SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176
RANCANG BANGUN SISTEM MEKANIK PENGGERAK SUMBER DAN PENAHAN RADIASI Suroso1 ,Yadi Yunus2 ,Arief Noor Hidayat3 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-Badan Tenaga Nuklir Nasioanal Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta Telp : (0274)48085,489716 ; Fax : (0274)489715
ABSTRAK RANCANG BANGUN SISTEM MEKANIK PENGGERAK SUMBER DAN PENAHAN RADIASI. Telah dibangun sistem mekanik penggerak yang digunakan untuk mendukung sistem otomasi dalam praktikum di STTN-BATAN. Tujuan dari rancang bangun ini adalah merancang dan membangun sistem mekanik penggerak yang dapat digunakan untuk menunjang praktikum penahan radiasi di Laboratorium Instrumentasi Nuklir STTN-BATAN. Rancang bangun ini terdiri dari 2 bagian utama yaitu bagian dudukan sumber radiasi dan bagian dudukan solenoid. Motor power window digunakan sebagai penggerak ulir sekrup sehingga kedua dudukan dapat berjalan maju dan mundur. Pengujian dengan pembebanan dilakukan pada tegangan input motor power window sebesar 5 volt. Pada dudukan sumber radiasi beban 0,2 kg didapatkan kecepatan bergerak maju sebesar 37,81 mm/detik dengan arus rata-rata sebesar 1,4 A dan kecepatan bergerak mundur sebesar 36,44 mm/detik dengan arus rata-rata sebesar 1,25 A. Pada dudukan solenoid beban maximal 1,1 kg didapatkan kecepatan bergerak maju sebesar 33,98 mm/detik dengan arus rata-rata sebesar 2 A dan kecepatan bergerak mundur sebesar 30,55 mm/detik dengan arus rata-rata sebesar 2,15 A. Kata kunci : Rancang Bangun, Sistem Mekanik Penggerak, Sumber dan Penahan Radiasi
ABSTRACT DESAIN MECHANIC SYSTEM FOR RADIATION SOURCE AND SHIELDING ACTIVATOR. A system mechanic for radiation source and shielding had been built to support otomation system in lab work at STTN-BATAN. This design purpose was designed and build mechanic system that cold use to support radiation shielding lab work at Instrumentation Laboratory at STTN-BATAN. This device consist two main part are radiation source buffer and solenoid buffer. Power window motor used as screwthread mover in order to both of buffer could moving forward and back ward. With load testing was conducted at input voltage power window motor as 5 volt. At radiation source buffer with 0,2 kg obtained forward movement speed as 37,81 mm/second with average current as 1,4 A and backward movement speed as 36,44 mm/second with average current as 1,25 A. At solenoid buffer with maximal load 1,1 kg obtained forward movement speed as 33,98 mm/second with average current as 2 A and backward movement speed as 30,55 mm/second with average current as 2,5 A. Keywords : Building system, activevator mechanic system, radiation source and shielding.
PENDAHULUAN Rancang bangun menurut istilah adalah rekayasa atau membuat rencana dan design sekaligus mengaplikasikannya ke dalam bentuk nyata sehingga menjadi sebuah hasil karya intelektual. Sistem penggerak adalah suatu sistem yang berfungsi untuk memindahkan dari satu titik ke titik yang lainnya. Yang termasuk dalam sistem penggerak adalah ulir. Ulir digunakan untuk
Suroso, dkk
memindahkan gerakan putar pada motor menjadi gerakan lurus. Ulir penggerak digunakan untuk meneruskan gerakan secara halus dan merata serta menghasilkna gerakan linier dari gerakan berputar (rotasi). Kinematika dari gerakan ulir penggerak, sama dengan gerakan kinematika dari baut dan mur, hanya terdapat perbedaan dari geometri dari ulirnya. Ulir penggerak memberikan aplikasi gerakan, sedangkan ulir baut dan mur memberikan aplikasi sebagai pengikat. 155
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 Adapun jenis-jenis ulir yang dipakai untuk penggerak atau penerus daya adalah ulir trapesium, ulir segi empat dan ulir bergigi gergaji (Supriyanto., 2007). Energi angin merupakan salah satu jenis energi terbarukan yang pemanfaatannya belum dimaksimalkan di Indonesia. Padahal, potensi angin di Indonesia sangatlah besar mengingat Indonesia terdiri dari kepulauan yang tiap harinya pasti dilalui angin di daerah pantai berupa angin darat dan angin laut. Namun, kesadaran akan potensi angin di Indonesia masih kurang, hal ini dibuktikan dengan masih minimnya penggunaan angin sebagai energi alternatif.
