siosal viii - international nuclear information system
TRANSCRIPT
PROCEEDINGSSIMPOSIUM FfSIKA N\SIOSAL VIII
J\NU4RI 1980
BAGIAN IIHIMPUNAN FI3IKA, INDONESIA
Staf Redaksi ;
Pcnanggung jawab
Anggota
Drs. RM Suhardl
Dn. Anwar Dhani
On. Guntur Maruto
On. Karyono
Dr. Budi Santosa
Diterbitkan oleh
BAGIAN FISIKA FIPA-UCM
BERSAJIA PPBMI-BATAN YOGYAKARTA
Sckretari.it Bagian Fisika FIPA TIGM
Snkip Unit III
Tilp. 3339 dan 88688 (454)
Yogyakarta.
Kata pengsivtor. ; ' •
Sungguhpun meagalami berbssa i kesu l i ten dan j a rek v/oktu yaag culcup .''',:, .'/••''•. '
lama, Proceeds: 3s yan,™ Jcedua i n i te top komi to:.'*oitknn. . • , , , . ;
Sakali l a g i kemi motsucop'-an keriocla sog?ls filiak otee bentuaahya":' ' •$£%!:),
B&hinegc Procoodinge yens koduo i n i dnpyt d i t a r b i t k s n . - '•':< v
Kami t e l ah raoneriian beber^.pa korakai untuk Proco&dingB y?ns partana f ; •;;,
untuk i t u karni menguea-pkoti terinia kasih flan mc";on maa£ nbj's kekurangah
teraebut* • , - -^ '•'•;•;;; "__
Dolam ProeoodingB yang kedua inipun muagkin teyctcrut lwkiirangw?. den1 ''[.-.-
1 kesalohan sobolumr.yn kami raolion raanjf don kovehsi ekaa teiai toriraa . ! .
j dongen Icedua bclah tongan yans torbuka» >'!..
I Sekali l a g i kami mohon maaf otos kokurcn^an dtn kekliilafan. komi. Sotno- ,:
j ga bultu i n i bermoafant.
Yosyakerto, Juai 1951
Poni t ia Sirapo6p.um Fisika ko VIIX
Drs.H.l-USuhcrdi.
IS I
.' > / i f - .
-. .I.- - 1-
ilalaman • .••
1. Pengaruh Zvemurni&n Bahan T'erhadap Intensitas dan V.raktu
Helaksasi M I . . . • • ' 1..
' Munawir Zulkarnair. ' • ' •'••"'.'•'•• y
2 . S p e k t r a Atom-atom A l k a l i • . , •• •'', 21
B u d i S a a t o s o ' " • .', ••••.>;•.' «•"•
61 \::i'--;1. Pengfcuna&n FFH Trans i s to r 2N3055 sebaeai Photoseneor dalam
solar lmeter , • • ' • " • • ' • •. " \i
• '•: B i n t o r o d a n MSA. S a c t r o a i n i d j o j o • . -'. : • .•/; ' : . . • ' . ? • . . : . . ' • , ' . '
2 . P e m b u a t a n fferit N . 2 n 4 F e „ O . d a n h u b u n g a n n y a a n t a r a ' ' ' '" ' ' •••..•» ; , ; ' i '
P e r r a i a b i l i t s e n y a clf?nfian k o m p o s i s i - x ( C. x ' ' 1 ) • . . . • • • ' ! l'^'L !.fxiy-::\:y-
••••, i'.skamal Abbas , . . . • ,•: t::-^1-- , t ••.••:-,'>•*
? . SJonduktor ?Cuasi Un
dan irCP
Waloeyo Loeksmanto
; (TIP)
IV. 0PT0^JjIJir".'lrk0"I10'. i)nK iiP'jl'ASI itt-UpR , . . ,;. "-'"'•'
1. Pengukuran Reflaktensi Spektr^l d a r i berbagai daunan y "•
dan tanaman . . . . .123' .';•
•'" • John iii. Batubara, Widodo Djojo dan S r i Yatno . ': ' :"
7 . GKOFISIKu MK
1. Kemampuan'Sftion Bertekanan Tinggi Sebagai Wahana Penel i^ . ' ' • f1 iC:i'.;,'(.'
an Dirgantara . " '• ' ;;''•'•''"•• 1J6-.,•••;:-"
J . Soegiyo dan Slaraet Saraspr iyo. . ;;' , ;.,i ;:n i.v'
2 . I n t e n s i f i k a s i Program Pene l i t i an Birgantara Sedunia. • •'•''* 153 ?;J;J
J.Soegiyo dan Tatart.^ T. Sulaeman . ! '•"-" ' "''..-••'-•'^.\
3 . Gelombang Tidal Ionos f i r .
Koeswadi .
4 . Pengaruh Ionosfer Tnrhadap i^opogasi Gelombong
Berfxelruensi Tinggi ( VISP ) .
Sarmoko Caroso dan S r i Kaloko ,
5* Sumber Ketidalctepatan Sistem Direc t ion Finding ,
Indravan Suparan .
•-Vi',v.
6. Pemakaian Magnetometer Proton dan iinalisanya MenpgunakanAproximasi Multipole .The Houw liong .
^ 1m Survei Gfayitasi .Arjuno Brojonegoxo .
VI. REAKCQR DAM HEOTRON.
1 • Perbandingan laju Hoaksi Antara Lazy Susan dan Pneumatikpada Reaktor Triga Mark I I Bandung . , •Uju Jujuratiebela .
1
2, Sistem Pengokuxan Fluks Neutron Reaktor Daya .M.Salman Suprawardhana . .
VII,1« Sistem Elektxonik Pada Peralatan Poto Balon Stratosfir .
Slamet Saraepriyo .v' 2* Disain Survey Meter .
Sumifaar Hutapea .
i/ J . Sistem Reaktor Atom Kartinl Yogyakarta .Soekarno •
v 4* Pembuatan Alat Koinsiden Universal DIN 410 ,Ri l l Isaris .
^ 5* Mealri Induksi nan Aplikasinya Sebagai Penyedia Daya .., • floor Agus 8alim .
IX.•A, Peranan FiBjka Dalam Pembqatiin Minyak Peluraas .
Anton L. Wartawan .
199
212
220
240
246
256.
266
262
. : . ' . • • : • • - : •• - . ;
V r . . . ' • • ' ; . ' : • • !»> . • • . ; • ;••.!,;••
EENGARUH KEMURNIAB BAHAN
TERHADAP
IMTENSITAS DAH VAKTD BELAKSASI RMI
Qleh «
W. Kxnawir Zulkaraain
Seksi Fieika Ekaperimen & Akeelerator
Pusat Penelitian Gama Badan Tonapra Atom Nasional
Jl i Babar Sari Po Box 8
• Yogyakarta
Abstrak
Telab dianiati pengarub ketllak muxnian bahan terhadap inten
sltas dan waktu relaksasi resonansl magnet intlr teoxi dan
- cara pengukuran waltta relaksasi ditinjau eecara singkat dan
' sederhana, Siperoleh kesimpulan untuk bahan yanc semakin
morni dan tanpa dopan, intensitas semakin tinggi dengan T„
semakln keoil.
Abstract
j The influenoe of isaterial impurities to intensity and rela
,; xation time of Huelear Magnetie Resonance have been invesi
< tigated. Theories and Technical Measurement of relaxation
time reviewed briefly it has been found that the purer the
matrial without dopant the BlflhMT the intensity and the
shorter relaxation time T„.j
2
I. Pendahnluan
BesonanBi Magnet Inti .yang lefeih dikenal dengan
merupakan salah satu alat yang cukup populer devaaa ini. ^-
Hal lnl disebabkan kemajuan peaat yang telah dicapai oleh a- se
lat tersebut, baik dari segi penggunaan maupun instrumennya ^e
sendiri. Dengan ditopang oleh perkembangan teori mengenai r
WSRt teknik pengukuran maupun elektronoka pada umumnya, ma- . ti
ka alat ini Bemakin hati. semakin dikenal dan dimengerti ar
penggunaannya dalam berbagai lapangan ilmu pengetahuan dan BE
Industri, sehingga semakin hafi ecmakin dirasakan kebutuhan Be
terhadap alat tersebut. - P«
Adapun beberapa penggunaan HMI antara lain :
1. FiBika - menyelidiki efek-efek gerak molekul .
- raenentukan beberapa besaran fisis inti
atom
- mengukur konstanta difuei eairan S
• • • - d l l •
•• •. 2.: Instrumentasi * '.
- eebagai frekuensimeter dan Gaussmeter
(Magneto meter) . . •
3. Kimia '- menentukan struktur bangun persenyawaan •1 - menehtukan stiuktux kristal
- menentukan jenis atom dalam material
- dll • '
4* Kedokteran, « ,
- menetukan kadar korusokan jaringan m
geja la kanker, leukemia • •
- dll .
5. Induatrl i "
'- raenentukan kadar solid/fat dalam produk
ai makanan ' , - . ' • :;.
$'. Pertartian » • • • . ' l:
- menentukan' kadar solid/liquid pada biji- [4,
bijian • • • : • . • , ' 11
7. Dan Iain-lain I
Salah satu hal ystag. menarik dan merupakan keuntungan i
alat ini dapat digunakan dengan tidak perlu merueak bahan •'
(non destrlotive method) dan eletem deteksinya oepat |rf
Dalam laporan inl saya eampaikan haeil pengamatan
eecara £elati£ pengaruh kekentalan oairan atau kemuxnian
bahan terhadap intensitas maupun waktv. rel,kBasi T. dan T«.
Sebagai cuplikan digunakan glisorin dan madu lebah eerta
beberapa jpnis ininj'ak pelvunaB yang ada dipasarfin.
Per.yelidikan terhadap waktu xelaksaei inl Bangat pen
ting kcxena dsngan inl kiva bisa •.lenentukan beberapa keada-
•in fiain Iain jobapal eCck kebalikan terhadap waktu. relak •»
saBi, aiijiilnras : - kisntp.l n caiuan, kmnentraei bahan, kerU'-
eakan jarrr.^an daa lain-l&in. Set-up peroobaan dieusijn ee -
perti [rmV.?i- dibawah I. 1
r f r 1*— I I f I . » W ^ . ' .1 ) . I I I I I i '
-^Wr
DereKrar
flu t>l o
Cr^,
TIP
Bl-,k diacram HesonanBi Magnet Inti.
Dalam fisite. inti'telah diajukan beberapa model
salah satu diant..xanya dl!-r^nkan babwa model inti ita seper-
ti model elelcfcrci dalazi atom, model seperti ini dikenal de-
rgan nrr.iel l:clop,xk.
Melalui pendekatan model kelopak, ternyata sangat -
nem^anta kits dalan raem^Jiami adanya beberapa besaran fisis
dalam int;. m.lr .lnya noiren magnet dan spin inti dari berba-
gai jenis atom. Teoritis dapat ditunjukkan bahva spin intiki
dari berbagai jenie atom ada yang nol, bulat atau tengahan»b.
Hal ini tergantung ju.a",ah proton dan neutron yang menyusun
inti tersebut,
Sooara umum nilai spin inti dapat disusun sbb.:
Juml, proton ! Jural. neutron ! Nilai iipin I ! Gontoh
genaj- ! genap ! nol ! 8 ,J
., penar. ! ganjil . ! tengahan !
ganjil ! genap ! !
ganjil I ganjil ! !
Tabel I. Nilai spin inti berbagai jenis at«n
Untuk memahami timbulnya momen tagnet dan spin inti
ftkan ditlnjau atom yang paling sederhana (1H ) yang mempu-
nyai satu proton sebagai intinya. Menurut model kelopak
proton tersebut akan berputai? dalam lintasan tertentu. Se-
cara 6lektrodin«vi8 gerakan proton dalam brbitalnya dapat
dibayangkan sebagai lilitan kawat berbentuk lingkaran de-
ngr-n jari-jari r dialiri arus i. Sistim seperti ini dida-
lam medan magniS j.uar berkelakuan sebagai dipol magnet de
ngan mocen cliyol sebesar :
•'« = i A , dimana A a luas lilitan
Arah momen dipol tereebut +.egak lurus terhadap bidang ling
Seoa*-- mekanis gerakan proton tersebut juga memberi
kan impuls putar L yang besarnya tergantung masea, kecepa-
tan dan jari-jari lintasanajra* DiBamping itu proton t**ae-
but akan tcrpu';ar terhadap eumbunya aendiri yang Juga mem-
berikan impule putar spin sehingga impuls putar totalnya
me'rUpakan penjumlahan vektor dari dua besaran tersebut*
. Menurut Dirao proton yang merupakan inti atom .H1 mempu-
ttyai Bpin I a 1/2, proton teraebut mempunyai momen magnet
/U seperti terofntum dalam rutnus (II, ! ) . Jika dlhubungkan
dengan I akan nemenuhi relafii t
II
dimana $ m faktor pembanding giro magnet, yang menyata-
5kan perbandingan momen magnet dengan spin inti. Indenjtfi-
rum» (II. 1) dan (II* 2) diperoleh nilai faktor pern-banding giro magnet t
**• I * dimana e • muatan protonra = maesa proton
Selanjutnya jika atom-atom tterspin dipasang dalamoedan magnit luar B akan terjadi interaksi antara momenmagnet dengan oedan luarnya, yang raenimbulkan momen gayayang akan meautarJU mengelilingl B seljeear»
I./IxB, , . (II. 3)Bin « B
Momen gaya ini akan memutar momen magnet U mengelillngi Bdengan keoepatan eudut (J L< Perietiwa lni dlsebatlaxmor. Beearan 0)^ juga sering dieebut keoepatan sudutpreaseei yang jlka dihltting diperoleh nilaii
Presses! Iarmor momen magnet yang diletakkan da-lam raedan magnet luar B akan berintexaksi eehingga timbul momen. .gaya eebeasar T o/U x B momen gayaini akan memutar/U mengelJlingl .B dengan keoepatan sudut :fjj. - " '&•" aeperti terlihat da-lam gambar (II. 1) nilai L da-pat dicari sebagai berikut :'Seperti dalam gambar (II. 1) momengaya T «= JO x B sin «pada hal.momen gaya adalah peruba
han impuls ( TDalam pressesi ini beearnya Impuls putar tidak berubah ha-nya arahnya yang .berubah, eehingga dapat ditulis :
p Bo sin « • I sin © ~
dt
2 m_
Tenaga magnetis momen magnetnya adalah :
. E a J T d «B -/IB oos « • - X I B oos © (II. 5)
' O .. • 0
menurut mekanika kuantum sudut U dan B ini tidak sembarang
melainkan. terkuantisir dalara ruang dengan mengambil harga
oos Q a m/l, dimana m adalah bilangan kuantum magnetis
yang mengambil harga dari - I, +1, ..., +1. Untuk tiap har
gn I ada ( 2 1 + 1.) buah m dengan m = - 1^ Beraxti rumus
tenaga magnetig (II. 5) disipati oleh harga m.
- .'.. Seoara steriometris harga m ini merupakan proyeksi
terhadap svunbu z ( merupakan arah medan magnit ) ( sehingga
dapat dituli8 :
m = I
= 1 cos G
harga m ini akan maxaimum jika searah medan magnet dan mi-
nimum jika berlawanan axah dengan medan magnet.
Untuk proton dengan spin § mempunyai dua buah haxgam yakni =» + £ yang bexbubungan dengan tenaga E j{ B
bersesuaian dengan tenaga magnetis yang lebih rendah, se-
dang m«» - i berhubungan dengan tenaga E • + (- ) S }i B
beraesuaian dengan tenaga tinpgi sistim tersebut sepexti
gambar (II. 2 ) ,
Boltma
Dari H
dah 3x
roengi:
adala
untuk
yang
intei
luar
magnt
adal
bu "s
pal
kut
den
Dalam keadaan aetimbane, iuinlah spin yaag menduduki
tiap tingkat tenaga tidak soma, melainkan moneikuti die
busi Boltanann „yang memenuhi hubunean t
n^ a H^ ekp ( - E^/kl ) (1I# 6)
a* • K ekp ( - B*/kT )
dengan u^ , Bg i Jumlah «pin yang nenduduki tenaga E1
dan K Q a Jumlah spin total sistem tersebut, k a tetapan
.OBJ
15a
Boltmann, sedans T. * suhu mutlak Kelvin.Dari rumus (II. 6) terlihat untuk tenaga Jang semakin ren-dah jumlah spin yang menduduki tingkat tenaga tejtBebut se-makin banyak, dengan selisih freksi n • (u^ •* n2)/n sebesar
' . m 1 • efcp ( B/teP )mongingat ekp ( -x ) • 1 - x mate selieih frakei teraebut
adalah • v- W -R0 ** °Q ' ': ' •
n «• ' V'iuntuk BQ a 14 k& dlpexoleh n - 1.10 buah, selisih fraksiinilah yan^ nantinjra akan monentukan tingci sin^al NKR,yan« mana semakin v.esar nllai selinih fraksi, semakin beta*intensita» sinyal xeeonanainya, '
selain beberapa akibat diatap, pemasaagan jnedan •luar juga menyebabkan terjadinya magnetisasi aomen-oomenmagnet tehadap medan lutvrnya, menurut Ourrie Langevin be-sarnya magnetieasi ..texhadap raomen magnet oleh medan iuar B.adalah t • / .
Mz " % H B J <r " 1 ?/?'** .(n- 7)• ' -. :: • • '•* TkT
dengsin t! = & |(f N I (I - t) dan.M » magnetisasi oearah sum .
'• -' Dalam Tc^nyataan proses magnetisasi diatas tidak dleapal Gekaligue,1 melainkan dioapai dalam waktu T. yang mengi-kuti peiceiamaan': t ? : - +/«. \ '
. M„eM ( i . - e " t / X i ; ( II . 8)% • o • • • • . . . . : • -.•
dengan T.disebut waktu relaksasi magnetieaei, karena sea*rah medan; luar.B. maka juga dikenal dengan waktu relakBasilongitudinal, waktu relaksasi ini dipengaxuhi oleh kisi-ki-si dieekitarnya.niaka. juga disebut/dikenal waktu Belaksaislspin kisi, . . :
Dan apabila pada sistem tersebut juga dipasang medanosilasi yang bergetar dengan kecepatan sudut radio. frekuen«iserta tegak lurus terhadap medan luarnya, untuk W_f « W^:
akan terjadi peristiwa resonansi. :
Dalam pevistiwa ini akan terjadi :
1. Loneatan spin-spin dari tingkat tenaga rendah ke-tenaga yang lebih tinggi'dengan menyerap tenaga
8
rf medan osilasi yane: diberikan padanya, k -nudian
spin-spin' tersebut akan kembali ke keadaan aemula .
aambil memancarkan tenaga,. yanfi diserapnya,, proseB di.
tempuh selaroa waktu relaka^ei T... Jadi beaar wakcu
relakgasi T. mengikuti hubunean W dimana W
. keboleh jadian rata-rata perpindahan.
2« Dengan adanya penyerapan tenaga diatas, mengakibat
kan berubahnya nilai induktansi lilitail' probe oeila
tor (kombinasi LC osilatorj, sehincca timbul ggl
. ;yan^'iniiensitaBnya sebanding tleneanperibaban terse
but. * ....
3. Beraamaan dengan perpindahan tadi, spin-spin akan
berpressesi ee fase dengan medan rf nya yang ake.n me
nlmbulkan komponen magnetisasi searah znedan rf yakni
M . Magnetieasi ini akan men jadi nol kembali dal;un
waktu T„ yang disebut vaktu xelaksaei spin-spin,
ataii waktti relaksasi transversal»
31» 2 Waktu Relaksasi
-. Sebelum diletakkan dalam medan luar B ( spin-spin
akan tergerak seoara random dengan keboleh jadian yang sa-
ma (t'idak a4a keoenderunf^n borgerah ke satu arah te'rtentu
yahe lebih. besar dibandins ke arah yane lain).Pada keadaan
Ini. juinlah spin yane menduduki tiap posi»! sama banyak,
Bietam disebut terdegenerasi*
Setelah diletakkan dalam medan magnet luar B . akan
tar jadi intoxaksi antara. mpmen magnet den/^h medan luar
yaa? inemberlkan magnetlaasi. mpmen magnet searah medan luar
nya. tJntuk medan magnet luar searah eumbu eyang diberi no-
tasi H^y hal ini berarti momen maghst searah Bumbu a lebih
banyakdl banding koarah yan^ lain* sistem men jadi non dege-
nerasi. Dalam proses perubahan dari aistem terdegeneraii ke
«on deeenerasi terjadi pengurangan teriaga aistem spin yang
dilakttkan dengan membuang tenaga ke Jciei-kisi sekitarnya. .
Hekaniime pembuanean tenftga torjadi dengan adanya fliktuasi
medari magnet atau medan listrlk pada kiti-klsi spin lntl
yang niana tluktuasi medan dapat timbul oleh adanya getaran
atcm maupun raolekul pada «istern texsefeut. Pembuangan tena-
ga menjadi eangat efektif blla tsrjadi resonansi yakni bila
nfc
ga.texca
si spin
si , e
spin 'yv(
mendudu
kecepat
.«i-f.)»;. '
>'-if» «• V ' 1 "
• ^a lan i ]
an tra:in untuk '
int'e»
1
. i . ' . - r . ; . , • • • • ; • • : : / • r j - . ' ; • . . • • ' • • . , : . • . • • - •• .' . v . • - . : . : • • • ! • •..: - . .
^ ' 9 " , . - • . • - • : • : . • . : : • " ' ' 'V 1 J » . . . . • « • . . • „ . . . - ~j
frelcuensi medan fjLuktuasi, eama dengan fcekueaei Larnwrf S i . .;
l a i n pihiik. pembuancan tenaga pleh .spin-spin mengakibatkan""':
berkurangnya Bvihu. spin Ta berubah menjadi Tft (suhu a k h i r ) '
dimana dalam .keadaan .letjUnbang Tfl • ^a» Waktu. yang dibutuh-
•*• kan spin-spin d.alam proses perubahah dari euhu akhir selling
ga.teroapai keadaan setimbangdisebut dengas» wak|u *eiaJceS7i ' s i spin kis i T | . Dalam rangkn nemahami ni la i waktu relaksa^! s i T. seperti terlihat dalam rumue ( I I . 8) ditinjau JuolahI spin yang menduduki tiap ^ingkat tenaga eeperti dalarn'rusnie
jca*. Tenaga, Jij aan g. f eoang K • n,, + n,yan/2. dimil'ijci sistem terset-at, lyjbesar, kebpleh jadiftn ;tss i e i spin dari atag ke bavah danWMceboleh jadiahltrans-isi•.,.dari.bawah keatas , ,n» n, - ru se l i s ih Jumlah spin atttar- ;;••tinekat.ten^ga makfl kPpepat^.vperubahan. jumlah spin yang _;menduduki tir^kat tenaga .'B4-, adalah t . . . • . . . .
kecepatan peruMhan ee l i s ib ^umlab spin adalah t- '± ^ ' ? - • • • • " - -•••:•- .
• .......; (11.10)
n ^
Dalam keadaan setImbang W) = W*. = W dimana W keboleh jadian txans l s i ra ta -rata . Kalau dioastakkan syarat batas yaknl
n untok t 0 —— n * ° "na'£a Veaye^-eBa^an (11.10). adalah' n = n o f i - e - ^ r ) •" ••• ; ; a .(11.11)
terlihat suatu kesetimbangan akan tercapai secara ekponen-:siil'dengah \rakini~xelak&aBl-^iV"<'^^'-cei^&^i;'\i^-''FBOy^-':'bitt!gSL'"i6'r%- 100- deiiik tmtuk cairan dan; lebih beear^ 100 tm >.t i i k ' feat"padat.:' • - _ - • • • . " • • •. ;•.-. •. • . • • • .-. .. r ..-t
I I . ,-3 Selamr Relaksasi ?^: .•-. -.-:-./.-. -••:" •.. .\-,-:.. • ••...-, .,:V:-^ .;:. •'-•
' ': • l&lajn prose's menuja keadaan' setifiibangtimtrulperoe--
stiaian antara suhu spin T dengansubu k i s l T- sehingga t e r
capai suhu internal .T /£ Penyesuaian-Kercapai dengan adanya ;
interaks i spin-spin dengan d i lkut i perplndahah tenaga -dari
10
spin yanc satu ke spin yang lain. Tetapan waktu yang diper-
lukan spin-spin untuk raencapai suhu internal T ± disebut wak
tu relaksasi spin-spin yang diberi notasi Tg, tetapan waktu
ini akan berbeda untuk spin-spin dan keadaan fiais yang ber
iainon, sehingga dengan informaei Tg dapat diketahui kondi-
si fiais ,ya.ng diiniliki bahan tersebut, nilai T g beberapa de
tik untuk .zat cair yang encer, semakiii kecil untuk yang se-
makin pekat dan beberapa mikro detik untuk zat padat.
II..4 Beberapa faktor yang menvpangaruhi nilai waktu relak; sa,ai.»
Dalem bab ini bagian 2 diterangkan bahwa waktu relak
sasi (pembuangan tenaga) spin dipengaruhi oleh fluktuasi me
dan magnet maupun medan listrik dalam sisti* spin Jersebut
yangr mana fluktuasi ini bisa dltimbulkan oleh atom/nolekul
dalam bahan»
Pluktuas'i medan ini dapat diperbesax dengan adanyas
ai Interaksi dinol-dipol mapnet . . .
• Molekul-molekul dalaa laxutan bergerak ( roitasi mau-
pun ttanslasi) dalam bentuk gexak Brown sehingga medaa lis-
trik maupun magnetnya akan berf luktuaoi besarnya juga ayah-
nya. Didftlam sistem dipol magnet, antara dipol magnet yang
aatu denaan yang lain akan aaling berinteraksi yang nangakl
batkan tliabu-1 medan lokal Bebesat»
Lok ^
dimana r^.» dan 9^ jarak, audut antara dipol magnet i dan
i, Untuk benda yang bergerak tocara random harga \gos2«» 1/3
sehiaasa H j ^ - 0, dari PUSJUB (lilii) te»Hh»t «fek fluktu-
asi medan yang raemberikan relakoaBi tergantung pada beaar -
momen magnet Jarak antar inti'dan-«udut antar'amah magnet*
Sslain tiga faktor diatas, acinan frekuensi gerak m|lekul'
Juga sangat berpenaaruh aepertl terllhat kenyataan bahwa
hanya komponen yang;,bergerak dengan keoepatan frekuensl la»
mor yang dana frekuensl rf yang memberikan relaksati Intl.
1hubungaihe cairpunyal 'waktti-ktuhkan"nya atawituk elekule?ler, matu' reli
dimanaNilaicairan(II.12
. \'
11
Ketergantungan ef ektif f luktuasl medan terhadap Jarak erathubungannya dengan koneontraal molokal.'misalnya pada Benzene cair mempunyai T1 » 19 detik, eedang Jika diberi 0s2 mempunyai T^ « 60 detik. Ealau digunakan Bebagai notaaiwaktu korelasi yang di definisikan Betagai TOktu yatsg dlba-tuhtem molekul untiik bergerak seoara linler Bejauh deameternya atau bergerak rotaeionan sejauh aatu radial, yane manauntck gerak translasl berhubungan dengan Te^akaovilekuler sedang yang rotaai barhubuncan defaganler, maka Blombergen, Found & Purcsll mengajukan ronstts wak
tu xelaksaei i . • ;
Konst. "C". . •
dlmana \J Q a frekuenai *eBOi?anBi ,.,,-...•Nilai waktu korelasi ! 0 aangat torganttoip t»*a kekentalancalran (bahan) bentuk dan «kdran mblelkui yang larut. Runma(li.12) dapat digambar grafik Beperti gambar (II. 3)
.--r
OAjiror
\
! \
E\l
10" / O~ «»' Gambar I I . 3 Habungah 0? dan T„ terhadap. T
Keterangan : .
Dari gambar terlihat untnk laxutan "encer (moleknldapat berperak cepat) 1A O ^>2>|^ . Dalam keadaan lal h
dan gexak n»le-T keoil, aenghasilkan Tc O dan T2 c
12
kul lebih cepat dibanding gerak pressesinya. Sedang untuk
larutan yang lebih pekat dimana molekul bergerak lebih lam-
bat, maka 1/P \ 2lrVQt dan T c / ^ % dalam keadaan ini Tg
terus mengecil sampai akhirnya diperbleh harga yang mendatar
yakni pada -bahan face padat. Menurut Bloch harga Tg
dimam/i-adalah•.leijar.sesengah tinggi pulaa resonanei.
Ketergantungan T o t H t dan T seperti dalam gambar
yakni \intuk T pendek atau larutan encer, T1 hampir berim-
pit dengan T„ Bedangkan untuk larutan pekat atau T , lama
1' akaa naik sementara T- akan turun terus setelah melalui
titik dimana, :.. . . .
B. E.fek Anisotrop lindungan .
Anisotrop lindungan elektron, disamping mengakibatkan pergeseran resonanei jiiga akan mempengaruhi waktu relakeasi T1 dari larutan dengan mengikati hubungan :
dimana " • komponen lind'angan sejajar sumbii aimetri
-1 a komponen lindungan tegak lurus sumbu Bimetri
C. Efek Quedruppl listrik '
Momen quadrupol listrik juga berpengaruh terhadap
waktu relaksaei «iengan mengikuti hubungan t :
3/6^qV to.-.1
dlmana a - muatan inti
q, • gradien medan listrik •
Q a momen quadruppl liatrik
D, Pengaruh Baban Para Magnet !
Seperti kita ketabui bahwa'medan magnit dipengaruhi
oleh bahan para 'magnet» fero magnet maupundiamagnet, demi
kian Jugs momen magnet juga akan dipengaruhi bleh bahan pa
xa. magnet. Sesuai rumus (II,11) bahan, tereebut akan berin-
texaksi dengan,. maien., magnet yang memberikan taobahan medan
lokal yang menyebabkan raelebarnya fungei distribusi reso -
nanei. Sesuai dengan' tidak kepastian Heisenberg
peleboranraelebs
relaksasi/ :' "Pei
mengikuti
dimana ; j
efektii' 3/
a Jenis 1
a. .KMR,,®
rikan
b. HMR €
Kedua
relaksas
A.
I.
soanine
tinggi
•——.
13
peleboxan fungsi distribusi resonansi ini juga mengaklbat -
kan raelebaraya pita tenaga^ E yang akan memperpendek waktu
relaksasi Tg.
Pengaruh bihan para magnet terhadap T1 menurut BPP
mengikuti1
1
dimana P"*p ** 5/5 & t $ & . ( * + 1 ) nomsnefektif yang ditimbuftkan oleh bahan para magnetnya.
III, 1 Cara Pengukuran waktu relaksaai
Ditinjau dari oara pemberian medan oeilasi rf ada du
a Jenis HMR yakni i . •
a. NMP. gelombang bersambuns (Continoues wave NMR), rf dlbe-
xikan terus menerue.
b. HMR gelombang kejut (Pulse NMR), rf diberikan dalam pul-
ea-puls?..
Kedua jenis WSR diatas dapat dipakai untuk mengukur waktu
relaksasi T.. maupun To asal jangkauannya. sesuai.
A. Pengukuran T.. dan T^ dengan C.W NMR .1 2 . '
Untuk pengukuran T. dapat digunakan cara pengulangan
soaning, yakni dengan menjalanTcan soaning dengan keoepatan
tinggi secara berulang -ulang, sepertl'gambar (ill.-1).
Harga T. dapat dicar.i dengan rumus i
2 c*
Gambar III. 1 Waktu relaksasi spin kisi t ^ a l a m Ben-
zene (60 MHz) cupllkan diletakkan dalam medan luar B^
yang sesuai kemudian scaning H. dijalankan dengan ke-
eepatan
Untuk pensukuran T„ dapat digunakan model pengukuran
lebar garis. Sesuai dengan.ketidak pastian Heinseriberg dan
karena firigsi distribusi resonansi iersebut Gaussian maka
cllperoleh i #;
^ T 2 • maka T 2 =v / i akan scraakin besar uhtuk T_ semakin kecil.
B, Pengukuxan T.. dan T2' dengan teknik pulse
Untok T 1 yang semakin keoil atauT„ yang semakin *ae-
sar pengukuran dengan nenggunakan teknik C.W HMR kurang te-
pat. Untuk itu biasanya diguhakan teknik Pulse NMR dengari
cara Bebagai berikut t-.
Untuk mempermudah ,dalam memahami teknik tersebut, di
tinjau kelakuan magnetisasi mikroskopir dari kumpulan momea
magnet dalam medan magnet luar, seperti gambar III. 2.
Gambar III. 2 Proses magnetisasi mikroskopis momejj mag
net dalam medan luat B . yimg searah sumbu .z dan medan'
wilasi RP dalam bidahg; &,,#..? /'''.' V, '.
a)« Memen-tdagnet dalam keBetimbangatj1 dalam aedah luar'B .
b ) . Jlka diberi KB1 yang aefase dongan frekuensi Iarmor akan
menlmbulkan magnetisaii searah x* dan y, \:
o). Sesudah terjadi magnetieasi searah x dan y (M_, y)
maka akan terjadi peluruhan. i;;" . v;::
d ) , MagnetliaBl M^, _ -'0 ietfudah pelmruhan beralchir.
e). Pengialan tingkat-tingkat tenaga seperti sem\j(ia dalam
pr»sd8 kesetlinbangan Boiamann. f"
Menganggap medan pgilasi B 1 hanya bergetar searah
surntu x dan hanya dikenakan dalam puloa-pulea, ilka pulea-
pulsanya pendek sekali maka ^lakaaginya dapat idiabaikan.
SI dalam.sistem ini medan B1,berusaHa memutar mivghetisasi
men,
sa :
men
dut
kan
bu %
dan
dar
ens
ada
' dia
jad
. Bpi
fek
"(In
eeb
rel
90
dap
nge
ri
dan
pex :
, " ' • • '
din
med
nix
nye;
dar
mengelilingi B Q denpan keeepatan audut }( B^ • Jiaka lama pul-aa yang dikcnakan T V makamteighetiaaai tereebut akan diputarmenempuh sudut 0 yang memenuhi hubungan 9 «cfB-T untuk en-dut % aebeaar 90° dan 160° yang pemilihannya dapat dilatax -lean dengan mengatur T • ;
Andalkan puloa 90° kita konakan dalam elatem terae-bat, naka magnetiEaainya maaih akan berada d a l a m bi-daii^ x» y yana1 dapat uBmberikan alnyal pftda eoil penarlma .dari spektometer, magnet iaaai Inl akan efektif jika freku*ensi HP aana dengan frekuenei Iopaor. Selanjutnya karenaada zelakaaai epin-spin beaar magnetiaaal dalam bidang s, ydtataa akan berkarang aeoara akaponeneiil yang akhiruya menjadl nol dalam aelany waktu Tg yang dieebut waktu reldkiael apln-aptn. Akan tetapi aerlng kail nllai waktu relafca&ai e*fektif apin-apln diganesu eleh ketldak aamaan medan magnet(inhomoeinity Hagnetia Field) yang dlmiliki bleh aiatem teraebut yang dlsebut ringing efek, aehingga pengukuran wakturelaksasi aeeaxa langaung dengan menggunakan teknik pulaa90 kozang -memenuhi saaaxan atau kurang tepat, keadaan lnidapat dlatasl dengan teknik echo diinana. eoho tadi untuk me-ngeliminlr beearan-beaaran. yang dimillkl oleh bahan teraebut.Seperti terlihat dalam gambar (ill. 2) raaka T- dapat diea-ri dari peraamaan peluxuhan magnetiaaal. M • MQ e ™ 2 , '' ;tapi karena T. dipengaruhi juga oleh ketidak homeganan me -' 'dan, maka untuk mengukur T_ digunakan teknik spin echc yangperaamaan pelunthaxmya memberikan nubungan : . '
. « (echo) V ^ ,<CH»/*2. - <2/3)$2 G2 D T?))
dlmana D adalah konatanta dlfusi dan G rata-rata gradienmedan koef ialan auku kedua dari ekaponenaiil dapat dieiimi-nix dengan pemberian echo tereebut. :.:. •• . -.
Untuk pengukuran T1 dapat dilakukan aebagal berikuttPada seat pulsa 90 dikenakan dalam eiatem teraebut
medan BF akan memutar magnetisasi dg£rt keadaan keaetlmbangahM Q dari aumbtt % ke bidang i, y, hal lni akan memberikan ei-nyal peluruhan magnetiaaai sesual dengan H dengan tetapanwaktu T2, kemudlan aebagian momen di magnetiair aearah me-dan B arjupai pada saat pulsa dikenakan untuk yang kedua
nmagnetisasi searah sumbu z (M^) sehingga sinyal pelu
ruhan yang kedua mempunyai intensitae yang sesuai dengan M^
yang lebih keciX dari sinyal peluruhan pertama, dengan mem-
bandingkan .sinyal pcrtama dan kedua diperoleh T yang mengi
kuti hubungan rumus :
M M eoyang dapat dilihat dari :
I e seperti terlihat gambap. (ill, 2).
iOambar III. 2
Porsamaan luxuhan T9
Jika dikenakan pulsa $0°
aeoara berulang-uaang da-
lam interval waktu t.
• \
x.Gambar III*Pereamaan luruhan T.Jika dikenakah pulsa90°.
Ill* 2 Basil Percobaan dan Kesimpulan
Sebagai ouplikan diambil gliserin murni, kemudian di
enoerkao'dengan akuades aehingga diperoloh perbandingan ka
dar uhtuk gllserin n2 » 9*^ni* n5 " 0f9no» ni " °»9
n, m -. Sari pcrcobaan dipexoleh data eeperti dalam tabel
III* 1 dan diperoleh graf ik hubungan konsentrasi dan inten-
sitas maapun vaktu relaksasi aeperti terlihat dalam gambar
(III. i/a) dan (ill. 1 b ) . .
Kondiei peroobaan t
Rangejt 1 volt, Range sean : 50 Gauee/putaran, Keoepatan
rokorder t 1 pu^aran/menit, Prekuenei : 7.161621 MHz.
Tetapan waktu .maksimum.
No. Kadar
12
3
4
"1
*3*4
100
x 10C#
Inteneiiias I
12
» T,1
• 4 ,2
3,0
Waktu relakeasiT20,1 x 2,4 det '0,2
0,22
0,25
KeteranganInten-tensi-tas dalam
' ? • ' •
6!'
0
1
2
Ian•oar:
. S B *
ban
kan
6
o12
17
»5 2,1
"•«.* J -
. idav
wakta relak>aaat daleMoetlk.
GzafUr III , I (a) Habtujgan aeoaxa xelatif kMiaeatvaaiterhadap lntanaitaa SHI. *'
^ (b) Hatangan kohaentxsai dengan wakta ;• . x e l a l e a a a i * ' ' • ' ; • • . • " : • • :
Barl haail potooljaan dista*. dsyat dlanMl kaaliapit •lan balwa untuk eairan yaog aemakin kental (konsentzsai gffaerln becar) dlperoleb inteaaltaa xoactnaaai jwnff ameJtia. baaar daa «aktu relakaaei yang «emaklir keoll* HangkiA bl»a dlbaadl^kan darl taabll peveabaan dari Blom lwrgon mat^geiiaL'pengamh kekentalaa terhadap iraktu relakaaai d«ngaa eapli ikan
III» 2 Pragatuh kekentalaa texbadap nafctu .ralakaitat»
18
Sedang untuk vaktu relaksasi T.. akan membelok dengantitik belok yang berlainan tergantung pada frekuensi csila-
;fcor yang digunjQcan oeperti terlihat gambar (ill. 3)
Gambar III. 3 waktu relaksasi proton dalam gliserin.
Dari gambar (ill. 3). terlihat eemakin besar frekuen-si reBonansl. Semakin kekiri nilai titik belok, sesuai de -ngan XUDIUB t •*
dan titik belok terjadi pada titik Tc2(afr fQ) •• (2 Vs'Dimana f adalah frekuenai terjadi. reBonanai dan £. adalahkekentalan cairan. Untuk eairan semakin kental T semakiubeaar eehingga pemberian frekuensi reflonansi yang eenakknbesar akan menggeser titik belok gvaf ik T. kekiri.
' Pada penyelidikan minyak ptlumaa dlpevoleh data«dat&••pert! teroantura dalam tabel III. 2
1 JehiB-bahan
! Mesran
f
1 tJnion1 Caltex
1 Dkuran
I SAB 201 SAE 501 SAB 90
1 SAB 40I SAB 50
1 Intensitaa
4,6 volt1 7 volt
4*8 voit
I ~4»7 volt4*0 volt
1 Waktu relakaaei Tg 1
0,8 detik| !
! 0,74 detlk !0,92 detlk 1
0,84 dotik !0,64 detlk 1
Tabel III, 2 Intensitas dan waktu relakeaei berbagaiminyak pelumas.
