Makalah Inti Pwr (New) - Copy - Copy

8/17/2019 Makalah Inti Pwr (New) - Copy - Copy

1/42

BAB 5 JENIS-JENIS RAKTOR NUKLIR DAN APLIKASI FISIKA INTI

5.1 Pressurized Water Reat!r

5.1.1 Kara"teristi" Rea"t!r Air Te"a# $PWR%

1. K!#stru"si Dasar

Deskripsi sistem utama reaktor air tekan diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Dalam reaktor air tekan terdapat konstruksi sistem pendinginan primer

(sistem reaktor) dan sistem pendingin sekunder (sistem uap). Keduanya

mengungkung material radioaktif agar tidak menyebar keluar dari reaktor. Pada

sistem primer air tidak diperbolehkan mendidih dengan cara memberi tekanan

yang cukup tinggi. Air pendingin bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi

(tekanan 15 kg!cm" dan temperatur #"5 o$) dari sistem primer dialirkan ke

perangkat pembangkit uap ( steam generator ) dengan pompa sirkulasi primer.

%etelah melepaskan energi panasnya& air ini kemudian dikembalikan ke be'ana


2/42

reaktor. Pada perangkat pembangkit uap& panas dialihkan ke pendingin pada

sistem sekunder. Dengan panas tersebut air sistem sekunder diubah men'adi uap

dalam perangkat pembangkit uap. emperatur uap di sistem sekunder pada saat

reaktor beroperasi adalah " o$ dan tekanannya " kg!cm". *ap yang terbentuk

ini kemudian dialirkan untuk menggerakkan turbin yang digandengkan dengan

generator listrik. *ap dari turbin dialirkan ke Kondenser untuk diembunkan

(diubah men'adi fase cair)& selan'utnya air ini dikembalikan ke pembangkit uap

dengan bantuan pompa sekunder. $ara ker'a sistem primer dan sekunder yang

di'elaskan di atas dianut oleh reaktor air tekan buatan +estinghouse dan

,itsubishi.

5.1.& Be#tu" da# K!#stru"si Rea"t!r Air Te"a# $PWR%

-entuk dan konstruksi reaktor air tekan dapat digolongkan atas reaktor

buatan +estinghouse (+)& -ibcock / +ilcock (-/+)& $ombustion

0ngineering ($0) dan reaktor usia (220). eaktor tipe +& -/+ dan $0

menganut prinsip yang sama dalam hal pemisahan sistem primer dan sekunder&

tetapi konstruksi sistem pendingin& konstruksi pembangkit uap dan beberapa hallain terdapat perbedaan di antara ketiganya.

1. Rea"t!r Air Te"a# Westi#'(!use

Dengan penambahan daya pembangkitan listrik& reaktor tipe +

mengalami penambahan 'umlah pembangkit uap dan sistem pendingin

pendukungnya. %eperti terlihat pada 3ambar di bawah& reaktor + dengan

kapasitas daya 1444 ,+e mempunyai buah sistem pendingin ( buah

pembangkit uap dan sistem saluran pendingin& buah pompa pendingin.


3/42

%edangkan konstruksi dari pembangkit uap reaktor tipe +. erlihat

pada gambar tersebut bahwa pembangkit uap diletakkan berdiri tegak lurus

dengan pipa6pipa * berada di dalamnya. Pipa * berisi air panas dari pendingin

sistem primer& sedangkan air di luar pipa * akan menerima panas dan mengalami

pendidihan. -eberapa pembangkit uap yang sama dengan tipe ini adalah buatan

,itsubishi67epang& 8ramatom6Perancis dan K+*67erman. eaktor 9 (151

,+e) buatan 8ramatom6Perancis dirancang berdasarkan pengalaman kecelakaan

reaktor hree ,ile :sland (pada tahun 1;;)& yaitu peningkatan keandalan operasi

dengan sentralisasi kendali& selain itu dilakukan 'uga peningkatan efisiensi

ekonomi. %ementara itu reaktor $hoo


4/42


5/42

Perbedaan kiner'a antara AP+ (Ad=anced Pressuri


6/42

&. Rea"t!r Air Te"a# )!*+usti!# E#'i#eeri#'


7/42

eaktor air tekan tipe $0 ditun'ukkan pada 3ambar di atas. eaktor ini

mempunyai " untai pendingin primer (" buah pembangkit uap dan buah pompa

pendingin pada sistem primer). Air pendingin sistem primer yang keluar dari

pembangkit uap dikembalikan ke be'ana reaktor dengan tenaga dorong dari buah

pompa. Konstruksi dari pembangkit uap sama dengan pembangkit uap pada

reaktor +& yaitu pembangkit uap berdiri =ertikal dengan tabung pipa * terbalik

di mana terbentuk uap dengan resirkulasi balik. Pembangkit uap buatan $0

dipakai di 7epang pada reaktor ,ihama 1. eaktor air tekan desain $0 diberi

nama %ystemB4C. K9%P Korea telah membangun reaktor berbasis %ystemB4C

yang sangat murah ongkos pembangunannya dan sangat tinggi keandalannya.

-eberapa reaktor tipe ini yang telah mulai beroperasi di Korea adalah reaktor

*lchin6#& dan onggwang61&".

,. Rea"t!r Air Te"a# Bi+!" Wi!"

Konstruksi sistem pendingin reaktor -/+ sama dengan yang ada pada

reaktor air tekan $0& yaitu mempunyai dua untai pendingin pada sistem primer ("

buah pembangkit uap dan buah pompa pendingin pada sistem primer).%eperti terlihat pada 3ambar di bawah ini& pembangkit uap diletakkan

secara =ertikal. eaktor hree ,ile :sland yang mengalami kecelakaan pada tahun

1;; adalah reaktor air tekan tipe -/+.


8/42

/. Rea"t!r air te"a# Rusia $00ER%

Dari sudut pandang bentuk sistem pendingin reaktor& reaktor air tekan ini

dapat digolongkan pada reaktor air tekan tipe +. Perbedaan menon'ol

dibandingkan dengan reaktor tipe 0ropa barat adalah bentuk perangkat bahan

bakar. ampang lintang perangkat bahan bakar 220 adalah segi enam. %elain

bentuk perangkat bahan bakar& 220 mempunyai pembangkit uap yang

diletakkan secara horisontal. Pada tipe lama (22064!26"#4) diperkirakan

terdapat persoalan pada sistem keselamatannya& tetapi pada 22061444 (1444

,+e) sistem keselamatannya sudah diperhitungkan dengan baik sehingga bisa

dise'a'arkan dengan reaktor6reaktor 0ropa -arat.


9/42

5.1., )ara Kera Rea"t!r Nu"ir Je#is Preassure Water Reat!r $PWR%

0nergi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

keperluan yang berguna. *ntuk itu& reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali

di dalam sebuah reaktor nuklir. %ebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat

komponen dasar& yaitu elemen bahan bakar& moderator neutron& batang kendali&

dan perisai beton. 0lemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan

mengalami fusi nuklir. -ahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah

uranium *. 0lemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di

dalam teras reaktor.

9eutron6neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kela'uan

yang cukup tinggi. Adapun& neutron yang memungkinkan ter'adinya fisi nuklir

adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

kela'uan neutron ini. 8ungsi ini di'alankan oleh moderator neutron yang umumnya

berupa air. 7adi& di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

berfungsi memperlambat kela'uan neutron karena neutron akan kehilangan

sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul6molekul air.

