JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA MENGGUNAKAN ELEMEN BAKAR BEKAS DENGAN MODEL KONFIGURASI SEJAJAR Setiyanto, Pudjijanto MS dan Ardani*) ABSTRAK ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA MENGGUNAKAN ELEMEN BAKAR BEKAS KONFIGURASI SEJAJAR. Untuk mendayagunakan elemen bakar bekas RSG-GAS, timbul pemikiran kemungkinan penggunaannya sebagai iradiator gamma untuk pengawetan dan sterilisasi. Untuk mengetahui kelayakannya, perlu dilakukan analisis laju dosis radiasi gamma yang dihasilkan. Kajian dilakukan untuk model konfigurasi elemen bakar yang disusun sejajar, dimana ruangan untuk iradiasi terletak di antara dua baris elemen bakar. Pemilihan model ini selain melengkapi kajian sebelumnya (model lingkaran) juga untuk mendapatkan keleluasaan/variasi ruang untuk iradiasi sehingga mempermudah penanganan target. Perhitungan laju dosis dilakukan dengan program MCNP, dimana aktivitas gamma elemen bakar dihitung dengan program ORIGEN dengan waktu tunda rerata 1 tahun. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa laju dosis gamma untuk konfigurasi sejajar menurun sampai lebih dari 50% dibanding model konfigurasi lingkaran. Namun demikian konfigurasi ini lebih fleksibel karena mampu menghasilkan ruang iradiasi yang sesuai dengan dosis yang diinginkan. Dapat disimpulkan bahwa penggunaan elemen bakar sebagai iradiator gamma dengan model konfigurasi sejajar lebih menguntungkan dibanding model konfigurasi melingkar. ABSTRACT ANALYSIS OF GAMMA IRRADIATOR DOSE RATE USING SPENT FUEL ELEMENTS WITH PARALLEL CONFIGURATION. To enhance the utilization of the RSG-GAS reactor spent fuel, the gamma irradiator using spent fuel elements as a gamma source is a suitable choice. This irradiator can be used for food sterilization and preservation. The first step before realization, it is necessary to determine the gamma dose rate theoretically. The assessment was realized for parallel configuration fuel elements with the irradiation space can be placed between fuel element series. This analysis of parallel model was choice to compare with the circle model and as long as possible to get more space for irradiation and to do manipulation of irradiation target. Dose rate calculations were done with MCNP, while the estimation of gamma activities of fuel element was realized by OREGEN code with 1 year of average delay time. The calculation result show that the gamma dose rate of parallel model decreased up to 50 % relatively compared with the circle model, but the value still enough for sterilization and preservation. Especially for food preservation, this parallel model give more flexible, while the gamma dose rate can be adjusted to the irradiation needed. The conclusion of this assessment showed that the utilization of reactor spent fuels for gamma irradiator with parallel model give more advantage then circle model. Kata kunci: Iradiator gamma, bahan bakar nuklir *) Peneliti BFTR-PTRKN BATAN
148
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
