DESAIN RINCIIRADIATOR GAMMA KAPASITAS 200 KCi UNTUK IRADIASI BAHAN PANGAN

Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan PRPN - BA TAN, 14 November 2013

Perangkat Nuklir

DESAIN RINCIIRADIATOR GAMMA KAPASITAS 200 KCi UNTUK IRADIASI BAHAN PANGAN Sutomo

PRPN - SATAN, Kawasan Puspiptek, Gedung 71, Tangerang

Selatan, 15310

ABSTRAK DESAIN RINCI IRRADIA TOR GAMMA KAPASITAS 200 kCi UNTUK IRRADIASI BAHAN PANGAN. Desain rinci irradiator gamma kapasitas 200 kCi sebagian telah dilakukan sesuai tahapan da/am melaksanakan desain. Berdasarkan persyaratan yang ada, bahan perisai ruang irradiasi yang dipilih ada/ah beton normal. Desain bangunan ini berbentuk kubus atau kotak dengan ukuran 12 m x 16 m x 5,5 m. Beton normal ada/ah beton dengan bahan baku semen portland, agregat kasar dan halus, serta air. Beton ini memiliki berat jenis berkisar 2400 kg/m3 ,sesuai SK Bapeten No.11/Ka-BAPETENNI99,serta dapat menahan laju dosis radiasi samai 0,25 mR/jam, perisai beton dibuat menjadi tebal 1,5 m. Untuk desain rinci bangunan pendukung yaitu bangunan struktur baja penyangga kerane telah dilakukan perhitungan struktur dan gambar teknik rinci, sedang untuk desain mekanik, elektrik, dan instrument masih berupa data sheet dan diskripsi serta gambar teknis yang belum rinci. Kata kunci: desain rinci, beton normal, irradiator gamma, berat jenis beton

ABSTRACT DETAIL DESIGN OF GAMMA IRRADIATOR 200 kCi CAPACITY FOR FOOD IRRADIA TlON. A Detail! design of gamma irradiator 200 kCi capacity for food Irradiation has been worked step by step. Based on the available requirements, the shielding material used for irradiation chamber is normal concrete. The structure of the building is designed in cube of 12 m x 16 m x 5,5 m. Normal concrete is concrete using raw material of portland cement, coarse and fine aggregate plus water. The concrete density ranges in order to make about 2400 kg/m3 by the decree of SK No. 11/Ka-BapetenNI-99, exposure doses less than 0,25 mR/hour, the concrete shielding thickness has to be analysed 1.5 m. For detail desain auxiliary building as steel structure building for crane facility has been calculation and detailed technical drawin.,Detail design for mechanical, electrical, and instrument are working a data sheet and description and technical drawing not yet detail. Keywords: detail design, normal concrete, gamma irradiator, concrete density

1. PENDAHULUAN Fasilitas

utama

mekanik transportasi

sebuah

berbahan

gamma terdiri

dari sumber

radiasi,

sistem

produk yang akan diirradiasi berupa konveyor gantung, dan perisai

radiasi untuk melindungi bangunan

irradiator

pekerja dan lingkungan [1] dari paparan radiasi yang berupa

beton dan kolam air,sistim

instrumentasi

dan sistim catu daya.

- 304 -

Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan PRPN-BATAN, 14 November 2013

Sumber

Perangkat Nuklir

radiasi yang digunakan

Sumber

adalah Co-60,yang

ditempatkan

pada rak sumber.

nantinya akan dikelilingi oleh produk (target) yang akan diirradiasi, sehingga

sebagian besar sinar gamma yang dipancarkan akan mengenai target. Karena itu perlu didesain

bentuk

geometri

antara

perangkat

sumber

gamma

dan

wadah

(rak

sumber) ,tempat target (carrier) dan sistem transportasi target yang sesuai. Mekanisme

transportasi

target/produk

menentukan

apakah

dosis yang diterima

efisien dan seragam pad a seluruh bagian target. Distribusi dosis serap yang seragam menentukan

kualitas produk hasil irradiasi dan efisiensi pemanfaatan

Untuk produk/target

padat, ketidakseragaman

tetap menjadi kendala, sedangkan mudah didapat.

dosis serap

tiap produk yang diirradiasi

produk cair dengan pengadukan

Karena itu untuk mendapatkan

sumber gamma.

