KALKULASI PEMBENTUKAN RADIONUKLIDA PADA KOMPONEN SUMBER ION SIKLOTRON

Transkripsi

1 Abstrak KALKULASI PEMBENTUKAN RADIONUKLIDA KALKULASI PADA KOMPONEN PEMBENTUKAN SUMBER ION RADIONUKLIDA SIKLOTRON PADA KOMPONEN SUMBER ION SIKLOTRON Silakhuddin Pusat Teknologi Akselerator Silakhuddin dan Proses Bahan, BATAN Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan Jakarta Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, BATAN Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan Jakarta Abstrak Studi untuk memprediksi paparan radiasi pada akselerator partikel jenis siklotron yang diawali dengan tahapan perhitungan terbentuknya radionuklida pada komponen sumber Studi ion telah untuk dilakukan. memprediksi Sasaran paparan yang radiasi akan pada dicapai akselerator adalah partikel teridentifikasi jenis siklotron radionuklidaradionuklida dengan yang tahapan terbentuk perhitungan dan sebaran terbentuknya radius radionuklida kebolehjadian pada terbentuknya komponen sumber pada yang diawali ion komponen telah dilakukan. sumber ion. Sasaran Metode yang penelitian akan adalah dicapai dengan adalah identifikasi teridentifikasi reaksi radionuklidaradionuklida dengan bahan yang komponen terbentuk sumber dan ion, sebaran menentukan radius hubungan kebolehjadian antara terbentuknya energi ion sebagai pada nuklir proton komponen fungsi radius sumber yang kemudian ion. Metode dikonversi penelitian menjadi adalah hubungan dengan identifikasi antara tampang reaksi lintang nuklir proton reaksi dengan nuklir dengan bahan radius komponen dan mencari sumber hubungan ion, menentukan antara koefisien hubungan transmisi antara energi berkas ion ion sebagai fungsi radius radius. yang Kebolehjadian kemudian dikonversi terbentuknya menjadi radionuklida hubungan diperoleh antara tampang dengan lintang mengalikan reaksi nuklir nilai tampang dengan radius lintang dan reaksi mencari dengan hubungan nilai koefisien antara koefisien transmisi transmisi pada radius berkas tertentu. ion sebagai Hasil fungsi analisis radius. menunjukkan Kebolehjadian bahwa 65 Zn terbentuknya dan 63 Zn adalah radionuklida radionuklida diperoleh yang cukup dengan penting mengalikan untuk nilai diperhatikan tampang radius lintang beberapa reaksi dengan centimeter nilai koefisien menjelang transmisi radius pada ekstraksi radius tertentu. adalah lokasi Hasil analisis pembentukan menunjukkan maksimum bahwa yaitu 65 Zn sebesar dan 63 relatif Zn adalah 1% radionuklida pada radius yang 36 cm cukup dan 38 penting cm. untuk diperhatikan radius beberapa centimeter menjelang radius ekstraksi adalah lokasi pembentukan Kata kunci: pembentukan maksimum yaitu radionuklida, sebesar relatif siklotron, 1% sumber pada radius ion 36 cm dan 38 cm. Kata kunci: pembentukan radionuklida, siklotron, sumber ion Abstract Abstract This paper presents a prediction of radiation exposure on particle accelerator of cyclotron type that was began with calculation of radionuclides formationon ion source This component paper has presents been done. a prediction The objectives of radiation of research exposure are to on identify particle the accelerator formation of cyclotron radionuclides type and that probability was began with of its calculation radial distribution of radionuclides source formationon component. ion source The component methods of has this been research done. are The to objectives identify of proton research nuclear are to reaction identify with the formation source of radionuclides component, determine and probability of ion energy of its as radial radius distribution function then on converted ion source to nuclear component. reaction The methods cross section of this versus research radius, are and to to identify determine proton the nuclear relation reaction of beam with transmission ion source component, coefisient as determine function of of ion radius. energy The as radius probability function of then radionuclide converted formation to nuclear reaction can be cross determined section with versus multiplying radius, the and reaction to determine cross section the relation and transmission of ion beam coeffisient transmission coefisient certain radius. as function The result of radius. showed The that the probability 65 Zn and of 63 Zn radionuclide radionuclides formation are important can be to determined be considered