53-1

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR

2016

Prosiding Seminar

Keselamatan Nuklir

2016

PEREKAYASAAN PORTAL MONITOR RADIASI NON

SPEKTROSKOPI

Joko Triyanto, Dian Fitri Atmoko, Mohammad Amin, Triharjanto PRFN-BATAN, Kawasan Puspiptek Serpong Gd. 71/Lt.2, Tangerang Selatan, 15310

triyanto@batan,go.id

ABSTRAK PEREKAYASAAN PORTAL MONITOR RADIASI NON SPEKTROSKOPI. RPM (Radiation Portal Monitor)

adalah sistem deteksi radiasi tetap (non-portabel) dirancang untuk pemeriksaan terhadap gamma sumber radiasi secara

otomatis ke kendaraan atau wadah yang melewati daerah deteksi. RPM memberikan peringatan dini ke bagian

keamanan keberadaan sumber radiasi. RPM yang dibuat adalah jenis RPM non spektroskopi dengan menghitung cacah

kotor. Detektor yang digunakan adalah jenis detektor plastik sintilasi dari bahan Poly Vinyl Toluent (PVT), yang

memiliki sensitivitas tinggi. RPM mampu mendeteksi bahan nuklir, sumber radioaktif untuk keamanan nuklir,

pencegahan penyelundupan dan bahan radioaktif yang melintas pada gerbang-gerbang pelabuhan dan bandar udara.

Sistem RPM juga dapat menjamin lalu lintas material dan memastikan bahwa barang ataupun untuk limbah yang keluar

masuk kawasan industri nuklir aman bagi masyarakat di sekitar. Desain RPM dikembangkan deteksi bahan seperti

235U, 133Ba, 137Cs dan 60Co. Hasil yang diperoleh dari kegiatan perekayasaan ini berupa prototipe RPM untuk

kendaraan yang telah diuji di laboratorium PRFN (uji alpha) dan sedang dipersiapkan untuk uji dilingkungan yang

sebenarnya (uji betha). Hasil uji di laboratorium, RPM dapat membedakan ada tidaknya bahan radiaktif yang melintasi

RPM.

Kata kunci: portal monitor radiasi, non spektroskopi, Poli Vinil Toluent (PVT), RPM

ABSTRACT

AN ENGINEERING DEVELOPMENT OF RADIATION PORTAL MONITORS NON SPECTROSCOPY RPM

(Radiation Portal Monitor) is a fixed radiation detection system (non-portable) designed for the inspection of gamma

radiation sources automatically to the vehicle or container that passes through the detection area. RPM provides early

warning to the security of the existence of the radiation source. The RPM made is a type of non spectroscopy to

calculate the gross count. The detector used is a type of plastic scintillation detector of Poly Vinyl material Toluent

(PVT), which has a high sensitivity. So that the RPM is capable of detecting nuclear materials, radioactive sources for

nuclear security, and the prevention of smuggling of radioactive materials that pass the gates of the seaport and

airports. The RPM system can also guarantee the material traffic and ensure that goods and waste out of the industrial

area of nuclear safety for the people around. The RPM design is developed to be expected to detect materials such as

U-235, Ba-133, Cs-137 and Co-60. The results obtained are prototypes RPM that has been tested in the PRFN

laboratory (alpha test), and is being prepared for the real environment test. From the results of laboratory tests, the

RPM can distinguish the presence or absence of radioactive material across the RPM.

Kata kunci: portal monitor radiasi, non spektroskopi, Poli Vinil Toluent (PVT), RPM

I. PENDAHULUAN

Semakin luasnya pemakaian sumber radioaktif di

banyak fasilitas industri dan kesehatan di Indonesia

membuat penanganan aspek keselamatan dan

pengamanan sumber radioaktif semakin penting.

Dengan demikian, deteksi bahan radioaktif (bahan

nuklir dan sumber radioaktif) di pelabuhan laut dan

udara merupakan komponen mendasar dari suatu

strategi yang menyeluruh untuk memastikan bahwa

material tersebut tidak jatuh ke pihak yang tidak

berwenang. Deteksi bahan radioaktif ini juga harus

dikenakan pada fasilitas industri dan fasilitas nuklir

yang menggunakan bahan nuklir/sumber radioaktif

untuk mencegah terjadinya penyelewengan material

tersebut.