8ungsi pengendalian 'umlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir

dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang6batang kendali. Agar reaksi berantai

yang ter'adi terkendali dimana hanya satu neutron sa'a yang diserap untuk

memicu fisi nuklir berikutnya& digunakan bahan yang dapat menyerap neutron6

neutron di dalam teras reaktor. -ahan seperti boron atau kadmium sering

digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.


10/42

-atang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar6

masuk teras reaktor. 7ika 'umlah neutron di dalam teras reaktor melebihi 'umlah

yang dii


11/42


12/42

pembangkit listrik. *ap yang telah beker'a memutar turbin disalurkan ke

kondenser untuk diembunkan men'adi fasa cair dan selan'utnya dengan bantuan

pompa sirkulasi utama air dialirkan kembali ke teras reaktor. 3ambar berikut

merupakan sketsa sistem ker'a reaktor $hernobylE

5.&.&. Ba#'u#a# Uta*a Rea"t!r

3ambar "."E Perangkat -ahan -akar -,K

3ambar ".1E %istem Ker'a eaktor $hernobyl


13/42

Dengan diameter luar be'ana reaktor 1&B meter (diameter teras efektif 11&B

meter) dan tinggi ;&B meter& be'ana -,K merupakan suatu be'ana reaktor yang

tergolong sangat besar. eras reaktor terdiri dari susunan tumpukan blok grafit. Di

antara tumpukan grafit tersebut terdapat pipa tekan (kanal bahan bakar). Dalam

kanal bahan bakar ini terdapat perangkat bahan bakar dengan ('umlah pipa tekan

11& diameter luar BB mm& ketebalan mm)& dan air biasa dialirkan dalam kanal

bahan bakar untuk mengambil panas yang dibangkitkan dari reaksi fisi dalam

bahan bakar. Di dalam satu pipa tekan (kanal bahan bakar) terdapat sebuah

perangkat bahan bakar& sedangkan dalam satu perangkat bahan bakar terdapat 1B

batang bahan bakar. Pan'ang satu perangkat bahan bakar adalah meter& terdiri

dari bagian atas dan bawah tepat di tengah6tengah ketinggian (tinggi efektif teras

adalah #&# m > "). Pipa tekan terbuat dari Hr 6 " 9b (bagian tengah)& perangkat

bahan bakar dalam pipa tekan dapat menghasilkan energi termal rata6rata 1.B;4

,+t.

7ika diambil contoh bahan bakar yang terdapat pada reaktor $hernobyl

9o.#& bahan bakar reaktor mempunyai pengayaan *6"#5 sebanyak 1&B berat&

digunakan hingga mencapai dera'at bakar "4.444 ,+d!t. -ahan yang digunakan

untuk membuat kelongsong bahan bakar (batang bahan bakarE pan'ang &; m&

diameter luar 1#& mm& tebal 4&; mm dengan 'enis bahan bakar Pelet *?" ) adalah

Hr 6 1 9b.

Dalam -,K terdapat beberapa tipe batang kendali sesuai dengan

fungsinya& yaitu batang kendali otomatis pengatur daya rata6rata& batang kendali

otomatis pengatur daya lokal& batang kendali penghenti reaktor pada kondisi

darurat& dan batang kendali pengatur distribusi daya aksial (=ertikal). -atang

kendali terbuat dari bahan penyerap neutron& yaitu -$ (-oron $arbida) dengan

'umlah "11 batang kendali yang dimasukkan ke dalam kelongsong yang terbuat

dari logam paduan aluminium. %ebagai penggerak batang kendali digunakan

konstruksi motor dan sabuk penggerak (%elt ). Pada bagian bawah batang kendali

dilengkapi dengan displacer yang terbuat dari grafit yang berguna untuk

menghalangi masuknya air pada kanal batang kendali saat batang kendali berada

di luar teras. Pada saat batang kendali berada pada luar teras& displacer ini berada


14/42

tepat ditengah6tengah pan'ang efektif bahan bakar dengan menyisakan ruang

masing6masing sepan'ang 1& "5 m pada bagian atas dan bawah displacer yang

terisi air. Desain seperti ini menyebabkan adanya sifat reakti=itas positif scram.

3ambar ".#E %ketsa posisi displacer pada saat (a) batang kendali berada di luar teras dan

(b) batang kendali berda di dalam teras.

eras reaktor -,K mempunyai ukuran yang sangat besar sehingga mudah

ter'adi ketidakstabilan karena distribusi daya ruang yang tak merata. ?leh karena

itu pada reaktor ini diperlukan pengaturan distribusi daya& baik ke arah horisontal

maupun =ertikal.

Pada bagian atas dan bawah reaktor terdapat perisai biologis yang terbuat

dari beton berat dan beton khusus. Perisai biologis pada sisi lain dari reaktor

terbuat dari kombinasi lapisan ba'a& air& pasir pengisi dan beton.

5.&., Siste* Pe#di#'i# Rea"t!r

Di dalam sistem pendingin reaktor ada dua sistem pendingin yaitu sistem

pendingin primer yang berinteraksi langsung dengan teras reaktor dan sistem

pendingin skunder yang berinteraksi dengan menara pendingin. %istem pendingin

primer mengambil panas dari teras reaktor& untuk kemudian dipindahkan ke

pendingin sekunder melalui alat penukar panas& dan panas tersebut dibuang ke

lingkungan melalui menara6menara pendingin sekunder. %istem pendingin primer

mempunyai 1 pompa& pada operasi normal " pompa beroperasi dan 1 sebagai

cadangan. Air mengalir melewati teras reaktor dari atas ke bawah terus ke kamar


15/42

tunda (delay chamber)& dan selan'utnya& air melewati penukar panas (heat

e>changer) dan kembali lagi ke kolam reaktor. Diagram alir pendingin reaktor

ditun'ukkan dalam gambar berikutE

3ambar ".E Diagram Alir Pendingin eaktor

KeteranganE

-erikut ini gambar yang menun'ukkan tata letak pompa sirkulasi

pendingin dan aliran pendingin.E


16/42

3ambar ".5E 3ambar Aliran %istem Pendingin eaktor dan Pompa *tama

3ambar berikut men'elaskan aliran pendingin pada saat reaktor beroperasi

normal. %istem reaktor dibagi men'adi dua untai sistem pendingin& yaitu sistem

kiri dan kanan. %etiap untai pendingin mempunyai buah pompa sirkulasi (pompa

pendingin utama)& dalam kondisi operasi normal # buah di antaranya beroperasi

dan satu buah dalam kondisi siap beroperasi ( stand#%y). Air yang keluar dari

pompa sirkulasi pendingin dibagi men'adi "" eader selan'utnya didistribusikan

ke setiap pipa tekan (kanal bahan bakar) dalam teras reaktor. Pada pintu masuk

pipa tekan terdapat katup pengatur debit aliran yang dapat digerakkan secara

manual.


