. g
Bunga Rampai lptek Nuklir Majelis Profesor Riset Badan Tenaga Nuklir Nasional
Disusun dalam rangka memperingati HUT BATAN ke-55
Tim Penyusun: Bidang Evaluasi dan Dokumentasi Pusat Diseminasi" lptek Nuklir
ISBN : 978-979-8500-66-4
Penerbit: Badan Tenaga Nuklir Nasional
------------------------- Bunga Rarnpai lptek Nuklir
KATA PENGANTAR Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) berusia 55 tahun pada tanggal 5 Desernber 2013, suatu umur yang dianggap sangat rnatang sebagai organisasi penelitian dan pengembangan, serta diharapkan mempunyai produk-produk unggulan yang bermanfaat langsung bagi rnasyarakat. Banyak hasil litbang yang telah dinikrnati secara langsung oleh masyarakat seperti pangan, lingkungan, kesehatan, industri, pengelolaan lirnbah radioaktif. Namun banyak pula yang masih rnenghadapi kendala untuk diaplikasikan, seperti litbang energi nuklir yang sampai saat ini belum ada titik terang penggunaannya. Tetapi yang harus kita laksanakan, selain implementasi, adalah menjaga kompetensi teknologi nuklir tetap ada di BATAN, yang merupakan suatu tantangan tersendiri bagi berbagai lembaga litbang di Pemerintah. Pada saat kata pengantar ini ditulis terdapat lebih dari 2800 karyawan BATAN yang usia rata-ratanya 51 tahun. Tiap tahun sekitar 150 personil memasuki masa puma bhakti sehingga organisasi ini akan menghadapi krisis sumber daya manusia dalam jangka tidak terlalu lama kalau tidak segera di atasi dengan beberapa langkah. Langkah pertama entu saja perekrutan calon pegawai negeri sipi1 baru, namun biasanya kebijakan Pemerintah sangat ketat sehingga jumlah calo n pegawai yang masuk sa n ga t minima l , namun upaya penambahan pega wai akan selalu kita laksanakan. Langkah kedua adalah membuka pintu terhadap kepinda han karyawan Pemerintah dari instansi luar ke BATAN, atau diistilahkan proses "lolos butuh", dan diharapkan cara ini berjalan efektif. Langkah ketiga ada1ah menyusun program Knowledge Management, yaitu program yang tujuannya untuk tetap menjaga kesinambungan kompetensi instansi dan personilnya. Program ini dilaksanakan dengan cara pendidikan dan pelatihan yang mclibatkan staf senior sebagai pengajar dan personil yunior sebagai peserta didik. Namun ada cara lain yang diharapkan juga mampu memberikan solusi terhadap knowledge management ini, yaitu tulisan tulisan peneliti senior (professor riset dan lain-lain) baik ilmiah atau popular yang bisa dibaca karyawan yunior sembari menuiarkan semangat juga menjaga kesinambungan dan peningkatan kompetensi. Terdapat sekitar 30 Profesor Riset yang aktif di Batan dalam berbagai bidang penelitian. Peran para senior ini diharapkan memberikan kontribusi yang besar bagi kegiatan pengembangan teknologi nuklir berskala nasional bahkan intemasional. Apalagi Pernerintah sudah rnernenuhi janji untuk rneningkatkan kesejahteraan para peneliti, narnun sebagai konsekuensinya rnaka peneliti terutama para Profesor Riset mampu rnenjalankan fungsinya sebagai akselerator penelitian dan pengembangan serta rnernperkaya inovasi-inovasi yang bermanfaat bagi rnasyarakat. Bunga rampai ini adalah salah satu sumbangan dari para Profesor Riset BATAN dengan isi yang beraneka ragam, sesuai dengan namanya sebagai bunga rampai, terdapat cerita suka duka meniti karir sebagai peneliti, ataupun ada tulisan yang menukik tajam kearah penelitian yang dilaksanakan Profesor Riset yang bersangkutan. Sernuanya bertujuan sama, rnemberikan sumbangsih bagi bangsa yang besar ini rnenuju kesejahteraan dan kemandirian. Jakarta, 25 November 2013. Ketua Urnum Majelis Profesor Riset/ Kepala BATAN Djarot S. Wisnubroto
1
------------------------- Bunga Rampai lptek Nuklir EDITORIAL
"BUNGA RAMPAI IPTEK NUKLIR" Puji syukur kami panjatkan kepadaAllah SWT, pada akhimya 'Bunga Rampai Iptek Nuklir ' dapat diterbitkan. Bunga rampai ini disusun sebagai sumbangsih 25 Profesor Riset yang telah mengabdi di BATAN. Hasil karya para professor riset ini, tertuang dalam berbagai sajian bempa ulasan, pengala man, kajian bahkan berbagai cerita suka dan duka dalam menekuni ilmu nuklir. Teknik nuklir sangatlah beragarn, dan aplikasinya pun sangatlah luas. Semua jelas tertuang dalam bunga rampai iptek nuklir ini, dari bidang kesehatan, lingkungan, material, energi, industri, pertanian, dan lain lain. Beberapa ahli yang menekuni bidang energi berkisah tentang: "Kontribusi Pembangkitan Energi Listrik Terhadap Pemanasan Global: Bagaimana Dengan PLTN ... ?", didukung oleh "Litbang manaje men teras dan fisika reaktor RSG-GAS untuk mendukung PLTN pertama di Indonesia" dan "Evolusi
( 1
desain teras dan bahan bakar PLTN air didih BWR". Tak kalah pentingnya sistem keselamatan reaktor, yang te rtu a n g pad a karya "Peranan PSA pada peningkatan keselamatan reakto r nuklir" dan ''Penerapan
I
l
l
