STUDI AWAL REKAYASA VAKmt TINGGI PADA TABUNG …ansn.bapeten.go.id/files/43301/1560.pdf · Volume 1...

9
Volume 1 Nomor 1 Juli 1999 ISSN 1411-1349 STUDI AWAL REKAYASA VAKmt TINGGI PADA TABUNG AKSELERATORD~~PE~~ALAHANNYA M.~Munawir Z. Sri Mulyono A. Romi Santoso. Karyanto PPNR - RATA-V, Serpong ABSTRAK STUDI AWAL REKAYASA VAKUM TINGGI PADA TABUNG AKSELERATOR DAN PERMASALAHANNYA. Teklh dilakukan srudi meliputi aspek konsrruksi don aspek Kimia- Fisiko yang bisa berakibat gaga/nya $istem yokum pada tabung Akse/erator. Konsep pemecahan permasaklhan.juga disajikan dolam tulisan ini. Diharapkan dengan konsep tersebut perekayasaan Tabung Akselerator don sistem vakumnya diperoleh hasil sesuai dengan spesifikasi teknis yang ditetapkan. ABSTRACK A STUDY OF THE HIGH VACUUM ENGINEERING FOR THE ACCELERATOR TUBE CONSTRUCTION HAS PERFORMED. Failure of the accelerator tube vacuum systems due to construction and physical chemistry aspect are reported in this study. Theproblem solving arepresented in this paper. where the results of this engineering concepts are met with the requirement of the technical specifications. PENDAHULUAN T abung akselerator merupakan salah satu komponen pokok dalam akselerator atau Mesin Berkas Elektron. Pada komponen ini ionlelektron akan dipercepat clan diarahkan dengan menggunakan elektroda-elektroda yang dihubungkan dengan beda potensial tertentu. Sehingga mencapai intensitas berkas (ams berkas) semaksimal mungkin sesuai dengan kondisi yang dimilikinya. Salah satu faktoryang dapat mempengaruhi kualitas berkas ion adalah tingkat ke vakuman dari taboos tersebut, yang mana untuk mencapai kualitas berkas yang cukup baik, tingkat kevakuman tabung harus berada pada kondisi vakum tinggi atau sangat tinggi. Oleh karenanya, untuk memperoleh arus berkas yang baik , memerlukan kontruksi elektroda yang mendukung, tingkat kevakuman dan cara mencapainya harus menjadi bahasan utama dalam rekayasa ini. Permasalahan timbul clanseringkali sulit di selesaikan dalam rekayasa, karena tidak tersedianya bahan yang memenuhi spesifikasi teknis yang ditetapkan, rnisalnya tidak tersedianya taboos-taboos pirex yang cukup tebal untuk melaksanakan rekayasa tabung Akselerator ini. Permasalahan menjadi semakin rumit, karena diperlukannya penyambungan yang cukup banyak, berkaitan dengan pemasangan elektroda-elektroda penyearah , yang secara teknologi bisa menimbulkan kebocoran vakum yang hams diatasi. Dalam tulisan ini, akan disajikan permasalahan yang berkaitan dengan teknik pemvakuman dari aspek konstruksi, maupun aspek Kimia-Fisika berdasar teori teknologi vakum. Usulan pemecahan masalah tersebut berdasar konsep rekayasa disajikan daJam tulisan ini. Dengan demikian, dapat diharapkan Rekayasa MBE energi rendah. khususnya untuk taboos Akselerator dapat direa1isir lebih cepat clan lebih baik. BASIC REQUIREMENT (KEBUTUH- AN DASAR) DALAM PEMV A- KUMAN Didalam teknologi vakum (pemvakuman), kebutuhan dasarlbasic requipment agar kondisi vakum dapat dicapai adalah : 1. Kemampuan pompa hams melebihi tekanan akhir vakum yang dikehendaki. 2. Konduktivitas pipa/tabung sebesar mungkin 3. Beban gas sekecil mungkin Namun dalam pelaksanaannya .ketiga hat tersebut sulit dicapai. Untuk ketiga hat tersebut di atas hanya pompa vakum yang bisa dipenuhi, karena komponen ini dapat dipesan sesuai dengan spesifikasi teknis yang diharapkan. sedangkan konduktivitas dan beban gas sangat ditentukan oleh kemampuan teknologi dan kebutuhan setempat (on site requirement) dari peralatan tersebut yang seringkali sangat komplek. Berikut akan dijelaskan konduktivitas, beban gas, serta permasalahan dalam perekayasaan sistim vakum. STUDI AWAL REKAYASA VAKUM TINGGI PADA TABUNG AKSELERATOR DAN PERMASALAHANNYA (M. Munawir Z.. dkk.) t>2