suatu kegiatan harus mempertimbangkan resiko radiasi. Suatu kegiatan yang mengakibatkan penyinaran atau mengandung proteksi penyinaran hanya dapat disetujui jika menghasilkan keuntungan yang memadai bagi individu atau masyarakat dibandinngkan dengan kerugian yang timbul terhadap kesehatan. (BATAN, 2005) Asas Optimasi Asas ini dikenal dengan sebutan ALARA (As Low As Reasonably Achieveble). Asas ini menghendaki agar paraparan radiasi yang berasal dari suatu kegiatan harus ditekan serendah mungkin dengan mempertimbangkan faktor ekonomi dan social. (BATAN, 2005) Asas Limitasi Dosis ekivalen yang diterima oleh seseorang tidak boleh melampaui Nilai Batas Dosis (NBD) yang telah diteatapkan. Nilai batas dosis bagi pekerja dimaksudkan untuk mencegah munculnya efek non stokasik dan mengurangi mungurangi munculnya efek stokastik. Nilai batas dosis masyarakat, besarnya hamper sam dengan rata-rata sumber radiasi alam. (BATAN, 2005)
Gambar 1. Konstruksi Skematis Sistem Mekanik Penggerak
PENGERTIAN, TUJUAN DAN AZAZ PROTEKSI RADIASI Pengertian Proteksi Radiasi Proteksi radiasi merupakan cabang ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan upaya proteksi yang perlu diberikan kepada seseorang atau sekelompok orang terhadap kemungkinan munculnya efek negatif sumber radiasi pengion, sementara kegiatan yang diperlukan pada pemakaian sumber radiasi masih tetap dapat dilaksanakan. (BATAN, 2005) Tujuan Proteksi Radiasi
Motor DC Motor arus searah ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga arus searah (listrik DC) menjadi tenaga mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada rotor. Prinsip kerja motor DC berdasarkan percobaan Lorenz yang menyatakan ”sebatang konduktor yang berarus listrik berada didalam medan magnet, maka pada konduktor tersebut akan terbentuk suatu gaya”. Gaya yang terbentuk dikenal dengan sebutan gaya Lorentz. Adapun untuk arah gaya tersebut digunakan kaidah tangan kiri Flemming atau kaidah telapak tangan kiri Farraday. Kaidah tangan kiri Flemming yaitu ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah yang saling tegak lurus menunjukkan masing-masing arah gaya, fluks magnet dan arus listrik. Kaidah telapak tangan kiri Faraday yaitu jika ada garis gaya magnet yang menembus telapak tangan, arah arus searah dengan jari-jari tangan maka akan timbul gaya yang searah dengan ibu jari. (Sumanto: 1991)
Mencegah terjadianya efek non stokastik (determistik) dan membatasi peluang terjadinya efek stokastik, serta untuk melindungi para pekerja radiasi dan masyarakat umum dari radiasi yang berasal dari sumber radiasi. (BATAN, 2006) Asas Proteksi radiasi Asas Justifikasi Setiap pemakaian zat radioaktif dan/atau sumber radiasi lainnya harus didasarkan pada asas manfaat. Keputusan yang menyamngkut persejuan STTN-BATAN & PTAPB BATAN
Gambar 2. Kontruksi Motor DC
156
Suroso, dkk
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 Konstruksi mesin DC 1. Badan motor 2. Inti kutub magnit dan lilitan penguat magnit 3. Sikat-sikat 4. Komutator 5. Jangkar 6. Lilitan jangkar
Gambar 5. Konstruksi Garis Sekrup Gambar 3. Motor DC Seri Jenis Power Window
LANDASAN TEORI Ulir Sekrup Sebagai sarana penyambung yang dapat dilepas banyak dipergunakan ulir sekrup. Disebut bout apabila ulir sekrup diberi kepala, yang biasanya berbentuk segi enam atau segi empat, sehingga dapat dikencangkan dari luar, atau dapat juga berbentuk sebuah alur segi empat atau segi enam, yang biasa disebut kepala benam. Disebut mur, apabila bagian yang berulir ada pada bagian dalam (ulir dalam). (Jac. Stolk, 1984)
