1.
Pemeriksaan Tanpa Merusak.
Pemerikasaan
tanpa merusak dalam menentukan kualitas suatu system dapat dilakukan baik
dengan metode teknik nuklir maupun non-nuklir. Radiasi berdaya tembus tinggi
dapat diapakai untuk melakukan pemeriksaan bahan tanpa merusak bahan yang
diperiksa (non destructive testing ). Teknik pemeriksaan dengan radiasi
ini disebut juga radiografiindustri. Uji tak merusak ini biasanya memanfaatkan
radiasi jenis foton berdaya tembus tinggi, baik berupa sinar gamma yang
dipancarkan oleh radioisotop maupun sinar-X dari suatu pesawat.
Sifat dari radiasi itu sendiri adalah sebagian diserap dan sebagian diteruskan oleh bahan yang diperiksa. Oleh sebab itu, radiasi akan mengalami pelemah di dalam bahan. Tingkat pelemahannya bergantung pada tebal bagian bahan yang menyerap radiasi. Prinsip dasar dalam uji tak merusak ini adalah bahwa radiasi akan menembus benda yang diperiksa, namun karena adanya cacat dalam bahan maka banyaknya radiasi yang diserap oleh bagian-bagian pada bahan tidak sama. Dengan memanfaatkan sifat interaksi antara radiasi foton dengan bahan seperti ini, maka radiasi dapat dimanfaatkan untuk memeriksa cacat yang ada di dalam bahan. Rongga maupun retak sekecil apapun dapat dideteksi dengan teknik radiografi. Apabila radiasi yang diteruskan dan keluar dari bahan ditangkap film fotografi yang dipsang di belakang bahan tersebut, maka perbedaan intensitas radiasi akan menimbulkan kehitaman yang berbeda pada fil, sehinggan cacat dalam dalam bahan yang diperiksa akan tergambar pada film. Dengan teknik
Sifat dari radiasi itu sendiri adalah sebagian diserap dan sebagian diteruskan oleh bahan yang diperiksa. Oleh sebab itu, radiasi akan mengalami pelemah di dalam bahan. Tingkat pelemahannya bergantung pada tebal bagian bahan yang menyerap radiasi. Prinsip dasar dalam uji tak merusak ini adalah bahwa radiasi akan menembus benda yang diperiksa, namun karena adanya cacat dalam bahan maka banyaknya radiasi yang diserap oleh bagian-bagian pada bahan tidak sama. Dengan memanfaatkan sifat interaksi antara radiasi foton dengan bahan seperti ini, maka radiasi dapat dimanfaatkan untuk memeriksa cacat yang ada di dalam bahan. Rongga maupun retak sekecil apapun dapat dideteksi dengan teknik radiografi. Apabila radiasi yang diteruskan dan keluar dari bahan ditangkap film fotografi yang dipsang di belakang bahan tersebut, maka perbedaan intensitas radiasi akan menimbulkan kehitaman yang berbeda pada fil, sehinggan cacat dalam dalam bahan yang diperiksa akan tergambar pada film. Dengan teknik
Ini
dapat diketahui mutu sambungan las, kualitas logam cor dan juga keadaan dalam
diri suatu system. Untuk mendapatkan
ketelitian pemeriksaan yang lebih tinggi, maka teknik radiografi
dapat dikombinasikan dengan teknik pemeriksaan lainnya, karena tiap cacat pada
benda menimbulkan gambaar berlainan. Maka untuk membaca gambar film diperlukan
pengalaman dan keahlian tersendiri, sehingga kemungkinan terjadinya salah
interpretasi dapat dihindari atau dikurangi.
2.
Untuk Mendeteksi Kebocoran Pipa Dalam Tanah Dan Beton.
Radioisotop
digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau
dalam beton dengan memasukannya ke dalam aliran pipa yang diperkirakan
terjadikebocoran pipa di dalamnya sehingga kebocoran dapat dideteksi tanpa
penggalian tanah atau pembongkaran beton.
3.