Transcript of STUDI AWAL REKAYASA VAKmt TINGGI PADA TABUNG …ansn.bapeten.go.id/files/43301/1560.pdf · Volume 1...

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999 ISSN 1411-1349

STUDI AWAL REKAYASA VAKmt TINGGI PADA TABUNGAKSELERATORD~~PE~~ALAHANNYA

M.~Munawir Z. Sri Mulyono A. Romi Santoso. KaryantoPPNR -RATA-V, Serpong

ABSTRAKSTUDI AWAL REKAYASA VAKUM TINGGI PADA TABUNG AKSELERATOR DAN

PERMASALAHANNYA. Teklh dilakukan srudi meliputi aspek konsrruksi don aspek Kimia- Fisiko yangbisa berakibatgaga/nya $istemyokumpada tabung Akse/erator. Konsep pemecahan permasaklhan.jugadisajikan dolam tulisan ini. Diharapkan dengan konsep tersebut perekayasaan Tabung Akselerator donsistem vakumnya diperoleh hasil sesuai dengan spesifikasi teknisyang ditetapkan.

ABSTRACKA STUDY OF THE HIGH VACUUM ENGINEERING FOR THE ACCELERATOR TUBE

CONSTRUCTION HAS PERFORMED. Failure of the accelerator tube vacuum systems due toconstruction andphysical chemistry aspect are reported in this study. Theproblem solving arepresentedin thispaper. where the results of this engineering concepts are met with the requirement of the technicalspecifications.

PENDAHULUAN

Tabung akselerator merupakan salah satukomponen pokok dalam akselerator atau Mesin

Berkas Elektron. Pada komponen ini ionlelektronakan dipercepat clan diarahkan denganmenggunakan elektroda-elektroda yangdihubungkan dengan beda potensial tertentu.Sehingga mencapai intensitas berkas (ams berkas)semaksimal mungkin sesuai dengan kondisi yangdimilikinya.

Salah satu faktoryang dapat mempengaruhikualitas berkas ion adalah tingkat ke vakuman daritaboos tersebut, yang mana untuk mencapaikualitas berkas yang cukup baik, tingkatkevakuman tabung harus berada pada kondisivakum tinggi atau sangat tinggi. Oleh karenanya,untuk memperoleh arus berkas yang baik ,memerlukan kontruksi elektroda yang mendukung,tingkat kevakuman dan cara mencapainya harusmenjadi bahasan utama dalam rekayasa ini.

Permasalahan timbul clanseringkali sulit diselesaikan dalam rekayasa, karena tidaktersedianya bahan yang memenuhi spesifikasiteknis yang ditetapkan, rnisalnya tidak tersedianyataboos-taboos pirex yang cukup tebal untukmelaksanakan rekayasa tabung Akselerator ini.Permasalahan menjadi semakin rumit, karenadiperlukannya penyambungan yang cukup banyak,berkaitan dengan pemasangan elektroda-elektrodapenyearah , yang secara teknologi bisamenimbulkankebocoran vakum yang hams diatasi.

Dalam tulisan ini, akan disajikanpermasalahan yang berkaitan dengan teknikpemvakuman dari aspek konstruksi, maupun aspekKimia-Fisika berdasar teori teknologi vakum.Usulan pemecahan masalah tersebut berdasarkonsep rekayasa disajikan daJam tulisan ini.Dengan demikian, dapat diharapkan RekayasaMBE energi rendah. khususnya untuk taboosAkselerator dapat direa1isir lebih cepat clan lebihbaik.