Garis Sekrup Garis sekrup ialah garis pada keliling silinder, yang membuat sudut tetap dengan garisgaris yang dilukiskan dari silinder tersebut.(lihat Gambar 2.5). Apabila sebuah segitiga siku-siku dengan salah satu sisi siku-sikunya sebagai basis ( df) dan yang lain sebagai tingginya (p) dililitkan sekeliling mantel silinder lingkaran, tegak dengan garis tengah df , maka hipotessa segitiga siku-siku itu menjadi sebagian dari garis sekrup (Jac. Stolk, 1984) Sudut Pendakian Garis Sekrup Sudut pendakian atau sudut lereng adalah sudut yang dibuat oleh garis sekrup dengan bidang normal silinder. Sudut lereng adalah tg , seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6. (Jac. Stolk, 1984)
Gambar 4. Jenis-Jenis Ulir (Stolk, J., 1984)
Ulir Sekrup Daya Ulir sekrup dapat dipergunakan untuk memindah gerak berputar menjadi gerak lurus, atau gerak jarang, atau gerak lurus menjadi gerak putar (bor –kotrek). Untuk ini biasanya dipakai ulir sekrup segi panjang dan ulir sekrup trapesium. Pada ulir daya gesekan dibuat sekecil mungkin, berbeda dengan ulir pengikat dimana gesekan besar diperlukan agar tidak terlepas. Untuk ulir sekrup daya, oleh organisasi standard negeri Belanda dikeluarkan standard normalisasi ulir trapesium. Profil basisnya berupa trapesium sama kaki dengan sudut puncak 30o . Ulir sekrup ini ialah tunggal , lihat tabel ulir trapesium. (Jac. Stolk, 1984).
Gambar 6. Garis Sekrup, Bidang Sekrup Dan Jarak Puncak
Jarak Puncak Jarak puncak adalah jarak antara dua titik garis sekrup, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6., diukur pada garis yang dilukiskan pada silinder itu. Jarak puncak itu sama untuk semua titik pada bidang sekrup. (Jac. Stolk, 1984). Bidang Sekrup Sebuah garis melukiskan bidang sekrup, bila garis itu bergerak sepanjang garis kerja dengan
Suroso, dkk
157
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 sudut yang tetap, dimana sudut dengan garis sumbu silinder harus juga tetap. Dalam Gambar 2.6 diatas, ditunjukkan sebuah bidang sekrup, dimana garis yang dilukiskan itu berdiri tegak lurus pada sebuah silinder. Bidang sekrup kadang-kadang ada juga dipakai sebagai sekrup pemindah atau sekrup daya, untuk memindahkan gerak. Tinggi p disebut jarak bagi atau kisar, sudut disebut sudut kisar atau sudut lereng garis sekrup. Diantara besaran ini terdapat hubungan
p tg = ..d f
pada ulir, besarnya tegangan bengkok (b) dapat ditentukan sebagai berikut: Tegangan bengkok b: F (4) b
D
Momen puntir yang terjadi pada pusat adalah Mw, sehingga Tegangan punter dihitung dengan rumus
Mw Ww = 1/ 2.df (W K ) = .df (W K ) 0,2.dk 2
0,4.dk2
(1)
(5)
i b 2 3 D 2
(6)
dengan : σb = tegangan bengkok dan τD adalah tegangan geser Dasar Perhitungan Bearing
dengan : Mw = Momen puntir = ½ df (W + K) Ww = Tahanan puntir = 0,2 dk2 df = garis tengah sisi, dk = garis tengah teras Tahanan Gesek Tahanan gesek yang terjadi antara bidang ulir pada bout dan mur adalah : W=N x
F 1,57.H.dr
Tegangan bengkok dan tegangan geser akan menimbulkan tegangan kombinasi yang disebut tegangan ideal. Tegangan ideal (i) dapat dihitung dengan rumus :
(Jac. Stolk, 1984)
Tegangan Puntir
w
0,52.H .dr
dengan : H = tinggi tabung ulir Untuk tegangan geser (D) yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan :
(2)
dengan : N = tekana normal, biasanya 1,2 P = koefisien gesekan baja = 0,15 = sudut miring ulir
Bearing atau bantalan dipakai untuk menstransmisikan daya putar pada poros ulir. Bantalan terdiri dari dua golongan : 1. Bantalan tekan melintang atau bantalan radial, terutama dipakai untuk menahan beban dalam arah radial 2. Bantalan tekan memanjang atau bantalan aksial, terutama dipakai untuk menahan beban arah aksial (Gambar 2.6. menunjukan jenis bearing)
Tekanan Bidang, Tegangan Bengkok dan Tegangan Geser Tabung Ulir Besarnya tekanan bidang pada tabung ulir dapat dihitung dengan rumus : o
F / 4 .( dl 2 dr 2 ).n
dengan : o = F = dl = dr = n =
(3)
tekanan bidang beban dalam Newton diameter luar ulir garis tengah rusuk putaran
Tegangan bengkok terjadi karena tekanan beban. Ulir pada tabung ulir akan menerima beban aksial yang besarnya sama dengan yang diterima batang ulir. Beban aksial pada tabung ulir akan menimbulkan tegangan bengkok dan tegangan geser STTN-BATAN & PTAPB BATAN
Gambar 7. Bantalan Aksial Dan Bantalan Radial
Ukuran diameter bearing/bantalan gelinding dapat dihitung dengan rumus :
158
Suroso, dkk
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 F = k.db2
(7)
dengan : F = beban dalam kg db = diameter bearing k = faktor yang tergantung pada bahan k = 25 untuk golongan dari Bt. 18 k = 60 untuk golongan Bt 50
Tabel 1. Hasil Uji Kestabilan Gerakan Maju Mundur Dengan Parameter Waktu No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bus Bus digunakan untuk rumah dari tabung ulir atau mur. Tabung ulir atau mur ditanam secara paksa didalam bus. Hal ini bertujuan agar mur atau tabung ulir dapat berfungsi dengan baik dan tidak mudah lepas. Sehingga selama proses bergeraknya ulir bus akan bergerak stabil. Sedangkan bus terbuat dari bahan acrylic 15 mm yang dibagian tengahnya dibuat lubang segi 6 dimana bus tersebut akan ditanam. Rangka
Pada uji kestabilan ini pengujian yang dilakukan adalah gerakkan maju mundur. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja dari sistem penggerak sumber radiasi dan penahan radiasi nuklir yang dibuat apakah sudah sesuai dengan yang dikehendaki dan dilakukan pembahasan dari data yang diperoleh selama pengujian serta melakukan uji kestabilan kecepatan gerakkan maju dan gerakkan mundur dari motor penggerak dudukan sumber radiasi sepanjang 280 mm dan dudukan solenoid sepanjang 185 mm. Pengujian ini dilakukan dengan memberikan sumber tegangan sebesar 5 volt dan arus maximal 3 ampere. Data hasil pengujian unjuk kerja dari sistem penggerak dudukan sumber radiasi pada Tabel 1 dan Tabel 2 data hasil pengujian unjuk kerja dari sistem penggerak penahan dudukan solenoid dapat dilihat Tabel dibawah ini.
Suroso, dkk
Waktu Maju (detik) 6,4 6,47 5,79 5,96 5,53 5,59 5,65 5,88 5,51 5,53 58,31 5,831
Waktu Mundur (detik) 6,25 6,23 6,84 6,63 6,36 6,65 6,60 6,12 6 5,98 63,66 6,366
Tabel 2. Hasil Uji Kestabilan Gerakan Maju Mundur Dengan Parameter Waktu No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PEMBAHASAN
Uji Kestabilan Pergeseran
280
Jumlah Rata-rata
Rangka digunakan sebagai penopang dari bearing dan kedua jenis dudukan. Rangka terbuat dari acrilik dengan ukuran 31 x 8 cm untuk rangka sumber radiasi, 33,5 x 8 cm untuk rangka penahan radiasi, 9,8 x 8 cm untuk dudukan bearing sumber radiasi dan 12 x 8 cm untuk dudukan bearing penahan radiasi.
