PROSIDING AGUS TRI PURWANTO PSTA 2012

  Yog gyakarta, 26

6 September 2012

  P PERAWAT TAN SUMB BER ION GENERA ATOR NEU UTRON SA AMES J-25

  5 125 5 keV/2,5 mA PTAP PB - BATA AN

Agus s Tri Purwan nto, Irianto, S Suraji, Sukar ryono

  

Pusat Te eknologi Akse lerator dan P Proses Bahan – – BATAN

pta apb@batan.go o.id

ABSTRAK

  PERAWATA P AN SUMBER R ION GENE ERATOR NE EUTRON SA AMES J-25 125 keV/2,

  5

m mA PTAPB - BATAN. T Telah dilakuka an perawata n mesin gen nerator neutro on SAMES J J-

125 keV/2,5 5 mA. Pera watan difok kuskan pada a komponen n pembentuk k berkas io n

deutron, ya d itu tabung lucutan ion nisasi RF, s sistem ekst traksi dan s sistem lens a

pemfokus.Pe p erawatan dil lakukan setia ap pemakaia an 100 jam operasi mes sin generato or

n neutron, kare ena kompon nen sumber i ion telah terl lapisi kerak h hasil sampin g dari prose s

i ionisasi gas deuterium se elama mesin n generator n neutron berop perasi.Setela ah komponen n

sumber ion s dibersihkan , komponen n dipasang k kembali dan n kemudian divakumkan n.

• -6 K Kevakuman sistem diuji m mencapai 1, 5 10 mbar.

  

ABSTRACT T

THE MAINT T TENANCE F FOR ION S SOURCE O OF SAMES J-25 125 keV/2.5 mA A

NEUTRON N GENERATO OR AT PTAP PB-BATAN. The mainte enance for i ion source o of

Sames J-25 S 5 125 keV/2 2.5 mA has been done. . The maint tenance was s focused o n

component o c of deutron ion n emission f forming such h as RF ioniz zation drift tub be, extraction n

system and s focusing len ns system. T The maintena ance was co onducted eve ery 100 hour rs

n neutron gene erator operat tion, because e of ion sour rce compone ent has coate ed as the sid de

effect of deu e uterium gas i ionization pr rocess when n neutron gen nerator is op perated. Afte er

i ion source c omponent ha as ben clean ned, it replac ce and then this system i is vacuumed d.

• -6 This vacuum m system is te ested and re ach 1.5 10 mbar.

PENDA AHULUAN

  pera angkat terseb but harus mendapat p perhatian pera awatan yang m memadai agar masing-masin ng dapat en nerator neutro on berfungsi sebagai peral latan mem mberikan kine erja yang optim mal. an nalisis yang h handal dengan n metode AA ANC

  G Program perawatan d direncanakan dengan (Analis is Aktivasi N Neutron Cepa at) dimana sel lama mem mpertimbangk kan data catata an operasi, da ata check ini dig gunakan untu uk pengukur ran data nu uklir, list uction manu ual dan instru dari pe eralatan. analisis s unsur dan an nalisis pencem maran lingkun ngan Prog gramperawata an dimaksudk kan untuk m memberi baik da alam bentuk p padat, cair, m maupun gas. Juga perl lakuan terhad dap semua ko omponen/siste em demi akhir-ak khir ini oleh h para pene eliti di PTA APB- men ncegah timbu ulnya ganggu uan dan mem melihara BATAN N mulai dike embangkan ap plikasi aksele rator (2) kese empurnaan ko omponen/siste em . mma generat or neutron un ntuk PGNAA A (prompt gam Kegiatan n perawatan ak kselerator tida ak dapat neutron n activation analysis ) yai itu suatu me etode dipi isahkan dari p program peng goperasiannya

  a. Kedua analisis s unsur ringan n dengan men ndeteksi panc caran kegi iatan tersebut t terpisah wa aktu pelaksan naannya,

  (1) line sinar ga amma seketika a itu juga (on ) nam mun ujungny ya sama y yaitu pembe erdayaan

  Untuk menj jaga kinerja peralatan su upaya akse elerator yang handal. Karen na itu kedua k kegiatan dapat b beroperasi sec cara optimum m makadiperlu ukan terse ebut harus d ikoordinasika an semikian s sehingga perawat tan secara ru utin.Bagian-ba agian yang p perlu kegi iatan perawat tan dapat ter rlaksana deng gan baik mendap patkan peraw watansemua k komponen ut tama dan masa pengop perasian aksel lerator dapat optimal, maupun n komponen p pendukung an ntara lain : sum mber dapa at diperoleh effisiensi pengoperasian n yang ion, sist tem pemercep pat, sistem vak kum, sistem o optik, ting ggi, yaitu w waktu perawa atan yang s esingkat sistem target, dan n sistem pe enunjang. Se emua mun ngkin terhadap p waktu pengo operasiannya.

