa yan ng sangat cep pat pada kelua aran rangkaian n LC maka d digunakan dio ode HDB 2,5 yang mempu unyai spesifika asi untuk teg gangan tinggi, , arus tinggi dan frekuens si tinggi. Sep perti halnya p pada sistem keluaran ID DPS1 dan

  IDP PS2 maka p pada keluaran n sistem AD DPS juga dib bentuk keluara an ADPS1 d dan ADPS2, sehingga

  IDP PS1 berpasan ngan dengan ADPS1 dan n IDPS2 den ngan ADPS2 2 sehingga kerja masin ng-masing pas sangan dapat m menghasilkan spot plasma y ang sama pad da sisi kiri dan n kanan pada SE EKP sistem DU UET

HA ASIL DAN PEMBAHA ASAN

  Untuk mela akukan uji IDP PS dan ADPS S, terlebih dah hulu disusun rangkaian sist tem IDPS dan n ADPS,

  Prosidin gPertemuan dan n Presentasi Ilmi ah–Penelitian Da asar Ilmu Penge tahuan danTekn nologi Nuklir 2013

  3 Pusat Teknolog i Akseleratordan n Proses Bahan - - BATAN

  Aminus s Salam,dkk

  IS SSN 0216 - 3128

  8

  75

  Gambar r 11: Gambar tampilan tega angan spot pla asma Dila akukan penguji ian IDPS dan A ADPS sumber elektron sistem DU UET pada p permukaan ka atoda kato oda plasma sistem DUE ET dengan d diameter

  Flyb back

  kanan (V =

  2 V) sistem ID DPS inti ferit t Φ 1,5 cm da an dilakukan simulasi PFN N (pulse perfo rming network k ) untuk mem mpredeksi kelu uaran ADPS l ebar pulsa dan n tinggi pulsa a lucutan plas sma dari hasil l di atas yang g tidak meng ggunakan diod de, untuk itu u uji ADPS dil akukan dengan n dirakit kom mponen diode e sehingga da ari uji ADPS S dapat diha asilkan data ya ang disajian pad da table 3 dan t table 4.

  Tabe el 3 Tabel data has siluji ADPS arus lu ucutan busur plasm ma (dengan diode e) diameter Flyba ck inti ferit cm Φ 1,5

  N No ADPS S Kanan ADPS Kir ri V(V)

  I I(A) V(V) I(A) τ (µs) τ (µs) 1 6,0

  12 3,78 85 1,80 119,65

  84 2 5,2 10 7,28 95 5,8 107,28 98 3 5,0 10 3,15 96 5,8 119,65

  96 Gambar r 12. Tegang gan busur plas sma sistem D DUET Tabe el 4 : Tabel data hasil uji IDPS arus lucutan bus sur plasma

  pada permu ukaan katoda kiri (V = 6,4

  0 V)

  (dengan dio ode) diameter Flyb back inti ferit Φ 1,5 5 cm sistem ADP PS.

  N No Spot Plasm ma Elektroda Spot Plasma Ele ektroda Ka anan Kiri V(V) I( (A) τ (µs) V V(v) I(A) τ (µs) 1 2,0 3

  1 33 11,02 2,08 36 11,46 2 3,76 4 2 40 20,72 3,56 41 19,61 3 3 2,21 11 1,68 33 2,12 11,68

  35 Dar ri hasil simul asi PFN sepe erti ditunjukk an pada pe 1

  Gam mbar 14 scop teramati arus keluara an PFN, seda angkan scope

  2 teramati a arus balik pad da diode

  terp pasang sehingg ga dengan pem masangan dio ode pada rang gkaian PFN m menghasilkan si inyal terpotong g (kurva terti inggi seperti yang diing inkan), tetap i diode men ndapatkan aru us balik 60 A

  A. Pada pem mbebanan kap asitor sinyal keluaran ber rubah menjad di pulsa. Gambar r 13. Tegang gan busur plas sma sistem D DUET Unt tuk mengatasi pemasangan d diode diperluka an diode pada permu ukaan katoda kanan (V = 6, ,0 V) den gan arus >60

  A, untuk itu d dilakukan pem masangan pada ADPS S. diod de jenis HDB 2 2.5 dengan kap pasitas arus hin ngga 150 A. Grafik hasil uj ji ADPS denga an menggunak an diode

  Uji IDPS dan n ADPS mengg gunakan diode e jeni is HDB 2.5 dita ampilkan pada a Gambar 15 s/d d 18 .

  Prosiding Pert temuan dan Pres sentas iIlmiah–P Penelitian Dasar Ilmu Pengetahua an danTeknologi Nuklir 2014 Pusa atTeknologiAkse eleratordan Prose es Bahan - BATA AN

  76

  6

  ISSN 0216 6 - 3128 Aminus S Salam, dkk N.