Pengujian sistem penggerak yang dilakukan adalah dengan memberikan catu daya pada motor DC seri power window type unus 12 V. Pada pengujian ini dibagi menjadi 3 tahap, yaitu : 1. Uji kestabilan pergeseran 2. Uji pembebanan 3. Uji Penahan radiasi
Jarak yang ditempuh (mm)
Jarak yang ditempuh (mm)
185
Jumlah Rata-rata
Waktu Maju (detik) 3,5 3,64 3,39 3,7 2,92 3,07 2,95 2,7 2,71 2,7 31,28 3,128
Waktu Mundur (detik) 2,9 3,4 3,06 3 2,86 2,66 3,02 3 2,63 2,77 29,3 2,93
Untuk jarak 280 mm rata-rata waktu yang diperlukan 5,831 detik untuk gerakan maju dan 6,366 detik untuk gerakan mundur. Sedangkan untuk jarak 185 mm rata-rata waktu yang diperlukan 3,128 detik untuk gerakan maju dan 2,93 detik untuk gerakan mundur. Untuk ulir dengan kisar 3 mm, maka dalam satu kali putar dapat melakukan gerak maju dan mundur sejauh 3 mm. Untuk jarak 60 mm dibutuhkan 20 putaran. Dari Tabel 1 dan Tabel 2 dapat diperoleh kecepatan gerakan maju dan mundur dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4 dapat dilihat pada Tabel dibawah ini.
159
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 Tabel 3. Kecepatan Uji Kestabilan Untuk Dudukan Sumber Radiasi No
Jarak yang ditempuh (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
280
Jumlah Rata-rata
Kecepatan Maju (mm/detik) 43,7 43,2 48,3 46,9 50,6 50 49,5 47,6 50,8 50,6 481,2 48,12
Untuk pengujian dudukan sumber radiasi untuk jarak 280 mm kecepatan rata-rata adalah 48,12 mm/detik untuk gerakan maju dan 44,04 mm/detik untuk gerakan mundur. Sedangkan pengujian dudukan solenoid untuk jarak 185 mm kecepatan rata-rata adalah 59,95 mm/detik untuk gerakan maju dan 63,4 mm/detik untuk gerakan mundur.
Kecepatan Mundur (mm/detik) 44,8 44,9 40,9 42,2 44 42,1 42,4 45,7 46,6 46,8 440,4 44,04
Uji Pembebanan Uji pembebanan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh beban terhadap besarnya daya motor (daya sebenarnya) dengan memperhitungkan gaya gesek total yang terjadi. Uji pembebanan berfungsi untuk mengetahui kekuatan rangka acrylic dan ulir. Jarak yang ditempuh 280 mm untuk dudukan sumber radiasi dan 185 mm untuk dudukan solenoid. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan seluruh bagian rangka yang menerima beban. Berat beban yang digunakan untuk dudukan sumber radiasi 0,2 kg dan dudukan solenoid 1,1 kg. Data yang diperoleh dari hasil pengujian pembebanan dengan tegangan sebesar 5 volt dapat dilihat pada Tabel dibawah ini.