Pada penyelidikan mada»lebah diperoleh data sepertldalam Tabel III. 3 (a) dan III# 3 (b).
yai
aki
001
ta.BlkeBt
y»
19
^ 9« ^ 6» *» 4»
Goabar III. 3 (a) Hubungan intenBitas dengan kenaxnlaa
mada,(1)) fijbungan waktu relaksasi dengan ke -
inoxnian n a d u * • • • >
' Peiigaruh kemurnian terhadap bentuk slnyal dengan HHRyang tidak vesolasi tiuggl diperoleh gejala bahwa sinyalakan eemakin jelek.tmtuk bahan yang semakln tidak muxni atausemakin halns tintuk bahan yang eemakin raurni. - •. " .'
Dengan melihat taabnngan pengoruh kenmrnian bahan terhadap besaxah sinyal RHI nisalnya waktu xelaksasi» .intensirtas dan Iain-lain seoaxa kualltatlf dapat ditentnkan kondl-Bi internal bahan tersebnt antara lain : kemurniannya, ke ••kentalannya, koedfisien difuei, dan dengan dibantu oaplikanstandart dapat ditentnkan besaxan. diatas seeara koantitatlf •
Begitulah, beberapa haeil pexoobaan yang dapat kaalsanpaikan dalam rangka turut berpartisipaei dalain keglatanyang bexhubungan dengan ilmu fisika* . '•-
Semoga dapat member! manfaat.
nBaftax - Pastaka
1. Blombergen N.
2. J.S. Waugb,
- . 3, Biagio Pesce
4* Sahara Muslim dan
••; Anwar Dani.4
5. G.E Pake
6. P.Bloch
7» D, Chapman and
P.D.Hagnus
•: - Huelear Magnetic Relaxat ion
- High Resolut ion MMR \ '
• x - Advances In "MAGNETIC RESONANCE"
Volume 1, 2, 3 , 4» 5» dan 6,
i - NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE IN '
CHEMISTERY '<
: - Resonansi Magnet Inti ( 0 .• - t
: - Fundamental of Nuclear-Magne-
t i c Resonance Abaorbtion (Ame
rican Journal of Physics 18,
438 (1950)
I - Nuclear Induction (PHYSICAL
REVIEW volume 70* number 7 and
8 ootobor 1 and 15, 1946)
t - Introductlan to Praotioal High
Rf solution Kuolear Hagnetio Re
aonano» Speetroseopy.
ABSTR/• • - ' , ' • '
ngain ivlole1
iampii«orbs
diguii. satapa•• atoiti:
l i sa
deng<
V:uber
'•.-•,'?./
i'
1 - 2
SEREKTRA ATCW-ATCM ALKALI
Oleht Bodi Santoeodan Haiyono Arumbinang.
ABSTMK.Spektra emisi dari atom-atom' alkali telab dianalisa de-
ngan alat apektroroeter oahaya dari daerah pada gelombang ultraviolet sampai infra merah, Emisi eptfctaa ini di peroXeh darilampa pijar yang bias dipakal untuk analisa Bpektrometsji ab -Borbait Haai-hasil pengamatan dibandinekan dengan data darihandbook yang diamati dengaa metod» luewtan' (spark)« ' / ,
Penulisan ini merupakan perrmllaan dari aktivitaelttian dan pengembangan epektroskopl atom mauptm molekul. 8e-ngan peralatan jiang ada yaitu Bpektrofotometer abaobei, yangdigunakan nntok analiaa 'trace element1 yang mampu menganalisasampai orde P.P.m, akan digunakan un-Smk menganalisa stfuktux.
- atom alkali raelalui spektra -mislnya. Valaupun daya resolnsidari alat yang dipakai tidak cukup tinggi ( r'-iio',) yaitubanya manpa membedakan straktor halus, tetapi data dari ana-liaa Ini akan brguna dan member! gambaran stroktur atom seoaraglobal» Spektroskopi sendiri telah berkembang sejak tahun 19^6yaitu penemuan oleh Sir Isaao Newton tentang ter jadinya berba-gal warna bila cahaya pntih dilewatkan suatu priBraa. Sekarsngdengan berkembangnya tehnologi laser, spektroskopi retolusitinggi berkembang juga dehgan oepat/pesat. v
Dapat di. klasif ikasikan menurut waktu sebagai berikut t1. Elra-kira eekitar 193O-«nSpektroskopi klanik menyangkat t '"• ;
a) Spektroskopi emisi dimana canaya dijatuhkan pada t'ebuah kisi(grating spektrometer) kemudian cahaya yang disebarkan dianali-aa. , • • ':• " • •"'" •>•
b) Spektroskopi absorbs! dimana cahaya dijatuhkan pada zat absorber kemudian ditoruskan ke kisi untuk dianalioa.Resolusi dari metoda ini terbatas antara r«^»10' - 10 .
21
22~l
Keterbataaan ini disebabkan karena adanya cfek Doppler (Doppler
broadening) dan grating spektrpmeter.
Berkas atom dimaksudkan untulc menghilanekan efek Dppler sedang-
kan interferometri dipakai untuk mengganti grating spektrometer,
Resolusi yang dapau dleapai adalah r (V = j^j ) = 10 , dimana
/ ^ ^ 5 0 MHz, Metoda terakhir ini terbatas pada beberapa jenie
yang pembuatan berkae atomnya mudah, dan terbatas juga pada pe-
ngukurari karena.inbensitas oahaya lemah.
2.-Antara 1940 - 1950 revolusi radar dan dobel resonansi ga-
lombang mikro.
Cara ini dipakai tmtuk mengukur beda tenaga pada daei?ah gelom-
feng raikro. Laerah ini tidak mungkin diukur secara langeong ka-
rena efek Doppler besarnya sebanding dengan beda teiiaga pada
daerah ini (.>) **• 10° Qy/see ). Dengan mengeksitasi antara dua
sub-level yang sangat berdekatan dengan gelomliang mikro dengan
fr^kuensi H p ^ 0 t dimana ) R F frekuensi gelombang mikro dan
Cara lain untuk meneukur level yang sangat berdekatan adalah
dengan metoda layangan kuantiia ( qttantura beating ). •
3# Perkembangan laser dan Spektromoter resoluei tinggi antara
1960 - 1970. !
kountun^ah peisakaian laser untuk spektroskopl reeoluai
i) Iotonaitas sangat tinggi, tunabilitasnya be ear, dapst ber-
.operaii seoara pules i If.se merupakan lampu super, dapat di-
tune don dapat diswich dengan oopat,. ' ' ' i 3 6 "
ii) - Sangcvt monoehromatis dengan V t ± *""*'!" - 10 Cy/eeo
. ,r.,Sangat tihggi intenaitasnya dengan daya <- -> beberapa
watt/Cm2 untuk operasi kontinu dan orde Mwatt untuk pulea.
Setelah ponemuan Balmer (1885) mengenai apektra atom hidrogen,
maka banyak usaha mencoba menemukan suBunan yang menjtangkut
apektra setiap elemen. Balmer raenunjukkan adanya.ru-inusan sederhana untuk sela Eelomhang yang diberikan eleh_2
Khus
gari
men.,
laij
nerenai
dene
Iluku
lalu
kali
Pe'
Ruth
n y a •:•'
2)
b
3) -a
' torn <
re lai
kat 1-
dimana A m 3645,6 %., dedangkan n, dan n„ adalah bilangah bulat.
Khusuanya untuk n.. = 2 dan n„ " •'»4»5»6...... maka didapatlah
goris spektxa atom bidro;;en eepprti yang teramati dari experi-
nen.
Dari teori atom Bo]» ynne ooook dengan rumuoan Balmer, mu-
lallah orong menerorti fauoxngan epektra atom hidrogen dengan e-
nerci level yanf bevBangkutan' dan sgteruenya dimengorti menee-
nai mokanieme t^jnbulnya oraiei dan abeoxsi oahaya dalam hubunga»
dencan etruktuv atom (tingkat-tingkat energlnya),
Hukuro Kirchoff men&-enai serapan oahayapun dapat dljolaokan met-
lalui mekanlsme serapan feton oleh. Btruktux materi. '
Struktvuc atom Hldrogen
Adanya spektxa 8erapan.atom hldrogen diamati pextama
kali oleh Ibrannhoffcx kira-kixa pada tahun 1766.
Pexkembangan teoxi atom begitu raenonjol sejak dirintie oleh
Rutherford 0911) kemudian oleh Bohr yane mengajukan teori atom
nya melalui tiga asumsi t
1) Hanya ada orbit-orbit yant: diskrit yang dimiliki oleh
. ;atom. •
2) Momentum elcktron dalam orbit merupakan kclipatan bilangan
bulat dari 1^ dimana "R = -r-jp.dan n adalah tetapan Planck
yang besarnya 6,602.i5^ joule/detik.
3) Badiasi diemisikan atau diabsorbsi oleh transisi elektron
.dari suatu keadaan kuantum satu ke keadaan kuantum lainnya.
Tenaga pancaran radiasi adalah h V = E ? - E. dimana ~f fre-
kuensi, E. dan E.. tingkat-tingkat tenaca kuantum.
Atom hidrogen m^rupakan model yang sangat beguna bagi pe-
ngembangan teori model atom maupuil teori-teori dan experimen
Model ini paling sederhana dan mempunyal penyelesaian kuan-
tum eksak. Melalui aeum'si kedua dari teori Bohr yaltu adanya
relasi pr s nft n = 1,2,......t dapat diturunkan tingkat-ting*.
kat tenaca atom hidrogen melalui persamaan klasik dimana te-
naga elektron orbit adalah
24
dengan p momentum m maasa, e muatan elektron dan r jari-jari orbit
(a rauatan inti yanc untuk proton z » 1) Penyedan persamaan kesetimbangan £aya sentripetal - sentrifugal.
mvr
.dengan memakai ketiga persamaan diatas diperoleh tingkat- «...y
tin£kat tenaga elektron
E ^ 6 zn 2 h 2 n2
1 ^ 1dlmaiia JU adalah massa teredukai elektron — « "• + jj }m maasa elektron, M maasa proton.Beda energi yang merupakan emisi foton yang dipancarkan anta-ra dua transisi tin 'kat tenaga adalah nTI
1 1 » Twinan--B-"m-^2"*_2 ~ .2 ' bera
P - Bm n
yang sesoai dencan spektra emisi teramati.Persyaratan pr • njj dinamakan syarat kaantua Bohr.Sebenarnya pr lni adalah pr kearah radial yang dapat juga di- *peroleh darl syarat gelomban^ de Broglie staeioner yaitu2itr«n^- fiimana >>..&.. .
Teori atom Bohr diatae eancat sukar diterapkan pada atom- ,atom komplek dan tidak dapat menjelaskan adanya energi level •splitting. " . . ;*•••"<'•
Seteruanya Sohrodiager ielah berhasil nen^embangkan mekanikagelombane untvk materi dan dengan mencganti p oleh operator£"fi <7 kemudian diselesalkan persamaan Hamiltonian diperoleh ener-gl level ' '. • : :-. \"-'-;:p^i
yang sesuai dengan teori sebeluonya.
Kelebihan nekanika gelombang Sehrodinger adalah bahwa ia da-pab oenjclaekan energi level splitting, dan dapat menjelaskan
-25..
de£?enercisi« . .Penyelceaian funrsi ;:olomban<; pcraamnan Schrocliufrer yanoliiklBV:an kendaan sietem adalah
dimnna*nl
h2 -ag A' ' - 0,53 * 10^*
dan I» adalah fnn£;si Iaenexve. ':"TransiBi darl tln^cat tnaga, dapat dlklaslfikaslkan Mnjadl b«-
bexapa seri . .-..:..• ,.j1; Toyman ( ultra ^ o l e t ) : ( p - B( 1 - - g ) m>1
2,- Balmer (daeiah i;ampak) I (f • H(l - 1.) m >2._ . 4 »
3. feBchen( Infra mexah ) : (f« B( - - -„) B > 3
4. Brackett(lnfia merah ) s (f- B( i - i g ) «>4
5. Pfond ( infra merah ) : ( f » H ( i - \ ) m>52 5 »
Seri tersebut dinamakan meoomt naaa orane fane bai raK mengana-l iaa dalam daerah spektoo tersetout.FenyelidUcan spektra atom*«toa alkali aangat menarik karena si>fat-sUCat kimianya yang sana yanfj ditentokan oleh baayaknya ea-tu elektron orbit terluar.Seandainya model atom bidrosen berlaka untuk elektron orbit t e i -lnar sedang elektron-elektron orbit laizmya dianggap meml»atnkcore yang keras (frozen oore)# naka spektra yang dihaeilkan a-kan mengikuti atom hidrocen.
~l
26
Dalam fcenyataan yanp diperoleh dari hasil experimen, jnemang be- 1S >
Seri
Seri
Seri
Seri
principal
sharp
diffuse
Bergmann
o
c
i =c
±0
Harga-harGa yaris
bahwa
T RB • ' •
1 /- .
Tpa
T•ps
ss
?*
R
" (m+p)2
R
(m+s)
" wFR
dipexoleh- seoara
T2
a -
m SB
m a
. .
empiris
2 > 3
2.5.....
3»4»»«J»
4t5f....
menunjukkan
R
Kalau kita kembalikon pada model atom hidrogen maka terlihat
bahwa . .
dimana m1 dan n1 merupakan bilangan yang tidak lag! bulat se-
eontoh' untuk lithium maka dapat ditunjukkan diagram
tenaga sebagai berikut t
Bieamping epektra yang mengikuti pola atom hidrogen texdapat
pula spektra lain yang belum'diketahui polanya dan selanjutnya • $"$
blsa raerupakan obyek analisa dalam spektroskopi,
.' . Garis-tfaris yaii? mengikuti, pola aton h i d r o g e n dapat ditu*» s:. " " ' • • • ' •'"'"'V--,
lipka sebagai berikut s . • . "* "*
Kare
Bi c
eetiu
Adan
» . • tene
prxi
dale:
xel •
dua :
K(^-: •,--'i?*
I yj
• - ! • •
• 4
Karena adanya kaldah selekai untuk tranelsi maka hanya tranil-Bi dari tingkat tenapa tertentu saja yane memenuhi kaidah ter-sebut yans manckin terjadi. Kaidah yane haras diikati adalah
A £ - -1, yong nemonckinkan ttan8isi*tranBi8i S<f—^Pj P^L^D,dan D <^r? F dan seterusnya»Dalam hal transisi 2S —-s»nP dinana diambil 2S adalah tingkattenaga dasar, maka spektra eniei yane terjadi disebut 8erlprincipal dengan xvunus eraplris
/f= 4387,7 - .'" f" -2 ^ 2U (n-0,0404)Z '
d j ( «. — ) (llhat White Introduction to Atomic Spectra).Sebenarnya rumue empiris ini masih dapat didekati menjadi ben-tak •
' . ( 1 1 *"
(2)
R((2 - O,4Q49r (n - 0,0404)
,) (3)
dimana R « 109721,6.
Ada beberapa argimen bahwa level pertama dari atom lithium a*dalah 1S (Gerhard Herzberg) sedang orang lain memilih bahwa le-vel pertama seharusnya 2S (HfE.White). Sebeaarnya pemllihan Ice»dua iai/.samE?. saja karena dengan rumusan
28
(n
maupun
<J =o2 (n
(4)
(5)
hasilnya sama gaja asal diadakan pomilihan s dan p yang sesual.
Yang petftama menentukan s « 0,5951 ,sedanff yang kedua s«-Ot4O49»
Hanya aaja kami lebih condone memilih 2S karena tila kita pi-
lih 1S» dengan s posltip maka kita juga boleh memilih n m 1 de-
ngan p positip.
Dalam deret ini Beri p mull dengan angka ea*u yan^ kelihatan-
nya jangeal. Rumusan empiris (2) dapat kita bandingkan dengan
data experimen sebagai berikut :
"Segi
2
3
4
5
6
1
/v 2S
2S =* nP
»nP (xumus 2)
A°
6704,84
3229,84
2740,52
2562,33
2475,34
2425,86
A2S-
Handbook
tiy)-
—9»nP(Her&
funnyoerg
6707,85
3232,6
2741,3
2562,5
2475t3
2425.7 (
of Chemis-
la
da
n
2
3
4.
5
6
Ternyata runus empiris texsebat diatas oukup balk dengan kesa-
lahanc? 0,01& Demikian pala untuk eerl Sharp yaag «uati» en-
ptrienya ( 2P 9 nS ).
(6)Sharp « <a • 28601,6 -
dapat didekati donpaa
6,5951 ) S
(-L--Jl (7)
Itebandlnean raraus (6) dengan data adalah sebagal
2
3
4.
5
6
Sesi diffuse dapat dideknti dene?» xumus empiris.
Diffuse :
k
8158,18
4976,87
4274,25
3985,41
3834,97
A
8126,5
4971,9
4273,3
3985,8
3838,2
2p '^.-p. nd
28598,5 -109721.6
2p —-*»nd
Ac
(n - 0,0026)2
( r u n a B 8 )
(8)
3
4
5
6
7
6102,75
4601,51
4131,37
3914,20
3793.97
6103,5
4603,0
4132.3'
3915.0^
3794.7
30
Fundamental s * J3d *nf K : - p -
ff= 12212,45 ." •~97-2''1J W -7~~(n + 1) . ^ ^
» > 3d .' ?nf ( r a m a s 9 ) > 3 d >nf(Herzberg) . ;,, i —
3 • 18674,66 18677 .... .-r— .
4 "• , 12781,2 12782,2 j [
5 " •• • 10911,52 \ - L_
6 10026,84 - Ber::
' Pada umuinnya rumusan Ritz lebih cocok untuk meluklBkan
Bpektra logaW alkali yang dapat dilukiskan sebagai berikut: Ser:
dimana p dan q diambil -
p = n i + a i + - 2 + 4 - 3 + — ; -nt ^ ^ ._ , . . . - -
+ "a«. + -S- + « 4 + - ^ • / - " x '*« c„ d,
* " y,f r y j t __'« . •• • ' T
• • • • • ' • • : . . ' • ' " : ; n ' T
Catatan, bila p maupun q diambil dalam bentuk ,"j
• ' ' • ' ' • • ' a • b c , ."•'•.' —
p a n + + — + -„ + a- + ..... oaka |• ' : ' n • n « . • • .• .-.,••.• ; — 1
romuaan ini diaebut rumusan Hicks, ! T~* >
Dengan diambil dari seri (11) sampai tiga suku maka Brige telah me , ^1
nunjukte„n hs».rga-liarga a,b dan c untuk seri principal sebagai , r—r
berlkut t f"~"
! i
31
Berat atom I
1
!
J
1
,H
He.
LI
Na
«
I
!
1
I 0,0111 ! 0,0047 I
I 0,047
23 ! 0,144
85 0,345
CB 1 133 » ,..0,412
! 0,026 !
I 0,287 !
0,113 »
0,221 J
! 0,266 I
I : 0,333 I
Be-ekut ini kami n.jikan harga-harga untuk eeri principalharga teramati oleh Wocd untuk sodium(Ha)
H (12)
dimara A = 41450.083 Gm"1 , H =• 109.678,6 Cm"1
a = 0,144335 dan • b e - 0,1130286.
! n
t 2
! 3! 4« 5! 6I 7! 8i 9! 10
• *
! 49
! '- )k, teramati
> 5897.563
! = 3303.893
! 2853.63
! 2681.17
! -594*67
! 2544.49
! 2512,90
! 76.26
i! 2415.15 ;
I!
•• .-K:
!
1
!
!
«
!
|
beda deogan terhitung
0,00
— . 0,00
- 0,04
+ 0,09 •
+ 0,09 .•.'.•
- - 0,05
+ 0,07
-0,04
+ 0,03
-0,54
1
«II1
I
1
I
t1
32
Metoda experimen pengukuran.
Experimen pengukuran spektra atom-^tom alkali dilaku-
kan dengan peralatan Atomic Absorbtion Flame Spectrometer,Kuhl-
mann Model, tipe delta buatan Yobin-Ivon. Alat in i sebenarnya
dipakai untuk analiea trace element secara spektxometri absorb»
Bagian-bagian dari alat ini dapat dilihat diagram be-
rikut.
(TH-TV
D—G3
S1'S2f83 ^ 1 0 ^ canaya,katoda" hollow* Sumber ini dapat mengelu
.axkan cahaya karakteriatik Bpektra mulai darl Hidrogen untuk
. lamptt hidrogen sampai liranium untuk lampu uranium.
D adalah modulator
M motoJr penggerak l>aling-baling modulator
B nebulaiser burner
R^ dan R 2 cermin-cermin reflektor
RS adalah grating (kisi)
1
n
C-
P
1.
m
e
s'
1-
1
d
a
b
d
1:
a *
tAt
3 3 '
PM B Photomul'tiplier (sebagai detektor)
THT a sumber tegangan tirtggi untuk EH . ,
AA. a tuned amplifier : • • ' ' • .
D a photo diode detector
E * recorder (reading unit)
Untuk analiaa dengan rootoda spektrometri absorb*!, make meka-
nismenya adalah sebagai berikut i
Cahaya yang datang dari mmbsr Sg dlmodttlaii oloh irotubHktttttb
pirisgan P yang dipuia» oleh motor Binkronue M. Oahajfa ini Re»
lanjatnya melewati baBner(pembakar) B dimana larutan dari ele»
men yang akan ditentukan dosianya dipljarkan. Karena ipektra .
elemen yang akan ditentukan dipilih sama dengan spektra emisi
Bumber cahaya 8„, maka terjadi absorbsi emisi cahaya yang dike-
luarkan oleh S_. EmisJ eabajra S. dapat dipilih untuk suatu Be»
la gelombang tertentu sebagai xeferensi analisa. M e a l untuk Li
dipilih ^ a 67O8. Acyang dilewatkan ke PM. Penguxangan inten-
sitas cahaya akibat adanya suatu elemen pengabsorbsi ditempat
burner, merupakan ukuran berapa dosis elemen tersebut berada da-
lam suatu eampuran;
So'sis ab8oluo< dapat ditentukan dengan membandlngkan : •
panjang intensitas absorbsi yang dicapai oleh suatu eupllkan
dengan cuplikan standax.. Linieritas cuplikan Jtandar dapat di- .
lihat pada gambar berikut t .
1
I
"134
TJntuk percobaan spektroakopi emisi, maka B ditiadakan sedang- . lithium
kan spektra emisi yang dikeluarkan oleh sumber S seluruhnya d i - J *&0 ^0
record. Puncak-puncak emisi berhubungan dengan spektra atom . -,. 1 2425.68
yang dipakai untuk membuat sumber oahaya Sg. Recording dari „ g
spektra atom-atom alkali dibandingkan dengan data yang dipero- I 2562.54
leh dari Hand Book. Ternyata Hand Book tidak memuat seluruh l 2741.19I 2741.37
spektra yang ada. Beberapa seri, Principal, Difuse, maupun - Q, g.
Sharp dapat terlihat dengan jelaa. Garis-garis spektra lainnya | 6240*1
masih perlu dijelaskan lebih lanjut, (lihat tabel terlampir). l 6707.84!- BlJo.52I 2899.66I 2988.5 'I 3232.61,.
Referensi . ' 3718.7. . ;•• - » 3794.721. Introduction to Atomic Spefctra, H.E. Whits, Me Graw-Hill, | 39X5.0
1934. . ! .^985.79v I 4132.29.2. Atomio Spectra and Atomic Physics,G. Herzbwrg, Dover Publi- . | 4273.28
cation*, 1944. ! 4602.86! 39,71.99
3 . Operating Instructions "Delta" Atomoo Absorbtion Flame f 6103.64• Spe6tifophotometer Klhlmann Model, Yobin-IvonM.E. 702So. ' ^ 4 ? » 1
I 6.707.644 . Handbook of Chemistry and Physios, R,C. Veast C.R.S. Press I ;
54^-th. edition 1973 - 1974. , ' f• • • • • • • • . • • . ' 1 ' . • [ . -
• ' •• • '' . 1 , 7 ' ^ , '^
\ ' r .' '•;
• • • • " 1 ""i . ' !
,J»NDBOCK
Spektra Atom-<&tom A l k a l i
1 lithium
\ < U ) A°
' 2*425.68
! 24?5.29« 2562.54
1 2741.19
! 2741.31
1 6X03*64» 6240*1
1 6707.84
!" 8186,52! 2999.66
! 2988.51 3232.61
f 37X8.7
» 3794.72
1 39X5.0
! .i3985.79
! 4X32.29! 4273.28
1 4602.86
I 5971.99
I 6XO3.64t 6240.1
! 6707.64
I . ,
!I
I
1!!!
1!1\I!!1!
!
1!!!!1
!
!
»
!
!
r!1
Natrium
(Ma) A0
2852,83
3302,32
3302,99
4494,274748,02
4751,89
5149,093153,65
5686,22
5889,955895,92
6160,76
6154,23
! Kalium 1
| (K) A 0
.1 ' ' " "
!
I '• :
1I
1'11
i!I11!
1!J! !!! !! !
• ! !
! !
J !
! 1I
! 1
! I
! 1
Rubidium(Rb) A0
1 2807.63
1 2956.12
3198.77
I 3217,t 3286.47
! 3321.54 ;
3340,60
3347.00
1 3348.72
1 3330.89I 3434*26
I 3439.34
I 3447
3461.57
3492,76
3511.X9
3521.443531.60
3541.22
3578.08
3591.59
3940.574201.85
4215.56
4242.6
4348.3
4622.45 1
4776.41 I
5152.09 1
Cesium !
. (0°) P„ 1
I 2881.16 , t
1 2886.67 t
1 2921.03 ; 1
t 2931.11 , 1
1 2955.5 1
1 2995*34 j 11 3865.98 , »
I 3267,13 , '
! 32X7.63 1
! 3347*44 !1 3368.5 , 1
1 3398.14 11 3400.OO 1
1 3476*88 1
1 348O.X3 I1 36XX.52 : !
I 36X7.4X • t
1 44X0.2X I
1 4425*66 I
4435.7X !
45OX.52 «
t 4526.72 !
4538.84 !
1 4555.25 !4593.X8 1
4603.75 14623.09 !
4646,57 14670.28 . f
1 Idtiiiam ! Natrium ! Kaliuia(Id) (]&•) (K) O
- I •' " ' * •
! . 1 I
I ' • - . . ]
1 -•• !
J • 1
! ' 1
I - '•'" '
1 " ' • ' " " '
j • • - • : ' • •
1 "'' ' • ' : ' • •
1 • • . " • •'•• •
1 • • - " , • . • . • .
f • : ' . . • •
I
!
1 J1
!!
!
! H1
! !I !1 !! !! !1 !1 !1 !I !! !! 1! I! • !! . ..!t !
•1
1
!
1
H!I
!
1
!
I
!
!
I
!
I
I
!
!
I
it
1
!
I!
If
" " !I
Rubidium(Rb)^Q
7408.17
7664.97699.07618.50
.7757.65''7759.43.
7800,337925.26
7925.547947.60
8271.418271.718868.516936.226070.756159.626199.096206.31
6298.3363IO.04
6458.356498.316555.62656O.646775.066805.65
7042.457279.997316*507408.17
! Cesium(Cs)
!
•
!
t
t
J
J1
1
!
11
!
!
I
1
!
!
!
\
I
I
!
I
I
f!1
J!
•
• 0 , ;
• • i
I " •'
. 1
• . JI
; I-
I
. ,« .1
I
I{
I
!1
I
1
I
I
I
I
\
I
t1
!
tIJ11
—
I Lithium
1 (I*)i
— —1
!
1
1
I
I
t .
1
1
1
| . . ' . - • •
, • • • > • • • • •
1 . . • • ' - ' • "
I .
1
'••'• I 1 ' ' ' - 'i
' .' l 1 •' ' '
' • • • • ' • : : ' • • ' • ; "
" 1 ' '•' '; •• .1
1
1
!
' : . • • • - ' 1 . • • ' • .
. ! '
J •:
37
Lithium(U) A«
! NatriumJ
Kaliura(K) Ao
Rubidium
(»b) Ac
I Cesium I
5342.9
5431.55
5522.79
5578.78
5635.99
5648.10
5635.74
5699.16
5724.45
5724.95
5801.2
6070.75
6159.62
6199.09
6206.31
6298.33
6299.22
6310.04
6458,35
6498.31
6555.62
6560.84
6775eO6
6805.65
7042.45
7279.99
7316*50
4701.79
4732.97
4733.06
4739.66
4763.62
4830.16
4870.63
4952.83
4972.59
5043.80
5052.70
5059.87
3785*42
3805.10
3876.3?
3888.65
3906.93
10
•&
I
iL
!
••1
! 'l
iHi"
! I
l'-
•'-..1
t
1
•>•".•,., V £.!\
juri
PO
;'f.oo/»
i««:ccM, t. n •.?.. nJntiiV f>-li>noMii{j 100 A/w
?.':> ;O 'jO
0 / ,
r60 l'<0 90
C-
Ii
o,r.'
50 60
o,7 0,6
•i
'.C 70 80
i \
ir1!
! * - •
0,4 0,3
. J ' .
.i'r-
10 20+
0,9
"'JO
•1-
0,8
•i
o,7
50+
0,6
60-i-
0,5
70+
80V
90
•IU5CXJA
0 ,2
416?. 4 7 2 «
0,6 0,5 0tk 0,3 : ; 0 ^ -
39«?' • ' , ' /
Jjic. .'i
-,!V
V.ZrniLLUir." T—jrr.xLi:-.•-.-_..rrjn ''yii j
o,-
0,3 o,,::
K 1
t 4 I"
1
4- -f22000
10 20 30 50 60 70 80 90P00A°
0,9 0,8 0,? 0,6 0,5 0,k 0,3 0,2
-:• ^ v : . ! , ? < - • •'
>4K ;: 351J.5
• T • - ! _:?00
^3257.5^ = a - - • 3.'37.5.'-37.5
••-:•--/--•'•;- j o i o
.V'7'1
U33V.5
- .J190
•juoJOG.V
3995 1000
29:52947.5
2957.5
2900
r, 2785
, - - ^7005
2570 • . . '
— • — — - — - — " " " " " I ,/l I..1
4_ ,, I" - I "
^^=^- 2167.5
> raio
--> 470:]
- - .',745
J» 4670=> 4650
4607.5
4573
- - /.530
=.-- /407.5
4700
4- 4-
^*. i - .
k.
>/M5/025
^=-- /iCo
/237.!
4050
I=•/.057.?
4000
37;; 5370 3
?o'/.5 .675"
1632.5
-.8
= 5555
•f-• 5500
5^25
— 5395
•53355345
52205197.5
\
i7700 •
.v» 7660i
I :•10
:. 7/35
c
20
o,9
=.7245
I.,-^=-- 7170
0,'? 0,6 _ O,r>
70
50
0,
80
0,8 0,7 0,6 0,5 OA 0,3
• 50 n0,2
907500
0,2
- 7050 .7000
^—
_6715
6C75
J&600
10 60 80
9975
80
+
0,5
9275
80
90loooo 'i
0,5 0,k 0,3 0,2
9° „95COE
0,2
9OOoX
0,3 ' 0,2
C-
7500
So
0,P 0,7 0,6 0 ,5
I «70 I SO
f-0
+
7C 30
7550
V
« ,14V; y
> 7505 -:-
V
2C 30
+
0,8_ ^ 5 0
+
0 , 7
50
+
0,6
w 7425
SO
-:-
o, 5
70 .
+
80
+
0 , 3
73^5
9085OOA
0,3 0,2
eoooA+
0,3 0,7 0,6 0 ,5 0,h. 0 ,5 0,27920
7880
90 0 .75OOA '
0,2
«v: =» 72/.0
7-: 30
7170=• 7U3
7115
703P
50 so
7135
70
0,3 0,7 0,6 0,5
30 i;0 50
=^» 6505 +
70
0,3 0,7 0,6 0 , 5
6300
00
0,3
80
+0,3
7185 (J
907
i
0,2
•6330
6263
6U0
V"
0,'j 0,8
40 50
0,7 0,6
so6070
70
6093
80
C.i! 0,3+
0,2
' • i s . L 5900
58005320
•5715• 5685
5655
5745
+
50
0,9 0,5 0,7 0,6
GO
0,5
70
5760
7c ao
SO
80
537 5
5850
0,3 0,2
5400
905000?.
0,3 0,2
90
O,;- 0,;.. 0,3 0,2
0 , 9 " ^ = ^ f7f^>- 0*6 0^53OOO8
0,3 otz
o+
1C 20
C 29C3
2790
10
\ .
T~t o. q
2-G
0.7
0 ,3
0 ,3
90
i °5000A0,2
90 n250CM
0 , 2
70 GO 90
0,3 0,2 •
X_JL so'G-OOo n
J t
Ic ? 1 0 ,1
V
- - , ?>7<$
9'if
'.:•' -y
- Z I Z l ~ - ~ " r '.-'• •--•' &&oi
— .-- ,_ . * ? _ j ^ _
= t :1PC
T
.Z7~r-~Z. - ~~—r- #'
fl-ZS.-tui'-LJ-. £.3. JAvS
a. 0 - 2000 ..? I : i;. :.:.... ).
b .
c.
»-. •
£1/00
!,'":o
f-JOC
- soco
-IOC00
I_ :
j :
c- .
k -.V-. ? :05:/10..^:0
i:. •;-.. I : 1/10. ;.G
/• -.:;.. !•• : 1/lfc. c
; 100
: 103
; l JO
/ C
5
1/10. .° : 100 A0/;::. .• : 20 n
i.. : 20 mu:/a.
K : £0 as
K : 20 jan/a..
~ Ao - '
- A • • •
" S:*'
SSoa
n
- ••- -<" 9s-
1 !
-' r. ^ , -
spp^aBiSifcs • ••'.•'" " " ^
•j » .
• • ii -1
Penggunaan N.P.N. transistor 2N3O55 aebagai
photo-sensor dalam solrri-meter
oleh
Bintoro dan M.S.A.SASTEQAMIDJQiTO
Sjnp'katan
Telah diselidiki wcitak transistor type 2H>073 yang digunakan ae*
bagai Bensor dalam eolnrimotcr. ' .
Jika Boneor lnl -dlly-nding dlbngcrt eolzirfmctor ya'ng menakai thermo
pile eebagci aehBor mn.kr> ternyafc* bahwa sensor transistor teraebdt
meopunyni vraktu tan^gap yang jauh l«bib beearit^elain i tu res'ponse-
nyalinler terhadap.intenaitaa ainar datahg. '*/ ,
Transistor t . s . b . kurang poka. unttik panjang gelombang 500 nano-
meter, walaupun transistor ini dajpst dipakni sebagai sensor dalam so
lari-metor aeaudah dijalnnlcin kalibraai dengan pyranoneter patokan.
Traneistor ini cukup murah dan dapat dibeli pada tiap-2 supplier
perlengkapan radio dsin T.V.
Tranalator 2N3055 bikinan Jfotrola menpunyai luae yang lebili be*
sar jika dibanding dengan 2N3055 bikinan R.C.A, dan demikicvn lebih
tepat untuk dipakai sebagai photo-sensor.
Pendabnlnan • ,
. Pemakaian photo-voltaic ce l l sebagai ditektor dalam solarimeter
telah dipelopori oleh Yellott. (1) .
Silicon cel l yang lazim dipikai untuk pengukuran tenaga Ibtaha-
r i . Cell Belenium dan ce l l cadmium juga dapat dipergunakan.
Silicon cell, mempunyai watak dimana arus l i s tr ik yang disebabkan
oleh penyinaran, merupakan fungsi l inier. dari penyinaran tenaga Maia-
hari. Tanggapan terhadap spectrum tidak l in ier , maka kaliferasi dari
Solarimeter yang memakai ditektbr photo-voltaic merupakan kalibraai ,[
aebagai fungsi distribuai spektral dari penyinaran yang datang. La*
gi pula kalibraai berubah dengan sudut maauknya dari penyinaran. -
N-P.N. translator yaitu transistor 2K5055 bikinah R.C.A. dan tranaia
tor 2H5O55 bikinan Motrola.
61
Yang menjadi pertanyaan inlah s ,
1), apakah fungsi tane&apan terhadap sinar yang da tang l in ie r ?
2) . bagaimana tanggapan spektralnya ?3) . bagaimana hasil k ' l i b r a s i dengan memakai suatu Korris-Tric-
ket solari-mc-ter ( y?.ny memakai thermopile aebagai sensor )
sebagai solari-miiter pntokan.
Cara
1) . Transistor dibuka selubungnya dan chip-nya diberikan penyi-naian dar i lampu pijar 60 W5 115 - 125. V merk Phi l l ips .Bangkaian optis dan l i s t r i k digr.mbarkp.n di gambar (1).
2 ) . Suatu Bpektrum dibuat dengan memakai rangkaian prisma " l iha t• . lurus" dan warna-2 spektruia dijatuhkan pada detektor N.P.M.
2H3O55* Kemudian arus yang tiobul. diukur.3 ) . Membandingkan teansistornya dengan solarimeter dijalankan de
. ngan dua cara sa ) , dibawah Matahari buatan.b) . dibawah Ifetahari alam.
Pencatatan hasil dijalankan dengan dua cara :a ) , dengan "integrator voltmeter".b . deivjan " one channel chart recorder " .
Membandingkan transistor 2N3O55 denffln pyranometer yang menrper-aunakan thermopile.
Pencptntan dari kolua sistim dijalankan den^an pemakaian suatuintegrator yang dihubun^i melalui "double-pole-double-throw-switch".Demikian signal akan masuk ke-inte/rrator berganti-eanti sepanjangjangka waktu yang tertentu. ( l iha t gambar 5) . Pemakaian chart-recorderjuga melalui rentetan scrupa. .
Jfetahari buatan yang dipakai t e rd i r i atas rangkaian lampu-2 p i -Jar tungsten, bikinan Philips, 110 V, 200 ¥ dengan ref lector dan ka-ca penaburan hingga cahayanya merupakan cahaya tertabur atau "diffused"
Pola pemasangan lampu ialah sepert i ganrbar (6)* Pemasangan secarain i menyebabkan intensitas cahaya merata. . .
li-lt
meraakai OKE CHfcMHEL CHh.RT RECORDER sebagai a l a t
pencatat dr.n s i m r Matnhari buatan sebagai sumber s inar , rangkaian
yang dipakai seport i ycmbar 5, t e tap i aolari-metor d igant i dengan x e -
coxdox, carev melakukr.n pereobcanya juga sama dengan pada integratox
vol tmeter .
S e l a i n hal texscbut diataii dipaVcai pule, suatu operational ampli-
f i e r (op amp) setogai d i f f e r e n t i a l dc amplifi,or.Rangkaiannya tej*llhat
pada gambar ( i p ) f ' , - , . • ' • • ' ,
Togangan keluaran ya i tu Vo aton tcrgantunc pada s e l i a l h dari tegangan
tegeingaii maeukan ya i tu V t - V , tepatnya ia lab s
R1 ( H • a» )/B( B, + R2 ) V% - (R'/&)Vp. '"
to^angan mneukan yang berasal dari pyrnnometer.
V+ * tcaangnn masukari yang beraoal dari tSJansietoi?. ; ' ,
Karena tatonan-tahanr.n R, R', B,., R„» adalah tt\hanan«-tahanan yahg Icons
tan dan tertentu harganyp- (f ixed r e s i s t o r s ) , maka Vo berbanding lang». . . . . . . . . ( • • •
sung dengan V. - V .* • P . • . i ' ,
Apabila diambil R1
Vodimaw i V
1maka :R = R
Vo - ( B'A ) ( •* - V ).a P . - • • ;
Besaran Vo texsebut diatas diamati dengnn recordex, bila V. dan'V_••» s v
bexubah seeaxa linior roaka gxafik Vo terhadap waktu akan berupa garls
lurus.
Dengan memakai SIK/'iR K&TAH&RI SBSUluGGUHKYA sebr.gai a l a t pencatat
. if l lah OKE CH&NHEL CHART RECORDER. ;
Untuk keperluan i n i rangkaian eeper t i pada gambar 5 tak dapat d i
pakai , karena i n t e n s i t a s sinar datang s e l a l u borubah-ubah, sehingga
dipakai rangkaian s e p e r t i gamtoarv 10.
Bas i l - h a s i l . : :
Untuk experiman I yr-.itu menyelidiki daya tanggap transistor ..
2NJO55 terhadap intensitas sinar datang, telah dicoba 5 buah yang di-
buat oleh pabrik MOTROLA, dan didapatkan hasil seperti pada tabel
berikut :
64
Tabel 1. \
- Untuk transistor 2N3O55 buatan MOEROLi, karena i "sampai dengan
' i_ mempunyai perbedaan harga yang kecil maka dapat diambil har—
ga rata-rata dari kelima harga tersebut ( i ).
!1
!
!
.!
!
1
1
II1
I1
!!
!
!!IJ
!I
1
J
V
( Volt
510
15 ;20
25
30
3540
4550
55. 60
6570
7580
85
90'
95100
105
, 110
115
I
)!
!
I
1
I!1
!
!
1
1
I!!J!1
!1
!
!
Jt
7,57,57,57,57,58,0
9.110,0
11,2
12,6
16.0
20,2
24,0
28,1
33,0
40,1
47,0
52,5
55,0
66,1
74,0
80,0
83,0
1
!
