PERANCANGAN SISTEM ELEKTRODE IGNITOR UNTUK PERANGKAT SISTEM IRADIATOR ELEKTRON PULSA

Transkripsi

1 204 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz PERANCANGAN SISTEM ELEKTRODE IGNITOR UNTUK PERANGKAT SISTEM IRADIATOR ELEKTRON PULSA Lly Susita R.M. dan Ihwanul Aziz Pusat Sains dan Tknologi Akslrator, BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 ykbb Yogyakarta ABSTRAK PERANCANGAN SISTEM ELEKTRODE IGNITOR UNTUK PERANGKAT IRADIATOR ELEKTRON PULSA. Sistm lktrod ignitor yang dirancang adalah suatu sistm yang brfungsi untuk mnginisiasi lucutan plasma trdiri dari 2 buah yang ditmpatkan di sisi kiri dan kanan bjana plasma. Masing-masing sistm lktrod ignitor trdiri dari katod, anod dan isolator antara katod dan anod. Matrial katod untuk sistm lktrod ignitor paling baik mnggunakan matrial Mg karna mmpunyai laju rosi ion γi paling rndah (11,7 µg/c) shingga tidak mudah rusak (trrosi), srta mmpunyai nrgi kohsif yang rndah (1,51 V). Sistm lktrod ignitor untuk prangkat sistm iradiator lktron pulsa yang dirancang mmpunyai spsifikasi : matrial katod trbuat dari Mg brbntuk batang (rod) diamtr 6,35 mm dan panjang 76,75 mm. Matrial anod trbuat dari SS 304 non magntik brbntuk silindr dngan diamtr luar 88,53 mm, diamtr dalam 81,53 mm dan tbal 3,50 mm. Matrial isolator antara katod dan anod trbuat dari tflon brbntuk silindr, diamtr luar 9,50 mm, diamtr dalam 6,35 mm dan panjang 30 mm. Brdasarkan prancangan sistm lktroda ignitor, tahap slanjutnya akan dilakukan pmbuatan srta uji fungsi dari sistm lktroda ignitor. Kata kunci :sistm lktrod ignitor, matrial lktrod ignitor, sistm iradiator lktron pulsa ABSTRACT IGNITOR ELECTRODE SYSTEM DESIGN FOR THE PULSES ELECTRON IRRADIATORS DEVICE. Th dsignd ignitor lctrod systm is a systm usd to initiat th plasma discharg. It consists of two pics which ar placd on both sid of th plasma vssl. Each of th ignitor lctrod systm consists of a cathod, an anod and insulator btwn th cathod and th anod. Th bst cathod matrial for ignitor lctrod systm is Mg du to its lowst ion rosion rat (γi =11.7 μg / C) and its low cohsiv nrgy (1.51 V). Th spcifications of ignitor lctrod systm dsignd for th puls lctron irradiators is as follow: Mg cathod matrials in th form of rod having a diamtr of 6.35 mm and lngth of mm. Anod matrial ar mad of non magntic of SS 304 cylindr shapd with an outr diamtr of mm, an innr diamtr of mm and a thicknss of 3.50 mm. Insulating matrial btwn th cathod and th anod is mad of tflon cylindr shapd, outr diamtr of 9.50 mm, an innr diamtr of 6.35 mm and a lngth of 30 mm. Basd on th ignitor lctrod systm dsign, th nxt stp is construction and function tst of th ignitor lctrod systm. Kywords : ignitor lctrod systm,ignitor lctrod matrial, pulss lctron irradiators systm PENDAHULUAN ada saat ini prdagangan dunia tlah mmasuki P ra globalisasi, dimana ngara-ngara konsumn mmpunyai tuntutan kualitas yang tinggi dari produk prtanian dan produk makanan olahan yang dikspor. Irradiasi lktron pada produk prtanian dan produk makanan olahan brtujuan untuk mmbasmi baktri, jamur atau parasit yang mnybabkan kracunan pada manusia, dan juga untuk mmprpanjang usia simpan produk prtanian. Usia simpan trsbut mnjadi salah satu masalah srius apabila produk prtanian trsbut ditujukan untuk cadangan pangan nasional atau komoditas kspor. Pross iradiasi dapat dimanfaatkan untuk mmprpanjang usia simpan dngan mnghambat pmatangan atau prtunasan, srta dapat mngndalikan organism pmbusuk pada produk prtanian [1]. Olh karna itu, aplikasi tknologi iradiasi lktron untuk pngawtan produk prtanian dapat mmprkuat ktahanan pangan nasional, dan mningkatkan daya saing komoditas kspor yang brdampak mningkatkan dvisa ngara. Ssuai dngan tugas dan fungsi PSTA-BATAN, pada tahun-tahun sblumnya tlah dilakukan pnlitian dan pngmbangan sumbr lktron brbasis katod plasma yang dapat dimanfaatkan untuk prangkat iradiator lktron pulsa. Komponn iradiator lktron pulsa brbasis sumbr lktron katod plasma trdiri dari bjana plasma, gnrator plasma, tgangan pmrcpat dan pompa vakum. Bjana plasma yang juga disbut anod brongga mmpunyai dua sistm lktrod pmbntuk plasma di sisi kiri dan kanan, dngan grid yang dipasang dibawah dinding bjana yang juga brpran sbagai anod. Sistm lktrod ignitor yang dirancang untuk prangkat sistm iradiator lktron pulsa adalah suatu sistm yang brfungsi untuk mnghasilkan spot plasma pulsa pada prmukaan katod ignitor.