BASIC REQUIREMENT (KEBUTUH-AN DASAR) DALAM PEMV A-KUMAN

Didalam teknologi vakum (pemvakuman),kebutuhan dasarlbasic requipment agar kondisivakum dapat dicapai adalah :1. Kemampuan pompa hams melebihi tekanan

akhir vakum yang dikehendaki.2. Konduktivitas pipa/tabung sebesar mungkin3. Beban gas sekecil mungkin

Namun dalam pelaksanaannya .ketiga hattersebut sulit dicapai. Untuk ketiga hat tersebut diatas hanya pompa vakum yang bisa dipenuhi,karena komponen ini dapat dipesan sesuai denganspesifikasi teknis yang diharapkan. sedangkankonduktivitas dan beban gas sangat ditentukan olehkemampuan teknologi dan kebutuhan setempat (onsite requirement) dari peralatan tersebut yangseringkali sangat komplek. Berikut akan dijelaskankonduktivitas, beban gas, serta permasalahandalam perekayasaan sistim vakum.

STUDI AWAL REKAYASA VAKUM TINGGI PADA TABUNGAKSELERATOR DAN PERMASALAHANNYA(M. Munawir Z.. dkk.)

t>2

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999

Konduktivitas pipa/tabung

Sesuai dengan teori, gas yang dikeluarkandaTi roans vakum oleh pemompaan akanmengalami hambatan, karena peristiwa tumbukandengan dinding-dinding pipalbejana., tumbukandengan material lain yang bergerak lebih lambatdari molekul gas tersebut. Besar hambatan initergantung dari ben1ok dan diameter bejanalpipaserta tingkat aliran (tingkat kevalcuman)dari pipatersebut. Atau dengan kata lain konduktivitasnyajuga bergantung pada bentuk daD ukuranpipalbejana., serta tingkat kevakuman. Secaramatematis, besar konduktivitas akan sebandingdengan laju aliran yang diwakHi oleh jumlahmolekul gas yang mengalir daJamsatuan waktu N,dan dapat ditulis

N= C (nl -n2)

dimana C = konduktivitas pipanI,02= rapatmolekulpadaujungpipa 1dan

2persamaan (1) dapat ditulis menjadi

1 n)-1I2 1 IC = ~ = SI - S2

(2)

dimanaS1 ,S2 = cepat pemompaan di ujung pipa 1

dan2;maka cepat pemompaan diujung 2, melaluipipalsistim dengan kondoktivitas C adalah :

.l-.l.:..lS2 - SI C

Sehingga hila C kecil ,maka S2«S1. Sebaliknyahila C besar, maka S2-SI , maka idea1nyahargaC harus diusahakansebesar mungkin.

Untuk menghubungkan roans vakumdengan pompadiperlukanberbagai sambungan daribennacam-macam pipa (ukuran maupun bentuk),maka akan terjadi tiga kemungkinan sambungan,yakni paralel, seri atau kombinasi ; yangmasing-masing pipa/sambungan puny akonduktivitas sendiri-sendiri. Untulc sambunganberben1okparaJel,konduktansi totalnya-,"

n

(3)

(4)

Cn =L C, (C2 membesar)i=1

Sedans sambungan berben1ok seri, konduktansitotalnya

n1 1

Cn =LCii=J

(CI mengecil)(5)

ISSN 1411-1349

(1)

Didalam praktek, hubungan sistim konduktansipada pengavakuman dalam bentuk seri, sesuairumus (5) maka konduktansi akhir selalu mengecil.Berdasar rumus (3) maka keadaan ini akanmerugikan dalam pemompaan. Hal ini adalah salahsa1omasaJah yang dihadapi daJam pengvalcuman,sehubungan dengan struktur sistem.Penyambungandari pompa ke ruang valcum,biasanya terdiri darisa1oatau lebih komponen konduktansi antara lain"seal", pipa penghubung silinder, pipa"elbow".Sistim "diaphragma efek" (karena perbedaandiameter), yang mempunyai konduktansi padavakum tinggi, dimana gas berada pada aliranmolekuler sebesar :a). Pipa bentuk sHinder panjang, dengan

penampang tetap, punya konduktansi padasOOu T f K) dan berat molekul M menurutKmudsen sebesar :

