PERANCANGAN TELEMONITOR RADIASI GAMMA
INTERIM STORAGE-1
Arie Budianti, L. Kwin P, Sugianto, Adi Wijayanto, M. Cecep Cepi H Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN
ABSTRAK
PERANCANGAN TELEMONITOR RADIASI GAMMA INTERIM STORAGE-1. Instalasi pengolahan limbah radioaktif di BATAN Serpong telah beroperasi sejak tahun 1988 dan telah mengolah limbah radioaktif dari seluruh Indonesia, baik dari internal BATAN maupun dari instansi luar BATAN. Limbah hasil olahan tersebut disimpan di tempat penyimpanan sementara (Interim Storage/IS). Saat ini, limbah olahan di IS-1 telah memenuhi hampir 60% dari kapasitas tampung IS-1, dan ini berarti pula bahwa potensi bahaya radiasi yang ada di IS-1 juga semakin meningkat. Potensi bahaya radiasi yang ada di dalamnya harus dikomunikasikan kepada pekerja agar pekerja menjadi lebih waspada dan sadar akan keselamatannya pada saat bekerja di IS-1. Sebagai upaya mengkomunikasikan bahaya adalah dengan memasang area monitor. Area monitor ini dihubungkan dengan display digital yang cukup besar sehingga dapat dengan mudah dibaca oleh pekerja sebelum memasuki IS. Tahap awal pemasangan telemonitor gamma, dilakukan pemilihan titik lokasi penempatan monitor radiasi. Ketinggian monitor radiasi dari permukaan lantai kurang lebih 1,5 m, setinggi rata-rata orang. Perakitan monitor gamma pada prinsipnya mengubah data analog menjadi data digital yang dihubungkan dengan display monitor yang cukup besar sehingga lebih mudah terbaca. Uji fungsi dilakukan dengan membandingkan dengan alat ukur lain yang telah terkalibrasi. Dari hasil uji fungsi dan komparasi dapat dipastikan bahwa telemonitor gamma di IS berfungsi dengan baik.
ABSTRACT
DESIGNING GAMMA TELEMONITOR OF INTERIM STORAGE - 1. Radioactive waste
management installation have been working since 1988 and already had processed radioactive waste from all over Indonesia, either from BATAN or from institution outside of BATAN. These processed waste is kept in the Interim Storage (IS). At this moment, processed wastes are getting more and more, and it means the hazard potential of radiation also raises up. This hazard must be communicated to the worker so that they will be more alert and aware of their safety during working in the IS. As an effort of hazard communication is by putting an area monitor. Then, this monitor is connected to a quite big digital display that can be read easily by the worker before entering IS. Before connecting the monitor, the location is chosen first. Height of the monitor is as high as man's height, approximately 1,5m. Design of this gamma monitor is based on changing of analog data into a digital data and connected to a big digital display that can be read easily. After process design finished, function of gamma tale-monitor was tested and compared with other radiation measurement tool. From function test result, gamma tale-monitor surely done well.
PENDAHULUAN
Kontribusi dari pemanfaatan tenaga nuklir dalam bentuk zat radioaktif dan atau sumber radiasi pengion seperti, pesawat sinar X, Gamma kamera, atau bahkan reaktor nuklir, dinilai sangat besar dalam pembangunan bangsa dan negara.
Pemerintah Indonesia juga telah mengeluarkan peraturan pemerintah no 33 tahun 2007 mengenai keselamatan radiasi pengion dan keamanan sumber radioaktif. Dalam peraturan ini dinyatakan bahwa pengusaha instalasi harus menyediakan dan mengusahakan peralatan proteksi radiasi, pemantau dosis perorangan, pemantau daerah kerja dan pemantau lingkungan, yang dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan jenis sumber radiasi yang digunakan. Dengan dasar inilah dilakukan kegiatan pemasangan
telemonitor gamma di IS-1. Selain untuk memenuhi aspek legal dari peraturan pemerintah, pemasangan telemonitor gamma ini bertujuan memberikan informasi mengenai seberapa besar tingkat radiasi di suatu daerah kerja. Apabila telah mengetahui besaran radiasi yang akan dihadapi, diharapkan pekerja bisa lebih waspada dan berhati-hati dalam bekerja dengan sumber radiasi.