  Gam mbar 14 : Gam mbar Rangkaian n LC dan grafik k simulasi PFN

  Uji IDPS dend dan Diode G Gambar 15. Gr afik tegangan b busur plasma sis stem DUET Gambar 17. Grafiktegangan n spot plasma sistem DUET pa ada permukaan k katoda kiri (V=6,

0 V) pada permukaan n katoda kiri (V = 2,08 V ).

  

Gambar 16. G fik tegangan busu ur plasma sistem DUET pada Gambar 18. Grafik tegangan n spot plasma sistem DUET

Graf perm mukaan katoda kan nan (V=5,8 V). pa ada permukaan k katoda kanan (V V = 2 V)

  Prosidin gPertemuan dan n Presentasi Ilmi ah–Penelitian Da asar Ilmu Penge tahuan danTekn nologi Nuklir 2013

  3 Pusat Teknolog i Akseleratordan n Proses Bahan - - BATAN

  Aminus Salam, dkk

  Yogyakarta, Indonesia, December 5th-9th, 2011

  77 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014 

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator  ‐ BATAN 

  KESIMPULAN

  Telah lakukan uji sistem IDPS dan ADPS pada sumber elektron katoda plasma sistem DUET, untuk menghasilkan optimasi parameter IDPS dan ADPS pada SEKP dilakukan :

  

ISSN 0216 - 3128

  Physics, Technology, Applications, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Wienheim, 2006,

  3. EFIM OKS, Plasma Cathode Electron Sources,

ISBN; 3-527-40634-4

  2. Pada sistem ADPS keluaran trafo 1000 Volt , 1 A sebagai masukan dua buah rangkaian L-C (C=1 µF, L = 82 µH, diode HDB2.5) sehingga pada ADPS menjadi ADPS1 dan ADPS2. Hasil uji ADPS V = 1000 V, I = 107,28A dan τ = 98 µ dt (sebagai acuan tegangan V = 1000 V, arus I = 100 A serta lebar pulsa τ = 100 µ dt).

  3. Untuk optimasi parameter IDPS dan ADPS menghasilkan berkas elektron yang sama pada sisi kiri(1) dan sisi kanan(2) maka dilakukan penyusunan IDPS dan ADPS secara berpasangan yaitu IDPS1 dengan ADPS1 dan IDPS2 dengan ADPS2.

  pengaruhi adanya berkas elektron, hal lain yang mempengaruhi adalah dengan tingkat kevakuman dalam ruang plasma

  − Gas isian pada ruang plasma akan mem-

  dengan adanya berkas elektron, dari sisi kiri dan kanan pada prinsipnya akan terjadi cathode dark space, kolom positif, Farrady cup dan lain- lainnya dan relevansi dengan penelitian disini itu ada, hanya saja yang kami lakukan dibatasi pada sistem IDPS dan APPS.

  − Pada ruang plasma dalam anoda berongga

  Aminus Salam

  − Bagaimana pengaruh tekanan gas isian terhadap besaran terukur, seperti arus berkas elektron dan lebar pulsa

  − Apakah di dalam plasma juga terbentuk daerah – daerah seperti cathoda dark space, kolom positif, Faraday dan seterusnya, dan apakah ada relevansi dengan penelitian yang dilakukan?

  Tri Mardji Atmono

  PT Gramedia, Jakarta, 1984 7. MILLMAN, HALKIAS, M. BARMAWI dan M.O. TJIA, Elektr

  6. WASITO, Vademekum Elektronika, Percetakan

  Technical Computing, Versi 7.0.0 1.9920(R14), Copy Right 1984-2004, The Math Work, Inc, May 06.2004

  5. “ ------------“. MATH-LAB, The Language of

  Technology, Procces. Of the First Tropical College on Applied Physics, World Scientific Publishing Co Pte Ltd. Singapore,1985

  1. Keluaran dari sistem IDPS adalah satu unit UJT dan SCR digunakan sebagai masukan dua trafo

  flyback ferit (

  Φ 1,5 cm (jumlah lilitan N2 = N4 = 240 lilitan dan N1 = N3 = 8 lilitan) sehingga menjadi IDPS1 dan IDPS2, diperoleh hasil uji

  IDPS V = 10 kV, lebar pulsa τ = 40 µdetik dan I = 20,72A (sebagai acuan adalah V ≥ 9 kV, τ ≥ 4µ detik dan I = 10 A)

UCAPAN TERIMAKASIH

  part 8, presented in BAS 2011, Yogyakarta, Indonesia, December 5th-9th, 2011 2. EFIM OKS, Low pressuredischarge for plasma electron source, Lecture note part 2, presented in BAS 2011,

  EFIM OKS, Generation of large-cross-section beams in plasma-cathode systems, Lecture note

  Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Prof. Drs. H. Sudjatmoko, S.U. dan Bapak Drs. Widdi Usada yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan makalah ini, serta kami ucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Hery Sudarmanto, Bapak Untung Margono dan Bapak–Ibu team SEKP yang telah bersama-sama dalam melakukan uji sistem IDPS dan ADPS.

  4. S.LEE, Control Electronics, in Laser and Plasma