REKONSTRUKSI SUMBER ELEKTRON TERMIONIK DENGAN ELEKTRODE PIERCE UNTUK MBE 500 key/to ma

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISIS SIMULASI LINTASAN BERKAS ELEKTRON PADA IRADIATOR ELEKTRON PULSA (IEP) DENGAN VARASI GEOMETRI ELEKTRODA PEMFOKUS MENGGUNAKAN SOFTWARE

Prodi Fisika FMIPA, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

PENGARUH SUSUNAN KA TODA-ANODA TERHADAP ARUS ELEKTRON SUMBER ELEKTRON TIPE TERMIONIK

PENGUKURAN BENTUK PROFIL BERKAS ELEKTRON DARI SUMBER ELEKTRON TIPE PIERCE MENGGUNAKAN SENSOR TABUNG TV BEKAS

SIMULASI PENGARUH DAYA TERDISIPASI TERHADAP SISTEM PENDINGIN PADA BEJANA TEKAN MBE LATEKS

MODIFIKASI SUMBER ELEKTRON DAN SIMULASI LINTASAN BERKAS ELEKTRON PADA TABUNG PEMERCEPAT MBE DI PSTA

RANCANGAN DAN KONSTRUKSI SUMBER ELEKTRON UNTUK MESIN BERKAS ELEKTRON INDUSTRI LATEKS

PENGUKURAN DISTRIBUSI MEDAN MAGNET SISTEM OPTIK MBE PADA TAHAP PRA-KONSTRUKSI

PERHITUNGAN PARAMETER MEDAN SUDUT BELOK BERKAS ELEKTRON PENGARAH MBE 500 key/ 10 ma MAGNET DAN P ADA SISTEM ABSTRACT ABSTRAK PENDAHULUAN TEORI

OPERASI MESIN BERKAS ELEKTRON (MBE) PTAPB BATAN TIPE BA 350 kev / 10 ma

RANCANGAN SISTEM CATU DAYA DC 2 kv/2 A UNTUK KATODA SUMBER ION SIKLOTRON 13 MeV BERBASIS TRANSFORMATOR

SUMBER ELEKTRON TIGA ELEKTRODA MENGGUNAKAN TABUNG PEMERCEPAT NEC UNTUK MBE-LATEKS 300KV/20 MA

PEMBUATAN FARADAY CUP BERBASIS LAYAR PENDAR SEBAGAI SENSOR BERKAS PARTIKEL ELEKTRON

PENGUJIAN SISTEM VAKUM MBE 350keV/10 ma PASCA PENGGANTIAN POMPA TURBOMOLEKUL

RANCANGAN TRANSFORMATOR 625 VA TERISOLASI PADA TEGANGAN TINGGI 300 KV UNTUK CATU DAYA FILAMEN SUMBER ELEKTRON MBE LATEKS

ANALISIS PROBLEM ELEKTROSTATIK PADA SUMBER ION MULTICUSP MENGGUNAKAN PROGRAM SUPERFISH 7

UJI VAKUM BEJANA NITRIDASI PLASMA

Perancangan dan Realisasi Pembangkit Korona dengan Sumber DC dari Baterai 12 Volt DC Menggunakan Flyback Converter

IDENTIFIKASI ARUS BERKAS ELEKTRON PADA PRA KOMISIONING MESIN BERKAS ELEKTRON (MBE) LATEKS

ANALISIS GEOMETRI ANODA DALAM OPTIMASI DESAIN SUMBER ION PENNING UNTUK SIKLOTRON

UJI FUNGSI SISTEM PEMAYAR MESIN BERKAS ELEKTRON 300 KEV/20 MA

PENENTUAN SPHERICITY DAN DISTRIBUSI INTENSITAS BERKAS ELEKTRON DARI SUMBER ELEKTRON TIPE PIERCE BERBASIS MATLAB

UJICOBA SISTEM ELEKTRODE SUMBER ELEKTRON BERBASIS KATODE PLASMA

OPTIMASI KINERJA OPERASI SISTEM PEMAYAR MBE LATEKS 300 kev/20 ma

Dibuat oleh invir.com, dibikin pdf oleh

SIMULASI SISTEM INTERLOCK PENGAMAN OPERASI MESIN BERKAS ELEKTRON (MBE) DENGAN PERANGKAT LUNAK BASCOM 8051

Massa m Muatan q (±) Menghasilkan: Merasakan: Tinjau juga Dipol p. Menghasilkan: Merasakan:

Theory Indonesian (Indonesia) Sebelum kalian mengerjakan soal ini, bacalah terlebih dahulu Instruksi Umum yang ada pada amplop terpisah.