C=3,81(r/m) 1/2/Y/L

dimana D = diameter pipa.,L = panjangpipa

b). Sedans pada silinder . pendek denganpenampang tetap konduktansinya adaJah

C = 3,81(rIM) 1/2d /(L + 1,33 D) (7)

dengan asumsi D< 0,2 Dv-dimana Dv = diameter bejana (vassel)c). Bentuk silinderyang berben1ok "elbow" besar

konduktansinya menurut Dushman daDLafferty (1962) adalah

1 1 1 ..3,'-=-+- "lmanaC CI C2

d =3,81.103 (TIM/h DJ /(LI + 1,33D,)dan I.

(6)

(8a)

~C2 = 3,81. 103 (TiM)~ (Uo-m)(Do-Df) (8b)

(L2 + 1,33(Do-D/». dengan Do, Di adalah diameter luar daDdaJam

d). Urituk pipa dengan "diaphragma effect'Konduktansinya menurut Rath adalah

(G:l_I\

V~A

Ce= 1l,6A/( 1- A)(9)

Prosiding Pertemuan daD Presentasi IlmiahTeknologiAkseleratordaDAplikasinyaVol.1No.1 Juli 1999:62-70

63

Volume 1 Nomor1 Juli 1999

Dimana Ao = luas penampang silinder besarA = luas penampang silinder keeil

1 1 1 1SedanS -=-+-+-

. C Cl C2 C~e). Untuk "seal" akan puny a konduktansi

menurut Rath (1976) sebesar

C ... 314 VOl>2 xA2 (Az/ A)2 (l-O,36A,,/A) (10)In (ra/ri )4 (l + 1/ CDS a)

~/// /\ 000UI ~ r

\~ ~~ ~rtfI-

Gambar 1. Model Antar Muka proses perapatan(sealing) Rath

Dari grain di atas, berdasar persamaan (4)atau (5) terlihat bahwa dalam sistim vakumkonduktivitas total eenderung mengecil. Berdasar(6) (7) (8) clan(9), kondukvitas akan dipengaruhioleh suhu clanberatmolekulgas yang akan dipompakeluar. Untuk molekul semakin berat,konduktivitassnya semakin kecil, maka sesuaipersamaan (3), efek pemompaan berkurang.

Deban Gas (Gas Load) Qo

Yang dimaksud beban gas dalam sistimvakum, bukan beban gas yang menimbulkantekanan awat. clanhams dikeluarkan oleh oomoa

p/pi

005."1..j"'j

",oJ! 1i i

0.2

1

j i0 1 ..i...,.................... i i iT....

: i v'" i! ! ..~. '.. ii ! i""2.JVISt'1 O.693VIS i

T...

.P. P,eor<

'-Oct'

0..- "OI

It fa I,

Gambar 2. Proses pemompaan turun daD keadaansteady

vakum, tapi yang dimaksud beban gas adalahgas-gasyangmasukke dalamruangvakum,yangakan mengurangi tingkat kevakuman, karenaprosesnya bisa terjadi terus menerus. Beban gas ini,yang akan menetapkan tekanan akhir dati sistimvakum, seperti terlihat pada gambar.

ISSN 1411-1349

Sesuai dengan rumus pemompaanP(t) = Pi e -{SIv)t

S = eepat pemompaanV = volume ruangPi = tekanan awal

pet) tekanan dalam waktu t, dimana dalam keadaan"steady" didapat tekanan akhir

QQPu = SDidalam teknologi vakum. beban gas ini teIjadidari dua peristiwa, yaitu :L Peristiwa kimia-flsika yang merupakan

pembawaan dari material dan di pengaruhikondisi lingkungan.