Salah metode deteksi yang sesuai untuk

kepentingan deteksi bahan nuklir dan sumber radioaktif

di pelabuhan laut dan udara serta di fasilitas-fasilitas

industri dan nuklir adalah Radiation Portal Monitor

(RPM). Alat ini dipasang secara tetap pada titik-titik

pemeriksaan di pelabuhan dan bandar udara dan pintu

keluar fasilitas industri, kesehatan, dan nuklir untuk

mendeteksi kemungkinan penyimpangan penggunaan

dan perdagangan gelap (illicit trafficking) bahan terkait

[1].

RPM juga diperlukan dalam industri peleburan

baja, sebagian besar industri baja di Indonesia

menggunakan bahan baku (scrappy) dari luar negeri.

Scrappy tersebut sangat mungkin mengandung zat

radioaktif karena kontaminasi, merupakan limbah baja

dari reaktor nuklir, peralatan medis dan industri nuklir.

Untuk melindungi masyarakat dari bahaya radiasi

maka industri peleburan baja harus memasang RPM

didepan pintu masuk untuk mengecek apakah bahan

baku (scrappy) mengandung radioaktif, sehingga

produk akhirnya tidak mengandung bahan radioaktif.

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-2

Mengingat tingginya kebutuhan portal monitor

radiasi untuk mendeteksi bahan nuklir dan sumber

radioaktif di titik-titik pemeriksaan (check points) di

Indonesia, perekayasaan peralatan ini menjadi sangat

penting untuk direalisasikan. Sebagian besar RPM

yang ada di indonesia merupakan barang import dan

hibah. Sehingga akan menjadi masalah pemeliharan,

kalibrasi dan perbaikan dengan mendatangkan tenaga

ahli dari luar negeri. Untuk mempercepat pemenuhan

kebutuhan RPM, maka perlu dilakukan pembuatan

(manufactur) RPM diadalam negeri dengan melakukan

cara perakitan (assembling) dan peningkatan

kondungan lokal. Untuk itu perlu dicari mitra lokal

yang bersedia melakukan manufactur RPM dan PRFN

sebagai lembaga yang akan pengembangkan, penelitian

dan pengujian.

Tujuan dari perekayasaan ini adalah untuk

membuat prototip Portal Monitor Radiasi Non

spektroslkopi untuk kendaraan yang dipasang di

fasilitas nuklir dan dengan persyaratan kinerja

minimum sesuai dengan Standar Batan NO. SB 017-

BATAN: 2015 PORTAL MONITOR RADIASI –

NON SPEKTROSKOPI dan menguji prototipe RPM

ini dengan prosedur standar internasional

II. LANDASAN TEORI

RPM pada kegiatan ini merupakan jenis RPM

generasi pertama yang menggunakan plastik scintillator

Poli Vinil Toluent (PVT) untuk menghitung jumlah

sinar gamma. Dengan PVT hanya dapat mendeteksi

ada tidak radiasi gamma (gross counting) tidak dapat

membedakan energi sinar gamma dan unsur

radionuklida yang memancarkan sinar gamma tersebut

karena tidak dapat membedakan energi maka sering

terjadi gangguan radiasi alami .

RPM generasi kedua yang dinamakan Advanced

Spectroscopy Portal (AST) menggunakan NaI(Tl) yang

memiliki resolusi energi lebih baik daripada PVT,

dalam menentukan tingkat energi dibandingkan dengan

PVT, sehingga dapat mengurangi ganguan radiasi

alami dengan cara memilih energi gamma tertentu

dengan menggunakan MCA (Multi Channel Analis)

dan dapat menentukan unsur radionuklida pemancar

gamma. Harga dari RPM jenis dengan NaI(Tl) lebih

mahal dibandinkan dengan RPM generasi pertama.

Sampai saat ini RPM berbasis NaI(Tl) belum mampu

menunjukkan kinerja secara signifikan lebih baik

daripada RPM berbasis PVT [2].

Gambar 1. Skema desain konseptual RPM [3]

Komponen-komponen utama RPM ini adalah sebagai

berikut:

Pilar

Pilar merupakan sub-unit utama dari RPM yang

mengandung unit detektor dan mendukung

elektronik. RPM ini memiliki dua pilar: pilar utama

dan pilar pembantu. Komponen pilar utama

meliputi controller (pengendali) RPM, interface

catu daya, interface komunikasi ke stasion alarm

sentral (central alarm station), man-machine

interface, dan port komunikasi. Pilar pembantu

hanya berhubungan dengan pilar utama. Pilar ini

juga dilengkapi dengan sensor occupancy dan

kecepatan.