PENDAHULUAN Reaktor RSG-GAS merupakan reaktor riset yang pemanfaatannya multi guna, baik sebagai uji material, aktivasi maupun produksi radioisotop. Namun demikian semua penggunaan tersebut menggunakan radiasi neutron yang hanya diperoleh jika reaktor dalam keadaan beroperasi. Radiasi gamma merupakan salah satu radiasi yang pemanfaatannya belum dioptimalkan, padahal radiasi gamma dapat diperoleh tanpa harus reaktor beroperasi. Pada saat reaktor shutdown (tidak beroperasi), radiasi gamma intensitas tinggi masih dipancarkan oleh bahan bakar, bahkan bahan bakar bekas yang telah dikeluarkan dari teras reaktor, masih berpotensi memancarkan radiasi gamma aktivitas tinggi dan berumur panjang. Setiap siklus operasi, reaktor RSG-GAS menghasilkan/mengeluarkan 6 (enam) buah elemen bakar bekas, yang selama ini hanya disimpan di kolam elemen bakar dan belum pernah di budidayakan. Mengingat tingginya aktivitas gamma dan panjangnya waktu peluruhan, elemen bakar bekas dapat dimanfaatkan sebagai iradiator gamma. Kajian awal pemanfaatan elemen bakar tersebut telah dilakukan dengan menyusun elemen bakar dalam konfigurasi melingkar, dengan hasil yang memuaskan, yaitu laju dosis yang diperoleh memenuhi syarat untuk pengawetan hasil pertanian[1]. Namun demikian, konfigurasi melingkar yang dalam banyak hal memiliki kelebihan, ternyata terdapat kendala teknis dalam aplikasinya, di antaranya keterbatasan volume material yang akan diiradiasi dan kesulitan dalam pelaksanaan iradiasinya. Untuk mengatasi hal tersebut, salah satu cara penyelesaian yang dapat dilakukan adalah mengubah konfigurasi melingkar menjadi konfigurasi sejajar. Dengan konfigurasi ini, susunan elemen bakar dibuat berjajar memanjang, ruang iradiasi dapat dibuat mengikuti volume material yang akan diiradiasi, sehingga memiliki keunggulan dalam fleksibilitas geometri. Namun demikian, konfigurasi sejajar memiliki kekurangan dibanding konfigurasi melingkar, yaitu homogenitas dosis serta laju dosis yang relatif lebih kecil. Oleh karena itu, kajian teoritis untuk mendapatakan nilai kelayakan konfigurasi ini perlu dilakukan. Kajian dilakukan untuk mendapatkan nilai dosis minimum yang layak serta untuk mengetahui geometri optimum ruang iradiasi yang dapat diperoleh. Perhitungan laju dosis dilakukan dengan menggunakan program komputer MCNP dengan sumber radiasi gamma dibagi dalam 18 kelompok energi dihitung dengan program ORIGEN dengan waktu tunda 1 tahun[2]. DASAR TEORI Kuat Sumber Gamma Setiap reaksi pembelahan akan menghasilkan dua isotop hasil belah yang jenisnya berlainan, tetapi hampir semuanya memiliki sifat sebagai pemancar radiasi gamma. Isotop hasil belah tersebut tertahan di dalam matrik elemen bakar bekas, dan mengingat jumlahnya yang sangat banyak, maka elemen bakar tersebut akan memancarkan radiasi gamma dengan intensitas yang sangat tinggi atau bersifat sebagai sumber gamma. Setiap jenis isotop hasil belah akan memancarkan energi gamma yang spesifik, sehingga distribusi energinya membentang dalam rentang energi yang luas. Berdasarkan sifat yang spesifik inilah maka intensitas gamma yang dihasilkan dapat diprediksi. 149
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
Program komputer ORIGEN dirancang khusus untuk menghitung spektrum energi gamma dari elemen bakar bekas, dengan memberikan pilihan jumlah kelompok energi sesuai dengan kebutuhan[2]. Untuk keperluan perhitungan ini, dipilih 18 kelompok energi gamma, yang berarti akan diperoleh intensitas gamma elemen bakar bekas dalam 18 kelompok energi. Dalam perhitungan tersebut diasumsikan elemen bakar secara rerata telah mengalami pendinginan 1 tahun. Pada umumnya, setelah mengalami pendinginan 1 tahun, aktivitasnya relatif stabil untuk jangka waktu yang cukup lama. Sifat kesetabilan inilah yang pada penggunaan