2. Kegiatan konstruksi. bisa dihindari denganpenyempurnaan struktur clan prosedurrekayasa.

Beban gasyang berkaitan dengan kontruksi,adalah dalam bentuk kebocoran-kebocoran gasyang terjadi pada saat melakukan kegiatanpenyambungan (pengelasan, pengeleman,pemasangan "seal" dst). Semakin banyaksambungan, resiko kebocoran semakin besar.SedanS beban gas karena peristiwa Kimia-Fisika,dalam bentuk permeasi/difusi, out gassing,evaporasi, tentunya hanya dapat diselesaikandengan perlakuan Fisika-Kimia clan pemilihanbahan yang mendukung. ( perlu difahamikarakteristik bahan dalam keadaan vakum) . Danpenyelesaian permasalahan bisa dilakukan, bitadifahami mekanisme peristiwa-peristiwa tersebutdenganbaik. -

Khususnya pada peritiwa "permeasi",karena perilakunya seperti mekanisme kebocoran,dimana gas masuk dati luar. akibat terjadinya bedatekanan. Gas yang masuk akan semakin besar bitatingkat kevakukam semakin tinggi. makapenanganannya harus lebih spesifik. Sedang pada"out gassing" dati "vaporosi" karena sumbemyadidalam materialnya, dapat diperfakukan denganmenghilangkan sumber. sebelum dilakukanrekayasa misalnya dengan panas kejut pad amaterial (untuk "out gassing") clan penghilangancairanpadadinding(padavaporasi) .

Secara maternatis beban gas pada sistim vakumdapat ditulis

Qo=QL +QD+Qp +Qv

(11)

(12)dimana

QLQoQpQv

z= beban gas karena kebocoran- beban gas karena "out gassing"= beban gas karena Permeasi= beban gas karena penguapan

(vaporasi)

STuDI AWAL RI:KAYASA-VAKUM TINGGI PADA TABUNGAKSElERA TOR DAN PERMASALAHANNYA(M. Munawir ZO.dkk.)

64

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999 ISSN 1411-1349

Beban gas ini akan membatasi tekanan akhirmenjadi sebesar

Pu =PL +PD + Pp + Pv (13)

dengannL AP

PL=[~]'r=[-] 'tV ML

PD=[0:Vl.Jt=[M'J t (pengaruh "outgassing") (14)tJlD

PP = [~]'t = [~]p 't (pengaruh permeasi)

Pv= [flk]'t = [AP] 't (pengaruh "Vaporasi")V M V

Besamya beban gas karena kebocoran adalah

Qr. = qlL sehingga PL = qlL (LIV) (15)

qlL = tingkat kebocoran persatuan panjang

"seal"/pipa untuk tabunfbejana berbentuk kubusdengan sisi a,UV = 121a ; sedangkan untuk bentukSilinder dengan diameter d, panjang L didapat UV= 4/d 1Untuk "seal" dengan tebal It. makaqL= h qJL= (p 0 e xp (-3 P/R)A2(pI -PO) (16)po =faktor spesifik seal untuk berbagai gas- misalnya Bet.. 200 =340 (lIdtXmmlcm3

P =indek "tighttening" (pengencangan)R =faktor "sealing"

Sedans beban "out gassing" dapat dituIisQD =qo SqD =tingkat "out grassing" spesifik persatuan

luas permukaanS =luas permukaan "out gassing"

Maka rumus (14) untuk beban tekanan karena "outgassing" dapat ditulis

PD = (QDIV)'t= qo(S/Vj't

dimana untuk tabung bentuk :Kubus dengan sisi a, besar SIV= bia, sedang untukSilinder dengan diameter d, besar SN = 4/dBeban gas "permeasi" dapat dituIis

g£J.Qp = h

dimana qp = laju permeasi, persatuan luas (cm2)untuk tebal 1mm

qp = DI h (P1I12-P2112)

D =koefisien difusi bahanb = tetapan permeasi

PI, P2 = tekanan pada sisi bahan ke 1, dan 2j = 1unwk gas monoatomik

= 2 untuk gas diatomikmaka dapat ditulis untuk gas diatomik

(pengaruh kebocoran)

(17)

(18)

~ 1..1

Qp=Dlh(PI -P2 )[~]'th V

Gambar terlampir adalah laju permeasiberbagai bahan dan monogram permeasi beban gasuntuk "out gassing" dan permeasiBesar beban tekanan karena pengaruh penguapan V

~-Pv =[ V] 't

Sesuai rumus Claussius -Clapeyron1

Pv = PC e A-BIT

(19)