with at multiplying the radius of the several reaction centimeters cross section towards and the transmission extraction coeffisient radius which on certain location radius. at maximum The result yields showed of radionuclides that the 65 Zn formation and 63 Zn of radionuclides 1% relatively are on important the radius to be of 36 considered cm and 38 at cm the respectively. radius of several centimeters towards the extraction radius which location at maximum yields of radionuclides formation of 1% relatively on the radius of Keywords: 36 cm and cyclotron, 38 cm respectively. ion source, radionuclides formation Keywords: cyclotron, ion source, radionuclides formation PENDAHULUAN yang ditimbulkan oleh adanya reaksi nuklir PENDAHULUAN Suatu desain siklotron untuk yang dari ditimbulkan antara partikel oleh adanya penembak reaksi dengan nuklir produksi Suatu radioisotop desain memerlukan siklotron untuk suatu produksi kajian menyangkut radioisotop segi memerlukan keselamatan radiasi suatu kajian menyangkut segi keselamatan radiasi dari komponen-komponen antara partikel siklotron, penembak komponen dengan komponen-komponen wadah target dan material siklotron, target. komponen Selain wadah target dan material target. Selain 41

2 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 18, Nomor 2, Oktober 213 komponen pemercepat rf dee dan magnet, sumber komponen ion pemercepat merupakan salah rf dee satu dan komponen magnet, siklotron sumber ion yang merupakan penting. salah Komponen satu komponen ini berada siklotron dalam yang suatu penting. vacuum Komponen chamber atau ini dikenal berada dalam dengan suatu istilah vacuum tangki siklotron. chamber Ionion dikenal dihasilkan dengan oleh istilah sumber tangki siklotron. ion kemudian Ion- atau adanya ion dihasilkan kombinasi oleh tegangan sumber ion listrik kemudian rf dari dua adanya dee kombinasi dan medan tegangan magnet listrik maka ion-ion rf dari akan dua dee bergerak dan medan spiral. Selama magnet gerakan maka ion-ion spiral energi akan bergerak ion-ion spiral. bertambah Selama terus gerakan sebagai spiral fungsi energi kuadrat ion-ion dari bertambah posisi terus radius. sebagai Lebar horizontal fungsi kuadrat dan dari vertikal posisi pada radius. berkas Lebar ion dalam horizontal ukuran dan vertikal beberapa pada milimeter, berkas dan ion ukuran dalam lebar ukuran tersebut beberapa terus dijaga milimeter, oleh sifat dan optik ukuran dari lebar profil tersebut kutub terus magnet dijaga agar oleh tidak sifat menumbuk optik dari profil komponen-komponen kutub magnet agar siklotron tidak selama menumbuk gerakannya. komponen-komponen siklotron selama Sekalipun gerakannya. lintasan berkas ion sudah dijaga Sekalipun agar tidak lintasan menumbuk berkas komponenkomponen dijaga agar siklotron, tidak menumbuk tetapi pada komponen- siklotron ion sudah yang komponen mempercepat siklotron, ion tetapi hidrogen pada negatif siklotron (H - ), kehilangan yang mempercepat sebagian ion berkas hidrogen ion negatif tak dapat (H - ), dihindariakibat kehilangan sebagian tumbukan berkas dengan ion tak molekulmolekul dihindariakibat gas residu tumbukan selama dengan pemercepatan molekul- dapat siklik. molekul Akibat gas residu tumbukan selama tersebut pemercepatan elektron dapat siklik. lepas Akibat dari tumbukan ion dan ion tersebut menjadi elektron atom H netral. dapat lepas Peristiwa dari ion ini dikenal dan ion sebagai menjadi stripping atom H dan netral. arus Peristiwa berkas ini ion dikenal akan sebagai berkurang stripping yang dikenal dan arus dengan berkas efek ion stripping akan berkurang loss. Efek yang ini akan dikenal dapat dengan ditekan efek sekecil stripping mungkin loss. Efek apabila ini kevakuman akan dapat ditekan dalam sekecil tangki mungkin dijaga setinggi apabila mungkin. kevakuman Selanjutnya, di dalam tangki atom netral dijaga yang setinggi ter- mungkin. Selanjutnya, atom netral yang ter- 42 bentuk tersebut masih mempunyai energi yang bentuk bila tersebut menumbuk masih komponen mempunyai sumber energi ion yaitu yang bila pada menumbuk tangkai akan komponen menimbulkan sumber reaksi ion nuklir yaitu pada yang tangkai dapat menghasilkan akan menimbulkan radionuklida reaksi pada nuklir yang komponen dapat menghasilkan tersebut. Sebagian radionuklida dari radionuklida pada komponen ini dapat tersebut. berpotensi