tertentu dapat dimanfaatkan sebagai sumber iradiasi yang baik. Laju Dosis Paparan Iradiator gamma yang dirancang adalah fasilitas yang terdiri atas susunan berjajar elemen bakar bekas yang disusun dalam dua baris, dimana bahan yang akan diiradiasi diletakkan di antara dua baris jajaran elemen bakar. Paparan atau laju dosis pada posisi tertentu akan berubah sebagai fungsi jumlah elemen bakar serta jarak antar kedua jajaran elemen bakar tersebut. Untuk menghitung laju dosis radiasi dari elemen bakar, setiap elemen bakar dimodelkan sebagai sumber garis yang aktivitasnya terkonsentrasi di sumbu tengah elemen bakar seperti dimodelkan pada Gambar 1. Laju dosis pada titik tertentu dari sejumlah elemen bakar dihitung dengan berdasarkan persamaan atenuasi linier dengan koefisien transport, dan dijumlahkan untuk setiap plat eleman bakar seperti domodelkan pad Gambar 2. B R / cos θ2 dy ρ = R / cos θ
H/2 y
θ2 S
H
R
θ
O
θ1
R
θ
R’ O
H/2 R / cos θ1 A
Gambar 1. Model perhitungan sumber untuk 1 elemen bakar
150
Gambar 2. Model perhitungan sumber untuk sejumlah elemen bakar
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
Intensitas sumber gamma ST per kelompok energi dari elemen sumber garis dy dari elemen bakar setinggi H menghasilkan fluks gamma φu di sembarang titik di sepanjang garis lurus melalui O yang sejajar dengan sumber batang dan berjarak tegak lurus R adalah [3]:
φu =
( H ) ⋅ ⎧arctan⎛ H − y ⎞ + arctan⎛ y ⎞⎫,
ST R
⎜ ⎝
⎨ ⎩
4 π R2
⎟ ⎠
R
⎜ ⎟⎬ ⎝ R ⎠⎭
untuk : 0 ≤ y ≤ H
(1)
Untuk sejumlah elemen bakar yang disusun berjajar seperti pada Gambar 2, fluks gamma di titik O merupakan jumlahan fluks gamma dari setiap elemen bakar (persamaan 1) dimana jarak dari elemen bakar ke titik O akan berubah menjadi R’ dan bervariasi sebagai fungsi posisi dan dinyatkan dalam cos θ seperti berikut:
R′ =
R cosθ
(2)
Pengaruh Serapan Diri Elemen Bakar Dengan mengambil pendekatan bahwa aktivitas elemen bakar dikonsentrasikan sebagai sumber garis di sumbu elemen bakar, maka radiasi gamma yang dipancarkan akan melewati ketebalan elemen bakar itu sendiri. Hal tersebut berarti terdapat serapan diri dalam elemen bakar yang harus diperhitungkan. Faktor perisai diri untuk plat elemen bakar setebal L didefinisikan sebagai[4,5]:
Fx =
ST
φu
=
(
1 ⋅ 1 − e −µ L µL
)
(3) dengan µ adalah koefisien pelemahan massa linier total dari campuran semua komponen elemen bakar yang dihomogenisasi. Faktor perisai diri untuk sejumlah plat elemen bakar menjadi: n
Fx, tot (1) =
S x, tot,det
φ x, tot, u
= Fx ⋅
∑e (
− n −i )⋅µ ⋅ x
i =1
(4)
n
dengan µ adalah koefisien pelemahan massa linier efektif gabungan dari material plat bahan bakar, kelongsong dan air, yang nilainya:
µ=
µ air xair + µ kls x kls + µ meat x meat x
[cm ] -1
(5)
Fluks foton-γ dari sumber berdasarkan persamaan 1 dan 2, akan menghasilkan laju dosis di titik tertentu sebesar [3,5,6]:
151
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
D& γ = Γ(E γ ) × Φ γ
⎡ kGy ⎤ ⎢ jam ⎥ ⎦ ⎣
(6)
dengan,
Γ( E γ ) = 5,76756 × 10 −6 ×
µ a ( Eγ ) ρ
⎡ ⎤ kGy jam ⎢ ⎥ 2 ⎣ foton - γ cm ⋅ det ⎦
(
)
(7)
Model Iradiator Gamma. Model iradiator gamma yang dianalisis terdiri atas susunan elemen bakar secara vertikal seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Bahan yang akan diiradiasi diletakkan diantara barisan sejajar elemen bakar. Jika diperlukan, susunan elemen bakarnya dibuat berlapis untuk mendapatkan fluks gamma yang diinginkan.