Untuk Mengetahui Adanya Cacat Pada Material.
Pada
bidang industri aplikasi baja perlu dianggap bahwa semua bahan selalumengandung
cacat. Cacat dapat berupa cacat bawaan dan cacat yang terjadi akibat penanganan
yang tidak benar. Cacat pada material merupakan sumber kegagalan dalamindustri
baja. Penyebab timbulnya cacat pada material meliputi desain yang tidak
tepat, proses fabrikasi dan pengaruh lingkungan. Desain yang tidak tepat
meliputi pemilihan bahan,metode pengerjaan, panas yang tidak tepat dan tidak
dilakukannya uji mekanik. Proses fabrikasi meliputi keretakan karena
penggerindaan, cacat proses fabrikasi dan cacat pengelasan. Kondisi
operasi lingkungan meliputi korosi. Untuk mengetahui adanya cacat pada
material maka digunakan suatu pengujian material tak merusak yang salah satunya
adalah dengan metode radiografi sinar gamma.Teknik radiografi merupakan salah
satu metode pengujian material tak-merusak yang selama ini sering digunakan
oleh industri baja untuk menentukan jaminan kualitas dari produk yang
dihasilkan. Teknik ini adalah pemeriksaan dengan menggunakan sumber
radiasi(sinar-x atau sinar gamma) sebagai media pemeriksa dan film sebagai
perekam gambar yang dihasilkan. Radiasi melewati benda uji dan terjadi atenuasi
dalam benda uji. Sinar yang akandiatenuasi tersebut akan direkam oleh film yang
diletakkan pada bagian belakang dari bendauji. Setelah film tersebut diproses
dalam kamar gelap maka film tersebut dapat dievaluasi.
4.
Digunakan Dalam Pengujian Kualitas Las Pada Waktu
Pemasangan Pipa Minyak/Gas Serta Instalasi Kilang Minyak.
Teknik
radiografi merupakan teknik yang sering dipakai terutama pada
tahap-tahapkonstruksi. Pada sektor industri minyak bumi, teknik ini digunakan
dalam pengujian kualitaslas pada waktu pemasangan pipa minyak/gas serta
instalasi kilang minyak. Selain bagianbagian konstruksi besi yang dianggap
kritis, teknik ini digunakan juga pada uji kualitas las dari ketel uap tekanan
tinggi serta uji terhadap kekerasan dan keretakan pada konstruksi beton.
Radioisotop yang sering digunakan adalah kobal-60 (60Co). Dalam bidang
industri,radioisotop digunakan juga sebagai perunut misalnya untuk menguji
kebocoran cairan/gasdalam pipa serta membersihkan pipa, yang dapat dilakukan dengan
menggunakan radioisotopiodoum-131 dalam bentuk senyawa CH3131l. Radioisotop
seng-65 (65Zn) dan fosfor-32 merupakan perunut yang sering digunakan dalam
penentuan efisiensi proses industri, yangmeliputi pengujian homogenitas
pencampuran serta residence time distribution (RTD).Sedangkan untuk kalibrasi
alat misalnya flow meter, menentukan volume bejana tak beraturan
serta pengukuran tebal material, rapat jenis dan penangkal petir dapat
digunakan radioisotop kobal-60, amerisium-241 (241Am) dan cesium-137 (137Cs).Kebocoran
dan dinamika fluida di dalam pipa pengiriman gas maupun cairan dapatdideteksi
menggunakan radioisotop. Zat yang sama atau memiliki sifat yang sama dengan zat
yang dikirim diikutsertakan dalam pengiriman setelah ditandai dengan
radioisotop. Keberadaan radioisotop di luar jalur menunjukkan terjadinya
kebocoran. Keberadaan radioisotop ini dapat dicari jejaknya sambil bergerak
dengan cepat, sehingga pipa transmisi minyak atau gas bumi dengan panjang
ratusan bahkan ribuan km dapat dideteksi kebocorannya dalam waktu relatif
singkat. Radioisotop dapat digunakan pula untuk menguji kebocoran tangki
penyimpanan ataupun tangki reaksi. Pada pengujian ini biasanya digunakan radioisotop
dari jenis gas mulia yang inert (sulit bereaksi).