Kendali RPM

Setiap pilar utama memiliki sebuah pengendali

(controller) yang merupakan ‘otak’ dari sistem

RPM. Sinyal dari detektor pada pilar utama dan

pilar pembantu, bersama dengan sinyal dari sensor

occupancy dan kecepatan diterima, dan dianalisis

dalam controller ini.

HMI (Human-Machine Interface)

Setiap pilar utama mencakup suatu antarmuka

manusia-mesin (Human-machine interface/HMI).

Piranti ini memungkinkan pengguna untuk

mengatur sistem, memulai operasi, dan mengamati

kinerja sistem.

Annunciator

Annunciator merupakan suatu elemen sistem yang

memberikan indikasi visual dan audible dari status

alarm sistem dan status fault.

Central Alarm Station (CAS)

Stasion alarm pusat (Central Alarm Station/CAS)

merupakan suatu alat integrasi yang memungkinkan

pengguna untuk melihat dan mengambil keputusan

berdasarkan pada informasi video, lalulintas, dan

RPM.

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-3

Gambar 2. Tahapan Perekayasan Portal Monitor

Radiasi RPM

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Persyaratan Desain

RPM untuk kendaraan ini mengikuti ketentuan

yang disebutkan dalam IAEA-TECDOC-1312. Rincian

persyaratan desain perekayasaan RPM ini ditunjukkan

pada Tabel 1.

Tabel 1. Persyaratan desain RPM non spektroskopi [4]

No. Aspek Persyaratan

1 Umum RPM harus mampu beroperasi secara

mandiri piranti peripheral dan harus

tidak terpengaruh oleh segala kerusakan piranti peripheral.

RPMharus mampu beroperasi sampai 3

jam jika terjadi kehilangan daya

eksternal dan memiliki kemampuan

transfer data ke komputer pusat.

RPMkendaraan harus mampu

memberikan suatu zona deteksi yang menjamin bahwa semua kendaraan

yang melalui RPMterpantau. Kisaran

zona deteksi adalah 0,2 meter sampai 4,5 meter di atas permukaan

2 Konfigurasi

fisik Wadah penutup untuk rangkaian di luar

gedung (outdoor) harus NEMA-4 memenuhi Klasifikasi IP53 seperti yang

dinyatakan dalam IEC 60529.

Teknik pemasangan RPMharus dirancang untuk mencegah

vibrasi/goncangan normal mengganggu operasi sistem deteksi.

3 Cacah Gross RPM harus mampu menyimpan data

paling tidak 1000 set data pengukuran.

RPM harus mampu menyimpan cacah

latar dan meneruskannya ke komputer pusat.

RPM harus mampu menyimpan data

riwayat cacah sinar gamma.

RPM harus mampu melakukan

identifikasi pengukuran dengan obyek diam dalam zona deteksi.

4 Parameter

Operasi RPM harus mempunyai pengaturan

parameter operasi yang digunakan untuk pengujian dan. Dan parameter

yang harus direkam pengaturan alarm

gamma, windows energi, nilai sigma, waktu pengukuran

5 Fitur Indikasi RPMharus memberikan indikasi status

operasional dan kondisi alarm, dan

harus mampu meneruskan sinyal

tersebut ke komputer pusat.

RPMharus mampu mendukung sensor pengukuran dan mampu mengukur

kecepatan kendaraan

6 Catu Daya Peralatan ini harus dirancang untuk beroperasi pada Alternating Current

(AC) tegangan 180 – 240 V dan 47 – 63 Hz AC

RPMini harus mampu beroperasi, termasuk penyimpanan data pengukuran

minimum 3 jam, jika terjadi kehilangan

catu daya eksternal.

7 Proteksi switch

Switch dan kontrol lainnya harus dirancang untuk memastikan bahwa

RPMberoperasi secara layak dengan meminimalkan kerusakan operasi

switch.

8 Perangkat

Lunak dan Analisis Data

RPM harus mampu mentransfer data ke

piranti eksternal, seperti komputer.