!
!
!
t
!
!
!!
!1
11
I
II
I!
III
I!•
h
7,5
7,57,57,57,58,1
9,0
10,1
11,1
12,5
16,2
20,1
24,1
28,1
33,0
40,2
47,1
52,7
57,2
66,0
74,0
80,0
83,0
, !
mikro ampere )
!
!
!
!
!
!
!
!
1
!
J
!
11
!I
!
!
!•'
!
•
!
! .
7,5 »
7,5 !
7,5 !
7,5 1
7,5 8
8,0 I
9,2 !
10,2 !
11,0 !
12,7 !
16,2 !
20,1 !
24,2 1
28,1 !
33,0 1
40,1 !
47,2 !
52.3 I
57,2 J
66,1 !
74,0 !
so-so !83,0 !
i
(
7,57,57,57,57,58,2
9,110,2
11,1
12,6
16,0
20,0
24,2
28,1
33,0
40,2
47,1
52,5
56,1
66,2
74,0
80,0
83,0
1 *51 t
I 7,5
J 7,5
t 7,5
I 7,5
« 7,5
1 0,2
» 9,1
! 10,0
1 11,1
! 12,6
1 16,1
J 20,1
I 24,0
! 28,1
1 33,0
! 40,1
I 47,1
1 52,5
» 55,5! 66i1
! 74,0
! 80,0
« 83,3
I
>
!
1
t
1
1
!f
!
t!
!!
I
!
!
!i
!
I
!
•!i
-
i
7.57,57,57,57,58,1
9,110,1
ii,i
12,5
16,1
20,1
24,1
28,1
33,0
40f1
47.1
52,5
56,2
66,1
74,0
80,0
83,0
»
!
!
!I
}
1
!!I
!
»
1
!!
!
!!
J
1
!
!
!
Untuk transistor 2IJ3055 buatan pabrik "uCA, yang dalam hal ini di
ooba 5 buah; haBilnya seperti tabel berikut:
iS^ip
: T| Tabel 2 ., | Untuk t r ans i s to r 21J|p.55 buatan RCA.
. ;-] . Tabel-tabel 1 dan 2 dihasilkan dari penggunaan rangkaiaa eepejrti' |. . , gambar 3 , dimr.na potentiometer P dalam kedudukan minimum*>| Dari tabel 1 dan 2 dapat dibuat grafik antara V dengan 1 dan
\5j- . daerah l i n i e r dari graf ik torsebut didapatkan dengan menggunakan:•;.;( metodc garis luxus yang paling oocok»• " ' • I • • "
1 •• •
I
'•...Si
: • • « }
I
!!i
!
!
I
!
!!
!
!
!i
i
!.
r
!!i
!
V
( Volt
510
1520
?530
3540
4550
. 5560
6570
7580
3590
95100
105110
) I
I!t
J!!I!!!!1
!
!
i
!
!
!
!
!
i
!
(
7,57,57,57,58,0
10,2
11,0
14,0
17,024,0
26,535,0
42,6
51,5
63,0
72,5
82,7
95,2
108,0
120,0
136,0
151,0
J i2 1
micro ampere
II!I
!I!I!J!!tj
i
!
i
!
!
!
!
!
7,57,57,57,57,9
' 10,0
11.3
15,0
19.0
24,0
28,5
35,0
• 42,5
53,563,0
. 72,5
82,3
95*0108,0
120,0
136,2
152,0
1
!
!
!!1
I
!
!!
!
!
!i
i
!
2
I
•j
!
1
7,57,57,57,58,110,1
12,0
16,0
18,0
24,0
27,535,0
42,4
52,563,0
72,5
82,5
95,1108,0
120,0
136,1
150,0
I1
I1
II!!I!1
1
!i
!
!
!
1
!
!!
!
!
1
. • . . • • • ;
1 . ,
• 7,5'
7.57,57,58,0 .
10,1
11,4
. 15,0. 18,0
24,0
27,555.0
42,5
52.563,0
72,582,$-;
95,1-. 108,0
120,0
136,1,
151»O
1
IIf
!I!II11I1
1
IIt
!!!!!
1
••''a •
fSOO
66
.Dengan methods garis lurus yang paling oocok terdapat' liniaritaasebesar 93% untuk tmnsistor bikinan Motrola dan 92% untuk transistor
. bikinan R.C.A. (2).' ..
Hasi penyelidikan diya tanggap transistor terhadap sinar Mataharidiperlihatkan pada gambar 11,12.Penggunaan chart recorderuntuk kalibrasi -transistor menghaailkan garis-garis lurus sejajar untuk kedua 3is-tim. (3). .
Penyelidikan tanggapan transistor dengan menakai Matahari
sesungguhnya yang catatannya dilakukan dongan ohart-reoorder ternyata
bahwa tanggapan mengikuti keadaan suasana dan terlihat bahwa transis-
tor sebagai sensor cukup peka untuk mengikuti keadaan "Bun", "no soon"
dan " sun-behind-e-thin-cload".
TJntuk pembahasan yang mendalam kami tunjukkan re.(2) hal 21 s/d24.• • ; Disini cukup dicatr-t bahwa linearitas cukup baik, jika kriteria
balk diambil linearitas diatas 90%. Karena tanggapan terhadap spektrumtidak meliputi seluruh "visible spektrum" maka sebagian dari tenagaIj&aes masuk tidak ikut diukur.
',".;• 'Tetapi katena reBponBe dari transistor terhadap panjang gelombang
einar datang ndalah tetap tidak tergantung terhadap sinar datang, naka
kehiOanean tonaea teraebut diatas juga merupakan hal yang tetap, se-
hlhgga dangan kalibrasi kerugian diatas dapat diatasi lihat a b 18j g p k n hal yang tetap, se-
dangan kalibrasi kerugian diatas dapat diatasi lihat gambar 18.
in^erprotasi recording dari sinar Matahari alam dengan chartrecorder haras diingat bahwa tanggapan thermopile dari Solari-meterpatokan, lebih ^mban dari tanggapan transistor. Maka pada kecepatanPita recorder.sebesar 50 mem./detik effek yang transient yang dominanbexaaal dari pyranometer patokan.
.Terlihat bahwa bila Matahari tidak terhalang O l e h awa„ yang te-aersta grafik merupakan garis mendatar, hal ini disebabkan karernit yang bersih atau.awan merata menghasilkan intensitas dan arah
sinar Matahari yang tetap.
67
Kealmpulap•f
Dari has i l -hss i l percobcan y^ng telch dilakukan, beeerta pen&ahasan-nya dapat d i tar ik keeimpulan sob?,p!&i berikut i . .
1) . Transistor type 2N3O55, baik buatan MOTROU' MAURJtf RCA mempu-nyai tan^f-;apan terhadap intensitas sinar datangyang-linier. ;
:
untuk batas-batna tortentu yaitu diatas t i t i k boloknya, dalamhal in i t ransistor tersgbit dipprlr.kukan sebafjai SOIAR
2) . Kedua m&cam translator tersebut d ia tas , mempunyaiterhadap ^njanc; gclorobans sinar dp.tang yanj kus^ntidak poke, untuk Binar den^nn kuranc dari 480 mm dnn • l e -T>ih dari 700 mm.
j ) . BeBponse time dari tranelotor-2 torsobut dlntne, oepat.
4)« Kedua necam translator twreebut, dapat dipercunakan sebagaipyranomoter dengnn haoil yans balk (dnri haoiX perbandineam»^Bterhndap thermopiles pyranometer), t e tap i dianjurknn nencgam<-kan yarn; buatan pn.brik H0IR0M, kareca fevlc dipen^arohi oleh •axah sinar dating, selain i tu baroanya lebih toirr-h. Dioaoplaei tu momcrlukan kal ibras i terhndap panjanc. ^elombang «loar da»tanc. Juca aemcrlukan pelindung terutama pada bagian yang poka.terhadap cahr.y?..
>. Dapat dicanak^n seba^Eii son shine detector dimna pexlu dlberitahanan mufci schintr^n dacrah operrvsinya dekat pada t i t i k belokpada rpttibar 11,12 tahanan y^-nc ddLmaksu<! adalah tahanan peabata*arus P, aeba-ni pyranonieter P dibuat nol .
An.jgran untnk pekcr.iaan eelan.iutnya
Apabila t ransistor type 2N5O55 cligunakan sebagai pyranometer,perlu d ise l id ik i daya tr.hannya terhadap pengaruh etiaca, telah d lke ta -hui bahwa yang buatan RCA karena badannya terbuat lecam yan^ mengandonunsur besi , maka dapat timbul karat . Untuk yan^ buatan MOTROIA t idak,karena badannya dari logam aluminium.
68
Penyeli'dikan diatas dapat dilakukajn dengnn care, s mengukur te-
gangan atau arus keluaran dari transistor untuk Buatu Intensitas "dan ..
arah'sinar datane yan^ tetap, setiap hari. Kemudian hasilnya diban-
kan dehgan standard, bila telah terjadi penyimpan^j.n naka perlu dilaku
kan Buatu kalibrasi, s.tau' perlu di^ahti dcnfjan yan^j baru. Hal tersebut
diatae jviga dilakukan terhadap daya tangfo-p transistor terhadap panjang
gelombang sinar da tang.
ITcp.rin.il t e r i m a k a a i h . • ••.. . • .
Biucapkan terima kasih kepada : .
1). Drs. Bambang powadi, Pimpinan seksi maintance elek-
'trOBika P.I.P.A. - U.G.K. Yogyakarta.
2) . Dr.L.S.Jbnkor, Seksi "inti" yang meminjamkan, Chart-recorder
••''[" bikinan Kipp 4 Zonen. ; . .,...,-••
' 5)°. Penyelidikan.ini dijalankan di Pusot Penelitian PenerapanMatahari F.I.P.A. - U.G.M. Yogyakarta.
Puataka
•?• ••
1).
2).
3)#
4)«
5)»
6)4
York,Yellot.J.I. "Low temp Application of Solar Enercy",.
&m.Soc of head, Ref.and ^ir Cond Eng 1967. •
"The meaBurpment of solar radiation".
feintoro. "Apakah transistor type 2N3O55 dapat digunakan se-
baeai pyxanoneter ?". Kortas kerja ptida kuliah ketenagaan
P.I.P.A. -U.C.M. Jurusan Eieika hal ij.
Ibid hal 18 dan 19. ':
Duffio, J.A...dan Bechman V.A. "Solar Energy Thonnal procesees".
Hew York A.Wiley Publication, 1974, chap 1 - 3 .
M.V.Phillips g loe i lampeh fabricken, Pocket Book 1972.
Eindhoven, the Betherlands Jan 1972 hril B-95.
Milinan J . dan Balkias C. totegrated Electronios . ^Analog andd i g i t a l Circuits and System," London, Me. Graw-Hill Ltd, 1972.Chap 1 5 - 1 6 .
~1
•* r
Gainibar: 3. >
Untrai l istri lc untuk memperoleh karakteristik transistor 2 N: 3055
y'
110 VA C '
VARI
OPTION
SYSTEM ION
70
Ke Chart Recorder
Ke 2N3O55 Gambar 5.
Untai listrik untuk membandingkan sinyal daripyranometer dengaa sinyal dari transistor2N3O55, bila keduanya dikenai sinar dari sumberyg. sama dengan intensitas tetap,secara t>er-gantian, dilakukan dengan menggeser S (doblepole switch).
71
B.
cQ
booooooooooo
0o0
oo
o0o
O;
o0
ooo
o .o,po
•
' . _ • —
ooo o o
Ganibar 6.Konvigurasi lampu-lampusebagai suciber s inar .
oo
•o
v - •
o0.o
pi^ar
o9o.
o
0oo
yang
O
°o
-01Q
Ooo
®
efto
Oo0
°oo
o'o
digunakan
72
v
Untai penguat beda memakai op amp 74-1, dlpergunakanuntuk membandingkan sinyal dari pyranometer denganainyal dari transistor 2N3O55, apabila keduanta'di-ke&ai sinar dari sumberserta pada waktu yang sama.
t .
73
II;:• ...if-
? i
1
•hii
••M
a
100'
V-vplt
50
OO
Gambar 11.
v •
Hubungan antara tegangan listrik yang
dipasang pada Optical Device V dgn.a-.
rus listrik i yg.mengalir dari Tran-
sistor 2 IT 3055 ex Motorola.
50i, microAmpere,
100
Karakteristik Transistor 2 N 3055
ex Motorola setagai solar cell.
74
; —^"»
100
V
volt
50
Gambar 12
Hubungan antara tegangan listrik yangdipasang pada Optical Device V dng. iarus listrik yafig mengalir dari Tran-sistor 2 N 3055 ex H.C.A.
50 100mioroAaipere
Xaraktesiltlk Transistor 2 N 3055ex H.O.A.sebagai solar cell»
150
t i
i
Gambar: 18
THE NASA standard
spectral irradiance
Daya tangap Transistor,2 H 3055terhadap spectrum sinar matahari.
1,4 1,60,4 0.6
Wavelenghth, mxcrometer.
2,2 2,4
•'•)
76
Pertanyaan-pertanyaan :I, Dari Sdr.Suprayitno. • ;
1« Kenapa <HnrimH>ft" metahari buatan dan tidak "homogeneous thexmal aouxoe",sebab spektrum matahari buatan di sini tidak uama dengan spektruo emlslslnar matahari ?
Javab «1. Sebagai Trade mark aaja,walaupun memang kurang tepct.
II , T:**i Sdr.Abubakar Iabis.1. Penjelasan tentang hasil perbandinganfpengukuran antara thexmoplle de -
ngan transiam sdr. Mengapa tidak sama ?Atau berapa kira*kira faktoxkalibcasinya ? < :
Jawab :1. Karena beaaran yang diukur memang tidak Bama.Kalau ttanooplle :suhu yang diuku£tkalau transistor t eaeah kuantaXyaag diuklu:
Faktor kalibraainya : 494/120 ; Motorola.
III, Sari Sdr.Halizen H.
1, Bagaimana para membuat kurva spektxal irradiaai dari transi*tor»apakahdengan radiasi matahari atau dengan matahari buatan ?tksrena «paktzalraaiaai matahaxi mungkin berbeda dengan matahari buatan.
2* Apakah telah diooba mengkalibxasi alat ini berdaaarkan ewdut katlnggi-, an natahari ? .Jamb »1. Eengan melewatkan ainar matahari pada pritna lihat lurua •« -
hingga timbul spektrum sinar^dan arua yaag tlabttlr diukur/dica-. tat dengan aumber Dinar matahari asli dan matahari buatan*,
. • , .._. 2» Belum.
•it
, >
kemudian transistor tab. dilakukan pada ap<ktrua atnar dan.
?% - _ II - 2
t't ' EEMBUATAN FEHEP N i Z n , ' F < L o .
;|:|-*.. . - . . BAN HUBUNSAH AMIABA EBRMEABILITASKYA . . . . . . . , ' '••;';; ' . ' DENGAH KGMP0SISI-3I ( O f c < i ) ' .
'.f^, . : • . t O l e h I A B k a m a l A b b a e • , . ' •••':,«' ' ' ' ; ] ' • ' . , .« ; : • l e m b a g a F i p i k a S a i s i o n a l - L I P I ', --•
; j . 1 , P E S H A H C H U A B . . . .
.;:| Ferit adalah auatu kelas bahan maknetik y&ng bers i fat seperti keramik.'.._,'
^l d a n terbentuk. ata$ beberapa okeida Jogam dimana oksida besi merupakan ,
;•; komponen pemb^ntuk yarig terbanyak.^ Jenis-jenis fer i t yang ;diperdflg4igvvfi:
iJ | kan tBjcdiri' a-feas borbagai:macam kompooisi dengan oifat-aifat yang • • - : ; • / ';
/j , ' miai. untuk pemakaian tertentu dalam induetri l i s t r ik dan elektronik. > /
;,| .frodutei dengan skala industri dinulai kira-kira tiga puluhan tahdn, ":'i'-.<\'''•'•;.
•:.'%''" yang la lu , produksi pada tahun 1960 diperkirakan 20.000 ton sedang- ^rd'-'-''-^'":'; ] ' kan produksi sekaxang besarnya kita-kira aepulth kali angka i n i . Ser-- ;.
V;"; .- bagian besar produksi ini adalah berupa maknet permanent atau yang di,::1 - Bebu* f er i t keras, dan sioanya berupa fer i t lunak yang (iipakai seba* X-" -
inti transfoxmator dan inductor. Kedua maoam produksi ini adalan jmerupakan $3% dari-produksi ferit keaeluruhan (1). • , . .1 v
.. \ Ferit keras dapat dinyatakan dengan rumas l|Ie,On FegOj dinana Ie adalah ,
1 barium atau Btrontiun dan harga a berkisar antara 5,J-5j8» Ferit ba». >u.
: I rium ksbanyakan dipakai pada pengeras suara, Bedangkan fer i t strontium y
k / ;; •' dipakai pada motor^nctor kecil arua searah. Sebagai bahan-bahan dasar '
\ dapat dipakai mineral-mineral alam sepqrti haemetit/aaknetit dan . .v
:;-t strantium/bariua suflat dengan kemurnian cukup,0,^% sil ika dan O;,5?6 . ,f
; ' | aluoina. " . . ' . ' .v ..... ;i',' t • • ' • • • ' . " ' .
;;; Kompoeisi dari ferit lunak'dapat dinyatakan sebagai MeOPegO, dimana .•_.•;%•*.
\ ' He adalah kombinasi-kcmbinasi. logam seperti Mn Zn, Ni Zn, Li Zn atau ;,/,'.;
\ Mg Zn yang banyak dipakai adalah fer i t dengan komposisi-kcmposisi
;! (Mn Zn)Feg0. dan (Ni Zn) Fe20. . Jenis pertama miaalnya dapat dipakaj^ ':""
-'I sebagai i n t i dari kujnparan Scanning pada pesawat T.V., sebagai intii\.K. :l -'• • • • • • • • ' • • . • • / • / \ ; -••
V | - ' : • • . " \
- I \ . 77 %
; : ! - ! • •
r ! • *
I ; ' ' -• •' -61 '
txaosformator daya (dipakai pada kondisi mendekati jenuh), sebagai in-t i transformator dengan. fluks rendah (recording head, wide band dan .pulse transformer) dan pada f i l ter dari rangkaian-rangkaian telekonni-nikasi. Sedangkan jenis kedua diperlukan pada pemakaian-pemakaian di-mana diperlukan slinear magnetic response, low magnetic loss pada da-erah frekwcnsi 1 MHZ sampai dengan ratusan MHZ.
Persyaratan-persyaratan yang diperlukan sebagai bahan dasar (raw matarical) untuk masing-masing kelas fer i t diatae berbeda-beda tergantungpada pemakaiannya. Misalnya untuk keperluan kumparan Scanning tidakdiperlukan kualitas raaknetik yang terlalu tinggi, sehingga material-material dasar dengan kemurnian 0,759^ ailika dan alumina dapat dipa-kai. Sedangkan untuk jenis-jenia pemakaian lain^va diperlukan kenuxnian yang lebih tinggi; bahkan diperlukan ukuran tertentu dari kriatalit
jumlah tertentu.doping, dan Iain-lain.
Untuk kedua kelas bahan maknetik diatas pada prinBipnya proses pent -
buatannya hampir Bama, yaitu t
a* psmilihan bahan dasar (raw material)
b' pencampuran (blending) dengan perbandingan tertentu das penambahan .
doping; dengan Jumlah tertentu.
o, pengglling&n (milling) sehingga tercampur dengan sempurna.
d. penyiapan untuk kalainasi.
a. preset kaleinaai menjadi ferit
f. penggilingan sampai berukuran dalam/un
g. pembentukan (forming)
h. sinter - .i« perbaikan bentuk, pengetesan dan Iain-lain.
Khumis pada pembuatan bahan maknetik kerae^ pxosss pembentukan dilakukan di dalam medan maknetik.
Sifat-elfat maknetik dari ferit sangat tergantun/f pada s i fat-s i fat bubuk keramik yang dipakai pada langkah-langkah (g) dan (h) di atas (tertttama pada bahan-bahan maknetik dengan kwalitas t inggi) . Ban ini ter-
j '79
gantvtng pada proees-proaee sebelumnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi
eifat bubuk keramik ini adalah ia. faktor kimia ; komposisi, kemurnian dan hcnu genital? , . :
b. faktor geometris s ukuran fcutiran, distribuai dari ukuran M^li diari
\ _ . bentuk butir.I
' Perbedaan komposiei kimia dan/atau kamhingan bosi akan menyebabten «i
fat maknetik berubah. Kotidah murnian akan raenimlmlaten faea lajUi- i e -
hingga akan manyebabkan pertumtnihan butir yang tldak kontlnu dan akah
jnenpengnruhl Bifat listriknya. Ketidak homog nan aksn msnyobabkari. BI-
fat-Bifat haail sintering •tJ;dal£ okan 0an»t . -•>,•.••/, -V. • « " ,
Sedanglcan ukuran butir menetukan luasnya permukaan bebae (free^ aurfaoe);"yang diperltzkan dalam proses Bint«ring (umumnya diperlukan
butir 1/im). Biasanya untuk mendapatkan kerapatan 95%
ring diperlukan green density paling keeil,5006. Makin kecil
t i r dan nukin tid?k texatuv bentuknya, maka makin aulit untuk aendapat
kan perByaratan ini . . "' " >• ?:-i'?»'s ' -. •;:
Ada beberapa jalan yang dapat ditempub untuk dapat meraerfuhi persyaxat
an-perjyaratan kimia dan geometrla seperti yaiig disebutkan di atais* ' .:
Bisini akan dicoba dibahas beberapa metoda pembuatan secara'garis'ba^»;)
ear. Dan selanjutnya pembicaraan akan dibatasi pada pembua.tan.. f er l t •
(Hi 0)x(Zn0)1_ Fe2O, berdaearkan metoda kopreBipitasi okaalat dan hji- . |
. bungan antara permeabilitasnya ( in i t ia l ) terhadap kompoaiei -9c(6<£k<£i)•
2 . MECODfl.-METODfl. PEMBDE&5PAH . • ' ' ' . • '. . t*",, .' • .-.
2 . 1 . HBTODA OKSIM . " ' .-;/"_. .
Qks ida-oks ida yang bcxsangkutan dicampurkan menurut perbandingan i e r -
t e n t u . Pencampuran b iasanya d i lakukan eecara basah memakai b a l l m i l l
yang b i a s a n y a iacmerlukan waktu 'berjain-jam. S e t e l a h i n i campuran d i k e - ,.•
r ingkan dan dibakar pada temperatur 500-700 C dan kemudian kembal i d l - '!
haluskan (milled). Proses in i kalau perlu diulangi eampai berkali*-ka-
l i untuk mendapatkan homogenitaa yang tinggi. Juralah bagiah-bagian bo-
60
1l a baja yang terlepas (pick-up) selama pengahalusan kadang-kadang per .
lu diperhatikan. ' .
2.2.'MEPanA. DEKQMPCUISIDie in i sebagai bahan dasar dipakai garam-garam sepert i kar ibonat,nitratoksalat dan Ia in - la in . Garam-garam yang bersangkutan dicampur menurutperbandingan yang s^suai dan dioampur serta digiling (milled). Kemudian campuran in i dipanaskan sehingga didapatkan campuran oksida yangdiinginkan. Proses selanjutnya sama seperti pada metoda oksida. Denganproses in i , reaksi padat antara oksida-oksida lebih mudah dapat terja
2 . 3 . TEKNK HUSIPITASI2.3.5« Presipi^asi HidroksidaUntuk menghindari proses penggerusan dan pengahalusan sepert i d i atas
'(mill ing) yang biasanya memakai waktu lama, maka ditempuh cara la in ,yaitu dengan mengendapkan hidroksida dari logam-logam yang bersangkutan secara bersamaan dari campuran larutannya. Dengan pengeringan yangtepat endapan in i dapat berupa campuxan yang mexata dan sempurna(in-
" timately mixed).2 .3 .2; Fresipi tasi Oksalat
Oara in i dibandingkan dengan cara diatas mempunyai keuntungsn dalarodua hal t a» pengendapan dapat dilakukan dengan memakai ammonium oksal a t yang tidak meninggalkan siea setelsh pembakaran, b . hampir senua lo
. gam oksalat mempunyai struktur k r i a t a l yang serupa sehingga dapatmambentuk mixed-crystal dengan perbandingan kation-kation logam yanglama seperti pada. larutan. Sehingga penoampuran dapat ter jadi dalamskala malekular. Dalam hal inagnosium fer r i te :
+ 2H„0—^•PeC-.O.. 2H'O + SO2 4 2 4PeSO +
iengan solubility; product 6.6x10"5, dan solubil i ty 9,3x1O*3 mole/1.Bengan memanaskan endapan pada temperatur kira-kira 600°C diperolebbubuk fe r i t % Fe2 0. dengan ukuran but i r + 1 urn.
p dengan solubi l i ty product 2.1x1O~7f dan solubil i ty 4.6X10"4 mole/1,
+ C2oJ" +2 H20 —9- HgC2O4. 2H2O ^ + SoJ"
81
3 . BE&KSI PAD&T MK SITERING j
ReakBi padat, berlangsung r e l a t i f lambat, adblah suatu bentuk proses
di f fus i , Biasanya momgrlufen temporatur 1300-145O°C da lam waktu bebe-
rapa jam, dan kemudian. didinginkan pelan-pelari. Untuk dapat mempero-
leh keadaan Btoiqhlometry dan valenei yang.tepat dari logam-log&mnys
tekanan parai*! ynng tepat dari okeigon psrlu dipertahankan. ' ;
Sebelura d i - s in t e r , bubuk f e r i t yang diperoleh dicampur dengan suatdj
pengikat sepert i poly vinyl alkohol (1%) dan kemudian di oetak. Untiik
menghin laskan caoat-oaoat/rytak-retak, pada waktu einteririg eebailenya
atrtoGfirnya di control dan logRm-logam pada bubuk pernnikaa'n harus ber
. ada pada valensl yang t epa t . Sintering dilakuk&n pada teop«ratur
145O°C selama beberapa jam. Pada proses i n i peDgikatnya.^
dan butir-butirnya okan tuabuh sehingga saHng. te r ika t satu aama l a in i
4 . fBESBRAPA ASEEK KEM&KMTAN . • • "' V ' ' ' .\ ^, _;';.
4 . 1 . K E M K K I T A H I K T R I K S I K D A R I P E R r E , j -.: '"••:''.,
Ferit sedorhana dapat di tul is dengan rumus- (MeO) Fe.Q,» dimana He adft1 2+ 2+ ' 2+ Zi '• ;*;'
lah logam-logam bervalensi dua : Mn , Fe , Co ,Zn « dan lain. lain.
SelSnjutnya logam Me dapat merupakan kombinasi-kombinaei dua logam»!
seperti ( Mn 2n ), ( H Zn ) , dan Iain-lain dan 1erit .yang dihaei^-
kan disebut mixed ferrite dengan sifat-sifat yang menarik.; . . \ V
Ferit mempunyai struktur krietal spinel, yang seperdelapaii unit eell .;
nya dapat dilihat pada gambar 1. Disini ion-ion okBigen salihg ber«on-
tiihan satu terhadap yang lain membentuk clased-packed facemcentered >
cubic, sedangkan ion-ion logam mendudnki posiBl.inteVBtilial.'KcdttdA *T
kah ion-ion dapat dibagi dua, yaitu kedudukan tetrahedral (•*•)-.-..;;f ;: ",(•"}
dikelilingi oleh etnpat ion oksigen, dan kedudukan oktahedral^ (B) dike
l i l ingi oieh enam ion oksigen. > •• , • ' > ' ' -
Berdasarkan distribusi ion-ion logam pada kedudukan A atau B, sstruktur spinel dapat dibagi atas '• ' • -.
hal. 62
iimi i i
. -!A
H-'-\r' ( • • • • •t.
l\ -[ ' •:
'"'*." ^
i'., i , •
> ; ' • •
'%•'• '••
1"
i: •-V- : . ;
* • • - • • .
IS!
1• i• I
i
ia
! •9
V'- \"•' r•
' • •
>-md L
a. Spinel normal .* sjmua ion logam divalen mehduduki posisi A, dan se-
mua ion logam trivalen menduduki. posisi B,
misal : p _ , „ : •'
b. Spinel invcrs : eamua ion logam divalen dan setengah ion logem tri-
valen menduduki poeisi B, sedangk&n setengah ion logam trivalen men
duduki poEiiai A, sahingga dapat ditulis t •
Faktor yang mempengaruhi timbulnya hal ini antara lain adalah i
nya jari-jari dan konfisumei «lektronilc dari ion logam, dan
elektpostatik dari kiei Iwiptftl (ehergi
Maknetisasi instrinsik dari ferit dapat diterangkan berdasarkan gambar
an.distribusi ion-ion pada forit spinel invera dan dengan jnenganggap
arah spin anti paralel antara spin-spin pads, posisi A dengan spin-spin
pada posisi B (lihat kramers (2) dan anderson (3) eeperti terlihat pa
da skema sebagai berikut :
*O— fr <^— *#- <-0— '?*" '"0— B •
-0* Fe 3 +
A
B . .2+ ,Me
-O* -O* -O-» -0+ A
Gambar 2. Crientasi momen maknetik dp.ri ferit spinel invers
Jadi jelas disini bahwa maknetisasi total hanya berasal dari momen i-2+ 2+
on-ion Me . Homen jenuh dari maBing-masing ferit sederhana dengan Me
Kn, Fe, Co, Si, On dan Zn telah ditentukan oleb Neel (4) dan Smit & Co
(5) seperti terlihat pada gambar 3 sebagai berikut :
-4.
Gambar 3. Momen Jenuh aolekuler dari beberapa ferit sederhana sebagai
fungal iumlah elektron 3d per ion Me 2 + (0 t Heel (4). x 1
Bmit & Wijn (5)).
Ion-ion Mn2+, Fe 2 +, Co2+, 2+ 2+Cu dan Zn masing-maeing mempunyai
eiektroh-3d » 5,6»7,8t9 dan 10. Apabila elektron-elektron ini disusun •
menurut prinaip Riuli, aaka maeing^-masing ion ini akan nempunyai mo-
men maknetik sebesar : 5, 4, 3, 2, 1 dan 0 (Mg). Jelas kelibatan dieini
bahtfa rata-rata haBil pexoobaari menyimpang dari pexkiraan teoritie.Peny
lmpangan ini dicoba diterangkan btrdaaarkan tidak idealnya stxuktur Bpi
nel-invers dan adanya kontribusi momen orbital (luas yang diareir).
Berdaaarkan pembicaraan di atas keliatan bahwa momen maknetik tidak
nungkin SMj. Tetapi ternyata bahwa dengan penambahan sejumlah fexit
spinel normal seperti Zn Pe204 Pa^a fcrit spinel invexa» hal ini da -
pat dioapai.
Miealten x-mole Zn Pe2O4 ditambahkan pade (1-x) mole (Pe3+)0.(Pe3+Me2+)O,
dimana arah panah menunjukkan axah momen maknetik, maka dipexoleh t
Sehingga momen maknetik total dari melekul ini dapat ditulis sebagaiberikut t
.(1)= [n + (lO-n)x
Li, .
• :'i '
•j
--T
85
dimana n adalah Bohr magneton dar-i momen ion Me . Jadi menurut anall
8a ini momen maknetik p.kan membeear dengan raembesarnya X, dan menoa-
pai harga maksimum M = 10 Mj.
Berapa has 11 pc^rcobaan dapat dililiat pr.da Gambar 4 sebagal berlkut I
Gambar 4. Momen jenuh dalam Bohr magneton dari mixed ferrite ,;,;.,::
Me^^Zn^. Fo20. (van Greenou ot.al, (6)). . '. ; y'I
Sari haeil pereobaan ini dapat dilihat bahwa momeh maknetik mejnan^membesar menanjit garis-garis lurus yang semuanya berpottagan pada har ,ga momen maknetik 10Mg. Untuk harga X disekitar 0.4 titik-rtitlk pa*-cobaan mulai menyimpan^ dari garis-garis lurus ini, dan setelsn nehoa',"'•pal roakSimum pada X = 0.5 kemudian mengecil. Penyimpanffan inlidapat'diterangkan sebaga^ berikut s pada ferit normal Zn PegO. Interakat "B-B demikian kuatnya sehingga arah monen maknetik pada kedua poBiei /ini saling berlawanan arah. Pada mixed fsrrite interakei ini maslh kniat, tetapi interaksi A-B jauh lebih kuat sehingga arah momen-momen : ^•maknetik pada B-B menjadi searah. Dengan penambahaiT-fearit 2n Peo07 maka jumlah posiei A yang ditempati ion-ion Zn akan bettambsihr. eeHlng-ga interaksi A-B menjadi lemah sedangkan iaterakai B-B maklri menohjol»
Akibatnya arah momen-momBn pada posisi B-B tidak lagi aearah,'<tetapiakan membentyk sudut dan akhirnya akan saling sejajar berlawananarah(anti ferro) .pada X=1. Sedangkan besar momen total pada poBisi A akanmengecil dan akhirnya menjadi nol pada X » 1. " ** '
4.2. PERME&BILITAS
Bila suatu bahan maknetik diletakkan dalam insdan maknit Ht .maka da lam
bahan akan timbul maknetisasi resultan I dalam arah H yangi dapat di-
nyatakan dengan hubungan s
I = XH (2)
dimana X : susceptibilitas aaknetik. Sedangkan hubungan antara induk
si maknetik B (gauss/enr) dengan H dapat dinyatakan : . .
B =/.<H (3)
dimana^d : permeabilitas maknetik. Sari hubungan :
B = H + 4"t I ........(4)
naka diperoleh :
Biasanjra yang sering dijumpai dalamqpemakaian adalah permeabilitas/u.
5 . JEHCOBAAM
5 . 1 . FENY1APAN CUPLUOiN BEFfflAS^KAN KO-ERESIPITASI OKSALAT'
' a» garan-garam sulfat daxi logam-logam Hi, Zn dan Pe bersama-sama di-
laxutkan dalam air (dengan perbandingan yang oesuai) dan diaduk.
b. kd dalam larutan ini dimasukkan larutan ammonium oksalat dengan Jum
lah yang aeeuai, dan endapan yang terjadi di earing dan dikeriog -
• - lean*- ' • . • •. (
t* itemudian bubuk ini dipanaskan pada temperatur + 600°C selama 20-40; • menit* • . . .
d, bubuk ferit yang diperoleh eiap untuk dicetak.
5.2. PBHCETAKAN
Sebelum pencetakan, bubuk fexit dicampur secara mexata dengan 2% poly
vinil alkohol. Pencetakan dilakukan dengan alat oetak seperti pada
gambar 5- terlampir. Supaya kerapatan hasil cetakan merata, maka seba
iknya penekanan dilakukan dari dua arah sekaligus. Tetapi dalan hal
ini penekanan dilakukan dalam dua tahap. >
1
87ALAT PENGETAK CIWDIN TOHODIAL
7
17-\ \ ' \ \
J
Bagian-bagian yang penting dari alat pencetak cincin torodial
adalah : • f .''"'"•'.
1. plat penahan top plunger (3)
2. plat penahan bottom plunger (5) .
3. top plunger '
4. die "body . '
5. .bottom plunger
6« core ' . •. ,
7.:-.core holder8* 'die body holder
9&10. guidance pillars yang fixed pada plat p.nahan (2)
13» spacer yang tipis
68
Mula-mula iakai spacar (13) yang tipis, kemudian top-plunger ditekan
turun hinsga suatu' tekanan tertentu tercapai (keadaan ini dipextahan-
kan sampai keadaan stabil tercapai). Kemudian spacer (13) diganti de-
ngan yang let>ih tebal dan kemudian top-plunger keabali ditekan seper
ti seoula sellings?, tekanan akhir tercapai (gays yang dipakai 4-5 ton).
Panggantian dpacer iui dilakukaa beberapa kali berturut-turut untuk
mendapatkan homogenitas yang diperlukan.
5.2. SIHTEHIIC :
Sintering dilakukan pada temperatur 1250°C aelama 3,5 jam, dimana ke-
naikan temperatur sclalu dipertahankan 10°C/nen. Atmosfir yang dipa-
kai adalah atmosfir udara biasa.
5.3. PEHGUKDRANAlat yar.g dipakai adalah Q-meter tipe Mft-i£i ex MEXJTOO. Cuplikan yangakan diukur adalah berupa kuoparan toroidal dimana sebagai intinya a-dalah forit. Secara ekeoatis alat ini dapat digambarkan sebagai ber -ikut i
I " 1 •
08Cf
Gambar 6. Skema Q-meter M|-161
Prihsip penfi Vurqii eialah berdasarkan resonansi, dimana kuaparan toro
idal dihubungkan pada terminal HI-LCW. Untuk frekwensi tertentu, kea-
daan resonansi dapat dicari dengan merobab-robah kapasitor C. Sehing-
^ - r
: ' : •
i * ^ . • .
1 ' •
I
induktansi L dari kumparan diperoleh dari :
. 1L » ,.
2 247t V O
...(6)
Selanjutnya permeabilitas dapat diperoleh dari hubungan »
(7). 1
dimana t 0 • luae penampang kumparan, 1 a keliling rata-rata toroidal;
n • jumlah lilitan dan £ m frekwensi oeoilator.
6. HABIL M M PEMBICAJUAN '
Haeilpengamatan dan pcrhitungan dapat dilihat pada tabel X terlarapir,
sedangkan kurva penacabilitas terhadap komposisi X dapat dilihat pada
gambar 7 terlampir. , ,
Beberapa sampol dengan X tertentu texdiri atas lebih dari sattt sampol»;
Hata-rata pengukuran dilakukan pada frekwenoi 250 KHZ, kecuali pada • \
sampel 2 dengan permeabilitaa keoil, eoperti sampel-Bampel no 1(2t3(9tl:
10,11 dan 12, pengukuran dilakukan pada ftekwenei yang lebih tinggi \
(lihat tabel 1).'
• ' • ' ' ' . ":•': V -
Fada tabel 1 disamping dicantumkan hasil-hasil pengukuran, pada kolom ;
terakhir juga dinyatakan keadaan tampak luar dari masing-nasing oam - ;
pel. Basil perhitungen permeabilitaa digambar terhadap komposisi X pada
gambar 7« ' . ' . ] . • ••;"• f
Sampel-Bampel 4A dan 4B, 5A dan 5B, 6k dan 6B, 7A dan 7B|> 8A,dan 8B, ;
8C dan SD, 9A dan 9B, masing-masing pasangan yang bersangkutan bera- J
sal dari bubok ferit yang sama dan di-sinter pada eaat yang bersamaan.'
Semua sampel dipersiapkah dengan metoda penyiapan yang eama : yaita
metoda ko-presipitasi oksalat.
Ferbedaan-perbedaan harga permeabilitas untuk masing-maaing pasangan
dapat disebabkan karena adanya efek kopdisi pencetakan yang berbeda,
penggulungan kumparan toroidal yang tidak sempurna, dan adanya caoat-
1
i ' i~ >-
TABEL 1. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
NO SAMPEL
" 1
2
34 .A '
B5 A
B
6 AB • .
o 7A<* B
8 A
BC
D
9- A•B
10
1112
X
0.100.200.250.30
0.35
0.40
0.45
• 0.50
0.55
0.700.80,.0.90
L (mm)
53.3452.9455.5455.3955.6752.8453.82
_53.3452.7253.9752.6552.0950.9953.53r?.62
54,1054.54.51.8453.09y50.23
0 (mm*)
3.92704.19614.53053-75244.16104.21743-9405
3.95203.91043.97754.01443.78294.06004.92923.7961
4.13024.25523.95654.30004.0385
n
199192
193200
193197190
1901 8 6
192199187179188 -195
183188
' 2 0 2
196184
f
7.92.52.5250250250
250
250250
250250250250250250
790790790790790
MHZMHZ
MHZ
KHZ
KHZ
KHZKHZ
KHZKHZ
KHZ
KHZKHZKHZKHZKHZ
KHZ "
KHZKHZKHZKHZ
L
6 .95 WH
22.50 jlH33.00 pE0.74 ;u$0.717/iH1.52 /lH .1.42/iH
. 1.48 AlH1.48/lH
• 1.15JUH
' l . O ? / #0.85 JuH0.83u;uH0.94 pS
'0 .88/uE
0.56 joH:0.56 juH '0.439jalf *40.225PHQ.169pH
« (cgs)
1.906.138.64
216.25203.88390.^9427.40
440.21458.83336.75281.92266.27258.82288.25255.21
174.25174.25112.1.457.53*9.39v
KETERANGAN
muluaretail mesanjangretak memanjangmulusmulusraulusretak-retak halus menudan melintangmulusretak-retak memanjangmulusretak halus memanjangmulusretak-retakmulusretak-retak memanjangkithampir mulushaiapir mulusmulus' ;
. retak-retafc memanjangretak-retak memanjang
it?