keseragaman

lebih

produk hasil irradiasi yang maksimal

(kualitas baik) perlu didesain sistem mekanisme tranportasi produk secara tepat sesuai dengan produk yang akan diirradiasi. Perisai

radiasi

pada

irradiator

berfungsi

untuk

melindungi

lingkungannya dari paparan radiasi. Beberapa material berikut

pekerja

dan

biasa digunakan sebagai

perisai radiasi, yaitu timah hitam (Pb), beton, air dan baja. Perisai timah hitam banyak digunakan pada irradiator berukuran kecil, untuk skala litbang, dan sistem batch. Untuk irradiator skala industri menggunakan

beton sebagai perisai biologi, karena lebih murah

dari pad a Pb, dan air sebagai perisai tempat penyimpanan sumber [2]. Makalah saja,sedang

ini

akan

mengulas

tentang

desain

rinci

desain rinci untuk divisi mekanikal,divisi

divisi keselatan termasuk sumber

khusus

struktur

elektrikal,divisi

sipilnya

instrumentasi

secara parallel dikerjakan oleh masing-masing

Irradiator gamma yang didesain rinci

ini menggunakan

dan divisi.

sumber Co-60 aktifitas 200 kCi

untuk mengirradiasi bahan pangan.

2. TEORI Energi sinar gamma dapat diserap oleh material yang dilaluinya, tapi material itu tidak

menjadi

radioaktif.

karakteristiknya.

material

itu

sel

biologi,

maka

sel

dapat

berubah

Perubahan akibat radiasi ini dapat digunakan untuk kepentingan yang

bermanfaat

untuk

karakteristik

atau

penggunaan

Bila

kehidupan bahkan

sinar gamma

manusia

merusak.

seperti

Berdasarkan

dikendalikan

dengan

pengawetan

dan

kenyataan

tersebut,

menggunakan

dengan pengaturan aktifitas sumber. Akibat interaksi dengan material, mengalami atenuasi, sehingga

penyempurnaan

material,

selanjutnya dan atau

intensitas gamma

material dapat berfungsi sebagai perisai ataupun sebagai

- 305 -


target

yang

akan

Perangkat Nuklir

diirradiasi.

Daya tembus

sinar

gamma

bergantung

pad a jenis

materialnya. Bila suatu berkas photon/gamma dari material

dengan intensitas

10

masuk pad a suatu bidang

, maka pad a suatu kedalaman x di dalam material

akan berkurang

terse but, intensitasnya

. Dengan penambahan jarak dx pada x, maka terjadi pengurangan lebih

lanjut dari I dengan dl,

koefisien atenuasi linier (linear attenuation

dinyatakan dengan IJ mempunyai dimensi

Pengurangan

cm-1.

coeffient)

yang

intensitas di dalam dx

dapat ditulis [3] -dl = IJ I dx , dan penyelesaian persamaan itu adalah 1=

dimana

10

10 e-IJX,

adalah intensitas sinar gamma sebelum masuk material,

I adalah intensitas

setelah melewati material, dan x tebal material. Selain itu, ada faktor buildup yang perlu diperhitungkan

dalam menentukan

nilai intensitas

I yang lolos dari material.

Faktor

buildup menambah jumlah intensitas sinar gamma yang melewati material, yaitu lebih besar dari I. Penambahan ini berasal dari adanya radiasi sekunder berupa efek Compton, radiasi anihilasi dari proses produksi pasangan dan radiasi Bremstrahlung. Perhitungan ditampilkan

untuk desain rinci menggunakan disini,

Perhitungan

irradiator menggunakan Perhiungan

struktur

banyak rumus dan standard yang tidak

struktur beton untuk bangunan

utama atau bangunan

cara-cara yang ada pada Peraturan Beton Indonesia (PBI-71). baja

menggunakan

Peraturan

Perhitungan

Baja

Indonesia

(PPBI).Untuk perhitungan mechanical menggunakan dasar-dasar mekanik dan kaidahnya, juga

untuk

perhitungan

elektrikal

mengunakan

kaidah-kaiadah

electronik

arus kuat

maupun arus lemah.

- 306 -

Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan PRPN- BATAN, 14 November 2013

Perangkat Nuklir

3. PEMBAHASAN ATAU PERHITUNGAN 3.1 PERHITUNGAN

PORTAL BANGUNAN BAJA PENOPANG KERANE

SYSTIM

P2

I

PEMBEBANAN

PORTAL

!

Pi••

I

Fi 4.00 I 6.00 I

1

.• P2

1.50

12.00

Kete ra nga n :

Pi

1. Beban Atap

=

2. Beban Kerane

= P2

3. Beban Angin

= Fi

4. Beban Gempa

= F2

- 307 -


Perangkat Nuklir

1. Perhitungan beban atap ( P1 ) : - Jarak gording = 2 m, Jarak Portal = 4 m , - Beban Pekerja = 100 kg/m2 x 2m x 4m Beban Air hujan = 12,5 kg/m2x 2m x 4m Berat Atap = 40 kg/m2x 2m x 4m Berat Gording = 36 kg/m2x 2m x 4m

= = = =

P1

800 100 320 288

kg. kg. kg. kg.

= 1.508 kg.