sistem pasif dalam pengembangan sistem keselamatan reaktor nuklir". Pada rantai akhir perlunya peng aturan limba h radioaktif, ditulis dalam "Alam mengajarkan pengelolaan limbah radioaktif'. Pada bidang pertanian, berbagai aplikasi tenik nuklir telah dilakukan, "Dari mutasi menuju klon ing gen", sampai pada "Iptek nuklir dalam pemuliaan gandum dan sorgum untuk diversifikasi pangan dan energi" yang didukung dengan "Teknik nuklir untuk pengendalian hama". Sejarah aplikasi teknik nuklir di bidang kesehatan , tertuang pada "Radioi sotop di bidang kcdok teran nuklir Indonesia, mengisi bunga rampai dari masa ke masa", "Radioisotop dan Radiofarmaka: Ujung tombak teknologi nuklir di bidang kesehatan" dan "Peran dan pengemba ngan sediaan radiofar masi dalam kardiologi nuklir", yang didukung oleh "Pengembangan sistem proteksi terhadap efek ber bahaya radiasi". Untuk aplikasi di bidang lingkungan antara lain "Pemanfaatan spektrometri Gamma dalam environmental monitoring and specimen bank (EMSB) untuk pengendalian lingkungan global" Di dalam kehidupan sehari-hari, fungsi baterai khususnya lithium tidak dapat dipisahkan, baik dari peralatan portabel elektronik sampai dengan kendaraan listrik berkapasitas tinggi, yang akan mengurang dampak pemanasan global. "Peran iptek nuklir dalam pengembangan teknologi baterai", akan mengupas tentang bagaimana peran hamburan neutron pada material baterai. Tidak kalah pentingnya, peran teknik nuklir bidang material adalah "Pemisahan logam jarang dan logam tanah jarang untuk industri" dan "Teknologi pemisahan itrium dari pasir senotim untuk industri". Peran teknik nuklir untuk aplikasi industri, diantaranya "Peningkatan mutu metode pengujian un tuk uji bahan nuklir, industri dan lingkungan", "Status dan perkembangan
teknologi radiasi untuk
pelapisan permukaan di Indonesia" dan "Teknik nitridasi ion untuk meningkatkan ketahanan aus dan korosi", sangatlah penting dalam peningkatan kualitas dan mutu produk industri. Selain dari itu, "Peran citra dalam analisis spektra garis dengan spektrograph emisi" menjadi hal menarik di bidang Image Processing. "Peran Fisika Partikel Dalam Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi Nuklir" telah membuka wawasan bagaimana pentingnya partikel nuklir tersebut telah mengubah dunia ilmu pengetahuan. 111
Bunga Rampai Iptek Nuklir -------------------Kami berharap, buku ini dapat membuka wawasan kepada masyarakat agar dapat memahami ber bagai peran teknik nuklir di dalam kehidupan sehari-hari. Semoga hasil karya ke 25 profesor riset di BATAN ini, dapat memberikan inspirasi kepada generasi muda untuk terus menekuni ilmu dan teknik nuklir. At last but not least, nuklir adalah untuk perdamaian dan kesejahteraan bangsa. Semoga pada usia BATAN ke 55 tahun ini, nuklir akan semakin bersahabat dengan masyarakat.
Jakarta, 5 Desember 2013 Majelis Profesor Riset (MPR) Badan Tenaga Nuklir nasional (BATAN)
IV
------------------------- Bunga Rampai Iptek Nuklir
DAFTARISI KATA PENGANTAR ..... .. . . ................... . ........... ... ......... ... .. ................. ........... EDITORIAL ... . . . . . . . ... . ... . . . . . . . . .. .. . . . . . . .. . . .. .. ... . . . . . . . . . . . . . .. . . .. ... . . ........... .. .. .... . . .. . ... DAFTARISI 1. Prof.Dr. A.Hanafiah Ws
Ill
v
Radioisotop Di Bidang Kedokteran Nuklir Indonesia, Mengisi Bunga Rampai Dari Masa KeMasa (Kesehatan)
2.
......................................................................................... .................
Prof. Dr. Rer. Nat. Ir. Agus Taftazani Pemanfaatan Spektrometri Gamma Dalam Environmental Monitoring And Specimen Bank (Emsb) Untuk Pengendalian Lingkungan Global" (Lingkungan)
3.
Prof. Drs. Darsono, M.Sc Peran Teknologi Akselerator Pada Industri Di Indonesia (Jndustri) ... .................................
4.
39
Prof. EriHiswara, M.Sc Pengembangan Sistem Proteksi Terhadap Efek Berba haya Radi asi". (Kesehatan) .............
6.
29
Prof. Dwi Biyantoro MSc. Teknologi Pemisahan Itrium Dari Pasir Senotim Untuk Industri (Material) .......................
5.
9
59
Prof. Drs. Erwansyah Lubis, Msi Kontribusi Pembangkitan Energi Listrik Terhadap Pemanasan Global: Baga imana Dengan Pltn ...?. (Energi) ..................... . ......... ..................................................
7.
Prof. Dr. Evvy Kartini Peran Iptek Nuklir Da l am Pengembangan Teknologi Baterai (Material) .............. ..............
8.
77
Prof. Dr. Ishak, M. Sc. M. Jd Dari Mutasi Menuju Kloning Gen (Pertanian) ...... ..............................................................
9.
67
87
Prof. Drs. Surian Pinem Msc. Litbang Manajemen Teras Dan Fisika Reaktor Rsg-Gas U ntuk Mendukung Pltn Pertama Di Indonesia (Energi) ......................................... ..................................................................
103
10. Prof. Dr. Pramudita Anggraita Peran Fisika Partikel Dalam Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi Nuklir (Teori) ... ................
