1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Belakangan ini pemanfaatan teknik nuklir telah meliputi berbagai bidang seperti industri, kesehatan dan kedokteran, pertanian, pertambangan maupun sebagai penelitian untuk pengembangan, pembangkit tenaga listrik (reaktor daya), dan reaktor riset. Pemanfaatan teknik nuklir untuk bidang industri antara lain digunakan untuk kendali level, density cairan, gramatur kertas, ketebalan, dan perunut. Renograf, gamma kamera, thiroid up take, untuk diagnosa dan brachyterapy untuk terapi kanker merupakan pemanfaatan teknik nuklir di bidang kedokteran. Dewasa ini berkembang wacana pembangunan PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) untuk mencukupi kebutuhan pasukan listrik yang perkembangan konsumsi dayanya terus bertambah. Sebagian masyarakat menolak dengan mempertimbangkan efek dan dampak dari pembangunan PLTN karena takut akan terjadinya kebocoran dan pelepasan zat radioaktif yang ditimbulkan dari beroperasinya suatu PLTN. Penerapan teknologi nuklir diberbagai bidang tersebut selain memberikan manfaat bagi manusia juga menghasilkan limbah radioaktif serta bahaya radiasi. Asas dan prinsip ALARA (As Low As Reasonably Achievable) ditekankan untuk meminimalisisasi hal tersebut.. Asas ini memungkinkan penggunaan sumber radioaktif dengan memaksimalkan manfaatnya dan menjaga sekecil mungkin terkena paparan radiasi. Tiga cara yang lazim digunakan untuk selalu menerapkan prinsip ALARA yaitu dengan menggunakan shielding atau perisai, menjaga jarak sejauh mungkin terkena dan menjaga waktu sesebentar mungkin berhubungan dengan sumber radioaktif.
Indonesia sampai saat ini mengoperasikan tiga reaktor nuklir untuk keperluan riset, Reaktor Kartini di Yogyakarta, Reaktor Triga 2000, di Bandung, dan Reaktor Reaktor GA Siwabessy Kawasan PUSPIPTEK Serpong. Penjaminan pengoperasian reaktor-reaktor tersebut tidak akan membahayakan pekerja, masyarakat dan lingkungan penting untuk dilakukan [1] [2]. Penjaminan yang
dilakukan adalah dengan dilakukan pemantauan paparan radiasi dan lingkungan secar terus menerus sampai pada radius tertentu sekurangnya 5 km secara acak [3]. Hal ini dilakukan untuk menjamin bahwa pengoperasian reaktor nuklir untuk keperluan riset tidak membahayakan keselamatan pekerja, masyarakat dan lingkungan. Saat ini pengukuran untuk jarak yang jauh masih dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan monitor radiasi selanjutnya data dicatat dan masukan dalam data base. Pemantauan paparan radiasi sudah dilakukan secara on- line untuk di dalam Kawasan PUSPIPTEK, dan datanya ditampilkan di website, untuk diluar kawasan pengukuran paparan radiasi dilakukan secara manual.
Perkembangan dan kemajuan teknologi informasi dan komunikasi saat ini sangat mendukung dan memungkinkan untuk melakukan pengukuran paparan radiasi secara on line dan real time tanpa harus mendatangi tempat-tempat pengambilan cuplikan untuk mendapatkan data. Pemanfaatan teknologi dengan penempatan jaringan sensor nirkabel, selanjutnya disebut Wireless Sensor Network (WSN) atau dengan memanfaatkan wahana tak berawak baik darat ataupun udara sangatlah memungkinkan. Bebarapa pemakaian dan pemanfaatan Wireless Sensor Network (WSN) untuk bidang pertanian, lingkungan, ataupun industri telah banyak digunakan [4] [5] [6]. Demikian juga untuk pemanfaatan wahana udara atau darat tak berawak juga telah banyak digunakan misalnya pertanian, lingkungan, industri ataupun militer [7] [8] [9] [10].