Hasil perhitungan beban atap ( P1 ) = 1.508 kg = 1,508 ton. 2. Perhitungan beban Kerane ( PK ) : -

= 10 ton. = 3,5 ton. = 1 ton.

Beban Angkat Kerane Berat Bom Kerane Berat Rei Berat huis

=

Pk

0,5 ton. =

15

ton

Koefisien kejut = 1.33 Pk

= 1.33 x 15 ton. = 20 ton.

Pkh = 10 % x 20 ton = 2 ton. Beban akibat rem Hasil perhitungan beban Kerane (Pk) = 20 ton, P kh = 2 ton.

3. Perhitungan beban Angin ( Fa) : Kuat tiup Angin = 25 kg I m2 Luasan atap = 4m x 6,3m = 25 m2 Beban Angin (F) = 25 kg/m2x 25m2 = 625 kg Beban Angin Tekan = 1,2 x 625 kg = 720 kg, koefisien angin tekan=1,2 Beban Angin hisap = 0,4 x 625 kg = 250 kg,koefisien angin hisap=O,4 Hasil perhitungan beban Angin ( Fa) : - Beban Angin Tekan = 1,2 x 625 kg = 720 kg = 0,72 ton - Beban Angin hisap = 0,4 x 625 kg = 250 kg= 0,25 ton 4. Perhitungan berat portal Berat Berat Berat Berat

air hujan= atap = rangka = pekerja =

25 kg/m2 x 25 m2 40 kg/m2 x 25 m2 12,2kg/m x 36,2m 100 kg/m2x 25 m2

= = = =

625 kg 1000 kg 440 kg 2500kg

Beban ( P)

= 4.565 kg = 9,130 ton - Beban P = 2 x 4.565 kg = 9.130 kg

- 308 -

Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan PRPN-BATAN, 14 November 2013

Perangkat Nuklir

Beban Kolom = 2 x 6 m x 36,2 kg/m Beban Kerane

=

0,434 ton ton

= 20,0

Berat bangunan per Portal = 29,564 ton. 5.Perhitungan beban Gempa ( Fg ) : - Percepatan Gempa ( a ) = 0,25 9 . - Berat bangunan per portal = 29,564 ton. - Beban Genpa ( Fg) = 29,565 x 0,25 = 7,391 ton.

PERHITUNGAN MOMEN PORTAL DENGAN METHODE PLASTIS

.0

I 7.50 m

82

12.00m , DO' = 6 81 ,

E 9

82

= 6 81

81 = 9/682

AC =OC, 81

82

= 8

= 9/6 8

- 309 -

=

0 82=


Perangkat Nuklir

Tabel Akibat Rotasi 8 MP<<ED'E' 148MP 8 8 114,5 881MP 8 Rotasi Joint ,5 IW= 1,5 MP 1,58 NC'D'= = 81= 82 =18 Internal work ( IW) 1 8 MP

Tabel Akibat Displacement. 20 82 Eksternal 1,5 88 98 1,5 FF'= 108 68 38 4 2 BB'= 488 68 11'=2 8 CC'= HH'= 6 KK'= GG'= 4 8 Work KK'=0,58 Displacement(m) Load (ton)

Joint EW = 93 8 m) ( ton

IW = EW 4,5 8 Mp = 93 8

MP = 93/4,5

ton m Mp = 20,67

ton m

MENDIMENSI PROFIL PORTAL MP= Momen Plastis = 20,67 ton m MP = 2067000 kg em. Tegangan ijin Baja ( (J )= 1400 kg/cm2 Tahanan Momen ( W )= Momen 1 Tegangan ijin :"f

W=-~

Wx

Tahanan Momen (W) = 2067000/1400 (cm3) Tahanan Momen (W)= 1476 cm3 Dari Tabel baja didapat Profill DIN 28 = 1480 cm3 ,Ix= 20720 cm4, F = 144 cm2,G berat= 113

kg/m

-310-


Perangkat Nuklir

SAMBUNGAN DENGAN LAS Momen Plastis ( MP ) Tegangan ijin Las (cr) Safety Factor = 1,2

= 2067000 kg em. = 1400 kg/em2

ahanan Momen las (W)

_ MPS.r = 14Gr)

em3

= 1772 em3. Profil I DIN 28 ,Tebal badan ( t ) = 1,7 em ,maka f

Tebal Las (a) = ~ ~ \'2 a = --:= em = 1,2 em.

.

..L •

.t

\'2

W = 1/6 a

1772 = 1/6.1,2

h2

h2

h= 94,13 em

Jadi panjang las minimum = 94,13 em , bila di las seluruhnya pajang las (L) =( 40 x 2 ) + ( 15 x 2 ) = 140 em, akan lebih am an atau lebih kuat.

