Uji Kinerja Set-Up Awal Sistem Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) Menggunakan Sumber Neutron Isotopik PuBe sebagai Pemanfaatan Fasilitas Iradiasi Reaktor Riset Kartini

FAHMA ROSWITA, Prof. Ir. Syarip; Ir. Anung Muharini, M.T.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Perancangan dan pembuatan sistem Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) dengan sumber neutron isotopik PuBe untuk pengujian bulk sample belum pernah dilakukan pada fasilitas iradiasi reaktor riset Kartini. Sumber neutron isotopik PuBe yang digunakan merupakan sumber neutron awal penggerak reaktor milik reaktor Kartini. Konsep dasar PGNAA adalah reaksi tangkapan neutron termal yang berasal dari interaksi antara neutron dengan inti/materi. Untuk mencapai keadaan yang stabil, inti selanjutnya akan memancarkan sinar gamma dengan energi yang spesifik. Sinar gamma pada teknik PGNAA diukur selama neutron mengiradiasi sampel. Sebelum digunakan untuk uji kinerja teknik PGNAA, dilakukan pengukuran nilai fluks neutron sumber neutron PuBe yang berada dalam fasilitas iradiasi bulk shielding pool. Nilai fluks neutron termal terukur dari sumber neutron PuBe pada jarak 5 cm, 10 cm, 15 cm, dan 20 cm di dalam media air berturut-turut adalah 1,3676 x (10^4) n cm^-2 s^-1; 6,832 x (10^3) n cm^-2 s^-1; 1,922x (10^3) n cm^-2 s^-1; dan 1,4678 x (10^3) n cm^-2 s^-1. Perancangan sistem transport sumber neutron isotopik memiliki laju dosis tertinggi sebesar 0,477 mSv dalam durasi 15 menit dengan pemindahan hanya dilakukan sekali seminggu. Perancangan sistem awal untuk teknik PGNAA memiliki dosis wilayah kerja pekerja radiasi sebesar 1,098 x 10^(-4) mSv/jam. Nilai dosis keduanya memenuhi persyaratan nilai batas dosis BAPETEN sebesar 20 mSv/tahun atau 2,283 x 10^(-3) mSv/jam dengan penyinaran maksimum yaitu 1 mSv/minggu. Sistem PGNAA dengan sumber neutron isotopik PuBe pada fasilitas Reaktor Kartini dapat mengaktivasi sampel semen dengan cukup baik. Sampel yang diaktivasi dideteksi dengan detektor NaI(Tl). Hasil uji coba menggunakan sampel semen yang diaktivasi terdeteksi 4 puncak energi. Terdapat 2 puncak yang diindikasi sebagai unsur mayor pada sampel semen yaitu unsur 59Fe dan 28Al. Pada puncak energi ketiga diindikasi terdapat 2 unsur minor sampel semen yaitu 63Zn dan 25Na. Puncak energi keempat diindikasi sebagai unsur minor pada sampel semen yaitu unsur 56Mn.

Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) with PuBe isotopic neutron source for bulk sample testing that has not been performed on Kartini research reactor irradiation facility. The isotope neutron source PuBe used is an initial neutron source of Kartini reactor reactor drive. The basic concept of PGNAA is a thermal neutron catch reaction derived from the interaction between neutrons with the core/material. To achieve a stable state, the next nucleus will emit gamma rays with specific energy. Gamma rays on PGNAA techniques are calculated as long as neutrons irradiate the sample. Before being used for performance test of PGNAA technique, previously were made measurements of the neutron flux value of PuBe isotope neutron source in bulk shield pool irradiation facility. The total neutron flux values measured from the PuBe neutron source at a distance of 5 cm, 10 cm, 15 cm, and 20 cm underwater were 1.3676 x (10^4) n cm^-2 s^-1; 6.832 x (10^3) n cm^-2 s^-1; 1.922x (10^3) n cm^-2 s^-1; dan 1.4678 x (10^3) n cm^-2 s^-1. The design of the isotopic neutron source transport system has the highest dose rate of 0.477 mSv in a duration of 15 minutes with displacement only done once a week. Initial system design for PGNAA technique has dose of radiation employee working area of 1,098 x 10^(-4) mSv/hour. Both of that dose values meet the requirements of BAPETEN dose limits of 20 mSv/year or 2,283 x 10^(-3) mSv/hr with maximum irradiance of 1 mSv/week. PGNAA system with PuBe isotopic neutron source at Kartini Reactor facility can activate cement sample well enough. The activated sample was detected with a NaI (Tl) detector.The test results using cemented samples were activated 4 peak energy detected. There are 2 peaks indicated as major elements in the cement sample, the elements are 59Fe and 28Al. At the third peak energy is indicated there are 2 minor elements of the cement sample, the elements are 63Zn and 25Na. The fourth peak energy is indicated as a minor element in the cement sample is 56Mn

Kata Kunci : PGNAA, neutron, gamma, PuBe, iradiasi, fluks neutron