(20)

dimanaA =-tetapan bergantung pada luas bahanT =suhu gasdimana Lo= panas penguapan

Loho = 1987,C = 1/1,987

Maka secara umum beban tekanan dapat ditulisPu=PL+PD+pP+Pv

1 L S D- S I A-/V1' (21).. qL[::.J t + qD[-) t + ~ [::'1t + - eV' C hV' TCdimana waktu pemompaan. yang besarnya't=v/SS = cepat pemompaan efektifSp = cepat pemompaan pompa

dengan II S = II Sp = lIC dimana harga S sangatdipengaruhi oleh C untuk C -0, maka S -0 daDt - - berarrl tekanan akhir. akan sangat suJit sekalidicapai

Teknologi Pengurangan beban gas karenapermeasi

Untuk beban gas karena peristiwa "outgassing" dapat dihilangkan dengan mengeluarkangas dari material (sebelum dikontruksi). misalnyadengan pemanasan. Sedanguntuk beban gas karenapenguapan cairanyang menempel di dindins. dapatdilakukan pembersihan lebih dahulu sebelum dikontruksi. Namun beban gas permeasi, karena gasdatang daTiluar. dan sifatnya sangat spesifik padatiap bahan. maka kedua kegiatan di atas tidakmungkin dilakukan. Ada 3 (tiga) tara untukmengurangi beban gas ini, yaitu :

1. PerIn dipilih bahan yang tingkat permeasinyasangat rendah dan memenuhi syarat kontruksiSS 304. SS 316 daD Pire", adalahbahan-bahan yang cukup rendah tingkatpermeasinya, kecuali pada suhu tinggi.

2. Bila bahan yang tersedia belum memenuhisyarat. tingkat ketebalannya atau diubahkarakter dari bahan dengan teknik pelapisankorosi (sehingga seolah-olah bahan terdiri

Presiding Pertemuan dan Presentasi IImiahTeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol.1No.1 Juli 1999: 62-70

65

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999 ISSN 1411-1349

dari dua lapis), atau dengan menutuplubang-Iubang permeasi dari bahan denganteknik impletansi.

3. Bila (I) daD (2) belum dapat mengatasikebutuhan, maka dapat dilakukanpengurangan beda tekanan, denganmemberikan dinding vakum sekundairterhadap mang vakum primer, melalui caraini masalah beban gas "permeasi" dapatdikurangi.

Efek Panjang Pipa terhadap pemompaan

Selain induktansi C, panjang pipajuga akanberpengaruh terhadap tekanan dalam prosespengvakuman. Untuk pipa dengan keliling B =1tD,daD panjang dxBesar beban gas adalah

dQ=QDBdxQD= laju "out ~sin~"