Salah satu upaya dalam meningkatkan keselamatan radiasi adalah dengan mengkomunikasikan bahaya radiasi. Komunikasi bahaya ini bertujuan untuk memberikan informasi kepada pekerja mengenai potensi bahaya yang hadapi di tempat kerja. Apabila pekerja telah mengetahui bahaya apa saja di balik pekerjaannya, diharapkan akan menjadi lebih waspada dan berhati-hati dalam bekerja dan
tentunya selalu mengedepankan faktor keselamatan dalam bekerja.
Komunikasi bahaya ini dapat dilakukan dengan cara memasang rambu-rambu bahaya kimia ataupun bahaya mekanik seperti misalnya, tertimpa, terpotong, terjepit dan lain-lain. Termasuk pula yang akan dijabarkan dalam makalah ini yakni pemasangan telemonitor gamma di IS -1. TEORI
Alat ukur radiasi merupakan peralatan vital dalam kegiatan proteksi radiasi, karena radiasi tidak dapat dilihat, dibaui maupun dirasa. Alat ukur ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar intensitas radiasi yang ada di lingkungan kerja. Apabila besaran radiasi telah didapat, selanjutnya dibandingkan dengan nilai batas dosis yang telah ditetapkan BAPETEN1]. Dari sinilah bisa melakukan tindakan-tindakan pengawasan ataupun pengendalian terhadap bahaya radiasi di daerah kerja. Setiap alat ukur radiasi, baik yang digunakan untuk mengukur kuantitas, energi, intensitas maupun dosis radiasi selalu terdiri dari dua bagian utama yaitu detektor dan alat penunjang[2]. Detektor merupakan suatu bahan yang peka terhadap radiasi yang apabila terkena radiasi akan menghasilkan suatu tanggapan atau respon tertentu yang lebih mudah diaati. Peralatan penunjang umumnya berupa peralatan elektronik, berfungsi untuk mengubah tanggapan detektor menjadi suatu informasi yang dapat diamati oleh panca indera manusia. Terdapat dua cara pengukuran radiasi yang menampilkan hasil pengukurannya secara langsung, yaitu cara pulsa dan cara arus. 1. Cara pulsa, Setiap radiasi yang mengenai
alat ukur akan dikonversikan menjadi sebuah pulsa listrik. Bila kuantitas radiasi yang mengenai alat ukur semakin tinggi maka jumlah pulsa listrik yang dihasilkan semakin banyak.
2. Cara arus, Pada cara arus, radiasi yang memasuki detektor tidak dikonversikan menjadi pulsa listrik melainkan rata-rata akumulasi energi radiasi per satuan waktu yang akan dikonversikan menjadi arus listrik. Semakin banyak kuantitas radiasi persatuan waktu yang memasuki detektor, semakin besar arus listrik yang dihasilkan[3].
Sistem pengukur yang digunakan dalam kegiatan proteksi radiasi, seperti surveimeter biasanya menerapkan cara arus. Begitu juga dengan surveimeter yang digunakan dalam pembuatan telemonitor gamma di IS-1. Prinsip pembuatan telemonitor gamma ini adalah menghubungkan surveimeter analog dengandisplay digital yang besar sehingga mudah terlihat oleh pekerja sebelum memasuki IS-1C (ruang penyimpanan limbah olahan). Surveimeter yang digunakan dalam kegiatan ini adalah surveimeter analog dengan detektor jenis Geiger Mueller.