17/42

3ambar ".E 3ambar Aliran Pendingin eaktor pada Kondisi ?perasi 9ormal

*ap air yang keluar dari pipa tekan dialirkan ke tangki pemisah uap.

erdapat " buah tangki pemisah uap yang diletakkan di kiri atas dan kanan atas

be'ana reaktor. *ap kering yang telah dipisahkan dari fasa cairnya di dalam tangki

pemisah uap kemudian dialirkan ke turbin pembangkit listrik. %etelah

menggerakkan turbin& uap air tersebut diembunkan di kondenser. %etelah semua

uap berubah men'adi fasa cair dalam kondenser& air dialirkan ke tangki pemisah

uap sebagai air pasokan (make#up $ater ). Dalam tangki pemisah uap& air yang

dipisahkan dari fase uap dialirkan pada 1" pipa do$ncomer untuk dikumpulkan

di eader umum (maniold ) yang kemudian masuk ke pompa untuk disirkulasikan

ke dalam teras reaktor. eaktor tipe -,K dapat digolongkan sebagai salah satu

tipe reaktor air didih ( Boiling Water Reactor & -+)& karena air diperbolehkan

mendidih dalam teras reaktor dan uap langsung dialirkan ke turbin untuk

membangkitkan listrik.

Dalam reaktor tipe -,K yang diwakili oleh reaktor $hernobyl 9o.#&

terdapat " buah turbin uap& masing6masing berkapasitas 514 ,+e. emperatur

uap masuk turbin adalah "B4& I$ dengan tekanan 5&; kg!m". Daya termal yang

dibangkitkan #.14 ,+t& dan diubah men'adi daya listrik 1.444 ,+e& 'adi

efisiensi termalnya adalah #1.


18/42

%istem pendingin teras darurat -,K ditun'ukkan pada gambar berikut

iniE

3ambar ".E 3ambar %istem Pendingin Darurat eaktor -,K61444

7ika ter'adi kebocoran saluran pendingin yang menyebabkan teras

kehilangan pendingin (kecelakaan G?$A)& sistem ini akan mengin'eksikan air ke

sistem pendingin sehingga kekurangan pendingin dapat diimbangi dan temperatur

teras tetap ter'aga. Pada sistem pendingin darurat teras reaktor ini terdapat in'eksi

cepat dan in'eksi lambat. %istem in'eksi cepat terdiri dari # buah subsistem& dua

buah di antaranya dipasok dari katup pada tangki akumulator bertekanan tinggi

(14 ,Pa). %atu subsistem lainnya digerakkan oleh pompa listrik. ipe sistem

pendinginan teras darurat yang diterapkan pada reaktor -,K antara satu dan

generasi lainnya berbeda. Pada reaktor tipe -,K generasi pertama& sistem

pendinginan teras darurat yang tersedia tidak memadai& dan baru pada generasi

berikutnya terdapat penyempurnaan.

%istem pendinginan teras darurat lambat terdapat pada masing6masing untai

pendingin. Pada saat salah satu untai mengalami kebocoran& pada untai ini akan

beker'a tiga sistem pendingin teras darurat lambat& masing6masing digerakkan

dengan dua pompa paralel& dengan kemampuan pasokan 54 kapasitas total


19/42

pasokan pendingin teras. Pada untai yang tidak mengalami kebocoran& terdapat #

sistem pendinginan teras darurat lambat dengan kemampuan pasokan 54

pasokan teras& yang masing6masing digerakkan oleh satu pompa listrik.

5.&./ 2asaa( Kesea*ata# RB2K

eaktor tipe -,K mempunyai beberapa kelebihan& yaitu teras reaktor

dapat diperbesar dangan mudah dan penggantian bahan bakar dapat dilakukan

selama reaktor sedang beroperasi. etapi reaktor ini mempunyai banyak

kelemahan& di antaranya koefisien reakti=itas uap positif sehingga pengendalian

reaktor men'adi tidak mudah& bentuk teras yang besar men'adikannya sulit untuk

ditempatkan dalam be'ana pengungkung reaktor. ?leh karena itu reaktor ini tidak

memiliki be'ana pengungkung reaktor seperti desain reaktor air didih 0ropa6-arat.

Kelemahan yang menon'ol pada -,K generasi pertama adalah sistem

pendinginan teras darurat tidak memadai& sedangkan pada generasi kedua terdapat

kelemahan yang mencolok yaitu tidak adanya sistem kendali tekanan berlebih.

%emua kelemahan di atas men'adi masalah keselamatan dari reaktor tipe -,K.

Pada tahun 1;B# *ni %o=iet memberlakukan suatu standar rekayasa (?P-6

B") meliputi desain PG9& keselamatan umum bangunan fasilitas dan

operasionalnya. etapi kenyataannya baru pada tahun 1;;4 diberlakukan standar

?P-6BB yang merupakan penyempurnaan dari ?P-6B" dengan mengadopsi

standar yang berlaku di negara6negara 0ropa6-arat. idak ada informasi yang

'elas apakah standar ?P-6BB diperlakukan atau tidak. -,K generasi ketiga

(%molensk 9o.#) yang beroperasi pada tahun 1;;4& dan reaktor Kursk 9o.5 yang

beroperasi pada tahun "44#& keduanya dirancang berdasarkan ?P-6B"& 'adi pada

kedua reaktor ini belum dipakai standar ?P-6BB. Dengan demikian& sampai saat

ini belum ada -,K generasi ke6# yang dirancang berdasarkan standar ?P-6BB.

5., 7AS )OOLED FAST REAKTOR $7)FR%

5.,.1 Kara"teristi" 7as )!!ed Fast Rea"t!r $7)FR%

Dalam fisika nuklir kita mengenal ada dua 'enis reaksi& yaitu reaksi fusi dan

reaksi fisi. eaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti berat yang bersifat fissile

seperti *6"#5 atau Pu6"#; men'adi inti yang lebih ringan atau kecil massanya

untuk menghasilkan energi. %etiap reaksi fisi menghasilkan energi yang besarnya


20/42

kira6kira "44 ,e2. eaksi fisi tidak bisa ter'adi begitu sa'a (spontan) tetapi reaksi

ini membutuhkan neutron berat untuk menumbuk inti berat tersebut agar

menghasilkan panas. Partikel neutron yang telah menumbuk inti berat *6"#5

atau Pu6"#; akan memproduksi "6# neutron baru. %ehingga&di dalam reactor

adalah kondisi dimana 'umlah neutron yang hilang karena adanya serapan dan

tumbukan dari inti berat dengan 'umlah neutron yang dihasilkan setelah tumbukan

berlangsung adalah berbanding lurus.

3ambar bagan reaksi fisi

eaktor nuklir adalah tempat ter'adinya reaksi pembelahan inti (nuklir) atau

dikenal dengan reaksi fisi berantai yang terkendali. -agian utama reaktor nuklir

yaitu elemen bakar& perisai& moderator dan elemen kendali. eaksi fisi berantai

ter'adi apabila inti dari suatu unsur yang dapat membelah atau fisionable

(*ranium6"#5& *ranium6"##) bereaksi dengan neutron termal yang akan

menghasilkan unsur6unsur lain dengan cepat serta menimbulkan energi panas dan

neutron6neutron baru. -eberapa teknologi reaktor telah dikembangkan di dunia.

eaktor fisi secara kasar dapat dibagi men'adi dua macam& tergantung energi yang

digunakan untuk mempertahankan reaksi fisi berantai& yaitu (Duderstadt& 1;)E

1. eaktor thermal!lambat& reaksi fisi didominasi oleh neutron termal.

eaktor ini dikarakterisasi oleh adanya moderator yang digunakan untuk

menurunkan kecepatan neutron dan menurunkan energi kinetiknya.

9entron thermal adalah neutron bebas dengan le=el energi kinetik sekitar

4&4"5 e2 dengan kecepatan sekitar "&" km!detik.