-2- IcIxI

~~~Sedangkan "through pat" adalah

LQ=CCttrJdp

(22)

maka

dQ = CL C!1J

Kombinasi (I) dan (2) didapat

d2P~ = -qDB/(CL)

(23)

(24)

Jodi ~ =(qDB/CL)x+KI

Diujung pipa X = L C~J = 0Ux L

(25)

maka

KI =QDBIDPerhittmgan selanjutnya akan didapat

/1.-Po = qDBU2C= M'

Untuk L yang cukup panjang, te~adi bedatekanan yang cukup besar, sehingga untukmenurunkannya perlu tambahan pompa lagi,seperti gambar

-lp ~ _lpL L l L"'-' "

Pt. Pt.

.

r ~ ] ~ ~l [ ~SGambar 3. Pemasangan pompa-pompa pada

sistim pipa panjang

Lp = panjangjarak antar pompa

Masalah Tabung Akselator

Berdasarkan kepada pemikiran di alas,maka tabung harus berperan pula sebagai isolator.Oleh karena itu, salah satu bahan yangmemungkinkan untuk digunakan adalah gelas pirex(borosilicate glass). Bahan ini dapat diperoleh didalam Degen, dengan maksimum diameter sekitar200 mm dan panjang 1500 rom. Sedangkan bahanelektroda pemercepatdapat menggunakanstainless steel. Kedua bahan ini cukup baik, untukdapat digunakan sebagai tabungpemereepat karenaselain memenuhi kriteria di atas juga mempunyaikoefisien "out gassing" (penguapan permukaan)yang kecil, sehingga tidak mengganggu pe~aIananberkas elektron yang dibangkitkan.

Bahan lain yang perlu diperhatikan padatabung akselerator adalah bahan lem yangdigunakan ootuk menyambung antara taboog gelasdaD elektroda pemercepat. Lem inipun harusdiusahakan agar mempunyai penguapanpermukaan yang keeil serta dipilih yangmempunyai daya lekat yang kuat atau denganmeneari luas optimal untuk pengeleman. Hal inidiperlukan untuk memperoleh sistim konstruksiyang memadai sehingga dapat mendukungpemasangan komponen-komponen yang lain.Masalah Konstruksi

Untuk keperluan rekayasa konstruksitabung, didasarkan pada kemungkinan kemudahanbahan didapat di pasaran dalam negeri tanpamengurangi fungsi masing-masing komponenkonstruksi. Secara umum, konstruksi tabung yangada di pasaran terdiri dari gelas pirex berbentukring, dengan tebal (30 mm, lebar ring (30 mm danelektroda dari plat stainless steel yang berbentukkerueut, yang dibuat dengan sistim press(Iampiran-4). Kedua komponen ini disusun secarabersel ang-seling (gelas-elektroda-gelas-elektrodadst) daDdilakukan dengan lem.

STUDI AWAL REKAYASA VAKUMTINGGI PADA TABUNGAKSELERATQR DANPERMASALAHANNYA(M. Munawir Z., dkk.)

66

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999

Kemungkinan perekayasaan dengan bahanyang ada di pasaran dalam Degen adalah dengantabung gelas pirex yang mempunyai tebal standar (5 mm. Jika diinginkan spesifikasi seperti di atas,maka taboog gelas ini dipotong dengan panjang (90 mm. Tabung ini kemudian dilebarkan padakedua ujoognya sepanjang masing-masing 30 mm,sehingga diameter kedua ujung yang dilebarkanmenjadi 210 mm (diameter awal tabung adalah 150mm). Bentuk akhir taboog gelas ini seperti padalampiran-5. Dengan bentuk seperti ini diharapkanakan memenuhi spesifikasi teknik yang ada dipasaran. Elektroda kerucut dapat dibuat danstain1ess steel pejal dengan cara dibubut Bentukakhir dari kericut ini seperti pada lampiran-5

Bentuk dari komponen ini, memungkinkanpengeleman lebih baik, karena permukaan yangdidapat cukup luas. Demikian pula akan diperolehstruktur yang cukup kuat, clan memudahkanpemasangan komponen lainnya.

Komponen tabung gelas ini dapat dibuatdengan fasilitas bengkel gelas PPNY ataupunPPNR Demikian pula elektrodanya, walaupoopembubutannya cukup sulit.Catalan :Untuk mendapatkan spesifikasi yang lebih baik,gelas dapat dibuat menjadi dinding rangkap (doublewall)