3.2 PERHITUNGAN

BETON BANGUNAN UTAMA

3.2.1 Material Perisai Beton Penahan Radiasi Beton yang digunakan pad a sebuah irradiator gamma berfungsi sebagai dinding bangunan,

perisai biologi terhadap

radiasi gamma,

dan struktur penguat bangunan.

Sebagai dinding yang merangkap sebagai perisai radiasi, densitas minimum beton adalah 2400 kg/m3 sesuai aturan Ka.Bapeten, dan sebesar

210,9 kg/em2.

yang harus mampu menahan beban tekan

Beton jenis ini masuk katagori

beton normal.

Beton adalah

eampuran antara semen, agregat kasar dan halus, air, dan zat aditif dengan komposisi tertentu. Komposisi yang berbeda-beda di antara bahan baku beton mempengaruhi beton yang dihasilkan. Pembagian komposisi eampuran berat, meskipun

berdasarkan volume juga

sifat

biasanya diukur dalam satuan

bisa. Semen yang digunakan

jenis portland

yang ada dipasaran . Agregat halus adalah pasir dan agregat kasar adalah kerikil (koral), semuanya

bebas dari bahan

pengotor

yang dapat

melemahkan

konstruksi.

Berikut

beberapa persyaratan bahan baku beton penahan radiasi. 3.2.1.1 Semen 1) Semen yang digunakan adalah semen portland yang sesuai dengan SNI 152049 - 2004 [5]

-311-


Perangkat Nuk/ir

2) Semen yang digunakan pad a pekerjaan konstruksi harus sesuai dengan semen yang digunakan pada perancangan proporsi campuran. 3.2.1.2 Agregat Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi [6]: (1) 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun (2) 1/3 ketebalan pelat lantai, ataupun (3) 3/4 jarak bersih minimum antara tulangan-tulangan

atau kawat-kawat, bundel

tulangan, atau tendon-tendon prategang atau selongsong-selongsong. Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam sebagai hasil desintegrasi alami dari batuan-batuan

atau berupa pasir buatan hasil pemecah batu.Agregat

halus harus

terdiri dari butir-butir yang keras dan tajam.Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus. Spesifikasi Agregat Untuk Beton Penahan Radiasi [7] Beton penahan radiasi adalah komponen struktur dari beton yang diperlukan untuk melindungi manusia dari radiasi atau penyinaran yang membahayakan. beton penahan radiasi harus memenuhi ketentuan-ketentuan

Agregat untuk

dalam persyaratan

umum

sebagai berikut: • agregat untuk beton radiasi harus memenuhi persyaratan agregat untuk beton normal, • penggunaan

agregat sintetis boron-frit dalam campuran

kg/m3 dan tidak boleh mengandung

beton tidak lebih dari 300

bahan larut dalam air lebih dari 2%

Persyaratan ketahanan keausan agregat kasar harus memenuhi ketentuan yaitu: • agregat kasar bila diuji dengan metode uji keausan mesin abrasi Los Angeles tidak boleh melebihi 50% • agregat

kasar yang tidak

memenuhi

persyaratan

butir 1) tersebut

di atas dapat

digunakan sebagai agregat beton untuk penahan radiasi, asal dapat dibuktikan bahwa beton yang dihasilkan mempunyai kekuatan yang cukup untuk memberikan

kapasitas

daya dukung beban am an terhadap struktur. 3.2.1.3 Air 1) Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahanbahan merusak seperti mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

-312-


Perangkat Nuklir

2) Air pencampur yang digunakan pad a beton prategang atau pad a beton yang di dalamnya tertanam dalam

agregat,

logam aluminium, termasuk

tidak

boleh mengandung

air bebas yang terkandung

ion klorida

dalam jumlah

yang

membahayakan. 3) Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan

pad a beton, kecuali

ketentuan berikut terpenuhi: a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama. b. Hasil pengujian pad a umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan

dengan

air yang tidak dapat

kekuatan sekurang-kurangnya

diminum

harus

pencampur,

dilakukan

mempunyai

sama dengan 90% dari kekuatan benda uji

yang dibuat dengan air yang dapat diminum. tersebut

harus

pada

adukan

Perbandingan

serupa,

uji kekuatan

terkecuali

pada

air

yang dibuat dan diuji sesuai dengan "Metode uji kuat tekan

untuk mortar semen hidrolis (Menggunakan spesimen kubus dengan ukuran sisi 50 mm)" (ASTM C 109).

3.2.2 Perencanaan Komposisi Campuran Semen, Air, dan Agregat untuk Beton Normal Penahan Radiasi Gamma Pembuatan menghasilkan

campuran

dan

pengadukan

semen

, air

dan

agregat

harus

campuran serbarata dengan ukuran takaran bahan baku tertentu. Faktor

ratio air-semen menentukan

kualitas beton yang dihasilkan.

kekuatan beton menurun dan sebaliknya.