11. Prof. Dr. Sabat Simbolon Peran Citra (Image Processing) Dalam Analisis Spektra Garis Dengan Spektrograph Emisi (lndustri) ............................................................................................. 12. Prof. Drs. SunarhadijosoSoenarjo, M.Sc., Apu
115
129
Radioisotop Dan Radiofarmaka : Ujung Tombak Teknologi Nuklir Di Bidang Kesehatan (Kesehatan) ...................................................................................... 139
13. Prof. Dr. Ir. Soeranto Human, Msc Iptek Nuklir Dalam Pemuliaan Gandum Dan Sorgum Untuk Diversifikasi Pangan Dan Energi. (Pertanian)........................................................................................................
153
14. Prof. Jr. Sugiarto Danu Status Dan Perkembangan Teknologi Radiasi Untuk Pelapisan Permukaan Di Indonesia (!ndustri) .........................................................................................................
163
v
Bunga Rampai Iptek Nuklir -------------------15. Prof. lr. Syarip Peranan Psa Pada Peningkatan Keselamatan Reaktor Nuklir (Energi) ................................
173
16. Prof. Dr. rer. nat. Usman Sudjadi Peran Dan Penggunaan Bahan Semi konduktor Silikon Dalam Industri Nuklir Di Indonesia (Material) .......................................................................................................
187
17. Prof. Ir. Yohannes Sardjono Evolusi Desain Teras Dan Bahan Bakar Pltn Air Didih Bwr (Energi) ................................
217
18. Prof. Dr. Kris Tri Basuki Pemisahan Logam Jarang Dan Logam Tanah Jarang Untuk Industri (Material)................
229
19. Prof. Dr. Achmad Nasroh Kuswadi Teknik Nuklir Untuk Pengendalian Hama (Pertanian) ........................................................
239
20. Prof. Drs. H. Sudjatmoko, S.U. Biomaterial Metalik, Masalah Aus Dan Korosi, Dan Teknik Nitridasi Ion Untuk Meningkatkan Ketahanan Aus Dan Korosi (!ndustri) ................ ......... .................................
257
1. Prof. Dr. Efrizon Umar
"Pe n era pa n i ste m Pas if da l a m Pe n ge mba n ga n Si st e m K esel a m a tan Reaktor Nuklir" (Energi) .....................................................................................................
271
Prof. Dr. Sigit "Pengembangan Proses Daur Ulang Bahan Bakar Nuklir Cara Kering Dan Sinergi AntaraPwr Dan Phwr/Candu" (Energi) .... ............................................ ................................
285
Prof. Dr. Nurlaila Zainudin "Peran Dan Pengembangan Sediaan Radio farmasi Dalam Kardiologi Nuklir" (Kesehatan) ............................................................... ............................
295
24. Prof. Dr. lr. Djarot S.Wisnubroto M.Eng A lam Mengajarkan Pengelolaan Limbah Radioaktif (Energi) ...... ...................... .................
307
22.
23
25. Prof. Drs. Samin Peningkatan Mutu Metode Pengujian Untuk Uji Bahan Nuklir, Industri Dan Lingkungan (Material I lndustri) ................................................... ...............................
vi
311
,,.. ('
------------------------ Bunga Rarnpai Iptek Nuklir
PROFESOR RISET NUKLIR BATAN KE 45 PROF. DR. EVVY KARTINI
IDENTITAS PROFESSOR RISET Evvy Kartini ( 19652204 198810 2 001 ), dilahirka;1 di Bogor, pada tanggal 22 April 1965. Putri kedua dari tiga bersaudara pasangan Dr.H.Eddy Djunaedi SH,MCJ dan Dra. H.Siti Aminah Djunaedi. Menikah dengan H.Pratondo Busono, M.Eng, PhD, dianugerahi dua anak , Muhammad Firmansyah dan Shafira Ramadhani Bu son o.
Pendidikan Form a l
'Jadilah peneliti yang
SO Mardiyuana , Sindanglaya, Cipana s ( 1976). SMP Negeri XII , Jakarta ( 1980), SMA Islam Al-azhar, J a karta ( 1983). Jurusan Fisika, FMIPA , ITB, Bandung ( 1 988). Fachbereich Ph syik, Technische Unive rsitaet Berlin (TUB), Berlin , Jerman (1996). Postdoctora l, Department of Physics and Astronomy , McMaster University. Hamilton . Canada ( 1998-2000).