Kesimpulan dan SaranBerdasarkan uraian di alas, dapat

disampaikan sebagai berikut :I. Bahwa dalam konstruksi tabung akselerator

yangmemerlukan kondisi kerja vakum tinggi,perlu dipikirkan sumber-sumber beban gasvakum dalam bentuk permeasi, out gassing,penguapan atau kebocoran karena konstruksi,dengan tidakmeninggalkan efek konduktansi.

2. Untuk mengurangi beban gas tersebut , dapatdilakukan pra rekayasa melalui pengujian Ipenyiapan bahan untuk menjamin kualitasproduk yang dihasilkan.

ISSN 1411-1349

3. Konsep pelindung sanda dan memperluasdaerah pengeleman bisa dijadikan alternatifkonstruksi, bila bahan pirex yang cukup tebalsulit diperoleh.

Konstruksi tabung akselerator ini dapatdikerjakan di PPNR, setelah dilakukan kegiatandetail desain yang memadai oleh Tim MBE

Daftar Pustaka

1. John F. D' Hanlon, A user's guide vacuumtechnology, John Wiley and Sons, 1989

2. Karyanto, Laporan Training MBE TypeGJ.2. (2 MeV/lO IDA) di Jhanghai XianFeng Electric Manufacturing Work 1993

3. J Verhoeven, Techniquest to obtain ultravacuum, Fom Instituut voor Atoom enMolecuulfysica, 1978

4. Siegfried Schiller, Electron BeamTechnology John Wiley & Sons, 1982

5. Rath, Vacuum Technology Second Edition,1982

6. Munawir dkk, Evaluasi Kelayakan Bahan SS304 & SS 316 sebagai bahan rekayasa VacumTinggi Peralatan Permeasi Hidrogen.

TANYAJAWAB

Sudarti

Apakah lidak ado over/aping dengan tugasdi PPNY dengan penanggungjawab Drs. Darsono,MSc.

Sri Mulyono

Tidak overlaping, tet:apijustru saling megisi

Presiding Pertemuan dan Presentasi IImiahTeknologiAkselerator daDAplikasinyaVoJ.1No.1 Juli 1999: 62-70

67

ISSN 1411-1349

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999

LAMPmAN 1

JJi'r

~ -~

1- ~ $!' - -..'.c..r v'

tlJ.- IIdc cn

C\IY P,e"",)'_-7 J'.t

~~ .~

5} ~>!-' >:;",- ..----~,-= J. ..

...1 Ii'-J. ,

10

, L I

0'.

10."

Gambar 4.1.Monogram untuk menentukan batas kebocoran

LAMPrR.\..~ 2

""",) I I- IJ ..

\

--s ~.J

(1. I eocn

al.

rl'..

~

D-.-81)

a8 o~t::::.0$ 0"'- '-"""

81). -.-1Ie... O""'

I

--"II8'C~"U

~~'I /'

II) 1OO'4CIO'C M.. ..110.. "~_..""--

81)":"I

,u'81).

s .~.o.fJ'

t"

Gambar 4.2.Monogram untuk menentukan batas kebocoran

STUDIAWALREKAYASA VAKUM TINGGI PADA TA8UNGAKSEL-ERATORDAN PERMASALAHANNYA(M. Munawir Z., dkk.)

68

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999ISSN 1411-1349

LAMPIRAN 3

IO~

1,1.1.._""""'"

~ ~j j;.. ..

"1,

II

/'..10".10'

.fII,rl

J

.

,,', ..,

,,-t-- ., -Gambar 4.3. Monogram untuk menentukan batas perembesan gas

LAMPIRAN 4

-..-----. '-'-',PO1.f.-A

Gambar Tabung Gelas Pemercepat Elektron

jII"~

Gambar Elektroda pemercepat elektron

Presiding Pertemuan daD Presentasi IImiah

Teknologi Akselerator daD AplikasinyaVoU No.1 Juri 1999: 62-70

69

Volume 1 Nomor 1 Juli 1999 ISSN 1411-1349

LAMP IRAN 5

. .'~

~'~ ~

~~ ~

1zI ~ F;'

lOr';""": .Tt,;,'C~ 3:

.. .. .. .. .. ,...

'.to n

i~ .. (-. ~g z ~ ~:.: ~ ,. ~... ~ '. 'J

}:to )

'w,..'(;1

.-. , ,' .. ;;

@ttZ:r-I ~

~ . I~ ~gjl

't;~'~ :>.- '"~

1'7. -'It

i I C1)"I

~ 3'. ~.~

.1

6.~ ~ n""I ~ ~

OZ~. a (;1..,~!:

Gambar Bejana Pemercepat

IiI

I

II

-"-- '-'.1

.II

r-'.""~"'-'--"-' 1" "-""" 1(-'

,.: J:l- _.:.~... .. :. --~C''-- 1. ~

~ . . ~:-:.- .-::::.:.. 1'-:::7-~ ~_. '." ..1 -----

.. ";;'--.~'" I:."-~:-'-:.::':':.~~';... ..--..-.

STUDI AWAL REKAYASA VAKUMTINGGI PADA TABUNGAKSELERATOR DAN PERMASALAHANNYA(M. Munawir Z., dkk.)

70