Bila ratio air-semen besar,

Desain beton untuk

beton 2400 kg/m3, yaitu beton normal sebagai penahan radiasi, 2002 (SK SNI-1993fJ dan SNI DT-91-0008-2007. dan disesuaikan

dengan

tabel

perbandingan

mendapatkan

merujuk ke SNI 03-2494-

Dengan menggunakan komposisi

densitas

(dalam

nilai 20,7 MPa

kg) semen,

agregat

( kerikil dan pasir ), dan air untuk membuat 1 m3 beton normal berdasarkan SNI DT -910008-2007, dipilih nilai mutu beton yang digunakan untuk desain beton penahan radiasi adalah 21,7 MPa ( K 250). Sehingga didapat

komposisi berat semen (portland) adalah

384 kg, pasir 692 kg , kerikil 1039 kg, air 215 kg dengan faktor ratio air - semen 0,56, dengan ketelitian 5 kg. Dengan komposisi ini akan menghasilkan minimal

2400 kg/m3 dengan

mutu beton

K250.

beton dengan densitas

Beton normal

adalah

beton yang

mempunyai berat jenis 2200 - 2500 kg/m3 menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah serta tidak menggunakan

bahan tambahan. Dalam klasifikasi beton, beton

-313-


normal masuk

katagori

Perangkat Nuklir

kelas II. Beton kelas II adalah

untuk

pekerjaan-pekerjaan

struktural secara umum. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar B1, K125, KI75 dan K225. Meskipun nilai mutu beton yang dipilih untuk desain penahan radiasi lebih besar dari K225 yaitu K 250, tapi dapat masuk kelas II beton normal. Hal ini dibolehkan untuk pertimbangan irradiator menahan

bahwa penahan radiasi ini berfungsi rangkap yaitu sebagai dinding

penahan/perisai

radiasi dan struktur penguat,

beban mati, beban

dim ana pada konstruksi

hidup (ad a crane) dan gempa.

Oleh karena

itu

itu saat

pengerjaannya perlu pengawasan mutu terdiri dari pengawasan yang ketat terhadap mutu bahan-bahan dengan keharusan untuk memeriksa kekuatan tekan beton secara kontinyu.

3.2.3 Desain Perisai Radiasi Beton, Tebal dan Geometrinya Perencanaan

perisai radiasi dalam bangunan ini akan lebih memperhatikan

syarat aman terhadap radiasi daripada dinding dan atap akan ditentukan

dari

perhitungan secara struktur, sehingga ketebalan

dengan

perhitungan

akibat radiasi [9]. Untuk hal

tersebut di atas diperlukan beberapa syarat : 3.2.3.1 Syarat Bentuk • Bentuk bangunan

harus dapat menyembunyikan

sumber, sehingga

paparan

radiasi tidak langsung lurus, harus tersekat dan berbelok-belok. • Ada

labirin

untuk

akses

masuk-keluar

ruang

irradiasi

untuk

kegiatan

maintenance, dan • lubang atap untuk proses loading unloading penggantian sumber lama dan baru. 3.2.3.2 Syarat aman • Bangunan

dibuat

dengan

dinding

dan

atap

dengan

ketebalan

berdasar

pertimbangan keselamatan radiasi dari bahan beton. • Di luar dinding harus memenuhi syarat am an untuk

orang yang bukan pekerja

radiasi dengan laju penyinaran tidak lebih dari 0,25 mR/jam (2,5 IJSv/Jam) • Untuk bangunan iradiator gamma digunakan material beton bertulang dengan p =2400 kg/m3.

- 314 -


Perangkat Nuklir

Perhitungan ketebalan perisai radiasi Rumus : 1'U It;;;;

dimana:

It

[0'(:;) ·Iio

= laju penyinaran yang lolos

laju penyinaran x satuan dari sumber n = Banyaknya HVL t = tebal bahan

S

10 =

t Rumus tebal perisai: t = n x HVL dalam perhitungan ini, It

= 2,5 ~Sv/Jam

~ = 0,078 cm·1 untuk beton normal p = 2400 kg/m3 10 =

500 kCi = 18,5.109 MBq, dan jarak sumber ke perisai ( x) diasumsikan 2 m

HVL sinar gamma untuk beton = 60,5 mm Energi gamma 1,17 Mev dan 1,33 Mev

I

()= A.6 •.IE., rz -_

18,5.109 MBq. 6.Zz (1,17+113)

Log!2.~

= 1927083,332 jlSv/jam

= log. 19Z70B3,332 = ()'886960487 t5 Log Z

= O,3010Z9995

- 6886%0487 _ ?? 956~ n - 0101029995 - ••••.