400tf
• 4J
300 %
200
100
0,2
91
•6B Gambax 7. Hubungan permeabilitasu "v.s. komposisi X,
o,4 0,6 O,8 :/ '-_,!
cacat fisik seperti dapat terlihat dengan ma-ta.
Dapat dilihat disini tahwa permeatilitas meheapai harga maksimum padaX B 0,4 dengan/^450. Pada literatur-literatur seperti : Chikazumi(7) dan Vaye (8) maksiraum diperoleh pada.X -^0.3 dan/(~500. Perbedaandapat disebabkan karena berbedaannya proses pembuatan dan bahan daear(raw material) yang dipakai. \ •
Dibandingkan dengan gambar 4, kelihatan ada hubungan posiel maksimumdari permeabilitas dengan posisi maksiraum dari aomen jenuh.
7.. UCAPAN TERWh. K&SZE
Terutama ucapan terina kaBih kepada Lembaga Pisika Hasional-LIPI yangtelah mendorong terlaksananya penelitian ini. Dan juga terima kasihkepada B. Passulean, mahasiewa tugas akhir Dept. Kimia 1TB, yang te-lah melakukan penyiapan aampel dan analisa-analisa kimia; Herman, TeknieinLPN-LIPI yang telah melakukan pencetakan; Surybto, Teknisi EPN-LIPI, yang telah melakukan pengukuxan-pengukaran listrik aerta perhi-tungan-perhitungan. Dan tak.lupa terlna kaelh juga pada ikr. Swnardidarl IKN-LIPI atae perhatiannya terhadap pekerjaan ini. Dan terakhirterioa kasih kepada Ny. Surtinl atae pengctikan tulisan ini.
8. DAPTAH PDSTAKA
1. B.G. 8treet t Present teohnology of hard and soft ferritesj PowderMetallurgy (1979) no. 2.
2. H.A. Kramers t Physica 1, 182 (1934)3. E.W. Anderson : Phys. Rev. 79, 350 (1950)4. L. Neel t Proc. Phys. Soc. (London), 65A, 869:(1952).5. J. Smit & H.P.J. Wijn t Perritesi John Wiley & Spns, NY (1959).6. A.B. van Goenou, P.F. Bongers dan A.L.Stuijts 1 MaterfSci.Eng,3,
317 (1968/69).7* S» Chikazumi t Physics of Magnetiemj John Wiley & Sons, Iff (1964)»8. B.E. Waye t Introd. to Technical Ceramics; Maclaren & Sons Ltd. Los
don (1967) p. 182.
SURVEY AEEA
PIG-1
16CATI0N OP SUEVS3T ABEA
94
y-i 92. <?3 :
\ • N ' \ S ' \ \ \ I N /
N|^ \ /
\I V
v \N ^
\\
/ /
* \
\t
\ f
/ IV I
/ \I \\ r
SCALE 1IHC.H PER MILE .
0 1 2 3
PIG - 2
.. GEOLOGY MAP.
SOUOJH WEST OKEHAMPTON
(SSI granite'4 KM I--'• Zl chert
shale
river deposit
Isandstone
155*,, I dolorite
1.^"^ slaty hornfels
\ \ shale
connecting
meter box
weight
lever sohock eliminatingspring
'.-.'"-i-1;!"!;
long level
^-/*— screw
light switch
—thermometer
FIG - 4iCPJill OF L&E GRAFITYTIETER
J
£/rkv» an A :
«k. ZL \ \A&tA\ \
PIG-9 MAP DIGITISATION PATTEEIT !••"••
t" •
IK.. ? • ' • • ; •
|
I:
•n
97
J/ IAz.—i—
1 • "•.1 f
** •
f
Q
FIG -
FIG -: 9B
•VI
m-mass/unit lengbh
PIG - 9C
2
4,
Unru
^ - observed aaaom, _ calculated anon
«V
o
A-sr»»
PIG - 10
PBOFILE TRAVERSE
C.c
U.C - upper carbonepeiL.C - lower - it -P - doleiftite
X
1 X
• •
X "<
jrw
yr» 'i-v-o
. - obet.rved anomx - calculated
fjjj
• (JC %-•»?
C-t J L . C
•• •
^' C
V
' Hi
PROFILE TRAPERSE
U.C - upper carboneferousL.O - lower - „ - ..tt~ - dolerite
FIG-12DIRECTION OP PROFILEA - A1
101
I-!"'- 'M'.V. » •
- r •
r • •*
•.?•
X CALCiBiU ^
* • ' . ' / • / ' >
PIG-13 . PROFILE OP DARTMOOR GRAIIITE ALOPG LIBE A-A'
r102
Pertanyaan-pertanyaan : ,
, I . -Oari Sdr. Anwar Dhani. . . ' -f\"U A^akah dapat •distBpull£an"balivja dari gamfcar 11 itu untuk pembuatan magnet
, core (elektromagrxet,c.rua soarah) adalah pada posisi peaknya ?2, Apak&h sudah diukur juga /a yang tanda osilator ? ** \..Javab : 1 . Belum tentu,karena peMneabilitas juga tergnntung pada, frekuensi. '
2. Belum. " :II . Dari Sdr.W.Loeksmanto.
1. Pada tabel 1 hnrap dijolaskan makaud dalam kolom texakhix Be pert i : nni -lustxetak memanjang (memanjang terhadap apa ?),
Jawab : 1 . Ini adalah cacat-caoat f i s ik yang kelihatan dengan mata. :
Dari Sdr.Waluyo. „, ' [•1, Apakab permeabilitas magnet f er i t (gb.7) tidak tergantung pada freku - *
ens j ?Javab : 1 . Ya.
17* Dari Sdr.Soegeng.1, Apa pehgaruh bentnk butir dalam pembuatan ferit dan bagaimana bentuk bu-
t i r yang dibutuhkan ?Jawab : 1 . Benturk yangn^eratur aan ukuran terlalu keci l menyukarkan penga-
- • liran material selama penekanan/pencetakan.Bentuk yang bailk ada-lah "bulat dan ukuran "* 1 yum*
V. Dari Sdr.Maraongkohadi.1» Apakab idr. pexnah membandingkan hasil pengukuran /a. dengan hasil pengu-
kuran swiut Yaf et-Kittel ? •' • • ' ,'•••• • ' • . ' • • • • • • • • . • ' . . ,
';, ,";a.-:i«Apakah pernah ditetlti dengan diffraksi sinar X untuk meliha't adanya fa-r - . . . : • .••. ^ | , ; .
u •3. Bagaimana dengan analiea kimia ?Jawab :1. Saran ini cukup menarik,tapi.sayang belum dilaksanakan; \i
-• d e i u n > t ••- -- - . - •• . - . ; • • , • . ' i ? : .-2«YBarangkalirkeiniingkinan adanya fasa lain in i menyebabkan "scattere. ,,,
nasi l pengukuran pada gb. 7. • \ ,.;.3» Analiaa kintia dilakukan aecara basah.dan ketel i t ian re lat i f cukup !;l ;
.'\[ baik.Mieal komposiBi tebrit ia »iQ .ZnQ cFe2O. i tu dapat didekati',-•' '.'• (prakti8):Ni0' A<finn c-j^epO^.Sebetulnya perlu lagi diketahui valen--..' • ai dari besi itutPe atau Fe^(di8tribu8iagra) dan kandungan bksl -, gennya. *
H ^ 3
KONDUETOR KUASI UNI - DMENSI j (TTF) (TCNQ.)
( NMP)(TCNQ) dan KCP - .
Waloojo Leeksmanto , Departemen P i s i k a ITB
. A b a t r a k t ,
Dibahas tentang adanya bahan' (NMP)(TCNQ), dan (TTP)(TCNQ) yang
bersifat anisotxopik dalam sifat konduktivitas listriknya, dan
dikatakan sebagai konduktor uni - dimensi.
Eahan organik di atas diperbandingkan terhadap bahan in-organik
KCP atau Kg Pt(CN). BrQ 3«3Hg0t baik struktur maupun hasil eke-
perlmen konduktivitaB listriknya. , . ;
Tampak adanya transisi metal - isolator pada suhu tertentu.
Fendekatan teoretik dikemukdkan secara singkat, khususnya C D V
( Charge Density Wave ).
CONDUCTOR QUASI ONE - DIMENSION :
( TTF)(TCNQ),(NMP)(TCNQ) AND K C P •
A'b s t r a c t : '
This phenomena was observed from organomaterials (NMP)(TCNQ)aad
(TTP)(TCNQ). It was found also from in-organic substance called
KCP or KoPt (CN). Br. ,. 3H-0
Relation of chai.i structure with electrical conductivities i a
reviewed. Prom the experiments, a metal-insulator transition Is
mentionned.
Theoretical approach to explain this phenomena based on charge
density wave (CDW) is also discussed.
103
-104
1 *
Xalam beberapa" tafaun belakangan ini, etudi eksperimental dan te-
oretik dari konduktor uni-dimensi merapakan riret yang m'enarik
di bidang fisika zat padat. Fexhatian timbul karena adanya hasll
eksperlffien dari bahan-bahan tertentu yang menunjukkan sifat me -
tail D (sata dlmensi). Di bawah ini akan dikemukakan eeoara ku-
" alitatif tentang penampilan beWrapa kristal molekal yang berei-
fat Sonduktor 1 i>, seperti (TTF)(TCHQ), (MMP)(TCHQ) dan KCP.
2. Klasifikaai , .
Beberapa konduktor organik menunjukkan gejala eifat anisotxopi
yang fcnat. Hal ini ada hubungannya dengan struktur, eehingga ia
diraungkinkan untuk meopunyai nilai besaran fidis yang menonjol. .
Ada 2 tipe tertentu darl ktistal molekal pada bahan konduktor ta
••' d i , y a i t u s' • •-'• ' • '•.'•":. , '.
1) CTC ( charge transfer complex ) .
2) RIS ( radical ionio salt )
Pada kondisi tertentu, CTC dan RIS inldapat mengkristal, Behing
ga orang menyebutkan aebagai kristal molekol-ion. Dalam pembahas
an selanjutnya, yang dipilih hanyalah bahan-bahan dimana mereka
; rmenunjukkan nilai kondoktivltas listrik yanff besar. San terka -
VSang osang menyebutnya aebagai " logam "• organik,- di sini khusue
akan dibieaxakan agak mendetail mengenai dua senyawa s ( I T P )
, { T C N Q 0 - dail- ( H M P ) ( T C H ^ . V
Pengertian lebih lanjjnt mengenai CTC. dapat diterangkan ebb. t
la merupakan sistem yang stabil dibentuk dari molekal donor (B)
.'dan molekal akseptor (A) yang Baling mengikat, karena dua elek -
1P5
tron -'nya. Artinya : molekul (A) dencan affinitas elektron -
nya yang be'sar, dapat meneriraa elektron ; sedangkan molekul(D)
dengan potensial ionlsaeinya yang rendah, dapat member.tkan elek-
tron f i' .
Contohnya i tetxnthiofulvalene (TTP) morupakan moleJcul D
tetracyfvnoquinodiiiiethane(TCNQ) marupakan molekul A
Rvunus bancun kimianya digatnbarkan abb, , .. .
/
Pengertian men^enai H I S * . . . .
.'Ia perupakan. juga euatu sistem yang stabi l , dimana ia menan ••
dnngi Ion radial (Rl) dan ion lewannya. Ion RI mempunyai satu
.«•lektron ' yon ; tak berpasangan (unpaired electron) , sedangkan
ion lawan elektroii*<lekJ;ronnya berpasangan (no unpaired electron)
Dalara hal in*< ion- HI memberi andil ^ang bedar kepada s i fat £isifl
dari bahan dalara bentok fasa padatnya, sedangkan ion lawan tidak -
demikian halnya, kecuali raembuat sistem menjadi netral . .
Contohnya t N-nethyl phenazinium (BMP) merupakan ion lawan
tetra cyanoqninocliinethane (TCHQ) merupakan ion RI ~Burns baiicun kimia untuk (NMP) digambarkan abb. t
Gambar 2. O
i
106 fr
Selain dua tipe di at as, ada pula aenyauct in-organik lain yaitu \
^Pt(CN).Br0 z*3H20 disingkat dengan setmtan KCP. Za pun meaun •
jukkan si-fat uni-dimensi dalam susunan rangkaian rantai yang dl-
sebut aebagai w mixed valence-planar ". Sifat flsianya dapat fli-
perbanding!cfja denean haail ekaperimen yang diperoleh dari (TTi1)
(TCHQ) dar.
« Strukt»1»* CTC dan RIS
Balam Blstem CTC dan ftlS, ikatan dfiil
• babkan adanya tumpukan bidang^bidang molekul «ehingea menbtatuk
. fcotom yang berantai. Pada tipe HIS dsn bebeiapa dari tipe CtC ,
- ko?on-lEd3r~-7a terpieab dalam dua komponen identik» artinya Tmn-
tai ion radikal (Rl) dan rantai lawannya untuk tipe R B , a t a 9
n rantai .'orior SDDB dan rantai akaeptor AAAA vntok
- tipe OTC. SuBunan atxaktur yang demikian iai dibori nexaa
Utttuk kelompok tipe CTC lainnya, koloonya terbentuk seoara ber -
: gantian sehi&pc^ membentuk rantai EAD1DA....«.., dan diberi oaaa
•abagai rantai M. Hingga aaat ini, pengeoualian yang terjadi di
Jumpai pada sisxem CTC dalam senyawa (TTF)(TCMQ) dan aenyava tu
roaan aerupanya» dijnaha mereka nengkriatal dalam bentuk raotai-
RI, dan bukaa dalam ±antai M .
, Pengamatan nengfiunakan difraksi-Binar X dari (SMP)(TC»ft) d a n
(TTF)(TCHQ) meaberikan data aebagai berikut t
(NMP)(TCNQ) mempunyai Bel-unit berbentuk triklinik dengan para-
meter *
JA
107
a = 3,8682(4)b = 7,7807(8)c - 15 ,735(2)Z a 1
91,67(1)°92,67(1)95,38(1)
Jazak antnr-raolekul d = 3,26 AArah clard kolom rantai sejajar denr;an eumbu a.
r
(TTP)(TCNQ) bontulc sel-omitnya adalah monoklinik dengan parameter:
TrFa
b
0
12,3 A
3,8
108°
Volume eel-unit eokitar 220 A-', clan z = 2
Arab, dari kolom rantoi eejajar dencan «umbu %.
Suata pertanyaan Simbul mengapa senyawa (WMP)(!TCNQ) dan (TTF)(TCHQ)
membenttf: konpocu i, atoeehiometrl yanc etabil antara dua komponen
molckulnya, dimana clapat di^iJibarkan bahwa mole]r«l yanc satu ber- .
tindak aebagai. donor elektron (D). berhadapan dencan moleknl'yang
lain bertindak ssba/rai ekseptor (A). Adapun A merupakan' anion de-
ngan affinitas eloktron (EA) ynsf besar nilainya, sedangkan D me-
rupakan kation densan potonsial ionisasinya (i) kccil.
Sebagai contoh dalam (raP)(TCNQ),dimana TCNQ**sebagai (A),2,9(-i)eV
TO?P+sebacai (D)I = 6,8(i)eV
Sebetulnya nilai affinitas BA di.atas untuk TCNQ tidaklah merupa -
kan nilai yan;'j; Is'-.imewa besarnya, trctapi dalam hal ini, ada faktor
lain yan^ patut diberi perhotian "ecata khusus.Temyata anion TCHft'
mempanyai bentuk y&?jj memanjans denGan kelompok nitritnya,ynng me~
rupakan kelorapok penarik elektron, menduduki posisi diametral di
r I'7
108
kedua ujungnya (gambar 1). Sedangkan sifat dari kation pasangannya
merapunyai bentuk geometri yang' menentukan dalam membina struktur
kcaeluruhan hingga menjadikan.konduktor organik. Fakta-faktc. ter-
aebut dimungkinkan karena adanya polarisabilitas yang kuat dengan
ukuraa bentuknya yang keoil.
Sebetulnya yang dicari adalah suatu susunan yang mcmpunyai energi
transfer muatan AE__ yanc rendah, dengan rumus pendekatannya di»
tulis eebagai :A % m (1-EA) - C - P
dimana , I = energi potensial ionisasiEA s affinitas elektronC s energi MedelungP * energl polarisasi elektron
Dalam (NMP)(TCHQ) lapisan TCNQ dari rantai RI tersusun secara ber
gantian dengan lapisan HWP (gambar 3 dan 4).
Untuk momahami bagaimana tumpukan lapisan TCNQ dari rantai RI ter
svunin dalam (TTP)(TCKQ)f dimana di gambar 5 dan- 6 dapat terlihat
arah anisotrop yang kuat. Orbital-orbital dalam arah yang kuat ta [:
di menoegah kemungkinan adanya " hopping ", tetapi lebih mendukung it.
adanya perpindahan elektron dalam arah ranta RI. San agar terjadi Ij...
kompartemen metal, tumpukan seharusnya uniform sempurna, sehingga l\
elektron dimungkinkan plndah antara kedudukan energi yang indentik. !
Suatau dimerisasi ataupun adanya anomali pada tumpukan uniform men !. • • • • • ' . • ' • • • ' - " • • ' . K -
Jadikan kompartemennya bersifat Bemi-konduktor» i:
Sebagal bahan bariingan, dleantumkan di s ini struktur konduktor la f:
organik ECP yang membentuk kolom sejajar saling berhadapan daa d i - [
sebut eebagai rantai Pt» seperti ditnnjukkan pada gambar $, bahwa .•
terjadi pengikatan orbital d 2 pada bidan^ Pt(CH).. Sehingga me- f'
109
nyebabkan adanya pita elektron delokaoi sepanjaa# raatai Pt^dlnana
atom brominm Br yaae bertindak aebagai akseptox elektron tidak a«n
jadikan pita texlgi penuh, maka RCP ini bexsifat Bebagai metal*
Jarak antaxa atom Pt-Pt adalah 2,88 A(lihat eambax), nilal ini tak
berbeda jaoh denran jarak Pt-Pt dalam logara Ptv yaitu 2,7 .A» Suabu
e merapakan arah clari kolom berantai.
4. Kondukttvitaa lietrik
Seonra umum dari hasil pengukuxan konduktivitaa llstrik, gambasan-
nya dapat disimpulkan sebagai berlkut :
Untuk R1ST : .
a) Nilai pada temperatur kanax, mempunyai orde { ^ ^ 1 0 <7V» *B
b) Tranaisi MI (metal-isolator) berjalan kontinu,dan tompexator Ml
aekitar 1OC°K "X T^^
Pada temperatur tinggi , T>
Pada temperatur xendah ,
Pada tempexatox txansisl
nilal hampir kon»tan.
dengan eepat,
tidak terdapat (Tyaag m©non-jol, berarti tak ada " peak *.
e) Konduktivitas (T* menunjukkan tifat anoaotropi.
Untuk CTC :
a) Nilai pada temperator kamax, ^e^oiAe<f/^M^ A» om*1
b) (i) Tampak adanya transiai HI dan terkadang jelaa menunjukkan
adanya " giant peak " pada temperatur T M I <U 1 0 0 % dari bete
xapa TClKi. . •
Balam hal (TTF)(TCNQ), temperatur tranalai terjadi pada T ^
Sf60°K iengan ($// (maksimuffl) 1O5«5lT1cm"1 dan dapat dlben
dingkan nilainya dengan konduktivitae dari logam Pb
(5 x 104 *5LT1cm"1 dan logam Sn
r
V
o»o
.'• iGasbar 3. s Struktur kristella RIS dari (HHP)(TCKQ) diproyeksi-
kan pada 010 dan 100* Arah tuapukan aejajar denganauabu "a.
i
Gasbar 4. « Struktur (NMP)(TCNQ) diproy«kfllkan pada 100. >
z*m^wm
P<8
3
£:$
; /53
• S I
IV Vg
18
I1
i
Geaitar 5. Struktiur teristelia CX.O deri (TT?) (TCKO) diproyekul-
kan pads 010« Areh tuap-jksn se^ajar dengsn sxisibu b.
• o oGeaibar 6. J Overlap darl orbital p s atom2 karbon antara
dua TCNQ yaag beruratan pade (TTP) (TCNQ).
M, M»
•^»»••31 »»;• J
M
m
7« s Eeprasesstasi oolekol Ms dalaa . ^ a• „ , . . . x • rantei disdilc.'
ran ts ! beratursn. : •.
• !
—o-o./Ts.
99 * U ;f6 » „ »* O ( ) O «•
—O-O © O-O— @r O-S3
o-oG O
©
0 ;:C 0 ::« O «5
j Sembsr 9. s Txaepukai-i koloa PtCCKK daJaa ZCP- fieagas jaenunjuklcan overlap oirbital
d 2 deMgsn arah se^ajar sumbu *c.
Sh':jf 'i
1"' feSiii! '
113
(ii) Pada temperatur I >f|jjf (J~// *>°le» dikatakan hampir koa*
stan don tldak banyalc bergantung pada temperatur, tejr -
utama antara 200°K dan 300°K.
(ill) Pada temperatur T^> T^- ter^adi transisi yang jelas* malah
terkadang tatnpak pula translBi kedua pada temperatur ae~
kitar 38°K,
e) Sifat anisotxopi dari (J* untuk CTC lebih beear dibandiiigkan de-
ngan BIS j umpnmanya : untuk (TTF)(TCMQ)t perbandingan '
300 pada T - 30O°K( teraperatur kamar ) .
Haall ekBperlraental yang agak terperinoi untuk (HMP)(TCNQ) dan
(XXF)OrCNQ) dibicarakan dlbawah inl * Xemudlaa ko duanya diban-
dingkan dengan KCP.
Bada temperatur 7 ^>240°K, konduktlvitaB (Ttrkurang oeeara lam*
bat dan meneapai nilai fl" =•' 38O£U~ CM" pada temperatux kamar ,
gatobar 10. Pada temporatur rendah T <^60°K, elf at konduktiflta»-
nya oemmjukkah adanya nilai.energl «ktlvasi tertentu dim tldak
bergaatung pada temperatur (gambar 11 ) • Pada daerah teinperatux
^O*K<T 2 4 0 % keliha tan adanya dua daerah traneisi d i d#kat
temperatur 7o"K dan 220°K (lihat gambar 10).
Data efcgperimen yang diperoieh mangenai fconduletivita» dan «UMp-
. tibilitas magnet momberllsan indikaei bahwa Bifltem Ittl baxaifat ,
• natal pada temperatur tinggl, dedahgkan ia bereifat igolatov pa
, da teoperatur rendah» : ;
Teroyata kcnduktivitaa pada temperatur kamar dari eaapel jr a n g
114
nuxnl lebih tinggi niiainyai Dan pada temperatur TJJJ » 60°Kt mem- •
-pexlihatkan adanya puncak (peak) yang tajam, gambar 12 dan 13«
Pada temperatur i T TMI, sifat tunumnya menyerupai sifat yang ada
dari RIS, tetapi pada temperaturrendah , T-^ TJ-J, sifatnya berbeda
dengan eifat dari HIS, Energi aktivasi dari eampel yang murni ber-
gantong kepada temperaturnya. Terdapat anomali lain pada tempera -
tor 38°K, yang menunjukkan adanya txansisi kcdua.
Pengelompokan daexah temperatur dapat dinyatakan sebagai berikut t
1.) 0? y T M 1 » 6O°K daerah metal 1 D
2) T<J T M I, sistem menjadi bersifat 3 D, dengan T«j<s;50oK
•3) T C i T M j , daerah transisi (disebut "cross-over region") 1 I)
dan--3 ;.D,dimana terjadi yang kuat (giant conduotivity").
K C P
Adanya ketergantungan konduktivitas G* dengan temperatur! dsnO^m
— 100 dSL»"1cm""1. Pada temperatur T^200°K, secara praktia (J"tak
tergantung pada temperatur, sedangkan pada temperatur T K 200 K
i(J" turun dengan kuat dan mencapai nilai (J" a 10 *5l» " cm" pada
temperatur 2O°K.
Sifat anisotropi teramati sebagai fungsi dari temperatur , tetapi
dalam hal ini tidak tampak adanya anomali. Pada temperatur
T . 100°K, sistem menjadi 3D dengan masih tetap menunjukkan adanya
• sifat anisotropi.
' Perabagian daerah temperatur :
' 1) Daerah temperatur tinggi : sifat metal 1D • ' • "
2) Daerah temperatur rendah, di bawah 200°K t tepat pada tem -
peratur 100°K suatu penataan ("ordering") 3D.
3) Daerah " cross-over " (20O°K - 300°K): sifat kuasi metal.
sir''•';
«53ii
n5 r' ' f.
60 00 MO 180 220 ?S0 300 3*0 330 420 460 500T(K)
Gambar 10. t Ketefgantungan konduktivitas dengan temperatur dari jkristal (RMP)(TCKQ). f
ISO
0 3D 60 .100 140 160 220 2GO 3GOT ( K l
Ganftar 11. : E&ergL aktivasi eebagal fungsidari temperBtur t>agi
e!I
i;If1!5!li
- it
i Ii- i!ft Si
/5
TIKI . '.'.-"j •->''-•/:=* i^ •
:V-
Gambar 12.« Konduktivitas ternprmalisa*fungsi temperatur untuk tCbagei kristal (TTP)<TCNQ).
CrHb(300)7
50 !00 I50 200 £50t ( K)
300
•Gambar 13. EondxUctivitas sepaajangtmapt&en dari (TTP)(SCNQ)---— sampel
1
Gembar 15 . * tJabtGc beberapa senyawa TCNQberlainan dibandingkan ter- :
hadap Cu pdi. temp, kamar.| s TTF—TCNQ puie sample, after [261. j
; TTF — TCNQ less pare sample, after [26], ;•r-7—7~./• NMp .- 1CNQ, after [27].
N M P - TCNQ, after flSJ,—!~i—!—t— Q - TCNQ., after 128), j. ——..Q. TCNQ,, alter [15].'W\\\VV\NSVS.\ Ac— TCNQ:, afier fi5J,
TEA -TCNQ-. after [I5J.' -ssssss.-si-.i.L- Cs, •••• TCNQ,. after [14}.
SO 100 . 250 T!K)
Sambar 14.. 1
Eetergantungan fconduktivitasterhadap teiaperatup xuatulc(CTP)CTCNQ) danECP. . -
i
i !'
t I
\r.'
0-p.-
it !
5-
•i i/
'•i
i '•i
) '
t •i!
117
Sebagai penggam^aran. unreun, disimpulkan bahwa sifat gararo TCHQ dan
KCP dapat saling dipcrbandingkan konduktivitaa listliknya^ gb.14. .
Hal-hal yang analog s .
(i) . Kedua sistc-ra tetap bersifat anisoti-jpi \mtuk daerah tea-
peratur, T ^ T M I dan T < 3?MI.
( i i ) Pada temperatur T
MI
'MI
1 sifat vunum ke dua Bistera adalah
model 1D
daerah " cross-over" dari 1 D
ke 3 D
penataan 3 3)t mesklpun sifat
anisotropinya masih tetap ada.
. Hal-haX yane berbeda :
(i) Yang terpenting tentang ketergantungan' terhadap tern» .
peratur.
(ii) (TTP)(TCNQ) mcnunjnkkan gejala anomali yang kuat.aedaag-
kan KCP, seperti halnya (KMP)(TCNQ) monunjukkan tranBi-
si metal-leolator yanc normal»
5« D^skuBJ hasil ekeTJQglmen •:
5.1» Struktur rontai stabil.
Ada 3 petsyar'ataTi agar kristal nolekul merapunyai Btrcktur rau
tai yang stabil, yaitu 9
a) Setiap kulit yanc terbuka dari ion-ion (anion ataupun ka-
ticn) haruslah dalam bentuk zat padatnya terkordinaslkan
oleh lingkun^an dekat yang indentik.
b) Molekul-molekulnya ber-orientasikan aedemikian rupa hinff-
ga memungkinlcan terjadinya overlap jfungBi gelombang yang _
maksiffliim. Ban ini terjadi bila geometri molekul berbentuk
bidang disebut " flat-planar".
e) Lattioo-nya uniform untuk mencegah Icemungkinan terjadinya
sifat semi-konduktor disebabkan karena adanya distorsl.
8 1I." !
tin
118
1 5.2. Si fat konduktox* bahan yang telah dibahas perlulah didukungakan hal-hal sebagai berikut :
a) Anion mempunyai affinltas elektron Eft. yang besar denganorbitalnya tidak jennh.
bj Khtion meinpunyai polaxiftabilitas yany besar.
c) Kation mempunyai struktur tnolekul «imetri.
Affinitas e1 sktron Ek pada garam TCNQ adalah kuat. diaebab-
kan adanya empat kelompok nitrit, dimana didekatnya ter-
dapat muatan tambahan dari anion sehingga d&pat di tulis t
TCHQ*. San adanya oebital yanf- tak jenuh membuat elektron
madah pindah, terjadi transfer nuatan. Sebagai gambaran un-
tuk (TTF)(TCNQ) : 0,6 elektron, sedangkan untuk (HMP)(TCNQ)
1 elektron pindah.
foteraksi elektron-elektron (repulsif) dapat dikuraagi pexa*
nannya hingga menjadi tidak penting dengtn memperbeftar pola-
risabilitas kation (ada httbungannya dengan okuran deformati
dari awan elektron).Ini didukung dengan memilih atom bele -
rang S atau selenium Se pada kation TTF atau TSeF yang mem*
berikan polarisabilitas koat dengan ukuian molekulnya cukup
kecil,agar interakei kation-elektron menjadi tidak terlalu
kuat.Selain itu geometri kation perlu pula bcrbentuk bidang
(planar) agar tak mempengaruhi tumpukan kompak dari anion -
anion.
- Suatu kation seyogyanya Bimetri«fkarena ketidak-simetripan me
nimbulkan komungkinan adanya disorder, eehingga mentsanformati
kan bahan menjadi isolator..
IIt
IW
Mi
I
;;,M
<m-
.! 1
f i
119
5.3, Model C D W
Interpretasi lengkap dari sifat fisis bahan konduktoi ID (satu-
dlmensi) belumlah diketemukan.
Basil eksperiman yan^ memnjukkan adanya ketidak-stabilas Peierl»
dan anomali Kohn dalam konduktor ID perlu ada penjelasa.^.
Untuk ini dikennikakan suatu model CDW (charge density wave), yang
didasarkan kepaua transisl Peierls-Prohlioh. Transitj. ini tolah
diramalkan kira-kira 20 tahun y.l. secaxa t^rpisah oleh Prohlieh
(1954) dan Peierls (1955) untuk suatu metal ID hipotetie . Dalam
metal ID interaksi elektron-phonon menjaiarkan ketidak - stabllan
2k-, pada lattice sehingga lattice linier mengalami disteXBi super
lattice aecara periodik :
vi. = u cos (2kpK.+ 0), dimana u. adalah perpindahan distorsi
dari atom ke-j dari posisi R. yang ideal dalazn lattice
linier beratoran.
Tedenai dari gaya elantie lattice untuk memulihkan kembali •_ «truk-
tur uniform aalinya diimbangi oleh munculnya variasi kerapatan sni
' atan elektron seoara periodik pula, yaitu 1 ..
1 £ n(x) a Sn0 00» UkyX + $) diwebut O4/
Interaksi elektron-phonon yang kuat gelombang distroai lattloe*flgra
akan nembawa gerak elektron CDW tadi, dan ini merupakan auatu meka
niamc attperkondtiktivitaB yang baru (segual dengan ramalan fwonlioh)
. dan berlainan dengan yang telah dikenal darl teorl BCS ( Jardeen ,
Coopejj » Sohroifer ).« •
Dalam,«iatea riel, adanya caoat lattice dengan raatal linier di •
deJcatnya , membuat kondeneat Cff-.i mempuny&i energl E yang bergantnOff
pada fasa ataupun poeiei. Hal ini dikatakan bahwa kondeneat menjadi
120
terpaku (" pinned ") di posisi tertentu 0 t dimana E fix 0
pada temperatur rendah. . .
keeil dari kondensat di aeki-tar. pQ mempunyai freWensi da-
infxa merah).lam oxde frekwensi rendah dari phono» optis
Dalam (TTP)(TCNQ) dan KCP pergeBeran statis dari kondensat yang tex
.paku» disebabkan karena, medan liatrik yang konstan, meabexikan bar*
«a dielekttik yang besar dalam oxde 10* sepanjang arah rantai.
Bardeen (1973) menggambaxkan fluktuasi keadaan CDW yang koheren se-
jaxak $ (T) eeperti tergambar
,. Gambar 16 t Eloktron konduksi membentuk fluktoasl C W dengan
an e* dan masaa M* . . .
1 Tluktuasi ini bila tak terpaku ("unpinned"; dapat bebas bexgerak de
ngan kecepatan v, dan membawa nraatan e- « jf (T)ne dengan massa H*
-f(T)nm*
.;v\ e • moatan elementer elektron) n = kerapatan llnier elek -tron kondukai
m « massa eatu elektron ( dalam kondensat )•
torn fluktuasj/ M*v disebarkan ("dissipation") selaaa wak-Jlka
i» X » wto* konduktivitas total yang dibawa oleh fluktUBtil aoalabt
fl1 • ne T /» • Menorut Frohlich, kehilangan pada momentuB f luktu-
ael disebabkan oleb oksitaci elektron dari keadaan floktuasl konden
"•at to keadaan normal pada energi Fermi (seolah-olah sebagai netal).
Bertasbahnya j (T) dengan berkuxangnyA temperaturf menyBbabkan C
Juga 0* menjadi sangat besar, dalam hal ini, keadaan GDW dika-
i
121
takan " long range ordered ".
Pada suatu dacrah temperatur T , fluktuasi me^jadl terpaku6 sini
terlihat adanya transisi metal-isolator pada konduktivitae0 B 1 1 a
$ (T) sangat beear, sedangkan perpakuan ("pinning") fcerjadi pada
Interval temperatur yang sempit, maka (& akan melon^ak tajam dl dekat
T o^Hal in! tampak dari Basil ekeperiroan t^ntuk (TT^)(TPIJQ)» llhaf
gambar 12 , 13 dan 14. Lalam hal KCF efek perpakuan terjadi pada'
Interval temperatur yang relatif lebih lebar, dan efek ini membar
taai aecara kuat jalan bebas rata-ruta ("mean free path" ) dari me-
bilitas fluktuasi, sehingga di sini tidak terjadi kenaikan konduk- ;
< tivitas yang melonjak,' . ' ,
Kepustakaan t
1« J«J« Andre, A. Bieber, dan P. Gautier,Annalee do Pbyoiq.ue8, 4-5» Tome 1, 147 (Oot, 1976) .
2. A,P, Garito dan A.J. Heeger,
Aooounts of Chemical ReBearoh, vol. 1, 252 (1974)
3« M.J. Rioe, PhyaioB Bulletin, 493 ( November 1976)
4. L.B. Coleman, M.J. Cohen, D.J. Sandman, F.G. Yamagishi,A.F. Garito dan A.J. Heeger,Solid State Commum. 12. 1125 (1973)
5» W.J. Skoopol dan M. Tinkham,
Reports on Reogress in Physios, vol. 38, no. 9»1t49 (1975)
6, J. Bardeen, Solid State Conmttm. 13, 357 (1973) •
7- H.R. Zeldar,
Low Dimensional Cooperative Phenomena, 215 (1975)( New York, Plenum ).
122Pertanyaan-pertanyaan : • .I . Darl SdiwSenoi
i . Apakah pengaruhnya sub-zero temp ?
, Jawab :1» Menjadikaii bahan 1 D ia i bersifat 3 D (tlga dlnenai).
^ SdriM.d.Tjiaw . / , fc^a» J. .. '1» ApaJcah bahan polllner yang dibahas tidak mengandun^atnoxf dan bagalnana
' rt • pengaruhnya" pada koiidiirtivitaB bahan teb.?-: Javab M* (raF)(;TC»Q)' ^
" • KCP J
Tetapi ada bahan pollmer (SN) C yang j*ga dttkatakan sebagai kon-;: ; : ^ di alii tidak dibicarakan.
bahan pbllmsr,tapi bahan kriBtal,talc Bda baglan aoorfnya.
ii Dari Sdr«MaEsongkohadi. . '1, Apakah dari bahan-bahan ini ada yang bersifat one dimentiooal ferro-
magnetic ?Jawab i 1 . Sampai sekarang betum diketemukan,tapi dari bahan-bahan i n i di«-
knx jiiga suseptabilitas oagnet-nya.
; I i)J
, Ii. 1r. » ^f.;j
A •
i' i
1j
: |
•i
j
5i .j
1:1
i .
V •
t :
i '-!• .ii ,
IV — 1
PENGOKnRAH REPIEKTANSI SPEKTRAL DARI BBRBAGAI DAUN&N PAH TANAMAN». . - • f • • . . .
John E« Batubaia, Widodo Djojo, Sxi Jatno
Sekolah Pasca Sarjana Universitas Indonesia
Opto-Elektroteknika dan Aplikasi laser
Diaampaikan pada
SIMPOSIUM FEIKA NASIONAL VIII
f Jtaxaari 19B0»
123
• , - , , ; ; (• \ v \ -
li. .._:.., .. :
. 1 2 4
PETOUKDRAN REPLEKTA1BI SPEKTRAL DARI HffiBAGAI DADMN DAH TAR&M&N
John E, Batubara , Widodo DJojo , Sr i Jatno
SekoliahPasca Sarjana UnlvetBitaB Indonesia
Bi.<lang Opte^Eiektrotcknikadah'Ajllkapl l a s e r
J a k a r t a
y i '
A B 8 I B A E • •••• • •'• ' • ' _
Karakteristik reflektansl dazi peroukaan teoi sattgat bergana dalan
;!=>ulu Baiam kertas kaapya l n i , dUeemakakan bebexapa feMll pengn-
kucan xeflektansi spektral dari bermaoam-inaoain daunan dan tanaoah» yang d i -
lakokan deogan photometer, Jvca diooba dianalisa berbagai faktor yang
pengaxnhi s l fa t - s l fa t reflektansi dari permnkaan gbjek yahg diiiknz.
*) Baglan Fisika Fakoltas Kedokteran Univeraitae Indonesia. Jakarta»
+) Javatan Konranlkasiindan Elektronlkaa,' Z8S - Angkatan TTdaxa Jakarta»
) Separtemen Fieika, Institut Teknologi Bandung.
m
1 vr-125
EENDAHDICAH
Energi atau daya dari gfclomtsang elektrcmagnetik yang dipancaxkan oleh
suatu objek diukur dengan prinsip radiometry. Pengukurfdi radiometry dipesga-
ruhu oleh banyak faktor, aehins£P. ketelitian clan ketepatan pengukuran yang '
telah dicapai maaih dalam orde besaran beberapa per sen ,
Daya radiasi dari suatu objek di-distribusikan ke berbagai aiah de -
ngan variasi simultan dalam panjang gelombang, kedudukan atau posisi, axah
dan waktu pengukuzan, Selain itu,medium dan bagian dari instzumen dalam pe-
ngukoxan dapat ni&mancarkan( menjrexap ataujupa dapat menghanburkan radiaai»
Effek inipun tergantung pada panjang gelombang, kedudukan, arah dan waktu
penguknxan.
Karena banyaknya faktor yang mempengaruhi pengdkuxan xadiometry
sebut, radiometer banyak digabungkan dengan pengukaxan jenis lain^seperti
epektroradiometry, filter xadiometry, temporal radiometry dan scanning *& -
diometry. Dalam pengukuran yang kami lakukan, digonakan photometer jenis
portable type 2703 Merk Abe Sekkei Japan.
Walaupun beearan-besaran dalam photometry dan radiometry mempunyai definlai
yang agak berbeda, namun karena pengukuran yang diHakukan «dalaa satuao re-
latlft perbedaan definisi itu dapat diabaikan. :
KBPCEA EENGUKOHAN ' .
Portable photometer yang kaml gunakan adalah sumbangan dari pxofeaor
Dr. Yasufumi Emori dari Institute of Colour Technology Chii» University*
Chiba-abl Japan. Alat torsebut mempunyai apertur 2° dan 10° uotuk daeroli
panjang gelombang 400 sampai 1050 torn, yaitu daerah terlifaat dan Infra merah
dekat, ' ..
Uhtuk daunan daxi tanaman tertentu atau objek reflektor, perayataan
keeetimbangan energi yang meiukiakan hubungan antara reflekstvafc8orpsi dan
tranamisi radiasi adalah 2' : , . '
dimana I menyatakan energi yang datang, R menyatakan energi yang
A menyatakan energi yang dir.bsorpsi dan T energi yang ditransmisi, yaag
1
li «.. g. .V,;'; .•?-i',«.'5»?<!tV v
126
moanya mexdpakan fongsi clari panjang feelomnang,
Olch karena kebanyakan lnstromen dalam penginderaan jauh yang bekerja pada
daexah"30O sampai 3000 mm. hanya mengiikar energi refleksi, maka permmaan '
iebih Bering diajratakan den^an : : .