profesional'
PENGHARGAAN "Riset Unggulan Terpadu Award (2002)" sebagai peneliti utama teladan , dari Menri stek; "Satya Lencana Wira Karya(2003)" dari Presiden untuk kerjasama intemasional ; "Indoneisa Science and Technology Award (2004)" dari Toray Science Foundation, Jepang, ; "1 00 wanita Indonesia terinspiratif bidang IPTEK (2009)" oleh Ibu Presiden; "1 00 Peneliti Perempuan Indonesia Berprestasi" oleh UNESCO, DIKN AS dan Kemetrian Pemberdayaan Perempuan. "I 0 Innovator Teknologi 2012" versi Maja lah TEMPO
77
Bunga Rampai Iptek Nuklir ---------------------RINGKASAN RIWAYAT PEKERJAAN Jabatan Fungsional : Pada tahun 1998 pengangkatan pertama sebagai Peneliti Muda (Gol.lllc), 2000 Peneliti Muda (GoI. IIId), 2001 Peneliti Madya (GoI. IIId), 2002 Peneliti Madya (GoI. IVa), 2004 Peneliti Utama (Go!. IVd), 2009 Peneliti Utama (Go!. lYe). Pendidikan Tambahan : Mengikuti berbagai pendidikan dan pelatihan bidang hamburan neutron dan material sains, diantaranya di Hahn Meitner Institute, Berlin, Gennany.( 1992); Chalk River Laboratory, Canada (1994); McMaster University, Hamilton, Canada (1995); Higher European Research Course for Users of Large Experimental System (HERCULES), Grenoble, France (1996); FNCA Workshop, Jakarta, Indonesia (I 996); Interlaken , Switzerland (1996); BATAN, Serpong, Indonesia ( 1997); Budapest, Hungary .( 1 999); Washington DC, USA (2004); NIST, Maryland , USA (2004 ); KEK and JAEA, Japan (2005) Kegiatan Penelitian: Menjadi Peneliti Utama pada Ri set Unggulan Terpadu ( 1998-2000); International Joint Research Program (RUT!) (2005-2007); Program lnsentif, Riset Terapan, (2008-20 I 0); Block Grant, DIKTI (2009); Program Inse ntif, KMNRT (2011-2012). Pengalaman Kerjasama Riset lnternasional: Melakukan ke1jasama da n me njadi peneliti tamu pada berbagai institusi di luar negeri , diantara nya di HMI, Berlin,Jerman ( 1990-1993, I 995-1996,2005,2008 ); McMaster University, Hamilton, dan Chalk River Laboratory, Canada (1994-1995,1998-2000); KEK, Tsukuba, Japan (200 1-sekarang); Bragg Institute, ANSTO, Australia (2005); PGIS, Sri l anka (2006); ISIS, UK (2006); IMRAM , Tohoku University, Sendai, Japan (2007,2009); R\VTH, Aachen, Germany (2008); JPARC, Japan (2008-sekarang); Indian Institute of Technology, Mumbai, India (20 ll ), National University of Singapore (2011) . Publikasi ilmiah: Publikasi ilmiah yang telah diterbitkan berjumlah 175 buah, terdiri dari : 9 buah thesis/bukul bagian dari buku, 31 Jumal Intemasional, 79 prosiding I seminar I presentasi intemasional, 32 Jumal Nasional , 23 prosiding nasional. Sebagai penulis tunggal 13 buah, penulis pertama 64 buah, selebihnya ditulis bersama penulis l ainnya. Profesi Ilmiah: Membimbing mahasiswa S1 , S2 dan S3 dari berbagai Universitas Negeri dan Swasta. Ketua Editor Jumal Atom Indonesia; Editor Jumal Sains Mate'ri dan Makara Sains UI. Reviewer Jumal Intemasional; RUIHibah UI; ASEC; ASMOPS; Riset proposal J-PARC. Anggota Profesi Ilmiah :MRS- Ina, WiN, CINS, CAP, ASSSI, dan ISSSI.
78
Bun ga Ra mpa i lptek Nuklir
Prof. Dr. Evvy Kartini
"I dedicated myself to Batan" Prof. Dr. Evvy Ka rtini ba ru saja men yelesa ik an perte muan M ajeli s Profesor Riset (MPR) yang dil a ksa n a ka n di PTAPB - Bata n Yogyaka rta ketik a dite mui pada 6 A pril menjel a n g so re. Ge lar Profeso r R iset ya n g disa ndangn ya a khir ta hun 2010 ada la h ca pa i a n tertin ggi semua peja ba t fungs i on a l pen e liti ya n g didapatka n k a rena k onsi stens i n nya da l a m mela kuk a n penel i ti an pada bida ng Material Science. Eksi stensin ya sebagai ilmu wa n tel ah di a kui baik n asi o n a l ma u pun intern as i on a l. Semua itu di awa li saa t I a m aga n g di H a hn Meitn er Inst i tu te ( HMI) di Berlin. J e nn a n be rsa m a 1 3 pe neli t i muda l a inn ya da ri Bata n .
R iwayat Hid up Na m a: P ro f. Dr. Evvy Ka rtini La h ir: Boga r, 22 A pril 1965 S u am i : P ra to nd o B u so n o, M.E n g,P hD A n a k: 1. Muh. Firm a nsya h B u so n o 2. S ha fi ra R h a mada ni B u sono Pendi d i kan: - 51 Fis ika FM IPA I TB, 1988 - 53 Fachbe re i c h Pl .ysi k, Techn isch e U n i versi taet Berlin (TUB), 1996 - Postd oc tora l d i Depart m e nt of P hysi cs a nd Astronomy, M cMas te r U nivers i ty, H a milton, Ca n ada, 1998- 2 00 0 Pe n gh argaa n : - Pe n eliti Uta ma Tel a d a n R U T Vl /1998- 2 00 0 - Ind on esia n Sci e n ce & Tec h. Award, Toray, 2 00 4 )a ba ta n: Pe n e liti Uta m a lndustri Nuklir - PT B I N , Sa ta n
I a in ga t pcsa n Aya hn ya - m enja di pe n eliti itu ti dak c u k up h a n ya S I - m aka se l ai n m aga n g I a j u ga h a ru s b i sa mel a n ju t ka n seko l a hn ya k e jen jang S3. Ka rc n a kema u an ya n g kua t ak hirn ya Evvy bi sa m e l a nju tka n SJ d i Tec hni sc h e U ni ve rs itae t Berlin (TU B) den ga n bim b in ga n l a ngs un g d a ri Prof. Dr. Fere n c M ezei . '"Sa ya itu s u ka se k a li m en ca ta t a pa a pa ya ng P rof. M ezc i ka ta k a n. Sct i a p kon s ult as i sel a lu saya ca ta t. Hin gga da lam sat u ta hun saya b i sa m c n g h as ilk a n sa tu bu a h buku ya n g bisa dijadik a n ba h a n tcs is saya. Mu ng kin h a l itu ju ga ya n g d i su ka i ol eh Prof. Mezc i"". u n gka p E ny. Pen eliti a n Evvy tenta n g gel as me mbu a h ka n b asil ket i ka I a be rhas il m ene mu ka n m ode l bar u d i f u s i da l a m m a t eria l ge l as. Pe ne mu a n i tu d ip resentas ika n pada Ko n fe rc ns i l nt ernas1 on a l H a mbura n Ne utron (I C N S) J epa ng. M a k a sejak saa t itu · na m a n ya mul a i t e rca ta t da l a m jum a l pe ne liti a n i nt em as i on a l berge n gsi se pe11i Ph ys i ca B ( 1 994) d a n tawa ra n prese ntasi serta k o n fe re n s i pun m e n ga lir deras. 1a j uga pe m a h terpilih sebaga i wan i ta As i a perta ma yang m e n g ikuti P rog ram H erc ul es di Pera n cis ya n g dii k uti ol e h 40 pe n el i ti mu da terba i k di Eropa.
