Hasi! Pene!itian P2PLR Tahun 2002

PEMBUATAN SUMBER EKSITASI Am-241 UNTUK PEM8EF~DAYAANINSTRUMENT X-RAY FLUORESCENT

Teddy SumantryPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif

ABSTRAKPEMBUATAN SUMBER EKSITASI Am-241 UNTUK PEMBERDAYAAN

INSTRUMENT X-RAY. Telah diia!-:ukan percobaan pembuatan sumber eksitasi Am-241 untukpemberdayaan Instrument X-Ray t=luorescent. Percobaan ini bertujuan untuk membuat sumbereksitasi Instrument X-Ray Fluorescent dari limbah penangkal petir yang mengandung Am-241dengan cara melarutkannya dan melapiskannya dengan cara elektroplating pada ring yangdisiapkan dan diharapkan dapat mencapai 25 mCi sehingga dapat dibuat seqagai sumbereksitasi. Hasil perGobaan menunjukkan bahwa proses pelarutan limbah penangkal petir yangmengandung Am-241 tidak dapat dilarutkan dengan pelarut kimia yang ada setlingqa proseselektroplating tidak dapat dilanjutkan. Jadi perlu dicari limbah yang mengandurlg Am-241 lain

agar proses elektroplating dapat dilanjutkan.

ABSTRACTEXCITA TION Am-241 SOURCE MAKING FOR ENABLENESS INSTRUMENT X-RA Y

FLUORESCENT. Have been done a excitation Am-241 source making aiiempt for enablenessInstrument X-Ray Fluorescent. This Attempt aim to make excitation Instrument X-RayFluorescent source from lightningrod waste containing Am-241 by dissolving and superimposeby electroplating at ring prepared and than expected can reach 25 mCi so that can be made asexcitation source. Result of attempt indicate that !ightningrod waste condensation processcontaining Am-241 cannot be dissolved by solvent so that process electroplating cannot becontinued. Become require to be searched the waste containing Am-241 in order to processelectroplating can be continued.

PENDAHULUANAlat analisis X-Ray Fiuorescent (XRF) dapat dipergunakan untuk

mengidentifikasi kandungan logam berat baik secara kualitatif ataupun secarakuantitatif dalam sampel lingkungan atau sampel-sampel lainnya yangmempunyai matriks yang sarna. Metode ini mempunyai kelebihan dibandingkanlainnya, yaitu dapat digunakan untuk analisis sam pel dalam bentuk padatandan cairan tanpa merusak komposisi sampel (non destiuctive method).

Alat analisis X-Ray Fluorescent (XRF) yang ada di Bidang Tekno:ogiPenyimpanan lestari -Pusat Pengembangan Pengelolaan limbah RadioaktifBadan Tenaga Nuklir Nasiona! terdiri dari DGtektor Si(Li), Pre amplifier,Amplifier, HV ,ADC dan MCA tetapi belum mempunyai sumber eksitasi,material standard dan material pelengkap lainnya sehingga belum dapatberoperasi. Agar Alat analisis X-Ray Fluorescent (XRF) dapatdiberdayagunakan untuk menganalisa unsur logam baik yang ada dalamcontoh lingkungan atau contoh lain yang mempunyai matriks yang sarna, makaalat analisis X-Ray Fluorescent (XRF) ini perlu dilengkapi.

Hasil Penelitia.j P2PLR Tahun 2002

Detektor yang digunakan adalah Si(Li) yeng merupakan detektorsemikonduktor mempunyai diameter aktif = 10.1 mm dan active area = 80 mm2

untuk jenis radiasi sinar X serta bekerja optimum pada SUhL; minus 196°C.Detektor ini lebih efisien dibandingkan dengan detQktor isign gas, karenaterbuat dari zat padat serta mempunyai resolusi yang lebih baik dari pad adetektor scintilasi.

Dasar analisis alat X-Ray Fluorescent ini adalah pencacahan sinar xyang dipancarkan oleh suatu unsur akibat pengisian kembali kekosonganelektron pad a orbital yang lebih dekat dengan inti (karena terjadinya eksitasielektron) oleh elektron yang terletak pada orbital' yang lebih luar. Pengisianelektron pada orbital K akan menghasilkan spektrum sinar x deret K I pengisianelektron pada orbital berikutnya menghasilkan spektrum sinar X deret L de;-etM, deret N dan seterusr.ya.

Setiap unsur akan memancarkan sinar X dengan energi karakteristik .Sifat karakteristik tersebut digunakan untuk analisis kualitatif. Energi sinar Xyang dipancarkan dideteksi dengan detektor penangkap sinar X kemudiandiubah menjadi pulsa-pulsa listrik lalu diperkuat oleh penguat awal danpenguat akhir, sehingga terbentuk sebuah spektrum. Analisis kuantitatifdilakukan dengan cara menginterpolasi intensitas sinar-X suatu unsur padakurva kalibrasi standar. Zat standar yang digunakan diusahakan mempunyaisifat fisik dan kimia yang mirip dengan sampel..