2 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Dalam plaksanaan kgiatan prancangan sistm lktrod ignitor tlah dilakukan pmbuatan dokumn prancangan sistm lktrod ignitor yang mliputi : pmbuatan dskripsi sistm lktrod ignitor yang trdiri dari bagian-bagian sistm lktrod ignitor dan jnis matrial sistm lktrod ignitor, pnyusunan rancangan dasar sistm lktrod ignitor yang mliputi kritria dadal dan hukum Paschn, srta rancangan dtil sistm lktrod ignitor yang mmuat spsifikasi tknis dan gambar tknik sistm lktrod ignitor. TATA KERJA Dskripsi Sistm Elktrod Ignitor Sistm lktrod sumbr lktron katod plasma trdiri dari dua sistm lktrod yaitu sistm lktrod ignitor dan sistm lktrod gnrator plasma, sprti ditunjukkan pada Gambar 1. Sistm lktrod ignitor yang mnginisiasi lucutan trdiri dari dua buah lktrod ignitor yang dilngkapi dngan dua unit sistm catudaya lucutan ignitor (IDPS). Sistm lktrod ignitor trdiri dari katod, anod dan isolator antara katod dan anod. Sistm lktrod gnrator plasma sbagai pmbntuk plasma dalam bjana plasma dilngkapi dngan dua unit sistm catu daya lucutan busur (ADPS). Sistm lktroda gnrator plasma trdiri dari katod yang juga sama dngan katod lktrod ignitor dan anod yang juga sbagai dinding bjana plasma. Sumbr lktron katod plasma trdiri dari dua sistm lktrod pnghasil plasma di sblah kiri dan kanan, sistm trsbut ditunjukkan [2-4] pada Gambar 1.Sistm lktrod pmbntuk plasma, mmpunyai dua sumbr daya yaitu sumbr daya ignitor (8) dan sumbr daya gnrator plasma (9). Sumbr daya ignitor (8) mmpunyai spsifikasi tgangan 10 kv, dan nrgi 100 mj mngalirkan tgangan mlaui anod (2) dan mlalui isolator (3) akan mmbntuk spot plasma (11) di prmukaan katod (4) mlalui pross lucutan prmukaan pada bjana plasma (1) dngan tkanan gas skitar 10-4 torr. Kmudian spot plasma (11) yang trbntuk akan dihamburkan olh tgangan sumbr daya gnrator plasma (9). Hamburan spot plasma yang diprcpat olh tgangan sumbr daya gnrator plasma akan mngionkan gas dalam rongga bjana plasma trbntuk lucutan busur plasma (12) di skitar darah anod brongga (1). Jika kdua sistm lktrod brjalan srmpak maka ksluruhan ruang anodakan trbntuk lucutan busur plasma. Olh tgangan pmrcpat (10) lktron yang lolos mlalui grid (5) akan diprcpat sampai mampu mnmbus jndla Ti/B (7) yang slanjutnya dimanfaatkan untuk iradiasi bahan. Sistm yang dirancang ini diharapkan dapat mmbrikan arus brkas lktron 50 A dan dalam luasan kluaran cm 2. Matrial Sistm Elktrod Ignitor 1. Matrial katod. Spot plasma di prmukaan katod mmpunyai ukuran mikromtr dan brintnsitas cukup tinggi. Paramtr dari spot plasma adalah laju rosi ion (ionrosion rat), dapat ditntukan dngan cara mngukur arus ion maksimum pada kondisi lucutan busur Gambar 1. Sistm Sumbr Elktron Katod Plasma [2, 3] Dari hasil ksprimn yang dilakukan olh para pnliti sblumnya bahwa laju rosi ion mrupakan karaktristik dari bahan katod dan tidak trgantung dari bsarnya arus lucutan busur [4-7]. Laju rosi ion umumnya lbih bsar untuk unsur dngan nrgi kohsif rndah. Bahan-bahan yang mmpunyai