Transfer ini harus didasarkan pada

teknologi yang umumnya tersedia seperti Ethernet, USB, RSI-232,

nirkabel (misal 802.11), atau RS-485.

9 Antar muka [5]

RPMharus memberikan indikasi visual yang berdasarkan pada warna.

Indikasi berikut harus disediakan pada user interface minimal:

- Perubahan latar belakang selama non-

hunian yang dapat mempengaruhi

sensitivitas secara keseluruhan monitor

- Kondisi tingkat detektor count tinggi-

rendah (indikasi kondisi latar belakang)

- Kegagalan sensor hunian, jika sensor

hunian yang digunakan

- Perubahan status operasional (misalnya,

diduduki, alarm, pemantauan latar

belakang, kesalahan, diblokir)

- Status baterai

- Hilangnya catu daya

Adanya Informasi dan kontrol yang

digunakan untuk

- melihat status operasional

- Melihat indikasi alarm

- Kemampuan untuk me-reset alarm

Adanya fasilitas akses dan kontrol

untuk supervisor dengan jalur akses

kontrol atau perintah khusus:

- Akses dan kontrol parameter operasi

(alarm)

- Akses dan kontrol interval data logging

- Akses ke sejarah alarm

- akses untuk mengontrol fungsi indikasi

dasar

- Akses ke kumpulan data hunian

- Akses ke foto kendaraan

- Akses ke profil radiasi (laju waktu

pencacahan data history)

- Akses informasi radiasi latar belakang

- Akses ke kriteria seleksi alarm

10 Indikator

peringatan Indikasi berikut harus diberikan pada

user interface, yaitu:

Perubahan latar selama non-pengukuran yang dapat mempengaruhi sensitivitas

RPMsecara keseluruhan.

Laju cacah tinggi – rendah

Stabilisasi energi invalid atau tidak

dapat diterima

Sensor pengukuran gagal, jika sensor

pengukuran digunakan

Perubahan status operasional

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-4

Kehilangan daya

Status baterei

11 Deteksi radiasi

Dengan cacah latar 0,2 Sv/jam dengan

kenaikan 0,1 Sv/jam setiap detik,

RPMharus mampu memberikan akurasi

deteksi paling tidak 90%.[4]

RPMharus mampu mendeteksi tingkat

radiasi yang lebih tinggi dari 0,1 mSv/jam pada jarak 1 meter dari

permukaan atau obyek.

RPMharus mampu membedakan radiasi alami (NORM ) dan yang bukan.

12 Alarm palsu

(Fault Alarm) Ketika diuji di daerah dengan latar yang

stabil (hanya fluktuasi alami), alarm palsu harus kurang dari 1 per 1000

pengukuran.

13 Respon

terhadap

radiasi gamma

Dengan Alarm RPMharus berbunyi

ketika laju paparan sinar gamma terukur saat suatu obyek melalui zona deteksi

dengan kecepatan 8 km/jam lebih besar

dari setelan alarm.

14 Temperatur lingkungan

RPMharus mampu beroperasi dalam kisaran temperatur lingkungan dari 20 0C sampai 50 0C

15 Kelembaban relatif

RPMharus mampu beroperasi selama dan setelah paparan tingkat kelembaban

relatif sampai 10 – 90% pada temperatur lingkungan +40 0C.

16 Proteksi uap

dan debu RPM-15, termasuk komponen-

komponen yang dirancang untuk digunakan dalam lingkungan yang tak-

terlindung, harus memenuhi persyaratan

yang dinyatakan dalam IP Code 53,

yang dilindungi dari debu dan limpasan

air.

17 Electrostatic Discharge

(ESD)

RPMharus berfungsi secara benar setelah paparan ESD pada intensitas

sampai 6 kV.

18 Kerentanan Radio

Frequency

(RF)

RPMharus tidak terpengaruh oleh medan RF dalam frekuensi 20 MHz

sampai 2500 MHz pada intensitas 10 volt per meter (V/m).

19 Medan

Magnet RPMharus tidak terpengaruh oleh

medan magnet 30 Ampere/meter (A/m) 60 Hz.

20 Vibrasi RPMharus berfungsi secara normal

ketika terpapar vibrasi yang terkait dengan peralatan yang dipasang di

lokasi yang tak terlindung sampai 0,5 g

pada kisaran frekuensi 10 Hz sampai 150 Hz.