21/42

". eaktor cepat ( ast reactor) yaitu reaksi fisi yang didominasi oleh neutron

cepat& ditandai dengan pengurangan bahan moderator. eaktor ini

memerlukan bahan bakar yang diperkaya dengan sangat tinggi& atau

plutonium& untuk mengurangi 'umlah *6"#B yang akan menyerap neutron

cepat.eaktor cepat tidak menggunakan bahan moderator neutron namun

membutuhkan bahan bakar yang diperkaya dengan sangat tinggi. $ontoh

bahan bakarnya adalah *ranium alam (*6"#B dan *6"#5). eaktor cepat

dapat mengubah radioisotop yang berumur pan'ang dalam limbahnya

men'adi bahan yang cepat meluruh. Dengan alasan ini& reaktor cepat lebih

dapat terus6menerus sebagai sumber energi daripada reaktor thermal.

Karena kebanyakan reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan

plutonium& maka reaktor ini dihubungkan dengan pertimbangan proliferasi

nuklir

%elain berdasarkan pada energi pada neutronnya& reaktor dibagi atas

meterial yang dipakai sebagai bahan pendinginnya. Ada yang menggunakan air

ringan atau berat& menggunakan gas dan menggunakan metal cair sebagai pendingin.

Dalam perkembangan teknologi reaktor dewasa ini& telah dan akan

dikembangkan reaktor generasi ma'u yang ino=atif dengan keselamatan tinggi&

menggantikan generasi yang ada sekarang ini (3en6:::! 3en6:::C). %e'ak 7anuari

"444 telah dibentuk 3eneration :2 :nternational 8orum (3:8) yang beranggotakan

negara6negara ma'u di bidang nuklir untuk membahas masalah reaktor ma'u

ino=atif yang dibutuhkan dalam penyediaan energi di masa mendatang. Dalam

perkembangannya& forum ini telah menge=aluasi dan mengka'i sekitar 144 konsep

'enis reaktor yang mungkin cocok untuk diterapkan pada %istem 0nergi 9uklir

3enerasi ke6:2 (eaktor 3en6:2). Pada akhir Desember "44"& telah diputuskan

'enis kandidat reaktor yang potensial dan layak untuk dibangun pada tahun "4#4.

Keenam 'enis %09 3en6:2 ini adalahE (1) 3as6cooled 8ast eactor (38)& (")

Gead6cooled 8ast eactor (G8)& (#),olten %alt eactor (,%)& () %odium6


22/42


23/42

yang tinggi. -ahan bakar dioperasikan pada suhu tinggi sehingga sangat

berpotensi untuk produksi idrogen.

Pada umumnya& operasi temperatur tinggi dari sebuah reaktor nuklir

akan menghasilkan efisiensi yang relatif tinggi& namun dibutuhkan material

yang ad=anced untuk menopang kondisi operasi. %aat ini pin& pelat dan blok

prismatik sedang dipertimbangkan sebagai konfigurasi teras.

38 dipilih sebagai salah satu sistem energi nuklir 3enerasi :2

karena potensinya yang e>cellent dalam sustainabilitas melalui reduksi =olum

dan radiotoksisitas dari bahan bakarnya sendiri dan bahan bakar bekas lainnya.

Potensi lainnya yang dimiliki 38 adalah meningkatkan pemanfaatan orde

sumber daya uranium. Dengan menggunakan turbin siklus helium -rayton

untuk produksil istrik atau dapat menggunakan panas prosesnya untuk

termokimia produksi hidrogen. Dengan daur ulang aktinida dalam spektrum yang

cepat& 38 akan meminimalkan pembuangan limbah berumur pan'ang untuk

G+ repositori dan bisa memaksimalkan pemanfaatan kandungan energi

uranium (termasuk * yang berkurang) dengan transmutasi dari"#B* ke

transuranicsfisi.

eactor $oolant 9eutron

spectrum

0lectric

mission

6pood

mission

Actinide

mission

0arliest

deplay

38 3as 8ast @ @ @ "4"5

(+eston ,. %tacey& "44E "1)

%istem 38 mengutamakan spektrum neutron cepat dan perputaran bahan

bakar tertutup 38 menggunakan gas %i$ sebagai pendingin untuk

mengefisienkan kon=ersi uranium fertil dan mane'emen aktinida. 38 beroperasi

dalam putaran bahan bakar yang tertutup dengan inter=al pengisian bahan bakar

yang lama (14 sampai "4 tahun). Keutamaannya adalah desain yang

diperuntukkan bagi produksi listrik dalam 'aringan kecil dan bagi negara

berkembang yang tidak mau menyebarkan infrastuktur perputaran bahan bakar

alaminya untuk mendukung sistem energi nuklirnya. %istem baterai ini didesain

untuk pembangkitan listrik yang terdistribusi dan produk lain& termasuk hidrogen

dan air yang dapat diminum. (Duderstadt& 1;)


24/42

Dari kompilasi data parameter yang ditabulasikan dalam abel diatas dapat

dilihat bahwa& desain reaktor memiliki %i$ sebagai material matriks. %eleksi

ini didasarkan untuk keberlan'utan material pada operasi temperatur tinggi.

Konsekuensinya profil fluks diekspektasi lebih lunak daripada yang

dipromosikan dalam spesifikasi 3enerasi :2 awal& karena pemuatan karbon

dalam teras yang tinggi dan banyaknya hampir setengah dari 'umlah totalmaterial teras. (,. Driscoll."445)

38 sama dengan 'enis 2 yaitu gas helium& namun bentuk spectrum

neutronnya sangat keras yang dihasilkan oleh "#B*. 38 menggunakan bahan

bakar partikel berlapis keramik yang terdispersi dalam matriks bahan bakar 38

sampai saat ini dalam ka'ian yang serius. 9amun demikian %i$ kemungkinan

merupakan kandidat kuat sabagai bahan matrik yang digunakan reactor ini.

Pengembangan fisika reactor 'enis 38 ini diantaranya adalah efek dari aliran

neutron(neutron streaming) di sepan'ang kanal pending elium dan data nuklir

untuk aktinida transuranic (*) serta material kandidat untuk bahan matriks

bahan bakar seperti %i$

Para*eter 7FR

Daya& ,+th 15446#444

Densitas Daya k+ !l 144

Daya %pesifik (k+ per! , #B

-ahan -akar *$6%i$

(*6*) carbide& nitride& o>ide


25/42

Pendingin Primer

(out& 4$)

e(446B54)

,oderator idak ada

%pektrum 9eutron $epat

ekanan Ker'a inggi

%iklus ertutup

-ahan -akar (insitu)

Keluaran Gistrik dan Produksi idrogen

Pada 38 tidak membutuhkan moderator sama halnya dengan raktor

generasi :2 yang lain yaitu G8 dan %8. Pendingin untuk reactor 'enis 38

adalah gas elium (e). 8itur 38 berupa pendingin helium spektrum cepat dan

perputaran bahan bakar tertutup. emperatur outlet yang tinggi dari pendingin

helium memungkinkan untuk menghasilkan listrik& hidrogen atau proses panas

lain dengan efisiensi tinggi. (%uwoto dan Huhair&"41")

Parameter reactor 38 'uga dideskripsikan sebagai berikut

Teras Rea"t!r

Daya eaktor& ,+t 44

emperatur Pendingin masukan

dan keluaran4$

;4!B54

0fisiensi& B

ata6rata Densitas daya& ,+t!m# 144

Debit aliran helium& kg!det #"4

-ahan -akar *Pu$!%i$

*Pu$E4

%i$ E#4

kandungan PuE "4

8raksi 2olume bahan bakar!gase!%i$

54!4!14

5.,.& Ba(a# Ba"ar

Kandidat bahan bakar untuk reaktor cepat berpendingin gas adalah

*Pu$!%i$ yang dilapisi keramik& dengan geometri berbentuk bola atau batang

silinder atau batang heksagonal& seperti yang diperlihatkan pada gambar Adapun

komposisi kandungan bahan bakar 38 adalah *Pu$ E 4 dan %i$E #4&

dengan kandungan Pu dalam *Pu$ adalah "4.