" ' . ; . " , , . . . : ' - ' • ••'•'• > : V - - i ^ - - • ( * ' • > + T 'A ) ' ; ' • ; (2)
Sifat-s i fatref lektdnSi i:tarl ••objek- dipengaruhl 'oleii terbagai faktor, antaiala±n spektxa tanah dan kandungan zat tertentu dalam daunan, serta haoibuxah
Unttik memndahkan reflektanei spektzal dapat dinyatakan dalam aatnan
relat lf-" deri^n menggunakan pemnkaan putlh sebagai xeferensi. Jika Bnatnobjek atau permukaan mempunyai emlsiviiae zefleksi i .:.
-'- emisi^vitaa pennukaan putih (referensi) »•
i'-^ -«•»•=• E „ - k , 1 O a •' •" ;
maka ref.ektansi daxi pennakaan vntuk panjang gelombang tertentu t
atau t
R = (BB)/(Bw) = 1O1
log, R a b - a
(3)
(4)
(5)
Sengan mehgukar harga-harga b dan a untnk berbagai panjang gelombang dengaa, d'iperoleh r e f l e k t a n s l pexmokaan dalam eatuan x e l a t i f .
: ,..-:ukaan atau bbjek yang dlukor teidixi dari tiga kelompok, yaita .
daanan yang sejenls nasiiig-masing satu helai xomput dan batoan aerta kelom-
-50k idOoh dari bexbagai tanaman. '• " : - s i « i i y . ;.-A-'":. • • • • • . ' • - ' ' ' ' - .• .
H&SIL-HASIL PEKGUKORAN . .
. • i :• ; Seltirah pengokaran dilakpkan pada cuaoa yang konatan, y a i t a pada wak-, W-Binalr inatahari yang jatuh ke objek yang diukur t idak bexubah oleh keadaanawan atau httjan, K o n d i s i . i n i s e r i n g k a l i d i sapai pada aore h a r i , karena dalampexibde Agostua sampai Desember 1979, 'coaca d i Jakarta sangat oepat berubah-tibah dalam eehar i .
a.-Ijaunsui yang
Iv
• ! , .
m
"i i ;
127
Dencan nfengambil lembaran dari tanaman tertentu, dilakakan pengukurau tor-
hadap daun yang masih segajp. (hljau) dan daun yang audah tua (ironing). Ha-
atl pengukusan dan perhitungan reflektanalnya dituojukkan pads Gambar 1.
Dengan apaartur 2°, pengutauran dapat dilakukan sampai panjang gelombang
750 vm9
&1
i.c
0,8
0,6"
0,2'
400 500 600 . daun 8egar(hiJau)->"" daun tua ( kunlng )
1.b. Bupptit dan batu kali. . • •
Tajuan pengukunm Inl adalah untuk mempelajari perbedaan reflektansl an-iaxa batuan (batu kali) dan -tanaman rumput yang hljau dan yang Sudan la»yu« Apartur alat pengukur adalah 2° dan pengukuran dapat dilakakan cam •••pai panjang gelombang 950 ntn. Dengan manggunakan xumus (5) atau (6)$ di»luklakan reflektansl spektral masing-maoing objek tersebut pada Gambup 2»
•i ';
128
K
f
n ft*
0,6
0,4
0,2
' ' ' •.
N
to
>-
//
•500
t
/
/ . /
J
600
v ,
\
\;
I /•\» ^— "
' •
700 800
If§
/
/
i
/
t
• •
•
900
' Rumput hijau
Rumput layu
Bata kail
1000 —» A (
s8Ikk-i0
•..--.••-flS.-;.^"-
Gambar 2.
c , Berbagai tananan. 'Kehi janan datui tananan dapatnUbedakan secara psikologis oleh nata, namaneepertjl inidah dlkemokal^n, i^fleksi datwan bervariasi mesoxut kadar Icehi-jauan yang tUpenearohi oleh berbagal faktor. TJntuk meobfdakan seoara l e -bfl» ekflak, telah diukur «eflektansi .berbagat- daonan hi^au | rompui tamandengan bunea-bunga kuning, lumput biasa, keinbang sepatu. dengan bunea-ba»nga merah serta tananan kaktus.. Basil pengokoran dlperllbatkan pada Gambar
-'' 5». ApaWwr yang disanakan adalah sebeear 10 . .,;. •
fei:*
ii
JSfS-
129
• • » . :
• ft.V •
0,2
, . ; . • , . • • • • • . . . . - .
, 7. .-. •••• ^tf
' i : . - - • . * , .
_ • • ; • • • ' ' .
. • - ' . • • ' • •
'— — Kembang sepatu~r .—»•_• Rumput ,t»n»n• •. Rmnput hi jau
Kaktus
500.
: • . ! > • . : • . -
,700
' Gambar 3 .'
900[
r'-••'•".•.* i ;
'S • 'f.'.-.
•
130
. 9ISKDSI SAN KESlilPULAN
Bar hasil pengukuran dan perhitungan refkektansi yang telah dilakukanbelum dapat diperoleh kesimpulan atau peromusan yang bersifat kuantitatif.Deskripsi yang diperoleh dari ketiga. gambar lebih bersifat kualitattlf* i#
Secara keseluxuhan, Gambar 1 - 3 menunjukkaia. bahwa reflektanei sangatbervariasi terhadap panjang gelombang. Jika transmisi dari objek rtaunan di- ;
abaikan, maka dari persamaan (2) dapat dilihat bahua reflektanBi yarig makin •',besar diikuti oleh absorpsi yang makin kecil. Karena itUj absorpsi daxi ob - ,:•:•.,jek juga sangat berfariasi terhadap panjang gelombang. . j
Reflektanei dari berbagai permukaan atau objek menoapai maksimum: <•yang kira-kdra aama di sekitar 3-s; 700nm untuk ketiga gambar. Jadi pada dae- i •rah panjang gelombang terlihat ada auatu obeorpei yang minimum pada. daerah'
merah. Seoara khusus, hasil pengukuran dari jnasing-masing kelompok objek di- .atast memberikan deakripsi aebagai berikutt . / |Va» Gambar 1»
ftida gaobar in i terlihat bahwa daun hijau dan daun kuning dariyang aama mempunyai ftlfat reflektanai yang kira-kira Bama« untuk daerahpanjang gelombang 400 eampai 750 nm* Jadi tidak ada perbedaan yang berar-t i untuk reflektanai .daun segar (hijau) dengan daun tua (kuning) •
b . Ganbar 2 . , .... iy . .:,-.; • - • "Gambar ini memperlihatkan aifat reflektansi'pada daerah panjang gelombangyang lebih lebar (400 - 950 nm), jadi menoakup daerah infra m&rah dekat.Ketiga kurva mempunyai bentuk yang hampir aama pada daerah terlihat (400-750 nm). Jadi baik batuan maupun rumput mempunyai s±fat reflektansi yangsama pada daerah panj&ng gelombang terlihat. untuk daerah infra merah de-kat (750 - 950 nm) kurva reflektansi mulai terpecah, nuaput yang hijaumempunyai reflektansi ang terbesar, sedangkan batuan adalah yang terke-oil. Semakin besar panjang gelombeing, semakin besar reflektansi daxi ke-tiga objek, setelah mencapai Mnirnfinnm pada 5j = 800 nm.
o. Gambar 3. ' •
Dengan apartue 10°rternyata variasi reflektansi berbagai objek terhadappanjang gelombang semakin beaar. Satu-satunya deskrlpsi yang diperoleh
dari gambar ini adalah bahwa reflektansi jnencapai "v*kf*iim'm pada 7\ * 675ns.
131
Inl eesuai dengan hasil yang dipevoloh eeperti pada gambar 1 dan gambar.2.. .Pada daerah texlihat (400 - 750 nm), keempat fcurva cendeiune mempunyal barganininium, valaupun dari penguktrfean yang dllakukan, harga ninlnam tewi'ebui» ti?»dale aama untuk keeapat objek. Selanjutnya( pada daerah infra iexah» kuxva' .
selusotangra'bervasiasi terhadap panjang gelombang tanpa meinbarlkftnoirl atau karakterietik tertentu. ' . '.
Dari hasiX-haBU pengokuran dan pejchitunigaalni, maslb p*»lu dievaluaailablh lanjut Jfaktor-faktor yang mempengarui pengakaran, serta faktoriiiUclo
:•: k(»«k8i ha»» dlpeaMtungkan dalam peiumasan -yan« metodsdan e a r a y a n g s e d e i b a n a Bepejcti inimembeSJikan oukup manfaat dalam raenpelaja»idan mAjgeotjangton t e o h n l k pengnkuxan jpadionet iy dJLkepmdian taavi»
K&8XH
/ Kami ineto menyampaikan testa» kaaih kami kepada pxofeBQV D*. YaoafbadBnoxt .yang telah monghadiahkan sebiioh portfttle photometer untuk s^kolahSarjana Univeiaitas Indoneaja. Juga. kepada pimplnan aekolab Pasoa eajfjaiovaxsitaa Indonesia yang telah memberikan fas i l i tae sehingga kami dapefc iielAkd-kan pengokuxan inl» kami raenyampalkan torlma kasih» • •• , :
152
iL KIHG5LAKE, E. (ed.) i Applied! Optics and Optical Engineering, Vol. IV
_ . ; ; • • ' . . , ' , ' / ; Part I , Academic Press Inc.,- New York, 1?67» Fp*-263..<
' ' . ' : , • 3 0 7 . ' • ' • • • • • • • - - . • • ' . ' • • ' • • • • ' - ' -
; ; • ' . • ; : « . • • . - - : - » - ' • ; ; i y v " v •>.•/&?.. i V d ' - i r •.-•• . . . T 1 - ^ : - i i > f X t M • . . ; • ? . - T ! '••• ; v
2 . ZAJH, Hamdaniet. al«: pptottlektxonio Sensor Fox Distinguisbing between
!;.':c v p- -t .': Plant fetterlal and Soi i , ;nptitute of Colour 0?e«fin<>
UniTremsity, ChihaHBhi Japan, 1979«
rV.
3« TUCKER, C.J. and L.D. HELLER : S o i l Spectra Contribution t o Giaae Canopy
.. .^A^. „.• •;..• Speoiatal Refleotanee, PhoisogjcsaBjetrioi and Remote
<&*:??. sh-d ..:.'• . Sensing, Vo l . 43» HO. 6,>J«ne 1977.PP. 721 -m 7 g g
i.WIBJQSUDIBDJO at,- a l . : E las i f ikaBi peaegunaan tanab daea»h toe-. • ? . " • -: •'• '" . - . » . ' . : • ' •' • • •. • - ,.•,••• ,-'- ... •;
tVopolitan. Jakarta berdasarkan a«»T<»f komputer de-
ngan data dnA Itxa LAHDSAT,Sekolab Pasoa Sarjana
U.I., Jull 1979.
. 5« EMORI, Tamfuml x Lectures note, Sekolah Basoa Sarjana Bidang Op'coe-
lektroteknika dan Aplikaai laser U.I.f Aguotus 1979«
&Sif:.
'S
S •
•I1
':h
155
Pertanyaan-portanyaan : ' •. .,
1« Bar I Sdr. Hhnedi Dormastiawaa,
1. Daun yang diamati daun aj>a ? .
,2« Bagaimana keadaan morfologie daun itu ?• •
3. 8arapai Beberapa Jauh tingkat keeegaron dan ketuaan daun ? '
Semua dl atae a k m mempengaruhi refleksi doun.
' ' Javab i1. Karena sgderhananya alat yang d-igunakan dalam pengakuxan luittia-
nyak faktcr yang diabaikan,antara lain sjSeslf ikasi nama davtn,ke«
-;. .•,;.. . adaan morfOioe'iB,dan tingkat kesegaran atau ketuaan daun.
. Faktorofaktor tersabut akan diperhitungkan dalam studi leblh lan-
jut. . :
• • - - • • . ' • • :••-•:.• i i ' t - ••
:-.,• Komentar penaaya :Memang masalah pengaruh radiaei terhadap tanaoan eangat -
-.•-•.•;: ;''. kompleks.Hasil yang tepat sangat sukarftapi kita p«rlu nci>
:;••. . . / .. < cari metoda yang eeteliti mungkin.Oleh karena itu perlu
;•••.•• >•' , ponelitian bexbagai inacam keadaan & alf.t, yang dlgunakan
•.'.•• untuk tujuan yang sama.
II. Dari Sdr.Y Martoyo.PIPA^JGM.
1. Prinaip kerja alat bevdaear apa? Fo^oael atau . . . ? : ,,':VJawab t 1. Prinsip kerjanya eecara jelae belum dapa'; kami terangkan.J|eniB
alat adalah epektro-fotometer yang portable.•., ,, >;
III. Dari Sdr. Y Hartoyo FIPA-OGM ..1. Apa ada tujuan tertentu ?Experimen dengan dauntmestinya ada hubungan-
nya dengan botani/pertanian ? - ••'2« Dalam mengukur reflektans,apakah sudah diperhatikan bentuk pexmukaan
(halus/kasar) ?
Jawab :1. Tujuan pengukuran adalah untuk penelitian radiometri dalatn
inderaan jauh.Coyek tanaman bukan mexupakan tujuan. .
2. Bentuk permukaan untuk pengukuran ini diabaikan.Senua obyek yan;.:
diukur berupa daunan yang permukaannya sembarang.
IV. Dari Sdr. Riyanto. • ..." ,i -; :
1. Apakah pengukursn obyek dan refereusidilakukan pada waktu ^ang Sana ?
Hal ini menyangkat ralat dari .latar.Javab :1. Ya,pengukuran obyek dan referensi haxus dilatukan pada waWtu yang
sama,supaya radiasi yang jatuh pada obyek dan referensi flatna besrjc
V, Dari Sdr. Ealizen H.
1. Jenis rumput apa yang diukux,apakah psranikaannya menglilat,berbulu atauburam ?
L.
r134
V. Dari Sdr. Halizen H.1» Jenis rumput apa yang diukur,apakah pennukaannya berlilat.berbulu atau
buram ?2. Apakah waktu mengukur ref lekai daun diikut aertakan mengukur spektxal ra,-
diaai matahari sooara langsung? Karena spektral radiasi dipexigaruhi olehkojbposisi kandungan atmosfir. ' ' ' .
Jawab M . Jenis daunan yang diukur tidak dikarakterisix seoara detail,tetapisemuanya merupakan tumpukan pada tanamaruaya.
2.Tidiak diukur speictral radiasi matahari yahg jatuh 'langsung ke alat. karena • yang diukur adalah radiasi yang direfleksi.
VI. Dari. Sdr. Totok Sugandi.' :' 1; Dari studi yang sdr. lakukan saya mengerti bahva sdr. melakukan pengu -
kuran pada organisme hidup dan alat yang sdr gunagan dalam pengukuran.. ' berada dalam daerah 400-1050 nouApakeJi juga berlaku untuk benda-benda
non oxganis Beperti lapiaan SiO„ pada Si di mana dengan mengidentifl!,_•.-si refleksinya kita dapat mengetahui tebal lapisan SiOg tsb. ?
Jawab J1. Metoda yang kami lakukan dapat digunakan untuk obyek-yang bukanbenda hidup. • • . .' .
VII. Dari Sdr. Suhardi.
Bref1 Qb R « 10 fk « konstana,apakah konstanta sama ?
2. Dipengruhi oleh alrfchlorophyl,apakah ini suatu pendugaan atau audah
Jawab i1# Konstanta k adalah Sana,karena refleksi adalah juga obyek yang*'x " -"••• ••• diukur reflekftansnya,
2. Karena hasil pengukuran sesuai dengan data literaturtinaka des-' !' -'•• kripsi tentang faktor-faktox yang mempengaruhi pengufaa.'an re -
•• flektansi tsb. bukan lagi merupakan dugaan.VIII. Dari Sdx.Diinsiki Hadi.' ' 1. Bagaimanakah set up dari perccbaan ?
2. Apakah sudah dapat dijamin bahwa sinar yang masuk alat hanya yangpemantulan oleh obyek ? , ,
W:
'-'•V '
.1'.
...-,....
•t ,..i.
mic^'
135Jawab : 1. Set up pengukuran i
obyek raferensi.
2i Untuk menjamin bahwa •ftaar yang maeuk alat hanya yang berasaldari reflekai obyek, jarak antara obyek dan alat haxtt» ••deoi-kian rupa sehingga yang oaeak alat hanya slaar ref laktl dariobyek. Inipon masihdipens^nihi oleh hambixan/ato9*{>«l udava.:d i a n t a r a o b y e k d a n a l a t . • ' • ' • • ' • •• • _ ' > ^ ' ' ' . '_ ;';•;•'.
'!..','
..T
:: : •'.':2'j Inn
••:- r.:-?i::i)
: 1 • '
IONOSPHERIC TIDAL WAVE
Koeswadi r, >
. . . ABSTRACT . •
Neutral wind in the ionosphere considered to be composed ofprevailing, tidal and gravity wave components.
Observation by the Navi&ble ionosonde, located at Tangerang,indicated that the virtual height of the reflooting layer alwaysvarlate with time, Hence the vertical velocity could be calculated. -
. •. , i ' a n , . • • • • • .
AaoiaHing that the variation of the vertical velocity following,the1 Siller equation, and by calculating the second derivative of theequation, we could calculate the angular velocity c.q. the frequency rof tidal wave.
Calculation were made at the available data during the year 1976and 1977 in which only ten momths data were available* ' •
From these data, the probability of frequency wer» plotted againstthe frequency of tidal wave, and it approximated the Rayleigh dis-tribution, and from these ^raphes, shown that for 2*8 HC/B trans-mitting frequency, the diurnal component is dominant.
But for 4*0 NC/B transmitting frequency, both the diurnal aawell as the semidiurnal component are domonant.
Other components are email enough incomparison with the diurnaland, the semidirnal components.
159
160
PENDAHPHJAN
Ketinceian lapiaan pemantul gelombantf elektromagnit di ionosfir selalu
berubah-ubah dengan waktu, berbagai aebab yang meoyebabkan laplsan tersebut
diantaranya :
1. Variaai kecepatan dan arah angin netral.
2. Variasi intensitas radiaei matahari yang diterima oleh permukaan
ionosfir.
3. Variasi medan magnit bumi.
4 4 Variasi gaya tarik bulan dipermukaan bumi,
5. Variasi besaran-beearan mateorologis di ionosfir. ......
Dari hasil perieamatan dengan ionosonde di Tangerang, didapatkan hubune-
an antara frekuensi eelombang elektromagnit yang dipancarkan oleh ionosonde
yavg discan antara 0 MHz sampai 20 MHz dan "dipantulkan oleh ionosfir dan di
terlma oish ionosonde, dengan ketinggian semu lapisan pemantul. Tarnyata
ketinfjgian semu lapisan pemantul tersebut selalu berubah-ubah dengan waktu.
Dari perubahan ketinggian lapisan tersebut dapat dihitung keoepatan
vertikal rata-rata setiap saat lapisan pemantul dengan cara :
_ Ah(t)
Xalau kita beran/^capan bfthvra variasi kecepatan vertikal akan mensikutl
fungsi Euler, ialah :
Vi^Jadc.lah frekuensi variasi-variasi tersebut di atas yang Juga dieebut
frekuensi gelombang tidal, dan z adalah kefcingcian lapisan.
Untuk dapat menghitunf: harga <J sebagai fungsi waktu pada* BUfttu keting-
gian tertentu lapisan pemantul, yang ditunjukkan oleh frekuensi pemantul
tertentu, maka fungei Euler hams dieari turunan keduanya.
B iWV
5 If
Dari sini didapatkan harga
i =
oilft I
'"'"'•'*>!? *""'' : ''"''
' • ; • # • ' '
I Cara tersotmt 'dilaksarokan untok data ionoeonde dalam perlode 1976 -
,7*1 '1977, diinana Belanjuinya dlcari f »>). * : •-:
J r Dari hasi l penganuvtan, ,maka f (**) dapat didekati dengan fungal Raylaigh
:3f. I. .w: ; • b a2
. » - 1 - • • • • • • • •• .
;. |." DIHAMIKA PMTIKBL BEBMPATAN B I I0N03FIR
Adanya aneln netral dan medan oagnit naka pavtikel baxnmatan akaa meae-
nuhi persaoaan « ' • • • .,.
' d x * ©'S + mv(v • V) + e ( T x 5) • : -
dt ' ' .. , •
TJntuk memparmudah permaeaaahan fills mska perlu adanjra beberapa atumei.
1. Di ionosfir, jumlah ion positlp akan saiga deafian Juolah iondan elektron yang terarti tidak ada arus partikel bermuatan, ataa
•••.,.7; efi • 0« •
* i» Perubahan medan mat- nit karena timbulnya arus di ionoBf ir
j ,. sangat.keeil berarti 9 3 B^f dimana BQ ]con»tan dan f • «nit rek-
4| 3* Iapisan ionosfir tidak raudah bercerak, eehincsa. dapat dianggap da*
;i la» keadaan steady state ( *- « 0)..M' . &t • • •
• Maka perspmaan diatas menjadi'.• . i l l • • ' • • ' / - • • • ^ ^ 1 - ' ; ' ; '
• >f mv (v - V)+ e (v x 1) • 0.
I dinana : m = massa part ike l • '•- ~~.fi - ,: f r a frekuensi be-nturan• • • # ' -
: :|; •. v = k e e e p a t a n p a r t i k e li | 7 - k e c e p a t a n a n g i n n e t r a l
...^1 ••••••. •. -••-.0 = nraatan p e x t i k e l ' . . • ' . . . .
. .W ' 5 =s medan magn i t btuni . • . • .•' \i •
!f Soluei persamaan d i atas adalah : •••••I- -:' -'--; - - _ _ £
' • • ' • ' I '
~~i ii^-FT-'*
162
dimana hargs R = 22L. Menurut Ratcliff. harga R * 10 .pada ketinggian 80 km0 berharga R = 10° pada ketingpian 130 km dan berhar
ga R =» 10 pada ketinggian 50° tan» ' ' •Kecepatan partikel terurai menjadi tiga komponen 5 searah angin netral, se- |arah medan magnit dan tegak lurus angin netral dan medan maeoit» • "f.r
Kalu kita beranggapan bahwa karena lapisan ionosfir dalam dimenai ho» 'f.rizontal sanfjat luas dibanding dimenBi vertijcal,. jnaka. . . •. f'
' ' . . > • • - | ^
v"™r a 0 s x & 0 dan *" *s "j^ • • "K- '
sehingga R2 + z R ^ : , |:
dimana 2. 2 -, 4 ; . . ' . . . , ;|:''
X medan magnit arah Ut«ra Selajran. ' ' • - : l|y;
•; Zjnedan magnit arah ver t ikal . . . - • • . . . '^ It .
Salami pereamaan di a t a s , 7 ' arah atigin ne t ra l Timor - Barat dan Z axahmedan magnit Utcxa - Selatan sangat dominan Behingga -
V e R
QV_X • . , •' • • 'z 1 + R 2>
klta boat model keeepatan angin netral mengikuti fungsi Euler
Vy(z,t)i ( ttt -
4T
m v^i («t -k«)
Karena berbagai variasi yang mempengaruhi kecopatan vertikal oaka
VB(t). V^t)- 7 / (V-knz) ;:
Untuk ic^ngetahui variasi-variasi tersebut, maka harga dieari dari
dt^ B zn
163
PISTRIBP5I VARIASI
Dari data ionosonde Tan^erang, eetelah dlanaliea dapat dicari harga-harga n(*HL)« Data-data tersefeut distribusinya dapat didekati dengan fung8i RayleiRh, untuk dua ketingfjian, ialah ketincftian dengan frekuensl peaantul 2,8 Mc/s dan 4#P Me/a.
f (U)) • , J g » ^
Sari data didapatkan bahwa peak funnel untuk 2,8 Me/a terletak pada «0^26maka untuk frekueniai pemantul 2,8 Mo/s didapatkan t . <
f (CJ ) - 14(3o"" 0.14. . . , •
' , ^ ' , * ; s * • - • ^ " :
TJirfuk 4*0 Me/s didapatkan peak f (0>) pado W» 0.J5
f (O) -8.09-0755"
Haeixiya dapat dllihat dari graf ik
1IES1MHT1AB
1 . ' Untuic f rekuenBi penantul 2*8 Ne/s maka v a r i a e l f e <.0.4 dooomn.
2 . Untuk frekuensi pemantul 4*0 KC/B jnaka var ia s i (*)>0.4 domoaan.
3 . 6 i B 0 .4 mejnpiipyal dominasi yans eama balk untuk 2 .8 Ho/t naapun ;
4 . 0 MC/B. i
Kalau^a ~ « 0.26 adalah variasi diurnal danU - f j » 0.52 adftlahTariaei semi diurnal, maka -untuk frekaensi pemantul 2.8 Me/» vari«Bi diu*nal dominan, dan untuk frekuensi pemantul 4.0 Hc/8 variasi semi diunAl \menjadi dominan. , -_
) '
164
BAFTAR PPSTAKA
1, J.W. Wright, C.H. Murphy —- The wind stru&ture of the E regionJournal of Geophysical Research
2. G. Chimonas, W.I. Axford -<—
3. W.I. Axford, D.tf. Cunnold
4. W.J«G Beynon, J.O. Thomas ——
Vertical movement of particles in.the E layer.
The windaheae theory Radio Science
.2, 1, \&6*
The Calculation of the true height -of reflection og radio waves in theionosphere.Journal of Atmospheric andTerrastrial Physics.
Physics end Dynamis of the ionos-phere v,1: .... :":J
R.J. murgatroyd page 866 - ST3«
V. "•
— dm —
r165
Pertanyaan-pertanyaan :
I. Dari Sdr.A.Renreng. _
1. Bagaimana pearccpatan -rr = 0, sedang ada Lorenta force dari e(v x B) ?
2, Suku mv(v - V) apakah nnincul dari adanya efek konveksi ?
Jawab : 1. m | r = eE + mv(v" - V) + e(v x B) merupakan persamaan gaya aecara
untuk dinamika ionosfer. e(v x B)dapa.t saja bila "v mempunyai harga kon-
stan dan B konstan.
2. mv (v - V) adalah tahanan.
II. Dari Sdr. MSA Sastrtiamidjojo.
1. Perkataan tidal karena apa ? Yang tidal se.jati hanya karena pengaruh bulaai.
Jawab ! 1. Arti tidal sscara umum adalah semuanya pasasg surut yang diaebab -
kan oleh pengaruh matahari(bulanc.dan pengaruh ,lainnya,kecuali at ~
mokfir.
III. Dari Sdr.Sugeng.
". Eumus kedua dari atas pada halaman 2,terdapat i^rbedaan dimenei antara ae~
belah kiri dan eebelah kanan tanda sama dengan.
2. Adanya kontradiksi antara asumsi 1 dan 2 pada halaman 2.
Jawab t 1, Ada kesalahan cetak : . :
|^ seharusnya a j ^ .
2. Asumei 1 dan 2,walau dianggap tidak ada arus,naraun masih dlanggap
ada arus walauimn kocil.
- 3 •
-L •:' i )
' / i
I
i
4
4
v - 6
EBMAKAIAN MAGNETOffiTER PECTON DAN AMIISAFYA I-1ENGGUNAKAN
APROXIMASI MOETIPOL
The Houw Liong, Depnrtemen P i s i k a ITB ,
A b s t r a k
• " . : -
r'i
Ditinjau ulang prineip kerja magnetometer proton serta oara
analisa data, dengan menggunakan aproximasi monopol dan dipol,
Psrluasan yang wajar yaitu pemakaian eiproximasi multipol di-
tahas
• :i
Applications of Proton Magnatometer and Its Analysis Using
Multipole Approximation
Abstract
The working principle of proton magnetometer and data analysis
using monopole and dipole approximations are reviewed.
Its extention using multipole approximation is disoussed.
r200
&V.-.J
•31-
11
mi
pI1
2
1. Fendahuluan
Pockard dan Varian dalam tahun 1953 melaporkan tahwa jika pada
air atau cfiiran hidrokarbon k'ita pasang medah magnit yang kuat
kemudian medan torsobut kitci tiadakanfmak.i dapat dideteksi ai-
nyal frekwensi audio.. Keterangannya ialah sbb. !
i • •
Medan magnit yang kuat akan mengarahkan proton H dan molekul
air tersebut ke arah medan tersebut, Jika medan terBebut diti-
adakan, maka proton-proton tersebut akan berpre6esi terhadap -
medan magnit buihi. • . - . ( , ' •
Akibat preseBi proton-proton tersebut fakan timbul emf - imbas
pada kumparan. Frekwensi preseBi proton akan berbanding luras
dengan kuat aiedan magnit bumi* Jadi kita jika dapat megukur -
frekwenBi emf - imbas yang timbul kita dapat mengukur medan.
magnit bumi ( lihat diagramrya pada lampiran ).
Secara matematis dapat kita nyatakan bahwa ,
u H/ p o
<} _ ZE.~ h
h
- H0
V
= h\)
atau'
' i '- • • .,' -" t J
>;'•"• '•>
;•;•'.• ^
H "js intesitas medan magnet bumi
u — - momen magnet proton
h -=r konstanta Planck
"M "=^frekwensi = (J /2 ft-
.'»
201
Magnetometer proton dapat dipakai un+nk : . . '
(a) survey pada permukaan burai
(b) survey aeromagnetik
'jurvey pada permukaan bumi dilakukan dengan berjalan kaki,pada
uraumnya dipakai untuk mencari mineral atnu benda yang mempu -
nyai quseptibilitas magnetik yang tinggi, yang letaknya tidak
terlalu dalam (kurang dari 100 m), misalnya mencari mineral,pi
pa, benda kuno (untuk arkeologi), dll. : "
Survey aeromagnetik biasanya dilakukan dengan pesawat terbang
yang raembawa magnetometer, Fenerbangan dilakukan bolak-balik
dA daerah yang disurvey dengan ketinggian kira-kira $00 m...'
Fada daerah yang komponen utamanya adalah batuan igneous atau
metamorphie, misalnya " Canadian Shield", pemakaian survey
aeromagnetik dilakukan untuk mengadakan pemetaan geologi.Se»>
feagai hasil earapingan dapat juga ditemukan endapan mineral se-
perti inagnetite, ilmenite, pyrrotite.
Fada daerah yang didasari oleh batuan sedimen, pemakaian utama
dari survey aeromagnetik adalah metoda " recooaissance" da-
lam prospecting minyak, sebab biasanya batuan sediman jsempu <•
nyai sifat magnetik yang dapat diabaikan terhadap batuan meta-
morphie. Dengan mendetekai anomali yang disebabkan oleh lapis-
an batuan metamorphic ini orr.ng dapat memperkirakan adanya la- .
pisan-lapiean yang dapat merupakan jebaftan minyak biimi» •; ".
Survey aeromagnetik dapat juga dipakai untuk mencari min^ ->1 «e
perti asbes, emas, uranium dll., karena biasanya mdneral-oitw -
ral tersebut berada bersama-sama dengan mineral magnetik'
*.: i
: !
\ :-.;
j
tit',
202
ti peridotite, granodiorite, dll.
Sebelvun melakukan analisa data anomali magnetik bumi kita ha-
rus mengadakan koreksi yang disebibkan oleh %
(a) pencftruh tcraperatur pada magnetometer.
(b) variajsi harian dari medan magnetik bumi.
(c) bontuk daerah yang disurvey.
Selain koreksi tersebut di atas haxua kita ingat bahwayang di
ukur oleh magnetometer adalah medan magnetik total* sedangkan
yang kita perlukan hanya anomalinya saja. Jadi kita harue pi—
sahkan dahulu anomali tersebut dari medan magnet ik bumi-jrang
utama. Bisanya orang iudah mempunyai model dari medan magne-
tik bumi yang utama, hingga dengan menguranginya dari hasil pe
ngukuran kita dapatkan anomali untuk daerah itu*
Supaya kita dapat memusatkan pcrhatilan pada cara analisa ano-
mali magnotik, di sini akan kita anggap bahwa hal yang disebut
kan di atas sudah kita lakukan dan kita hanya berhadapan deng-
an anomalinya saja.
Untuk menganalisa anomali .tersebut akan kita gunakan metoda u-
raian multipol momen, dan kita akan membatasi diri pada perao-
alan yang Bedorhana.
2» Aprogimaai Monopol. . . . , ,.f., ,
Di sebelah utara ekuator oagnetik, benda magnetik yang bentuk»
_ nya memanjang dengan sumbu hampir searah dengan arah polarisa-
Bi, akan me.mpunyai-kutup negatif di ujung atas. , , r ,
I::.
•>--^j^^^0fpj^^kw^~
'•••/(•
I-• • ' • »
• -$•
:•§•
•T;f '
' 1. 4
:?1•as
' • ' < ? :
203
Dengan mensf inakan koordinat Cartesian dengan Bumbu z vertikal
ke bawah, letak pol di z = (? dengan kuat m , anomali potea
sial medan macnotik dapat dinyatakan sbb. »
- m
(2-1) A T - - ? 5—S—j x + y + ( z -
Dalam bidang xy anomali intensitas totalnya ialah i
X cos T cos \^+ y cos I sin fa -'(2-2) A l (x,y,o) = nn^
• y2
Disini sumbu x membentuk sudut 0 dengan arah utara nagnstik.
I mexnpakan sudut inklinasi dari intensitas medan total T.
Sepanjane: sumbu y : r
(2-3) T (y)
dengan a = cot I sin
pada titik y =
T max terjadi pada $0°
1 = jj 9 + 6 cot2l r
T mln tor jadi pada y = y V.
- 3J /4 cot I
9 + 8 cot2l } Oot
Data lapangan dapat dicocokkan dengan perBamaan (2-2) atatt (2-5)~
dengan mQ dan d" eebagai parameter, dengan demikian mQ
dapat ditentukan jika data lapangan tidak terlalu jauh menyim-
pan^ dari kurva teoritik yang kita pakai. ^ dapat. juga kita «a .
ri dulu dengan nemperriatikan kedudukan dari Us. ? max dan^k. ? rain,
Pada bagian sclatan ekuetor magnetik, benda magnetik tereebut a-
kan diwakili oleh titik pol dengan kuat + m . Humus yang ae -
MI ii'MiM in li "I -
re r
19
204
rupa dengan (2-2) dan (2-3) dapat dipakai dengan menggaati-©
+m .
3» Apjfoaciinasl Bjpol
-Jika kita p.ngcap benda dapat dinyatakan oleh dipol ma£,-..„-tlk
dengan momen P^ yaJda. arah median buml( pada kedalanan f&L ba-
wah T>idang pengamatan, dengan mcncambil sumbu y sealed dengan
axab utara magnetik anomali potensial magnetik untuk bagitth
utaxa ekuator maenetlk dapat ditulie sbb. 5 (lihat Gbr. 1,) .
y
dan latoneitas totalnya
(3-2) A T » f(<7<)Po/£^3 denean
»= [(3 ein2I-i)-6 sin I cos W + (3
Data lapangan dapat diooookkan dengan prediksi teoritik (3-2)
dengan PQ dan € sebagai parameter,
Untok bagian selatan ekuator magnetlk, xumus yang serupa dapat
dipakai dengan mengganti P dengan - P0 ^ 0
•\ " Pada analisa pendahaluan parameter ^.dan P dapat juga dioasi
•j . • . dengan'memperhatikan letak mnxfrnmm, minimum dan setengah maxi-
] :. m u m tax*- A T ya«G loerapakan karakteristik bentuk. Rarakteris?•
3 *ik ini tidak bergantang dari Buseptibilitas batuan»•i ' ~ •
j ,'. -Dapat diperkirakan bahwa aproximasi mouopol atau dipol akan
ft.
LL
•');.' 205
-* • • ! / * > ?
arah fttaraoagnetlk
'•''•$- Gambar - 1 ••. •. • •' : ••••:'
bezhasil dengah balk ilka beatvk Denda nagnetiknyaBiz 9 ii3sa bendonya menjrebor, maka klta harue dekati dengan
v#'.-- Jumlahan atau Integatal dari monopol ateu dipol yang
JA|* denean naraa 1 aproximasl garls monopol, apvoxlnavi garlt di-
f dan aproximasi doublet.
: :f Dalam tulisan ini klta merabatasi diri pada analisa benda
v s 4 - ' : . ' • •V| netik yang terlokalieir, hingga klta dapat menggonakan aprbxl
''•:;.$• maei monopol atau dipol. . i..,Ji
::- ; BiRpanya aproxlmasi tgrsebut kita lakakan dengan membandlng -. .'\
;>;| kan karva & T yang dlperpleh dari data lapangan dengan kozva
;:f . . . N T yane diperoleh dari pezfaltongan teoritlk. Jika dengan
|: z& inl masih terlihat penylmpangan yang agak jAA« h a 1
:'•' |: nungWji di6ebabkan karena benda magnetik yang klta bahaa ti -
•'.|-. ^1^ dapat dl-.andang Bebagainbonda yang raemanjang saja kar^aa v<
^ l terdapat pen^ebaran ke eamping, oaka aproximasi dapat diper •>,
baikl dengan memasukkan uraian maltipol yang lebih
I Aproxlraael multipol Ini akan kita bahaa dalam bab bsrUmt''
206
I1
2'
4« A^roximasi Maltipol
Potensial skalar magnetik A(r) yarig ditimbulkan oleh benda yang
mempunyai momcn magnotik 'tiap satuan voluma atau magnetisasi M(r ;
dapat di tul is sbb. s (l ihat eh. 2).
(4-1)
i
- r \o ld5r
dilakukan terhadap seluxoh voluma benda dan di sini kita
bahwa \ x \ selalu lebih kecil darillel • •'
Intensitas magnetik di x adalah :
(4-2) H(r) = -
Besar inteneitaa totalnya ialah :
Qambar - 2.
» \ " ^ - .dapat kita uraikan dalam
(4-3)
ijengan metieingat uxaian P (oos ) dalam harmonik sferia Y 4m
(4-4) p £ (cos
kita dapat' mermlia
+ 1(eo , ^o) y m( e,
(4-5)
207
,m
Inl mexupokan uraian raultipol magnetik i \ • 1 menjrataton
'dipol, « 2 knadrupol , dst.
Tinjau kasua yang sederhana dlmana arah M selalu soaroh dengan
medan magnetik bum! dan beear N tidak bergantung dari ~x'J~t Jadl
| M|merupatem totapan. Dalam hal inl T^rT). jj^dapat diganti dang
an M <^r- \^/ nenyatakan jarak yane diukur Bepanjang garia nag
n e t i k Isiinic '•••''
Dengan mengingat hal di atas kita dapatkan 3
4 V2 C+ 1 f
(4-6) A(r)
1
(4-7) A(r) --Krfe4 «r
b-_ bergantung dari bentuk benda magnetik yang kita tlnjau.
Mioalnya iintuk benda berbentuk bola dengan jejari R dapat kita
hitting :
(4-6) bQo
\/ 4T JIT 8in
"1 °
I-
208
b- 3 0 untuk f / 0 . J a d ; i t
(4 -9)1
t Ini kita kenal sebagai potenaial dipol magnetik.
J Untuk benda berbentuk balok dengan panjang sisi a,bf dan * klta
dapatkan 5 • '1
\ (4-10) b00-- T J ^ = S abo
1C ..-.- ..o.b o
<V
dst-
Di Bird, klta lihat bahwa b^m dapat kita nyatakan dengan a,b daa o,
Dengan mengambll beberapa suku dari deret, klta dapat mencocokkan
data lapangan dengan data teoritik dengan menganggap eebagai para-
meter panjang elsl a,b,o, kedalainan C dan magnetisaBi M.
Dengan oara Ini selain magnetisasi dan kedalaman, kita dapatkan Jtt-
ga bentuk benda. Dapat juga kita bekerja sebaliteya yaitu abb. ' i
Dari pencoookan data lapangan dengan prodiksi teoritik, kita dapat*
kan harga b/?. kemudian bara kita eari ukuran dan bentuk benda
yang eesuai dengan b- teraebut .
Untuk memudahkan analisa pada aproximasi pertama uqtuk harga M dan
dapat kita ambil dulu harga yang didapat dari aproximasi dipol*
Setelah kita dapatkan harga b,_f kita dapt'it mencari kumbali harga
. M dan g^yang lebih toliti melalui uraian multipol. Denikian sete-
5'z^%v^^^ . •• •-~~J£'3.7FS^}T.*-'
209
ruenya, untuk mendapatkan hasil yang teliti, proses ini dapat.
kita ulangi, hin/jga penyimpano^n antara data lapangan dan pxedik
si teoritik dapat dibuat sekeei-kecilnya.
Pada tunuranya kita gunakan hanya sampai suktt dengan t • 2 atau I *
5 saja untuk menc'apatkan hasil yang teliti, mengingat bahva Ural
an multipol menurun dengan cepat. Perbandingan antara f-ku ke (J
dengan suku ke ( f - 1) kira-kira ditentukan oleb (%/£,) * dimana
R menjratakan «kuran benda nagnetik dan f menyatakan kedaleman.