21 Zona Deteksi RPMmempunyai zona deteksi Tinggi =203 cm, Lebar=320 cm dan panjang

50= cm, sehingga hanya digunakan

untuk kendaraan kecil dan mobil Box ( seperti pada gambar 1)

3.2.Perancangan

RPM didesain untuk digunakan pada kendaraan

kecil atau mobil box dengan tinggi kendaraan sampai

dengan 220cm. RPM mempunyai zona deteksi dengan

tinggi: 220 cm, lebar: 320 cm dan panjang 62 cm.

Gambar 3 . Zona deteksi RPM

Detektor gamma yang digunakan pada kegiatan ini

adalah sintilasi plastic Poliviniltoluent jenis BC408.

Ukuran detektor 1000 × 500× 50 mm yang dipasang

pada kedua pilar. Model spesifikasi BC408 yang

menunjukkan pada tabel 1dan cahaya keluaran cahaya

relatif yang mempunyai jangkauan yang besar 220 nm.

Semakin lama panjang jangkauan cahaya dari

sintilator plastik, semakin baik sintilator plastik untuk

aplikasi penggunaan area yang luas. Scintillators

plastik BC408 dibungkus dalam foil reflektif dan vinyl

hitam. Tabung photomultiplier yang digunakan

menggunakan model 9266FLB buatan Electron Tube

berbentuk lingkaran dan photocathode KCs, jenis

bialkali yang dapat beroperasi dengan noise rendah

pada suhu kamar. Noise yang rendah ini sangat

penting untuk efisiensi intrinsik deteksi pada sintilasi

organik.

Pemilihan detektor ini didasarkan pada resolusi

deteksi sinar gamma yang relatif sangat baik dan

harganya yang ekonomis. PMT yang digunakan

menggunakan Sinyal elektrik yang dihasilkan dalam

detektor setelah interaksi foton dengan detektor

sintilasi PVT dikumpulkan oleh preamplifier yang

terhubung ke catu daya tegangan rendah. Selain itu,

preamplifier ini juga berfungsi memberikan

penyesuaian antara impedansi tinggi detektor dan

impedansi rendah kabel koaksial ke amplifier, yang

mungkin terletak jauh dari preamplifier.

Detektor memperoleh daya dari catu daya tegangan

tinggi. Sinyal luaran dari preamplifier selanjutnya

diperkuat dan dibentuk oleh sebuah amplifier.

Peralatan penting lainnya dalam sistem spektrometri

gamma adalah Single channel analyzer (SCA). SCA ini

digunakan untuk menyeleksi tinggi pulsa yang

merupakan discriminator tinggi pulsa. Keluaran dari

SCA ini berupa tegangan TTL yang langsung dihitung

cacahnya oleh Counter. Data counter diambil oleh

komputer PC untuk dilakukan analisis apakah ada

bahan radiaktif /NORM atau tidak didalam kendaraan.

RPM harus memiliki kemampuan untuk

melakukan pengukuran identifikasi dengan

obyek stasioner di zona deteksi. Fungsi ini harus

dipilih pengguna dan tidak

menggantikan persyaratan. Lama waktu

pengukuran tidak kurang dari 1 menit.

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-5

Semua data hasil deteksi dari detektor sintilasi dan

CCTV dihubungkan ke sebuah industrial personal

computer yang dilengkapi dengan alarm annunciator

untuk analisis dan evaluasi lebih lanjut. Selanjutnya,

PC ini akan terkoneksi dengan server PC. Skema

desain non spektroskopi RPM ditunjukkan pada

Gambar 4. Portal monitor radiasi ini menggunakan

komponen/peralatan berikut:

Gambar 4. Desain dasar RPM non spektroskopi

Bila ada kendaraan yang melewati daerah deteksi,

maka sensor hunian akan memicu monitor untuk

melakukan pemindaian kendaraan. Jika kendaraan

melalui portal monitor dan cacahan portal melebihi

ambang batas maka akan mengeluarkan alarm.

Ada tiga macam moda operasi perangkat lunak

RPM yaitu proses operasi, proses startup dan proses

setup. Pada proses operasi ada dua mode operasi yaitu

moda latar dan moda pemindai.