PENGUJIAN TANGKI BERTEKANAN UNTUK SISTEM PEMERCEP AT PADA MBE LATEKS

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan. Yogyakarta, 28 Agustus 2008

PERCOBAAN e/m ELEKTRON

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan. Yogyakarta, 28 Agustus 2008

EKSPERIMEN UJI PADA DAYA TINGGI DARI HEAD SUMBER ION UNTUK SIKLOTRON

TUGAS XIII LISTRIK DAN MAGNET

LATIHAN UAS 2012 LISTRIK STATIS

RANCANG BANGUN TRANSFORMATOR 7,2 V/200 A SEBAGAI CATU DAYA FILAMEN TABUNG TRIODA ITK 15-2 PADA GENERATOR COCKCROFT WALTON MBE LATEKS 300keV/20 ma

DESAIN DAN PERAKITAN ALAT KONTROL TEMPERATUR UNTUK PERALATAN NITRIDASI PLASMA ABSTRAK ABSTRACT

PERHITUNGAN ORBIT AWAL BERKAS PROTON PADA CENTRAL REGION SIKLOTRON

Rekayasa Bahan untuk Meningkatkan Daya Serap Terhadap Gelombang Elektromagnetik dengan Matode Deposisi Menggunakan Lucutan Korona

ANALISA UJI TRANSFORMATOR 350 V/20 A UNTUK CATU DAYA NITRIDASI PLASMA DOUBLE CHAMBER

COMPTON SUPRESI UNTUK mentifikasi RADIONUKLmA DALAM SAMPEL LINGKUNGAN

BAB II TEGANGAN TINGGI. sehingga perlu penjelasan khusus mengenai pengukuran ini. Ada tiga jenis tegangan

LATIHAN FISIKA DASAR 2012 LISTRIK STATIS

Eksperimen e/m Elektron

Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell-and-Tube Heat Exchanger

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-). Sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang

DESAIN SISTEM PENDINGIN TRANSFORMATOR FREKUENSI TINGGI PADA MESIN BERKAS ELEKTRON 300 kev/20 ma

Tujuan. Untuk memahami: 1. Energi Potensial Listrik 2. Potensial Listrik 3. Permukaan Ekuipotensial 4. Tabung Sinar Katoda

RINGKASAN DAN LATIHAN - - LISTRIK STATIS - LISTRIK STATI S

ALAT UKUR LISTRIK. Berikut ini adalah macam-macam alat ukur listrik dan elektronika yang harus kita kenal :

PENINGKATAN KEMAMpUAN SUMBER TEGANGAN TINGGI COCKROFT WALTON 300 kvno ma MENJADI 500 kv/20 ma UNTUK TEGANGAN PEMERCEPAT MBE

TEORI DASAR. 2.1 Pengertian

Materi Pembinaan. Terdapat dua jenis muatan listrik: muatan positif dan muatan negatif. Besar gaya antara dua muatan diberikan oleh hukum Coulomb:

PERUBAHAN KUAT MEDAN MAGNET SEBAGAI FUNGSI JUMLAH LILITAN PADA KUMPARAN HELMHOLTZ

ANALISIS PENDINGINAN UDARA RUANG MESIN BERKAS ELEKTRON 350 kev/20 ma

DESAIN DAN KONSTRUKSI CORONG PEMAYAR MESIN BERKAS ELEKTRON

PEMBUATAN PEMANDU BERKAS ION SPEKTROMETER MASSA. Pusat Penelitian Nuklir Vogyakarta ABSTRAK

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip

ROKET DENGAN. MENINGKA'fKAN KINERJA MEMPERBESAR GAY A DORONG RINGKASAN ABSTRACT PENDAHULUAN DASARTEORIDANPERCOBAAN. Gaya Dorong dan Tekanan Pembakaran

RANCANG-BANGUN PIRANTI IDENTIFIKASI RADIASI ELEKTROMAGNETIK (KASUS DI SEKITAR BERKAS SINAR KATODA)

SIMULASI DAN PERHITUNGAN SPIN ROKET FOLDED FIN BERDIAMETER 200 mm

D. 15 cm E. 10 cm. D. +5 dioptri E. +2 dioptri

D. 6,25 x 10 5 J E. 4,00 x 10 6 J

OPTIMASI UJI KINERJA OPERASI PROTOTIP LITBANG MBE-PSTA PADA 200 KEV

Pengaruh Tebal Isolasi Termal Terhadap Efektivitas Plate Heat Exchanger

TOPIK 8. Medan Magnetik. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

EFEK DEFLEKSI PADA SUDU TURBIN ANGIN TERHADAP KELUARAN DAYA

RANCANGAN SISTEM CATU DAYA SUMBER ELEKTON BERBASIS KATODA PLASMA

Magnet Rudi Susanto 1

Magnetostatika. Agus Suroso. Fisika Teoretik Energi Tinggi dan Instrumentasi, Institut Teknologi Bandung. 20 Februari 2017

POTENSIAL LISTRIK MINGGU KE-4

BAB II BUSUR API LISTRIK

Magnetostatika. Agus Suroso. Fisika Teoretik Energi Tinggi dan Instrumentasi, Institut Teknologi Bandung. 23,24 Februari 2016

EFEK IMPLANTASI ION CERIUM TERHADAP SIFAT KETAHANAN KOROSI BAJA NIRKARAT TIPE AISI 316 L DALAM LINGKUNGAN ASAM SULFAT

RANCANG BANGUN PENGATUR SISTEM AKTUATOR CATU DAYA SUMBER ELEKTRON PADA MBE DENGAN MIKROKONTROLER

PEMBUATAN RODA GIGI REDUKSI PEMUTAR VARIAK SISTEM TEGANGAN TINGGI MBE INDUSTRI LATEK

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Proses Pembuatan varistor meliputi preparasi, pembentukan atau pencetakan,

Bab 5 Potensial Skalar. A. Pendahuluan

Arus Listrik dan Resistansi

V. Medan Magnet. Ditemukan sebuah kota di Asia Kecil (bernama Magnesia) lebih dahulu dari listrik

SOAL SELEKSI PENERIMAAN MAHASISWA BARU (BESERA PEMBAHASANNYA) TAHUN 1984

BETATRON MAKALAH. Diajukan untuk memenuhi tugas kelompok Mata kuliah Fisika Radiasi Dosen : Dr. Eng. Eko Hidayanto, M. Si

Fungsi dan Grafik Diferensial dan Integral

Bab 3 Medan Listrik. A. Pendahuluan

RANCANG BANGUN SISTEM RF UNTUK SUMBER ION GENERATOR NEUTRON SAMES J-25

Bab 1: Pendahuluan. Isi: Pengertian Ilmu Elektronika Terminologi/Peristilahan: Komponen Elektronika Rangkaian Elektronika Sistem Elektronika

LAPORAN FISIKA EKSPERIMENTAL I

KEMAGNETAN. : Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-8

PENGEMBANGAN METODE PENENTUAN KARAKTERISTIK RANCANGAN AWAL ROTOR TURBIN ANGIN

PENENTUAN ARUS SPOT PLASMA DAN ARUS PLASMA LUCUTAN BUSUR PADA SISTEM SUMBER ELEKTRON KATODE PLASMA MENGGUNAKAN TEKNIK KOIL ROGOWSKI

RANCANGAN SISTEM CATU DAYA DAN RUMAH PENANGKAP CITRA PADA PESAWAT SINAR-X FLUOROSCOPY

UJI FUNGSI SISTEM ELEKTRODA IGNITOR DAN PENENTUAN MASSA TEREROSI MATERIAL KATODA IGNITOR

2. Fungsi Linier x 5. Gb.2.1. Fungsi tetapan (konstan):

KINERJA GENSET TYPE EC 1500a MENGGUNAKAN BAHAN PREMIUM DAN LPG PENGARUHNYA TERHADAP TEGANGAN YANG DIHASILKAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang dan Permasalahan

Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331. Oleh Endi Suhendi 1

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

Deskripsi KONEKTOR KABEL DISTRIBUSI

PENGUJIAN AWAL SISTEM INSTRUMENTASI & KENDALI UNIT VAKUM MESIN BERKAS ELEKTRON 350 kev/10 ma TIPE REMOTE MANUAL

UJI FUNGSI ALAT PENGENDALI SUHU TIPE TZ4ST-R4C SEBAGAI PERANGKAT PENGKONDISIAN SINYAL

Transkripsi:

Suprapto, dkk. ISSN 16 31 93 REKONSTRUKSI SUMBER ELEKTRON TERMIONIK DENGAN ELEKTRODE PIERCE UNTUK MBE 5 key/to ma Suprapto, Djoko SP., Djasiman Pusat Pene/itian don Pengembangan Tekn%gi Maju. Batan ABSTRAK ; 3r REKONSTRUKSI SUMBER ELEKTRON TERMIONIK DENGAN ELEKTRODE PIERCE UNTUK MBE 5 kev/io ma. Telah dilakukan rekanstruksi sumber elektron termionik dengan elektrode pierce untuk MBE 5 kev/1 ma. Di dalam mesin berkas elektron (MBE), berkas elektron dihasilkan oleh sumber elektron yang selanjutnya setelah diekstraksi dari sumber elektron dipercepat di dalam sistem pemercepat. Untuk memenuhi kebutuhan sumber elektron beberapa waktu yang lalu telah dilakukan rancang bangun sumber elektron ripe termionik. Tetapi karena profit berkas elektron dari sumber elektron tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan dari MBE maka dilakukan rekonstruksi sumber elektron dengan modifikasi yang meliputi modifikasi rumah (body), elektrode pemfokus dan bentuk jilamen. Karakterisasi sumber elektron hasil modifikasi menunjukkan bahwa arus berkas elektron untuk tegangan katodeanode kvadalah 15 ma pada arus jilamen 1,5 A. Bila tegangan katodeanode dinaikkan yaitu dari kv sampai 6 kv pada arus jilamen tetap didapatkan arus berkas elektron sampai pada target mendekati konstan yaitu 15 ma. Pengujian sumber elektron menggunakan sistem pemercepat pada arus jilamen 1 A dan 1,5 A, variasi tegangan katodeanode 3 sampai 5 kv dan tegangan pemercepat sampai kv untuk elektrode pemercepat diperoleh hasil bahwa pada arus jilamen 1 A, arus berkas elektron mendekatikonstan yaitu 7,5 ma untuk variasi tegangan pemercepat. Sedangkan untuk arus jilamen 1,5 A, arus berkas elektron terjadi peningkatan dari 15 ma menjadi 16,5 ma untuk kenaikkan tegangan pemercepat dari sampai kv. Peningkatan arus berkas elektron disebabkan adanya pemfokusan akibat pengaruh tegangan pemercepat antara elektrode pertama tabung akselerator dan anode. ABSTRACT RECON5TRUCTION OF THE THERMIONIC ELECTRON GUN WITH PIERCE ELECTRODE FOR EBM 5 kev/io ma. Reconstruction of the thermionic electron gun with pierce electrode has been done. In electron beam machine (EBM), electron beam produced in the electron gun is extracted by anode and then accelerated by accelerating tube. For fulfilling the need of electron gun. it has been designed and constructed a thermionic type electron gun. Because the electron beam profile produced by the electron gun was not satisfy the need of EBM, the reconstruction of the electron gun has been done by modification to the body, focusing electrode and filament shape of the electron gun. Characterization of the reconstructed electron gun shows that electron beam current for kv anodecathode voltage is 15 ma at the filament current 1.5 A. If the anodecathode voltage raised from kv to 6 kv at the filament current constant, the electron beam current is approximately constant at 15 ma. The test of electron gun using accelerating system at the filament current 1 A and 1.5 A. variation of anodecathode voltage from 3 kv to 5 kvand the variation of accelerating voltage from kv to kv for electrode accelerating show that at the filament current 1 A. the electron beam current approximately constant at 7.5 ma for variation of accelerating voltage. For the filament current of 1.5 A. the electron beam current increase from 15 ma to 16.5 ma for variation of accelerating voltage from kv to tv. The increase of electron beam current caused by the focusing effect of accelerating voltage between the first electrode of acclelerating tube and the anode. PENDAHULUAN D alam rekayasa mesin berkas elektron di P3TM Batan yang telah dimulai sejak Pelita VI telah dirancang bangun sumber elektron tipe termionik dengan elektrode Pierce sebagai salah satu bagian penting dari mesin berkas elektron. Sumber elektron tipe termionik dengan elektrode Pierce mempunyai elektrode pembentuk berkas yang terdiri dari : filamen, katode dan anode. Elektron dihasilkan oleh emisi termionik dari filamen yang dialiri arus listrik. Selanjutnya emisi eleletron dari filamen dibentuk menjadi berkas elektron dengan menggunakan katode dan anode. Pada sumber elektron termionik dengan elektrode Pierce, katode berfungsi untuk menolak/mendorong dan memfokuskan elektron hasil emisi termionik sehingga membentuk berkas elektron. Selanjutnya berkas elektron ini diekstraksi keluar dari sumber elektron melalui celah/slit anode.ll) Permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan sumber elektron adalah untuk mendapatkan Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Daaar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 Agustus 1

94 ISSN 16.31 Suprapto, dkk. basil profil berkas elektron yang sesuai meliputi : lintasan clan diameter berkas elektron, energi clan sudut masuk berkas ke tabung pemercepat. Profil berkas elektron ini sangat dipengaruhi oleh bentuk geometri katode, anode clan filamen serta medan listrik yang diberikan pada elektrode pembentuk berkas. Berdasarkan sumber elektron yang telah dicoba mempunyai arus berkas elektron > 4 ma, namun profil berkas yang dihasilkan belum memenuhi persyaratan untuk kebutuhan mesin berkas elektron yang dikonstruksi di P3TM. Hal ini disebabkan karena lintasan berkas elektron tidak sejajar dengan sumbu, diameter berkas clan sudut masuk ke tabung pemercepat tidak tepat. Dengan demikian jika berkas elektron ini dipercepat di dalam tabung pemercepat, maka berkas elektron akan menumbuk elektrode pemercepat clan mengakibatkan elektrode pemercepat menjadi panas serta merusakkan tabung pemercepat. Untuk menyelesaikan permasalahan ini maka dilakukan rekonstruksi sumber elektron dengan memodifikasi sumber elektron yang telah ada karena profil berkas elektron dati sumber elektron tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan dari mesin berkas elektron. Modifikasi sumber elektron ini meliptiti moditiklisi rumah (body), elektrode pemfokus clan bentuk filamen. Agar dalam modifikasi didapatkan basil yang optimal maka dilakukan disain ulang baik secara mekanik maupun simulasi lintasan berkas elektron. Disain mekanik meliputi disain susunan elektrode Pierce clan rumah (bodi) sumber elektron. Dari basil disain mekanik dilakukan simulasi lintasan berkas elektron yang dihasilkan oleb sumber elektron untuk berbagai variasi medan listrik (tegangan listrik) antara katodeanode, kemudiana dilanjutkan rekonstruksi. arab x dan dengan mengabaikan efek magnetik, Makar!] d V i = cfi;, V1/ (1) dengan i adalah rapat arus berkr..;; elektron, E konstanta dielektrik, 1] perbandingan muatan dengan massa elektron (elm) clan Vtegangan yang diberikan pada terminal katodeanode. Penyelesaian persamaan (1) secara umum mengingatkan gambaran aliran elektron dalam daerah diantara permukaan bidang ekuipotensial yang tak terbatas. Untuk aliran elektron yang lurus sejajar dengan sumbu x dilakukan dengan mengandaikan bahwa daerah di luar aliran elektron merupakan daerah bebas muatan yang berbatasan dengan bidang sejajar terhadap daerah aliran elektron. Hal ini dengan kondisi batas y < untuk daerah aliran elektron clan y > untuk daerah bebas muatan (di sisi luar daerah aliran elektrod) yang dapat diilustrasikan pada Gambar 1. 1} y v=f(x)..y=o tjy P!::! = oy.v = f (x).y..=o,,, by I zv bv, 1.1 I I..Y T+T=o)(. )(. I EDGE OF BEAM Gambar 1. Kondisi pada bidang tapal batas di antara aliran elektron don daerah bebas muatan. TATA KERJA Dalam sumber elektron tennionik tipe elektrode Pierce, katode berfungsi untuk menolak/ mendorong dan memfokuskan elektron yang diemisikan oleh filamen. Sedangkan berkas elektron adalah merupakan aliran muatan (elektron), yang apabila berbentuk berkas elektron lurus sejajar sumbu berkas maka elektronelektron dalam berkas bergerak lurus sejajar satu dengan yang lain dan tegak lurus terhadap bidang ekuipotensial yang dibentuk oleh medan listrik antara katode anode. Untuk mendapatkan berkas elektron yang lurus sejajar sumbu, berdasarkan tipe elektrode Pierce maka diperlukan geometri katode dengan sudut 67,5 terhadap sumbu.(i) Dengan elektrode Pierce, jika diharapkan sepanjang aliran elektron mempunyai lintasan sejajar dengan sumbu berkas yaitu sumbu x dan kerapatan arus (I) seragam dalam Pada kondisi ini berlaku hubungan ==o oy oz v = f(x) () di mana f(x) adalah penyelesaian yang cocok untuk persamaan (1) yang merupakan besarnya tegangan elektrode fungsi jarak. Dalam daerah bebas muatan y >, potensial yang cocok untuk persamaan Laplace's pada syarat batas adalah persamaan () dad untuk y = adalah persamaan (3). Potensial V dapat diandaikan dari suatu bagian nyata (real) dari fungsi imajiner untuk analisis fungsi x + jy yang merupakan penyelesaian dari persamaan Laplace's. Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 Agustus 1

Suprapto, dkk. ISSN 16 31 95 Penyelesaian persarnaan Laplace's yang mana V =.f{x) untuky = adalah Secara analogi untuk r diukur dari sumbu normal didapatkan v = Real f(x+jy) v = j(z) = A Z413 (9) V = t[f(x + jy) + f(x jy)] (4) Persamaan (9) dapat digunakan untuk menghitung besarnya potensial YI'Vg harus dipasang pada Selanjutnya, karena V dibatasi secara simetri elektrode Pierce dengan sudut katode 67,5 agar sekitar y =, = pada y = maka interprestasi didapatkan lintasan berkas elektron yang mendekati lurus sejajar sumbu berkas. Sebagailustrasi untuk koordinat silinder ditunjukan pada Gambar 3.(1) 1 =R= o 6 i? ".. 1. '1 dengan v = f(x) = A x4/3 (5) A= 9; 4 C(1Jy/ /3 (6) Untuk mengilustrasikan bidang ekuipotensial yang berkaitan de{lgan persamaan (5) dan (6) ditunjukkan pada Gambar.11] Persamaan (5) dad (6) diturunkan berdasarkan koordinat dimensi yaitu arab x dad y, untuk koordinat silinder (tampang lintang berkas elektron silinder) adalah., _ <7.... c..j':o3 a I v 1 Z DISTANce FROII CATHOOE ;:;. CATHODE RADIUS =o dr (7) Gambar 3. Garis ekuipotensial di sisi luar tapal batas alira."?elektron untuk koordinat silinder. v = j(z) ().. i,.... ' e I,O....... '" I I I.., """ v I... I,.. o.. praktis adalah aliran elektron sejajar yang berkaitan dengan batas pada daerah bebas muatan, yang diandaikan dalam bentuk bidang. Untuk kasus ini gradien tegangan adalah not pada potensial not, dad dengan mengintegralkan persamaan (I) didapatkanrl) '+f Gambar. Garis ekuipotensial di sisi luar tapal batas aliran elektron untuk arah x dan y. Disain Mekanik dan Rekonstruksi Sumber Elektron dengan Elektrode Pierce.. Disain mekanik sumber elektron meliputi disain susunan elektrode Pierce dan rumah (body) dari sumber elektron. Disain susunan elektrode Pierce sangat penting untuk mendapatkan susunan elektrode yang kaku (rigid) dad pemasangan calli daya baik calli daya filamen maupun calli daya anode. Yang dimaksud susunan elektrode yang kaku adalah apabila sumber elektron tersebut dioperasikan atau diinstal dalam mesin berkas elektron tidak terjadi perubahan bentuk baik pada elektrode maupun filamen akibat pengaruh panas dari filamen. Disain mekanis sumber elektron ini ditunjukkan pada Gambar 4 yang selanjutnya dilakukan pembuatan dad rekonstruksi sesuai basil disain. Apabila susunan elektrode tidak kaku dad terjadi perubahan bentuk atau posisi akan menyebabkan lintasan berkas elektron yang dihasilkan Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 Agustus 1 ; u...

96 ISSN 16 31 Suprapto, dkk. tidak sejajar dengan sumbu dad pemfokusannya tidak tepat sebagai masukan tabung akselerator. Untuk mencegah terjadinya loncatan listrik (discharge) maka bentuk katode dad anode dihindarkan dati bentuk dengan ujung/tepi yang runcing dad harus dibuat dalam bentuk bulat. Hal ini disebabkan karena ujungujung yang runc!ng mengakibatkan timbulnya medan listrik yang besar dan apabila isolasi di antara katodeanode tidak tahan terhadap medan listrik tersebut akan terjadi loncatan listrik (discharge). Spesifikasi teknis sumber elektron setelah didisain secara mekanik ditunjukkan pada Tabell. Tabell. Spesifikasi teknis sumber elektron hasil modifikasi rumah, elektrode danfilamen. Keterangan I. Rumah. Teminal catu daya 3. Cincin anode 4. Anode 5. Katode 6. Filamen 7. Pemegang filamen Gambar 4. Disain mekanik konstruksi sumber elektron. Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitlan Dasar IImu P,engetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 AgustU!i 1

''11 Suprapto, dkk. ISSN 16 31 97 Pengujian Sumber Elektron Hasil Rekonstruksi Pengujian sumber elektron dilakukan dengan menginstal sumber elektron dan tabung akselerator dimana berkas elektron dari sumber elektron langsung dipercepat di dalam tabung akselerator. lnstalasi pengujian sumber elektron ditunjukkan pada Gambar 5. Dalam pengujian ini arus berkas elektron diukur dengan menggunakan DC miliamper untuk beberapa variasi tegangan anodekatode dan tegangan pemercepat. 16 14 Sumber Elektron ii Akselerator Sistem Hampa.. r I ll. I... ' V r,. 'VaJa.,.d". Gambar 5. lnstalasi pengujian sumber elektron. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian sumber elektron dimulai dengan mengamati arus berkas elektron untuk variasi tegangan anodekatode, kemudian dilanjutkan dengan mengamati arus berkas elektron lmtuk variasi tegangan pemercepat pada tegangan anodekatode tertentu. Hasil pengamatan arus berkas elektron untuk variasi tegangan anodekatode ditunjukkan pada Gambar 6. Oari kurva tersebut menunjukkan bahwa pada arus filamen 1,5 A dan tegangan anodekatode kv belum menunjukkan adanya arus berkas elektron karena belum adanya ekstraksi berkas elektron oleh anode. Kemudian tegangan anodekatode dinaikkan menjadi 1 kv sehingga didapatkan arus berkas elektron sebesar 13 ma. Pada tegangan anodekatode ini, ekstraksi berkas elektron oleh anode dan pemfokusannya belum optimum sehingga elektron yang diemisikan oleh filamen belum diekstraksi dan difokuskan secara optimum oleh anode sehingga tidak sampai pacta target secara keseiuruhan. Setelah tegangan anodekatode dinaikkan menjadi kv, arus berkas elektron menjadi 15 ma. Pacta tegangan anodekatode ini, ekstraksi berkas elektron oleh anode mencapai optimum sehingga elektron yang diemisikan oleh filamen dapat diekstraksi secara optimum oleh anode. Jika tegangan anodekatode dinaikkan terns sampai 6 kv didapatkan arus berkas elektron yang hampir konstan yaitu 15 nia. <:,. < 1 1 6 4. I Arus lllamen ll? A., IArus berkas elektron 1 3 4 Tegangan Anode (ky) Gambar 6. Kurva arus berkas e/ektron vs tegangan anode. Untuk pengamatan ares berkas elektron pada tegangan anodekatode tetap dan tegang pemercepat divariasi ditunjukkan pada Gambar 7 dan. Pada Gambar 7 ditunjukkan basil pengamatan untuk ares filamen 1 Ampere, tegangan anodekatode 3 kv, 4 kv dan 5 kv dengan variasi tegangan pemercepat. Hasil pengamatan tersebut m"enunjukkan bahwa pada ares filamen 1 A didapatkan ares berkas elektron sebesar 7,5 ma. Jika tegangan pemercepat dinaikkan, ares berkas elektron yang sampai pacta target mendekati konstan. Hal ini disebabkan karena pemfokusan oleh katodeanode sudah mencapai kondisi optimum untuk ares berkas elektron sebesar 7,5 ma. Walaupun tegangan pemercepat ditambah sehingga menambah tegangan yang diberikan antara anode dan elektrode pertama dari tabung akselerator, efek pemfokusannya tidak berdampak pacta penambahan ares berkas elektron. Untuk pengamatan ares berkas elektron pacta ares filamen 1,5 A, tegangan anodekatode 3 kv, 4 kv dan 5 kv dengan vwsi tegangan pemercepat didapatkan ares berkas elektron sebesar IS ma (Gambar ). Hal ini menunjukkan bahwa dengan sedikit perubahan ares filamen berdampak besar pacta ares berkas elektron yang dihasilkan, karena kenaikan ares filamen akan menaikkan suhu filamen sehingga meningkatkan emisi elektron dari filamen. Pengujian ini hanya dilakukan untuk ares berkas elektron maksimum sekitar 15 ma, karena kebutuhan ares berkas elektron untuk MBE hanya sekitar 1 ma. Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 AgUiitus 1

9 ISSN 16 31 Suprapto, dkk. 1 1 g < 6 4 1 3 4 5 6 7 Tegangan Pemercepat (kv) a. Arus filamen 1 A, tegangan anodekatode 3 kv g 14 1 1 6 4 1 Arus Elektron Arus Anode I,,,,,,, 1 3 4 5 6 7 Tegangan Pemercepat (kv) b. Arus filamen 1 A, tegangan anodekatode 4 kv 14 1 """" gf/) 1 6 4 Arus Elektron Arus Anode I,,,,,,, I 3 4 5 6 7 9 1 Tegangan Pemercepat (kv) c. Arus filamen 1 A, tegangan anodekatode 5 kv Gambar 7. Kurva arus berkas e/ektron \IS. tegangan pemercepat. Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu F'engetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta. 7 Agustus 1

Suprapto, dkk. ISSN 16 31 99 '' < a. Arus filamen 1,5 A, tegangan anodekatode 3 kv '' 35 3 5 15 1 5 1 3 4 5 6 Tegangan Pemercepat (kv) b. Arus filamen 1,5 A, tegangan anodekatode 4 kv 7 1 35 3 5 15 1 5 13456 Tegangan Pemercepat (kv) 7 c. Arus filarnen 1,5 A, tegangan anodekatode 5 kv Gambar 1. Kurva arus berkas e/ektron vs. tegangan pemercepat. Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TMBATAN Yogyakarta, 7 Agustus 1

1 ISSN 16 31 Suprapto, dkk. Jika tegangan pemercepat dinaikkan, arus berkas elektron yang sampai pada target mengalami sedikit kenaikkan. Hal ini disebabkan karena efek pemfokusan oleh anodeelektrode pertama tabung akselerator menambah pemfokusan yang disebabkan oleh katodeanode. Sehingga mengurangi penyebaran berkas elektron dad meningkatkan arus berkas elektron yang sampai pada target. Disamping itu, kenaikan tegangan pemercepat juga dapat mengurangi arus anode. Hal ini disebabkan aliran berkas elektron dari filamen ke anode berkurang dan dialihkan ke target yang disebabkan oleh penambahan pemfokusan antara anodekatode dad antara anodeelektrode pertama tabung akselerator. Dengan demikian, kenaikan tegangan pemercepat dapat meningkatkan pemfokusan pada sisi masuk tabung akselerator dad antara anodekatode sehingga berkas elektron yang menumbuk anode berkurang serre meningkatkan energi berkas elektron yang sampai pada target. KESIMPULAN Dari basil rekonstruksi yang kemudian dilanjutkan karakterisasi menunjukkan bahwa arus berkas elektron untuk tegangan katodeanode kv adalah 15 ma. Bila tegangan katodeanode dinaikkan yaitu dari kv sampai 6 kv pada arus filamen tetap didapatkan arus berkas sampai pada target mendekati konstan yaitu 15 ma. Sedangkan pengujian terintegrasi yaitu penggabungan antara sumber elektron dengan sistem pemercepat didapatkan basil yang cukup baik. Untuk pengujian pada arus filamen 1 A, variasi tegangan katodeanode 3 sampai 5 kv dad tegangan pemercepat sampai kv untuk elektrode pemercepat didapatkan bahwa arus berkas elektron mendekati konstan yaitu 7,5 ma untuk variasi tegangan pemercepat dari sampai kv. Sedangkan untuk pengujian pada arus filamen 1,5 A, variasi tegangan katodeanode 3 sampai 5 kv dad tegangan pemercepat sampai kv untuk elektrode pemercepat didapatkan peningkatan arus berkas dari IS ma menjadi 16,5 ma. Peningkatan arus berkas ini disebabkan adanya pemfokusan akibat pengaruh tegangan pemercepat antara elektrode pertama tabung akselerator dad anode. UCAP AN TERIMA, KASIH Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Sumaryadi, Heri Sudarrnanto, Untung Margono, Set yo Atmodjo clan Suhirjo yang telah membantu dalam penelitian sehingga dapat terselesainya penelitian clan pembuatan laporan ini. DAFTAR PUSTAKA I. PIERCE, J.R., Theory and Design ofelektron Beams, D. Van Nostrand Company. Inc, New York (1954).. DJOKO S.P. dkk., Modifikasi Elektrode Pembentuk Berkas Sumber Elektron Tipe Termionik untuk Peningkatan Arus Elektron, Prosiding Pertemuan dad Presentasi IImiah, Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dad Teknologi Nuklir, P3TM Batao (199). 3. FORRESTER, et AI., Large Ion Beams, Fundamentals of Generation and Propagation, John Wiley & Son, New York (196). 4. SCHILLER, S., et al., Electron Beam Technology, John Wiley & Sons, New York.(199). 5. SUPRAPTO dkk., Simulasi Lintasan Berkas Elektron pada Sumber Elektron Tipe Termionik dengan Elektrode Pierce, Prosiding Teknologi Akselerator dad Aplikasinya, P3TMBatao, Yogyakarta, (). TANYAJAWAB Lely S. Mengapa geometri katode harus mempunyai sudut 67,5 terhadap x? Bagaimana kalau kurang atau lebih dari 67.5? Suprapto Sudut katode 67,5 didapatkan dari penurunan persamaan untuk koordinat kartersian berdasarkan elektrode Pierce, agar 'aidapatkan berkas electron mf!ndekati lurus sejajar sumbu berkas. Untuk koordinat dari silinder dilakukan dengan analogi don pendekatan dari koordinat kartersian. Jika sudut katode kurang dari 67,5 akan didapatkan pemfokusan lebih kuat, sedangkan sudut katode lebih besar dari 67,5 didapatkan berkas elektron yang menyebar karena pemfokusan lebih kecil dari pada efek muatan ruang yang terjadi. Tjipto Apa yang menjadi dasar pemi/ihan jenis e/ektrode J 3 mm. Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta. 7 Agustus :11

Suprapto, dkk. ISSN 16 31 11 Dasar pemilihan katode dati bahan SS kenapa. Suprapto Dasar pemi/ihan jarak e/ektroda /3 mm ada/ah persamaan 9 sesuai dengan tegangan ekstraksi yaitu tegangan anode katode yang akan diberikan. Dasar pemilihan katode dari bahan SS adalah sifat tahan korosinya don mempunyai koefisien emisi thermal yang cukup tinggi dibanding bahan lain, misalnya besi don tembaga serlo out gassing yang kecil. Prosidlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu IPengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TMBATAN Yogyakarta, 7 AgUStllS 1.