Pn e a nmt u T> I „ .. •
Kedalaroan dan kuat monopol atau dipol roagnetik dapat dieari
data anomali ma{?netik dengan menggunakan aproxitnasi monoppj. atatl
d l p o l . • • . •. • : ;•;;-•.', £
Untuk analisanyan^ lebih teliti dapat kita lanjutkan dengan aproxl
naai raultipol, Cengan cara ini eelain magnetiBasi dan kedalaoan
dapat juga diperkirakan bentuk dan ukuran bonda magnetik yaag me ;
nyebabkan anomali magnetik bomi. '^
Informasi tersebut sangat berguna bagi orang yang melakukan inter
pretasi anomali magnetik bami.
Daf tar Pustaka : • ;.
^m Mining Geophysics yol IIf -'^
The Soc, bf Exploration Geophysicists, ., ,
George Banta Co, Inc. (1967) |
2. F.S. Grant & G.P. West,
Interpretations Theory in Applied Geophysios,
Me. Grav Hill ( 1965)
3- 5. Flugge ( cd ),
Encyclopedia of Physios, vol
Springer - Verlag ( 1971 ).
Lmnpiran
210
enCD
8XT o
Fast
oo
8
?.'.• • #
§
•is
;a•1
I
211
Pertanyaan-pertanyaan tI. Daxi Sdr.Llera Ban Gie.
1. Bagalmana bila dindinckan dengan magnetometer Cesium beam ?
Jawab t1. Ketelitian yang dicapai magnetometer proton hampir samafyaitn
mendekati + 1T»II. Dari Sdr.Suprayitno Munacli.
1« Untuk kopexluan archeologi,dari mana aaalnya medan magnGtio dalam hal
in! ?2, Korek8i-koreksi barlan dan tahunan bagaimana dilakukan ?5, Ambifiulty dalam penafaizan data aesomagnetie ?Jawab «1, Untxik keperluan axcheologi anomali sedan aRgaet tinbul karena bate
J dalnffl proses pembuatamiya yaitu ketlka dijianaekan roenpesoleb mag-net lnduksi dan magnet indwksi ini menjadi magnet tetap ketlkabata teraebut membetoi.
2, Koreksi harian dapat dllakultan bila data tereebut dibandingkan de-. ngan data yang dicatat pada etaaiun yang melakokan pencamatan per-
. ; . bahan magnetik bmpi terhadap waktu,3. Yavambiguity dapat timbul tap! ambiguity Ini dapat dibatasi,bexda-
sarkan pengalaman beniruk-bentuk benda magnetik pada umumnya.
•I
VI - 1
THE REACTION RATE OP LAZY SUSAN AND ' ' ' : "'"
PNEUMATIC IN THE BANDUNG TRIGA MARK " ' "'"""'
I I REACTION. . • • •- . •. . - . : , : .;:.-...C-
. •.- j ! • . : •;: ••'. ••; . L . • :•• ' ; r
. By :
tTJU JUJDRATISBELA
ABSTRACTS.
The use of activation detectors in integral neutronspectrum studies can give reliable information on reactionrates of nuolei In a reactor spectrum. Frequently this isof greater interest than knowl%ge of the detailed shape • .of the spectrum at particular location* Cadmium ratio andopithermal Index mesurementB in the lazy Susan and .Pneumatio of the Bandung Triga Mark II reactor have been •made Gold foil detector. ..
These measurements have been analysed in the aasvimtion,,that the neutron spectrum consists of Maxwellian diatribu-tion to which is smoothly joined a 1/B Blowing down &])eo-trum. . J
CrosB section being averaged according to the'methods •'-of Westdott. The reaction rate is given by relation : ;•
H ( per atom per second ) a n v tf*
Vftwre n « the neutron density, including both thermaland opithezmal neutrons»
v^ * neutron velocity (2200 m/sec. ) .
J" » the effective cross section.
The thermal neutron reaction rete ration of Lazy Susan 'and Pneumatio is 1.05.
221
PERBAKDIKGAN LAJU REAKSI ANTARA LAZY SUSAN
BAN PNEUMATIK P/LPA REAKTOR TRIGA MARK II BANDUME
Oleh UJU JUJURATISBELA
ABSTRAK
FERBANDIMGAN LAJU REAKSI ANTARA LAZY SUSAN DAN PNEUMATIK
PADA REAKTQH TRIGA MARK II BANDUNG. . - <
Penggunaan detektos-detektor pengaktipan dalam mempelajaxi in-
tegral opektrum neutron dapat memtoerikan informasi yang dapat
di peroaya pada laju reaksi inti dalam spektrom neutron. .,
Sexing kali bal ini lebih menarik p&rhatian dari pada penge -.
tahuan tentang bentuk Bpektrum yaiig mendetall pada lokaai ter-
tentu. Pengukuran Pembanding Cadmium dan Indeka opitermis di
Lazy Susan dan Pneumatik pada reaktor Triga Nark IX Bandung di
lakukan dengan mempergunakan deiektor keping Emae.
Pengukuran-pengakuran dianalisa dengan asumsi bahwa Bpek
trum neutron texdiri dari distribuai Maxwell yang di sambung
halus dengan spektrum penurunan energi beibentuk 1/E.
Penampang reaksi di rata-rata-kan dengan inempergunakan
metoda Westoott. Laju reaksi per atom per detik dinyatakan
dengan hubungan
H = nv O F t dimana n = kerapatan neutron meliputi
r utron termis dan neutron
opitermiB. .
'••'..-' vo = kecepatan neutron 2200 meter
per detik.
!f~ =. penampang reaksi efektip.
Perbandingan laju reaksi neutron termis antatra lazy Susan
dar Pneumatik adalah 1,05.
«7
' . '•
222
PERBANDINGAN LA JU REAKSI ANTARA . LAZY.- SUSAN
DAN PNEDMTIK PADA REAKtiiCR TRIGA MARK I I •
BANDOTG. • ' . , - • - .
I . P e n d a h u l u a n .
: Dalam reaktor Triga Mark I I , termalisasi neutron di -
I lakukan dcingan baik oleh atom Hidrbgeri. Oleh karena i tu spek .
i tram neutron dalam xeaktor Triga Mark ;II dapatldi einggap ber
'}. •• . bentuk spektrum Weatoott. Model spektrum menurut Westcott.;;.; ; ,
^ menyatakan bahwa spektrum neutron te rd i r i dari dua bagian.-
i f . .. • •••',. ; • • • , • """•;•' .••". ;"•...
i . Bagian pertama spektrum neutron tennis mempunyfti ben -
':4 -• tuk dlBtribuai Maxwellian. San bagian kcdua spektrum dpiter-
]^} ; mis yaiig merupakan fungsi dari satu per E. Kedua bagian
KJ^ j tersebut disambungkan secara halus oleh suatu fungal " eat
Spektrum neutron dapat dituliskan dalam persamaani
$ (E) = nJrjE/EU 2 exp(-E/EL,) + W/E) ...(1.)dimana : E-, m kT a JBnergi yang paling mtmgkin dari bentuk ..
„dlstribusi Maxwellian.
Vj. a Kecepatan rata-rata dari distribusi Maxwellian.
HJJ «s Kerapatan neutron dalam distsibusi Maxv/ellian.
B * Hubungan antara kerapatan neutron epitermia
dan .korapatan neutron tennis. ,
B * Suatu fungal "cut off", di definisikan didae-
rah rendah dari distribusi satu per E sedeml- "
kian rupa sehingga
3® . D = 0 untuk E'lebih kocil dari kT
D s 1 untuk E lebih besar- dari kT»-' ' - -••'••.'•>"''
223
Fungsi cut off ini clitentukan sedemiklan rupa sehingga
bebac? ari ketidak kontinyuan cli daerah perpindahan dari
distribusi satu per 3 ke daerah distribusi Maxwelliari.
Satu harga texi>.->lik yang dinjratr.kan Westcott adalah :
1D = -
-, . 0.26 ,( 4.75 kT j 7
E
Persamaan (1) dapat dinyatakan dalam dietribusi kera-
patan neutron fungsl keoepatan dcngan memaeukan dE • v.dv f
inl beiarti bahwa v $ (B) a 0 (v) • vn (v) Behingga perBaoa-
ah (1) Jadi :
n(v) = NMvM (2v2/vJ exp(- v/vj) + 2BD/v2) (2).
Haxga fluke neutron dapat dipexoleh dengon oaxa meng-
integrasikan pexkalian pexsamaan (2) dan kecepatan v ke ee-
lnruh daerah kecepatan
0*nv (3).
dimana : n =
_v ™
n\v) dvo
v n (v) dv
0
n(v) dv
o
Laju reaksi untuk cletektor satu per v dinyatakan dari ;
dlmana = Penampung reaksi neutron pada v s 2200 a/a
% : • • • - « • : •
224
Dalam praktek, neutron dalam reaktor mempunyai spek^rum
yang kontlgyu dan detektor penyerap tidak selalu mempuiiyii- .
penamjkiag x-eaksi berbentuk. satu per v. Oleh karena itu perlu .
didefinisikan penarapang reaksi efektip sedemikian rupa se -
hingga laju reaksi per atom per eekon menjadi ;
' " • AH = n v . /T (5).
s .'• .. . : . ; ?,i , i"-'. • •.- . . •
Menurut Westcott, penampang reaksi efektip dinyatakandengan peraamaan :
(j a faQ ( g + r 8 ) ..'•• (6).d i m a l i a : . ^ . . . . • , , • •
• : "..' g - , 4- ; . . ' / • v3 «P(H^AJJ (T(v)-dvi.•"
^ o ( T o v / ^ ~ ° ''' •• • • • . ; ' •
8 =
o . , . .V : ^
v2 D. dv.1+bB
Berubahnya faarga g dari 1 (satu) menunjukkcin bexubahnyaponampang reaksi dari barga 1/v di daerah tennis.
Sedangkan berubahnya harga a daxi nol menyatakan penyimpangan terhadap 1/v di daerah epitenois.
Harga laju reaksi R dapat ditentukan dari persamaan :
R n vo (To ( )vo (To
Harga g dan B setiap dctektor dapat dilihat pada tebel,
Harga r (indeks epitcrmis) dari haail pengukuran harga
Pembanding Cadiaium. . .ir,.-.-•••
;?»•'.'.
;| Dengan meradiasi keping yang tak texbjtngkuB Cd dan keping
:| ,.. yang terbungkus Cd pada tr:mpat yang sama, maka harga Pemban-
I ding Cadmium ( R , ) di tempat tersebut ditentukan dengan i
'\ -a ' Aktivitas keping terbuka
•:i , Aktivitas keping tertutup Cd
I ' ' • • • ' ' . ' " '-,
| Karena sukax menentukan tempexatur neutron pada saat keping
,| diradiasi dan lebih memudahkan perhitungan delanoutnya, maka-r] lebih baik menentukan harga r ( T/T ) * dari pada harga T
I sendiri. • .
I i . Gth . •| x(T/p )* „
1 •
I. Harga depresi fluks tennis (G.-) dan harga faktor perisal
| "'* diri (G ) diambil dari ref. 4« Harga faktor atenuaoi reeo -
I nans! enoxgi neutron oloh penyaring Cadmium (F) berharga
I satu (ref. 4).
| Dengan menganggap berkas neutron isotropik yang datang
I pada salah* satu sisi dari pembungkas Cd, harga 1/K « 0,502
I (ref. 3).i
: . R-\rga W dinyatakan dari persaraaan :•f
] W m (2 T f 8 / B g) (B / E
] Dengea data dari rcf. 4 diperoleh harga W = 0,155.
1 • • ' • .
\ Be ear harga fluks neutron tennis dapat ditentpkan dari per-
samaan 1
m N G G.. E B Co r th(9).
i i " • " • » " _ ^ vlM-ifffc*Y,., " , t *,
226
IUmana : .->A _ Aft) cxp ( A t)0 "
ft *cd cd "' od
s Laju cacahan absolut per sekon dari keping
tanpa .tutup.Cd. dan .Bu.dah dikoreksi back ground
waktu irradiasi, waktu tunggu, dead tima pen-,
cacah.
A = Homor massa keping.
P . a t H . - 1 / R . a Paktor koreksi bagian termia•"" cd od
•' : . f* s Konetanta peluruhan keping > -
•;• '; t = Waktu tunggu % "' • - •
£ •; tQ»f Waktu irradiaBi ..
•-..{'• P • Daya reaktor dalam watt
• • ) ' m • Masea kepi g dalam gram
;i| . H • Bilangan Avfcgadro ' ' ,..
- j E s Prosentaae efisienai pencacah
s:!,- B • Proaentaae kelimpahan maeaa dari kepingl > | , • . • • . . . • . ." •
i$ C « Pcosentaso dari energi ganma yang dicacah ; •"
[X Sedangkan A (t) besar cacahan per sekon dari keping
! l •• terbuka pada saat t. Dengan memasukkan harga s B B O ( T / T O ) *
I'vj kepada persamaan (7), harga penampang reaksi pada kecepatan'-| 2200 m/s dapat dilihat dari tabel, maka harga laju reaksi
neutron tennis dapat ditentukan.
Dengan meradiasi keping secara bexsamaan pada Lasy Su-
san dan Pneamatik, harga perbandingan laju reaksi neutron . - .:
tennis dari kedua faailitas irradiasi tersebut dapat ditentu- -:
kan. •
Harga-harga konstant yang diperlukan dalam perhitungah
dapaf dilihat j.ada tabel 2. : •.
227
II,
b.
Prosedur Peroobaan.
Pcmilihan daya reaktor dan waktu irradiasi. ,
Kedalam reaktor yang bersih dan dingin kiia irradiasi
heberapa keping emas pada harga yang berlainan. -;I)ari
haeil pencacahan diperoleh bubungan antara aktivitas;
. keping yang sudah dikoreksi, masea, ketebalan, .wakta
irradiasi» waktu tuncgu» background, dead time pen *•
cacah terhadap tingkat daya reaktor (Ganbar 1). Dari
hasil tersebut kita pilih daya reaktor 2 kw dan waktu
irradiasi 30 mcnit untuk peroobaan sclanjutnyn,
Penyediaan keping*
ialam percobaan dipergunakan keping-keping emaa dengan
penyaring cadmium yang dapat dilihat pada tabel 1.
Rarakteristik nulir dan faktor korekai perisai diri
dari keping ernes dapat dilihat pada tabel 2.
Wadah cuplikan, dan tempat irradiaai. . ';
Keping emas yang' telanjang maupun yanp terbungkus cad-
mium dan kepinc emas sebagai monitor ditempatkan dalam
.wadah silinder terbuat dari grafit (Gambar 2), Wadah
cuplikan dimasukkan kedalam tabung plastik yang dibuat
khueus untuk tempat-tempat irradiasi Lazy Susan dan
pneumatik* '.".: '.'•-'.';.
Ho tempat irradiaai L.S. bagian bawah yang diperguaa»
kon adalah ;
Monitor pada n o , 1. '••'••
Tempat sample no: 2,3»4,5#7,8,11,12,14,15,16.17^21,22,
25,24,25,26,31,52,35.34, dan W "
Sedangkan fasilitas irradiasi Pneumatik aelalu pada
xing G dari teras reaktor. . '
Pada setiap percobaan selalu (liTi3?,hakan posisi L.S.
yang konstan agax supaya pengaxuh batang kendali ter-
hadap- fluks neutron tetap sama. Keping tanpa b-angkns Cd
dari yaug' dituhgkus Cd ditempatkan pada ujung-njung Wadah
. 'i ''
228
1
cuplikan. ' - - ••
d. Pencacahan;
Sinar gamma dari kcpinc yan<* dixa-Liasi dicacah dengan ana-
lisator aaluran tunffgal dan ganda 1024 dengan detektor
sintilasi MaJ 3" dia x 3".
Effisiensi dari detektor tersebut dikalitraailcan mempergu-
nakan sumber standar : Co 57, co 60# cs 137» Mn 54 d W
Na 22 (Gambar 3).
III. Hasil percoLaan.
Pencacahan keping emaS yang aktip baik yang diradiaei
terbuka maupun tortutup cadmium dengan mempergunakan AST
(Analisator Saluran Tunggal) dan ASG (Analisator Saluran
Ganda). . .
Dari data pencacahan tersebut dengan mempeigtinakan HP25
yanc dipro^ram dihitung harga-harga pembandirig: Cadmiun
( R =' ), indeks ei/itermis (r V T/T*)-, penampang reaksi ,
• efektip•-(• (F ) , fluks neutron tennis ( 0 ) dan laju
reakai ( R ). Setelah dilakukan koreksi-koreksi yang
diperlukan diperolch haail seperti pada tabel 3« 4« 5»
6 dan 7i
IV* • Pemblearaan. .••,.•
Percobaan yang dilakukan saat ini adalah pada kondisi
reaktor yang benar-benar bersih dan dingin. Oleb karena
itu hasil pengukuran diharapkan dapat menjadi standard
untuk percobaan- percobaan selanjutnya dimasa mendatang.
Sari tabel 6 diperoleh bahwa harga fluks neutron tennis un-
tuk bagian dasar dari L^S. adalah :
(3,7964 + 14,1 %) 10 1 2 n cm s~1. ...
Harga fluks neutron tcrmis pada ketinggian (2,76 cm) dari
dasar L.S. adalah (3,3325 + U,7 96) 1012n cm s'1.
Harga fluks neutron termis pada bagian dasar dari teraa
. reaktor di ring G adalah : (12,6867 .+ 22,3 J6).1O"'2. n cm s**1.
Itirga fluks neutron termis pada ketinggian 3,39 cm dari da -
r229
sar ring G pada teras adalah : (S^Oe1} + 2,2 %)1O n cm s .
Dari tabel 7 diketabui bahwa rata-rata perbandinL.an laju
reaksi bagian atas dan bawah di L.S. adalah :
( 0,959 + 25,6 96).
Sedangkan rata-rata pnorteiw-incan. laju reaksi dari Pneumatik
adalah : (0,9170 + 13,S %). ApaMla kita perbandingkan harga
rata-rata perbandingan la^u reaksi di L.S. terhadap Pneumatik
diperoleh (1,05) ini ;ucnunjukkan bahwa memang harga laju
reakei di L.S. lebih besar dari pada di Pneumatik, Karena
ada pengaruh hamburah neutron oleh grafit disekitar L.S.
Dari hasil Ini selanjutnya cUharapkan dapat ditentukan laju
reaksi antara Pneuinatik , L.S,, CT, dan bcamport.
Melihat kesalahan rata-rata dari hasil yans diperolqh, untuk
L.S. sekitar 25,6 %, ini berarti bahwa,kita harus memperhati-
kan beda letak ketinppian, sample yang di irradiasi»*Begtto *.'*•
pule, nntufc sample-sample yang di irradiaei pada fasilitaa
pneuinatik,
Sebenarnya harga fluks neutron ujung atae dari L.S. belwn da-
pat ditentukan. Hal ini disebabkan karena masih kurangnya ke-
ping emas yang ada.
Kiranya pada.penelitian selanjutnya hal tereebut dapat diten-
tukan.
Dari *\9 data percobaan yang ada rintuk 19 tempat dalam L.S.
dipilih yang baik p a d a L > S ; n o, 3,4,6,11,12,14,15,21,22j
31» 32, maka setelah cUhitung diperoleh hasil seperti pada
tabel 8.
Dari hasil-hasil ter«pbut tampak jelas bahwa ketihggian le
tak sample akan berpengaruh sekali terhadap R ,, r \J 'S/S ,
QJ T 0 dan R. Oleh karena dalam penelitian yang baik
di&njurkan memperhatikan letak sample yang di irradiasi
dan mempergunakan monitor daya dalam setiap irradi.p.oi.
Meskiptin hasil percobaan ini tidak merupakan hasil yang
benar-benar memuaskan, kiranya dapat dipergunakan sebagai
pegancan dalan penolitian selanjutnya.
f i 230
.> , DAPTAR PUSTAKA
' - ! S • . • • •
; , 1 . Neutron Pluence Measurements
7, i Technical report series No. 107, IAEA, Vienna, 1970.
\i . . 2. Annual reports of the Eo-eearch Reactor Institute' ' -! '"• % i •
if: • Kyoto Univers i ty , volune 2 , 1969« '
V3 i! - • ' •
: a ] " 3 . C.H. Westcett^ W.H. Walker and T.K. Alexander
; i;»' . Effect ive Gross sect ions and Cadmium rat ions f o r the i
\\~, \ neiifeon spectra of thermal reactors, A/CONP.15/P/2O2, ,.
!. | \ " Canada, 1958. • " • •
v7i I 4 . J«W; Connolly, A. Rose, T. Wall.
: pj;.| ' Intefjral react ion rates and neutron energi spectra i n
t-$,.'t a we l l moderated r e a c t o r . AAEC/TM 191» April 1963 . ! > <
::'Mi 5* Aclinah Kiisnowo, Uju Jujuxat isbela , Bakri Arbi . , . .
iM; -• • Neutron f l u x measurement i n the Bandung; 1000 KW Triga ;
f'pf . Mark I I Reactor. Regional Seminar in the u t i l i z a t i o n -tL -
}'"%! • • - of research reactorB, Bandung, Indonesia 23-27 August '' '
; J . •. 1976.' • • —-•
f)5^ : 6 . %, Ar l inah Jfiisnowo. . . .-. ;:.
10% Ixideks epitermis dihitung dari pengukuran harga Cad-g j j g - , . - • . ; • • . . ! . • • . • • • • • ' •
. mium ratio dengan keping Emas di Eeaktor Triga Mark II >j
:j | 7i C,H. Westcott. . " . '' • '"' "r'J
'•'•/§. Effective cross section values for well moderated r:>
:-;| thexmal reactor spectra. CHRP 787, Chalk River, Ontario,
•>f - ' .' 1958. .. •• ' " ' . . • • ; • .--'.W:., -
;i j . . . • • . . - • • . • , , . . • . . • • •
:'i 8 . B e c h k u r t s , K . H . W i r t e , K . t ... '".......,..•
i:i? ' Neutron. Physics, Springer Verlag, Berlin, 1958.
- • $ . ' ' '
R
r•i .*
231
Tabel 1: Keping emas yang digunakan sebagai detektox pengaktipan,
monitor serta penyaring cadmium.'
Derail !Unsur!Kode !enexgi! ' ! !
Dimensi ! KetebalanI Keniumian1 (me/cm2) ' 0 0 . '
Terrais! Au ! a ! 0,565 cm $ x 0,0015 cm ! 28,785 ! 99,99
! Au ! b ! 0,565 cm $ x 0,0020 cm ! 43,43 ! 99,99
! c ! 0,565 cm $ x 0,0040 cm ! 61,68 • I 99t99
f <J ! 0,635 cm 0 x 0,0034 om ! 65,20 J 99,99
! ! 0,757 cm $ x 0,0980 cm ! 0,015 I 99,00
! Au! Au
Filter ! Cd
Tabel 2; Karakteristik nuklir keping etnas dan faktor* •
koreksi yang dipercunakan.
•. '!'
S =17,0 c- 1,0056 Vf = 0,155 1/K = 0,502
Isotopl% Kelim- ! (barn) !Waktu llBotop !Kode! G.. I!pahan !(2200mps)paroh tradio ! ! I• ! I laktip ! ! !
,197. 99,99 ! 98,7 697 h! Au198 !! !
!l 1! !
' a I
b !
c !d 1
! 0,4480
! 0,3875
! 0,3375I 0,330
!
!
11
0,97830,9665
0,9530
0,9517
Tabel 3* Harga Perbandingan aktifitas monitor daya yang telah
dikoreksi massa, waktu tungga dan waktu irradiasi,
perisai diri resonansi dan perisai diri termis.
Irxadiasi ! Daya ! Wakttt !
Tel.TempattReaktor! Irradiasi-I-! (CT) ! (moult) !
11-4-77LS1!12-4-77LS1!14-4-77IS1!
2
2
2
! . 30 !! 30 !! 30 !
Rata-rata !
atas'
0,90850,85210,6634
( 0,8813 -+
FerbandinfflnIJ
f
3,2?«) !
bawnh .
0,8996 .
0.89S5 ,
0,9057
( 0,9009 t °f 3*'
232
Tabel 4: Harga aktifitas absolut keping emas terbuka ditaitungdengan meii£eunakan metoda luas kurva cacahan dariASG 1024, telah clikoreksi massa, waktu tunggu, waktuirradiaai» daya reaktor.
Lazy Susan Pneumatik
NO. fKode !Atas . ,„!Kode
Jkeping! x1013c/a!ke -,! • ! ' !ping
! Bawah ! Kode • Atas ; !Kode J Bawah
!x101?/s!Kepine!x1013c/s !ke - !! ! ! Iping !
! 62
! 104
! 106
! -66
! 72
! 108
• 110
! 76
! 84
IU,31.! -91
32. ! 95
3.
4.
6.
11 ',
12.
14.
15.
21.
22.
24.
! 4,9«45
I 4,292?
! 4,3203
! 5.1817-
! 5,2429
! 5.2423
I 5.6514
! 5,4871
I 5,5924
! 4,7112
! 6,8879
J 7.1398
.! 65
! 115
! 117
! 71
! 75
! 119
! 121
! 80
! 88
! 1C2! 94! 102
!5,1694 I 100 ! 1,9498 r
14,8941 ! 112 ! 1,9271 1
!4,7994 !
!5,7OO9 !
!5,9159 I
!5,7369.!
! 5,7044 !
16,1405 !.
16,1095 !
15,4975 I
99! 2,2229
122! 2,0437
!7,9605 !
!7,7415 !
NO.
IS
Tabel
I! H c d
5: Harga R^ dandan Pneumatik
Laay SusanAtas
t ^
r T/Tdihitung
! Bawah
, ! B c d
padadari
!
1
tiap posisi L.S.pencacahan AST*
PneumatikAtas !
r T/T • Rsd | o a cd
Bawah
! °3.4.6.
1 1 .12, !14. I15. I21. !22. !31* !22,..,!flata
!-4*3263 -I 4,6561
4,59374,58254,14943.5644 I3,5205 !4,7318 !4,8709 !3.3554 !5.3684 I4,2109 !
Tcata+12,796 I
I 0,0367!:r 0,0556!! 0,0366!
0,0341!0,0387!
t 0,0474!0,0475!0,0327!0,0286!0,0412!0.0512!0,0391!+17,9%!
4,1717!4,4516!4,8344!-4,4226!3,9858!4,1.077!4,2476!4,6251!4,9473!4,1528!3.8226!4i3420J+8,i9ff !
0,0386!0,0356!0,0319!0,0357!0,0408!0,0397!0,0377!0,0341!0,0310!0,0389!0.0434!0,0327*+8,1% !
2,9899!2,9449!
!!1
1
;
1
1
|
1
2,9674!.+ 3996 !
0,0607! 3,6537!0,0622! 3,2744!
I !1 11 1
!n !.! |! ' !j j! • !j |
0,05281.4,2796!+28,4%! +33,396!
0,04580,0533
0,0438+24,2%
I:
253
.12 -1-TaTSel 6 : Harga ^-'(barn), 0 (x 10' n cm s ) pada daya 1 MM untuk
posisi IS dan Pneumatik.
NO. I
LS .!
Lazy
Atas
(baxn) !
Susan
! Bawah
—' ! r
!
! Pneumatik
! Atas . .. !
! ^ •' 0O •'
Bawah
3.
4.
6.
11.
12.
"14.
15-
2 1 .
22.
3 1 .
32.
! 160,931! 3,1735 I 164,1567! 2,2099! I. I I
! 159,095! 2,8403 ! 159,076 ! 3,19821201,3875 18,63.911176,2661 112,280
! 160,095! 2,8182 ! 152,86011 3,3387!203,6744 18,3778!188,849 110,078
! 156,640! 3,3673 \ 159,301 ! 3,7131!
1 164,449! 3,2443 I 167,913 ! 3,538?!
! 178,897! 2,8265 I 166,067-! 3,5021!
! 180,893! 2,9988 ! 162,619 ! 3,5,958!
1154,3171! 3,7597 ! 156,538 ! 4,1221!
! 152,653! 3,90M ! 151,382 ! 4,3172!
! 168,523! 4,0944 ! 169,639 I 4,7764!
! 185,360! 3,6311 ! 172,294 ! 4,4481!
I
RATA 165,686! 3,3325 ! 161,986 ! 3,7964^02,5310 !8,508511.62,5576 111,179°
Bata +6,8% ! +13,7% ! +4,2 % I +14,1%!+0,8% !+2,2
' " ' " • • '•'""•• "• ' - ' '? r i T ~ ' ( _ ;
234 .
Tabel 1 : ttarga laju reakt-1 th\n perbandincannya untnk IS dan
Pneumatik.
V
Iii'•J>
• •'i
NO. !LS !
lazy.
Atas -!•
Susan
'Bavah' .."
i
! Bawah !Atas
PneumatHc '
! Bawah ; !i j
''Ataa. Bawah
3. ! 510,715 ! 526,927 • 0,969 ! 1739,81 ! 2164,55 » 0,6038
• 4. ! 451,878 I 508,757 ! 0,888 ! 1706,34 ! 1903,22 l 0,8966
6. » 455,130 1 510,356 f o,e88 .» r !
11. ! 543,118 ! 591,501 I 0,918 ! ! !
12. t 533,522 ! 594,158 ! 0,898' ! ! !
M4. ! 505,652 ! 581,583 I 0,869 ! ! !
15. ! 542,462 ! 584,745 ! 0,928 ! ! !
21. ! 580,186 ! 645,265 ! 0,899 ! ! I " '
22. ! 595,867 .! 653*546 ! 0,912 ! ! f
91* 1 689,99? ! 610,264 ! 0,852 ! ! !
32. ! 673,061 ! 766,381 ! 0,878 ! ! ! " '
RATA :552,690 •: 615,771 ! 0,900 ! 1723,08 ! 2033,89 ! 0,8503
HATA +14,1 %./ !+ 15,9 % !+3,5 % !+ 11,49« !+ 9,1 % 1+7,7 %
235
Tabel 8 : Har -a r a t a - r a t a uaxi H ,t -(T/T )* , /y , 0 dan R.
! Lazy Susan ! • Fnetunatlk
I Atas ! Bawah ! Atas ! Ataa ! Bawah , I Atas
Bawah ' Bawah
! 4,2109 ! 4,3420 ! 0,9698 ! 2,9674 ! 3,4641 ! 0,8566
I +12,7 % ! +8,1 % I 1 +14,1 % I +7,7 % I ' !
0 J 0,0391 ! 1,0511 ! 0,0615,1 0,0496 I 1,2399
1 ±17,9 % ! +8,1 % t I +1,7 % I ±10,7 % J
^ 1 1 6 5 , 7 ! 162,0 ! 1,0228 ! 202,5 ! 182,6 ! 1,10?/!
6,8% ! t 4 2 % ! !± °'&}i lt
0O ! 3,3325 ! 3,7964 ! 0,8778 f 8,5085 ! 11,179 ! 0,7611
(x10 1 2 ) ! *13,7 % ! + H f 1 % I 1 +2,?- %
H J 552,69 ! 615,77 ! 0,8976 ! 1723,1 ! 2033,9 ! 0,8472
!+ 21,4 % !+ 15,9 % I !+ 1,4% !* 9,1 9 ! . :
75 •
AKTIVITAS
X 1 0 6 C/S
CM
LSAST sqUABE
GArtB&R 1
AKTIVITAS THD MYA EEAKTOR
'MEMEEB6UBAK4N KEPING EMAS
TGL.: 5 MARET 1 9 7 7 .
"BAYA
J L 1 $ 5 WATT
( ' .. J
237
GAMBAR 2 : TA3U11G SILIEDEfT GEA-FIT, TABU1TG SILINDER
PLASTIK DAN KOTAK CADMIUM.
Ukuran d a l a m cm.
Percobaandi
Tabung silinder
Grafit Plastik
Kotak s i l inderCadmium
Pneumatik-
<• / 2 j »
Y/TA
1,70
51,70 2,04
\
Berat: 18,5
2,18
Berat: 16,6 gr. 'Berat; 0,259
Lazy.. Susan
* 2,84 L
5,0
2,82
V /
r-
,7
1,75
2 , 6
2,40
Berat: 60 Berat: g r Berat: 5,5 gr.
HI
"I i
M-i
CM
21
. t
£5"?
GAMBAR 5
EFPISIENSI PMCACAH SALUHAN GANDA 1024DENGAN SUMSER STANDARD:Co 60, Mn54, Cs137, Na22, Co57-Tanggal j 20-4-1977«
Energi (MevV
259
Fertanyaan^pertanyaan :
I. Dari Sdr, Heryudo Kusumc. . .
1. Bagaimana pengaruh perubahan „diqtribuai flukB netron termie akibat peru-
bahan posisi Control Rod texhadap hasil perct/baan ini ?
Jawab :1. Selama percabaan dilakukan,i.OBisi Control Hod tidak berufeahtsohln^
ga pengaruh posisi Control rod tidak perlu diperhatikan'.Akan teta-
pi untuk pcrcobaan-percobaan lain.apabila irigin mempeihatikan pe -
ngaruh posisi control rod dapat dilakukan den^an percobaan terpi -
sah.
II. -"ari Idr.Salman.
1. Pada sampai daya maksinnun berapakah experimen dilakukan untuk rasmbukti -
kan kelinieran aktivitas dan daya ?
2. Mohon dapat dijelaskan euhu porcobaan dan harga g diambil dari mana ?
Jawab :1. Penzobaan untuk linieritas dilakukan sampai daya 5 k W»
2. Suhu percobaan di sekitar temperatur kamar.Percobaan dilakukan
pada dayr. rendah (2 kW).Data g diambil dari Westoott.
VI - 2
SISTIM JEKJUK.URAN PICKS NEOSRQN
RE/iKTCR DAYA
Oleh :
D r s . M. Salman Suprawardhana
ABSTRAK
Dioiearakan sistim pengukuran fluke neutron reaktor daya d^aaa| me-
rupakan salah satu sistim instrumontaei reaktor Pusat Lietvik Tenaga
Dikenal aistim inatruraentaei non Nuklix menyangkat pengukvmin s
allxan a i r , tingkat air didalam bejana, putarai. turhin, temperatur,
CL>b. dan instrumontasi Wuklir mciiyangkut > pengukuran fluks neutron, radiasi
ruangan, kontaminaei linckungan, kontaminaei ait', Kaktivitas lingkungan dob.
Sebagian warta dari seluruh sistim instrumentaBi difrunakan dalaa sisiim kon-
trol i-eaktor.
k e r t a s ke r j a i n i ic±aisue d ib i ca rakan s i s t im penguk>xi*an f luks
neutron r e a k t o r daya j e n i s P re s su r i zed V/ater Reac to r d a r i Kraftwerk Union
( _JR KWO j .
240
241
PENDAHUnjAN.
Jenls reaktor MR ( Pressurized Water Reactor ) adalah reaktor daya
desgan beihan bakar V diperkaya. dan baban pelambat air slngan ( HgO ).
Air masuk bejjana tekan zeaktoc ( pressure vessel ) dilcvatkan pada
susunan bahan bskar, untuk dapat mengarabil panas dari tenaga yanc timbul pa-
da reaksl pembslahan V ^ yanc terjadi dldalam teras reaktor. .
Kemadiaa keluar dilevatkan pada pembangkit nap ( steam generator ) dimana
aebagian tonaga panas ywiy dilrnws. oleh air bertekanan dan tufao f ting-
gi ditibah menjadi uap, Vap kejnudlan «Ulewatkajq Ice tiirbin untuk diambil to-
nagaimya sebagai tenaga listrik. Sepertiga tenaga panas yang timbul dapat
dimanfaaifcan aeba^i tonn^a liatrik dan dua pertiga laincora dibuang kelins-
kohgah. •'" '"' '..._. •
lanas yang tlmlnxl didalam teras beraaal dari teoaga akibat reakal
peabelahan inti V " .
a
P.J dan P2
ra
+ 2 atau 5 neutron
+ ra. + tenaga
: inti liasil bolahan.
: sinar-sinar radioaktip.
200 MeV ) .
. t Besarnya tenaga panae yang timbul didalam teras
pada bcr-imya fluks neutron didalam reaktor. Sehingga eistim pengukunm
flvl.'i neutron sangat penting artinya dalam proses kontrol reaktor.ita sen»
diriv balk reaktor dalam keadaan shut-down , staxt-up maupun op< asi.
Rida kertss kearja ini dibicarakan secajra garis besar sistlm pen/rsi-
kuian fluks neutron salah satu reaktor daya jenls PWR KWO.
J
242
SISTIM PENGUKDRAH PLOKS NEUTRXtN R£A.k..ol DAYA
i •
Iii
itIf3
I. Pengukurari i'iuks neutron. '
-I ' I'i igukui-an fluks neutron dil-.iyi menjadi'dua bagian yaitu :
1. Pengukuran diluar teras leaktor.
2. Penfcukuran didalam teras reaktor.
' 1.1. Pengukuran fluke. ri§lltron diluar teras reaktor.
Sistim pengiikuran fluks neutron diluar teras , detektor neutron rf-'
letakkan diluar bejana tekan ( pressure vessel ) , didalam shielding, reals •-
tor* Pada tempa* ini neutron termis diukur* Neutron - neutron aerupakan ha-
ail bocoran teras reaktcr diperlambat oleh dinding beton Bekitar pxessKye
vasael.
Daerah fluks neutron reaktor daya meliputi 12 dekade dimulai dari
keadaan subkritls aampai daya penuh. Sahgat eulit kiranya untuk memonitordengan ,.: ,-,-
ui in1V*fttu instrvusan, sehingea pencukuran fluks noutxon pexlu dl -
bagi menjadl bebezapa daerah pengukuran. Pada umumnya dibagi mcnjadl
daerah penguloiran, dimana maslne-naBlne pentfukuran momillki inBtxumentaai
berikut proses pengukurannya sendiri-sendiri, ' '
daerah peneukuran seperti :
a. Daerah pengukuran sumber ( source ranee )• • • •
Pengukuran fluks neutron daerah ini meliputi 6 dekade mulai dari
bagian fluks neutron :paling bawah ( sub-critical shut down reactor }
sampai reaktor start-up, ,, u c ^ :: '::••. -.•:>.
i| Rida penguknran tingkat sumber dan tingkat menengah menggunakan ka-
nal logaritma aear supaya mendapatkan jangkauan pengukuran lebar, sedangkan
i pada pengulcuran tinpkat daya meng^unakan kanal linier agar mondapatkan pe -
',| ' ngukuran presisic
if Bada gambar 2, dapat dilihat skema letak pengukturan fluks neutron
;i diluar terao untuk reaktor jenis PBR XWU 1300 WE, Dua ealiiran digunakan• >i
• . • ? . •
•; untuk pengukuran tingkat eumbex y tiga saluran digunakan untuk pengnkuran
i tngkat nonsngah dan ompat ealuxan di gunakan untuk pengukuran tingkat daya*
.\ iartikel bermuatan dapat borinteraksi langsung dengan material•I :' "•
,| ( detektor ) yaitu melalui perubahan elf at karena muatan lietrik ( proses
ionleasi ) , Neutron tidak dapat berinterakai la'ngsung dengan soouatu materi
{ ?» allewat proaeo ionisasi.
j Untuk mendekati neutron di£unakan cara tidak lan jgunf;, yaitu neutron-neutron
j ditenbakkan pada sc-suatu atom sehingga atom tersebut menjadi tidak etabil
i dan akan menuju stabil dengan menpeluarkan partikel bermuatan. Material yang'
I banyak digunakan untuk mendet»ksi netron adalah isotop Boron ZB ( 18f8 % di
| dalam boron ).
| Jika IB ditembaki neutron dia akan mengcluarkan sinatvsinar o^ •
; Slnar-sinar p£ ini kenmdian di proses diambil warta nya untuk dapat mengeta»
{ b"i juralah f' iks neutron. " .
Dengan dasax xeakBi diatas kemudian diciptakan beberapa maoam detektor yaitut
a. Detektor proporslonal.
b. Detektor ionis^si.
,fjbjt>4.%..ti .-!,-_!_ j , , ir~t*i^"fni , tjlfri "i'rtfci .1.
I '•
Itii$
I
244
D+M Bejana tekan(pxe s sure |ves se 1)
D+M
Gambar 2 : Skema peluruhan fluks neutron dlXuar texaB
untuk reaktor jenis PWR KWlf.
245
1.1.a. Detektor proporsional.
? : • # Detektor proposional dicunalcrn untv1: memonitor rnntron pada dnerah
sumber, ia berupa tabung berisi gas isian derujan kawat halus ditengahnya se-
] bagai pengambil pulea - pulsa yang timbul. Jumlah partikel yang timbul dari
! . proses avalanshe diturunkaii dari besaraya faktor perlipatan gaa yang diper-j1 tahankan konstan sekitar 50 sampai 100 kali,I
} Untuk monghindari pulea-pulsa akibat sinar % t pada pengukuran di-
tetapkan teganoan operasi sodoroikian rupa sehingga faktor perlipatannya te -
tap pada daerah kec«patan pulsa tertentu. I\ilea«-pulsa diparkuat dab dlpxoses
levat penpuat awal, pencuat diakriminatot kemudian akhtrnya ke pewwipilan .
eacah atau meter.