Gambar 5. Moda operasi dan hubungan proses[6]

Mode latar pada saat RPM kosong akan

mengupdate data latar dengan mengukur radiasi latar

dengan menggunakan algoritma latar . Pada mode latar

ini RPM akan terus-menerus memonitor tingkat radiasi

latar. Level radiasi latar lokal dapat bervariasi untuk

berbagai alasan termasuk adanya sumber-sumber

terdekat, perubahan cuaca, dan keberadaan alami bahan

radioaktif. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan

cacahan data latar, analisa data secara berkala untuk

kegalaan latar, memperbaharui nilai latar.

Bila ada kendaraan yang masuk ke RPM maka

sensor okupasi akan memicu ke mode pemindaian

dengan menentukan nilai batas ambang alarm. Pada

mode pemindaian diperoleh data pemindai kendaraan

dan evaluasi ambang alarm. Alarm yang terjadi dikirim

ke annunciator dan komputer di CAS. Pada saat

kendaraan meninggalkan RPM maka sensor okupasi

menunjukan tidak ada kendaraan maka terjadi

perubahan mode pemindaian ke mode latar

Algoritma pemindaian mempunyai fungsi membuat

keputusan alarm, evaluasi data latar, lama okupasi dan

analisis data pemindai. Data sampling diambil

sebanyak sepuluh dengan waktu sampling 0,1 d atau

lima dengan waktu sampling 0.02 d.

Ambang batas alarm biasanya dinyatakan dalam [6]

√ .

..............(2)

Dengan

: nilai batas ambang batas alarm

: cacah latar

K : faktor pengkali (biasanya 3 atau 4 )

Kendali RPM digunakan untuk mengendalikan dan

memberikan triger memulai modus pindai. Kendali

RPM berupa mikrokontroler untuk akusisi sensor

okupasi dan photo elektrik dan juga digunakan untuk

sistem diagnostik sistem. Komunikasi antara kendali

RPM dan komputer dapat dilakukan dengan

menggunakan data serial, paralel atau USB

Pilar dirancang untuk memenuhi klasifikasi IP53

sebagaimana ditentukan dalam IEC 60529. Didalam

pilar terdapat wadah detektor dan system elektronik.

Wadah RPM harus mempunyai index proteksi

dengan dinilai IP53 atau lebih tinggi, atau NEMA

4X, termasuk semua koneksi dan penetrasi. Semua

hardware (pengencang, mesin cuci, kunci, engsel, kait,

dll) harus kompatibel dengan kandang bahan dasar

untuk mencegah korosi galvanik. Switch tamper harus

dipasang pada semua pintu eksternal dan kabel secara

seri sehingga sinyal dikirim ke kendali jika salah satu

dari switch dipicu. Rancangan pilar dan wadah seperti

ditunjukkan oleh gambar 6

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-6

Gambar 6 Posisi detektor didalam pilar RPM

RPM mempunyai annicuator lokal yang

mengikat/melekat pada pilar utama dan dapat

ditambah dua annunciator jarak jauh . Annicuator lokal

harus diintegrasikan ke dalam pilar utama dan

ditempatkan diluar. Annuciator lokal arus memiliki

lampu indikator yang jelas terlihat dari jarak 20 meter

berposisi mendapat sinar matahari lansung. Speaker

harus disediakan sebagai bagian dari annicuator lokal

untuk memproduksi semua fault audio dan alarm.

Untuk komunikasi antara RPM controller dan CAS

maka diperlukan komunikasi dengan menggunakan

TCP/IP atau serial RS485. Jaringan komunikasi RPM

menggunakan IEEE 802.3 (Ethernet).

Gambar 7. Detektor BC408 didalam pilar

Kelistrikan RPM harus dapat beroperasi, termasuk

menyimpan data pengukuran selama minimal 3 jam,

jika ada gangguan daya eksternal. Bekerja pada

pasokan tegangan AC 240 V frekuensi 50Hz .

Persyaratan kualitas daya harus sesuai dengan

spesifikasi kinerja IEEE-519 dengan distorsi tegangan

output kurang dari 3%. RPM dilengkapi dengan

kemampuan cadangan daya yang memungkinkan terus

dan tidak terganggu untuk beroperasi selama minimal 4

jam setelah hilangnya daya listrik eksternal.