.::>

t = n x HVL = 22,9565 x HVL t = 22,9565 x 60,5 mm t = 1400 mm ---------- t = 1,5 m Jadi, tebal dinding/perisai ditentukan 1,5 m. Perhitungan di atas menggunakan aktivitas sumber 500 kCi untuk faktor keamanan operasional, mengingat irradiator ini akan ditempatkan di dekat penghasil bahan pangan, sehingga kemungkinan

ruang irradiator dijadikan tempat penyimpan sementara sumber-

sumber bekas baik di dalam kolam maupun di atas kolam, Selain itu untuk antisipasi peningkatan kapasitas dosis serap yang dibutuhkan untuk keperluan lain. Untuk perhitungan

lebih teliti,

dilakukan dengan program MCNP yang

pertimbangan

perhitungan

perisai

radiasi dapat

mempertimbangkan:

• Jarak sumber dengan dinding/atap • Hamburan dan pantulan radiasi

-315-

Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan PRPN - SA TAN, 14 November 2013

Perangkat Nuklir

• Bahan pembungkus sumber • Media dari sumber sampai dinding dan atap (air, udara) 3.2.3.3 Syarat kokoh/kuat • Suatu bangunan harus kuat berdiri tegak dan dapat menahan gaya-gaya dari luar maupun dari dalam yaitu gaya beban berat sendiri, gaya beban peralatan dan gaya gempa. • Agar bangunan dapat berdiri kokoh harus secara khusus dilakukan perhitungan pondasi , harus benar dalam asumsi dan cermat dalam melakukan perhitungan. • Oalam melakukan perhitungan struktur - menggunakan

rumus/formula

yang baku dan menggunakan

standar/code

yang relevan. - Menggunakan

asumsi-asumsi yang jelas

- Menggunakan

parameter

Young,

koefisien

yang sudah jelas, misal angka Poison, modulus

tarik/tekan,

tekanan

daya dukung ijin, penurunan/settlement

angin, tegangan

permukaan

tanah,

tanah.

- Perhitungan struktur harus memuat kriteria desain, persyaratan beban-beban utama, kombinasi beban beban kritis dan faktor kritis. - Stabilitas struktur yaitu kestabilan lateral dan longitudinal

melalui kekakuan

angka masukan, rangka terkekang, kombinasi antara kekakuan dan rangka terkukung dan sambungan pad a konstruksi baja. Perhitungan perhitunganya

struktur

memerlukan

bangunan halaman

utama

tidak

sangat banyak

ditampilkan berupa

di

sini

karena

satu bundel buku tebal

apalagi gambar teknisnya juga banyak. Oasar-dasar perhitungan berupa beban-beban dan momen akibat beban tersebut. Adapun beban-beban itu antara lain: - Beban berat sendiri (tlm2) - Beban berat pembebanan terpusat (ton) - Beban gempa dengan percepatan gempa a = 0,2 9 ( percepatan gravitasi ) Oari beban seperti di atas akan menimbulkan pad a atap,

dinding

dan

bangunan dan kekuatan struktur

beton

mengacu

fondasi.

Harga momen dapat untuk menentukan

struktur. Formula-formula pad a ACI

momen pada tiap tinjauan.

(American

Misal

dimensi

yang biasa dipakai untuk menghitung Concrete

Bertulang Indonesia 71, SNI 1726-2002 , sedangkan

Institute),

konstruksi

Peraturan

Beton

baja mengacu

pada

ASME dan ASTM.

-316-


Perangkat Nuklir

3.3 PERHITUNGAN STRUKTUR BANGUNAN GUDANG. Cara dan dasar untuk perhitungan dengan yang digunakan

untuk menghitung

kerane. Yang membedakan dan tinggi

bangunan

spadek,dinding pancang.

stuktur baja pad a bangunan

gudang sama

struktur baja pad a bangunan

penyangga

adalah bentangan atau lengkang (L) portal yang lebih lebar

lebih

tinggi.

berupa tembok

bangunan

batu ,sedang

}'2

Dari hasil perhitungan

Atap

menggunakan

pondasi

atap

seng jenis

menggunakan

didapat struktur menggunakan

sistim tiang

profil baja I DIN 40.

Perhitungan struktur dan gambar teknis tidak ditampilkan disini.

3.4 PERHITUNGAN

STRUKTUR BANGUNAN PERKANTORAN

Struktur bangunan perkantoran

didesain dari bahan beton,dua lantai,kolom,

atap maupun pelat lantai menggunakan sturuktur beton bertulang,dinding }'2

batu.