Gambar 3. Model iradiator gamma dengan konfigurasi sejajar Dosis yang diperlukan Iradiator gamma yang dirancang, secara khusus diperuntukkan untuk iradiasi/pengawetan dan sterilisasi hasil pertanian. Melimpahnya hasil pertanian di waktu panen, harus dikirim ke tempat tujuan yang bisa jadi memerlukan waktu yang lama. Oleh sebab itu, agar kualitasnya terjaga, diperlukan perlakuan sebelum pengiriman, dan salah satu yang dapat dilakukan adalah pengawetan melalui iradiasi [7,8,9] . Agar dosis iradiasi sesuai dengan yang diperlukan, maka iradiator harus dirancang dengan tepat. Data ambang dosis yang diperlukan untuk beberapa jenis hasil pertanian ditunjukkan pada Tabel 1.
152
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
Tabel 1. Data dosis yang diperlukan untuk pengawetan dan sterilisasi Komoditas
Dosis Radiasi (kGy)
Tujuan Iradiasi
Minimum
Maksimum
Disinfestasi serangga
0,15 ~ 0,30
0,50 ~ 1,75
Pengendalian jamur
1,50 ~ 2,00
3,0
Pisang, mangga, pepaya, nenas, lechee, rambutan
Disinfestasi serangga
0,15 ~ 0,30
0,15 ~ 1,5
Berbagai jenis jeruk
Disinfestasi serangga
0,15 ~ 0,30
0,25 ~ 0,75
Kentang, bawang, ubi jalar, singkong, jahe
Mencegah pertunasan dan perakaran
0,05 ~ 0,01
0,15
Asparagus
Memperpanjang kesegaran
0,05 ~ 0,10
0,25
Jamur
Memperpanjang kesegaran.
0,06 ~ 0,50
1,0
Melon madu, melon persia, melon casaba, tomat
Disinfestasi
0,15 ~ 0,30
1,0
Apel, peach, pear, strawberi
METODE PERHITUNGAN 1. 2. 3.
Metode perhitungan secara singkat dapat diurutkan sebagai berikut: Menghitung intensitas gamma sumber per elemen bakar menggunakan kode komputer ORIGEN untuk menghasilkan 18 kelompok energi gamma. Menghitung laju dosis di sembarang posisi di antara barisan elemen bakar sebagai fungsi jumlah susunan elemen bakar menggunakan kode komputer MCNP. Analisis hasil untuk menentukan posisi dan susunan elemen bakar yang paling optimum dan sesuai dengan kebutuhan.
Data perhitungan 1. Data elemen bakar silisida 2,96 gU/cc ρU = 2.965 g/cm3 meat = 0.234 g/cm3 meat ρSi ρU3Si2 = 3.199 g/cm3 meat = 1.864 g/cm3 meat ρAl = 5.063 g/cm3 meat ρmeat ρH2O = 1.000 g/cm3 meat
%w U %w Si %w U3Si2 %w Al %Porositas (cukup jelas)
= = = = =
58.5620 4.6178 63.1798 36.8202 4.05
% % % % %
Elemen bakar telah diiradiasi dengan total MWD yang sama, atau dengan fraksi bakar rerata 56 % dan didinginkan selama 1 tahun.
153
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
2.
Data susunan elemen bakar Elemen bakar disusun berjajar berurutan saling bersinggungan dengan jumlah per baris 16 elemen bakar, dihitung untuk satu dan dua lapis elemen bakar dengan jarak antar baris 60, 80 dan 100 cm. Ilustrasi susunan elemen bakar dalam iradiator ditunjukkan pada Gambar 4.
d : Jarak antar baris
d : Jarak antar baris
a. Susunan satu lapis b. Susunan dua lapis Gambar 4. Susunan elemen bakar satu dan dua lapis
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil perhitungan sumber gamma per elemen bakar serta laju dosis iradiator disajikan dalam Tabel 1 dan Gambar 5 berikut:
154
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
Tabel 1. Aktivitas gamma per elemen bakar untuk beberapa kelompok waktu penundaan Kelompok
Intensitas gamma (foton/detik) untuk waktu tunda:
Eγ, rerata MeV
100 hari
1 tahun
5 tahun
10 tahun
0.01
2.37E+14
9.31E+13
1.24E+13
8.57E+12
1. 2.