3.3. Konstruksi

Pada tahap ini dilakukan konstruksi untuk sistem

deteksi, pilar, kendali RPM, annunciator dan perangkat

lunak RPM untuk HMI. Pada tahap ini akan dihasilkan

beberapa modul elektronik yang terdiri dari:

1. Modul sistem detektor yang terdiri dari

preamplifier, amplifier, SCA dan Counter

2. Modul kendali RPM dengan menggunakan

mikrokontroler

3. Modul mekanik yang berupa pilar detektor

4. Modul perangkat lunak untuk HMI yang dibuat

dengan C# dan LabView

Modul system detektor RPM terdiri atas detektor

gamma, modul preamplifier, modul shapping amplifier,

modul single channel analyser (SCA) dengan 3 level

window, modul pencacah 16 bit dengan 3 channel,

modul DHCP router, modul HV, dan modul catu daya

DC.

Modul pencacah radiasi yang akan dibuat merupakan

salah satu bagian penting dari sistem instrumentasi dan

kendali pada RPM, berfungsi untuk mencacah paparan

radiasi terdeteksi oleh detektor.

Gambar 8. Hasil Integrasi RPM

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-7

Gambar 9. Tampilan HMI dengan LabView

4.5.Pengujian

Semua modul yang dihasilkan pada tahap

konstruksi dilakukan pengujian pada level modul

sesuai dengan persyaratan. Selanjutnya dilakukan

pengujian system yang meliputi uji dilaboratium (test

) dan uji fungsi dilingkungan yang sebenarnya (test

β) dan menggunakan standar.

Pengujian dilaboratorium dilakukan pengujian

keluruhan untuk deteksi radiasi. Untuk menentukan

lebar jendala SCA dihitung besarnya signal to noise

rasio dengan menggunakan persamaan.

dengan :

S : cacah netto

B : cacah latar

Q : faktor kualitas

Dengan tetap melakukan uji varians pada pengaturan

akhir dari lebar jendela di SCA. Nilai R mengakibatkan

sensitivitas yang lebih baik . Besarnya

Untuk mendeteksi radisasi gamma dengang rentang

yang luas maka diambil batas bawah SCA sekitar 0,2V sehingga masih dapat untuk mengukur unsur 241Am (energi 60 keV) dan batas atas sekitar 5V untuk sinar gamma energy 1500keV. Tegangan tinggi 700V -800V untuk PMT.

Hasil pengujian cacah latar didapat hasil pengukuran detektor di pilar A=483,63±22.07 cps dan detektor di pilar B=478,53±23.08 cps

Gambar 10. Grafik pengukuran latar RPM

Pengujian dengan sumber dengan tiga buah kaos

lampu petromax yang mengandung thorium dengan

jarak 20 cm dari permukaan detektor A didapat hasil

cacah =924,26±44.59 ditunjukkan pada gambar 11.

RPM dapat membedakan ada tidaknya sumber radiaktif

yang melewati daerah deteksi jika cacahan pada yang

diterima melewati ambang batas alarm.

Gambar 11. Pengujian dengan kaos lampu

Pengujian dengan sumber dengan sumber 137Cs

dengan dalam container Pb dilewatkan sepanjang garis

melintasi pilar detektor pada posisi A1, A2, A3, A4

dan A5 seperti pada gambar 12, didapat grafik cacah

gross seperti pada gambar 13

Gambar 12. Posisi sumber

Gambar 13. Pengujian dengan kaos lampu

Untuk mengurangi alarm palsu bahan radioaktif

yang terjadi secara alami dan radioisotop medis maka

digunakan Metode jendela multi energy dengan tiga

0

200

400

600

800

1

55

10

9

16

3

21

7

27

1

32

5

37

9

43

3

48

7

54

1

59

5

64

9

70

30

200

400

600

800

1,000

1,200

1

35

69

10

3

13

7

17

1

20

5

23

9

27

3

30

7

34

1

37

5

40

9

475 500 600

750 640

0

200

400

600

800

1 2 3 4 5

caca

h

SEMINAR KESELAMATAN NUKLIR 2016

53-8

buah SCA . Ketinggian pulsa yang ditetapkan untuk

energy rendah, sedang dan tinggi adalah sebagai

berikut:

a. Rendah : 50mV - 1V tentang setara dengan rentang

energi 20 keV - 300keV

b. Sedang: 1V - 3V tentang setara dengan rentang

energi 300 keV - ngMeV

c. Tinggi : 3V batas - atas tentang setara dengan

rentang energi 1MeV

d. Total: diatas 50mV setara dengan rentang energi 20

keV

Pengujian yang dilakukan sampai pada saat ini

pengujian laboratorium di PRFN. Pengujian pada

lingkungan yang sebenarnya belum dilakukan (test β)