Pelaksanaan

perhitungan

struktur

menggunakan

Peraturan Beton Indonesia (PBI 71),dan standar Perencanaan Struktur

Bangunan

Gedung

(SNI-1726-2002).Pondasi

pondasi tiang pancang.Perhitungan

3.5 PERHITUNGAN

dengan tembok yang baku,yaitu

Ketahanan Gempa Untuk

bangunan

menggunakan

jenis

dan gambar teknis tidak ditampilkan disini.

STRUKTUR BANGUNAN LOADING UNLOADING

Struktur bangunan menggunakan }'2

standar

pelat

atap rangka baja, dinding bangunan dari tembok

batu. Perhitungan dan gambar teknis tidak ditampilkan disini.

3.6 PERHITUNGAN

BANGUNAN CATU DAYA

Struktur dari beton bertulang,bangunan lantai menggunakan

struktur

hanya satu lantai,pelat atap maupun pelat

beton berulang.

Perhitungan

dan gambar

teknis tidak

ditampilkan di sini.

3.7 PERHITUNGAN Struktur mempunyai

parkir

STRUKTUR PARKIR DAN JALAN dan jalan

didesain

dari

bahan

batu

kali,yang

tiap

lapisannya

susunan batu yang berbeda ukuran dan tebal lapisanya, bagian lapisan aus

menggunakan

bahan aspal atau hotmix. Tebal lapisan ditentukan

beban gandar

rencana,

disini beban gandar direncanakan

berdasarkan

berat

10 ton. Perhitungan

dan

gambar teknis tidak ditampilkan disini.

-317-


4.

Perangkat Nuklir

HASIL DARI PEMBAHASAN Dari perhitungan

struktur baja sebagai penyangga

kerane,di

peroleh profil baja

untuk portal dipakai I DIN 28,sedang struktur gudang dengan baja profil I DIN 40 ,struktur bangunan loading unloading menggunakan

atap rangka baja, sambungan

antar girder

dan kolom dengan girder menggunakan sambungan las dan sambungan baut.Untuk lebih jelas lihat gambar teknis sebagai lampiran. Bahan perisai radiasi adalah beton normal dengan densitas 2400 kg/m3, densitas ini sesuai yang ditetapkan oleh Bapeten. Sehingga paparan radiasi yang lolos dari perisai tetap dalam batas am an sesuai aturan Bapeten (0,25 mR/jam). Dalam pelaksanaan lapangan dapat menggunakan

atau menentukan

adalah ditinjau dari faktor kemudahan

densitas

untuk mendapatkan

fakta di lapangan sangat sulit untuk mendapatkan

beton sebesar

di

2400 kg/m3

bahan baku beton, karena

bahan baku beton untuk mencapai

densitas sebesar 2400 kg/m3. Bahan baku beton normal adalah semen port/and

jenis

yang ada di pasar, agregat kasar dan halus adalah batu krikil dan pasir, serta air. Semua bahan baku tersebut harus bersih, karena itu pada pelaksanaan pengawasan

ketat atas kualitas bahan

baku. Komposisi

pembuatan beton, perlu

bahan baku/ perbandingan

komposisi (dalam kg) semen, agregat (krikil dan pasir), dan air untuk membuat 1 m3 beton normal berdasarkan SNI DT-91-0008-2007

, dipilih nilai mutu beton yang digunakan untuk

desain beton penahan radiasi adalah 21,7 MPa (K 250), sehingga didapat adalah 384 kg,

berat semen (port/and)

komposisi

pasir = 692 k, kerikil = 1039 kg, air = 215 kg

dengan faktor ratio air - semen = 0,56, dengan ketelitian 5 kg. Dengan komposisi ini akan menghasilkan Beton

normal

menggunakan

beton dengan densitas minimal 2400 kg/m3 dengan adalah

beton

yang

mempunyai

berat

jenis

mutu beton K250.

2200

-

2500

kg/m3

agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah serta tidak menggunakan

bahan tambahan. Dengan densitas beton 2400 kg/m3 dan komposisi bahan baku per m3 beton normal seperti di atas didapat tebal perisai radiasi sebesar bangunan

berbentuk

kubus/kotak,

1,5 m. Geometri

dengan tebal dinding dan atap sama. Perhitungan

struktur gedung irradiator lebih menitikberatkan

pad a faktor keselamatan

radiasi, artinya

dengan densitas beton normal dan komposisi bahan baku seperti di atas untuk dimensi struktur

sudah

terpenuhi,

sedangkan

kekuatan

struktur

dihitung

lebih

rinci

dan

menghasilkan gambar teknik rinci juga spesifikasi teknisnya.

-318-


Perangkat Nuklir

5. KESIMPULAN Dari kerane

hasil

perhitungan

,menggunakan

menggunakan

baja

bangunan profil

las. Bangunan

I DIN

struktur 28.