0.025
5.21E+13
1.99E+13
2.67E+12
1.80E+12
3.
0.0375
5.91E+13
2.39E+13
2.79E+12
1.87E+12
4.
0.0575
4.66E+13
1.91E+13
2.39E+12
1.63E+12
5.
0.085
3.24E+13
1.39E+13
1.51E+12
9.80E+11
6.
0.125
6.14E+13
1.88E+13
1.30E+12
6.73E+11
7.
0.225
2.65E+13
1.14E+13
1.26E+12
8.23E+11
8.
0.375
1.32E+13
5.69E+12
6.14E+11
3.67E+11
9.
0.575
6.00E+13
2.42E+13
1.35E+13
1.11E+13
10.
0.850
2.81E+14
2.23E+13
7.56E+11
2.14E+11
11.
1.25
2.74E+12
1.40E+12
2.33E+11
1.10E+11
12.
1.75
2.02E+12
1.35E+11
9.12E+09
3.18E+09
13.
2.25
1.39E+12
7.16E+11
2.07E+10
2.57E+08
14.
2.75
7.13E+10
2.38E+09
1.30E+08
3.82E+06
15.
3.50
9.29E+08
2.29E+08
1.46E+07
4.70E+05
16.
5.0
7.04E+01
3.64E+01
2.01E+01
2.00E+01
17.
7.0
8.06E+00
4.16E+00
2.29E+00
2.28E+00
18.
9.5
9.28E-01
4.77E-01
2.61E-01
2.60E-01
1.E+15
luruh 100 hari luruh 1 tahun luruh 5 tahun Laju foton, F (γ /sec)
1.E+14
luruh 10 tahun
1.E+13
1.E+12
1.E+11 1.E-02
1.E-01
1.E+00
Energi, E (MeV)
Gambar 5. Profil aktivitas elemen bakar sebagai fungsi energi dan waktu peluruhan
155
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
Dari hasil perhitungan di atas nampak bahwa intensitas gamma cukup stabil antara waktu tunda 0 sampai dengan 1 tahun, bahkan sampai dengan penundaan 10 tahun pun intensitasnya masih cukup tinggi. Dengan demikian dalam perhitungan semua elemen bakar diasumsikan memiliki intensitas yang sama, dengan waktu tunda rerata 1 tahun. Dengan data tersebut, diperoleh hasil perhitungan laju dosis di dalam ruang (celah) antar baris elemen bakar yang ditinjau untuk jarak antar baris 60 cm, 80 cm dan 100 cm. Pemilihan jarak antar baris dilakukan untuk mendapatkan laju dosis yang sesuai. Tabel 2.a. Hasil perhitungan laju dosis iradiator gamma untuk jarak antar baris 60 cm y(cm)
Laju dosis (Gy/jam) sebagai fungsi posisi di antara baris elemen bakar, jarak antar baris 60 cm ( a. Satu baris dan b. Dua baris) 0 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
0
418
503
424
510
444
531
479
568
529
621
597
693
694
771
10
414
499
421
506
441
528
476
565
527
619
597
692
686
790
20
403
485
410
493
431
515
466
553
519
609
592
685
718
801
30
383
460
390
468
411
491
447
531
502
590
579
670
647
760
40
351
421
357
429
378
451
415
492
472
553
554
640
690
781
50
305
366
311
372
329
391
361
427
414
484
500
574
660
704
Gambar 6.a. Profil laju dosis gamma untuk jarak antar baris 60 cm Gambar 6.a atau Tabel 2.a menunjukkan profil laju dosis di setiap posisi antara dua baris sumber gamma (elemen bakar), dimana posisi 0 cm merupakan titik tengah (simetri) antar elemen bakar. Ruangan efektif yang dapat dipakai untuk posisi iradiasi antara 0 cm sampai 20 cm kanan-kiri, atau selebar 40 cm. Nampak bahwa nilai laju dosis cukup tinggi, sehingga sangat baik untuk keperluan iradiasi.
