rosidillg Seminar Hasi/ Pelle[iticm PRSGTal11111199811999

ISSN 0&54.527&

PENGEMBANGAN PAKET PROGRAM KOMPUTER PEMANTAUANRADIASI GAMA DI SEKITAR FASILITAS NUKLIR*

Yus R. Akhmad, Pudjijanto MS, clan Subiharto

ABSTRAK

Paket program komputer untuk pemantauan radiasi gama di sekitar fasilitas nuklir telahdikembangkan sehingga dapat dicangkokkan pada portable gama analyzer yang tersediasecara komersial. Program telah dicoba clan berhasil mentransfer file data (distribusi tinggipulsa) dari luaran spektrometer MicroNOMAD (produk ORTEC) kemudian mengolahnyamenjadi data besaran dosimetri clan fisika. Uji banding antara luaran program, untukbesaranlaju dosis serap clan konsentrasi radioaktivitas alam, dengan luaran dari peralatan surveystandard dari Pusat Standardisasi clan Penelitian Keselamatan Radiasi (PSPKR) telahdilakukan. Hasil uji banding menunjukkan kesesuaian nilai luaran yang cllkup memadai.Paket program ini diberi nama GABATAN (Gamma Analyzer of Batan) dan NAGABAT(Natural Gamma Analyzer of Batan). Program GABATAN dapat digunakan di berbagaifasilitas nuklir untuk menganalisis medan foton gama sampai energi 9 MeV. Sedangkanprogram NAGABA T digunakan untuk menganalisis sumbangan foton gama alam terhadaplaju paparan di suatu lokasi.

ABSTRACT

Computer codes for gamma radiation monitoring in the vicinity of nuclear facility have beendeveloped that the codes could be introduced to the commercial portablegama analyzer. Thecodes have been tested to transfer data file (pulse high distribution) from MicroNOMADgamma spectrometer (ORTEC product) and to convert them into quantities of dosemetry andphysics. In addition, comparison test with standard surveymeter of (PSPKR) for gammaabsurbed dose rate and natural radioavtivityconcentration have been done. Theresults showsin adequately agreement. The computer codes are called as GABATAN (Gamma Analyzer ofBatan) and NAGABAT (Natural Gamma Analyzer of Batan). GABATAN code is able toused at various nuclear facilities foranalyzing gamma field up to 9 MeV, while NAGABA Tis able to used for analyzing the contribution of natural gamma rays to the exposure rate in thecertain location.

PENDAHULUAN

Untuk memenuhi kebutuhan praktekkeselamatan keIja radiasi, perlu diupayakanpenyediaan/penguasaan teknik pengukuranyang andal. Penerapan metoda matrikrespon untuk menganalisis medan radiasigama dari hasil pengukuran denganspektrometer gama yang menggunakandetektor sintilasi NaI(TI) telah lama

diusulkan oleh peneliti terdahulu 1,2,3).Dengan cara ini distribusi fluks (spektrumenergi) di 10kasi detektor dapat ditentukanmelalui prosedur matematik, dikenaldengan istilah unfolding. yang dikenakankepada distribusi tinggi plllsa terhadapsaillr. Dari data flllks ini dapat dihitllngberbagai besaran lain seperti laju paparan,energi rerata, laju dosis serap di berbagaimedia, clan lain lain.

* Telah diterbitkan pacta majalah TDM, volume 7, Nomor 2, Juni 1998

181

ISSN 0854-5278

Dalam perkembangannya, walaupunteknik ini andal untuk mengkarakterisasimedan radiasi gama, tetapi pacta masa lalutidak umum untuk penggunaan survei rutindi lapangan karena memerlukan peralatanyang tidak praktis. Pacta saat ini, denganpesatnya perkembangan teknologikomputer clan elektronika, maka sudahmemungkinkan untuk penyederhanaannyasehingga teknik ini dapat dikembangkanclan melengkapi peralatan survei.Multichannel analyzer clan komputerpribadi berukuran kecil (portable) sudahtersedia secara komersial. Oleh karena itudi PRSG metoda matrik respondikembangkan guna melengkapi peralatanpengawasan maupun penelitian.