Tabel 4. Kecepatan Uji Kestabilan Untuk Dudukan Solenoid No
Jarak yang ditempuh (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
185
Jumlah Rata-rata
Kecepatan Maju (mm/detik) 52,8 50,8 54,5 50 63,3 60,2 62,7 68,5 68,2 68,5 599,5 59,95
Kecepatan Mundur (mm/detik) 63,7 54,4 60,4 61,6 64,6 69,5 61,2 61,6 70,3 66,7 634 63,4
Tabel 5. Waktu Dan Arus Pada Uji Pembebanan Untuk Dudukan Sumber Radiasi No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jarak yang ditempuh (mm)
280 mm
Tegangan (Volt)
5
Jumlah Rata-rata
STTN-BATAN & PTAPB BATAN
Waktu maju (detik)
Arus maju (Ampere)
Daya maju (Watt)
Waktu Mundur (detik)
Arus Mundur (Ampere)
Daya mundur (Watt)
9,6 8,27 7,93 7,42 7,06 6,97 6,93 7 6,55 6,35 74,08 7,408
2 2 2 1,5 1,5 1 1 1 1 1 14 1,4
10 10 10 7,5 7,5 5 5 5 5 5 38 3,8
9,2 9,27 8,25 7,56 7,39 7,5 7,2 7,08 6,85 6,52 76,82 7,682
2,5 2 1 1 1 1 1 1 1 1 12,5 1,25
12,5 10 5 5 5 5 5 5 5 5 62,5 6,25
160
Suroso, dkk
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 Tabel 6. Waktu Dan Arus Pada Uji Pembebanan Untuk Dudukan Solenoid No
Jarak yang ditempuh (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
185 mm
Jumlah Rata-rata
Tegangan (volt)
5
Waktu maju (detik) 6,87 6,6 5,94 5,78 5,46 5,41 5,16 5 4,51 3,7 54,43 5,443
Arus maju (ampere)
Daya maju (watt)
2 2 1,5 2 1,5 2 2 2,5 2 2,5 20 2
10 10 7,5 10 7,5 10 10 12,5 10 12,5 100 10
Tabel 5 menunjukkan bahwa dengan arus yang masukan sebesar 5 volt dengan jarak yang ditempuh 250 mm. Arus yang digunakan sebesar lebih dari 1 A dan ketika pengambilan data pengukuran arus menggunakan amperemeter dengan skala maksimal 15 Ampere. Untuk waktu yang diperlukan terjadi variasi antara 6-10 detik. Waktu yang diperlukan dudukan sumber radiasi untuk menempuh jarak tersebut rata-rata 7,4 detik untuk gerakan maju dan 7,6 detik untuk gerakan mundur sedangkan daya motor rata-rata untuk gerakan maju sebesar 3,8 watt dan gerakan mundur 6,25 watt.. Dengan data diatas menunjukkan bahwa dengan beban sumber radiasi atau beban yang berbeda menunjukkan perbedaan yang tidak terlalu signifikan. Sehingga besarnya beban yang ditumpukan pada dudukan sumber radiasi tidak berpengaruh terhadap kecepatan geser. Tabel 6 menunjukkan variasi waktu yang ditempuh dan besar arus yang digunakan dengan beban solenoid sebesar 1,1 kg dan tegangan motor 5 volt serta jarak yang ditempuh 185 mm. Rata-rata arus yang digunakan untuk gerakan maju sebesar 2 A dan rata-rata arus yang digunakan untuk gerakan mundur sebesar 2,15 A. Sedangkan untuk waktu yang diperlukan terjadi variasi antara 3-8 detik. Waktu yang diperlukan dudukan sumber radiasi untuk menempuh jarak tersebut rata-rata 5,4 detik untuk gerakan maju dan 6 detik untuk gerakan mundur sedangkan rata-rata daya untuk gerakan maju sebesar 10 watt dan gerakan mundur sebesar 10,76 watt. Dari data diatas menunjukkan bahwa dengan beban dudukan solenoid dan solenoid sebesar 1,1 kg tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Sehingga besarnya beban yang ditumpukan pada dudukan solenoid juga tidak berpengaruh terhadap kecepatan geser.
Suroso, dkk
Waktu mundur (detik) 7,67 6,8 6,7 6,23 5,88 5,78 5,63 5,39 5,34 5,13 60,55 6,055
Arus mundur (ampere) 2 2 2 2 2,5 2,5 2 1,5 2,5 2,5 21,5 2,15
Daya mundur (watt) 10 10 10 10 12,5 12,5 10 7,5 12,5 12,5 107,5 10,75
Uji Penahan Radiasi Uji penahan radiasi ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh shielding beton terhadap besarnya paparan radiasi yang melewati shielding dan menentukan tebal paro (HVT) shielding tersebut. Tebal minimal shielding 10 mm dan tebal maximal 59 mm tiap shielding dilakukan cacah sebanyak 3 kali. Dengan sumber Co-60, T½ = 5,2 tahun, faktor gamma = 1,32 Rm²/jam Ci, t = 3 tahun terhitung sejak tanggal pembelian sumber 1 Agustus 2006 dan tanggal pengujian sumber 31 Juli 2009, dan aktivitas awal 20,81 µCi,. Data hasil paparan yang dilalui pengukuran penahan radiasi. Tabel 7 Tebal Bahan VS Cacahan Tebal (mm)
I
Cacahan II
III
0 10 19 28 37 47 69
239 226 203 194 187 170 152
262 203 196 184 153 155 169
257 212 185 179 189 164 147
Cacah Kotor / 30 detik 253 214 195 186 176 163 156
Cacah besih / 30 detik
Dari data diatas dapat diperoleh : T½ = 5,2 tahun; t = 3 tahun; µ Rm²/jam Ci; A₀ = 20,81 µCi
238 199 180 171 161 148 141
= 1,32
Dengan perhitungan yang sama diperoleh HVL dari masing-masing variasi ketebalan sebagai berikut :
161
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012 ISSN 1978-0176 Tebal (mm) 10 19 28 37 47 59
HVL (mm) 38,76 73,64 108,53 143,41 182,71 228,68
Dari data diatas menunjukkan bahwa semakin tebal shielding yang dipakai semakin kecil paparan radiasi yang diterima dan semakin besar tebal paro dari masing-masing shielding. Sehingga besarnya paparan radiasi yang diterima semakin kecil.