26/42

ergantung pada 'enis dan kondisi operasi reaktor nuklir& bahan nuklir dapat

muncul dalam berbagai bentuk geometris dan berbagai senyawa kimia. -ahan

bakar oksida (*Pu?") saat ini senyawa bahan bakar standar untuk semua reaktor

nuklir& baik termal dan sistem cepat.


27/42

-erikut ini adalah prinsip ker'a 38E

1. eaksi fisi nuklir pada teras reaktor akan menghasilkan daya thermal yang

besarnya berkisar sekitar "44 ,+t

". Daya thermal tersebut ditransfer ke pembangkit!turbin

#. Pembangkit uap akan menghasilkan uap bertekanan tinggi yang kemudian

menggerakan turbin uap

. urbin kemudian akan menggerakkan generator pembangkit listrik

5. %etelah melewati turbin& gas kemudian ke compressor utama untuk

diturunkan temperaturnya dan disinilah sekitar 464 daya thermal

reactor terbuang sia6sia. ,engingat suhu dan tekanan dari turbin sangat

tinggi&maka pada 38 menyediakan " buah compressor dan " buah

cooleral ini bertu'uan agar temperatur yang keluar dari turbin benar6

benar diturunkan

. Kemudian air hasil kompresi dipompa masuk kembali ke pembnagkit upa

. %iklus ini akan terus berlan'ut selama teras reactor menyuplai daya thermal

5.,., Keu#''ua# da# Kee*a(a# Gas-Cooled Fast Reactor (GFR)


28/42

%istem 38 mengutamakan spektrum neutron cepat dan perputaran bahan

bakar tertutup 38 menggunakan gas elium (e) sebagai pendingin untuk

mengefisienkan kon=ersi uranium fertil dan mane'emen aktinida. Keunggulan dari

pemanfaatan penggunaan gas sebagai pendingin& terutama elium adalah helium

tidak dapat mendidih serta dapat beroperasi pada temperature yang tinggi sebagai

pendukung produkti=itas gas hidrogen sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan

merupakan reaktor terbaik dari segi ketahanan karena mempunyai siklus bahan

bakar tertutup.

38 beroperasi dalam putaran bahan bakar yang tertutup dengan inter=al

pengisian bahan bakar yang lama (14 sampai "4 tahun). Keutamaannya adalah

desain yang diperuntukkan bagi produksi listrik dalam 'aringan kecil dan bagi

negara berkembang yang tidak mau menyebarkan infrastuktur perputaran bahan

bakar alaminya untuk mendukung sistem energi nuklirnya.

Pada dasarnya Konsep PG9 3enerasi ke6:2 (reaktor 3en6:2) adalah PG9

yang mempunyai spesifikasiE

1) Sustaina%ility ( efisiensi bahan bakar tinggi& limbah nuklir rendah dan

merupakansuatu sumber energi yang awet (dura%le).

") Economics (dapat bersaing dengan sumber energi yang lain).

#) Saety * Relia%ility (mempunyai keandalan dan keamanan yang tinggi

yaitu frekuensi dan tingkat kerusakan teras reaktor yang sangat rendah

dibandingkan dengan PG9 yang ada).

) Prolieration resistance and pysical protections (tak rentan terhadap

penyebaran bahan nuklir berbahaya dan tidak membutuhkan daerah

esklusif di sekitar PG9 meskipun dalam kondisi kecelakaan sehingga

dapat ditempatkan berdampingan dengan pemukiman penduduk).

Keandalan dan keakuratan serta ketelitian data nuklir merupakan salah

satu kunci sukses dalam pengembangan konsep reaktor 3en6:2 yang beroperasi

pada temperatur tinggi. 9amun kondisi status data nuklir yang ada sekarang masih

dirasakan belum cukup dapat dipercaya serta handal untuk mendukung

pengembangan konsep desain reaktor 3en6:2.


29/42

Analisis kebutuhan data nuklir untuk reaktor 3en6 :2 masih terus dika'i&

die=aluasi dan masih dikembangkan di negara6negara ma'u& sehingga masih

banyak data6data dan karakteristik yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan

reaktor 3en6:2 mendatang diantaranya dengan eksperimental untuk memperoleh

data nuklir yang sesuai& e=aluasi data nuklir secara integral& studi sensiti=itas data

nuklir dan tampang lintang nuklir fungsi temperatur yang sesuai untuk reaktor

3en6:2. Data6data ini sampai sekarang masih 'arang ditemukan& baik di internet

maupun di perpustakaan& karena masih terus dalam pengembangan. *ntuk

meningkatkan kemampuan analisis keselamatan dan optimasi desain reaktor 3en6

:2 sangat dibutuhkan peningkatan kemampuan analisis data nuklir yang

digunakan dalam perhitungan dengan berbagai =ariasi parameter desain dan

parameter yang terkait lainnya seperti =ariasi reakti=itas dan =ariasi distribusi

daya teras reaktor 3en6:2. -agian u'ung belakang pengelolaan siklus bahan bakar

dari sistem reaktor 3en6:2 'uga membutuhkan data yang lebih akurat untuk

memperkirakan parameter siklus dan bentuk akhir bahan bakar.

5./ Fisi"a I#ti daa* Bida#' Kese(ata#

5./.1 Ai"asi Nu"ir di Bida#' Kese(ata#

Asal6mula fisika nuklir terikat pada fisika atom& teori relati=itas& dan teori

kuantum dalam permulaan abad kedua6puluh. Kema'uan awal utama meliputi

penemuan radioakti=itas (1B;B)& penemuan inti atom dengan menginterpretasikan

hasil hamburan partikel alfa (1;11)& identifikasi isotop dan isobar (1;11)&

pemantapan hukum6hukum pergeseran yang mengendalikan perubahan6perubahan

dalam nomor atom yang menyertai peluruhan radioakti=itas (1;1#)& produksi

transmutasi nuklir karena penembakan dengan partikel alfa (1;1;) dan oleh

partikel6partikel yang dipercepat secara artifisial (1;#")& formulasi teori peluruhan

beta (1;##)& produksi inti6inti radioaktif oleh partikel6partikel yang dipercepat

(1;#)& dan penemuan fissi nuklir (1;#B). 8isika nuklir ialah unik pada tingkat

dimana ia menghadirkan banyak topik terapan dan paling fundamental.

:nstrumentasi6intrumentasinya telah memiliki kegunaan yang banyak di seluruh

http://artikel.staff.uns.ac.id/2008/11/18/aplikasi-nuklir-di-bidang-kesehatan/http://artikel.staff.uns.ac.id/2008/11/18/aplikasi-nuklir-di-bidang-kesehatan/http://artikel.staff.uns.ac.id/2008/11/18/aplikasi-nuklir-di-bidang-kesehatan/


30/42

sains& teknologi& dan kedokteranJ rekayasa nuklir dan kedokteran nuklir adalah

dua bidang spesialisasi terapan yang sangat penting.

Aplikasi teknik nuklir& baik aplikasi radiasi maupun radioisotop& sangat

dirasakan manfaatnya se'ak program penggunaan tenaga atom untuk maksud

damai dilancarkan pada tahun 1;5#. Dewasa ini penggunaannya di bidang

kedokteran sangat luas& se'alan dengan pesatnya perkembangan bioteknologi&

serta didukung pula oleh perkembangan instrumentasi nuklir dan produksi

radioisotop umur pendek yang lebih menguntungkan ditin'au dari segi medik.

0nergi radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber radiasi& dapat menyebabkan

peruba.hari fisis& kimia dan biologi pada materi yang dilaluinya. Perubahan yang

ter'adi dapat dikendalikan dengan 'alan memilih 'enis radiasi (& L& M atau neutron)

serta mengatur dosis terserap& sesuai dengan efek yang ingin dicapai. -erdasarkan

sifat tersebut& radiasi dapat digunakan untuk penyinaran langsung seperti antara

lain pada radioterapi& dan sterilisasi. %elain itu& radiasi yang dipancarkan oleh

suatu radioisotop& lokasi dan distribusinya dapat dideteksi dari luar tubuh secara

tepat& serta akti=itasnya dapat diukur secara akuratJ sehingga penggunaanradioisotop sebagai tracer atau perunut& sangat bermanfaat dalam studi

metabolisme& serta teknik pelacakan dan penatahan berbagai organ tubuh& tanpa

harus melakukan pembedahan.

5./.& Ked!"tera# Nu"ir

:lmu Kedokteran 9uklir adalah cabang ilmu kedokteran yang menggunakan

sumber radiasi terbuka berasal dari disintegrasi inti radionuklida buatan& untuk

mempela'ari perubahan fisiologi& anatomi dan biokimia& sehingga dapat

digunakan untuk tu'uan diagnostik& terapi dan penelitian kedokteran. Pada

kedokteran 9uklir& radioisotop dapat dimasukkan ke dalam tubuh pasien (studi

in=i=o) maupun hanya direaksikan sa'a dengan bahan biologis antara lain darah&

cairan lambung& urine da sebagainya& yang diambil dari tubuh pasien yang lebih

dikenal sebagai studi in6=itro (dalam gelas percobaan).


31/42

Pemeriksaan kedokteran nuklir banyak membantu dalam menun'ang

diagnosis berbagai penyakitseperti penyakit 'antung koroner& penyakit kelen'ar

gondok& gangguan fungsi gin'al& menentukan tahapan penyakit kanker dengan

mendeteksi penyebarannya pada tulang& mendeteksi pendarahan pada saluran

pencernaan makanan dan menentukan lokasinya& serta masih banyak lagi yang

dapat diperoleh dari diagnosis dengan penerapan teknologi nuklir yang pada saat

ini berkembang pesat.

Disamping membantu penetapan diagnosis& kedokteran nuklir 'uga

berperanan dalam terapi6terapi penyakit tertentu& misalnya kanker kelen'ar

gondok& hiperfungsi kelen'ar gondok yang membandel terhadap pemberian obat6

obatan non radiasi& keganasan sel darah merah& inflamasi (peradangan)sendi yang

sulit dikendalikan dengan menggunakan terapi obat6obatan biasa. -ila untuk

keperluan diagnosis& radioisotop diberikan dalam dosis yang sangat kecil& maka

dalam terapi radioisotop senga'a diberikan dalam dosis yang besar terutama dalam

pengobatan terhadap 'aringan kanker dengan tu'uan untuk melenyapkan sel6sel

yang menyusun 'aringan kanker itu.

Di :ndonesia& kedokteran nuklir diperkenalkan pada akhir tahun 1;4an&

yaitu setelah reaktor atom :ndonesia yang pertama mulai dioperasikan di

-andung. -eberapa tenaga ahli :ndonesia dibantu oleh tenaga ahli dari luar negeri

merintis pendirian suatu unit kedokteran nuklir di Pusat Penelitian dan

Pengembangan eknik 9uklir di -andung. *nit ini merupakan cikal bakal *nit

Kedokteran 9uklir %* asan %adikin& 8akultas Kedokteran *ni=ersitas

Pad'ad'aran. ,enyusul kemudian unit6unit berikutnya di 7akarta (%$,& %PP&

% 3atot %ubroto) dan di %urabaya (% %utomo). Pada tahun 1;B46an didirikan

unit6unit kedokteran nuklir berikutnya di % sard'ito (ogyakarta) % Kariadi

(%emarang)& % 7antung harapan Kita (7akarta) dan % 8atmawati (7akarta).

Dewasa ini di :ndonesia terdapat 15 rumah sakit yang melakukan pelayanan

kedokteran nuklir dengan menggunakan kamera gamma& di samping masih


32/42

terdapat " buah rumah sakit lagi yang hanya mengoperasikan alat penatah gin'al

yang lebih dikenal dengan nama enograf.

Radi!is!t! da# Teeterai

enry -acNuerel penemu radioakti=itas telah membuka cakrawala nuklir

untuk kesehatan. Kalau +ilhelm ontgen& menemukan sinar6> ketika gambar 'ari

dan cincin istrinya ada pada film. ,aka ,arie $urrie mendapatkan hadiah 9obel

atas penemuannya adium dan Polonium dan dengan itu pulalah sampai dengan

1;46an adium telah digunakan untuk kesehatan hampir mencapai 1444 $i.

entunya ini sebuah 'umlah yang cukup besar untuk kondisi saat itu. ,asyarakat

kedokteran menggunakan radioisotop adium ini untuk pengobatan kanker& dan

dikenal dengan -rakiterapi. ,eskipun kemudian banyak ditemukan radiosiotop

yang lebih men'an'ikan untuk brakiterapi& sehingga adium sudah tidak

direkomendasikan lagi. %elain untuk -rakiterapi& radisotop $s61# dan $o64

'uga dimanfaatkan untuk eleterapi& meskipun belakangan ini teleterapi dengan

menggunakan radioisotop $s61# sudah tidak direkomendasikan lagi untuk

digunakan. ,eskipun pada dekade belakangan ini 'umlah pesawat teleterapi $o6

4 mulai menurun digantikan dengan akselerator medik. adioisotop tersebut

selain digunakan untuk brakiterapi dan teleterapi& saat ini 'uga telah banyak

digunakan untuk keperluan 3amma Knife& sebagai suatu cara lain pengobatan

kanker yang berlokasi di kepala.

eleterapi adalah perlakuan radiasi dengan sumber radiasi tidak secara

langsung berhubungan dengan tumor. %umber radiasi pemancar gamma seperti

$o64 pemakaiannya cukup luas& karena tidak memerlukan pengamatan yang

rumit dan hampir merupakan pemancar gamma yang ideal. %umber ini banyak

digunakan dalam pengobatan kanker!tumor& dengan 'alan penyinaran tumor secara

langsung dengan dosis yang dapat mematikan sel tumor& yang disebut dosis letal.

Kerusakan ter'adi karena proses eksitasi dan ionisasi atom atau molekul. Pada

teleterapi& penetapan dosis radiasi sangat penting& dapat berarti antara hidup dan

mati. ,asalah dosimetri ini ditangani secara sangat ketat di bawah pengawasan


33/42

-adan :nternasional +? dan :A0A beker'asama dengan laboratorium6

laboratorium standar nasional.

?rang pertama yang menggunakan radioisotop nuklir sebagai tracer

(perunut) pada 1;1#6an adalah 3$ a=esy& dan dengan tulisannya dalam 7ournal

of 9uclear ,edicine& a=esy menerima hadiah 9obel Kimia 1;#. Prinsip yang

ditemukan a=esy inilah yang kemudian dimanfaatkan dalam Kedokteran 9uklir&

baik untuk diagnosa maupun terapi. adioisotop untuk diagnosa penyakit

memanfaatkan instrumen yang disebut dengan Pesawat 3amma Kamera atau

%P0$ (%ingle Photon 0mission $omputed homography). %edangkan aplikasi

untuk terapi sumber radioisotop terbuka ini seringkali para pakar menyebutnya

sebagai 0ndoradioterapi.

Rutherford dan Teknologi Pemercepat Radioisotop

Penemuan utherford memberikan 'alan pada munculnya teknologi

pemercepat radioisotop& sehingga 7 Gawrence dapat menggunakan %iklotron

-erkeley dapat memproduksi P6#"& yang merupakan radioisotop artifisial pertamayang digunakan untuk pengobatan leukimia. %ekitar 1;#;& :61"B diproduksi

pertama kalinya dengan menggunakan %iklotron& namun dengan keterbatasan

pendeknya waktu paro& maka :61#1 dengan waktu paro B hari diproduksi.

Perkembangan teknologi %iklotron untuk kesehatan men'adi penting setelah

beberapa produksi radioisotop dengan waktu paro pendek mulai dimanfaatkan dan

sebagai dasar utama P0 (Positron 0mission omography).

adioisotop selain diproduksi dengan pemercepat& 'uga dapat diproduksi

dengan reaktor nuklir. ,a'alah %cience telah mengumumkan bahwa reaktor nuklir

penghasil radioisotop pada 1;& dan menurut -aker sampai sekitar 1; ada 11

reaktor nuklir di Amerika %erikat memproduksi radiosisotop untuk melayani

kesehatan. Perkembangan teknologi reaktor 'uga saat ini dimanfaatkan untuk

produksi secara in6situ akti=asi -oron untuk pengobatan penyakit maligna dan

biasanya dikenal dengan -9$ (-oron 9etron $apture herapy ). ,eskipun saat

ini banyak 'uga berkembang -9$ dengan metode akselerator.


34/42

3enerator radioisotop6pun saat ini 'uga berperan besar dalam memproduksi

radioisotop untuk kesehatan& terutama kedokteran nuklir. Produksi&

pengembangan dan pemanfaatan generator ,o6;;!c6;;m merupakan dampak

positif dalam aplikasi nuklir untuk kesehatan dan farmasi. Dengan generator ini

masalah6masalah faktor produksi ulang& waktu& dan 'arak terhadap tempat yang

memproduksi radioisotop& selain 'uga mengurangi dosis yang diterima oleh

pasien.

5./., Te"#i" Pe#'a"ti8a# Neutr!#

eknik nuklir ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan mineral

tubuh terutama untuk unsur6unsur yang terdapat dalam tubuh dengan 'umlah yang

sangat kecil ($o&$r&8&8e&,n&%e&%i&2&Hn dsb) sehingga sulit ditentukan dengan

metoda kon=ensional. Kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya yang tidak

merusak dan kepekaannya sangat tinggi. Di sini contoh bahan biologik yang akan

idperiksa ditembaki dengan neutron.

5././ Pe#e#tua# Keraata# Tua#' De#'a# B!#e De#sit!*eter

Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang

dengan radiasi gamma atau sinar6>. -erdasarkan banyaknya radiasi gamma atau

sinar6> yang diserap oleh tulang yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi

mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan oleh komputer yang

dipasang pada alat bone densitometer tersebut. eknik ini bermanfaat untuk

membantu mendiagnosis kekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering

menyerang wanita pada usia menopause (matihaid) sehingga menyebabkan tulang

muda patah.

5./.5 T(ree Di*e#si!#a )!#9!r*a Radi!t(era(6 $,d-)rt%

erapi adiasi dengan menggunakan sumber radiasi tertutup atau pesawat

pembangkit radiasi telah lama dikenal untuk pengobatan penyakit kanker.

Perkembangan teknik elektronika ma'u dan peralatan komputer canggih dalam

dua dekade ini telah membawa perkembangan pesat dalam teknologi radioterapi.


35/42

Dengan menggunakan pesawat pemercepat partikel generasi terakhir telah

dimungkinkan untuk melakukan radioterapi kanker dengan sangat presisi dan

tingkat keselamatan yang tinggi melalui kemampuannya yang sangat selektif

untuk membatasi bentuk 'aringan tumor yang akan dikenai radiasi&

memformulasikan serta memberikan paparan radiasi dengan dosis yang tepat pada

target. Dengan memanfaatkan teknologi #D6$ ini se'ak tahun 1;B5 telah

berkembang metoda pembedahan dengan menggunakan radiasi pengion sebagai

pisau bedahnya (gamma knife). Dengan teknik ini kasus6kasus tumor ganas yang

sulit di'angkau dengan pisau bedah kon=ensional men'adi dapat diatasi dengan

baik oleh pisau gamma ini& bahkan tanpa perlu membuka kulit pasien dan yang

terpenting tanpa merusak 'aringan di luar target.

5./.: Steriisasi Aat Ked!"tera#

Alat!bahan yang digunakan di bidang kedokteran pada umumnya harus

steril. -anyak di antaranya yang tidak tahan terhadap panas& sehingga tidak bisa

disterilkan dengan uap air panas atau dipanaskan. Demikian pula sterilisasi

dengan gas etilen oksida atau bahan kimia lain dapat menimbulkan residu yang

membahayakan kesehatan. %atu6satunya 'alan adalah sterilisasi dengan radiasi&

dengan sinar gamma dan $o64 yang dapat memberikan hasil yang memuaskan.

%terilisasi dengan cara tersebut sangat efektif& bersih dan praktis& serta biayanya

sangat murah. *ntuk transpiantasi 'aringan biologi seperti tulang dan urat& serta

amnion chorion untuk luka bakar& 'uga disterilkan dengan radiasi.

5.5 Fisi"a I#ti daa* Bida#' I#dustri

5.5.1 Pe*eri"saa# Ta#a 2erusa"

Pemeriksaan tak merusak dalam menentukan kualitas suatu sistem dapat

dilakukan baik dengan metode teknik nuklir maupun non6nuklir. adiasi berdaya

tembus tinggi dapat dipakai untuk melakukan pemeriksaan bahan tanpa merusak

bahan yang diperiksa (non destructive testing ). eknik pemeriksaan dengan radiasi

ini disebut 'uga radiografi industri. *'i tak merusak ini biasanya memanfaatkan

radiasi 'enis foton berdaya tembus tinggi& baik berupa sinar gamma yang


36/42


37/42

('am%ar conto pengu+ian pada pipa)

5.5.& U#tu" 2e#e#tu"a# Ke(ausa# Atau Ker!!sa# 4a#' Teradi Pada

Ba'ia# Pe#'easa# Atau L!'a*

adioisotop digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di

dalam tanah atau dalam beton dengan memasukannya ke dalam aliran pipa yang

diperkirakan ter'adi kebocoran pipa di dalamnya sehingga kebocoran dapat

dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton.adiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam

atau sambungan las& yaitu dengan meronsen bahan tersebut. eknik ini

berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi& maka intensitas

radiasi yang diteruskan makin berkurang& 'adi dari gambar yang dibuat dapat

terlihat apakah logam merata atau ada bagian6bagian yang berongga didalamnya.

Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam&

7ika bagian pengelasan atau logam ini disinari dengan sinar gamma dan

dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang terdapat kehausan

atau kekeroposan akan memberikan gambar yang tidak merata.

5.5., U#tu" 2e#'eta(ui Ada#6a )aat Pada 2ateria

Pada bidang industri aplikasi ba'a perlu dianggap bahwa semua bahan selalu

mengandung cacat. $acat dapat berupa cacat bawaan dan cacat yang ter'adi akibat

penanganan yang tidak benar. $acat pada material merupakan sumber kegagalan

dalam industri ba'a. Penyebab timbulnya cacat pada material meliputi desain yang


38/42

tidak tepat& proses fabrikasi dan pengaruh lingkungan. Desain yang tidak tepat

meliputi pemilihan bahan& metode penger'aan& panas yang tidak tepat dan tidak

dilakukannya u'i mekanik. Proses fabrikasi meliputi keretakan karena

penggerindaan& cacat proses fabrikasi dan cacat pengelasan. Kondisi operasi

lingkungan meliputi korosi. *ntuk mengetahui adanya cacat pada material maka

digunakan suatu pengu'ian material tak merusak yang salah satunya adalah

dengan metode radiografi sinar gamma.

eknik radiografi merupakan salah satu metode pengu'ian material tak6

merusak yang selama ini sering digunakan oleh industri ba'a untuk menentukan

'aminan kualitas dari produk yang dihasilkan. eknik ini adalah pemeriksaan

dengan menggunakan sumber radiasi (sinar6> atau sinar gamma) sebagai media

pemeriksa dan film sebagai perekam gambar yang dihasilkan. adiasi melewati

benda u'i dan ter'adi atenuasi dalam benda u'i. %inar yang akan diatenuasi tersebut

akan direkam oleh film yang diletakkan pada bagian belakang dari benda u'i.

%etelah film tersebut diproses dalam kamar gelap maka film tersebut dapat

die=aluasi. -ila terdapat cacat pada benda u'i maka akan diamati pada film

radiografi dengan melihat perbedaan kehitaman atau densitas. Pemilihan sumber

radiasi berdasarkan pada ketebalan benda yang diperlukan karena daya tembus

sinar gamma terhadap material berbeda. Pada sumber pemancar sinar gamma

tergantung besar akti=itas sumber. %edangkan pemilihan tipe film sangat

mempengaruhi pemeriksaan kualitas material. 8ilm digunakan untuk merekam

gambar material yang diperiksa. Pemilihan tipe film yang benar akan

menghasilkan kualitas hasil radiografi yang sangat baik. Pada umumnya kita

mengenal dua macam 'enis film& yaitu film cepat dan film lambat. Pada film cepat

butir6butirannya besar& kekontrasan dan definisinya kurang baik. %edangkan pada

film lambat butir6butirannya kecil& kekontrasan dan definisinya lebih baik

Penentuan 'arak sumber ke film (%8D) 'uga mempengaruhi hasil kualitas film

radiografi. Penghitungan %8D yang tidak benar mempengaruhi tingkat kehitaman

atau density hasil film radiografi sehingga akan mempengaruhi tingkat sensiti=itas

atau tingkat ketelitian.


39/42

5.5./ Di'u#a"a# Daa* Pe#'uia# Kuaitas Las Pada Wa"tu Pe*asa#'a#

Pia 2i#6a";7as Serta I#staasi Kia#' 2i#6a"

eknik radiografi merupakan teknik yang sering dipakai terutama pada

tahap6tahap konstruksi. Pada sektor industri minyak bumi& teknik ini digunakan

dalam pengu'ian kualitas las pada waktu pemasangan pipa minyak!gas serta

instalasi kilang minyak. %elain bagianbagian konstruksi besi yang dianggap kritis&

teknik ini digunakan 'uga pada u'i kualitas las dari ketel uap tekanan tinggi serta

u'i terhadap kekerasan dan keretakan pada konstruksi beton. adioisotop yang

sering digunakan adalah kobal64 (4$o). Dalam bidang industri& radioisotop

digunakan 'uga sebagai perunut misalnya untuk mengu'i kebocoran cairan!gas

dalam pipa serta membersihkan pipa& yang dapat dilakukan dengan menggunakan

radioisotop iodoum61#1 dalam bentuk senyawa $#1#1l. adioisotop seng65

(5Hn) dan fosfor6#" merupakan perunut yang sering digunakan dalam penentuan

efisiensi proses industri& yang meliputi pengu'ian homogenitas pencampuran serta

residence time distribution (D). %edangkan untuk kalibrasi alat misalnya flow

meter& menentukan =olume be'ana tak beraturan serta pengukuran tebal material&

rapat 'enis dan penangkal petir dapat digunakan radioisotop kobal64& amerisium6

"1 ("1Am) dan cesium61# (1#$s).

Kebocoran dan dinamika fluida di dalam pipa pengiriman gas maupun

cairan dapat dideteksi menggunakan radioisotop. Hat yang sama atau memiliki

sifat yang sama dengan


40/42

intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui.

Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. 7ika lembaran men'adi lebih

tebal& maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan

mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat

dipertahankan.

5.5.: Pe#'a


41/42

penyebaran pupuk dan efektifitas pemupukan. *ntuk melaksanakan pemupukan

pada waktu yang tepat& dapat digunakan radioisotop 9itrogen O 15 ( 9 O 15 ).

Pupuk yang mengandung 9 O 15 di pantau dengan alat pancacah 'ika pancacah

tidak mendeteksi lagi adanya radiasi& berarti pupuk sepenuhnya sudah diserap oleh

tanaman. Pada saat itulah pemupukan berikutnya sebaiknya dilakukan& dari upaya

ini akan diketahui 'angka waktu pemupukan yang sesuai untuk diperlukan dengan

usia tanaman.

5.:., Iradiasi 2a"a#a#

Pada proses pengawetan bahan pangan dengan iradiasi digunakan radiasi

berenergi tinggi yang dikenal dengan radiasi pengion& karena dapat menimbulkan

ionisasi pada materi yang dilaluinya. 7enis radiasi yang dapat digunakan untuk

pengawetan bahan pangan& adalah radiasi elektromagnetik dengan pan'ang

gelombang di bawah 14 nm. . %ampai saat ini yang banyak digunakan adalah sinar

gamma 4$o dengan energi foton sebesar 1&1 dan 1# ,e2 dan 1#$s dengan

energi foton sebesar 4& ,e2.

DAFTAR PUSTAKA

-assi& $ and ,arNue& ,. "44B. Relia%ility Assessment o ,-.. !Wt 'as#

/ooled 0ast Reactor 1atural /irculation 2ecay 3eat Removal in

Pressurized Situations. %cience and echnology of 9uclear :nstallations

2olume "44B.

Duderstadt& 7.7. 1;. 1uclear Reactor Analysis. 7ohn +iley / %ons

8ielding& . et al& "44. 3as6cooled fast reactor fuel fabrication. 4ournal o

1uclear !aterial 5olume 6789 ssues 8#69 8; Septem%er ,..7 .


42/42

,. Dricoll& et al.& Engineering and Pysics

Makalah Inti Pwr (New) - Copy - Copy

Documents

Transcript of Makalah Inti Pwr (New) - Copy - Copy