156
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
Mengingat iradiator tersebut harus bersifat fleksibel, artinya harus mampu mengiradiasi berbagai jenis bahan, berbagai ukuran dan berbagai nilai laju dosis, maka kajian dikembangkan untuk jarak antar baris 80 cm dan 100 cm. Tabel 2.b dan Gambar 6.b menunjukkan hasil perhitungan laju dosis untuk lebar celah 80 cm, sedangkan Tabel 2.c dan Gambar 6.c menunjukkan hasil yang sama tetapi untuk lebar celah 100 cm. Sedangkan Tabel 3 dan Gambar 7 menunjukkan perbandingan laju dosis pada posisi yang sama untuk ke tiga lebar baris Tabel 2.b. Hasil perhitungan laju dosis iradiator gamma untuk jarak antar baris 80 cm y(cm)
Laju dosis (Gy/jam) sebagai fungsi posisi di antara baris elemen bakar, jarak antar baris 80 cm ( a. Satu baris dan b. Dua baris) 0 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
0
312
380
316
385
328
399
350
423
382
458
427
506
485
568
10
309
376
313
381
326
395
347
419
380
454
424
503
484
565
20
300
365
304
370
316
384
338
408
371
444
416
493
477
557
30
284
345
288
350
300
364
322
388
355
424
401
474
462
541
40
261
317
264
321
276
334
297
357
328
391
373
441
436
510
50
230
279
233
282
243
293
260
312
286
341
326
384
384
447
Gambar 6.b. Profil laju dosis gamma untuk jarak antar baris 80 cm
157
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
Tabel 2.c. Hasil perhitungan laju dosis iradiator gamma untuk jarak antar baris 100 cm y(cm)
Laju dosis (Gy/jam) sebagai fungsi posisi di antara baris elemen bakar, jarak antar baris 100 cm ( a. Satu baris dan b. Dua baris) 0 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
0
238
294
241
297
249
306
263
322
284
345
312
377
350
418
10
236
291
239
294
247
303
261
319
281
342
310
374
347
415
20
229
283
232
285
240
294
253
310
274
333
302
365
340
406
30
217
268
220
270
227
279
241
294
260
316
288
348
325
389
40
201
247
203
249
210
257
222
271
240
291
266
320
301
360
50
180
220
182
222
187
229
197
240
212
257
233
281
263
314
60
156
190
157
192
161
196
168
204
178
215
192
230
211
251
Gambar 6.c . Profil laju dosis gamma untuk jarak antar baris 100 cm Tabel 3. Perbandingan nilai laju dosis sebagai fungsi jarak antar baris elemen bakar Jarak antar baris
Nilai laju dosis (Gy/jam) - 40 cm
60 cm
-30 cm
-20 cm
-10 cm
0 cm
10 cm
20 cm
30 cm
40 cm
694
529
444
418
444
529
694
80 cm
626
485
382
328
312
328
382
485
626
100 cm
461
350
284
249
238
249
284
350
461
158
ANALISIS LAJU DOSIS IRADIATOR GAMMA …. (Setiyanto, Pudjijanto MS, Ardani)
800 = jarak antar bidang sumber, 60 cm 700
= jarak antar bidang sumber, 80 cm = jarak antar bidang sumber, 100 cm
Laju dosis γ , D (Gy/jam)
600
500
400
300
200
100
0 -40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Posisi, x (cm)
Gambar 7. Profil perbandingan nilai laju dosis sebagai fungsi jarak antar baris elemen bakar Penurunan nilai laju dosis akibat penambahan jarak antar baris elemen bakar adalah wajar, tetapi penambahan jarak akan memberikan keleluasann volume bahan yang akan diiradiasi. Lebar ruangan untuk iradiasi bertambah dari 40 cm menjadi setidaknya 80 cm dengan berbagai variasi nilai laju dosis. Laju dosis terendah di titik simetri untuk jarak antar baris 100 cm masih cukup tinggi untuk