KESIMPULAN Dari pengujian rancang bangun sistem penggerak untuk penahan radiasi nuklir yang telah dibuat didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Telah selesai rancang bangun sistem penggerak untuk penahan radiasi nuklir yang mampu menggeser dudukan sumber radiasi sejauh 250 mm dengan kapasitas maksimum 0,2 kg dengan kecepatan geser rata-rata sebesar 0,123 mm/detik untuk gerakan maju dan kecepatan geser rata-rata sebesar 0,128 mm/detik untuk gerakan mundur serta menggunakan motor power window 5 volt, dengan arus rata-rata 1,4 A dan 1,25 A. 2. Telah selesai rancang bangun sistem penggerak untuk penahan radiasi nuklir yang mampu menggeser dudukan solenoid sejauh 185 mm dengan kapasitas maksimum 1 kg dengan kecepatan geser rata-rata sebesar 0,09 mm/detik untuk gerakan maju dan kecepatan geser rata-rata sebesar 0,1 mm/detik untuk gerakan mundur serta menggunakan motor power window 5 volt, dengan arus rata-rata 2 A dan 2,15 A. 3. Daya rata-rata yang dibutuhkan motor untuk menggerakan dudukan sumber radiasi adalah 3,8 watt dan 6,25 watt sedangkan untuk menggerakkan dudukan solenoid adalah 10 watt dan 10,75 watt dengan massa 0,2 kg untuk dudukan sumber radiasi dan 1 kg untuk dudukan solenoid. 4. Dengan sumber Co-60 semakin tebal shielding yang dipakai semakin kecil paparan yang diterima oleh praktikan dan semakin besar tebal paro dari masing-masing shielding.
batang ulir masih besar. Motor harus bekerja maksimal, untuk mengatasi hal ini maka perlu pemilihan bahan yang memiliki tingkat gesekan yang minimum.
DAFTAR PUSTAKA 1. Asril, A., 1952, Konstruksi, Perhitungan Pemakaian Bagian-bagian Pesawat Sederhana, H. Stam, Jakarta. 2. Baslim, A., 1953, Pesawat-pesawat Pengangkat, H. Stam, Jakarta. 3. Stolk, J., Kros C., terjemahan oleh H. Hendarsin, 1984, Eleven Konstruksi dari Bagian Mesin, Erlangga, Jakarta. 4. Suroso, 2006, Rancang Bangun Sistem Pengangkat Beban Kapasitas 100 kg untuk Praktikum Radiografi, Tugas Akhir, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir – BATAN, Yogyakarta. 5. Purnomosidi, W., 2008. Rancang Bangun Sistem Mekanik Pengeboran Printed Circuit Board, Tugas Akhir, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir – BATAN, Yogyakarta. 6. Supriyanto., 2007, Alat Uji Keausan, Proyek Akhir, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional, Yogyakarta.
SARAN Dari rancang bangun sistem penggerak untuk penahan radiasi nuklir yang telah dilakukan masih terdapat kekurangan. Diantaranya adalah gesekan yang terjadi antara kedua jenis dudukan dengan STTN-BATAN & PTAPB BATAN
162
Suroso, dkk