Keti ka meng unjun g i sua min ya di Ka nada, Evvy m em utu ska n untuk mel a njutk an peneliti a nn ya. Di samping itu , I a bi sa dek at denga n suaminya te rc inta. Di Kanada, Evvy kembali me nemuka n ha l ba ru, ya itu ada n ya punca k Boson pada saat energ i rendah. Temu a n itu dipresentasik ann ya pada 600 peserta K on fere nsi H a mburan Neutron E ropa 1/ECNS di Interlake n,Sw i ss. Na ma n ya kem ba li t e rca ta t da l a m j um a l intemas i on a l , Ca nadi an Journ a l of Ph ysi cs, Ph ys i ca l R ev i ew B da n Ph ysi ca B. Ta hun 1 998 I a m enerim a pe n g ha rgaa n Ri se t U n ggu la n Te rpadu ( R UT) V I da ri K e m entri a n Negara Ri set da n Tek nol og i . Da n pada ta hun itu juga, I a m e nerim a tawa ra n prog ra m postdoct oral d i K a n ada. Bersa ma Prof. Dr. M F. Collins, I a m e ncoba m e ma ha mi me ka nis me k onduksi da ri ba h a n gelas be rsifa t superionik d a n menga ma ti keterga ntunga n s uhu ba ha n-ba ha n superi onik. Da l a m te mpo dua ta hun, 1 998-2000, n a m a n ya tc rca tat di se puluh jum a l bergen gs i sebaga i pen eliti utama. Bersa m a profesor da ri Ka n ada, pad a tahun 200 I , Evv y m enu!i s buku "Solid Sta te I oni cs". Ta hun 2004 I a juga mendapat pen ghargaan Toray ya ng diberik a n ol eh Yayasa n Sai ns To ray Indon esi a (ITSF).
79
Bunga Rampai Iptek Nuklir ---------------------Ketika ditanya tentang kesuksesannya, Evvy mengungkapkan bahwa semuanya berkat nasihat dari orang tuanya. Ayahnya kerap berpesan ada tiga hal penting j ika Ia benar-benar ingin menjadi seorang peneliti, yaitu harus profesional, lanjutkan sekolah minimal sampai jenjang S3 dan lihatlah dunia. "Menjadi peneliti itu hams profesional, betul-betul tabu apa yang dikerjakan, betul-betul mengembangkan penelitiannya, walaupun hanya di satu bidang tapi dia mengerti. Orang yang profesional itu pasti dibutuhkan dan dicari", imbuhnya. Evvy juga menjelaskan menjadi peneliti juga hams kontinyu dalam melakukan penelitian, tidak boleh tiap tahun ganti judul, karena dengan begitu tidak akan menjadi ahli . Dan yang terpenting seorang peneliti hams mau sharing knowledge, karena suatu penelitian akan lebih kuat jika terdiri dari berbagai disiplin ilmu. Cita-cita Evvy saat ini adalah ingin mendirikan Center of Excellent di Batan. Untuk mewujudkannya hams: I. Internasional publication. "Jika semua profesor riset di Batan membuat satu publikasi intemasional, Batan ini akan terangkat. Ini adalah penting, agar kita dikenal", jelasnya. 2. Mempunyai dana yg kompetitif, karena dana DIPA itu tidak mencukupi . . 3. Membangun SDM . ''Bagaimana SDM itu diberi semangat bahwa mereka mampu dan bisa, se baga i ;Hasan hams me mbimbing dan m c mbcri kcscmpa ta n untuk mcngcmbangkan diri agar SDM tersebut bisa meningkatkan potensinya", Evvy menambahkan. Pa da peneliti-peneliti muda Evvy berpesan agar jangan berputus asa, komitmen, mempunyai tujuan yang jelas dan mempunyai planning yg achie mble by yourself "Ada waktunya kita untuk memperkuat diri kita sendiri , tapi bukan egois. Ketika kita punya helikopter yg hanya bisa mengangkut dua orang sedangkan di ba\vah ada seribu atau sepulub orang, apakah kita akan bawa semuanya? Tidak, kita harus kuat, berangkat dulu kemudian ganti helikopter dengan pesawat yang bi sa mengangkut lebih banyak orang. Dan itu memang butuh waktu. Jika kita sendiri belum kuat, nanti malah keteteran", ungkapnya. Di tengah kepopulerannya di kalangan fisikawan negara maju, dan berbagai bujukan dengan segala fasilitas untuk berkiprah di luar negeri , namun Evvy tetap be11ahan di Indonesia. Ia mengaku masib ingin bebas meneliti dan memberikan ilmunya untuk kemajuan negen ini. I dedicated myself to Baton.[Dari berbagai sumber]
Dikutip dari : Majalah AXEL -PTAPB, BATAN (April 20 I 1)
80 ('
------------------------- Bunga Rarnpai Iptek Nuklir
PERAN IPTEK NUKLIR DALAM SOLID STATE /ONICS UNTUK TEKNOLOGI BATERAI
Rechargeable Lithium Battery: Status Terkini dan Tantangan Masa Depan. Sejak pengenal an generasi pertama 'rechargable lithium batte1y' oleh Sony tahun 1990, performan baterai tersebut telah meningkat sangat signifikan, terutama karena desain sel dan rekayasa. Kebutuhan untuk mengurangi emisi C02 dari transportasi mempersyaratkan adanya generasi kendaraan listrik hibrida, den ga n baterai yang lebih kecil dan ringan yang dapat menyimpan muatan lebih. Kemajuan pencapaian ditunjukkan dengan semakin baiknya peralatan elektronik mini, mudah dibawa, yang rnenempatkan pada kebutuhan yang lebih besar terhadap sumber energinya.Untuk keseluruhan potensi pasar, pilihan lithium baterai isi ulang dengan densitas tinggi, merupakan pilihan terbaik. Masa depan teknologi-nano pada baterai lapisan tipis akan mendunia pada tahun 2009-2015. Perkembangan riset baterai tidak Iepas dari peran 'Solid Stat e lonics ·yang m er upakan bidang baru dalam riset material. Target pasa r masa depan , membutuhkan baterai yang memiliki kerapatan energi tinggi dan kecepatan tinggi. Masa depan baterai tergantung dari pcncmuan material baru, pcmahaman baru Solid Store I onic.'