3 206 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz nrgi kohsif lbih bsar mmrlukan nrgi lbih bsar untuk transformasi fasa bahan katod padat mnjadi plasma. Laju rosi ion dari matrial katod dapat ditntukan dngan cara mngukur arus ion total Ii, arus lucutan Iarc, dan distribusi muatan (charg stat distribution) Qi, brdasarkan rumus dimana normalisasi arus ion αi = Ii/Iarc, Mi adalah massa atom dari matrial katod, adalah muatan kunsuran (1,602 x coulomb). Hasil pnlitian laju rosi ion untuk brbagai bahan katod disajikan pada Tabl 1. Tabl 1.Nilai normalisasi arus ion dan laju rosi ion pada arus lucutan 100 A [4-7] Matrial Katoda Enrgi Kohsif (V/atom) αi(%) γi (µg/c) C 7,37 11,3 13,5 Mg 1,51 8,3 11,7 Ag 2,95 6,0 27,8 Al 3,39 8,3 14 Cu 3,49 6,8 19,3 Cd 1,16 5,8 43,9 Ti 4,85 6,8 15,2 F 4,28 6,0 16,9 Ni 4,44 4,8 14,5 Co 4,39 5,0 15,3 Dari data pada Tabl 1 dapat diktahui bahwa matrial katod untuk sistm lktrod ignitor paling baik mnggunakan matrial Mg karna mmpunyai laju rosi ion γi paling rndah (11,7 µg/c) shingga tidak mudah rusak (trrosi), srta mmpunyai nrgi kohsif yang rndah (pada nrgi 1,51 V tlah trbntuk plasma). Smakin bsar arus mnuju katod maka smakin bsar spot plasma yang dihasilkan shingga smakin bsar pula partikl magnsium trrosi. 2. Matrial anod. Kritria dari bahan anod pada sistm lktrod adalah 1. Tahan trhadap suhu tinggi 2. Tahan trhadap korosi 3. Sifat daktilitas (kultan) tinggi, shingga dapat dngan mudah dibntuk Matrial anod pada sistm lktrod ignitor adalah stainlss stl (baja tahan karat) austnit yang sring digunakan dalam aplikasi yang mmrlukan matrial bukan magnt. Stainlss Stl (SS) adalah paduan bsi dngan minimal 12 % kromium. Komposisi ini mmbntuk protctiv layr (lapisan plindung anti korosi) yang mrupakan hasil oksidasi oksign trhadap krom yang trjadi scara spontan. Mskipun sluruh katgori SS didasarkan pada kandungan krom (Cr), namun unsur paduan lainnya ditambahkan untuk mmprbaiki sifat-sifat SS ssuai aplikasinya. Brdasarkan fasanya, stainlss stl dapat dibagi mnjadi nam klompok: martnsit, martnsitaustnitik, fritik, fritik-austnitik, austnitik dan prcipitation hardning stls. Klima nama klompok yang prtama mngacu pada komponn dominan dari struktur mikro baja (stl). Nama klompok trakhir mngacu pada baja yang dikraskan dngan mkanism khusus yang mlibatkan pmbntukan ndapan dalam struktur mikro baja. Dan hanya ada satu katgori dari baja tahan karat yang non-magntik yaitu: baja austnitik, sdangkan yang lain adalah brsifat magntik. Tabl 2.Komposisi untuk brbagai katgori baja tahan karat (stainlss stl) [8,9] Komposisi (Brat %) Sifat Kkrasan Sifat Katgori Baja C Cr Ni Mo Lainnya Kmagntan Martnsit 0,10 0, V Dapat dikraskan Magnt Martnsit-Austnit 0, Dapat dikraskan Magnt Prcipitation Hardning Al Al, Cu, Ti, Nb Dapat dikraskan Frit 0, Ti Tidak dapat 0, dikraskan Frit-Austnit 0, N, W Tidak dapat (Duplx) dikraskan Austnit 0, N, Cu, Ti, Nb Tidak dapat dikraskan Magnt Magnt Magnt Bukan Magnt

4 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Tgangan (MPa) Martnsitic (420) Martnsitic-austnitic Frritic-austnitic (2205) Frritic (444Ti) Austnitic (316) (444Ti) Gambar 2.Kurva tgangan-rgangan untuk brbagai tip stainlss stl [8,9] Sifat Mkanik Stainlss Stl SS dapat dibagi mnjadi mpat klompok dngan sifat yang sama dalam stiap klompok: martnsitdan fritik-martnsit, fritik, austnitikfritik dan austnitik. Prbdaan sifat mkanik SS trlihat pada kurva tgangan-rgangan Gambar 2.Baja martnsit mmpunyai kkuatan tarik (tnsil strngths) tinggi ttapi sifat daktilitasnya (kultan) rndah, sdangkan kkuatan baja austnitik rndah dan daktilitasnya sangat baik.baja fritik-austnitik dan Tabl 3.Sifat fisik untuk brbagai tip stainlss stl [8, 9] Sifat Fisik Rgangan (%) fritik mmpunyai sifat mkanik di antara baja martnsit dan austnitik. Sifat Fisik Stainlss Stl Tabl 3 mnunjukkan nilai brbagai sifat fisik dari stainlss stl. Komponn anod pada sistm lktrod ignitor dan anod pada sistm lktrod gnrator plasma yang mrupakan dinding bjana plasma dibuat dari matrial SS 304 (klompok baja tahan karat austnitik), karna SS 304 mmpunyai sifat daktilitas (kultan) tinggi shingga dapat dngan mudah dibntuk, sifat mampu las yang baik (wldability) dan non magntik. Tip Stainlss Stl Martnsit Frit Austnit Frit-Austnit Dnsitas (g/cm 3 ) 7,6-7,7 7,6-7,8 7,9-8,2 0,8 Modulus Young (MPa) Ekspansi Trmal ( 10-6/ C) C Konduktivitas Trmal (W/m C) 20 C Kapasitas Panas (J/kg C) 20 C Rsistivitas (nωm) 20 C Sifat Magnt Magnt Magnt Bukan Magnt Magnt Matrial Isolator Fungsi yang paling pnting dari matrial isolator adalah untuk mngisolasi/mmisahkan bagian bagian yang brtgangan satu sama lain dan trhadap bumi (ground). Namun dmikian slain brfungsi sbagai isolator, matrial ini harus mampu mnahan bban mkanis, mampu mnahan bban panas maupun tahan trhadap korosi. Bban-bban trsbut sringkali trjadi scara simultan, shingga fk brsama dari brbagai paramtr trsbut harus diktahui. Dalam sumbr lktron katod plasma, isolator digunakan untuk skat antara katod dan anod dan akan mnrima bban tkan, radiasi, lingkungan raktif (plasma), broprasi pada tmpratur plasma yang cukup tinggi dan dioprasikan pada tgangan tinggi pula (150 kv). Brdasar pada prtimbangan trsbut maka sbagai

5 208 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz isolator dipilihlah tflon (PTFE) atau poliamid (PA6) yang sifat-sifatnya disajikan pada Tabl 5. Matrial Tflon Nama tflon mrupakan nama dagang, nama ilmiahnya adalah polittraflurotilna dan disingkat dngan PTFE. Polimr jnis ini dihasilkan dari pross polimrisasi adisi snyawa turunan tiln yaitu ttrafluorotilna (CF2 = CF2). Tflon sangat tahan trhadap bahan kimia, tahan panas, mmpunyai kofisin gsk yang rndah (tidak mudah aus), mmpunyai prmukaan yang sangat halus (licin), sifat ini mnjadikan tflon sangat cocok untuk diaplikasikan dalam pmbuatan sgl (sal) tmpratur tinggi, isolator maupun bagian dari bantalan (baring). Tflon mrupakan jnis isolator yang trbuat dari bahan organik yang mampu broprasi diatas tmpratur 180C hingga maksimum 260C. Tip, warna maupun bntuk tflon yang trsdia dipasaran disajikan pada Tabl 4. Matrial Poliamid (PA6) Poliamida mrupakan kluarga polimr yang mmbntuk hubungan amida (CO-NH) slama polimrisasi dan disbut poliamida (PA). Yang paling pnting anggota kluarga PA adalah nilon, yang kdua adalah nilai utama nilon adalah 6, angka 6 mnunjukkan jumlah atom karbon dalam monomr. Sifat dari PA 6 ini kuat, sangat lastis, tangguh, abrasi prlawanan, slf plumas. Sifat-sifat ini mmbuat PA6 mmpunyai sifat mkanik yang stabil bahkan sampai pada tmpratur 1250C. Salah satu kkurangan dari PA6 adalah bahwa ia sangat mudah mnyrap air dngan disrtai sifat dgradasi. Sifatsifat mkanik, lktrik dan trmal PA 6 disajikan pada Tabl 5. Tabl 4.Bbrapa Tip, Warna dan Bntuk dari Tflon [10] Typ (Tip) Colur (warna) Shap (Bntuk) Virgin, Carbon-filld Bronz, Glass-filld and Etchd Whit, Black and Brown Sht(Lmbaran), Rod (Lonjoran), Hollow (Rongga), Tubing (Tabung), and Strip(Sirip) Tabl 5.Sifat-Sifat (Mkanik, Trmal dan Elktrik) Tflon dan Mattrial Sjnisnya [10] No Dscription Unit PTFE (Tflon) PE PC POM PP PVC PA6 Mchanical Proprtis (Sifat Mkanik) 1 Dnsity g/cm 3 2,18 0,97 1,2 1,41 1 1,4 1,7 2 Cofisint of Friction - 0,05 0,2 0,31 0,032 0,25-0,36 3 Tnsil Strngth MPa 33,4 22, Elongation of Brak % Ball Indntation Hardnss N/mm Modulus of Elasticity N/mm Max Continuous Oprating Tmpratur Thrmal Proprtis (Sifat Trmal) 0 C Linar Expansion 0 C K -1 1,7x10 4 1x10 4 0,7x10 4 1x10 4 1,5x10 4 0,8x10 4 0,8x Thrmal 0 C W/m*K 0,21 0,4 0,19 0,31 0,22 0,14 0,23 Elctrical Proprtis 1 Volum Rsistanc Ohm.cm > > > > > > > Surfac Rsistanc Ohm > > > > > > > Dilctric Strngth kv/mm ,4 Matrial isolator antara katod ignitor dan anod ignitor trbuat dari tflon, karna mmpunyai nilai rsitivitas lktrik yang tinggi (>10 18 Ω cm), sdangkan matrial isolator pada sistm lktrod gnrator plasma dibuat dari poliamid (PA6), karna konstruksi isolator antara katod ignitor dan anod gnrator plasma mmrlukan sifat mkanik (kkrasan) yang tinggi.

6 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Rancangan Dasar Sistm Elktrod Tori Dasar Rumusan Paschn Lucutan gas di antara dua lktrod sjajar dngan jarak d yang diknai tgangan V 0 sprti diprlihatkan pada Gambar 1, diawali dngan pross ionisasi olh lktron bbas. Elktron bbas yang ada di skitar katod mngalami prcpatan olh mdan listrik E yang bsarnya skitar (V-iR)/d. Dalam prjalanan mnuju anod lktron brtumbukan dan mmbntuk ion-ion baru, shingga lktron mnjadi smakin banyak, mnurut prsamaan [11,12]. N x atau N x dngan ln 2 i x ln 2 i (1) xx (2) (3) λi adalah jalan bbas rata-rata ionisasi karna tumbukan lktron, dan α adalah kofisin ionisasi Townsnd prtama. Bsarnya populasi lktron N (x) konsntrasi lktron n (x), srta arus lktron i (x) dirlasikan mnurut prsamaan: N x N x 0 (4) n i x x x n x 0 x x i x 0 (5) (6) Sluruh lktron yang mnuju anod dngan kcpatan tinggi, sdangkan ion (karna massanya yang bsar) mnuju katod dalam waktu yang jauh lbih lama. Untuk slanjutnya diknalkan kofisin ionisasi Townsnd kdua, saat αd -1>0 ion positif mnumbuk katod dan mnghasilkan lktron skundr baru sbanyak ( αd -1). Rlasi fluks lktron sama dngan prkalian krapatan dngan kcpatan lktron Γ = n u (7) Untuk u adalah kcpatan lktron yang dapat dirlasikan mnurut prsamaan (8) u = k E = k (V 0-iR)/d (8) k adalah mobilitas lktron Arus lktron i = (n u ) = Γ Dngan dmikian diprolh fluks lktron yang diakibatkan olh lktron primr Γ 1 dan fluks lktron yang dihasilkan olh lktron skundrγ 2. Fluks lktron dalam prjalanannya mngalami pnguatan. Fluks lktron skundr dapat dirlasikan dngan prsamaan (9) d d (9) Shingga fluks total lktron di x=d ditunjukkan dngan prsamaa (10) d d (10) Prsamaan (9) dapat disdrhanakan mnjadi prsamaan (11) d d 1 1 (11) Prsamaan (11) dimasukkan k prsamaan (10) dan diprolh prsamaan (12) 2 d 1 1 d d 1 (12) Di x = d sluruh arus dibawa olh lktron, maka arus diprolh dngan mngalikan prsamaan (12) dngan lktronnya shingga diprolh prsamaan i d i r a ng k ai a n i 1 0 d d 1 (13) dngan mngandaikan ttap. Sandainya α(e) diktahui, maka akan diprolh karaktrisik arus dan tgangan pada lucutan Townsnd dngan pngandaian E =V/d. Saat trjadinya lucutan dadal, lucutan busur atau lucutan spark, trjadi aliran arus yang dapat dikatakan tidak brhingga, dan trjadi saat : 1 1 d 0 (14) Karna αd >> 1 maka d 1, dan prsamaan trsbut mrupakan prsyaratan trjadinya lucutan dadal, lucutan busur dan lucutan spark, dan pranan tahanan akan mmbatasi bsarnya arus γ brpran sbagai pnsuplai lktron. Hukum Paschn Hukum Paschn mnjlaskan ktrgantungan tgangan dadal trhadap tkanan gas, p, dan jarak gapd. Hukum Paschn hanya brlaku untuk mdan uniform di antara kdua lktrod, dimana mdan listrik maksimum E yang bsarnya V/d. Dari prsamaan (14) diprolh rlasi ( αd -1) = 1 (15) atau d 1 1 (16) atau 1 d ln 1 (17)

7 210 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz Kurva Lucutan Paschn Gas Argon dan Elktrod Tungstn pd (Torr mm) Gambar 3. Kurva tgangan dadal sbagai fungsi prkalian tkanan dan jarak [10]. Dari ksprimn kofisin ionisasi primr pa Bi p E i, dimana p adalah tkanan dan A i dan B i adalah ttapan yang trgantung kpada spsis gas. Kofisin α dimasukkan k prsamaan (17) akan diprolh prsamaan (18): dpa atau Bi p E i 1 ln 1 Bi p 1 ln ( pd Ai ) ln ln 1 (18) E dngan mmasukkan E=V/d k prsamaan (18) diprolh prsamaan (19) : Bi pd 1 ln ( pd Ai ) ln ln 1 (19) V Dngan mngganti V=V dadal, dan untuk = j, maka dari prsamaan (19) diprolh prsamaan (20) V dadal Bi pd 1 ln pd A ln ln i j 1 (20) Maka prsamaan (20) ini mnunjukkan tgangan dadal fungsi dari tkanan dan jarak, dan inilah yang disbut hukum Paschn, dan khusus untuk gas argon dan lktrod tungstn, bsarnya A = 13.6 (torr.cm) -1, dan B = 235 (V/(torr cm)), dan = Kurva tgangan dadal sbagai fungsi prkalian tkanan dan jarak disajikan pada Gambar 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Prancangan Sistm Elktrod Ignitor Untuk bjana plasma dngan tkanan skitar 10-4 Torr, brdasar aturan Paschn, tgangan dadal antara katod dan anod sangat bsar (skitar ratusan kv untuk jarak lktrod bbrapa cm), olh karna itu sistm lktrod ignitor mmpunyai susunan sprti ditunjukkan pada Gambar 5 [3]. Susunan lktrod ignitor yang utama trdiri dari katod dari bahan magnsium (2), kmudian isolator dari tflon (3) dan sbagai anoda dari bahan baja tahan karat (4). Bahan magnsium digunakan sbagai katoda, karna magnsium mmpunyai sifat fisis laju rosi γ sbsar 11,7 μg/c (C coulomb) dan tnaga kohsif rndah skitar 1.51 V/atom [4,5]. Dngan dmikian smakin bsar arus mnuju katoda akan smakin bsar pula partikl magnsium trrosi atau smakin bsar pula spot plasma yang dihasilkan. Pmbuatan gambar tknik sistm lktrod ignitor yang trdiri dari gambar tknik komponn sistm lktrod ignitor yang tlah dirangkai mnjadi satu modul sistm lktrod ignitor srta gambar tknik komponn sistm lktrod ignitor yang trdiri dari bodi lktrod, katod, anod, isolator, konktor anod dan isolator katod, ditampilkan pada Gambar 5-11.