5.
Mengontrol Ketebalan Bahan.
Ketebalan
produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat
dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas
radiasi yangditeruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor
radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal,
maka intensitas radiasi yang diterimadetektor akan berkurang dan mekanisme alat
akan mengatur penekanan lebih kuat sehinggaketebalan dapat dipertahankan.
6.
Pengawetan Bahan.
Radiasi
juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu,
barang- barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu
tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu
penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis
yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.[1]
B. Aplikasi Teknik dalam Bidang Industri.
Aplikasi teknologi nuklir dalam bidang industry
merupakan salah satu pemanfaatan radiasi yang ada pada zat radioaktif atau
radioisotope. Radioisotope dapat diperoleh dari reactor nuklir yang khusus
memproduksi radioisotope taupun reactor riset, seperti yang terdapat di reactor
nuklir bandung, reaktor nuklir Yogyakarta, dan reactor nuklir Serpong.
Sifat-sifat radioisotope yang menguntungkan antara lain kemampuannya dapat
menembus bahan, pendeteksiannya yang sangat peka, dan radioisotope bersifat
selektif, banyak digunakan dalam bidang industry. Pemanfaatan radiasi nuklir dalam
bidang industry antara lain dalam:
1.
Teknik Radiografi
Aplikasi teknologi
nuklir dalam bidang industry radiografi sebenarnya hamper mirip dengan
pemakaian pesawat sinar-X pada bidang kedokteran, yaitu untuk “melihat” keadaan
dalam tubuh manusia dengan cara difoto dengan sinar-x. Sedangkan dalam teknik
radiografi yang difoto adalah benda atau obyek yang akan dilihat keadaan bagian
dalamnya. Sumber radiasi dalam teknik radiografi pada umumny adalah:
a.
Sumber
Radiasi Sinar-X
Sinar-X atau yang lebih
dikenal dengan sinar Rontgen adalah delombang elektromagneti yang berasal dari
kulit electron. Sumber sinar-X berasal dari mesin pembangkit sinar-X yang
energy dan intensitasnya dapat diatur sesuai keperluan. Mesin pembangkit
sinar-X ada 2 macam, yaitu:
1.
Tabung
sinar-X berkatoda dingin ( gas).
2.
Tabung
sinar-X berkatoda panas ( vakum).
b.
Sumber
Radiasi Sinar Gamma
Dalam bidang teknik
radiografi, radiasi banyak digunakan karena daya tembusnya sangat kuat dan
radioisotopnya relative mudah dibuat dan umur paroya relative cukup panjang,
sehingga bias dipakai dalam waktu yang cukup lama. Beberapa sumber radiasi
sinar gamma yang banyak digunakan dalam radiografi adalah sebagai berikut:
c.
Sumber
Radiasi Neutron.[2]
Sumber
radiasi neutron seringkali juga digunakan dalam teknik radiografi, karena daya
tembusnya kuat. Pemakaian sumber radiasi
neutron perlu kehati-hatian karena neutron walaupun tak bermuatan tetapi neutron punya massa yang berdampak pada obyek
benda yang akan diperiksa dengan teknik
radiografi. Sumber radiasi neutron ada tiga macam, yaitu:
a.
Reaktor
nuklir
b.
Akselerator
c.
Radioisotope
yang dapat bereaksi menghasilkan neutron.
Sumber
neutron yang berasal dari reaktor nuklir dan akselerator pada umunya bersifat
stasioner sehingga pekerjaan radioaktif harus dilakukan di tempat. Sedangkan
sumber neutron yang berasal dari radioisotope bias bersifat mobil, sehingga
dapat dibawa keluar sesuai keperluan radiografi. Sumber neutron yang berasal
dari radioisotope dapat terbentuk berdasarkan reaksi inti berikut:
Energy
neutron = 0,024 MeV
Waktu
paronya = 60 hari.