> . Apakah Solid Stut c lo17ics ini ?. yaitu bidang yang mempelajari gerakan ion didalam padatan (ionics). Perkembangan teknologi baterai , tidak terlepas dari pem1asalahan Solid Swte Ionic.\· yaitu penggunaan 'cairan elektrolit' yang mudah terbakar, menyebabkan kebocoran se rta percikan api, sehingga perlu dicari ' padatan elektrolit'. Jika ' padatan ionik' ditemukan, penemuan besar akan terjadi , karena kehadiran 'a ll solid state ionic de vices·. All solid stute batteries, solid fuelcell, dan all solid capacitors sa ngat diperlukan se bagai sumber e n e rgi masa depan. Solid state power juga lebih aman, mudah dipakai, bebas dari kebocora n d a n dapat dibuat dalam dimensi lebih kecil seperti lapi sa n tipi s. Elektrolit padat disebut juga padatan superionik, yaitu padata n yang memiliki konduktiftias ionik tinggi sekitar -I o-2 S/cm dan relatif komponen baru dalam 'all solid s tate 16 batte1y '. Bandingkan dengan garam ionik NaCl -10' S/cm. Beberapa kriteria padatan elektrolit adalah (i) konduktifitas ionik tinggi ; (ii) 'transference number mendekati sa tu ; (iii) seca ra termodinamik st bil; (iv) secara kimia dan fisika stabil terhadap anoda dan kat da; (v) dapat diproses sebagai lapisan tipis. Diantara padatan elektrolit, seperti polikristal , keramik, polimer adalah bahan gelas.
Elektrolit Gelas- Gelas Superionik
Gelas adalah materi yang memiliki struktur acak (disorder) yang dikenal manusia berabad lalu. Kata gelas didefinisikan juga sebagai: A glass is an amorphous solid vvhich exhibits a glass transition. Gelas tidak saja dapat digunakan sebagai alat rumah tangga, namun memiliki potensi aplikasi teknologi yaitu dapat ,dibuat menjadi bahan baterai. Gelas tersebut dinamakan gelas superionik. Gelas superionik terbentuk dari tiga komponen yaitu (i) pembentuk gelas; (ii) pengubah gelas; (iii) garam dopan. Komponen pengubah gelas berinteraksi dengan jaringan pembentuk gelas, dan mengakibatkan pemutusan ikatan oksigen, sehingga menambah jumlah konsentrasi pembawa muatan dan konduktifitas ionik. Keuntungan elektrolit gelas dibandingkan dengan elektrolit polikristal yaitu tidak memiliki batas butir, mudah dibuat, memiliki suhu leleh rendah, konduktifitas ionik tinggi pada suhu ruang. 81
Bunga Rarnpai Iptek Nuklir ---------------------RUT -....---1•Rlffi
-----.1Int. N tworhn 'OOS-,(Jo)7
I
200.'3-now
2008 - : Lithimu B.1ttc-1T
Karakterisasi paling penting adalah menguji sifat listrik, dari gelas yang dibuat. Contohnya, AgP03 dengan konduktifitas ionik -Io- 7 S/cm . Jika ditambah Agl produk gelas Agl-AgP0 3 konduktifitas meningkat sepuluh ribu kali menjadi - I o-3 S/cm. Fenomena kenaikan konduktifitas inilah yang menjadi perhatian para peneliti di dunia. , Untuk mengetahui kualitas dari bahan gelas yang kita kembangkan , berbagai karakterisasi telah dilakukan , diantaranya untuk memahami struktur kristal dan morfologi dengan difraksi sinar X dan Scanning Electron Microscope (SEM). Sifat listrik dan termal dengan LCR meter dan DSC (Differential scanning calorimetric). Namun untuk mendalami transport ion dalam gelas superionik diperlukan teknik nuklir. Dianta ra IPTEK nuklir yang penting dalam riset material adalah 'Hamburan Netron '. Teknik ini memiliki keungg ualan , dalam mempelajari struktur kristal dan din a mika ion pada material. " Research & Development of Superionic Glasses by Neutron Scattering·· merupakan jan tung dari penelitian ini. Keunggulan Iptek Nuklir
Netron pertama kali ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Netron tidak memiliki muatan, memiliki dipole moment mendekati no!, dan saling berinteraksi dalam inti atom melalui gaya nuklir berjangkauan pendek. Netron untuk eksperimen dapat dihasilkan baik oleh reaksi pembelahan inti di Reaktor (nuclear fission) atau melalui sumber spalasi dimana proton berenergi tinggi menumbuk target logam berat (W, Ta, atau U). Netron dari sumber reaktor dan spalasi harus dimoder,asi sebelum digunakan untuk eksperimen, sehingga memiliki panjang gelombang sekitar 1.8 A, yang hampir sama dengan ukuran atom, dan juga panjang gelombang sinar-X. Keunggulan netron dari sinar-X adalah dapat menentukan atom hidrogen diantara kehadiran atom berat. Hal ini karena netron terhambur secara hampir sama baik oleh atom ringan atau atom berat, sedangkan sinar-X menghambur lebih kuat pada atom berat, karena panjang hamburan sebanding dengan berat atom. Selain dari itu, netron memiliki daya tembus yang besar sehingga mudah digunakan pada kondisi ekstrim seperti suhu atau tekanan tinggi.