Sebagian menghasil- dari kan radionuklida paparan ini radiasi dapat berpotensi gamma residu menghasil- yang cukup kan paparan berarti dan radiasi harus gamma menjadi residu perhatian. yang cukup berarti Sasaran dan estimasi harus menjadi adalah perhatian. diperoleh pengetahuan Sasaran tentang estimasi jenis radionuklida adalah diperoleh yang terbentuk pengetahuan dan tentang sebaran jenis lokasi radionuklida terbentuknya yang yang terbentuk akan dan sangat sebaran bermanfaat lokasi bagi terbentuknya keselamat- yang personel akan sangat dalam bermanfaat perawatan siklotron. bagi keselamat- Dalam kaitan an personel dengan dalam kegiatan perawatan pembuatan siklotron. dokumen Dalam desain kaitan dengan rinci siklotron, kegiatan pembuatan suatu sub dokumen tentang desain rinci analisis siklotron, resiko keselamatan suatu sub akan dokumen merupakan tentang analisis bagian resiko kelengkapan keselamatan dokumen akan me- tersebut. rupakan Analisis bagian tentang kelengkapan kebolehjadian dokumen terben- ter- tuknya sebut. Analisis radionuklida tentang ini kebolehjadian akan merupakan terben- bahan tuknya untuk radionuklida kontribusi ini akan pembuatan merupakan sub dokumen bahan untuk analisis kontribusi resiko keselamatan. pembuatan sub dokumen analisis resiko keselamatan. METODE PENELITIAN METODE Perangkat PENELITIAN sumber ion dari suatu siklotron Perangkat yang mempercepat sumber ion ion dari H negatif suatu dengan siklotron energi yang mempercepat hingga 13 MeV ion H dan negatif arus berkas dengan 1 energi µa pada hingga central 13 region MeV dan (energi arus ~ 1 berkas MeV) 1 dan µa 4 pada µa pada central radius region ekstraksi (energi (13 ~ MeV) 1 akan dan 4 menjadi µa pada objek radius kajian. ekstraksi Ilustrasi (13 sumber MeV) akan ion dan menjadi penempatan objek kajian. di dalam Ilustrasi tangki siklotron sumber ion ditunjukkan dan penempatan pada Gambar di dalam 1. tangki Ionion siklotron negatif ditunjukkan hidrogen diproduksi pada Gambar oleh sumber 1. Ionion negatif hidrogen diproduksi oleh sumber

3 Kalkulasi Pembentukan Radionuklida (Silakhuddin) Gambar 1. Komponen Sumber Ion dan Penempatan dalam Tangki Siklotron Gambar 1. Komponen Sumber Ion dan Penempatan dalam Tangki Siklotron ion yang berada di pusat siklotron kemudian Besarnya persentase berkas ion yang ion dipercepat yang berada oleh di sistem pusat rf siklotron dee dan kemudian dibuat hilang karena Besarnya stripping persentase loss berkas sewaktu ion proses yang dipercepat gerakan spiral oleh oleh sistem medan rf dee magnet. dan Berkas dibuat hilang pemercepatan karena stripping ditentukan loss sewaktu oleh tingkat proses gerakan ion yang berspiral oleh melintas medan di magnet. antara tangkai Berkas pemercepatan kevakuman di tangki ditentukan siklotron (Zhang, oleh 29). tingkat ion atas yang dan bawah berspiral sumber melintas ion. di Semakin antara tangkai besar kevakuman Dalam di tangki analisis siklotron ini (Zhang, diasumsikan 29). atas radius dan sirkulasi, bawah sumber energinya ion. semakin Semakin besar bahwa Dalam kebolehjadian analisis besarnya ini diasumsikan persentase radius dan mencapai sirkulasi, energi energinya maksimum semakin pada radius besar bahwa sangkutan kebolehjadian berkas ion besarnya atau persentase koefisien dan ekstraksi mencapai di foil energi ekstraktor. maksimum Foil pada ekstraktor radius sangkutan transmisi sama berkas seperti ion hasil atau pengamatan koefisien ekstraksi merubah di ion foil negatif ekstraktor. hidrogen Foil ekstraktor menjadi transmisi Parkhomchuk sama dkk., seperti pada fasilitas hasil pengamatan CYCLON merubah proton, dan ion oleh negatif medan hidrogen magnet tepi menjadi akan Parkhomchuk 18/9 buatan dkk., IBA pada yang fasilitas beroperasi CYCLON pada proton, dibelokkan dan ke oleh arah medan target. magnet Hal ini agar tepi tidak akan 18/9 kevakuman buatan 1IBA -5 Torr yang dan beroperasi data-data komponen dan 1 operasi -5 Torr tidak dan data-data jauh berbeda kom- pada dibelokkan mengganggu ke arah medan target. magnet, Hal ini komponen agar tidak kevakuman mengganggu sumber ion terbuat medan dari magnet, bahan non komponen magnet, ponen dengan dan siklotron operasi 13 tidak MeV jauh yang berbeda sedang sumber dalam hal ion in terbuat dipakai dari tembaga. bahan non magnet, dengan didesain. siklotron Data koefisien 13 MeV transmisi yang sedang pada dalam hal Pada in dipakai Gambar tembaga. 1, posisi sumber ion didesain. fasilitas tersebut Data koefisien ditunjukkan transmisi pada Tabel pada 1 memanjang Pada dari Gambar head yang 1, posisi berada sumber di daerah ion fasilitas (Parkhomchuk, tersebut 212). ditunjukkan pada Tabel 1 memanjang pusat dan dari tangkainya head yang memanjang berada di daerah secara (Parkhomchuk, Energi 212). atom netral H pada proses pusat radial kearah dan tangkainya tepi dari tangki memanjang siklotron. secara stripping Energi ion H - atom diasumsikan netral H sama pada dengan proses radial kearah tepi dari tangki siklotron. stripping ion H - diasumsikan sama dengan 43

4 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 18, Nomor 2, Oktober Tabel 1. Koefisien Transmisi Berkas Ion H - pada Cyclotron sebagai Fungsi Energi H - Tabel 1. Koefisien Koefisien Transmisi Berkas Ion HKoefisien - pada Cyclotron sebagai Fungsi Koefisien Energi H - Energi, Enegi, Enegi, MeV Koefisien MeV Koefisien MeV Koefisien Energi, % Enegi, % Enegi, % MeV 1 1 5,5 MeV 62 MeV 1 46 % % % 1, , , , , ,5 45 2, , , , , ,5 43 3, , , , , ,3 4 4, , ,5 46 4, ,5 46 energi ion H - pada waktu proses stripping energi yang terjadi ion H - pada suatu waktu radius. proses Distribusi stripping yang sudut terjadi arah pentalan pada suatu H netral radius. juga Distribusi dianggap sudut simetri arah vertikal pentalan dan horizontal. H netral juga dianggap simetri Kelakuan vertikal dan reaksi horizontal. nuklir H netral dianggap Kelakuan sama dengan reaksi kelakuan nuklir pada H reaksi netral dianggap nuklir dari sama proton, dengan hal kelakuan ini karena pada reaksi nuklir menyangkut dari proton, inti hal atom ini karena dan inti reaksi atom nuklir dari H menyangkut netral adalah inti atom proton. dan inti Rapatan atom dari molekul H gas netral residu adalah dianggap proton. merata Rapatan untuk molekul semua nilai gas radius residu (Nuttens, dianggap 21). merata untuk semua nilai Analisis radius mengikuti (Nuttens, prosedur 21). sebagai berikut. Analisis Lokasi mengikuti tumbukan prosedur dan jenis sebagai bahan berikut. komponen Lokasi sumber tumbukan ion yang dan kemungkinan jenis bahan komponen dapat tertumbuk sumber oleh ion atom yang H kemungkinan netral yang dapat terjadi tertumbuk setelah proses oleh stripping atom H diidentifikasi. netral yang terjadi setelah Jenis reaksi proses nuklir stripping yang diidentifikasi. terjadi antara proton Jenis dengan reaksi bahan nuklir penyusun yang terjadi komponen antara proton sumber ion dengan didentifikasi bahan penyusun dalam jangkau komponen energi sumber ion hingga ion didentifikasi 13 MeV. dalam Reaksi jangkau nuklir energi antara ion proton hingga dengan 13 bahan MeV. Reaksi dapat nuklir disimbulkan antara proton dengan bahan dapat disimbulkan dengan notasi reaksi (p,x). Untuk energi dengan proton di notasi bawah reaksi 13 MeV, (p,x). x dapat Untuk berupa energi n, proton 2n, 2p di bawah dan (p+n). 13 MeV, Untuk x dapat menentukan berupa n, 2n, terjadinya 2p dan reaksi (p+n). nuklir Untuk terlebih menentukan dahulu terjadinya dihitung energi reaksi ambang nuklir melalui terlebih formulasi dahulu dihitung yang sudah energi dikenal ambang tentang melalui energi ambang formulasi E th myang enurut sudah persamaan dikenal tentang 1 (Serway, energi 25). ambang E th m e nurut persamaan 1 (Serway, 25). (1) M out merupakan jumlah massa partikel (1) keluar, M out merupakan M 1 massa nuklida jumlah target, massa Mpartikel 2 massa keluar, partikel Mdatang 1 massa (dalam nuklida kasus target, ini proton) M 2 massa dan partikel C kecepatan datang cahaya. (dalam kasus ini proton) dan C kecepatan Reaksi cahaya. nuklir dengan energi ambangdi atas Reaksi 1 MeV nuklir akan dengan diabaikan energi ambangdi identifikasi atas 1 karena MeV hingga akan diabaikan energi 13 dalam MeV dalam identifikasi reaksi nuklir karena tersebut hingga akan energi mempunyai 13 MeV reaksi tampang nuklir lintang tersebut reaksi yang akan masih mempunyai kecil. tampang Reaksi-reaksi lintang reaksi nuklir yang masih yang kecil. sudah teridentifikasi Reaksi-reaksi tersebut kemudian nuklir yang dicari sudah nilai teridentifikasi tampang lintang tersebut reaksi untuk kemudian energi dicari hingga nilai 13 tampang MeV. Data lintang tampang reaksi lintang untuk energi reaksi hingga diperoleh 13 MeV. Data tampang lintang reaksi diperoleh

5 Kalkulasi Pembentukan Radionuklida (Silakhuddin) dari program EXFOR (Zerkin, 213). Nilai dari tampang program lintang EXFOR reaksi tersebut (Zerkin, dibuat 213). tabulasi Nilai tampang terhadap lintang nilai reaksi energi tersebut partikel, dibuat diusahakan tabulasi terhadap didapat data nilai untuk energi setiap spasi partikel,,5 MeV. diusahakan didapat data Energi untuk ion setiap E sebagai spasi,5 fungsi MeV. radius (r) siklik Energi di dalam ion E siklotron sebagai fungsi dengan radius per- an (2). di dalam siklotron dengan per- (r) samasiklik samaan (2). (2) dengan q (2) adalah muatan listrik ion hidrogen dengan H -1, B intensitas q adalahmedan muatan magnet listrik ion dan hidrogen m massa Hion -1, HB -1 intensitas. medan magnet dan m massa ion H -1. Jika dimasukkan nilai-nilai q 1,6 1Jika -19 coulomb dimasukkan dan m 1,67 1 nilai-nilai -27 q kg 1,6 1 maka persamaan -19 coulomb (2) dan dapat m 1,67 1 ditulis dalam -27 kg maka bentuk persamaan (2) dapat ditulis dalam bentuk (3) atau (3) atau (4) (4) dengan E dalam MeV, B dalam kg dan r dengan dalam m. E dalam MeV, B dalam kg dan r dalam m. Persamaan (4) dibuat tabulasi antara radius dengan Persamaan energi (4) untuk dibuat setiap tabulasi,5 MeV. antara radius dengan Nilai-nilai energi energi untuk hasil setiap tabulasi,5 MeV. pada 3 dikonversi Nilai-nilai menjadi energi nilai-nilai hasil tabulasi radius pada hasil 3 tabulasi dikonversi pada menjadi 4, hasil nilai-nilai akhirnya radius berupa hasil tabulasi antara pada nilai 4, hasil tampang akhirnya lintang berupa reaksi tabulasi dengan antara nilai radius nilai tampang untuk lintang setiap reaksi dengan nuklir yang nilai sudah radius teridentifikasi. untuk setiap reaksi nuklir yang Nilai-nilai sudah teridentifikasi. energi hasil tabulasi pada Tabel 3 Nilai-nilai digabungkan energi dengan hasil hasil tabulasi tabulasi pada Tabel 3 digabungkan dengan hasil tabulasi pada Tabel 1, sehingga dihasilkan tabulasi pada hubungan Tabel antara 1, sehingga koefisien dihasilkan transmisi tabulasi sebagai hubungan fungsi radius. antara koefisien transmisi sebagai fungsi radius. Oleh karena besarnya kebolehjadian terbentuk Oleh radionuklida karena besarnya bukan kebolehjadian saja tergantung energi radionuklida tetapi juga besar bukan arus saja ion tergan- maka terbentuk tung nilai energi kebolehjadian tetapi juga tersebut besar arus ditentukan ion maka nilai dengan kebolehjadian cara mengalikan tersebut tampang ditentukan lintang dengan reaksi hasil cara tabulasi mengalikan pada tampang Tabel 5 dengan lintang reaksi besarnya hasil koefisien tabulasi transmisi pada Tabel untuk 5 dengan setiap besarnya radius hasil koefisien tabulasi transmisi 6. Hasil akhir untuk berupa setiap radius tabulasi hasil antara tabulasi nilai 6. kebolehjadian Hasil akhir terbentuknya sesuatu antara radionuklida nilai kebolehjadian sebagai terben- berupa tabulasi fungsi tuknya radius yang sesuatu memberikan radionuklida sebaran sebagai kebolehjadian yang terbentuknya memberikan radionuklida sebaran keboleh- di fungsi radius jadian sepanjang terbentuknya komponen sumber radionuklida ion. di sepanjang komponen sumber ion. HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL Dengan DAN PEMBAHASAN mengamati skema penempatan sumber Dengan ion mengamati pada siklotron skema penempatan ditunjukkan sumber pada ion Gambar pada siklotron 1, kebolehjadian seperti seperti ditunjukkan atom H netral pada yang Gambar lepas dari 1, gerakan kebolehjadian spiral atom berkas H ion netral akan yang menumbuk lepas dari bagian gerakan tangkai spiral berkas atas dan ion bawah. akan menumbuk Arah hamburan bagian tangkai atom atas tersebut dan setelah bawah. stripping Arah hamburan akan ke segala atom tersebut penjuru. setelah Analisis stripping distribusi akan hamburan ke segala sebenarnya Analisis dapat distribusi disimulasikan hamburan dengan penjuru. sebenarnya program Monte dapat Carlo disimulasikan (Moses et al, dengan 1985), program tetapi karena Monte dalam Carlo estimasi (Moses ini et hanya al, 1985), akan tetapi ditentukan karena nilai dalam kebolehjadian estimasi ini relatif hanya maka akan ditentukan hanya akan nilai dipandang kebolehjadian bahwa relatif persentase maka hanya akan dipandang bahwa persentase 45