Atau
:
Energi
neutron = 4,4 MeV.
Waktu
paro = 462 tahun.
Prinsip
cara kerja teknik radiografi adalah radiasi yang dating dari arah sumber
radiasi diarahkan ke obyek yang akan diperiksa dan dibalik obyek sudah diletakkan
film yang akan merekam hasil pemotretan radiografi. Setelah melalui proses
pencucian film, keadaan dalam obyek tersebut dapat dilihat.[3]
Kelebihan teknik radiografi untuk industriTeknik
radiografi sebagai salah satu manfaat radioisotop dalam bidang industri,yaitu :
1)
Peralatan mudah dibawa ke lapangan..
2)
Pengoperasiannya tanpa menggunakan listrik.
3)
Biaya perawatan alat-alat relatif rendah, terlebih lagi
bila sumber radiasi yangdigunakan berumur paro panjang.
4)
Modal awal untuk pembelian peralatan relatif rendah.[4]
2.
Teknik Gauging
Teknik
Gauging adalah teknik pengukuran dengan menggunakan radioisotop dan teknik
pengukuran ini ada beberapa macam, yaitu
thickness gauging, level gauging,
dan density gauging. Cara kerja teknik pengukuran ini berdasarkan :
a.
Cara
Transmisi.
Teknik pengukuran
dengan cara transmisi adalah dengan memanfaatkan sifat atenuasi atau
peneyerapan zarah radiasi oleh suatu bahan. Perbedaan intensitas radiasi
sebelum melewati suatu bahan dan sesudah melewati suatu bahan digunakan untuk
“mengukur” bahan tersebut. Jadi cara transmisi adalah sebagai berikut:
I=Ioe-µX
Io = Intensitas radiasi sebelum melewati
bahan.
I = Intensitas radiasi setelah melewati bahan.
µ = Koefisien atenuasi bahan.
X = tebal bahan.[5]
b.
Cara
Back Scaterring.
Cara
Back Scaterring atau hamburan balik banyak digunakan dalam industry karena
dapat di singkat. Cara pakai seara luas di berbagai bidang kegiatan dan
hasilnya dapat diperoleh dalam waktu singkat. Cara hamburan balik ini, sering
juga disebut dengan uji tak merusak, karena
radiasi yang datang tidak bereaksi dengan bahan yang diamati, tetapi hanya
sekedar memanfaatkan pantulan radiasi atau hamburan balik dari radiasi yang
mengenai bahan.
Cara
hamburan balik yang pada umunya digunakan adalah sesuai dengan sumber radiasi
yang digunakan yaitu:
1.
Cara
hamburan balik radiasi neutron.
2.
Cara
hamburan balik radiasi fluorescensi
sinar-X ( XRF).
3.
Cara
hamburan balik radiasi sinar-X dan
radiasi Gamma.
4.
Cara
hamburan balik radiasi Beta.
Analisis
bahan dengan cara tak merusak yang banyak dijumpai dalam bidang industry dan
hasilnya dapat diperoleh dalam waktu singkat adalah teknik fluorescensi
sinar-X( XRF), karena peralatannya mudah dibawa ke lapangan dan hasilnya segera
diketahui.
3.
Teknik Perunut atau Teknik Tracing.
Teknik
perunut atau teknik tracing adalah satu cara yang paling efektif untuk merunut
suatu proses indistri. Sebelum teknik perunut dengan zat radioaktif dikenal
orang, cara merunut sebenarnya sudah sebenarnya sudah lama dikenal dalam proses
industry, yaitu dengan cara konvensional memakai zat kimia berwarna atau gugus
molekul ( senyawa) yang digabungkan dengan secara paksa pada molekul ( senyawa) yang akan
dirunut. Cara konvensional ini pada saat ini sudah tidak dipakai lagi, karena
ada kekurangannya, antara lain:
a.