^ I.1*b, Detektcr ionisasi»
Detektor ionisasi dioperasikan pada fluks neutron tinggi.
Bentuk detektor sejenis dengan detektor proporsional, hanya pada kawat elek-
trodanya dilapisi dengan boron diperkaya, sehingga tidak ada faktor perlipa-
tan gas. Axus rata-rata dipcrbesar dan kemudian masuk ke proaes pengukuran. •
Bada tinfrlr t daya sinar-sinar 0 tidak banyak mempengaruhi pengukuran*
Sunbangan aruB akibat sinar & sangat kecil sehingrga tidak dipex-lukan ada-
nya diskriminator oihar^.
Fada tingkat menengah masih" banyak terdapat pengaruh adanya sinar O
sehingga diperlukan detektor ionisasi terkompensir.
Bada detektor ini salah satu ruangan pada detektor tidak dilapisi boron, di-
Guaakan mtuk mengukar ef ek sinar ^ . Kemudian kedua warta ( akibat neutron
+ sinar o dan akibat sinar o saja ) dikurangkan*
246
Semua sistim instrumentasi deteksi neutron dikalibrasi dengan meng-
gunakan peobangkix pulsa untuk sistira instrumontasi pada fluks xendah dan
dikalibrae'. dengan perbecaan suhu antara air masuk bejana tekan dan keluar
dari bejana tekan xeaktcr untuk eistim tnatrumentaai pada daya pc-nuh, sehing
ga diharapkan mendapat pengukuran yang setepat-tepatnya.
Seimia warta-warta dikirim kcruang kontrol, sehlnfiga operator dapat
dengau amdah mengikuti perkembaugan dan keadaan fluke neutron dd ,roaktor_.
.':•'••; 1.2 Pengukuran fluks netron didalam teras reaktor. . ,• •
Pengukuran fluks neutron didalam ttxEis reaktor diloaksutlkan an-
tuk memberl gambaran secara jelas beaar fluks neutron dibeberapa teinpat tta
aa reaktor pada daya penuh. Dengan deroikian distribu&i daya teras reaktor
dapat dlketahui dengan mudah. Hal ini sangat penting artinya dalam pengontro
finks neutron tcras reaktor agar tetap rata, sehingga puncak-puncak flukg
neutron yang tidak diinginkan dapat dihindari.
• • Cara deteksi fluks neutron pada daerah ini mengsunakan metoda akti-
va8i. Sebagai detektor dipilih 1 y yang beiada didalam bola baja diameter •
1,7 no* Beaksl antara .V dengan neutron m&nghasilkaK " v yan^ akan znelu-
ruh menjadi •* Cr dengan memancarkan Biiiar~sinar p den Q dan.uaktu pa•••«•
rohnya 3#S menit, - • • .
Ditera3 reaktor tordapat banyak pipa-pipa kecil menembus tcxas pada
Jari-Jari yang berbeda. Pip&-pipa tersebafc diperlengkapi dengan sistim poa-
pa yang dapat membawa detektor bola dari teras reaktor kemeja pangakaraa ••
( pneumatic transfer system ) , . . • ; .;
. . Dimeja pengukuran dilengkapi detoktor Si , digunftkan oeagukor akti-
vitaa bola. Juu.lah pipa/saluran maouk dalara terae sebanyak 32 buah, aetiap ''
2/; 7
diaiatil empat saluran uiiaana setiap saluran terdapat 30 buah de-
tektor Si. Pengukuxan dilakukan secara diskontinu, vaktu antar pengukuxan
sekitar io inenit.
Data-data pengukuran selargudnya cHrnasukkan kedalara komputer, diroa-
na sebelimsnya dilakukan pula kalilrasi terhadap :
•• korcksi sensitivitsis detektor.
- kalibrasi pada tingkat sumber tuituk mendapatkan warta patokan.
- koreksi efisiensi, waktu, koreksi sinar Q f absorpsii sendiri dsb»
III. PENUTUP. :
Sistim dan lay-out pengukuran fluke neutxon reaktor daya bexbeda
daxi jenis reaktor daya yang satn dongan yang lain juga berbed-- darl eeri
dan besar tenaga yang dihasilkan. Hal ini dj Varenakan adanya perbedaan di-
sain dan perbaikan diBain bcrdasarkan pengalajnan yang didapat dari waktn <«.
waktu seboiumnjra. Nptnun demikian disain & lay-out didasarkan pada penilaian
keamanan yang dapat diteri^a pada seBuatu saat. '. •• - '
Diucapkan terima kasih kepada seluruh rBkan-xekan yang telah banyak
membantu dj.dalam penulisan kertas kerja ini.
IV. Daftar Pastakci.
1. Reactor Instrumentation and Control
D. Beraha. IAEA. Training Course Karlsruhe Dec 1979.
2. Pressurized Water Reactor
KWU 295 Aue-1975.
v-f
, !
I i
- 2
DISAIN SUIUiiY METER
Oleh s
Sumihar Hutapea •
POSAT PENELITI/.i) 'PFWAGA'ATOM GAMA
ABSTRAK.i-i • *
l | • - . Survey Met&r.Pitlnjad disain survey meter Geicer Muller den^an
I i kan.komponen transi»tor.Tcori ringkas mengenai survey meter ditexangkan.JugaK ' ' 'i«[ ; ekema alat tersetut yang khusus digunakan buat laboratoriwm akcalera.. .
diierangkan.
^U - ABSTRACT.
:::|i i Suavey Meter.Transistor operated Geiger Muller survey meter design
;^f dlBoaes^d,Simple theory of survey meter sase considered.Aiee-eoa© types of
\'m ' 4fc«^Instrumente w» used in oti* accelerator laboratory .are given. ; ••m . ' •
m • • '••
I , •• " • .: !•
¥% • •
' ''.A • - - I
. . ; • ! ? • . 1 :
I • ' • ' • • ' 4
! • • • ' " ' , ' • . . . ' ' •
256
257
P E N D A H T T L U A N '
Surrey meter diperlukan untuk pengukuran radiasi sinar gamma, alfa ma
upun "beta yang dipancarkan dari snatu sumber radiasi ataupun suatu kbntami -
nasi dilatoratorium dan tempat-teropat lain yang diperkirakan mencandung 7«at
radio aktjp,
Partikel-tartikB;'. yanc dapat dicacah tergantung pada detefctor yang digumkan
Buat detekkor G&iger Muller tipo side window, yang dapat didetekai hanya
yang .tenaejwya oukup tinggi yaitu partikel yang dapat menemlJus dindiug de -
tektox, ttiasanya dibuat dari metal atau celaa.
Detektor tipe ini dapat menoacah sinar gamma ataupun sinar X* Juga slsar be-
ta bila energinja cukup kuat. Detektor jenis end window roempunyai jendcla
tipia diljuai; daxi mika dapat mendeteksi partikel alfa, beta maupun
Tulisan ini memuat jenis-jenis survey meter, diantaranya buatan sendi-
sri seLagai prototipe. Alat ini menggunakan transistor» dirancang sesederbana
mungkin dan diharapkan dapa.t digunakan sebagai alat monittring, survey meter
untnk /?eologi, fisika kesehatan dan sebagainya. Pda masa ini banyak diperda-
ganfkan integrated circuit maupun komponen digital yan/n; diharapkan dapat di-
Eunakan sebagai komponen survey meter,
llamun dalam hal ini ditinjau hanya menggunakan transistor.
25a
WATAK SURVEY METER
Survey meter ternasuk alat-cacah radiasi nuklir.
Setiap alat cacah mempunyai katakteristik tersendiri antaxa lairi resolving
time, batas cacaJi persatuan waktu, sensitifitas yaitu besar amplitude mini-
mum dari pulsa yang dapat masuk pada input. Kecuaii itu survey neter dapat
dibedakan atas banyaknya komponen yang digunakan, misalnya banyaknya tran -
sistor. Besarnya arus atau daya yang diperlukan juga menentukan watak sur-
vey meter.
: : Amplitude sihyal dari G.M. oukup besar dapat mencapai betorapa vol+
tergantung pada sumber daya (tegangan tinggi) dan ukuran G.M. ;•
Jumlab pulsa tergantung pada intefisitas radiasi dan besarnya tegangan ting-
gi pada G.M. > : ; . ..
Umumnya alat cacah terdiri dari sistim pembentuk pulsa sistiia inte •,-•
grator dan alat regietrasi atau pencatat. Survey meter sederhana raungkin
hanya terdiri dari suatu simtim atau alat pencatat saja.
FEKGUKdHAN CACAH DEKGAN KAPASITOR DITEGRATCa
,>... Cara pengukuran radiasi dapat diterangkan sebagai berikut. Bila eua-
tu pattikel menembus G.M. tiinbul pulea segitiga. Oleh sistim pembentuk puXr,
Baiflinyal ini dibentuk menjadi pulsa empat peraegi. Kapasitor C yang diee-
but kapasitor integrator dihubungkan dengan kolektor transistor (Gambar 1)
- VccCD M
-C-J—J-
ir
Gambar 1. Kapasitor integrator C pada k lektor .
* .
i *
Dengan adanya pulsa, kapasitor C akan d5»miati dan padanyn. timbul pe -[ . nibaban tegangan besarnyaI ••> . ai e " c
Dalam interval waktu antara dua pulsa, tegangan C berubah karer v lu- -
\ cutan rauatannya melnui tahrnrm R.iI Bila N banyaknya pulsa dari G.H., maka beBar tegangan yang timbul pa-!» da C adalah to to tI'. ' / / Q ~ pcI E = N I edt a N J * e dt a
Bila I. beearnya arus kolektca', besar Q dapat ditulis
maka E^ = H L R T
dimana i. selang vaktu antaxa dua puloa. Kuat arus rata-rata lapasitorG kita nyatakan dengan I , yaitu " .
•'t '• c ~ z . -4
besar K sebanding dengan counting rate dari G.M, dan besarnya dapat dibaca |
.. pada skala mikroampere M yang dihubungkan seri dengan tahanan R. t|
vi _ PENGUKDRAN CAGAH DEMGAN VCMPA DIODA •'...• fI ' ' • " • ' • ' I',| Tipe ini juea serin/? digunakan pada survey meter. I1 . Sistim texdiri dari dua dioda D,. dan D o f dua buah kapasitor C i dan C 9 . t~* ' , i •''
I Kapsiitor C. disebut kapasitor dosici, Contoh untai diterangkan pada f tmbajr 2* :,;;•I- ' ' " 1 1 *-Vce ' !
It—Jt•Vcc
1
V out
Gambar 2. Transistor dengan pompa dioda»
260
Setiap pulsa yana datany clari G,Mi memter.'i rnuat,.-.. padfc .^.jjasitor C. t
bee;• vnya Q. Besar pulsa pada C adalah
xn out
inuatan kapasitor C dapat ditulis
' Q « C„ ( V. - V . )• • .. •• •., .1- •. ui out ' .
Bila cacah pulsa besarnya N,
I " NC1out
= R
Dapat ditulis/
V . = V. i —3 I = V^ i n Vi+NC^/
Dari;rumua yang terakhir ada tiga kemongkinan :
Vout.
« Vout - V i nbesa r .
b'ila N besar dan V. » - V ;-.,:;in cc« • • ."
Beeaxnya eacah ditunjukkan oleh meter H. Untuk memperkuat axuB dapat
digunakan operat ional amplifier I .C, ataupun t r a n s i s t o r b iasa .
PENGUKDHAN CACAH BAHDASARKAN KDAT ARDS ' : : ' . ^'v?{
' ' Pejigukuiran cacah denyan caxa i n i sama donean mengukur frekuensi» Be -
s a r arus sebanding dengan hcsar frekuensi* :
satn skema ditunjukkan pada gahbar '4. " •
• < ; ' • - " • ) • - " ' ' '
•i -
j261 -Vcc1
•
i t.
•i
ti:
H
Gambar 4« Penfjukuran cacah soban&ing dengan axus
koloktpr.
Hange pengukuran claprit d ia tvn dongan mongubah be$ox kapaeitor . Kuat a»
I U S yang jnencalir pada meter output K ter/jantunf; pada jumlah pulea d a r i 0,M,
BEEERAPA CONTOH SURVEY METER.
Skema survey meter lanyak jenienya, t i p e yanp; rumit dan sederhana.
Survey meter pa l ing soderhana tanpa t r a n s i s t o r .
Suatu contoh ditunjukkan pada pwnbar- 3 . Jumlah cacah dapat d ibaca pada ni.«ter
output dengan ba tas ska la 50 A,1 'CM I i ~ * 1 II—^
HVwV
t Gambar 3. Survey meter sederhana. . ...
Survey meter dengan satu transistor dlberikan pada gambar 4 a ) . *
Hiph Voltage suply - 500 volt diberikan pada katoda G.M. Bila suatu
menemlrus G.M., akan timbiu; finyal pada anoda dan melalui tahanan 10 Mf si • -
nyal diteruskan pada tiap transistor, selanjutnya arus akan diperkuat pada
emitter. Denpan suatu alrfc pemberi suara sinyal dapat dideteksi. . . ,,,;' . ..
Arus yang lebih kuat dapnt diperoleh bila dua. transistor atau lebih dihu*"1
kan secara Darlington (dr.inbsx 4b). ' ....
Suatu skema lain Eunceunakan dua transistor kami berikan pada gambax.
4c penggunaan arus cukup kecil. . ,
\ • V I I - 3
I ' SISTiK LfcffitL' 2-..'IVSI Hi-KTCU ..TO . '-j.lt.. I: :* YOOY/.' 'i^
i; t B S t H i C T
•' ' • Outline instrumentation system of the Yogyalwrta. Jtertini
£ , • ( Nuclear, Heactor is explained. Vhe explaration covered mechanica
jv: ' and electronics instrumentation system. c;iiaracteristic ana per-"
L« • "* forroance of the system i s given b r i e f l y .
:•/•'• A B •>. T H i, i
..; • ', " Uijelaekan secaie garis besar aistem intrurtjentasi yfinfc.;
••;••! digunakan pada Hcaktor i.tom .-utrtini Yogyakarta. %njelasan me- .
l...'|' . l iputi aistem intrufflcnt&si mebunik dan clcktronik. •
^;1i ' Sifet dan unjuk kerja dari aistec dibtrikan pula secara garis
;• ;i beear .
i
9
268
j 269
AI SISTM INSTRUMEOTASI SEAKTdR ATOM KARTIHJ YOGYIJCARTA
I . ' I . FENLAHULUAN . .
I Beaktor Atom Kart ini Yoyyakarta d id isa in untuk daya 250 £Wt dan diope*^>| rasikan pada daya seki tar 100 KWt ddbangun untuk tujuan pendidlkan dan l a t i -I ban, riaet/experimen dan produksi radio-iBotop seoara kee i l -kec i l an . Keguna-
Y| an tujuan pendidikan dan l a t ihan dimaksudkan untuk dapat merapelajari ealafesatu j en i a , r eak to t eerta l a t i han bagaimana cara mensoperaalkan reaktor bagiyang akan mengg\makan. Sedangkan riset/experiman dapat dilakBanakan pula pa-
.. da reaktor t e ree tu t seeuai denpan f a s i l i t a s yang terdapat padanya. Untukproduksi i so top , reaktor I n i hanya dapat dipakai untuk momprodukel radio •Isotop yang mempunyai waktu paro yanff pendek.
Sistem instrumentasi reaktor t e r d i r i a t a s sistem inatrumentasi mekanik• 5 . - • • ' • - •' - l r "
:' i dan eistem instrumentasi elektronik. Instnunentaei mckanik dalam hal inl ada* ' i •" ' ' ' • ' f
'I lah sistem pendingln reaktor, moliputi eistem pendingin primer dan eisten
I pendin^in eekunder reaktor, yang berpuna untuk mempertahankan suhu panae
I yan/j tiffltnil dalaffl teras reaktor pada suatu taraf tertentu. Siedangkan inetru-
| mentasi elektronik yang biaea disetrut juga sebagai sistom inBtrumentaBi dan
f kontrol reaktor berfungsi untuk mengoperasikan reaktor dan aengendalikannya* , sehingga aman.
I- :| Sistem pendingin primer adalah sistem pendingin dari tangki reaktor
I sampai ke pesawat penukar panas. Sistem ini langsung- berliulrungan dengafl te -f ras reaktor akibatnya sudah tentu akan mengandung radiasi. Untuk itu dieani -• '3:| ping befffuncsi sebagai pendingin, maka tinf;kat radiasi pada sistem ini pgTluI dijaga tingkat keamanannya.'.y
I Sistem seicunder adalah sistem dari pesawat pemindah panas koaiste» pen
;| dingin. Oleh karana terpisah dari sistem primer maka radiasi pada Bistem ini
I tirlak merupakan msaalah.• I .
:J * Sistem instrumentasi dan kontrol reaktor terdiri atas t• |. 1. kanal ukur daya l in ie r .
} • ' • • '
•'i ':•
270
2. kanal ukmr daya logari tmis.3, sistem kontrol dan kenmanan operasl.
Seluruh kanal ukur laya sarta sietem kontrol dan keam^nan ipeiasi inl
terpasang pada kcnsol instrumeniasi r-aktor. Standar instrumentaai dan kon-
.. i^ol reaktor dibeclakan dalara erapat macam kategori» yaitu meliputi :
" •" ' " a. pengukuran, yakni merupakan pengukuran flux netron
'' ' • (daya) reaktor dan radiasi ruangan.
|>. kontrolj, yakni tahwa reaktor iianya dapat dioperasi
kan.secara manual.... i i ;
o. keamanan, yakni dengan Bistem kunci (interlo. ' dan
adanya perin£<atan radiasi.
d. skrem, yakni bahwa reaktor dapat dimatikan dengan ca
ra. manual, teeangan.tinegi, periode dan daya.
Pada. tulisan ini akan dibahas dan dijelaskan secara umum tentang sis-
tern instxumentaai Reaktor Atom Kartini Yogyakarta. Penjelasan secara menda-
" lain dari disain;: konstruksi/pembuatan dan oara kerja aietem primer dan BO -
kunder reaktor aerta ran^kaian sistem inatnunentasi dan kontrol reaktor to-
lah/akan diberikan tersendivi eecara terpisah. ' ::
;«. s ...
t \
''••4
II. SISTEM INSTRUMENTASI KEKAHIK.
5 Terjadinya reaksi penibelahan didalam teras reaktor selain menimbulkan:'!i ' zat radioaktip ju$a mcnghasilkan panas. Proses pembelahan terlihat pada gam-
:| bar,1 dan terjadi apabila hetron termal menumbuk ffranium-235» yanc solanjut-
% nya akan menyetabkan timbul panas. Untuk dapat mompertahankan speeifikasi ba
| ban/material yane ada didalam tangki reaktor bekerja pada suatu suhu terten*»
:r| tu (dan titiak terjadi pendidihan)t maka suhu panas yang timbul akibat reakei
pembelahan tersebut haxus dijaga kenaikannya.Oleh karena itu maka cUperlukan
adanya sistem pendingin untuk dapat mengenclalikannya. Disamping itu karena
sistem itu akan mengandung pula aat-zat radioaktip maka perlu di jaga tingkat
radioaktivitasnya.yaitu dengan oara melewatkan bahan pendingin pada peralatan
penukar ion» V
Diagram blok sistem pendinyln reaktor dapat di lihat pada gambar 2.
Panas yang timbul dalam terae/tangki reaktor dibawa oleh Bistem primer ke pe
sawat penukar panas (head exchanger) dan diambil oleh sistem sekunder untuk
Belanjutnya dipancarkan koudara yang kemudian ditampung oleh kolam pendingin.
Akibat sorkulasi aif pendingin pada sistem primer dan skunder itulah maka su-
, hu panas dalam teras/tangki reaktor dapat dipertahankan keoepatan aliran dan
I Boha air pendingin dapat dilihat pada alat pengukur keoepatan aliran (flow
'I meter) dan alat pengukur suhu (termometer). Sedangkan debit aliran pendingin
•| dapat diatur dengah valve -pengatur aliran»
I - Sistem primer Reaktor Atom Kartini menggunakan pendingin akuades dengan
I kemampuan debit scbcsar 116 galpn per menit dengan perbedaan suhu masukan/
4| keluaran sekitar 10 derajat Celsius. Sedangfcan untuk mempertahankan kemurnian
'I airv aliran pendingin dilewatkan ke suaty pesayiat demincralizer. Fada pesamt
;| itu dilengkapi pula reein yang berfungBi sebagai pengikat ion-ion yijng kenung
| klnan dapat menjadi aktip. Sedangkan sebagai pembersih kotoran di permukaan•'5 • '
' i air tangki digunakan alat water-skimmer. , N,
•? Sistem pendingin sekunder menggunakan. pendingin air- biasa dengan:| sitas aliran sebesar sekitar 176 galon permenit dengan perbedaan suhu maeukan/is ' • • • ' • ' • • • • •. . . •
keluaran aebesar sekitar 5 derajat Celsius. Giir.n menjaga kebefsihan air yang
masuk keposawat pemihdah panas sistem dilengkapi dengan saringan dan strainer.
Dan untuk menjarra iumut yang tumbuh dalam air • Rolain pendingin dlgunakan laru-
tan anti iumut, emeral, sebagai campurannya.
' • ' $
272
HEAT
i l l
m "JTragment
.«• .^sm\'A'.Y ' '
•O Neutron .
O Neutron
QNeutron : ;
Sw
0 Neutron.
ONeutron
CXTeutron .
i n
,i : . . '
I}<^H^ Pissioa
Gambar-1 P r o s e s pembelahan
;iI'|i*ilA«Jii»tJ>t'
TR-
V-2,
•ISTIt-I -PEi-rJENIAU fHA¥GKI JS&
lOS ATEBIS'MM PRIMER
r- r
PJ.STIM SEKFwDER
GAI-1BAH 2 : .SISI'IK PElvDH«TGIK REAKTOR A0)OM KARl' lNI.
y:-^.,:..y,::,^^itia-Wx.i^^^'^^\^,^,:.f.o\~^-^ < " « . w ^ i r ^ i ^ / Y ^ ^ ? » * * ^ ^
s-'••~°~*'~* "']
•• !
274
Keterangsn no-tasi pada garabar-2 :
V • - valve atau katnp' .
. S - saringan ,iflter atau strainer.
K - pompa.
H& - pesawat penukar panaa
(heat exchanger).
T - alat pengukur suhu (termometer),
F - alat pengulcur kecepatan allxan
(flowmeter)
P - manometor atau pressure gauge.
C - conductivity meter. »
" s , '•'
275
I I I . SISTEM INSTRUMENTASI ELEKTRONIK,
Diagram blok. sistcm instruaientasl dan kontrol reaktor t e r l i h a t pada
'gambar-3. Pengukuran fliix netron (daya) reaktor ditunjukkan baik secara l o -
paritmis maupun secara l i nea r . Dua detektor masing-masing dipergunaKan eeba-
gai sesor pongukuran dari kanal logaritrais maupun kanal l i n i e r selanjutnya
diterustexn ke penunjuk (meter) persen daya(log dan l in ier ) ,per iods dan Pis-
iem audio aerta rekordor ( la ju oacah log, log-n, periode dan lineaar).
•Perkiraan jangkau ukur dar i kanal sistem instrtunentasi reaktor i n i dapat d i -
l iha t pada camtiar-4»
Kanal daya loearitmis t c r d i r i atas detektor kamar pomlelahan ^»0,(Fission Chamber), yang lewn.t suatu penfjuat awal Bensitip mua tan (chargesiti-ve preamplifier) diteruBkan ke xuockaian l a ^ u oacah (count ratedan rangkaian Campbell. Ran^kaian laju oacah in i aka.n melayani pengukuranflux netron(daya) daxi taraf stunber(sourBe level) aampai taraf daya menengah(irtermedin.tc level) atau daya reaktor seki tar 100 watt. Sedangkan vanekaianCampbell akan melayani pencukuran flux netron (daya) selanjutnya yattu daritaraf daya menengah sainpai dengan taraf daya penuh (full power l e v e l ) .
KelTiamn dari rangkaian laju cacah selanjutnya diteruskan ke rekoarder ,laju cacah log dan rungkaian audio yang berguna tmtuk memonitor tinekatanradias i . ApaMla dikehendaki, dari keluaran rangkaian laju cacah i n i dapat.pula diteruskan ke&istem pencacah (sealer) «ntuk mengetahui banyak cacah xa-diasi persatuan waktu. Sedangkan keluaran dar i rangkaian Campbell aelanjutnyabersama-sairia dengan keluaran dari rangkaian laju cacah diteruskan ke penunjute,persen daya log dan rekorder log-n lewat suatu rangkaian penguat penjmalah(summing amplifier) . Disamping itu,lewat suatu rangkaian periode kelwaran da-r i rangkaian penguat penjumlah diteruskan pula ke penunjuk periode dan rekor-dcr periode.
Kanal daya l inear t e r d i r i atas detektor kamar ioni9asi terlcomp&nsasi
C,I.C.(Compensated Ionization Chamber), yang lewat suatu rangkai."!i penguat
searah(D.C. amplifier) picoammeter .diteruskan ice peminjuk persen daya l inear
d.in rekorder l inear.
276
FERGTJATArfAL .
P.C.
IAJUCACAHHENDAH
CAMPBEIL
AUDIO
PENGUAT XOG& ESHJU-MUH
5PEHIODE
RECORDERti i JU 'UCAH1OG.N
J 0
LCO.W I
A . KANAL DAYA LOGARITMS '
DliTSOTORKAMAR IONISASITEBKOMPENfaASIC.I.C.
RECORDER LIMEAH%DAYAL1MEAR .
HiHGUATSEARAH
B . KANAL DAYA LINEAR
&!.MBAR'3 : SISTIM INSIRUMENTASI EIEEERONIK
i. .
,v-••'•?.
277
I
'-I
V
Ta
D ; •
i io1
(Waat)
...... . 1C~
" 10-
10-H
10
,-" : - Kamar ionisasi terkompen-sasi , :
- Persen daya linear* "_ .:
- Recorder linear.- Operas! setimbang.
t - Kamar pembelahan.-TPersem daya log.- Heoorder log-n.
- ferlode.
- Recorder periode. "'
- Operas! setimbang
: - Kamar pembelahan.-JKeeprder laju cacah- Bistim audio. \
rTaraf sumber.'
Gambar-4 -
Perkiraan jangkau ukur kanal sistim instrumentasi.
. 278
Kontrol masu;:A.l, dalam hal ini dimaksudkan bahwa dalam mgngoper&Bikan
atau Eomindahkan operasi reaktor dari suatu daya ke daya tertejitu yang di«
kehendaki harus dikorjakan secaia manual atan dengan perkataan lain tidak
dapat dilakukan secara otomatia.
Keamanan dengan sistcm kunci, dimaksudftan bahwa apaMla reaktor hendak
dijalankan( start-up) akan tetapi sumber netron luar belum dinjasukkan ke da-
lam teras realtor, maka fcsadaan teraebufc ticlak nungkin dapat dikerjakan.
Sedangkan peringatan radiasi, dalam hal ini dapat untuk mengetahui bahwa
jnmiah netron dalam terae reaktor bertaihbah atau tidak, yaltu dapat didongar
lewat &oara dar'i sistem audio. TUsamylng itu dari monitor radiasi ruangan
(area! monitoring) dapat dlketahui pula tingkatan radiaai gaiftoa diatas kolaa
reaktor dan.didekat alat penukar ion. Apabila tinpkatan radias^itu mencap;.'
suatu taraf "tertentu, 10 mR, maka akan terdengar peringatan berupa
( Skrem dari reaktor dapat dikerjakan balk seoara manual, tegangan ting-:• .]• gi yang kurang/lebih, periode reaktor moncapai suatu harga tortentu maupun; ':: taraf daya telah melebibi .suatu harga -f&ne. ditentukan»
I Skr^rn secara manual dlmaksu .'*-an bahawa reaktor dapat dtmatikan dengan"'i ' i \
{j jalan menjatuhkan batang kendali reaktor (penffrjnan/safety rod^ kompensapi/• oblm rod dan pengatur/regulatine rod) baik secara bersamaan m|upun. sc ba^a•>, lndlvldu. Penyedia tegangan tlnggi yaog dipergunakan untuk fasil i taa Bkreo
:; adalah tegangan tinggi balk untuk detektor kamar pembelahan maupun untuk!: tektor Icamar ionlsasi terkompensasi. Apabila tegangan tinggi yang tersedi^•''• memberikan harga 10 % diatas atwdibawab tegangah operasi detektor, maka ^ |. nal instrumentasi tidak akan bekerja atau dengan perkataan lain reaktor ak$a ; . | ?; skreo dengan sendirinya. BesaU periode untuk menentukan skrem.reaktor ini ;di f ;
r . boat 7 tokon. Akibatnya apabila dalam menjalaakan reaktor Bedemikian hingga :, \£':•. periode mencapal/melebihi 7 aekon, maka reaktor akan ekrem dengan aendirinya, >'; ; 5, Demikian pnla halnya apabila dalao mengoperasikan reaktor daya yang dlpero i : i•••Jl
leh 10 % melebihi daya yang ditentukan( 110% daya), maka reaktor secara otp •» • ;: S; matifl akan skrem. Untuk i tu operator harus Eas; at berhati-hati dalam oeaja - ':=•'••?!-"'%.# lankan reaktor. -- ' " " ''' .'. -:' :t
" : >••'•>. t
.k
-I 279^
I•n
' IV. KESIMFOIAN. •
* i,V"SiBtein instrumentaai mekonik clan elektronik Reaktor Atom Kartini :
Yooyakarta dioperasikan pada daya 100 KWt. Sistem ini didia&in dan dlbuat
untuk dapat bekerja pada daya 250 KWt. Sudah tentu pengatuxan kemampuan
pendln^in sistem instiumentasi mekanik dan segala penunjukan eistem
instrumpntasi elektronik dibuat irntuk mampu dioperasikan pada daya 250 KWt.
Ker^a dari maaing-maBin^ sistem telah dijelaskan secara gaxi8 beear. * ,
Apabila kemudian dipcrlukan, maka vintuk operasi daya lebih tinggi
dari 250 KWt perlu diadakan porhitunrjan ulang pada sistem instrunentasi
mekanik gona pengaturan pendineinan yang diperlukan. Sedangkan pada eietem
instrumentasi elektronik disamping perhitungan kemtali, harue diadakan pe-
rubahan skala penunjnkan untuk meropermudah pemtacaan bagi operator.
01 eh kaxena pada anat ini kontrol reaktor pada operas 1 suat;u daya
baru dapat dilaksanakan secara manual, maka operas! secara otonatis dari
sistem instiTuraentasi elektrcnik perlu diadaljan pomikiran lebih lanjut
untwk didiaain dan diboai; sebgai kelengkapan sistem dalam nempertinggi
keandalan kenempnan. Hal ini diperlukan dalam pencubahan operasi Reaktor
•
dari euatu daya tertentu ke daya yang lain.
280
; D A F T A R P T T S T A i i A .
I
1. Suprapto H, Soekarno, Ihikiyatrao, Adiwardoyo Perencanaan Sistem Pendi&g|u
, ;. Primer Reaktor11. Kolokium Teknologi Elemen Bakar
4 . . . . .;•=•' • i Nuklir Teknologo Reaktor & Pengguuaaiinya, PRAB 5-S
,.•',• Peisiuari 1979. •
2 , Adiwaxdoyo, Soekarno & Rukiyatrao "Perencanaan Sistem Sekunder Reaktoir". •
'•' , . Kolokium Teknologl Elemen Bakar Kuklir Teknologi
Reaktor Penggunaannya, PR- B 5-8 Pebruari
5» Riikijiatmo, Suprapto H,# Soekarno & Adiwardoyo "Pettmjuk Operas! Sistem
Pendlngin Reaktor11. Kolokium Teknoloci Elemen Ba}&x
Nuklir Teknologi Reaktor & Penggunaannya» PHAil 5-fi"
- PeTaoari 1979.
4 , «PhooaB H.A. and Me Bride A.C., "Gamma Discrimination and sens i t iv i tas
of Averaging and RMS Ifypes Detektor Circuits for
Campbelling: channels". Nuclear Science Symposium,
October 31-Nopember 2, 15'6?, Los Angeles Ca
5. Eicheldinger C, T.Chu P . , A Rasmussen G. & R.Galando J . "Huclear
Aspects of A Westinghouse Pressuriaed Wates?
281
Pertanyaan-pertanyaan •:
I. Bari Sdr. H.Pranadi.
1. Apa ada interlock system ?
» jawab i 1. Interlock system yang digunakan adalah dengan ada tidaknya susiber
netron dalam teras.Apabila sumber belum tsraedia di dalam teras,
maka reaktor tidak bisa start-up.
Sedangkan untuk eistem keananan, diadakan fasilltaa skrem,yaitu
| tegangan ting/jitdaya dan periode,
I .II. Bari Sdr.Hanijono A.T.
| 1. Bagaimana masalah kalibraai inctrumen-instiumen pada waktu dibuat dan BG-
| Budah didiaain ?
i 2. Bagaimana kalibrasi rut in ?
I Jawab :1. Ealibraei infetrumen setelah didisain dan diimat dilakukan di
I PRAB Bandung. Sudah tentu di saoping dari pexhitongan Btatio -t
i tik data experiraon yang didapat,diandaikan bahwa Bistem instxu*
| . mentasi TRIGA- Bandung adalah betul.
1 2,Kalibrasi instrumen secara rutin dikerjakan sesuai dengan per-
,] •. aturan yang berlaku bafji. sistem instrumentasi reaktor,miaalnya
| . setiap 6 bulan.
j"a
• t
3
VII - 4
FEMBUATAN ALAT KOINSIDEN UNIVERSAL DIN 410 * )
Rill Isaris **)
A B S T E i K
Suatu sikuit Koinsidon den^n sisitim nalar lambatt&lah dibuat untuk diper^n&lc.n pad?, eksperimen koin -densi. Empat masukin A, B, C dan D diteruskah pada 4 unitsirkuit koinsiden dan satu sirkuit anti-koinsiden. Jumlahkoinsidensi yang dikohendaki dipllih melalui suatu saklarpcngoritrol pada panel flepan.Rosolvin-y time mnsukan A dapct bervarian miilai 100 nS s/d3,5 uS, sedans untuk masukan yr-ng; lain lebarnya sesuai dcngan sinyal aealnya. padn level 2V. Suatu pulsa kluaran -dihasilkan jika terjadi koinaidensi diantara pulsa masuk-p.n.
A B S T R i i C T
A coincidence circuit of glow lo#ic system has been
made for use in coincidence experiments. Four input A, B,
C, and D are routed into 4 unit coincidence-circuits and
an anti-coincidence circuit. The number of coincidence
that we required is selected by a control switch on front
panel.
The Resolvin£-time of input A can be varied from 100 nS
up to 3.5 uS. The pulses from the remaining inputs
the same width as their associated input at 2V level.
A coincidence output will furnish when coincidence input
jiuldou is occured, 7
*) Disampaikan pada Simposium Fisika VIII.
**) Puslit
282
•H- - '
283
pulsa saja
I . PENDAHULUAK
Analisa hubungan waktu an ts ra s inya l - s inya l da r i detektor
nuklir dapat melenekapi informasi mengenai tingkah ftaku
atau periBtiwa yane: t e r j ad i dalam reaks i i n t i . Hal i n i
tak dapat d i p e l a j a r i biinya dengan roelihc.t d i s t r i t u e i t i n # -
deteksi nuk l i r fca ~
dan.fi-kala dipcrlukan informasi tentawj " waktu de teks i "
dar i satu a tau lebih par t ika l nuk l i r , atau i n t e r v a l waktu
antara dua peris t iwa yan r san,.^t pendeki Miealnyo pencu -
kuran deteksi koinsidanei ataw anti^kQinsidcnei d a r i dua
atau lobih dotoktor , pengukuran nuatu " nuclear s t a t e "
.yans raempunya4. umur pendek atau untuk pengukuran kecepat-
an pcir t ikel-pr . r t ikel .
Jika diamati s inyal-einyal e lektronik yanp beraeal
da r i auatu de tek to r , naka aedikitnya diperoleh 4 infornr.-
s i yancr pent ins tentnntT s i f a t da r i pa r t i ke l t e r sebu t
yaitus
1. Frekuensi / in tens i tas s inyal 5 memberikan suatu
ukuran tentang kebolehjadian dar i suatu perigtiwa
didalam reaksi i n t i .
2 . Amplitudo sinyal 5 mempunyai r e l a a i terhadap jum-
lah tenaga ya-n,;: t e r se rap didalam de tec to r .
3 . Bentuk ._-.elomtanfi 5 merupakan karakter . is t ik da r i
suatu partikel atau' radiaai tertentu.
...;;.„ 4..Penalaan-waktu-( timing )' aarlperistiwa yang ter-
' jadi didalam detektor.
Khusus untuk penalaan wak v: ada dua tipe pengukuran yang
dapat dilakukan yaitu s
1. Pen^ukuran untuk men^etrihui peristiwa manakah yang
terjadi secara siniultan atau dalam selang waktu
yan-3 san^at pendek, disebut peneukuran koinsidensio
2. Penfjukuran untuk mGn,:retahui beda waktu antara Ova
peristiwa, atau penyukuran interval waktu.
Pengukuran koinsidensi termasuk kolas tertua didalam s is-
tem penalaan yanrc dapat dilr-kukr.n dengan sirkuit
• , 2 0 4 ;
den.Ada buberapa h?-l yp.ng perlu diketahui yan^'menyantfkut pe-
nalaan didalam sistem fcoins^densi yaitu :• •
\ 1. Resolving time (t?)» ialah selan|? waktu minimum.,.d,i- ..
.....nii- •inarer'sts^em"."'iikisih dapat membedakan Becara terpisah
dua kejadian (s inyal) . Nilai in i ditentukan ber -
sarkan keperluan pemakaian a l a t , untuk koinsiden
lambat bcrkisar antara beberapa-ratus nanosekon s/d
beberapa raekrosekon. Resolving time juca t idak se -
lalu harus dibuat sekecil-kecilnya, karena dengan
•adanya ketidak paetian tempat radiasi jatulSx didalam
dctektor dapat memberikan m l a t waktu pada siatein
elekt'ronik, Behingt^a beberapa peristiwa dapat luput
dari penoatatanr.
2. Time derivation, yaitu kotidak tepatan waktui.
;. \ disebabkan oleh baneuh pulsa itu sondiri. Ada dua
}' hal pokok yanc sanitat borperanr.n dalam hal ini ya-
itu faktcr flitter dan walk. Paktor perxama menyang-
kut persoalan dornu, scdan&kan yang kedua karena
adanya variaei amplit'udo dan waktu bangkit sinyal.
Kedua faktor ini memberikrun surabangan kesalahan
pada tanc^apan diskriminator. . . i.
' Berdasarkan eara kerja dan kemampuannya sikuit koinsiden
1. Koinsiden tipe "overlap" atau koinsiden lambat. Pada
tipe ini sistem memeriksa "duration" pulsa masukan di- :
dalam suatu "overlap time" dan menghasilkan pulsa klu-
aran nalar setiap terjadi koinsidensi. Resolving time
tipe ini ditontukan oleh lebar pulsa masukan.
2. Tipe "fast coincidence", disini tiap-tiap sinyal masuk-
an di-regenerasi lebarnya dan dapat berfungsi sebagai • ...
pengontrol. Kemudian sinyal-sinyal ter-generasi ini di-
periksa dalam suatu "overlap time" tertentu yane dapat
ditetapkan dan diatur. .. "•',
PaAs. uoumnya eirkuit koinsi^en beroperasi dengan pulea ma- '•:':,-
sukan yang telah distandarisasi bentuk dan tingginya. . ',
285
i
'•I
•;,
Untuk koinsiden lr-mbat pulsa kluaran nalar dari suatu dis-
krimimtor dapat dipakai. Pada. koinsiden cepat diperlukan
suatu pembentuk pulsa khusus yang. disambunG pada kluaran
detektor secara langsune atau melalui suatu "very fast am-
plifier" . • .• . :
Telah banyak sekali diperkenal- ken orang model-model
sirkuit koinsidon, br.ik berdasarkan variasi prinsip kerja,
piranti yan»j dipcr^unakan maiipun kemami.'uannya. Sirkuit' mo-
del Bell Graham dan Petch ^'mcrupakan model yang idling
klasik mempertfin."kan tr.bunp pontoda dea^an prinsip pen -
jumlahan te^nnyan sinyal maaukan. Nilai f menoapai 10 fl/d
1 nanosekon. Kemudian Emmer **' denfcan prineip yang sera *
pa, memakai transistor. » 10.» 100 nS. Sirkuit ko-
insidon den rin jumlah masukan yang lebJh .nyak diperkertfil
kan oleh Whetstone dan Kounosu *'' dengan memperifunakan
"tunnel diode" sebagai unit koinsidennya. Sistim ini mem-
punyai 3 .masukan dengan prinaip penjumlahan, dan diporoleh.,n i l a , i t * , . 1 O 0 u S . .<••.. ••••• ';-• - ' , . . . « . - • - - •
(S 9)
Model Rossi w » 7 ' tampil dengan memasany 2 atau lebih ta-
bun-^ triode secn,ra paralel (kemudian dimodofikasi dengan
diode atau transistor). Model ini kemudian berkembang
dengan berbagai variasi dan dapat dipergunakan untuk kedua
tipe koinsiden. Pemakaian microcircuit sebaeai sirkuit ko-" (2)insiden dilaporkan oleh Demenkov,V.G. dkk v " Korshunov,
Yu.V. dkk ' 4 W n Kutnetsov, V.M. dkk ' K Mereka berpen-
dapat bahwa microcircuit dapat membantu penyederhanaan pe-
nsaturan sistem dan menambah kestabilan. Resolving time *£
= 1 - 50 nS» Tipe overlap den^n piranti microcircuit Juga
sudah diperkere.lkan cleh Borejkc.V.F dkk ^ '., dipcroleh
kecepatan output responce = 50 MHz.