82
.
Bunga Rampai Iptek Nuklir
+Mt,q,rw
'"'*
II
I.
I.
"·
-·
II
J ,i
Gambar Perbandingan Netron dan Sinar-X []
Teknik Hamburan Netron dan Difraksi Netron ·,\ '.,
·S:·hOW · · where L.:.......: atom$ are :1 _......,./Ji . . ••
-..-:"..,.
--
.t
When the neutrons c ollide wi th .rt o ms in the s.Jmple mo terioll. they chan9e direction ( .ne sc.Jtt er ed) - eldstic
R ese.lr ch react or
scattering.
Clincxd G. Shul
t .
···-,··.····.1"1..t.o'.•:..··. .t...·...·.··t. . .• · c. ' I ll·
• t
....... •. ,.,.,., .
I
II
II
Cr ysto1l th.rt sorts and Dete ctors record the direct io ns of the neutr ons and d dif frdct i on polttern is obt.:.ined. The p.rttern sh ows the positions of the at oms rei.Jt i ve
forwards neutrons of a
certa i n wavelen9th {energy) - m ono·
chrom.nized neutr ons
to one anath er.
Gam bar. Pemenang Nobel Fisika 1994 Prof. C.Shull (MIT-USA) .
.
Neutrons show what atoms do 3-axis spearometer with rot.rtable cryst.Jis .md rot at able sample
J
,"
.
; .)
.J
..J /"
. .
"'""
Atoms i n • ,) ' crystalline u ple ..j ,)
.·. ,.o,
·':'..,
,:..;r··
:.._./:....·
Crystal that sorts and forwards neutrons d a certain wavelen9th (energy) - mono chromatized neiA:rons
.J
,)
..)
Changes in the energy dthe neutrons are first o1nalysed in an an.Jfyser crystal.. .
..) '-'
.)
u ..) J ,
l .j When the neutrons penftrolte the wmple they start or uncel oscillations in the atoms. lf the neutrons create phonons or magnonsth themselves lose the energy these absorb - inelfstic S<.rtering
Cr":.HI • J, (..'f'C " .".,
r n:: .,.. .,,·-, • • r O':'
t'.-4' , , :t' e I 'f.- ·I F4 o.Cd 1111.:<':' 1 r f t· ', .l,·:. .,., :t'<:." ;::....ll:'i t:.l=r H: : ,,f'o:- .l •f' .
:(: •""t:'l v:O.'It: ''·
...and the neutrons then counted in a detector.
Gambar. Pemenang Nobel Fisika 1994 Prof. B.Brockhouse [sumber http:// nobelpri ze.org/ nobel pri zes/ phys ics/ laurcates/1994/ i llprcs/ n e tron s. html ].
83
Bunga Rampai Iptek Nuklir ---------------------Berbagai teknik nuklir atau hamburan netron telah digunakan untuk meneliti ge las superionik yang dikembangkan di Indonesia, diantaranya dilakukan dibeberapa fasilitas intemasional, seperti (i) ISIS, Rutherford Appleton Laboratory, UK, (ii) KEK, Tsukuba, Japan, (iii) Chalk River Laboratory, Canada, (iv) Hahn Meitner Institute, Berlin, Germany (v) Bragg Institute, ANSTO, Australia, (vi) J-PARC, JAEA, Jepang, dan juga di Neutron Scattering Laboratory, BATAN, Indonesia. Berbicara tentang teknik nuklir tidak bias terlepas dari jejaring intemasional, seperti ditunjukkan pada diagram berikut.
.
--
NSL:B..;..TAN''')
------ - ·. -.
INTERNATIONAL NET\NORKING
.
-"..,.... , -
Aplikasi Gelas Superionik sebagai Baterai Lapisan Tipis isi ulang Karena s ifat dari gelas superionik yang m e menuhi kriteria padatan elektro lit, se hingga dapat dimanfa a tkan sebagai e\ektrolit pada baterai isi ulang. Kelebihan ramah lingkungan, tidak mengandung unsur berbahaya, se l ain mudah dibuat, serta dapat dibuat baterai lapisan tipis. Keunikan dari baterai l apisan tipis dapat didepositkan secara langsung pada chip, pada sirkuit, dibuat berbagai bentuk dan ukuran, serta aman pada berbaga i kondisi operasi. Karena keunikan tersebut, baterai ini memiliki jangkaua n ap likasi yang sangat luas sebagai sumber daya terutama bagi pengguna produk e l ektronik dan industri , seperti produk medis, kartu cerdik dan sensor RF!D. Baterai l apisan tipis ini, memiliki luas5 mm, dengan kapasitas 200 f1Ah/cm2 . Prinsip operasi baterai l apisan tipis sangat sederhana, Dalam keadaan discharge, Li +ions berpindah dari anoda ke film katoda secara difusi melalui elektro lit padat. Jika reaksi anoda dan katoda reversible, baterai dapat di-recharge dengan membalikkan arus. Perbedaan potensial dari lithium menentukan besarnya tegangan, dan elektron dikonduksikan lewat rangkaian luar.