Beberapa protokol komunikasi dipakai dan dikombinasikan untuk saling melengkapi kekurangan masing-masing pada saat diaplikasikan. Beberapa protokol komunikasi yang dikombinasikan misalnya dari node sensor ke node sensor yang lain menggunakan protokol IEEE 802.15.4, selanjutnya dari masing- masing node data dikirim ke lokal server menggunakan protokol IEEE 802.11.a/b/g/n atau wireless LAN [5] [11]. Data yang sudah terkumpul di lokal server selanjunya dapat diakses atau ditransmisikan melalui internet dengan memanfaatkan modem GSM (Global System for Mobile Communications) [10]., modem CDMA (Code Division Multiple Access) atau modem ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), atau komunikasi lainnya yang sudah tersedia [5].
Berdasarkan uraian diatas penulis melakukan rancang bangun sistem yang akan dilakukan untuk pengambilan data dalam hal ini paparan radiasi, dan data cuaca seperti suhu udara, kecepatan angin, arah angin, dan curah hujan. Data akan dikirim setiap selang waktu tertentu (setiap 1 menit, 2 menit, 5 menit, atau 10 menit) dan dikirim melalui melalui jaringan GSM/GPRS (Global System for Mobile Communications)/(General Pocket Radio Service) dengan memanfaatkan layanan SMS (Short Massege Service). Teknologi ini memungkinkan pengukuran paparan radiasi dapat dilakukan secaran on-line, real time, dan dari jarak jauh.
Dengan data yang terus diperbaharui peringatan bila terjadi tingkat paparan radiasi yang melebihi nilai batas ambang segera diketahui, dan dapat secepatnya diberikan peringatan kedaruratan. Dengan sistem ini keselamatan pekerja radiasi dan masyarakat dilingkungan sekitar pengoperasian reaktor riset dapat lebih ditingkatkan.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam melakukan pengambilan data paparan radiasi sebagai jaminan bahwa pengoperasian reaktor riset tidak membahayakan keselamatan masyarakat dan lingkungan adalah sebagai berikut :
1. Saat ini pengambilan data paparan radiasi dan lingkungan masih dilakukan secara manual, yaitu petugas mendatangi tempat tertentu, melakukan pengukuran, mencatat data, selanjutnya data dimasukan ke data base, untuk ditampilkan di website.
2. Sebagian data lingkungan (curah hujan, kecepatan angin dan arah angin) memanfaatkan data dari BMKG, sehingga data lingkungan kurang spesifik mewakili tempat pengambilan data paparan radiasi.
1.3 Keaslian Penelitian
Pembahasan tentang pemantauan paparan radiasi di lingkungan reaktor nuklir baik reaktor daya atau rektor riset masih sangat terbatas terutama yang menggunakan jaringan nirkabel. Beberapa penelitian yang menggunakan komunikasi nirkabel seperti dengan Radio Frekwensi, ZigBee, Wireless LAN, atau
dengan penggunaan dari beberapa media komunikasi masih terbatas, kebanyakan makalah membahas untuk pemantauan kondisi cuaca, yang diaplikasikan di pertanian dan perkebunan. Beberapa peneliti melakukan penelitian dengan memanfaatkan komunikasi GSM/GPRS yang digunakan untuk pemantauan ketinggian air bendungan, pergeseran tanah. Beberapa penelitian yang membahas pemantauan paparan radiasi dan komunikasi dengan GSM/GPRS seperti dibahas oleh Peneliti Ahmad Alshamali, dengan makalah yang berjudul “GSM Based Remote Ionized Radiation Monitoring System” disampaikan International Conference on Advances in Electronics and Micro-electronics, 2008. Paparan radiasi diukur dengan detektor Geiger Mueller, data dikirim ke komputer dengan komunikasi serial. Selanjutnya data dikirim ke perangkat selular dengan pesan singkat (SMS) dari komputer melalui modem GSM. Data yang dikirim berupa tingkat paparan radiasi, dan suhu. Data posisi GPS (Global Positioning System) dilakukan secara manual [12]
Penelitian yang dilakukan oleh Peneliti FuTong Huang, dkk. Dengan makalah yang berjudul “Design and Implementation of Radiation Dose Monitoring System Based on Wireless Sensor Network” dipublikasikan pada International Conference on Future Information Technology, IPCSIT vol.13 tahun 2011, di Singapore penelitannya adalah melakukan pengukuran paparan radiasi dengan menempatkan beberapa detektor yang diintegrasikan dengan mikroprosesor dan pemancar radio. Data dikirimkan ke stasiun pengumpul data dengan frekwensi radio untuk selanjutnya dikirim ke pusat pengolah data dengan transmisi modem CDMA [13].
Penelitian oleh Javier Barbar´an, dkk.dengan judul “RadMote: A Mobile Framework for Radiation Monitoring in Nuclear Power Plants” disampaikan dalam forum World Academy of Science, Engineering and Technology 27, Tahun 2007. Penelitian ini Mengintegrasikan detektor sumber radioaktif dengan modul RF dengan protokol ZigBee, sebagai jaringan sensor nirkabel (WSN) yang ditempatkan di lingkungan PLTN. Pengiriman data ke server melalui jaringan WSN. Dari server data dapat diakses dengan smartphone dengan komunikasi Wifi dengan standar 802.11.b, data dikirim ke server secara real time. Pekerja dapat
melakukan akses informasi melalui smartphone yang sudah di-instal program aplikasi [14]
Penelitian ini melakukan rancang bangun sistem yang dapat melakukan pengambilan data paparan radiasi dan data lingkungan seperti suhu udara, kecepatan angin, arah angin, dan curah hujan dari jarak jauh, secara on-line, real time. Data dikirim ke komputer server dengan shield komunikasi GSM/GPRS dengan fasilitas SMS. Data dikirim secara periodis setiap selang waktu tertentu.
Titik pemantauan dan pengiriman data dapat lebih dari satu. Data dari masing- masing sensor dikumpulkan ke modul Arduino yang berbasis mikrokontroler ATMega 328. Data selanjutnya dikirim melalui shield GSM/GPRS dengan chipset SIM900 ke komputer server. Data diterima komputer server melalui modul shield GSM/GPRS dan Arduino penerima. Data diterima melalui kabel USB dikomputer server dan disimpan dalam file dengan ektensi *.CSV.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Melakukan rancang bangun sistem pemantauan paparan radiasi lingkungan yang dipadukan dengan data lingkungan seperti suhu udara, kecepatan angin, arah angin, dan curah hujan dari jarak jauh, secara on- line, real time.
2. Melakukan pengujian sistem pemantauan paparan radiasi lingkungan yang dipadukan dengan data lingkungan seperti suhu udara, kecepatan angin, arah angin, dan curah hujan dari jarak jauh, secara on-line, real time.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dalam penelitian ini adalah.
1. Dihasilkannya sebuah perangkat untuk pemantauan paparan radiasi yang dipadukan dengan pemantauan kondisi lingkungan seperti suhu udara, kecepatan angin, arah angin, dan curah hujan dari jarak jauh,
secara on-line, real time, yang relatif lebih murah dibanding dengan sistem yang sudah ada.
2. Data hasil pemantauan paparan radiasi yang dipadukan dengan pemantauan lingkungan dapat digunakan untuk mengetahui bila terjadi paparan radiasi yang melebihi nilai batas ambang yang diijinkan dalam pengoperasian sebuah reaktor. Informasi ini akan bermanfaat terutama untuk memberikan peringatan kepada operator, pekerja dan masyarakat sekitar.
3. Dalam pemanfaatan yang lebih luas akan dihasilkan peta dosis paparan radiasi untuk wilayah tertentu, yang telah dipasang peralatan pemantauan paparan radiasi lingkungan terpadu ini.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika dan mekanisme dalam penulisan tesis ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN pada bab ini berisi latar belakang penulisan, perumusan masalah, keaslian penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan..
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI pada bab ini berisi tentang tinjauan pustaka yang menguraikan penelitian-peneltian sebelumnya yang sudah ada dan berhubungan dengan penelitian ini, dan dasar teori yang mendukung penelitian sehingga dapat dihasilkan suatu hipotesis penelitian.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN pada bab ini berisikan tatacara penelitian, alat dan bahan yang digunakan, dan metode yang digunakan dalam penelitian ini.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN berisikan tentang hasil penelitian yang
telah dilakukan dan pembahasnnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN berisikan kesimpulan hasil penelitian yang dilakukan dan saran perbaikan untuk penelitian selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA berisi daftar rincian paper, makalah, buku atau literatur
lainnya yang dijadikan referensi dan disitasi.
LAMPIRAN
Berisi tentang hal-hal yang berhubungan dengan penelitian tetapi tidak disertakan pada halaman sebelumnya yang berupa tabel, gambar, atau listing program