Prinsip kerja dari telemonitor gamma ini adalah pengubahan data analog menjadi data digital yang diperbesar tampilan outputnya. Di dalam alat ukur radiasi terdapat rangkaian pengkondisian signal dari detektor yang diumpankan ke moving coil. Dari moving coil tersebut terdapat perubahan tegangan 0 s.d 5 DC mVolt. Moving Coil tersebut diparalel sebagai umpan pada rangkaian ADC (Analog
to Digital Converter). Rangkaian ADC yang
digunakan menggunakan IC ADC dengan 8 bit output, yaitu IC ADC 0808. Analog to
Digital Converter merupakan converter data
analog (tegangan) ke data digital (bit) sekaligus sebagai pengkondisi sinyal. ADC 0808 merupakan pengubah data analog ke digital 8 bit output. Perubahan tegangan dari 0 sd 5 mV tersebut diumpankan ke input ADC menghasilkan 8 bit output sehingga data yang dihasilkan sudah keluaran data digital 8 bit yang kemudian dihubungkan dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroller pada port 0 dan outputnya dikeluarkan melaui port 2. Mikrokontroller tersebut diprogram dengan menggunakan bahasa assembler dengan ekstensi (*.asm) setelah kompilasi, dan diisikan ke eprom pada IC mikrokontroller tersebut dengan ekstensi (*.hex). Mikrokontroller ini berfungsi untuk mengendalikan data digital yang dihasilkan oleh ADC kemudian ditampilkan pada display 7-segment. Keluaran dari sistem minimum mikrokontroller ini, melalui port 2 tadi dihubungkan dengan display seven segment
common anoda. Perubahan tegangan tadi
dibandingkan dengan skala yang tertera pada alat ukur (moving coil) dan pada display yang dihasilkan.sehingga data akhir yang dihasilkan berupa dosis dalam µSv/jam. Diagram alur kerja radiasi ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alur kerja Alat ukur radiasi TATA KERJA
1. Bahan dan Alat
Pada percobaan ini digunakan peralatan antara lain alat ukur radiasi, display digital 7 segmen berukuran 5 inci, power supply 9V DC, 12V DC, Analog Digital Converter (ADC).
2. Metode
a. Menentukan lokasi pemasangan, lokasi ditentukan dengan mengukur ketinggian dan posisi detektor/ surveymeter dari permukaan lantai. b. Mempersiapkan komponen yang
dibutuhkan untuk dirakit diantaranya adalah alat ukur radiasi, display digital 7 segmen berukuran 5 inci, power supply 9V DC, 12V DC,
Analog Digital Converter (ADC)
c. Alat ukur radiasi jenis ratemeter dilakukan modifikasi dengan mengumpankan rangkaian pengkondisian signal dari detektor ke
moving coil. Dari pengumpanan ini,
terjadi perubahan tegangan 0 s.d 5 DC mVolt
d. Perubahan tegangan diumpankan ke input ADC dan menghasilkan 8 bit output
e. Alat ukur yang telah dimodifikasi dihubungkan dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroller pada port 0 dan outputnya dikeluarkan melalui port 2, kemudian output dari port 2 dihubungkan lagi dengan display seven segment common anoda.
f. Perubahan tegangan dibandingkan dengan skala yang tertera pada alat ukur (moving coil) dan pada display sehingga data yang dihasilkan sesuai dengan dosis radiasi dalam satuan µSv/jam.
g. Tegangan pada alat ukur radiasi diganti dengan power supply DC 9V HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan lokasi penempatan telemonitor adalah hal yang dilakukan pertama kali. Lokasi yang dipilih adalah tempat penyimpanan limbah hasil olahan Interim Storage 1. Tempat ini dipilih karena, di dalamnya, tersimpan limbah hasil olahan yang jumlahnya semakin banyak. Di tempat ini pula, sering dilakukan pekerjaan seperti pengangkutan dan bongkar muat limbah. Dengan berpedoman pada prinsip proteksi radiasi (limitasi), harus dilakukan upaya untuk mengurangi paparan radiasi terhadap pekerja. Salah satunya adalah dengan menyediakan informasi yang mudah terbaca dan mudah dipahami oleh pekerja mengenai paparan radiasi yang ada di tempat kerja tersebut. Ketinggian titik penempatan monitor radiasi kurang lebih 1,5 m. Ketinggian sama-sama dengan tinggi rata-rata orang, sehingga dosis radiasi yang terukur adalah dosis yang mengenai pekerja.