Gambar: Baterai Lapisan Tipis dengan PLD, IMRAM, Tohoku, University, Jepang.
84
------------------------- Bunga Rarnpai lptek Nuklir Konstruksi baterai padat lapisan tipis terdiri dari beberapa lapisan yang dideposit baik melalui evaporasi termal atau dengan RF dan DC sputtering ata u pulsed laser deposition (PLD). Kerjasama riset dilakukan dengan IMRAM, Tohoku University, Jepang . Untuk pengembangan elektroda, dengan NUS, Singapore liT, Mumbai India. Sejak tahun 2010 riset ini mulai dilakukan, dengan me nggunakan DC sputtering. LiCo0 2 +PVDF, digunakan sebagai target elektroda, sedangkan Lil-LiP03 digunakan sebagai target elektrolit Untuk karakterisasi permukaan, ketebalan dan roughness digunakan instrumen Scanning Electron Microscope (SEM) dan Atomic Force Microscope (AFM), ·sedangkan untuk uji baterai digunakan impedance spectroscopy, LCR meter dan ARBIN Batte1y Analyser . Diharapkan baterai lapisan tipis ini dapat dimanfaatkan oleh pengguna atau industri.
Seleng kapnya da pa t dilihat pa d a Orasi Ilmi ah Profeso r Ri set Dr. Ev vy K a rtini berjudul ··PERAN lPTEK NUKLIR DALAM PENGEMBANGAN MATERIAL MAJU SOLID STATE IONICS UNTUK BATERAI ", Se rpo n g 1 3 Dcsc mber 2010
Co p y ri g htE ny
Se rpon g, 25 Fe bruari 2012. Ka11ini.BATAN K U .- NTl J l\. 1
Baterai setipis Kertas Berbahan Gelas
.1
' '
; H1 !:.P t c.,::. J d.s:iJ:-·,:-:;n·l-. Dr.:·•l ; ·; r-:.·kr 11i< ii ,!l11l.Jt < r .tn i'J ·Jt: o n
&
:t
.. :
,! !• ,,
,. : ... : ··.:
I
• ·'·
;,,, 1 .1\
,
'
'·''I •' 1 ... .
·· ·'" 1 .1
. ,., ,, ,
•"
•· • •
I··•·•
t.
.
l.;.t:o-o • ..• •>'•u '" .,. , -_ ..,.,,u , , ,
..
'. .
•
'!' "' I
••
•
...
.,
·····-·
.. . ·· • · ·. '
' ''
"
r
. .. ..
, ,, .,,
'.
•
,,
.. , .
•
I
' "'. , .. . . ..
:·:. ·, ·' ·.:·..:·· '·':;·· ; ::"· .:··:·: ·.... ' ·"' "'
'
o
:O:r u • '--' ·,.,•.,
lr" ' ''•l· '"
·
·tn · ·-.o •J
i4
......,. . ......
._,,_,,. :...,.....,.,..... c.'..'."'"
;;.::: :
"- "' ,..IY...-.1. .. .,_,.• Z! ='AI
' ,\ •·• -'
I • \,_,, '" •
:
:.;; :"'.:
. .. .. . ... : '
'
.;::::·:; ":.·,:.:·:-.:I I :,. • ' .......... ""' " ,... ''
...,..... ...............,
,
,. ,,,,
·: '.: ' ;: ' :.-·':
I
.
'
I . •ol "
•. ' ..
• •,....... c..t...
: ::::;::..-:.';:::::-
·.:··- !."::-:· ;<:;:::_.:-::_:_:_:·::·: :
........... ................"..". ·.."...'"..'..,.....,.......'". '
,,. I .•.•,, o -.l•• lo. :.-,• •, .
--..·-_.-."·::.: ..·;;;;}:"
·'·"' /" ' •"'
-_,•,
.• • ,.,.
..::.:";',:·:::·:
. . .
... " • •........ ...·l
; . : fft:if:;·- ;0·ft:§: :;::::t·.....................·'·....... •.. .. ...
..,...•.......... ... ....._,. ,,_,._ ,.,.... :.;-:·-.:-::-·.:. ..:::::·:·· "....-...·..··.._...,...,._.,.....·.·---"..•.... .., .,.,.. ....,............. ....... :
,• •- ... , , •• .
·•·"''>-:·• "·.,..,, "'·'-'"''" '" ...··r·-•··
:;::::·::·: ::.·,';; } _::·.;..':.".':....'!.:.·_:.-:::
'
::::t:b;,u. :·s;::ztg.w: :,::-::' ;·::·.:-:.:.:--·-... . . ........ ,,
-. .... ..,,.... ..................-.... ··.·.·.-.·.... .......... '
''""
"""'
.... ......- ",
/ ·•
'
,
'" '
, _,,
.... . ... ,. .
,
". . .. . ... .. ... ., ...... ... .. ....... ....... . _,. ,. ...- .. . ..., ..........". _
_.._ , .... .,
::.::..:.··-.:·..:·;:1:.:_;..,:..-'-::-;·:.:·.-.:·::.::::.. .:·.:..·:..:.::::.
, ;·:.::·.;.:-.
85