keperluan iradiasi pengawetan dan sterilisasi. Jika dibandingkan dengan iradiator model silinder[1], maka iradiator ini hanya menghasilkan nilai laju dosis sekitar 50% dari model silinder, tetapi memiliki kelebihan dalam menyediakan jumlah volume ruang yang dapat digunakan untuk iradiasi. Kelebihan lain adalah kemudahan dalam pengoperasiannya. Dibandingkan dengan data laju dosis minimum yang dibutuhkan untuk pengawetan dan sterilisasi hasil pertanian, iradiator model plat ini masih memenuhi nilai minimum yang dibutuhkan dan memiliki keunggulan spesifik, yaitu: − untuk jarak antar plat 60 cm, lebih cocok untuk iradiasi buah-buahan keras (apel, pear, jambu, melon, dll) − untuk jarak antar plat 80 cm, lebih cocok untuk iradiasi buah-buahan lunak (pisang, mangga, pepaya, jeruk , dll) − untuk jarak antar plat 100 cm, lebih cocok untuk iradiasi umbi-umbian. Dengan memperhatikan hasil tersebut, maka ukuran iradiator akan dibuat fleksibel yang setiap saat dapat disesuaikan dengan kebutuhan. KESIMPULAN Dengan mempertimbangkan nilai laju dosis yang diperoleh serta dipadukan dengan kebutuhan, maka dapat disimpulkan bahwa iradiator gamma menggunakan elemen bakar bekas dengan konfigurasi sejajar memiliki banyak keunggulan dan dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan atau bahan yang akan diawetkan. 159
JURNAL TEKNOLOGI REAKTOR NUKLIR-TRI DASA MEGA, Vol. 8, No. 3, Oktober, 2006 : Hal 148- 161
DAFTAR PUSTAKA 1. PUDJIJANTO MS, SETIYANTO: ”Analisis penggunaan bahan bakar bekas RSGGAS sebagai iradiator gamma.” Jurnal Teknologi Reaktor Nuklir Tri Dasa Mega, Vol 4, No. 3 Oktober 2002. 2. A. G. CROFF, “A User’s Manual for the ORIGEN2 Computer Code (RSIC Package No. CCC-371, ORNL/TM-7175): Isotope Generation and Depletion Code – Matrix Exponential Method,” Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, Tennessee (October 1981) 3. JAMES WOOD, “COMPUTATION METHODS IN REACTOR SHIELDING”, 1st edition, Pergamon Press Ltd., Headington Hill Hall, Oxford OX3 08W, England, (Copyright © 1982). 4. PUDJIJANTO MS., “Penentuan Tampang Mikroskopis Hamburan dan Serapan Compton Momen Nol, Satu, Dua dan Tiga, dan Tambang Hamburan Klein-Nishina Banyak Kelompok”, Prosiding Simposium Fisika Nasional XVIII. Kawasan Puspiptek Serpong, 25-27 April 2000. ISSN 1411-4771, hal. 502-509, 5. PUDJIJANTO, SURYAWATI dan SETIYANTO, “Perhitungan Perisai Beton Reaktor Produksi Isotop (RPI) Menggunakan Program CADREM1”, Dokumen Laporan Internal (tidak dipublikasi), Serpong, (1994/1995). 6. PUDJIJANTO, SURYAWATI, SETIYANTO, BUDI SETIAWAN, “Komputasi Perisai Reaktor”, Diktat untuk Diklat Aspek Neutronika & Thermohidrolika PLTN I, PPTKR PRSG-Pusdiklat, Serpong, (19 Sep.-14 Okt. 1994). 7. M. ABDUL AZIS, Pemanfaatan Iradiasi Gamma untuk Pengamanan Cabai Merah Pasca Panen dalam Kemasan Polyethilen, Fakultas Teknologi Pertanian UGM, Yogyakarta, 2002. 8. M. ANSORI, Pengaruh Radiasi Gamma Terhadap Kualitas Simpan Salak Pondoh dalam Kemasan Poliethilen, Fakultas Teknologi Pertanian UGM, Yogyakarta, 2002. 9. DESKY P.T., Respon pertumbuhan dan Hasil Tanaman Bawang Merah terhadap Lama Penyimpanan Bibit dan Dosis iradiasi Sinar Gamma Co-60, Fakultas Pertanian UPN “Veteran”, Yogyakarta, 2004.
160