yang rencana dilakukan di pasang PPTA pasar jumat

V. KESIMPULAN

Perekayasaan portal monitor radiasi non

spektroskopi (RPM) mendapatkan hasil prototype

yang sudah diuji di laboratorium (uji alpa) dengan hasil

yang baik, ditunjukkan RPM dapat membedakan

adanya bahan radiaktif yang melewati RPM. RPM

masih perlu dilakukan pengujian pada lingkungan

sebenarnya dan rencanaya dipasang di PPTA Pasar

Jumat

UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih penulis ucapkan kepada

seluruh anggota tim yang tergabung dalam kegiatan

perekayasaan portal monitor radiasi atas segala

masukan dan jerih payahnya untuk mewujubkan RPM

yang handal.

DAFTAR PUSTAKA 1. IAEA-TECDOC-1312, Detection of Radioactive

Materials at Borders, IAEA, Wina, September

2002.

2. Wikipedia free encyclopedia “ Radiation Portal

Monitor”,https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_

Portal_Monitor, diakses 09 -11 - 2015.

3. Battele Memorial Institute/Pacific Northwest

Division, Second Line of Defence Program,

Radiation Portal Monitor Performance

Specification, Ohio, AS, 2011.

4. Cahyono Agus, Triyanto Joko, Handoyo Demon,

“Desain Dasar Portal Monitor Radiasi Untuk

Kendaraan”, Majalah Prima Volume 11 Nomor 1,

PRFN-BATAN, Tangerang, Juni 2014.

5. ANSI N42.38-2006, American National Standard

Performance Criteria for Spectroscopy-Based

Portal Monitors Used for Homeland Security,

IEEE, New York, AS, 2007.

6. Triyanto Joko, Fitri Dian, Rifai Ahmad

“Perekayasaan Perangkat Lunak Portal Monitor

Radiasi Dengan LabView” Majalah Prima Volume

12 Nomor 1, PRFN-BATAN, Tangerang, Juni

2014.

TANYA JAWAB DISKUSI Penanya: Hendra Yunihartanto

Pertanyaan:

1. Komponen lokal & komponen impor?

2. Latar belakang pembuatan RPM – Skala

Kecil/lab?

3. Tahap-tahap pengujian?

4. Cara kerja RPM?

Jawaban:

1. Komponen elektronik dan mekanik seluruhnya

lokal. Komponen yang diimport (luar negri) adalah

detektor pastik sintilasi.

2. RPM yang ada di Indonesia sebagian besar buatan

luar negri (hibah IAEA) dan perawatan, kalibrasi

harus dilakukan oleh tenaga ahli asing dengan

biaya yang mahal. Sehingga perlu dibuat RPM

dengan harga yang murah dengan menggunakan

komponen lokal.

3. Tahap pengujian. RPM diuji penggunakn standart.

Ada 2 tahap pengujian:

Pengujian di laboratorium (Test alpha).

Pengujian dilakukan di lingkungan PRFN.

Pengujian di lingkungan sebenarnya (Test

Beta) dengan penguji RPM di lingkungan

pintu masuk PPTN Pasar Jumat.

4. Cara kerja bisa dilihat di makalah.

Penanya: W. P. Daeng Beta

Pertanyaan:

1. Apa yang mendasari timbulnya ide perekayasaan

portal monitor radiasi ini?

2. Kendala apa yang dialami ketika proses

pelaksanaan rekayasa tersebut?

3. Persyaratan desain IEC62244 apakah sudah

terpenuhi? Jenis uji apa saja yang diperlukan untuk

memenuhi syarat desain tersebut?

Jawaban:

1. Kebutuhan RPM yang makin mendesak, sehingga

diperlukan penguasaan teknologi pembuatan RPM

mulai dari tahap desain, konstruksi, pengujian dan

kalibrasi.

2. Kendala utama pengadaan bahan deektor plastik

sintilasi.

3. Belum semua terpenuhi untuk IEE 62244,

pengujian yang dilakukan:

Uji radiologi.

Uji lingkungan.

Uji EMC (belum bisa dilakukan)

Uji Mekanik (belum bisa dilakukan)