Dalam laporan ini akan disampaikanbasil pengembangan program komputeruntuk mengevaluasi medan radiasi gama disekitar fasilitas nuklir berdasarkan metodamatrik respon sehingga program tersebutdapat dicangkokkan pacta survei metergama (portable gama analyzer) yangtersedia secara komersial. Programkomputer tersebut di beri namaGABATAN (Gamma Analyzer of Batan)clanNAGABAT (Natural Gamma AnalyzerOf Batan). Uji coba program komputeruntuk mentransfer data luaran (agihantinggi pulsa) dariportable gamma analyzerMicroNOMAD clan mengolahnya menjadibesaran dosimetri clan fisika telah berhasildilakukan. Selain itu untuk meyakinkankelaikan luaran program, juga dilakukaneksperimen uji banding dengan peralatansurvey standard dari PSPKR untuk besaranlaju dosis serap clan konsentrasiradioaktivitas alamo

TEORI DAN METODOLOGI

Teori mengenai metoda matrikrespon untuk menganalisis medan radiasi

Pellgembclf/gclf/ Paket Program ....YIIS RlIsdiallAkhmad

gama dari basil pengukuran denganspektrometer gama yang menggunakandetektor sintilasi NaI(Tl) telah disajikan diberbagai pustakal,2,3,4,5). Prosedurunfolding distribusi tinggi pulsa untukmemperoleh distribusi fluks gama dalamkerangka metoda matrik respon yangdiadopsi oleh paket program GABATANclan NAGABAT adalah prosedur teknikiterasi yang diusulkan oleh Scofield denganalgoritme programnya telah dipersiapkanoleh Mollenauer. Secara garis besar,prosedur iterasi tersebut telah disajikanpactapustaka (5).

Program NAGABATdan GABATANDiagram alir sederhana program

GABATAN disajikan pacta Gambar 1.Program ini dirancang agar dapatdieksekusi dengan personal komputermenggunakan bahasa pemrogramanWATFOR77. Program bersifat interaktifsehingga dapat me:ni.beri kemudahankepada pemakai dalam menelusurikekeliruan pacta data file masukan. Datamasukan disiapkan dalam bentuk file didalam disket atau harddisk yang ditulisdengan format ASCII clan dikelompokkanmenjadi dua kelompok data file yaitu filepertama memuat antara lain data matriksrespon, kelompok energi, koefisienabsorpsi energi udara, clan data indekstaradosis HI d clan HI s dati Dimbylow6).Data file kedua memu~t data laju cacah perkelompok energi (distribusi tinggi pulsaatau spektrum luaran dari spektromer gamaNaI(Tl)).

GABATAN menyaratkan bahwaspektrum luaran spektrometer gamasebelum diinputkan harus terkalibrasi clandikelompokkan menjadi 46 kelompokenergi dengan rentang dari 0,01 sampai 9,2MeV. Dengan memanfaatkan programGABATAN, medan radiasi gama dapatdispesifikasi meliputi distribusi fluks, flukstotal, distribusi paparan, paparan total,

182

rosidillg Semillar Hasi/ Pelle/iliallPRSG Tah'11l1998/1999

energi rerata, indeks taradosis-dalam, clanindeks taradosis-pennukaan.

Untuk program NAGABAT,algoritme secara garis besar mirip denganGABATAN tetapi pengelempokanenerginya terdiri dari 22 kelompok denganrentang dari 0,05 sampai 3,2 MeV. Besaranyang dihitung selain paparan total clanflukstotal meliputi juga perhitungan sumbangandari radiasi galla alam clanperhitungan

ISSN 0854-5278

konsentrasi potasium, uranium clantorium. Selain itu disediakan perhitunganratio antara nilai besaran teramati clan

terhitung (model ideal) sebagai indikatoruntuk mengamati adanya penyimpangandari karakteristik paparan radiasi gallaalamo Dengan cara ini karakteristik paparanradiasi alam di suatu lokasi dapatdievaluasi clan ketika acta pembahan karenadampak operasi fasilitas nuklir dapat segeradiketahui.

183

ISSN 0854-5278

SUBPROGRAMSPECHMD

Subroutine INTER

untuk interpolasiHi,d, Hi,s

Matriks ResponsKoeL abs. energi udara

Kelompok energiHi,d ,Hi,s

Tidak

Tidak

Print input data:

MR,~lE,Ei,Hi.d,Hi,

Tulis Judul LuaranSONG

Input da

~~I:Laju cacah per e;IDATA

Ya

Tidak

Tldak

Ya

Hitung E,~.t.

Pengembclflgan Pake! Program ....J'IISRlIsdian Akhlllad

..- -IPROGRAM SPHCLMD

Ya

Tidak

Ya...

( Selesai )

Gambar 1. Diagram alir sederhanaprogram GABATAN

184

Prosidillg Semi liar Hasil Pel/elitiallPRSG Ta/llm 1998/1999

Pengoperasian Portable Analyzer-MicroNOMAD(EG&G ORTEC}

MicroNOMAD dapat dihubungkanke PC melalui high-speed parallel port.Software "MicroMCBTM" (setiappembelian MicroNOMAD akan diberikan)dapat disisipkan ke PC untuk pengendalianmoda akuisisi, emulasi MCA, clan anasisiskuantitatif spektrum dari detektor Nal(Tl).Setelah parameter operasi ditetapkanMicroNOMAD dapat dilepaskan dari PCuntuk pemakaian di lapangan. PC yangdigunakan harns mempunyai kelengkapansebagai berikut. Software: MicrosoftWindows, Versi 3.1 atau lebih tinggi; DOS3.3 atau lebih tinggi. Hardware: Intel 386atau processor yang lebih tinggi, 4-MBmemory, 3.5-in.jloppy drive, hard disk, clancoprocessor. Microsoft atau IBM mouseatau built-in track ball yang setara.