  Buku I I hal. 292

  I S SSN 1410 – 81 178 Agus Tri Purwa A anto, dkk

  Yogyakarta, 26 September 2012

  Perawatan sumber ion dilakukan setiap 100 neutron yang merupakan peralatan satu satunya di jam operasi, karena selama itu komponen- Indonesia, dan mesin dapat beroperasi dengan komponen sumber ion sudah timbul kerak2 (residu) optimal. hasil samping dari proses ionisasi gas deuterium. Dapat dilihat secara visual bahwa komponen

  TEORI

  sumber ion sudah saatnya dibersihkan antara lain :

  SistemGenerator Neutron

  tabung lucutan sumber ion yang terbuat dari gelas Generator neutron adalah salah satu jenis pirex tidak jernih lagi dan mulai timbul warna akselerator partikel produksi neutron, yang kekuningan, demikian juga komponen yang digunakan untuk menghasilkan neutron cepat. lain.Kondisi seperti ini menyebabkan operasi mesin

  Neutron cepat ini dihasilkan oleh reaksi inti yang generator neutron terganggu, terutama pada terjadi antara deutron (D) dengan tritium komponen sumber tegangan tinggi sering terjadi (T).Gambar skema generator neutron SAMES J-25 loncatan tegangan.

  (3) 150 keV / 2 mA disajikan pada Gambar 1 .

  Diharapkan dengan perawatan yang terprogram, bisa menambah umur pakai mesin generator Gambar 1. Skema generator neutron Sames Type J-25-150 keV / 2 mA

  Keterangan gambar : 1.

  8. Landasan Sumber tegangan tinggi 2.

  9. Pegangan terisolasi Sumber tegangan pemfokus 3.

  10.Sumber tegangan terisolasi Sumber tegangan ekstraktor 4.

  11.Pompa difusi Sumber tegangan RF 5.

  12.Pompa rotari Sumber tegangan magnet 6.

  13.Lensa kuadrupol Sumber ion tipe RF 7.

  14.Target Sabung akselerator

  Yogyakarta, 26 September 2012

Tindakan Perawatan dipakai adalah tipe RF (radio frequency) yang

(2).

  mempunyai prinsip kerja sederhana Berdasarkan tindakan perawatan yang

  Ionisasi dilakukan oleh gelombang elektromagnet dilakukan, dapat dibagi dua, yaitu perawatan dari osilator frekuensi tinggi melalui kawat yang pencegahan dan perawatan perbaikan. dililitkan pada tabung gelas berisi gas deuterium, menghasilkan ion-ion deutron.

  1. Kegiatan-kegiatan perawatan regular, dilakukan Sumber ion RF terdiri dari dua komponen sebagai upaya menjaga agar fungsi/kinerja utama, yaitu tabung lucutan yang berfungsi sebagai komponen/sistem senantiasa optimal, serta tempat untuk mengionisasi gas dan osilator RF, mencegah terjadinya gangguan. seperti yang disajikan pada Gambar 2.

  2. Tindakan-tindakan perbaikan yang tidak begitu

  Pemeriksaan Tabung Gelas Lucutan

  mendesak Setelah sumber ion beroperasi selama 50 3. Berkaitan dengan yang terkait dengan umur sampai 100 jam permukaan bagian dalam tabung pakai pelaksanaannya bersifat terprogram dan gelas lucutan akan terjadi lapisan tipis dari deposit terjadwal. metal sehingga akan menurunkan efektifitas ionisasi

  Tindakan perawatan perbaikan meliputi : hingga 40-50 % maka perlu dilakukan pembersihan.

  Tindakan yang dimaksudkan untuk memulihkan Adapun tanda2 secara visual dapat dilihat langsung fungsi kerja komponen setelah mengalami jika sumber ion sudah tidak efektif dan efisien gangguan, pelaksanaannya bersifat insidentil, dalam mengionisasi atom-atom deuteron, dimana tindakannya bersifat mendesak. sangat mempengaruhi unjuk kerja mesin generator

  Semua perangkat tersebut harus mendapat neutron. perhatian dan perlakuan yang memadai agar

  Secara visual warna lucutan dapat masing-masing dapat senantiasa memberikan menunjukkan bahwa sumber ion dapat bekerja kondisi fungsi/kinerja yang optimal. Perawatan dengan optimal maupun tidak, adalah sebagai harus dilaksanakan dengan disiplin baik terprogram berikut : Kondisi normal lucutannya berwarna maupun insidentil. terang kemerah-merahan (bright pink) atau merah

  Sumber ion adalah bagian yang berfungsi ungu (red violet).Kondisi vakum rendah/jelek untuk menghasilkan ion-ion dari gas deuterium

  (tekanan tinggi), warna kebiruan (slight blue), yang berada di dalam sumber ion. Sumber ion yang Kondisi masukan gas terganggu (kurang), warna keabu-abuan (greyht pink).