Senyawa
perunut (zat kimia) yang digabungkan secara paksa pada senyawa yang alan
dirunut seringkali tidak selalu satu alur ata sukar bergabubg dengan senyawa
yang dirunut, sehingga seringkali menyulitkan dalam mengikuti dan
menganalisisnya.
b.
Senyawa
perunut (zat kimia) yang ditamahkan kedalam senyawa yang kan dirunut, karena
sukar bergabung, maka jumlahnya harus relative banyak, sehingga kemungkinan
pengaruhnya terhadap senyawa yang dirunut harus diperhatikan.
Pemakaian
radioisotop dalam teknik perunut berkembang pesat karena memilki beberapa
keunggulan. Keunggulan radioisotope
tersebut diantaranya:
1.
Radioisotope
yang digunakan dapat dipilih yang mempunyai waktu paro panjang sehingga tidak
mempengaruhi analisis selama proses berlangsung.
2.
Rdioisotop
walaupun dalam jumlah sedikit, dapat dideteksi dengan detector nuklir yang
sangat peka.
3.
Radioisotope
yang digunakan bisa dari senyawa yang sama dengan senyawa yang akan dirunut
sehingga sepenuhnya bias menyatu dengan senyawa yang dirunut selama proses berlagsung.
4.
Radiasi
radioisotope dapat menembus bahan dan wadahnya sehingga selama proses
berlangsungnya dapat diikuti dari luar tanpa menghentikan prosesnya.
Dalam
bidang industry perunut radioaktif sering digunakan untuk mempelajari dinamika
suatu system dari bahan-bahan seperti cairan, gas, tepug, adonan yang terjadi
pada proses industri. Sebagai contoh pemakaian teknik perunut dalam bidang
industri adalah:’
1.
Penelitian
proses pencampuran.
2.
Gerakan
suatu materi ( komponen) dalam suatu laju aliran.
3.
Waktu
tinggal ( residence time).
4.
Proses
terjadinya pengaratan (korosi).
5.
Perilaku
suatu komponen dalam proses industri.
Table 1 Beberapa
radioisotope yang digunakan dalam teknik perunut.
No
|
Radioisotop
|
 |
Radiasi
|
Energi
(KeV)
|
Bentuk
senyawa
|
Sistem
penggunaannya.
|
1
|
H3
|
12,3
th
|
Beta
|
19
|
H2O
atau H2
|
Uap
atau air
|
2
|
C14
|
5730
th
|
Beta
|
155
|
Senyawa
organik
|
Biosistem
|
3
|
Na24
|
15,02
j
|
Gamma
|
1370
2755
|
Na2CO3
|
Padatan
/ cairan.
|
4
|
S36
|
87,2
h
|
Beta
|
167
|
S
atau SO4
|
Gas
dan uap.
|
5
|
Ar41
|
1,83
j
|
Gamma
|
1294
|
Gas
|
Padatan
/ cairan.
|
6
|
Ca45
|
165h
|
Beta
|
254
|
CaCO3
|
Padatan
/ cairan.
|
7
|
Se46
|
83,
8 h
|
Gamma
|
320
889
|
Se2O3
|
Padatan
/ cairan.
|
8
|
Ga68
|
68
d
|
Gamma
|
510
1080
|
Ga
dalam larutan Ga”cow”
|
Caiaran
atau organik
|
9
|
As76
|
26,5
j
|
Gamma
|
560
2080
|
As2O3
atau AsH3
|
Cairan
atau gas
|
10
|
Br68
|
35,4
j
|
Gamma
|
550
1480
|
NH4Br
atau C2H4Br2
|
Caiaran
atau organic.
|
11
|
Kr85
|
10,7
th
|
Beta
Gamma
|
840
510
|
Gas
|
Gas
atau uap.
|
12
|
Xe133
|
5,25
th
|
Beta
Gamma
|
346
81
|
Gas
|
Gas
atau uap
|
13
|
La140
|
40,2
j
|
Gamma
|
487
1597
|
La2O3,
LaCl3, La(NO)3
|
Caiaran
atau padatan
|
14
|
Au198
|
2,7
th
|
Gamma
|
412
|
Au
|
Cairan
|
15
|
Hg203
|
46,7
h
|
Gamma
|
279
|
Hg
|
4.