Eksitasi dilakukan dengan menggunakan sumber radioisotop pemancarsinar X ya.itu Fe-55, Cd-109 dan Am-241. Pemilihan sumber sinar x untukpengeksitasi didasarkan pada jenis unsur yang akan dianalisis, yaitu sumberprimer harus mempunyai energi yang lebih besar dari energi ikat elektron yangakan dieksitasi.

a~ y~~li\t. t~1

e ~~.~jU1ott>~... ...dibQ;oj }

t)o.~...

EJ0 C~~)

Gambar 1. Prinsip analisis dengan alat X-Ray Fluorescent

39

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

Tujuan percobaan ini mencoba membuat sumber eksitasi Am-241 , darilimbah penangkal petir yang mengandung Am-241 dan mempunyai energicukup besar untuk mengeksitasi unsur yang akan dianalisis. Prinsip analisisunsur logam dengan alat X-Ray Fluorescent ditunjukkan pada Gambar 1 diatas.

TATA KERJA

Bahan dan Alatlimbah penangkal petir diambil dari Pusat Pengembangan Pengelolaan

limbah Radioaktif Badan Tenaga Nuklir Nasional -Serpong berupa tabletpaduan logam mengandung Am-241 dengan paparan per tablet 0.7 milicurie.Bahan -bahan lain yang digunakan adalah sebagai berikut : baja tahan karat316, timbal, akrilik, limbah yang mengandung Am-241 (berupa tablet daripenangkal petir), asam sulfat pekat., asam klorida pekat, asam nitrat pekat,aqua regia, ethanol 96 % dan lainnya.

MetodaDibuat gambar wadah sumber eksitasi untuk alat X-Ray Fluorescent

yang ada di BTPL-P2PLR Serpong. Gambar sumber eksitasi ini disesuaikanuntuk detektor Si (Li) model SL 80190. Selanjutnya wadah sumber ekstasiX-Ray Fluorescent dibuat berdasarkan gambar tersebut.

Limbah penangkal petir yang berupa tablet paduan logam di larutkandengan bermacam-macam pelarut yang ada dengan tujuan untuk dapatmelarutkan Am-241 yang terdapat dalam limbah tersebut.

Dibuat larutan elektroplating, setelah diperoleh pelarut yang sesuai agarAm-241 yang terdapat dalam larutan dapat dilapiskan dengan teknikelektroplating ke ring metal yang telah disiapkan.

HASIL DAN PEMBAHASAN.Setelah dibuat gambar rancangan wadah sumber eksitasi seperti yang

ter1ihat pada Gambar 2. maka wadah sumber eksitasi alat XRF dibuat sesuaidengan gambar dan detector Si (Li) model SL 80190 yang ada di BidangTeknologi Penyimpanan Lestari -P2PLR BAT AN Serpong.

Limbah penangkal petir ini akan di memanfaatkan menjadi sumbereksitasi alat X-Ray Fluorescent sesuai Gambar 3 yang mempunyai aktivitassebesar 25 milicurie. Dimana untuk membuat sumber eksitasi ini diperlukankurang lebih 40 tablet paduan logam penangkap petir mempunyai paparansebesar 0.7 mili curie.

Hasil pelarutan paduan logam penangkal petir dalam pelarut yang adaadalah sebagai berikut : tidak larut dalam etanol 96%, tidak larut dalam asamklorida pekat, tidak larut dalam asam sulfat pekat, tidak larut dalam asam nitratpekat bahkan tidak larut dalam air raja/aqua regia (Tabel 1). Maksud daripelarutan ini adalah untuk memisahkan Am-241 yang terdapat dalam tablet

penangkal petir.

40

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

~~if-"~u

~ lfJ'

~

~

Ale

fo4".~..""

j"'i-t.)J

~

U.lO-01'" "..

Gambar 2. Rancangan wadah sumber eksitasi alat XRF

Gambar 3. Sumber eksitasi alat X-Ray Fluorescent

.1.1

'I T,,;: 1\...

CO "-,-"

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

Tabel1.

I Asam nttratPekat I Hdak larutI AsamsulfatPekat I Tidak larutI Asam klorida Pe~.t. I Tidak larut

I Tidak larutI Tidak IBrut

Keterangsn :Umbah Penangikal Petir .Americium (Am -241)Bentuk .tablet paduanPaparan .0.7 mitJ Gun per tabtetUkuran .Diameter = 12.5 mm, unggi = () mm

Proses elektroplating yang direncanakan untuk melapiskan Am-241 darihasil pelarutan ke target (ring metal) tidak dapat dilaksanakan, Karena belumditemukan pelarut yang cocok untuk Am-241 dari limbah penangkal petir ini .

KESIMPULANlimbah radio aktif penangkal petir dari Pusat Pengembangan

Pengelolaan l_imbah Radioaktif -Badan Tenaga Nuklir Nasional belum dapatdimanfaatkan menjadi sumber eksitasi alat analisis X-Ray Fluorescent.. karenaAm-241 yang terdapat. pada limbah penangkal petir ini belum dapat

dipisahkan sehingga menghambat proses elektroplating yang direncanakan.

DAFT AR PUST AKA.1. Diklat Pelatihan Pengukuran Radiasi dan Spektroskopi , Pusdiklat, BAT AN

Ja-Karta, 18 -29 September 2000.2. Evarista Ristin Polo dkko, Majalah Batan Vol XXXII No 1 / 2 Januari /April

1999.