8 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Gambar 5. Gambar tknik modul sistm lktrod ignitor. Gambar 6. Gambar tknik bodi lktrod

9 212 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz Gambar 7. Gambar tknik anod Gambar 8. Gambar tknik katod

10 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Gambar 9. Gambar tknik konktor anod Gambar 10. Gambar tknik isolator

11 214 ISSN Lly Susita dan Ihwanul Aziz Sistm lktrod ignitor untuk prangkat sistm iradiator lktron pulsa.mmpunyai spsifikasi : matrial katod trbuat dari Mg brbntuk batang (rod) diamtr 6,35 mm dan panjang 76,75 mm. Matrial anod trbuat dari SS 304 non magntik brbntuk silindr dngan diamtr luar 88,53 mm, diamtr dalam 81,53 mm dan tbal 3,50 mm. Matrial isolator antara katod dan anod trbuat dari tflon brbntuk silindr, diamtr luar 9,50 mm, diamtr dalam 6,35 mm dan panjang 30 mm (ssuai yang trtra pada gambar tknik) Brdasarkan dokumn prancangan sistm lktrod ignitor yang mmuat spsifikasi tknis dan gambar tknik sistm lktrod ignior, tahap slanjutnya akan dilakukan pmbuatan srta uji fungsi dari sistm lktrod ignitor. KESIMPULAN Tlah dilakukan kgiatan pmbuatan dokumn prancangan sistm lktrod ignitor untuk prangkat sistm iradiator lktron pulsa, yang mliputi: pmbuatan dskripsi sistm lktrod yang trdiri dari bagian-bagian sistm lktrod dan jnis matrial sistm lktrod, pnyusunan rancangan dasar sistm lktrod ignitor yang mliputi kritria dadal dan hukum Paschn, srta rancangan dtil sistm lktrod ignitor yang mmuat spsifikasi tknis dan gambar tknik sistm lktrod ignior. Sistm lktrodignitor untuk prangkat sistm Gambar 11. Gambar tknik isolator katod iradiator lktron pulsa.mmpunyai spsifikasi: matrial katod trbuat dari Mg brbntuk batang (rod) diamtr 6,35 mm dan panjang 76,75 mm. Matrial anod trbuat dari SS 304 non magntik brbntuk silindr dngan diamtr luar 88,53 mm, diamtr dalam 81,53 mm dan tbal 3,50 mm. Matrial isolator antara katod dan anod trbuat dari tflon brbntuk silindr, diamtr luar 9,50 mm, diamtr dalam 6,35 mm dan panjang 30 mm. UCAPAN TERIMA KASIH Kgiatan pnlitian ini dibiayai olh PSTA mlalui DIPA Tahun Pada ksmpatan ini pnulis mngucapkan trima kasih kpada Bapak Kpala PSTA dan juga sluruh pnliti dan pmbantu pnliti kgiatan rancangbangun prangkat sistm iradiator lktron pulsa brbasis sumbr lktron katod plasma, shingga plaksanaan kgiatan pmbuatan dokumn prancangan sistm lktrod ignitor untuk prangkat sistm iradiator lktron pulsa dapat trwujud. DAFTAR PUSTAKA 1. I.E. Pol t. al., Puls Elctric Fild Tratmnt Enhancs th Bactricidal Action of Nisin Against Bacilus Crus, Appl & Enviromntal Microbiology, 66, 428, 2000.