Sistim

gudang menggunakan

loadng unloading menggunakan

baja

sebagai

penyangga

penyambungan

antar

profil

baja profil I DIN 40 .Bangunan

atap rangka baja. Material perisai radiasi

adalah beton

normal dengan densitas 2400 kg/m3. Bahan baku beton normal ini adalah semen portland yang ada di pasaran, agregat kasar dan halus berupa kerikil dan pasir, serta air, tidak ada bahan tambahan lain. (portland)

384 kg,

Komposisi untuk membuat 1 m3 beton normal sbb : berat semen

pasir

692 kg, kerikil

1039 kg, air

215 kg dengan faktor ratio air-

semen = 0,56, dengan ketelitian 5 kg. Tebal beton/perisai dinding maupun atap. Bangunan

ruang

radiasi adalah 1,5 m, untuk

irradiasi berbentuk

kotak atau kubus dengan

ukuran dalam 6 m x 13 m x 4 m ,sedang ukuran bangunan 12 m x 16 m x 5,5 m. Perencanaan

rinci

untuk

mekanikal,elektrikal

dan

instrumentasi

tidak

tampil

disini,dan akan disampaikan oleh masing-masing disiplin atau divisi sehingga makalah ini khusus divisi sipil.

6. DAFT AR PUST AKA 1. SUNAGA,HIROMI,

Design of irradiation facilities

and safety evaluation,

Takasaki

Radiation Chemistry Research establishment, JAERI, Japan 2. AGGARVALKS.,MURALlDHARAN

P., Gamma Irradiator Design Concept for RVNRL,

Bhabha Atomic Research Centre,Bombay,lndia,

1990

3. HERMAN CEMBER, THOMAS E. JOHNSON, Introduction to Health Physics 4th ed. McGraw Hill, Colorado, State University Fort Collins, Colorado, 2009 4.

Lampiran II Keputusan Kepala Bapeten No. 11/Ka-BapetenNI-99

( Izin Konstruksi dan

Operasi Irradiator), 1999 5. SNI 15-2049-2004, Semen Portland, Badan Standarisasi Nasional, 2004 6. ACI 318-83, Commentary

on Building Code Requirements

for Reinforced Concrete,

American Concrete Institute, November 1983. 7. SNI-03-2494-2002,

Spesifikasi

Agregat

untuk

Beton

Penahan

Radiasi,

Badan

Standarisasi Nasional, Desember 2001. 8. SNI-DT-91-0008-2007, 9. Peraturan

Beton

Tata Cara Perhitungan Harga Satuan Pekerjaan Beton, 2007

Bertulang

Indonesia,

N1-2,

Direktorat

Penyelidikan

Masalah

Bangunan, Juli 1977

-319-


Perangkat Nuklir

10. http://www. ndt. ed. on:J/Education Resources/Comm unitvColleqe/Radioqraphv/Phvsics/ HaINalueLaver.htm,

diunduh pada 14 November 2011.

11. SNI 1726-2002, Standard Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan

Gedung, Pusat Penelitian Pengembangan Teknologi Permukiman, April 2002

7. LAMPIRAN A. Lampiran 1. Tata letak bangunan IRRADIATOR

-...-. • ',.,,>.

.•.....•.

- 320 -

Prosiding Pertemuan /lmiah Perekayasaan PRPN- BATAN, 14 November 2013

Perangkat Nuklir

B. Lampiran 2. Pandangan Bangunan Irradiator Gamma

J C. Lampiran 3. Denah Bangunan Utama

@-----.-@-----@----I

h..

ia

A

i~i:~ ~~ \l", I,

,

I

0-- -'

, cb cb ® c~1c1

- 321 -

,

@

I

cb

,


Perangkat Nuklir

D. Lampiran 4. Potongan "A-A"

+ 4.00

±

0.00

",,",~~n-1rN

- '510

E. Lampiran 4. Potongan

+

~

~

I

I

I

I

I

I

I

I,

I ,

I,

~

~

"8-8"

IZ.514

• 9,~

"/ t

5.50

t

•• 00-

GUDANG

j

~ • 810

- 322 -


Perangkat Nuklir

TANYA JAWAB Pertanyaan: 1.

Melihat beban mati gedung sangat besar harus dipertimbangkan dengan mempertimbangkan

mutu beton atau kualitasnya

desain pondasi

karena bangunan harus

aman dari faktor gempa, dll. (Utomo) 2.

Perlu di cek ulang tentang

Peraturan

BAPETEN

yang terbaru

mengenai

limitasi

dosis? (Kristiyanti) Jawaban: 1.

Desain kami sudah memperhitungkan

semua itu.

2.

Akan kami cari dan cek Peraturan terbaru dari BAPETEN tersebut.

- 323 -

DESAIN RINCIIRADIATOR GAMMA KAPASITAS 200 KCi UNTUK IRADIASI BAHAN PANGAN

Recommend Documents