Setelah dilakukan perakitan, ratemeter yang telah dimodifikasi menjadi telemonitor tersebut dipasang. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap hasil ukur yang ditampilkan. Setelah diamati, ternyata terjadi penurunan hasil ukur. Hasil ukur telemonitor ini juga dibandingkan dengan hasil ukur surveimeter radiasi yang lain. Kendala pada telemonitor ini adalah adanya disipasi daya, ada daya yang hilang. Untuk mengatasi kendala ini, dipasang buffer atau penguat arus. Setelah itu dipasang kembali dan dilakukan pengamatan terhadap hasil ukur selama 1 (satu) minggu. Telemonitor gamma ditunjukkan pada Gambar 2.
Setelah dilakukan beberapa modifikasi rangkaian, telemonitor dapat dioperasikan. Setelah dipastikan tidak ada lagi permasalahan disipasi daya, dilakukan uji fungsi dan komparasi terhadap telemonitor gamma. Uji fungsi dilakukan secara bersamaan di lokasi penyimpanan limbah olahan. Radiameter disejajarkan dengan ratemeter telemonitor, kemudian dilihat hasil ukur yang ditampilkan oleh kedua alat tersebut pada waktu yang bersamaan. Hasil uji fungsi dan komparasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Perbedaan hasil ukur rata-rata adalah 0,131. perbedaan hasil ukur ini kemudian dicari rentang skala untuk tingkat kepercayaan 95% dan didapatkan rentang tingkat kepercayaan sebesar 0,131 ± 0,0548. Selisih antara hasil ukur telemonitor gamma dengan radiameter dengan nilai di luar rentang tingkat kepercayaan dianggap tidak valid.
Perbedaan hasil ukur dari telemonitor gamma dan radiameter dipengaruhi paling utama oleh sensitivitas detektor. Selain itu, kualitas dari komponen elektrikal turut berpengaruh pada unjuk kerja dari sebuah alat ukur radiasi.
Gambar 2. Telemonitor Gamma IS-1
Tabel 1. Hasil Uji Fungsi dan Komparasi
Uji Fungsi Komparasi dg Bacaan ke
Telemonitor Gamma Radiameter
Selisih hasil ukur
1 0,95 1,10 0,15 2 1,57 1,35 0,22 3 0,95 1,02 0,07 4 1,15 1,23 0,08 5 1,01 0,97 0,04 6 1,08 0,97 0,11 7 0,96 0,99 0,03 8 1,29 1,00 0,29 9 1,11 1,34 0,23 10 1,31 1,22 0,09 189
KESIMPULAN
Ratemeter yang dimodifikasi menjadi telemonitor radiasi gamma di IS-1 berfungsi dengan baik. Dari hasil komparasi telemonitor dengan radiameter, 30% dari data komparasi tidak memenuhi rentang tingkat kepercayaan 95%. Namun, hal ini tidak mempengaruhi hasil bacaan alat karena kedua alat tersebut sudah dikalibrasi. Setiap alat ukur memiliki sensitivitas dan akurasi hasil yang berbeda. Perbedaan hasil ukur dipengaruhi oleh sensitivitas detektor dan komponen elektrikal penunjang alat ukur.
DAFTAR PUSTAKA
1. PP no 63 tahun 2000 Tentang Keselamatan dan Kesehatan terhadap Pemanfaatan Radiasi pengion, Jakarta, 2000.
2. PUSDIKLAT, Deteksi dan Pengukuran Radiasi, Jakarta, 2008.
3. http://www.batan.go.id/FAQ/faq_radiasi
.php#, 2008
4. COUGHLIN, ROBERT F dan FREDERICK F DRISCOLL, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier, Jakarta, 1994.
5. BUDIHARTO, WIDODO, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Jakarta, 2004.
TANYA JAWAB 1. Penanya : Ruminta Ginting
Instansi : PTLR-BATAN Pertanyaan : a. Hasil Perancangan?
b. Radiasi yang diukur?
c. Lokasi penempatan?
d. Batasan radiasi ruang Jawab : a. Data terlampir
b. γ
c. IS 1 tempat limbah olahan
d. 75 µSv/Jam
2. Penanya : S. Wiyuniwati
Instansi : PUSDIKLAT-BATAN
Pertanyaan : Kenapa lokasi/titik penempatan 150 cm. Jawab : Agar setinggi rata-rata orang.