Teknik Analisis Aktivasi Neutron.
Teknik analisis aktivasi neutron adalah suatu cara
analisis unsure yang didasarkan pada pengukuran radioaktivitas imbas bila suatu
cuplikan (bahan, sampel) diiradiasi dengan neutron. Hampir semua dapat menjadi unsur
radioaktif bila bereaksi dengan neutron.
Cara
kerja dari teknik analisis aktivasi
neutron adalah memanfaatkan radiasi neutron yang mengubah unsur yang semula
tidak aktif menjadi unsure radioaktif. Reaksi yang terjadi pada umunya adalah
reaksi (n, ᵞ), akan tetapi bias juga
terjadi reaksi (n, α), (n,p),( n, 2n) walaupun kebolehjadiannya sangat kecil.
Unsure radioaktif ini kemudian dideteksi untuk mengetahui energy radiasinya dan
waktu paronya. Apabila energy radiasi dan waku paro diketahui maka unsurnya
(unsure radioaktif) dapat diketahui. Sedangkan untuk mengetahui unsure
aslinya(sebelum menjadi radioaktif), nomor massa unsur radioaktif dikurangi
dengan nomor massa neutron. Jadilah nomor massa unsure yang dicari, sesuai
dengan radiasi berikut:
Langkah-lanhgkah
yang ditempuh dalam melakukan teknik analisi aktivasi neutron, sebagai berikut:
a.
Penyiapan
Sampel
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan
dalam penyipapan sampel dengan teknik pengaktisan neutron, yaitu:
1.
Bila
sampel berupa padatan, maka sampel harus dibuat sehomogen mungkin dengan cara
penggerusan, pengayakan, dan pengeringan. Keadaan sampel dan standar harus
sama.
2.
Sampel
dan standar diusahakan mempunyai wadah, bentuk senyawa kimia, dan letak
geometri yang sama.
3.
Sampel
harus dijaga agar tidak sampai menimbulkam kontaminsai ke lingkungan, detector
dan peralatan lainnya.
b.
Irradiasi
Sampel
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan
dalam penyipapan sampel dengan teknik pengaktisan neutron, yaitu:
1.
Fasilitas
Irradiasi.
2.
Wadah
Irradiasi.
3.
Waktu
Irradiasi.
c.
Spetkrometri
Gamma.
Setelah sampel selesai diiradiasi maka
selanjutnya siap dilakukan pencacahan dengan peralatan spektrometri gamma.
Untuk melakukan pencacahan dengan spektrometri, perlu diingat bahwa
peralatan-peralatan detektor (sintilasi/semikonduktor), preamplifer, counter,
multichannel analyzer/single channel analyzer dan printer sudah terangkai
sesuai prosedur untuk spektrometri gamma. Selain dari pada masalah peralatan
deteksi tersebut, juga perlu meperhatikan hal-hal berikut:
1.
Sumber
standar untuk kalibrasi energy.
2.
Penentuan
efisiensi detector.
3.
Penentuan
radioaktivitas imbas.[6]
[1] http://www.scribd.com/doc/88427754/Makalah-Radioisotop-Pada-Bidang-Industri,
diakses pada tanggal 5 desember 2013 pukul 10.30.
[2] Wisnu
Arya Wardhana, Teknologi Nuklir: Proteksi Radiasi Dan Aplikasinya, (
Yogyakarta: C.V Andi Offset, 2007), hlm 286-290.
[4] Wisnu
Arya Wardhana, Teknologi Nuklir: Proteksi
Radiasi Dan Aplikasinya, ( Yogyakarta: C.V Andi Offset, 2007), hlm 291.
[5] Wisnu Arya Wardhana,
Teknologi Nuklir: Proteksi Radiasi Dan Aplikasinya, hlm 292.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar