REFURBISHING PESAWAT SINAR-X DIAGNOSTIK EKS. LITBANG BATAN Zaenal Abidin 1, Sujatno 2, Yadi Yunus 1 1 STTN-BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55821 Email untuk korespondensi : termosttn@gmail.com, Ontayus1@Yahoo.com 2 PRPN-BATAN ABSTRAK REFURBISHING PESAWAT SINAR-X DIAGNOSTIK EKS. LITBANG BATAN. Telah dilakukan penelitian dengan tujuan untuk membangun kembali perangkat sinar-x medik eks litbang Batan yang pernah dihibahkan di beberapa rumah sakit yang saat ini kondisinya dalam keadaan rusak. dan berada di STTN. Refurbishing dilakukan agar ke depannya dapat dimanfaatkan kembali sebagai sarana pembelajaran bagi mahasiswa. Adapun refurbishing yang dilakukan meliputi generator tegangan tinggi yaitu pengujian komponen dan operasionalnya, kabel tegangan tinggi meliputi pengujian tahanan isolasi, sistem kontrol dilaksanakan uji fungsi sesuai standar dan tabung sinar-x meliputi pengujian filamen dan kebocoran radiasi. Dari hasil pengujian tersebut selanjutnya dianalisa dengan membandingkan standar yang berlaku untuk pesawat sinar-x diagnostik.. Hasil yang diperoleh untuk generator tegangan tinggi masih layak digunakan sebagai pempercepat elektron di dalam tabung dengan linearitas output R 2 =0,999 dan R 2 =0,997. Untuk sistem kontrol dapat memenuhi standar sebagai pengatur parameter pengoperasian setelah dilakukan perbaikan dan pergantian komponen. Tahanan isolasi kabel tegangan tinggi minimum 326Ω, masih di atas tahanan minimum yang diijinkan. Sedangkan untuk tabung perlu adanya pergantian insert tabung dan minyak pendingin. Kata kunci :Refurbishing, pesawat sinar-x, tegangan tinggi, diagnostik,tabung ABSTRACT REFURBHISING OF DIAGNOSTIC X-RAY MACHINE FROM EX- BATAN R&D. This study aims to rebuild medical X-ray machines of ex- Batan R & D donated to several hospitals whice are at present in broken conditions and are available at STTN. Refurbishing was done to reuse them in the future as learning facilities for students. Refurbishing included the high voltage generator, namely testing the components and operations, high voltage cables including insulation resistance testing, the control system including the function testing according to the standard, and the X-ray tube including filament testing and radiation leak. The testing results were then analyzed by comparing the standard applicable to a diagnostic X-ray machine. The results obtained for the high-voltage generator still fit for use as an electron accelator in the tube with an output linearity of R 2 = 0.999 and R 2 = 0.997. The control system can satisfy the standard as an operation parameter controller after the repair and component replacement. The insulation resistance of the high voltage cable s is 326Ω at the minimum, still above the minimum allowable resistance. Meanwhile, there should be a replacement of the tube insert and cooling oil in the tube. Keywords : Refurbishing, x-ray machine, higt voltage, diagnostic, tube PENDAHULUAN Penelitian dan pengembangan pesawat sinar- X di Batan dimulai sejak tahun 1996 yang pada saat itu melakukan modifikasi pesawat sinar-x buatan china. Modifikasi dilakukan pada system kontrolnya yang semula masih analog diganti sistemnya dengan digital, sehingga memudahkan dalam pengoperasian dan lebih presisi waktu untuk exposure. Trafo HV pernah dicoba dibauat namun hasilnya belum memuaskan karena bahan trafo yaitu kern dibuat dari plat besi bukan dari besi lunak. Pada bagian tabung masih harus beli yaitu STTN-BATAN & PTAPB BATAN 144 Zaenal Abidin, dkk
diambil dari buatan china karena lebih murah. Dengan penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sistem pesawat sinar-x secara detail sehingga hasil yang diharapkan pada jangka panjangnya dapat membuat dan memproduksi pesawat sinar-x di dalam negeri. Dengan demikian kita tidak tergantung dalam pengadaan pesawat sinar-x dengan luar negeri. Dari hasil penelitian dapat diintegrasikan dan terbentuk sebuah perangkat sinar-x hasil litbang Batan yang siap diuji fungsi dan uji klinis. Akhirnya pada tahun 1998 Batan melakukan uji klinis pesawat sinar-x hasil litbang di rumah sakit. Selama di rumah sakit pesawat itu digunakan terus untuk foto Rontgen. Dalam uji klinis di rumah sakit di pandu oleh dr. Gogot Suyitno selaku ahli radiologi untuk mengetahui hasil gambar pencitraan apakah sudah sesuai dengan standar medik. Setelah perjalanan waktu sekitar tahun 2006 pesawat ini mulai mengalami kerusakan terutama pada bagian tabung. Karena selama di rumah sakit tidak pernah ada perawatan maupun kalibrasi. Akhirnya pada sekitar tahun 2008 oleh STTN diambil dari rumah sakit untuk di jadikan sarana pembelajaran tentang pesawat sinar- X dan akan direfurbishing sehingga dapat dioperasikan kembali untuk mengisi lab.radiologi medik. Untuk itu telah dilakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui kelayakan bagian-bagian perangkat sinar-x medik dari ketiga pesawat sinar- X medik yang ada di STTN, agar ke depan dapat dimanfaatkan kembali sebagai sarana pembelajaran bagi mahasiswa. Analisis dilakukan terhadap generator tegangan tinggi meliputi pengujian komponen dan operasionalnya, terhadap kabel tegangan tinggi meliputi pengujian tahanan isolasi, terhadap kontrol dilaksanakan uji fungsi sesuai standar serta untuk tabung sinar-x meliputi pengujian filamen dan kebocoran radiasi [1,2,3]. TEORI Pesawat Sinar-X Pada dasarnya pesawat sinar-x terdiri dari bagian utama, yaitu tabung sinar-x, sumber tegangan tinggi (HV), dan unit pengatur yang dapat dilihat pada Gambar 1 Unit pengatur (sistem kontrol) terdiri dari modul pewaktu(timer), modul arus dan modul tegangan dan rangkaian exposure. Tegangan tinggi (HV) berfungsi untuk mencatu tegangan kerja ke tabung. Tegangan tinggi dapat diatur dari 50 kv s.d 100 kv. Tabung sinar-x merupakan tabung vakum, dimana di dalamnya terdapat filamen, katoda dan anoda. Adapun fungsi tabung adalah untuk arena mempercepat gerak elektron dari katoda menuju anoda yang berakibat terjadinya tumbukan antara elektron dan target (anoda). Dengan terjadinya tumbukan maka akan dipancarkan sinar-x. Arsitektur tabung sinar-x seperti terlihat pada Gambar 2. METODE Gambar 2. Tabung Sinar-X [5] Untuk melakukan refurbishing pesawat sinar-x eks litbang Batan yang berada di STTN maka sebelumnya telah dilakukan analisis kelayakan apakah pesawat sinar-x masih dapat digunakan mengingat pesawat telah lama dioperasikan. Peralatan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah multi meter, alat ukur tegangan tinggi, kunci pass dan alat ukur tahanan isolasi. Bahan penelitian antara lain kabel, isolasi, minyak pendingin tabung dan alat proteksi [5,6]. Langkah Penelitian 1. Mempersiapkan alat dan bahan 2. Menganalisa HV dengan mengukur keluarannya,jika diberi catu tegangan yang bervariasi. 3. Menganalisa sistem kontrol dengan melakukan uji fungsi yang hasilnya dibandingkan dengan standar medik. 4. Mengukur tahanan isolasi pada kabel tegangan tinggi. 5. Melakukan uji fungsi pada tabung dengan melihat secara visual kondisi filamen pada saat diberi catu tegangan. Gambar 1.Bagian Utama Pesawat Sinar-X [3,4] Zaenal Abidin, dkk 145 STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian tegangan tinggi (HV) dilakukan dengan memberikan catu tegangan secara bervariasi kemudian diamati keluarannya. Dari hasil pengujian jika dibuat grafik membentuk garis linier, ini menunjukkan bahwa HV masih baik(layak). Gambar HV seperti terlihat Gambar 3. Gambar 4. Grafik Operasional Tegangan Generator Tegangan Tinggi #1 Gambar 3 Trafo HV Pesawat Sinar-X [2,7] Hasil pengujian 2 HV yang dilakukan pengujian hasilnya seperti pada Tabel 1. Sebagai berikut : Tabel 2. Hasil Pengujian operasional HV [8] Gambar 5.Grafik Operasional Tegangan generator Tegangan Tinggi #2 [8] Dari grafik di atas, maka kedua generator tegangan tinggi tersebut memiliki linearitas operasional tegangan dengan R 2 =0,999 dan 0,997. Dengan kondisi regulasi tegangan output tegangan tinggi #1 dan tegangan tinggi #2 masih dalam kondisi yang baik, maka kedua tegangan tinggi tersebut masih layak dan dapat digunakan sebagai sumber tegangan tinggi untuk tabung sinar-x. Pengujian selanjutnya dilakukan pada tahanan isolasi kabel tegangan tinggi yaitu degan menggunakan megger. Hasil pengujian seperti pada Tabel 3. Tabel 3. Pengujian Tahanan Isolasi Kabel Tegangan Tinggi Standar tahanan isolasi minimum adalah 1MὨ menurut PUIL 2000 untuk tegangan kerja di atas 500V. Dari pengukuran tahanan isolasi dari kabel tegangan tinggi, standar minimum dengan nilai tahanan isolasi paling rendah adalah 326 MὨ, sehingga masih layak digunakan sebagai penghubung tegangan tinggi dari generator tegangan tinggi ke tabung sinar-x. STTN-BATAN & PTAPB BATAN 146 Zaenal Abidin, dkk
Selanjutnya melakukan uji fungsi Sistem kontrol, ada 3 unit sistem kontrol hasilnya seperti terlihat pada Tabel 4 dan Tabel 5. Tabel 4. Hasil Uji Fungsi Sistem Kontrol (3 bh) Tabel 6. Hasil Pengujian Tabung Dengan memperhatikan hasil pengujian sebelum dan setelah perbaikan, maka kontrol #3 seperti halnya kontrol #1 dan #2, dalam kondisi yang layak dan berfungsi dengan baik sehingga dapat digunakan sebagai kontrol untuk pesawat sinar-x medik. Tabung Sinar X Tabung sinar-x yang berada di STTN Batan berjumlah 3 buah. Pada pengujian tabung sinar-x, memiliki dua langkah yang berurutan, yaitu : 1. Pemeriksaan pendingin dari tabung sinar-x secara visual. 2. Pengujian filamen tabung sinar-x. Tabel 5. Kondisi Pesawat sinar X Dari data di atas, untuk tabung sinar-x #1 dan #2, tidak ada kebocoran oli pendingin, sedangkan pada tabung sinar-x #3 memiliki kebocoran dari sambungan tegangan tinggi. Untuk tabung sinar X #1 pendingin pada tabung terisi penuh, kemudian pada tabung sinar-x #2, pendingin tidak terlalu penuh (terlihat dari jendela dari kaca tabung). Sehingga dari pemeriksaan secara visual yang masih layak digunakan adalah tabung sinar-x #1, karena kondisinya yang paling baik. Kemudian untuk pengujian filamen pada tabung dilakukan dengan mengukur hambatan pada kedua ujung filamen, apabila filamen masih baik, kedua ujung memiliki hambatan yang kecil (tidak putus) dan apabila kedua ujung memiliki hambatan yang besar (putus), maka tabung tidak bisa digunakan. Dan langkah selanjutnya dilakukan pengujian filamen dengan memberikan tegangan input sebesar 11-12 V seperti pada Gambar 6, apabila filamen menyala, kondisi filamen masih baik dan apabila tidak menyala filamen dalam kondisi rusak. Hasil pengujian filamen dapat dilihat pada Tabel 6 Dari hasil pengujian filamen, filamen yang tidak putus dan masih menyala adalah filamen pada tabung sinar-x #2 sehingga masih dapat digunakan, akan tetapi dari hasil pengujian dengan memberikan tegangan pada filamen, terlihat asap hitam terbentuk didalam tabung, hal tersebut dikarenakan pendingin yang tidak penuh (tidak vakum dari udara) pada tabung. Untuk filamen tabung sinar-x #1 dan #2 filamen tidak menyala yang berarti filamen tersebut rusak. KESIMPULAN Gambar 6. Tabung Yang Diuji Data hasil pengujian seperti terlihat pada Tabel 6. Setelah dilakukan pengujian maka dapat disimpulkan kondisi pesawat sinar-x antara lain: 1. Generator pembangkit tegangan tinggi #1 dan #2 memiliki linearitas output dengan R 2 =0,999 dan 0,997 sehingga dapat dikatakan layak digunakan sebagai pembangkit tegangan tinggi pada pesawat sinar-x medik. 2. Kabel tegangan tinggi yang memiliki nilai tahanan isolasi paling rendah 326 MὨ, adalah diatas standar diijinkan sehingga layak digunakan sebagai penghubung tegangan tinggi antara generator tegangan tinggi dan tabung sinar-x. Zaenal Abidin, dkk 147 STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
3. Dari ketiga sistem kontrol pesawat sinar-x masih layak untuk digunakan sebagai kontrol pesawat sinar-x medik berdasar uji fungsi dengan pemberian input tegangan 220V, keluaran pada masing-masing jalur masih dalam kondisi normal. 4. Ketiga tabung sinar-x setelah dilakukan pengujian belum layak untuk digunakan sebagai sumber pembangkit sinar-x dikarenakan dari satu unit tabung sinar-x minyak pendinginnya bocor dan dua unit tabung sinar-x filamennya putus. Tugas Akhir STTN jurusan Elmek Tahun 2012, Yogyakarta UCAPAN TERIMA KASIH Dengan selesainya penelitian ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada para mahasiswa yang telah membantu, terutama pada Sdr. Hasto Kurniawan 1 yang mengambil tugas akhir pesawat sinar-x eks litbang BATAN ini. SARAN Tabung sinar-x mengalami kerusakan maka perlu diganti yang baru, tetapi beli baru cukup mahal, untuk itu cukup beli insert tabungnya saja dan mengisi minyak pendingin yang baru. DAFTAR PUSTAKA 1. Suyatno, Ferry, dkk, 2008, Rekayasa Sistem Pengatur Parameter Pesawat Sinar-X Diagnostik Berbasis Mikrokontroler Keluarga MCS 51, Yogyakarta, Proseding Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir, 311-315. 2. http://www.arpansa.gov.au/radiationprotec tion/basics/xrays.cfm diakses pada tanggal 10 Juni 2012 pukul 23.00 3. Marwiana, Azizah, 2011, Rancang Bangun Pemilih Arus dan Pewaktu pada Pesawat Sinar-X Berbasis Mikrokontroller AT89S51, Yogyakarta: Tugas Akhir D IV.STTN-Batan. 4. Pusdiklat-BATAN, 2001, NDT Umum, Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Jakarta. 5. Suyatno, Ferry, 2008, Aplikasi Radiasi Sinar- X Di Bidang Kedokteran Untuk Menunjang Kesehatan Masyarakat, Yogyakarta, Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir, 503-509. 6. http://hyperphysics.phyast.gsu.edu/hbase/magnetis/movcoil.html diakses pada tanggal 9 Juni 2012 pukul 22.46. 7. Cooper, William David, 1984, Electronic Instrumentation and Measurement Techniques, Prentice-Hall Inc, Englewood Cliffs, N.J.m USA. 8. Hasto Kurniawan, Analisis Kelayakan Tiga Pesawat Sinar-X Medik Eks Litbang BATAN STTN-BATAN & PTAPB BATAN 148 Zaenal Abidin, dkk