  Gambar 2.Sistem sumber ion

• – 40 %) dan aquades (80
• – 60 %) b.

  7. Menyiapkan larutan H

   glow box g. tool set

  Langkah kerja 1.

  Melepas sub komponen sumber ion Mengisolasi sistem vakum 3. Membuka 2 buah baut yang mengikatnya dan simpan O Ring nya.

  4. Melepas elektromagnet dari sistem sumber ion dengan melepas kabel saluran sumber daya.

  5. Melepas 4 buah baut pengikat tabung lucutan dan simpan baut beserta exit kanal sumber ion.

  6. Melepas sistem extraktor dan sistem pemfokus, dengan melepas baut pengikatnya.

  2 SO

  a. Pompa rotari

  4

  dengan aquades dengan perbandingan 20 : 80.

  8. Komponen yang telah dilepas dibersihkan : 9.

  Untuk komponen tabung lucutan dengan larutan H

  2 SO

  4 10.

  Untuk sistem extraktor dan pemfokus dengan amplas, autosol dan dicuci dengan alkohol

  Yogyakarta, 26 September 2012

  b. Pompa difusi Gambar 2. Diagram uji daya RF dengan lampu TL

  Mengecek kevakuman

  a.

  Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perawatan sumber ion RF antara lain : a.

  Gelas tabung lucutan dan quartz sleeve, dilakukan dengan menggunakan larutan organic yang terdiri dari HF (20

  Deposit yang warnanya kecoklat-coklatan, adalah lapisan carbon dari uap minyak karena lapisan ini sangat kuat melekat pada permukaan gelas, hanya dapat dibersihkan dengan cara mekanis, misalnya dengan cara menyemprotkan pasir amplas.

  c.

  Kanal alumunium pada ujung lubang keluaran, sebaiknya diganti setiap kali servis.

  Pemeriksaan Osilator RF

  Pada kondisi normal, Osilator RF dapat dicek dengan menggunakan lampu neon yang didekatkan ke anoda seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

  Jika nyala lampu makin terang berarti daya makin besar b.

  Alkohol, Tisue, autosol, H

  Jika lampu neon mati maka osilator tidak bekerja c.

  Jika Osilator RF tidak berfungsi, maka dapat dilakukan prosedur pemeriksaan sebagai berikut.: d. Memeriksa semua hubungan elektromekanik dalam rangkaian osilator.

  e.

  Memeriksa sumber daya meliputi, tegangan dan arus filamen, tegangan dan arus anoda.

  f.

  Memeriksa kondisi emisi tabung elektron.

  TATA KERJA Peralatan dan Bahan a.

  11. Setelah selesai dibersihkan di pasang kembali : 12.

2 SO

  Kertas gosok/amplas halus c. Sarung tangan dan masker d.

  4 b.

  Gambar 3. Proses melepas sub-sistem sumber ion

  Larutan pembersih: Alkohol/ benzena, e. campuran HF dan aquades (20-80%) f.

  Yogyakarta, 26 September 2012

  untuk menjaga kehalusan permukaan digunakan

HASIL DAN PEMBAHASAN

  amplas dengan kehalusan 1000 mesh, setelah bersih

  Membersihkan tabung lucutan sumber ion

  goresan bekas amplas masih harus dihaluskan Setelah tabung sumber ion dilepas, dengan autosol sampai halus dan mengkilap kemudianresidu yang menempel pada dinding kemudian dibilas dengan alkohol.Proses bagian dalam tabung dibersihkan dengan membersihkan komponen exstraktor dan pemfokus menggunakan larutan H SO , dengan cara larutan

  2

  4

  disajikan pada Gambar 5, sedangkan hasilnya H SO dimasukkan ke dalam tabung, kemudian

  2

  4 disajikan pada Gambar 6a, 6b dan 6c.

  tabung di putar berulang kali supaya cairan merata sampai residu yang menempel larut. Pada waktu bekerja menggunakan larutan H SO harus

  2

  4

  memakai masker dan dibantu hembusan kipas angin untuk menghalau uap, seperti disajikan pada Gambar 4.

  Jika tabung sumber ion belum bersih, karena residu menempel cukup kuat perludigosok dengan menggunakan kain majun dan kemudian dibilas dengan alkohol.