6 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 18, Nomor 2, Oktober 213 atom netral yang menumbuk tangkai atas yang lebih tinggi dibanding 65 Zn tetapi berasal atom sama dengan netral yang menumbuk tangkai bawah. atas sama Jenis dengan bahan yang tangkai menumbuk adalah tangkai tembaga, bawah. yang Jenis secara bahan alami terdiri tangkai atas adalah dua nuklida tembaga, yaitu yang Cu secara dan 65 Cu alami masing-masing terdiri atas dua dengan nuklida kelimpahan yaitu 63 Cu dan 69,17% 65 Cu dan masing-masing 3,83% (Yang, dengan 24). kelimpahan 69,17% Reaksi dan 3,83% nuklir (Yang, yang 24). mungkin dari reaksi proton Reaksi dengan nuklir kedua yang nuklida mungkin tersebut dari reaksi ditunjukkan proton dalam dengan Tabel kedua 2. nuklida tersebut ditunjukkan Dari dalam Tabel Tabel 2 ada 2. lima radionuklida yang terbentuk Dari Tabel yaitu 2 ada Zn, lima Zn, radionuklida Cu, 65 Zn dan yang terbentuk Cu. Energi yaitu proton 63 Zn, penembak 62 Zn, 62 hanya Cu, 65 Zn 13 dan MeV 64 Cu. maka Energi radionuklida-radionuklida proton penembak hanya yang 13 MeV dalam maka pembentukannya radionuklida-radionuklida diperlukan energi yang dalam ambang pembentukannya lebih besar dari diperlukan 1 MeV energi akan ambang diabaikan, lebih hal ini besar karena dari tampang 1 MeV lintangnya akan diabaikan, masih sangat hal kecil ini karena hingga tampang energi lintangnya 13 MeV. masih Oleh sebab sangat itu kecil tinggal hingga dua radionuklida energi 13 MeV. yang Oleh akan sebab dibahas itu yaitu tinggal Zn dua dan radionuklida Zn, masingmasing akan dibahas melalui yaitu reaksi 63 Zn dan Cu(p,n) 65 Zn, Zn masing- dan yang yang dari nuklida lebih tinggi dengan dibanding kelimpahan 65 Zn tetapi yang berasal lebih dari kecil, nuklida jadi keduanya dengan kelimpahan kira-kira mempunyai yang lebih kecil, yield yang jadi hampir keduanya sama kira-kira di saat tepat mempunyai setelah yield terjadinya yang reaksi hampir nuklir. sama Akan di saat tetapi, tepat setelah karena terjadinya umur paro reaksi dari 63 nuklir. Zn yang Akan hanya tetapi,,65 karena jam umur dibandingkan paro dari Zn 63 Zn yang yang hingga hanya 5856,65 jam atau jam 244 dibandingkan hari, maka 65 Zn paparan yang hingga radiasi 5856 dari jam atau Zn 244 menjadi hari, kurang maka penting. paparan radiasi dari 63 Zn menjadi Data kurang tampang penting. lintang reaksi untuk pembentukan Data tampang Zn dan lintang Zn yang reaksi diekstrak untuk dari pembentukan program 65 EXFOR Zn dan 63 yang Zn yang dibuat diekstrak oleh dari IAEA program (Zerkin, EXFOR 213) dan yang Yang dibuat (Yang, oleh IAEA 24) ditunjukkan (Zerkin, 213) pada Tabel dan 3. Yang (Yang, 24) ditunjukkan Untuk menentukan pada Tabel besar 3. radius yang bersesuaian Untuk energi menentukan partikel besar setiap radius langkah yang bersesuaian,5 MeV, digunakan energi partikel persamaan setiap (4) langkah dengan,5 memasukkan MeV, digunakan besaran persamaan magnet yang (4) digunakan pada DECY besaran 13 yaitu magnet B 12,75 yang diguna- kgauss; dengan memasukkan kan hasilnya pada ditunjukkan DECY 13 yaitu pada Tabel B 12,75 4. kgauss; masing Cu(p,n) 65 melalui Zn. Produk reaksi radionuklida 63 Cu(p,n) 63 Zn dan Zn hasilnya Dengan ditunjukkan menggabungkan pada Tabel 4. data pada berasal 65 Cu(p,n) dari 65 Zn. reaksi Produk dengan radionuklida tampang lintang 63 Zn berasal dari reaksi dengan tampang lintang Tabel Dengan 3 dan 4 menggabungkan diperoleh tabulasi data pada dari Tabel 3 dan 4 diperoleh tabulasi dari Tabel 2. Data Reaksi Proton dengan Cu Nuklida Tabel 2. Data Reaksi Proton dengan Cu Nuklida hasil/umur Jenis reaksi Energi ambang target paro(yang, 24) Nuklida Nuklida hasil/umur Cu Jenis (p,n) reaksi Energi 4,215 ambang MeV Zn/,65 jam target paro(yang, 24) (p,2n) 13,475 MeV Cu (p,n) 4,215 MeV Zn/9,3 jam Zn/,65 jam (p,2p) 6,221 MeV (p,2n) 13,475 MeV Ni/stabil Zn/9,3 jam (p,n+p) 11,28 MeV Cu/,165 (p,2p) 6,221 MeV jam 65 Ni/stabil Cu (p,n) MeV (p,n+p) 11,28 MeV Zn/5856 jam Cu/,165 jam 65 (p,2n) 1,272 MeV Cu (p,n) MeV Zn/stabil Zn/5856 jam (p,2p) 7,569 MeV (p,2n) 1,272 MeV Ni/stabil Zn/stabil (p,n+p) 1,65 MeV Cu/12,9 (p,2p) 7,569 MeV jam Ni/stabil (p,n+p) 1,65 MeV 64 Cu/12,9 jam 46