12 Lly Susita dan Ihwanul Aziz ISSN Sudjatmoko, dkk., Prancangan Msin Brkas Elktron 500 kv/10 ma, Prosiding PPI Tknologi Akslrator dan Aplikasinya, P3TM- BATAN Yogyakarta Vol. 1, No. 1, Efim Oks, Plasma Cathod Elctron Sourcs, Wily Vch Vrlag GmbH & Co. KGaA, Winhim. ISBN: A. Andrs, E.M. Oks, G. Yu Yuskhov, K.P. Savkin, Y. Brown, and A.G. Nikolav, Dtrmination of th Spcific Ion Erosion of th Vacuum Arc Cathod by Masuring th Total Ion Currnt from th Discharg Plasma, Tchnical Physics, Vol. 51, No. 10, , E.M. Oks, K.P. Savkin, G.Yu.Yushkov, And A.G. Nikolav, Masurmnt of Total Ion Currnt from Vacuum Arc Plasma Sourcs, Rviw of Scintific Instrumnts, 77, 03B B504-15, A. Andrs, E.M. Oks, G. Yu Yushkov, K.P. Savkin, I.G. Brown, A.G. Nikolav, Masurmnts of Th Total Ion Flux from Vacuum Arc Cathod Spots, IEEE Transactions on Plasma Scinc, Volum 33, Issu 5, , Savkin, K.P., Masurmnt of Ion Erosion Rat of Cathod Matrial in a Vacuum Arc Discharg, Intns lctron and ion bams, Lly Susita RM, Sudjatmoko, BA Tjipto Sujitno, Bambang Siswanto, Wirjoadi, Pmilihan Jnis Matrial Elktroda Sumbr Elktron Katoda Plasma, Prosiding Prtmuan dan Prsntasi Ilmiah Tknologi Akslrator Dan Aplikasinya, ISSN , PTAPB-BATAN, Yogyakarta, Volum 14, H. Nordbrg, Mchanical Proprtis of Austnitic and Duplx Stainlss Stls, Proc. Conf. Procsss and Matrials: Innovation Stainlss Stl, Florns, Italy, pp , M.M. Mittal, Proprtis of PTFE and Som Othr Insulating Matrials, 2002, ptfprop.htm, diakss Pbruari, Hassouba, M.A., dkk., Masurmntsof Th Brakdown Potntials for DiffrntCathod Matrials In Th Townsnd Discharg, Physics Dpartmnt, Faculty of Scinc, Bnha Univrsity, Egypt, ISSN , Fizika A 11(2), 81-90, Sudjatmoko, dkk., Kajian Kritria Prancangan Untuk Sistm Sumbr Elktron Katoda Plasma, Prosiding Prtmuan dan Prsntasi Ilmiah Pnlitian Dasar Ilmu Pngtahuan dan Tknologi Nuklir, ISSN , Pustk Akslrator dan Pross Bahan - BATAN, Yogyakarta, TANYA JAWAB Naila Zulfa - Dalam pmbunuhan baktri dngan radiasi brkas lktron, mkanismnya bagaimana? - Apakah klbihan dan kkurangan alat trsbut? Lly Susita - Iradiasi lktron pada produk prtanian dan produk makanan olahan brtujuan untuk mmbasmi baktri, jamur atau parasit yang mnybabkan kracunan pada manusia, dan juga untuk mmprpanjang usia simpan produk prtanian. Mnurut Zubaidah Irawati (2006), dalam tknologi iradiasi, trjadinya intraksi antara radiasi dngan matri (sl hidup), dapat mnimbulkan brbagai pross fisika dan kimia di dalam matri trsbut, diantaranya dapat mnghambat sintsa DNA dalam sl hidup misalnya srangga, tlur, larva pupa dan mikroba. Enrgi yang dihasilkan olh iradiator mampu untuk mnumbuk lktron pada struktur atom, mnimbulkan ionisasi karna trbntuk radikal bbas dan mmiliki fk mmatikan trhadap DNA. Akan ttapi nrgi yang dimiliki tidak cukup tinggi untuk mmcah inti atomnya, shingga tidak dapat mnybabkan produk yang diiradiasi mnjadi radioaktif. - Kunggulan/klbihan dari iradiator lktron pulsa antara lain brkasnya lbih sragam, sdrhana, mudah dalam pngoprasian dan prawatannya; srta tidak mmrlukan tabung akslrator, sistm pmfokus dan sistm pmayar. Dngan dmikian scara konomi harganya lbih murah dan bntuknya lbih kcil dan kompak. Sdangkan klmahan/kkurangannya adalah pntrasi lktron k dalam matri trbatas