Spesifikasi MicroNOMADTM

Memori Data: 128 k RAM, 23L Icacah per kanal. Dapat menyimpan sampai127file untuk spektrum 256 kallal, atau 63

file untuk spektrum 512 kallal, atau31 fileuntuk spektrum 1024 kallal, atau 15 fileuntuk spektrum 2048 kanal. Apabilamemori telah terisi penuh akan timbulpesan LED untuk mengingatkan agar fileditransfer ke Pc.

Stabilitas: Spectrum broadening clanspectrum shift yang mencerminkanstabilitas atau statistik pencacahan yangdisumbangkan oleh sistem spektrometeradalah masing-masing lebih kecil dari 3%pada kanal661 keY 137Cs.

Waktll Pengoperasian: Lebih daridelapan jam dengan 8 buah bateri alkalineukuran AA.

ISSN 085~-5278

Catu daya: 8 buah bateri alkalineukuran AA atau dengan external ac-poweradapter (range 4 - 6 V).

Karakterisasi Spektrometer Gama Na/(TL}

Matriks (fungsi) respon darispektrometer gama merupakan himpunandata karakteristik respon dari sistemspektrometer ketika foton gama mengenaidetektor untuk berbagai energi foton yangdiperhatikan. Apabila dimensi kristalNal(Tl) clan resolusi spektrometer sebagaifungsi energi telah diketahui, maka matriksrespon dapat dibangkitkan dengan programkomputer SPHECYL(pemaparan dilingkungan) atau denganSPHCLMD(pemaparan di dalam fasilitasnuklir). Program SPHECYL clanSPHCLMD merupakan programpembangkit matriks respon yangdikembangkan di PRSG-Batan denganmengacu pada program SPHERIX dariMinato7).

lnteraksi PaketMicroNOMAD

Program dengan

Faker program pengolah luaranspektrometer Nal(Tl) ditulis dalam bahasaFORTRAN-77 clan telah disisipkan kedalam software FORTRAN Power Stationyang dapat bekeIja dengan systemwindows. Apabila paket programdieksekusi, pemakai akan dimintamemasukkan file matriks respon yangsesuai dengan kondisi irradiasi yaituapakah untuk pengukuran di dalam fasilitasnuklir atau di lingkungan. Dalam halpengukuran di dalam/di sekitar fasilitasnuklir disediakan data matriks respondengan jangkau energi foton sampai 9MeV. Sedangkan untuk pengukuran di .

185

ISSN 0854-5278

lingkungan disediakan matriks respondengan jangkau energi raton sampai 3MeV. Setelah file matriks respondimasukkan, pemakai akan diminta untukmemasukkan file spektrum gan1a(luarandari MicronNOMAD atau yang setara) clannama file output program berikut identitasfile seperlunya. Selain itu disediakan jugafasilitas kalibrasi(energi) ulang apabilapemakai menghendakinya.

PengujianKinerja Program

Evaluasi kesalahan pembacaan datafile MicroNOMAD oleh paket programdilakukan dengan Cara membandingkanjumlah cacah total untuk rentang energitertentu antara luaran paket program clanmenurut luaran MCA-MicroNOMAD. File

data distribusi tinggi pulsa yang dipakaiuntuk pengujian merupakan file demobemama MMCBDEMO.CHN yangdisediakan oleh pemasok. Keteranganmengenai karakteristik spektrometer gamayang digunakan, seperti ukuran detektorclan kondisi iradiasi tidak diberikan oleh

pemasok. Informasi ini penting apabilabermaksud ingin menspesifikasi medanradiasi gama secara akurat untuk datafileyang bersangkutan berdasarkan luaranprogram. Walaupun demikian, untukkeperluan mengetahui bahwa paketprogram dapat 'berkomunikasi' denganluaran MicroNOMAD clan mengolahnyasecara konsisten, maka informasi atauketerangan mengenai data file sepertidimaksudkan di atas tidak harus ada.

Untuk meyakinkan bahwa hasilpengolahan data spektrometer olehGABA TAN clan NAGABA T menjadibesaran yang dikehendaki adalah memadai,maka uji banding dilakukan. Eksperimenuji banding dilaksanakan di dalam gedungRSG, di Balai Percobaan clan di Balai

Operasi, clan di luar gedung RSG (sekitar30 meter dari gedung) pada saat reaktor

Pel1gel1lbclI/gall Paker Program ..,.YusRusdial1 Akhmad

beroperasi 20 MW. Sebagai peralatanpembanding untuk mengevaluasi besaranlaju dosis scrap adalah Environmental

Meter type 6-80 (GM counter) milikPSPKR clan NRC model IP I00 (IonChamber) milik PRSG, sedangkan untukbesaran konsentrasi radioaktivitas alam

digunakan HPGe gamma spectrometerdengan pengolah data dari HASL milik

PSPKR. Dalam hill pengukuran di luargedung, karena program NAGABA T yangdikembangkan tidak memperhitungkansumbangan dari sinar kosmik melainkan

hanya berurusan dengan radiasi gama,maka respon dari survey meterpembanding dikoreksi dengan mengacubahwa sumbangan sinar kosmik adalahsekitar 3,2 fad/jam. Untuk uji banding didalam gedung reaktor, pengoreksiansumbangan sinar kosmik tidak dilakukankarena sumbangannya relatif kecildibandingkan dengan sumbangan dariradiasi galla yang berasal dari operasireaktor.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian GABATAN clanNAGABAT dalam hal mentransfer clanmengolah data dari luaranportable gammaanalyzer MicroNOMAD disajikan padaTabel 1 clanTabel 2. Untuk datafile yangbemama MMCBDEMO.CHN programGABATAN memberikan penyimpanganjumlah cacah total sekitar 0.1% lebih besardaripada luaran MicroNOMAD untukrentang energi 10 keV - 9.2 MeV,sedangkan program NAGABATmemberikan penyimpangan sekitar 1.4 %lebih besar untuk rentang energi 50 keV-3.2 MeV. Adanya perbedaanpenyimpangan pembacaan antara hasil dariGABATAN clan dari NAGABAT bisadijelaskan sebagai berikut.

186

Prosiding Seminar Hasil PendilianPRSG Ta}IIUI1998/1999

Data file MMCBDEMO.CHN berisi

data distribusi tinggi pulsa dari basilpengukuran untuk sumber Cs-137 clanCo-60 dengan kanal akhir dispesifikasi sebagai1586.13 keV. Berdasarkan prosedurpengelompokkan energi felon yangdilakukan oleh program, maka datadistribusi tinggi pulsa MMCBDEMO.CHNakan dikelompokkan menjadi darikelompok 1 sampai 8 oleh GABATAN,lihat Tabel 1, clandaTikelompok 1 sampai15 oleh NAGABAT, lihat Tabel 2. Denganperkataan lain, untuk dataMMCBDEMO.CHN, GABATAN

ISSN 0854-5278

melakukan prosedur pengelompokkanenergi sebanyak 8 kali sedangkanNAGABAT sebanyak 15 kali. Untukkelompok energi di atas 1586 keY diberiangka Dol karena sudah tidak tersedia datacacah. Dengan demikian, daTi sudutpandang jumlah cacah total, NAGABATakan memberikan penyimpangan yanglebih besar daripada GABATANdikarenakan melakukan prosedurpengelompokkan yang lebih banyak padainterval energi yang diperhatikan.Walaupun begitu,

***********************

* GABATAN OUTPUT DATA ************************

Tabell. Test GABATAN mengambil data file clanmengolahnya MMCBDEMO.CHN

NO. ENERGY RANGE P.H.D. E.D. EXPOSURE FLUX(/CM2/MEV /SEC)

1 .010 >-> .200 6.2162E+02 4.2778E+00 6.9703E-Ol 2.2515E+Ol2 .200 >-> .400 6.5098E+02 7.1515E+00 4.0977E+00 3.5758E+Ol3 .400 >-> .600 3.6755E+02 3.5189E+00 3.4655E+00 1.7595E+Ol4 .600 >-> .800 6.3671E+02 1.8399E+Ol 2.5026E+Ol 9.1994E+Ol5 .800 >-> 1.000 2.3703E+02 5.5189E+00 9.3878E+00 2.7594E+Ol6 1.000 >-> 1.200 3.0492E+02 1.4879E+Ol 2.9849E+Ol 7.4395E+Ol7 1.200 >-> 1.400 1.8461E+02 1.1783E+Ol 2.7023E+Ol 5.8917E+Ol8 1.400 >-> 1.600 1.0002E+Ol 7.4145E-Ol 1.8956E+00 3.7073E+009 1.600 >-> 1.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO10 1.800 >-> 2.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOII 2.000 >-> 2.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO12 2.200 >-> 2.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO13 2.400 >-> 2.600 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO14 2.600 >-> 2.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO15 2.800 >-> 3.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO16 3.000 >-> 3.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO17 3.200 >-> 3.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO18 3.400 >-> 3.600 O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO

19 3.600 >-> 3.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO20 3.800 >-> 4.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO21 4.000 >-> 4.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO22 4.200 >-> 4.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO23 4.400 >-> 4.600 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO24 4.600 >-> 4.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO

187

ISSN 0854-5278 Pengembangan Paket Program ....rus Rusdian Akhmad

25 4.800 >-> 5.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO26 5.000 >-> 5.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO27 5.200 >-> 5.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO28 5.400 >-> 5.600 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO29 5.600 >-> 5.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO30 5.800>-> 6.000 O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO

31 6.000>-> 6.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO32 6.200 >-> 6.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO33 6.400>-> 6.600 O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO O.OOOOE+OO

34 6.600>-> 6.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO35 6.800 >-> 7.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO36 7.000 >-> 7.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO37 7.200 >-> 7.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO38 7.400 >-> 7.600 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO39 7.600 >-> 7.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO40 7.800 >-> 8.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO41 8.000 >-> 8.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO42 8.200 >-> 8.400 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO43 8.400 >-> 8.600 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO44 8.600 >-> 8.800 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO45 8.800 >-> 9.000 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO46 9.000 >-> 9.200 O.OOOOE+OOO.OOOOE+OOO.OOOOE+OO

EXPOSURE RATE = 1.0144060E+02 (MICRO-RIHR)TOTAL FLUX = 6.6269840E+Ol (G/CM2/SEC)

AVERAGE ENERGY(FLUX) = 8.2990720E-Ol (MEV)AVERAGE ENERGY(ENERGY) = 9.9353300E-Ol (MEV)AVERAGE ENERGY(EXPOSURE) = 9.8391170E-Ol (MEV)DEPTH INDEX = 6.482111 OE-O1 (micro Svlhour)SHALLOW INDEX = 1.041131OE+00 (micro Svlhour)

***********************

* NAGABAT OUTPUT DATA ************************

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

O.OOOOE+OO

Tabel 2. Test NAGABA T mengambil data file dan mengolahnya:MMCBDEMO.CHN

188

NO. ENERGY RANGE P.H.D. E.D. EXPOSURE FLUX(/CM2/MEV/SEC)

1 .050 >-> .150 3.6071E+O2 2.7156E+00 4.2141E-Ol 2.7156E+Ol2 .150 >-> .250 3.8839E+02 3.8647E+00 1.3738E+00 3.8647E+Ol3 .250 >-> .350 3.1233E+02 3.3984E+00 1.9472E+00 33984E+Ol4 .350 >-> .450 2.5649E+02 2.7515E+00 2.l531E+OO 2.7515E+Ol5 .450 >-> .550 1.7354E+O2 1.4163E+00 1.3948E+OO 1.4163E+Ol6 .550 >-> .650 1.8451E+02 3.4587E+00 4.0736E+00 3.4587E+Ol7 .650 >-> .750 4.5840E+02 1.5471E+Ol 2.1043E+Ol 1.5471 E+028 .750 >-> .850 1.1754E+02 1.4082E+00 2.1591E+00 1.4082E+Ol

Prosiding Seminar Hasi/ PenelitianPRSG Tah"n 1998/1999

ISSN 0854-5278

9 .850 >-> .950 1.2686£+02 2.9281£+00 4.9809£+00 2.9281£+0110 .950>-> 1.050 9.0352£+01 2.1078£+00 3.9140£+00 2.1078£+0111 1.050>-> 1.150 1.9133£+02 9.8385£+00 1.9737£+01 9.8385£+0112 1.150 >-> 1.250 9.1061£+01 5.2838£+00 1.1395£+01 5.2838£+0113 1.250 >-> 1.390 1.6166£+02 1.0596£+01 2.4580£+01 7.5684£+0114 1.390 >-> 1.540 1.0917£+01 6.6599£-01 1.6694£+00 4.4399£+0015 1.540 >-> 1.690 3.5556£-02 6.7212£-29 1.8212£-28 4.4808£-2816 1.690>-> 1.840 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0017 1.840>-> 2.100 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0018 2.100 >-> 2.310 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0019 2.310 >-> 2.510 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0020 2.510 >-> 2.720 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0021 2.720 >-> 3.000 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+0022 3.000 >-> 3.200 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00 0.0000£+00

CONC£NTRA TIONS :

K ** 1.9703790£+00 (0/0)

U ** 0.0000000£+00 (PPM)

TH ** 0.0000000£+00 (PPM)

EXPOSURE RATE = 1.0084250£+02 (MICRO-R/HR)

TOTAL FLUX = 6.5904170£+01 (G/CM2/S£C)

£XCAL = 2.9358640£+00 (MICRO-R/HR)

FLCAL = 3.0343830£+00 (G/CM2/SEC)

£OBS/ECAL = 3.4348490£+01

FOBS/FCAL = 2.1719130£+01

clari suclutpanclanglaju paparan total, efekclari penyimpangan pembacaan cacahsekecil itu bisa cliabaikan; sebagai contohmenurut luaran GABATAN clanNAGABAT nilai laju paparannya

masing-masing aclalah 101,44 clan 100,84~ Rljam atau berbeclasekitar 0.6%.Aclanyakesalahan kecil clari luaran program yangticlak bisa clihinclari oleh proseclur

189

ISSN 0854-5278

pengelompokkan data cacah menumtenergi disini adalah disebabkan operasiaritmatika yang melibatkan bilangan rildari variabel energi menuju bilanganinteger untuk dinyatakan dalam variabelkanal.

Penjelasan detil mengenai besaranuntuk luaran GAB AT AN disajikan padapustaka (5), sedangkan untuk luaranNAGABA T disajikan pada pustaka (3).Diantara besaran renting untuk luaranGABA TAN adalah Depth Index clanShallow Index. Besaran ini masing masingmenyatakan laju dosis maksimum yangditerima bagian dalam tubuh clan bagianpermukaan tubuh seperti didefinisikan padapustaka (6). Mengenai luaran NAGABA T,seperti disajikan pada Tabel 2, di sini akandisampaikan penjelasan secara garis besar.Dari Tabel 2 dinyatakan bahwa konsentrasipotasium -K, uranium -D, clan torium -Thmasing masing adalah 1,97%,0,0 prill, clan0,0 prill. Data konsentrasi demikian bisamenjelaskan bahwa data distribusi tinggipulsa adalah berasal dari suatu pengukurandi suatu lokasi dengan kondisi iradiasibahwa sumbangan pulsa dari radiasi gamaartifisial berenergi lebih kecil dari 1,69MeV adalah sangat dominan; dalam hal inisumbangan dari uranium yang diwakilioleh kelompok 1,69 - 1,84 MeV clan 2,1 -2,31 MeV, clan dari torium yang diwakilioleh kelompok 2,51-2,72 MeV, tidakterdeteksi aatau berada di luar kanalterakhir dari data file MMCBDEMO.CHN

sehingga dinyatakan 0,0 ppm. Mengenainilai konsentrasi potasium adalah 1,97%,nilai ini tidak bisa diterima karena

kelompok energi yang mewakilinya yaitu1,39-1.54 MeV sudah terganggu olehsumbangan dari Co-60. Untuk dapatmenganalisis sumbangan dari radiasi gamaalam, NAGABA T menyaratkan bahwasumbangan pulsa dari radiasi gamaartifisial yang masuk ke kelompok energilebih besar dari sekitar 1,39 MeV hams

..~,_.

Pellgemballgall Pakel Program ....rus Rllsdiall AkJrmad

relatif jauh lebih kecil atau diabaikandibandingkan sumbangan yang berasal daripotasium, uranium, clan torium.Selanjutnya mengenai besaran laju paparan(exposure rate) clan fluks total. Dalam halini tidak dapat dibedakan apakah nilaibesaran itu berasal dari radiasi gama alamatau gama artifisial, melainkan mencakupselumh radiasi gama yang terdeteksi olehsistem pengukuran. Besaran lainnya adalahEXCAL clan FLCAL yang masing-masingberarti laju paparan clan fluks yang berasaldari sumbangan radiasi gama alam;nilainya bisa diterima apabila tidak terdapatsumbangan pulsa (dapat diabaikan) dariradiasi gama artifisial terhadap kelompokenergi yang lebih besar dari 1,39 MeV.Terakhir adalah mengenai luaran ratioEOBS/ECAL clan FOBS/FCAL yangmasing-masing berarti ratio antara lajupaparan total terhadap laju paparan gamaalam clan ratio antara fluks gama totalterhadap fluks gama alamo Untuk kondisiiradiasi di mana sumbangan pulsa dariradiasi gama artifisial dapat diabaikan,maka nilai ratio ini berdasarkanpengalaman biasanya tidak menyimpangjauh dari angka 1.

Hasil uji banding antara luaran paketprogram clan berbagai survey meterdisajikan pada Tabel 3 clan Tabel 4.Untuk pengukuran di Balai Operasiperbedaan satu sarna lain tidak lebih dari13% apabila yang digunakan sebagai acuanadalah nilai tengah dari respon surveymeter pembanding. Sedangkan untukpengukuran di Balai Percobaan perbedaansatu sarna lain adalah mencapai sekitar22%, di mana perbedaan antara luaranGABATAN dengan alat survey milikPSPKR adalah sekitar 8%. Penjelasanmengenai perbedaan atau kesalahansistematik dari basil uji banding tersebutadalah sangat mmit karena menyangkutketerbatasan dari masing- masing alat clankarakteristik medan radiasi khususnya

190

Prosiding SemillarHasii PeneliticllIPRSG Tah1l111998/1999

energi raton clan ketakseragaman finksgalla di setiap titik pengukuran. Masalahini mungkin relevan untuk menjelasakanhasil uji banding di Balai Percobaan. Faciaumumnya alat survey dikalibrasimenggunakan medan radiasi gamaberenergi sedang sekitar 0,67~ 1,3 MeVyaitu menggunakan Cs-137 atau Co-60.Facia kenyataannya energi raton Terata diBalai Percobaan adalah sekitar 3 Me V yangberasal daTi radiasi hamburan N-16 denganbahan media di sekitamya. Dengandemikian penjelasaanya hams mencakupkombinasi antara sifat kebergantunganrespell alat terhadap energi raton clanketakseragaman finks galla di setiap titikpengukuran. Sedangkan untuk menjelaskanhasil uji banding di Balai Operasi, karenaenergi Terata medan radiasinya termasukdalam rentang energi yang umum untuk

ISSN 0854-5278

kalibrasi survey meter, makapermasalahannya temtama terIetak padaketakseragaman medan radiasi. Kondisiseperti ini telah disadari ketika uji bandingdilaksanakan di mana variasi laju dosisterhadap posisi cukup berarti. Oleh karenaitu telah diusahakan bahwa setiap alat satusarna lain posisinya di atur sedekatmungkin. Dan kenyataan ini, penulismemandang bahwa studi uji bandinglanjutan perIn dilakukan khususnya untukmedan radiasi gama berenergi tinggi. Faciatahap awal ini disimpulkan bahwa luaranpaket program GABATAN cukupmemadai. Sebagai catatan, menurutpustaka (3), bah\va teknik respell matrikuntuk unfolding distribusi tinggi pulsa yangdiadopsi program mempunyai nilaikesalahan dalam hal laju pemaparan gallaadalah sekitar 8%.

Tabel3. Hasil uji banding untuk besaran laju dosis serap di dalam gedung RSG;operasi 20 MW.

AlatfMetoda Respon Alat, laju dosis serap gama (10.;;fad/jam)Balai Percobaan Balai Operasi

GABATAN- Nal(Tl) Spect.,PRSGNRC model IPlOO (IonChamber), PRSGEnvironmental meter type 6-80 (GM Counter), PSPKR

Tabel4. Hasil uji banding untuk besaran laju dosis serap clan konsentrasi radioaktivitasdi luar gedung RSG; operasi 20 MW.

AlatfMetoda

NAGABAT-NaI(Tl) Spect.,PRSG

HPGe Spectrometer- HASLmethode, PSPKR

191.

92,4 165,4

62-88 167-194

80-90 180-200

Respon AlatLaju dosis serap gama, K(%) U(ppm) Th(ppm)

10.6fad/jamEXRATE: 3,3EXCAL: 2,1 0,54 1,08 3,09

2,1 0,53* 1,02* 3,09*

ISSN 0854.5278 Pellgemballgall Paker Program ....YllS Rllsdiall Akhlllad

Environmental meter type 6-80 (GM Counter), PSPKR 2,8-3,8

*) Berdasarkan faktor konversi daTi Beck dkk3)

Pada Tabel 4 disajikan basil uji bandingpengukuran yang dilakukan di luar gedungreaktor. Data yang dibandingkan adalahlaju dosis serap gama total (EXRATE), lajudosis serap gama alam (EXCAL), clankonsentrasi radioaktivitas alamo Dalam hal

laju dosis serap gama total, luaranNAGABAT dibandingkan dengan GMCounter- Environmental Meter type 6-80.Untuk maksud ini sumbangan daTi sinaIkosmik pada respon GM Counter terlebihdahulu dieliminasi dengan mengacu bahwasumbangannya sekitar 3,2 x 10-6 fad/jam.Dengan cara ini diperoleh bahwa laju dosisserap gama total adalah 2,8-3,8 xl0-6fad/jam; di mana respon alat sebelumdikoreksi adalah 6-7 xl0-6 fad/jam.Apabila nilai tengah daTI respon GMcounter ini di bandingkan denganEXRATE daTi luaran NAGABAT, makadiperoleh basil yang sangat bersesuaian.Kemudian, untuk besaran laju dosis serapgama alam (EXCAL) clan konsentrasiradioaktivitas alam, luaran daTiNAGABATdi bandingkan dengan luran daTi HASL-methode yang mengandalkan pada alatspektrometer gama HPGe. Sepertiditunjukkan pada Tabel 4, data uji bandingmemberikan basil yang sesuai denganpenyimpangan terbesar hanya sekitar 6%yaitu untuk data konsentrasi uranium.Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa

rUST AKA

luaran daTi NAGABAT bersesuaian

dengan luaran metoda/alat survey standardmilik PSPKR, khususnya pada kondisiiradiasi di mana sumbangan radiasi gamaalam adalah bermakna.

KESIMPULAN

Pengembangan program komputeruntuk pemantauan radiasi gama di sekitarfasilitas nuklir telah dilaksanakan sehinggadapat dicangkokkan pada portable gammaanalyzer yang tersedia secara komersial.Paket program telah dicoba clan berhasilmentransfer file data (distribusi tinggipulsa) daTI luaran spektrometerMicroNOMAD (produk ORTEC)kemudian mengolahnya menjadi databesaran dosimetri clan fisika.

Penyimpangan pembacaan jumlah cacahuntuk file demo daTi pemasok yangmemuat data distribusi tinggi pulsa Cs-137clan Co-60 dengan program GABATANclan NAGABA T adalah relatif kecil yaitumasing-masing hanya 0.1% clan 1.4%.Selain itu, daTi basil uji banding denganperalatan survey standard milik PSPKRdisimpulkan bahwa luaran paket programcukup bersesuaian; bahkan untuk kondisimedan radiasi alam luarannya sangatbersesuaian.

1. MINATO, S. and KAWANO, M., "On the Constitution of Terrestrial Gama Radiation",Journal of Geophysical Research, 75(29), (1970).

2. MINATO, S. and KAWANO, M., "Evaluation of Exposure due to Terrrestrial Gama-Radiation by Response Matrix Method", Journal of Nuclear Science and Technology, 7(8),p. 401-406 (1970).

192

Prosidi"g Semi"ar Hasi/ Pe"elitia"PRSG Tall"" 1998/1999

ISSN 0854-5278

3. MINATO, S. "A Response Matrix of a 3,,0 x 3" NaI(Tl) Scintillatior for EnvironmentalGama Radiation Analysis", Report of the Government Industrial Research Institute,Nagoya, 27(12) (1978), dalam bahasa Jepang.

4. BARAN, 1. A., REYNOLDS, R. S., FAW, R. E., and KIMEL, W. R.,"Analysis of Gama-Ray Spectroscopy Data", Nuclear Applications and Technology, vol. 9, (1970).

5. AKHMAD, Y.R. clan PUDJIJANTO, M.S., "SONGMDl: Program Pengolah LuaranSpektrometer Gama NaI(Tl) clan Penentuan 'Indeks Taradosis-dalam clan Taradosis-Pennukaan', Lokakarya Komputasi dalam Sains clan Teknologi Nuklir VII-PPI Batan,Jakarta (1997).

6. DIMBYLOW, PJ. and FRANCIS, T.M. "A Calculation of the Photon Depth-doseDistributions in the ICRU Sphere for a Broad Parallel Beam, a Point Source and anIsotropic Field", NRPB-R92, National Radiological Protection Board (1979).

7. MATSUDA, H., FURUKAWA, S., KAMINISHI, T., and MINATO, S. " A New Method

for Evaluating Weak Leakage Gama-Ray Dose Using a 3"0 x 3" NaI(Tl) ScintillationSpectrometer (I)", Report of the Government Industrial Research Institute, Nagoya,31(5)(1983), dalam bahasa Jepang.

DISKUSI

Pertanyaan (Setiyanto)

Bagaimana aplikasi/penggunaan program tersebut di lapangan ? apakah untuk pengamatanpaparan radiasi secara on-line?

Jawaban (Yus R)

Portable analiser umumnya dapat menyimpan data secara on-line kemudian data tersebutdapat diolah oleh NagabatiGabatan.

Pertanyaan (Usman Sudjadi)

Mohon dijelaskan mengapa GABATAN hasilnya lebih tinggi dari yang lain 92,4, (62-88),(80-90)

Jawaban (Yus R)

Untuk menjelaskan perbedaan hasil uji banding di balai percobaan, dapat ditelusuri dari sifatkebergantungan respon alar terhadap energi photon clan ketidak seragarnanrnedan radiasi.Surveyrneter pernbanding dikalibrasi urnurnnya dengan Co atau Cs-131 sedangkan kenyataanlapangan berenergi tinggi oleh karena itu alar mana yang paling rnendekati kebenaran tidakdapat dikatakan melainkan disampaikan perbedaan terhadap sarlIsarna lain.

193