  Gambar 6a. Proses membersihkan komponen pemfokus Gambar 4. Membersihkan tabung sumber ion

  Gambar 6b. Komponen ekstraktor Gambar 5. Komponen sub-sistem sumber ion yang sudah dibersihkan

  Membersihan komponen ekstraktor dan pemfokus

  Komponen ekstraktor dan pemfokus terbuat dari bahan alumunium, untuk menghilang- kan noda kekuning-kuningan akibat interaksi dengan ion-ion deuteron selama mesin generator neutron beroperasi, dengan menggunakan amplas. Permukaan yang kotor digosok dengan amplas,

  Gambar 6c. Komponen pemfokus

  Yogyakarta, 26 September 2012

Uji coba vakum berhubungan dengan sisten vakum dilepas untuk

  dibersihkan kemudian dipasang kembali, sistem Setelah proses membersihkan komponen vakum mesin generator neutron masih dalam sumber ion selesai, dicek apakah sambungan- kondisi baik, dan dapat dioperasikan untuk sambungan atau baut-baut pengikat yang keperluan analisis aktivasi neutron cepat. berhubungan dengan sisten vakum telah terpasang dengan baik. Kemudian sistem vakum dijalankan

UCAPAN TERIMA KASIH

  untuk memvakumkan sistem secara keseluruhan dengan menggunakan pompa rotari untuk tingkat Diucapkan terima kasih kepada Sdri. Ir. kevakuman rendah dan pompa difusi untuk tingkat

  Elin Nuraini atas bantuannya dalam proses kevakuman tinggi. Dari percobaan yang dilakukan pengerjaan perawatan sumber ion RF sampai untuk pompa rotari disajikan pada Tabel 1, dan dengan makalah ini dapat diselesaikan. pompa difusi pada Tabel 2.

DAFTAR PUSTAKA

  Tabel 1. Tingkat kevakuman vs waktu pemompaan pompa rotari

  1. DJASIMAN, ST., 2007, Materi coaching perawatan akselerator generator neutron, No Waktu pemvakuman Kevakuman (mbar) PTAPB-BATAN, Yogyakarta.

• 1

  1 10 menit 5 x 10 2.

• 2 AGUS TRI P., SST, 2012, Prosedur perawatan

  2 20 menit 2 x 10 sumber ion RF, BTAFN-PTAPB.

• 2

  3 30 menit 1 x 10 3.

  AGUS TRP P., SST, 2008, Peningkatan Fluks

• 3

  4 40 menit 9 x 10 Neutron Generator SAMES J-25 PTAPB-

• 3

  5 50 menit 7 x 10 BATAN, Seminar Penelitian Pengelolaan

• 3

  6 60 menit 6 x 10 Perangkat Nuklir, Yogyakarta. Tabel 2. Tingkat kevakuman vs waktu pemompaan pompa difusi

  No Waktu pemvakuman Kevakuman (mbar)

TANYA JAWAB

• 3

  1 30 menit 1 x 10

• 4

  Sigit

  2 60 menit 2 x 10

• 5

  Bagaimana cara menanggulangi bahaya uap 3 90 menit 4 x 10

• 5

  H SO dalam membersihkan tabung sumber

  2

  4

  4 120 menit 3 x 10

• 5 ion?karena gas sangan korosif.

  5 150 menit 2 x 10

• 5

  Agus Tri Purwanto

  6 180 menit 1 x 10  cara memakai perlengkapan

  Dengan Hasil pengujian yang diperoleh,

  keamanan kerja (masker, sarung tangan, baju

  menunjukkan bahwa sistem vakum Generator

  kerja, dll), di samping itu kita bekerja dengan

  neutron telah terpasang dengan baik dan tidak

  kipas angin di udara terbuka, jadi uap H SO

  2

  4

  bocor. Pemvakuman untuk vakum rendah dikatakan dapat dihembus angin menjauhi pekerja. baik jika dalam waktu di bawah 1 jam pompa rotary

• 3

  mampu mencapai orde 10 mbar, sedangkan untuk Wantana

• vakum tinggi pompa difusi mampu mencapai Dalam merawat mesin generator neutron, apakah
• 5

  ada skedul perawatan ( jadwal perawatan) secara tingkat kevakuman orde 10 mbar atau lebih periodik? dengan waktu 2 - 3 jam setelah keadaan vakum

• 3 rendah tercapai (orde ± 10 mbar).

  Agus Tri Purwanto

   Sudah dibuat skedul perawatan, setiap sub

  KESIMPULAN komponen dirawat sesuai jadwal perawatan.

  Dari data pengujian sistem vakum yang diperoleh, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa setelah bagian-bagian sumber ion yang