7 Kalkulasi Pembentukan Radionuklida (Silakhuddin) Tabel 3. Data Tampang Lintang Reaksi 65 Cu(p,n) 65 Zn dan 63 Cu(p,n) 63 Zn sebagai Fungsi Energi Tabel Energi 3. Data Tampang Tampang Lintang lintang Reaksi reaksi, 65 Cu(p,n) 65 Zn Energi dan 63 Cu(p,n) Tampang 63 Zn sebagai lintang Fungsi reaksi, Energi proton, milibarn proton, milibarn Energi Tampang lintang reaksi, Energi Tampang lintang reaksi, MeV 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63 Zn MeV 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63 Zn proton, milibarn proton, milibarn,5 MeV 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63 7 Zn MeV Cu(p,n) 65 Zn Cu(p,n) 63 Zn 1 7, , , , , , , , , , , , , , , , ,5 7 4, , , ,5 58 5, , ,5 58 6, Tabel 4. Radius Lintasan Ion Bersesuaian dengan Energi Tabel Energi 4. Radius ion, (MeV) Lintasan Radius Ion Bersesuaian ion, (m) dengan Energi Energi ion, (MeV) Radius ion, (m),5,8 7,3 Energi ion, (MeV) Radius ion, (m) Energi ion, (MeV) Radius ion, (m) 1,113 7,5,31,5,8 7,3 1,5,139 8,32 1,113 7,5,31 2,16 8,5,33 1,5,139 8,32 2,5,18 9,34 2,16 8,5,33 3,196 9,5,349 2,5,18 9,34 3,5,212 1,358 3,196 9,5,349 4,226 1,5,367 3,5,212 1,358 4,5,24 11,375 4,226 1,5,367 5,253 11,5,384 4,5,24 11,375 5,5,265 12,392 5,253 11,5,384 6,277 12,5,4 5,5,265 12,392 6,5,289 13,48 6,277 12,5,4 6,5,289 13,48 tampang lintang reaksi sebagai fungsi radius Nilai relatif kebolehjadian terbentuknya tampang untuk reaksi-reaksi lintang reaksi pembentukan sebagai fungsi Zn radius dan untuk Zn seperti reaksi-reaksi ditunjukkan pembentukan pada Tabel Zn dan Zn seperti Kombinasi ditunjukkan antara pada Tabel Tabel 1 dan 5. Tabel 4 akan Kombinasi dihasilkan antara suatu Tabel tabulasi 1 dan hubungan Tabel 4 antara akan koefisien dihasilkan transmisi suatu berkas tabulasi ion hubungan sebagai fungsi antara radius, koefisien hasilnya transmisi tercantum berkas pada ion Tabel sebagai 6. fungsi radius, hasilnya tercantum pada Tabel 6. Nilai suatu radionuklida relatif kebolehjadian suatu radius terbentuknya diperoleh suatu dengan radionuklida mengalikan di suatu koefisien radius diperoleh transmisi dengan berkas ion mengalikan (Tabel 6) dengan koefisien tampang transmisi lintang berkas reaksi ion pembentukan (Tabel 6) dengan radionuklida tampang lintang pada reaksi radius tersebut pembentukan (Tabel 5). radionuklida Untuk nilai relatif pada radius kebolehjadian tersebut sebesar (Tabel 5). 1 pada Untuk nilai nilai terbesar, relatif kebolehjadian sebesar 1 pada nilai terbesar, 47

8 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 18, Nomor 2, Oktober Tabel 5. Data Tampang Lintang Reaksi Fungsi Radius Tabel Radius, 5. Data Tampang Lintang lintang reaksi, Reaksi mb Fungsi Radius, (m) 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63 Zn (m) Radius, Tampang lintang reaksi, mb Radius,,8 (m) 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63,3 Zn (m),113,31,8,3,139,32,113,31,16,33,139,32,18,34,16,33,196 2,349,18,34,212 6,358,196 2,349,226 1,367,212 6,358, ,375,226 1,367, ,384, ,375, ,392, ,384, ,4, ,392, ,48, ,4, ,48 Tampang lintang reaksi, mb 65 Cu(p,n) 65 Zn 63 Cu(p,n) 63 Zn Tampang lintang reaksi, mb Cu(p,n) 65 Zn Cu(p,n) 63 Zn Tabel 6. Besar Koefisien Transmisi Berkas Ion sebagai Fungsi Radius Radius, Tabel 6. Koefisien Besar Koefisien Radius, Transmisi Koefisien Berkas Ion sebagai Radius, Fungsi Radius Koefisien (m) % (m) % (m) % Radius, Koefisien Radius, Koefisien Radius, Koefisien,113 1,253 85,34 47 (m) % (m) % (m) %,139 92,265 62,349 46,113 1,253 85,34 47,16 84,277 6,358 46,139 92,265 62,349 46,18 78,289 57,367 45,16 84,277 6,358 46,196 75,3 54,375 44,18 78,289 57,367 45,212 72,31 52,384 43,196 75,3 54,375 44,226 69,32 5,392 42,212 72,31 52,384 43,24 67,33 48,4 4,226 69,32 5,392 42,48 39,24 67,33 48 data dari nilai-nilai tersebut adalah sebagai- data mana dari ditunjukkan nilai-nilai pada tersebut Gambar adalah 2 sebagaimanmasing ditunjukkan untuk pembentukan pada Gambar radionuklida 2 masing- masingmasing 65 Zn dan untuk 63 Zn. pembentukan radionuklida 65 Zn dan Gambar 63 Zn. 2 menunjukkan bahwa puncak pembentukan Gambar 2 menunjukkan 65 Zn mulai terlihat bahwa pada puncak pembentukan 2 cm pada 65 Zn nilai mulai 5% terlihat dari puncak pada radius radius kemudian 2 cm naik pada dan nilai mencapai 5% dari maksimum puncak kemudian pada kira-kira naik 36 dan cm mencapai kemudian maksimum menurun pada kembali kira-kira hingga 36 nilai cm kemudian 6% pada menurun radius kembali hingga nilai 6% pada radius,4, ekstraksi. Pembentukan 63 Zn mulai terjadi pada ekstraksi. radius Pembentukan 24 cm terus 63 naik Zn mulai hingga terjadi nilai pada maksimum radius pada 24 cm radius terus 38 naik cm dan hingga kemudian nilai maksimum turun sedikit pada menuju radius 38 radius cm dan kemudian ekstraksi. turun Waktu paro sedikit 63 Zn menuju hanya 38 radius menit ekstraksi. sehingga Waktu beberapa paro jam 63 setelah Zn hanya operasi 38 menit efek radiasinya sehingga beberapa tidak cukup jam penting. setelah operasi 65 Zn waktu efek radiasinya paronya tidak hingga cukup 244 hari penting. sehingga 65 Zn efek waktu radiasi paronya residu hingga dari radionuklida 244 hari sehingga ini penting efek radiasi untuk residu diperhitungkan, radionuklida dan lokasi ini penting yang untuk perlu diper- diberi dari hitungkan, dan lokasi yang perlu diberi

9 Kalkulasi Pembentukan Radionuklida (Silakhuddin) Gambar 2a. Distribusi Kebolehjadian Pembentukan 65 Zn Gambar 2a. Distribusi Kebolehjadian Pembentukan 65 Zn Gambar 2b. Distribusi Kebolehjadian Pembentukan 63 Zn Gambar 2b. Distribusi Kebolehjadian Pembentukan 63 Zn perhatian adalah daerah menjelang radius menunjukkan bahwa radionuklida yang perhatian ekstraksi. adalah daerah menjelang radius menunjukkan terbentuk adalah bahwa 65 Zn dan radionuklida 63 Zn yang terjadi yang ekstraksi. pada terbentuk tangkai adalah sumber 65 Zn ion. dan Lokasi 63 Zn yang terjadi harus KESIMPULAN pada menjadi tangkai perhatian sumber terhadap ion. Lokasi efek yang radiasi harus KESIMPULAN Hasil perhitungan dari pembentukan menjadi residu adalah perhatian daerah terhadap menjelang efek radiasi radius radionuklida Hasil perhitungan pada komponen dari pembentukan sumber ion residu ekstraksi adalah tepatnya daerah adalah pada menjelang sekitar radius radionuklida pada komponen sumber ion ekstraksi tepatnya adalah pada sekitar radius 49

10 Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 18, Nomor 2, Oktober cm. Kontribusi radionuklida 65 Zn pada efek 36 cm. radiasi Kontribusi residu penting radionuklida untuk 65 diperhatikan karena radiasi umur residu paronya penting hingga untuk 244 diperhati- hari. Zn pada efek kan karena umur paronya hingga 244 hari. Daftar Pustaka Daftar Moses, Pustaka J.D., Holtkamp, D., King, J.D., Lisowski, P.W., Simmons, J.E Moses, J.D., Holtkamp, D., King, J.D., The angular distribution of neutral Lisowski, P.W., Simmons, J.E hydrogen following collisional electron The angular distribution of neutral detachement from H-, Publication No. hydrogen following collisional electron La-1326-MS DE Los detachement from H-, Publication No. Alamos Natiional Laboratory USA. La-1326-MS DE Los Nuttens, Alamos V., Natiional Abs, M., Laboratory Delvaux, J.L. USA. 21. Cyclotron Vacuum Model and H - Gas Nuttens, V., Abs, M., Delvaux, J.L. 21. Stripping Losses. Proceedings Cyclotron Vacuum Model and H - of Gas CYCLOTRONS 21, Lanzhou, China. Stripping Losses. Proceedings of Parkhomchuk, CYCLOTRONS V., Papash, 21, Lanzhou, A China. MeV H - Cyclotron To Charge Electron Parkhomchuk, V., Papash, A MeV H - Cyclotron To Charge Electron Cooling System for HECR, accelconf.web. cern.ch/accelconf/r6/ Cooling System for HECR, TALKS/TUEO3_TALK.PDF, diakses accelconf.web. cern.ch/accelconf/r6/ pada Maret 212. TALKS/TUEO3_TALK.PDF, diakses Serway, pada R.A., Maret 212. Moses, C.J., Moyer, C.A. 25. Modern physics. Thomson Serway, R.A., Moses, C.J., Moyer, C.A. Learning, Inc, third edition. 25. Modern physics. Thomson Yang, Learning, J.M., Inc, McKenna, third edition. P., Ledingham, K.W.D. 24. Nuclear reactions in Yang, J.M., McKenna, P., Ledingham, copper induced by protons from a K.W.D. 24. Nuclear reactions in petawatt laser-foil interaction, Applied copper induced by protons from a Physics Letters.Vol. 84, no. 5. petawatt laser-foil interaction, Applied Zerkin, Physics V. Letters.Vol Experimental 84, no. 5. Nuclear Reaction Data (EXFOR). Database Zerkin, V Experimental Nuclear Version of February 26, 213, IAEA. Reaction Data (EXFOR). Database Zhang, Version T., Zhong, of February J., Wang, 26, 213, J. 29. IAEA. Beam Loss By Lorentz Stripping and Vacuum Zhang, T., Zhong, J., Wang, J. 29. Beam Dissociation in a 1 MeV Compact H - Loss By Lorentz Stripping and Vacuum Cyclotron. Proceedings of 23 rd Particle Dissociation in a 1 MeV Compact H Accelerator. - Cyclotron. Proceedings of 23 rd Particle Accelerator.. 5