Sirkait koinsiden yanjj dibuat ini memiliki 4 masukan A, B,
C, dan D den^an masukan A dapaj diafcur resolvinff-time-nya,
Bayian koinsiden memperfcunakan microcircuit sebagai elemen
dan didisain untuk operasi koinsidensi 1,2,3 atau 4. Ju-
ya diperlenskapi den, an satu unit anti-koinsiden untuk 4
masukan Inn alat termasuk koinsiden tipe overlap.
Hi
1286
II.PRINSIP KERJA SIRKUIT KOINSILEN1 s Pada baalan ini dibicarakan secara rin<jkas prinsip kerja
sirkuit kainsiden overlap dan boberapa modif ikaaiiiya,, ' '
Suatu unit koinuiden deiyan 2 masukan diperlihatkan pada
gambar 1. Mixer adalah bagian utama sistem yang mencatat
terjudinya peristivra .koinsidensi diantara pulda 'maaukan,
sedangkaa pembatas dan bagian kluaran adalah. pelcngkap ;..L.... -.
I ^- untuk-membataei'-aruB dan fe'gangari 'masukan serta menyesu-'
| aikan impedansi kluaran. Bagian mixer memriksa pulsa -
. : , pulsa masukan, apakah terjadi koinsiden didajam suatu
"overlap time" diantara pulsa-pulsa masukan A dengan B.
Menilik '• cara kerja fcagian.' mixer ini terdapat .£ c^x-a i.\,-
insiden yang sangat banyak dipergunakan o rang yaitu s .:
••'• . 1. Koinsiden cara penjumlahan pulsa (additive).
% !". : 2 . Koinsiden cara gerbang. .
J Pembatas " fp] . .;• -; Masukan A • J ! j Bagian!.i . '•'!• • " Mixer ^TKluaran
; Masukan B
; • ' Gambar 1 Unit koinsiden dengan 2 masukan •
•. I: Pada oara pertama Eimplitudo atau arus sinyal dijumlahkan ..
' , secara linear dan reaultannya di umpankan ke suatu silai.it • '
, ' diskriminator. Tegangan ambang atau arus puncak diskrimi-;:
nator dapat diatur sedemikian sehingga menghasilkan pulsa •
kluaran pada saat terjadi koinsiden diantara pulsa ma -;
- , ' sukannya. Untuk dapat berope.ra.si secarailia-ik d a n idiel "', r"
•'• I ~~~ sinyal masukan perlu distandari6asi terlebih dahulu ben-
• . tuk maupun tingginya. Hal ini- dapat dilakukan dengan m a -
masang suatu pembentuk pulsa sebelum bagian mixer. Sirkuit
] koinsiden model Bell Graham dan Petch ^' memakai cara. • i
penjumlahan ..ini. Nilai.ambang diskriminator ditentukan
oleh suatu dioda prasikap balik dan kluarannya diteruskan
ke sirkuit .pembentuk pulsa. Pada model yang lebih maju
orang iu..:igganti dioda tersebut dengan tunnel diode, inisal-
207(a)
nya model Iaci dr.n Lo Savio v , Pulsa arus kcdua majr.ikandijuralnhkan dan diteruskan ICG suatu tunnel diode yang disu-sun dalara konfigurasi ER Monoatable. Jifca re sultan arusyang dihasikan dapp.t melebihi arus puncak dioda, makn d io -da terpicu dan berpindnh ke level "high s ta te" , dan sete -ruenya memicu s i rkui t monostablo untuk menghasilkan pulsakluaran. Selain dapat menghilangkan keperluan akan d i sk r i -minntor kedua s i rkui t in i memberikan kemungkinan urituk da-pat beroperasi dt-ngan lebih dari 2 masukan. Hal, ini dise -
"babfcah'dioda mcmiliki beberapa level "high state" yang berbeda. Dengan suatu current source ( t rans is tor) dapat d i p i -l ih arus koloktor tertcntu yang sama dengan arus punoaksehingga tunnel diode dapat berpidah ke level "high s t a t e " .Model in i dapat diperkouibang sampai 5 maeukan dan dileng -kr-pi dengan un i t anti-koinsiden ser ta lebar pulsa kluaranyang te rs tandar i sas i . Model in i diperkenalkan oleh ORTBCdengan model 418A Universal Coincidenoe-nya,Sirkuit Koinsiden cara gerbang mula-mulr. dikembangk^n olehRossi »->»<' dengp.n mempergunakan tabung» y^ng kennidinn d i -mod.ifikasi deng-an muropGrgun?-ton dioda dan t rans i s to r yangberfungsi sebagai Gaklar elektronik. Prinsip kerjanya. bor-clasarkan menghantir atau tidaknya saklar tereebut, Pulsakluaran muncul j ika seraua pulsa masukan data,ng secara s i -multan atau dalam waktu yang sangat pendek. Model i n i de -ngan' merapergunELkP.n gerbang dan te lah diperkenelkan pula
7o^ fq\7ooleh Toralinson dan Brown . dan Simms X7J. Kemudian oleh
to)o)Verweij v ' bagian disLrininator kedua dipercunaknn-
diodej dan dalam loporannya menyatakan bahwa s i rku i t in i..dapati Ibexfunrjsi, s3ampai tingkat 100-200 MHz, dengan 5 ms-i'ik-an koinsiden atc.u .inti-koinsiden.
Dengan berkemly<.ng posatnya industr i elektronika dewasar in iorang sudah meraproduksi dioda yang berkemampuan lebih ce-pat dari pads t rans i s tor , sehin^ga model Rossi dapat diper-kembang untuk keperluan k'oinsiden c^ri^t. Misalnya modelyan/j dibuat oleh Bencdctti dan Hichinga ^' dan De Vries
yang dapat menoapai rusolusi 10 pS. Sirkiiit koinsiden
280
dengan kedua prinsip tersebut diatas dapat dilvVkiskan da -
lam gambar 2 . | "j])-^
jiii.» n_; J x": : nMixer-
..rr
Kluaran i 1Gambar 2 Prinsip kerja s i rkui t koinaidon, | l_a ) oara penjuifilaiian dan b) cara gerbang.
III.D1SAIN SIRKDIT K0I1BIDEK DIN <|10
Sirkuit koinsiden MN 410 adalah t ipe overlap dengan prii-i-kif kerja oara gerbang untuk 4 masukan DC-couple ( A, B,C dnn D ) . Diagram blok a l a t in i dapat d i l iha t pada gam -bar .6. Masing-masinff nasukan dilindungi oleh pombatas d i -oda yariQ menja/ja sistitn da t i tegnnfjan masukan atau aruebeban yang berlebiten. Maaing-nv-sing unit pembataa di ikut ioloh s i rku i t pembentuk pulsa dan kemudian diteruakan kesuatu saklar 5 posisi (SAfS^,Sgdan SD) untuk memilih ope-r a s ! koinsiden, off, atau antilcoinsiden. Sakl.tr in i me «•ngontrol pulsa maeukan yang akAn diteruskan ke ja lur koinsiden (A. , B. , Cfc, D. ) atau kejalur an t i koinsiden (A . t
B_. ,C ,D . ) atau tidak diteruskan eama soke-li. Jalur ko-insiden disambungkan sccara paralel kepada 4 uni t koinei-den mclalui gerbang DAM. Gerbang ini dicontrol oleh saklnrS dengan strobe pulse untuk memilih unit koinsiden yangakan beroperasi, atau der.^an ksta la in monentukan jumlahkoinsidensi yang dikehendaki. Jika n s jumlah masukan pa-da posisi "koinsiden" dan N = jumlah koineidensi yang d i -kehendaki, iriika pulsa kluamn koinsiden diperoleh bi lan^M. Bagian kluaran juga diperlengkapi dengan uni t pem-bontuk pulsa dan'menyesuai impedansi. Untuk membicarakanlebih lanjut t iap b?.gian a l a t perlu mtmperhatikan s irkui t
209
longkap DIN 410 pada gp.mbur 7«
I I I . 1 . MASUKAN A
Siny.il mnsuk&n A diumpankan ke-suatu monoBt;il>le~iirultivibra-
tor IC-20 sc^cilcJi. melnlui sirkuit pembctas dioda dan beban
yan/j terdiri dari DI,D2 serta RI s/d R5. Den£;an memaEanft
kapasitor dan potensiometer extern CI dan PI da pit dipilih
lebar pulsa kluarnn s T ( I I I .1)T T s CI.PI.In 2a pDari nilai : komponen yang terpasang ni la i T berkisar anta-
ra 100 nS - 3,5 11S, Pemakaian sirkuit tcrintegrasi IG-20
setegai pombentuk pulsa menauntungkan dengnn eifat-aifat
nya antara lain." keandalan yang titaggi, waktu bangkit d&n
waktu jatuh yan^ relatif keeil dan propagation delay yang
rendah.
III.2 MASTJKAN B, C, dan D
Ketiga masukan ini identik Behing .a cukup membicnrakn.n. .
masukan B saja, Pada br.gian masukan juc» diperlenfekapi
dengan pombataa dioda dan beban ycais terdiri atas D3t ^4,
serta R6 s/d E10. Seijatcai pembentuk p\ilsa adalah IC-1B
berupa girkuit DC Sohmitt Ticgor ysntj memiliki kekebalan
yang' tihggi terhr.rlap derau dan level togangan ambang yang
8tr.bil terhadap perubahan temperr.tur. Lebar jala hiatete-
sis = 0,8V dari lovol tegangnn raasukan ambanc = 1,7V. Per-
aamaan nalar kluaran IC-18 adalnh s
Y = iTS"5"E ( I I I . 2)
Kluaran tiap ptim1 entuk pulsa tersebut diatas diterut?kan.
pada saklar pengAntrol masukan SA SB Sc dan SD yang me-
nentukan route pulsa tersebut selanjutnyn,.
III .5 URIT. SIHkO-IT K0IMS1DEN
Ada 4 unit sirkuit koinsiden yaitu koinsiden 1 (IC-1 dan
IC-5), koinsiden 2 (lC-2, ID-6, IC-7 dan IC-O), koinsiden
5 (IC-3, IC-9, IC-10 dan IC-11), koinsiden 4 (lC-4, IC-
12 dan IC-13). Siotem. ini didisain berdasarkan metoda
"Karnaugh Map" clcnaan 4 masukan. Karakteristik nalar
keempat unit koinsiden ini dnpat dilib^.t pada gambar 3»
pertnma disusun tabel kebenaran operasinya, kemudian
dieusun kodalam matrik kontrol untuk memperoleh pereama-
290
an fungsi nv-lar sistim.
f J
r D« p
! 0! 0! 0! 0 .! ' 0! 0! 1! 1! 1
I-I
! 1! 1• 1! 1r
c0000
l-l
11100001111
B
0. 0
11001 '100110011
A
0
r-l
01010
r-t010•10101
! KLUAILfiN1
0! 1
I-I! 1
11
! 111
i-i
1111r-t
r-t
DEHGAN2
000
I-I
01110
l-l
11l-l
111
K0B1SIBEN .1
3000D .0Q . , :
'o' "l000101
I-I
1
4 . ,j, 0 !
0 ' !0 10 !0 i
. o;. : i• o t
0 !0 !0 !0 !0 !0 )0 I0 11 I
I •
DC00011110
Koinsiden 1uTI!!!
QO
0000
1 oi i i io'. i0 ,Q 0 !
o \iy o •
^ - o o011110
M
T!!i
i
00
ft000
Koinsiden 2
01
0000
11SO .
1600
0
!1!!J
Koinsiden "3 . Koinsiden 4
Gamtar 3 Karakteristik nalar sirkuit koinsiden,
(a) Tabel kebcnaxan, (b) matrik kontrol
I ss'ada pulsa 'berkoinsidensi, 0 = tak. adakoinsidensi.
Dengan mengguiakan "mini&ition technique" pada matrik
kontrol diperoloh fungsi nalar atau poreamian kontrol
i.luaran unit-unit koinside.1 selxigai berikut :
Koinsidon 1 : i = A + B + C + D (lllj)
Koinsiden 2 s Y = AB+CD+BD+BC+AC+AJD (ill.4)
291
Koinsiden 3 s Y = CD(A+B) + AB(C+D) ( i l l . 5 )Koinsiden 4 s Y = A.B.C.D ( i l l . 6 )
Persamaan I I I . 3 s/d" I I I . 6 monunjukkan kurakteristik klu-aran nalar kcoi?p.-tt unit sirkuit koinsiden. Beruasarkanpersamaan-persaacinn nalar tersehut diatas daplt disusunkoml'inasi gerbanf; nalar (lo^ic gate combination) sepertiterlihat pa da ;;,ti.nbar 7.
III.4 UNIT AMTIKOINSIDEN
Serupa denean unit koinsiden, unit anti-koinsiden didi -sain.nenurut prinsip netoda "Karnauch Map", Pada operaaianti-koinsiden ini posisi saklar kontrol inasukan untukkanal yan^ licrsanirkutan harus pada posisi "antikoinsiden",saklar S^ pada posisi "antikoinsiden", dan masukan yanglain yang tidak dimaksudkan untuk operasi ini eetaiknyadiletakkan pada posisi off. Sirkuit ini terdiri atas IC-14, IC-15 dan IC-16. Karn-kteristik np.lar sistim ini dapatdilihat pada frami-ar 4. • • • '
MASUKAN
•f D0
. 0000000I-l
1
1111
! 1• 1
c00001r-l
i
110
001
111
Dari ma.triksams6.il
B0011001
.10
010011
ckontrol
A010101010100
. 101
a Tn '• TO
I
!i;t
!
!
1
!
;
l
i!;
!I1
1 ]
KLUAR/ ••.
Y01101000I-l
1
0• 0
000
.0 !
pada gambax
kluarannya 3Qta%
• Vis ,, 00 ! 0
01 ! 1! 11 ! 0
10 ! 1
Gambar 4 :
nalar unit
(a) label(b) Matrik
1 0 10 0 00 0 00 0 0
( b ).
!!!
Kar.ikteristik
anti-koinsiden
'rGbenarankontrol
4b dapat dijabarkan per-a i berikut :
(111.7)
kemudian disederhanakan menjadi
292
' Y = A B ( C O D ) + C D ( A O B ) (111,8)
Dari persanuv.n I I I . 8 disusun "combination tfate" yane meru-
pfikan un i t s i r k u i t ant i -koinsiden den^jan 4 masukan.
Alat i n i da lam pcn^j/unaan diijasnng: sotelah a l a t - a l a t
timing lainnya. (misalnya s ingle Channel Analyzer, TjLminy-
Sin<rle Channel Analyzer) yaiv l ebar kluarannya t e l a h t e r -
s tandar i sae i = 500 nS. Sehin^r-a s is t im an t i -ko ins iden de -
ngnn d isa in lcomtinasi rialnr s e p e r t i tersebut d i a t ae tlapat
hekerja dan inemliGrikan informasi yan^ benar. Hanya ada dutv
keadaan pada Biebem yai tu "beranti-koinsiden" a t au " t idak" .
Dalam tol i n i terdair. t jugr-; peni-x-rtian resolvin,-? time y a i -
tu selani^ waktu mo.ksiinum antar-. .'.'aa pulsa untuk memunekin-
kan t e r j a d i an t i -koins idens i dinntaxa keduanya.
. I I1 .5 BAGIAB KUJARAN
Kluaran t i a p u n i t koinsidon aetelnh mel ivat i s a k l a r S po-
le 2 di teruakan ke s i rku i t "one shot mul t iv ibra tor" 1C' 13-6
t e r l e b i h dahulu rtihnlik oleh IC 13-3. K i l a i lebar
kluaran poei t i f ditontukrin oleh waktu porataah R36x
C2 (standard a l a t - a l a t tiininn » 500 nS) . Trans i s to r Q1 bcx-
fungsi B e b a ^ i "buffer" untuk menyosuai impedansl. Sebelum
mencapni terminal kluaran, s inya l meliwati sak la r S« untuk
memberikan p i l i han operasi koinsiden atau on t i -ko ins iden .
Banian kluaran un i t an t i -ko ins iden adalah t r a n s i s t o r <U
yang berfungsl seper t i Q1« Semua terminal maeukan dan k lu -
aran dilen£:kapi den£p.n konektor BNC.
IV. BENGUJI&N DAH HJNGDKURAN ICARAETERISTIK
Alat i n i dikemas dalam suatu "double-width moflule" N3M -
standard dan dioperasikan didalam Bin Power ModaloDIB 400.
Untuk maksud i n i diperlukan a la t -^ i la t antara l a i n : Gene -
r a to r pulsa . Delay Generator, Osiioskop vlan D i g i t a l Mult i -
meter. Pengujin.n dilakukan dengan mengikuti susunan a l a t
sep&rti gambar 5 . Pen/jujian yan;? dilakukan adalah : Resol-
ving time masukan A, operasi koinsiden dan ant i -koine iden ,
Resolving time u n i t an t i -ko ins iden . Kemudi m juga d i l aku-
kan beberapa pengukuran pada s i r k u i t dan s i s t im untuk men-
dapatkan spesifikasi alat.
295
J..
Pulse
Delay iGen. 1
neg
picu
pos
vt\ B 0
oc ;
DelayGen. 2
pos. '
Osiloskop
0 kanal 10 kanal 2
Gambar 5 Susunan clat pen-vujian Koinsiden DIN 410.
1. Atur kedua Delay Generator padn posisi yang sama monge-
nai •; Delay ranee = 1.0 - 11 jjSf Control a 500 ,
control = minimum dan Amplitude control =s 4V.
2. Atur DIN 410 si;1,:; Regulvinir time masukan A
Koinsidensi clikehendnki = 2, Kontrol ioasukan A dan B a
Koinsiden, serta C dan D = Off.
3« Monitor den/^.n Osiloskop klueran kedua Delay Generator,
atur agar "li;adin£r ed^e" kedu?.. pulsa 4alam berkoinsiden.
4. Monitor kluaran kedua Delay Generator dan DIN 410 dengen
OBiloBkop, adp. pulsa kluaran DIN 410. Naikkan delay pada
Delay. Generator 2 sampai kluaran DIK 410 mulai lenyap.
5. Ukur "leading edyes" kedua kluaran Delay Generator, di-
perolch 3,5,n^« Inilah nilai resolvisifj time maksiinura A.
.6. lakukan lan^kr.h yfinvj sama denmn tneiipatur Resolving time
m?,sukan A pada mininram, diperoleh jarak tersebut = 100 nS.
7. Kemudian somua s?-klc.r kontrol masukan dibuat pada posisi
off, Resolving time masukan A = 100 nS, dan Koinsidensi
, . dikehGndaki, .,= 1... ... •' -
8. Secara bergantian pindahlcan posisi saklar kontrox masukan
ctari masin£;-nr-Bin£j masukan ke posisi "Koinsidon". Eada
saat ini muncul pulsa kluarr.n, dan ak?.n lenyap bila sa-
klar kcmbali keposisi off.
294
• •• • •• 9 . S e t e l ko ins idens i dikehenclaki = 2,.. kont ro l masukan A
pnJa "Koinsiden" dan ketii^n. masukan yams l a i n = off.
Pada keadac.n i n i tak adn pulsa k lua ran . Pindahkan s a -
I k l a r B a t a u C atp.u D secara ber»-antian ko pusitsi "Ko-
ins iden" , maka pnda s aa t i n i muncul p u l s a . k l u a r a n , •
1.0. Se te l ko ins idena i dikeherulaki = 3 » kont ro l masukan
A dan B pada "Koinsiden" dan yang l a i n off, t a k ada
i pulaa k lua ran pafla kedudukan i n i . Secara TDergantian
pindahkan kont ro l masukan C a tau D kojioeisi " K o i n s i -
,; den", maka pada saa t i n i mu.neu.1 pulsa k l u a r a n .
1 1 . S e t e l ko ins idens i dikehendaki a 4» kon t rq l nuiBtiijan A,
B dan C pada "Koinsiden" dp.n D = off, t ak ada pulaa
. klUaran. Pindahkan kon t ro l D ke p o s i s i "Koins iden" ,
'. ncka muncul pulsa k l u a r a n . . '
. ; Iangkah 7 s /d 11 raemperlihatkan h a s i l ke r ja masing-ma- '
'i' '. sing unit koinsiden dalam operasinya. •i •
:. Untuk pengujian unit anti-koinsiden lakukan langkah.; ., ) Sbbl
;• 12. Atur poaisi yang sama pada kedua unit Delay Generator,; • ' ynitu Delay range • 1,0 - 11/iS, Delay control = 500,
.' ; • Width control = 0,4/iS, amplitude = 5V. Monitor kluar-,
annya dengan Osiloskop,
! . 13» Atur DIN 410 sbbs Resolving time A = maksiraum, kontrol
- '•• oasukan A s antikoinsiden, kontrol B, C dan D = off
saklar S 2 pada posisi "Antikoinaiden". Pada keadaan
.; ini ada pulsa kluaran ynng sania dengan pulsa masukan A.
: 14. Secara bergantian pindahkan kontlol B atau C atau D ...
ke posisi "Antikoinsiden''", maka pulsa kluaran ulcan le-
nyap. Paling sedikit jika ada 2 pulsa masukan da tang
; ber-antikoinsidensi maka pulsa kluaran akan lenyap.
15. Naikkan delay pada Delay Generator 2 sampai saatmun-
culnya pulsa kluaran kembali (diperoleh Res.time).
' . . Ukur nilai "leading edge" kedua pulsa, diperol-ah 50 nS.
_„.. ,peng^.n demikian iiulsa masukan den^an jarak > 50nS ti-
dak tercatat sebagai pulsa yang "ber-antikoineic'.Lin".
Harus ctiingat bahwa lebar pulsa masukan adalah sama.
•- .'. -AiL'&^ i
295
IV. 1 SPESlFIKi.SI
Resolving time ( masukan'A
Mh.suk-in B , C dan D
Jumlah koinsidcn/Koinsidensidikahendaki
Kontrol masukan
Pulsa imaukan
100nS s/d 3,!juS dikontroldengan suatu one—turn po-tontiometer.Tergantuna lebar pulsa ma-Bukan ybs.1, 2, 3, atau 4 dipilih de-ngan sakl?-r dipanel depan.
Saklar SPTT pp.da maaing-rma-sing masukan antuk memilihkoinsiden, antikoinsidenatau off.
Polaritas positif minimum2,2V, mp.ksiniuin 25 V lebar5OnS sampai DC. Impedanai '2K DC Couple. . • '•
• Pulsa. kluararv- •
Konsumsi ;daya
BoratV,
s DC--6oup-lc 4 J 5'••' ImpedanBi 10 Ohm.! +24V••: 25 DlA
-24V •' •--' 20 mA. +12V .'- 330 mil -
s 0 , 7 2 « ; " ; • '
i
Hasil pen('jujian dan pengukuran spesifikasi menunjukkan 'bahwa a la t i n i tlsijAt dipr.te'.i Tintiik'lekspeiimen "slew cuin-cidtjnee". Bagion anti-koinsiden terpisah"dnri un i t koinei-den, sehingpn operfvsi antikoinsiden, tidak memakai cara "inhibit input pulse", tetapi. dengan melihat ketidak-kojri-sidunan tersebut langsung pada pulea-pulaa yang bessang -kutan. Disain sis-fcirn. dengan metode "Karnaugh fap" i n i da-pat lebih disederhE.n0.kao le-gi j ika tersedia semua jenis"gate" (AND,NAKD,CH,MOR,dlsb-nya), atau "&te" dengan jumlah masukan yang lobih b^-nyak. Peraakaian komponcn terinte—grasi dajjat lebih momas*. ;<Jc?.n lccstabilan nalar dan menam-bah keandalan sistcm. Begitu pula pada bagian masukan per-lu memptrgunakan kemyonen-komponen prcEisi untuk menjfvji.kestabilan pulsa mr,sukan,. dan jur:a pada bagian in ternalpower,gjipply^nya....Tinff.?i piilsa kluaran4«5v lcbar.'500nStelah memynuhi ketentuan untuk "timing; equipment". Bagian
koinsiden dengan disain ini dapat bercperasi seperti sia-
•cem koinsiden pada umumnya, dedangkan bagian antikoinsi -
den mencatat keadaan bcrantikoinsiden secara nrurni.
SPenrbatasl
B, embatas
Kasukac
iPembata.1
• Masukan; D.
I
i.
|Pemb,entuk
[PembentukPulsa
I /r
; i. [Pembentuk li
Pulsa poAT
Pembatasl•,r
t
• i
°k ..j
Gerbang
a—M IGerbang
T
+5V j
perbang
J: A. B.
i Koinsiden
akak'ak
iKpinjsidea •IT
UnlfcaiKbinjsid'en
UnifcaiKoinsiden
j
iKoiiisiden.
BagianKlufeuran
r-*
fV-
BagianKliaaran
. Anti «•Eoinsidei 4
•BIS| 5
J Pada panel depanL . — . !
Gambar 6 .
Diagram BloJr insiden Universal DI3ST 410. "" *
(b QJ
II 3
8g
CO
«TO
i11
P?.-1 rf
^
i - «.'•'•' - I
I ' : •'>' v / . / i
fo
297
«1 — "M/V-S
o 'l/y^»
g1
C». H y
r>'A.
290
LAFTAR PUSTAKt
.; j
;•£
1. BOREJKO,V.P. .find GREBENYUK,V.M. ,nnd ZINOV.V.G. J
" Prib. Tekh. Ehksb " ( Jan 1976 )*!•!>>. 1 » h 84-87-
2. l;ii'MEMOVtV.G. and HESTERENKO.V.S. ?"Pril). Tekh.Ehksb." ,
( Mar 1976 ) , Nc.2 » }, 70-72.
3 . HERBS,L.J. , "Electronics for Nuclear Part icle i.
4.
s i s " , Oxford University Press, ( 1970.), h 227-236. •
KORSHUNOV, YUJV. and FOMIMYftK.V.I., "Prib. Tekh. Ehksb."
(Sep-Oct 1976), No»5 , h 99-101. ' ...... *_ -
K0WAKKI„E. " Nuclear Electronics " , Sprinfer-Verlae,Berlin ( 1970 )9 h 217-240.
_7.
KDZHETSOV.V.M. , PEniN.G.N. , TOMCKA.KOV,V.K. ," Prib.
Tekh. Ehkeb; , (Sep. - Oot 1976), No.5, h 101 -103.
MALVIJIOjA.P. and EEfcCH.-D.'P. , " Digital Principlesand Applleatiojia " , McGraw-Hill Internaticnnl Book Co,
( 1969 ) , h 131-165'.
9.
MORBIS, R.L. and KILLER, J .n . ', "Doeigning with TTL
Integrated. Circuits " , McGraw-Hill Koeakhusa, Tokyo
( 1970 ) , h 107-158.
NICHOLS«N,P.W.", " Kuclear Electronics " , John Wiley ..
& Sons , Lond4n.( 1974 ) , h 248-253 , 274-280.
;, i .
—00—
-IT- X—^S-
daphtkan spesif ikaB i a l a t .
299
Pertanyaan-pertanyaan :
I, Dari Sdr.Surname (UNPAD).
1. Apakah bedanya alat coinsidensi universal DIN 410 den^an Counter ?
, 2. Keganaan alat ini untuk sumber pulsa apa eaja ?
3, Apakah frekuensi input dapat berbeda ?
Jawab i
i 1. Counter adalah alat untuk mencacab jumlah pulsa secara wnum.Pulsa-pulsa
masuk dicacah sesuai dengan jumlahnyatdengan proses biiter dan ditaapilkan da
lam hitungan dssimal.
2. Alat ini untuk exporimen Mineidensi secara umum.Pulea-pulea yang memonuhi
eyarat "timing equipment" dapat dipakai untuk alajc ini.Lebar dan tinggi pulcv,
kiuaranaya 500 ns, 4,5 V,dan kluaran dapat disainbungkan ke counter atatt MCA.
3. Frekuensi maeukan/input dapat berbeda,karena alat hanya akan mencatat pulea
yang berfcoinsidensi.
II.Sari Sdr.Muthohar.1« Resolving time minimum-nya bexapa ? '.
Jawab :
TTntak masukan A » 100 ns,dapat divariaai eampai 3.5 /i»iyang dapat diatur dengrw
potensiomaer P. mengikuti peroamaan f » C^P. In 2.Untuk masukan B,C dan D tsr-
gantung lebar pulsa masukan* '
VII - 5
MESIN INDUKSI DAN APLIKASINYA SEBAGAI SEtTCEDIA DAYk.
noor agus s a l i m
Intisari,
Mesin induksi dan aplikaeinya sebagai penyedia daya. Dibahas
theorititi tentang kelakuah mesin induksi, baik eebagai pengge-
rak (motor) ataupun kemungkinannya Bebagai penyedia daya (generator).
Hal ini diaiiggap penting untuk diketahui.sebab sebagian beaar
.pe'nggerak yang digunakan dalam instalasl nuklir,baik itu puaat listrik
tenaga Luklir (PLTN), instalaai pemurnian uranium, pabrik air berab,
dab. adalah mot*r induksi.
Keaederhanaan dalam konstruksi akan mempermudah prosedur ope-
rasinya, disamping itu motor induksi -nempunyai keandalan. yarig tinggi
terhadap sodokan-sodokan baik yang berasal dari beban mekanik ataupun
dari jaringan listrik.
Bab I. Pendahuluan.
Silihat dari segi konstruksi mesin induksi 3 phase terdiri du~r i bagian yang diam (stator) dan bagian yang bergerak (rotor), diantarar.ya terdapat celah udara yang sama rata. Stator terdiri dari kumparantiga phase yaftu tiga kumparan satu phase yang letaknya satu sama l a -in tergeser 120° l i s t r ik , Bila kumparan-kumparan ini d ia l ir i arus bolal:balik 3 phase akan timbul garia gayu yang satu sama lain Juga bergeaer120° l i s tr ik , Garis gaya ini biasa disebut medan putar.
Medan putar yang memotong penghantar dalam rangkaian tertutuppada rotor akan menirobulkan momen putar, yang selanjutnya merautar poroerotor. Momen putar akan selalu ada bila keeepatan rotor tidak menjadisama dengan .kecepatan putar medan putar.
I .I S t a t o r .
Secara vektoris l i l i tan stator digambarkan separti Gb. I (eala;:satu' contoh hubungan bintang). Dehgan ref erensi garie g^ye kmnparat Imaka jumlah garis gaya yang terasa di t i t ik P ( 0 ) sebesar >
j ( )p
dimana -<
n ~ 3oo
301
120)
240)
= kecepatan sudut jnxtar dari arus jaringan liatrik
n = putaran permenit
Subatitusi (2) ke ( l) didapat,
(*Mt - 120)Cos(i20 + <*)
m ( « i . t + 120)COS(120 -« . )
= 3/2 0K Cos(^t + :X). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' ( 3 )
I
Gb. I Posisi lilitan stator eecara vektoris.
Apabila titik P bergerak dengan kecepatan sedemikian rupa aa-
hingga (t»Jt +<) tetep maka ia akan merasakan J8 yang konstan '
(u)t +%.) = C tetap . .
do-f/dt» -'*)= kecepatan putar titik P sehingga /8 tetapg
Sehingga bisa ditafairkan : Sistem medan putar dari kumparan
stator berputar searah .ja.rum jam dengan kecepatan W«
Untuk selanjutnya di definisikan kecepatan potar nedan etator
adalah kocepatan sudut putar sinkron ( ~*.~g ) . '
i^ a 21T-n /60 n a putaran sinkron per inenit ( rpm )S 3 S
Bubungan antara n dengan konct.anta-kon3tanta me s in dan frekwsnS - >
si anis jaringan listrik adalah
ng s 120 r/p f a frekwensi arus jaringan listrik (f etator)
P = jumlah kutup.1.2 R o t o r
Dilihat dari segi konstruksi rotor me a in induksi dibagi 2 jenls
- Rotor sangkar tupai ( squirellcage )
302
- Botor lilit ( wound rotor )
Rotor sangkar. tupai mempunyai susunan penghantar yang aangat
sederhana, yaitu terdiri dari kawat-kawat / batang tembaga yang di benatn
kan di dalani teras beai lunak sedang kedua ujungnya dihubung eingkatpU-
kuran kawat dan kedalaman benam mempengaruhu besarnya impedansi.
Susunan penghanbar pada rotor lilit tak ubahnya seperti pada
belitan stator. Pada •umumnya sambungan beiitan berbentnk bintang ( y )
dengan 3 buah terminal yarg ditarik keluar melalui 3 buah oincin geser
(alip ring). Bentuk rotor ini mempunyai peluang untuk mengatur reaia-
tansi Becara leluasa.
BAB II . MOTOR IMDUKSI. '•
.'--"•: Motor induksi adalah mesin induksi yang berfungsi Bebagai
••:•;: gerak,' jadi input berupa energi listrik 3 phase sedang output berupa
=•'£, energi mekfinik yang yang berbentuk energi putar. Putaran rotor afc-r;?;; lu lebih kecil dari putaran sinkron na#sebab bila putaran rotor eansa'*.\ ngan putaran, sinkron,d0/dt « Omenyebabkan monen putar (l) s 0 ,
,,:•:': ga di dofinisikan besaran slip ( s )
"['4 ' dimana n adalah putaran rotor. '
;'| j II.1 Tegangan indukei pada rotor ( E ? )It i i • 6 •
;.Vi ' Psrosea terjadinys/tiabulnya tegangan 'induks'i serupa pada trana
"'! : f orjnator, pBrbedaannya terletak pada teres yang digunakan, pada tras-
• ; £ormator teras terbuat dari besi lunak sedang pada motor induksi celah
• J ; adara antara stator. dan rotor.: Untuk perhitungan-perhitungan eelanjutnya
'H indek .1 adalah. besaran stator sedang indek 2 besaran rotor,
;. Stator : frekwe'nsi arus f..
"•'r ' • Rotor : frekwensi arus rotor tergantung dari besarnya n
-•'.! n = 0 f 2 = f9(0) = £. ,„
i'j ; . '•' n 3 n £2 * B f 2 ^ * s f 1 Ie£angan induksi *B
s;:;.! o. = ng £2 =» 0 • Tegangan induksi B 0
305
II.2 Energi yang mar-uk ke rotor .
Karena mesin induksi, untuk phase satu dengan lainnya. ditniat si
m&ka untuk selanjutnya ar-ilisa dilakukan per phase.
Belitnn rotor mengandung tahanan R2f dan reaktansitX2,8eh.ingg*
rangkcvian ekivalen per phase dapat diayatakan sbb. ( Gb. 2 )
A t\
Gb.2 & Gb.3. Rangkaian ekixalen belitan rotor per phaoa
Energi yang masuk ke rotor per phase (lihat l&mpiran 1) sa -
Pin rt/ph = I 22 R2/e watt ,; (6 }
energi ini dibtrikan oleh etator dalam bentuk cnergi elektromagnetlslewat celah udfara, yang selangutnya untuk mengimbarfji :
- rugi tembaga pada rotor
- tenaga mekanik ( beban mekanik total )
I22 R2/s « I2
2R2 + I22(i-s)/a R9 ..., ,. ( 7 )
T 2
•••2 R2 = rugi tembaga pada rotorI2 ( 1 - S ) / S R2 s tenaga raekanik (beban meteinik to ta l )
4tad daaar rumuG ( 7 ) rangkaian ekivalen dapat dinyatakan dalam bentuklain ( Gb.3 ) .
output ( P .) adalah .
. I2 (1—S)/S R„ - HugA-Rugi rota si. .••'.•>energi ini biasanya dinyatakan dalam tenaga kuda ( HP )
II.3 momen putar rotor.
Besarnya snomen putar elektromaknetie ( T ) eebeaar ( lihatlampiran 2 ) .
%m = J/OB.V2(0)2/X2(0), i / ( sm/s + s/am ) (a)am = R„/>
J&
. .... .- ,.';'.'.
304
Dari rumus ( 8 ) dnpat dicari T max melalui dT /ds = 0, diperoleh
\2srn dan T mttX _ i /2, .v . ,E (o)2/X_(o) dioapai pada saat s «= sm.era 'a* 2
Bentuk grafik dari perumusan (B) fungsi s untuk berbagai harga Rg ditun-
Jukkan dalam Gb.4.
CMV (^
{ - . • ;•* •:*
v^-'
Ci>.4. Grafik momen putar (i) fungsi slip (s).
II.4 Rangkaian ekivalen motor induksi.
Oisrasi motor induksi 3 phase nerupa dengan tranaformator^kedua
duanya berdasarkan peristiwa induicsi,oleh kareuanya rangkaian esivalen
per phase sama dengan transf ormtvior. Rangkaian ekivalen dilihat dari siei
statoe (primer) ditunjukkan pada-Gb. 5,di mana :
H^gX^ resistonsi dan reaktansi belitan stator.
RA,Xi resistensi dan reaktansi rotor yang dilihat dari stator.
Y'ss 1/Z - G - jB. adalah magnetizing admitance.
Dalam prakteknya arus magnetisasi (im) adalah kecil sehingga l^.'Zzill de-
ngan dem'ikian rangkaian ekivalennya tnenjadi lebih eedeahana (gb. 6)
Hangkaian ekivalc-n ini akan sangat membantu tex-utama dalam me -
netapkan konstanta-konstanta zaesin induksi.Dari Gb» 5 dapat dibuat die -
tribusi energi dari jaringan listrik (irmit) hingga encrgi mekanik pada.
poros (outputnya). •- • =.
DayaH '/) didefinieikan sebagai perfaandingan energi. output ter-
hadap energi input, r s energi output/energi input.Untuk motor indukei
berharga antara 0,8 s/d 0,98.
«—WA—jflfr—r—v t—/tm— **-]—VH—/2y2nyv
Gb. 5» « 5«
xe » X i + xGb.5 dan Gb.6. Rangkaian ekivalen per phase motor induksi.
Stator
Rugi tembaga sisi sis'ox,2
Rugi tetnbaga siei rotor,
Rugi-ruei gesck'
out
Gb.7. Dietribusi. energi motor induksi per phaao.
306
BAB I I I . GENERATOR IKDUKSI. ' ,
Pada umumnya sebagai pembangkit daya 3 phase digunakf-ii genera-
tor ainkron, dimarja rotor t e r d i r i dari kutup-kutup magnit baik dengan
ataupun tanpa belitan penguat.
Dalara tul isan i n i d-ibahas kemungkinan mesin indukai sebagai
pembangkit daya, walaupun.langka digunakan. Kemungkinan in i sebetulnya
dapat d i l i ha t dengan ijelas melalui Gb.4 > pada harga e: negatip.
Pada dserah i n i : :
- jaringan l i s t r i k memberi ar'.; J pada mesin
- momen yang dihasilkan negatip,' berar t i berlawanan
dengan momen yang dihasilkan pada saat belfcerja s e -
bagai motor.Bilr. momen dipertahankan searah dengan momen ketika bekerja sa
bagai motor maka konsekwensinya jaringan l i s t r i k diberi a rus , be ra r t imeBin membangkitkan daya, sehingga dieebut generator induksi. Keadaanin i tei\}adi bi la medan putar dipertahankan besarnya.
Madan putar pada generator induksl disediakan oleh kapaBitoryang dipaeang paralel terhadap terminal-terminal outputnya, dengan dooii-
kian generator berpeaguatan senc";ri( self excitat ion ) .Penguatan sendiri in i tidak la in adalah suatu bentuk resonansi
-rasonanai akan terendam dengan adanya re3 i s tans i .
. • Pada haifga. s yang negatip res i s t ans i rotor berharga negatip,Be
hingga peredaman arus rosonanai t a k t e r j a d i .
;'... 111*1 Kenentuka besarnya Kapasitor.
Penen-truan besarnya kapasitor merupakan hal yang sangat pantingkarena kelakuan generator tersebut banyak terpengaruh padanya. Pada ke-Beppatan i n i cara menetizkan besarnya kapasitor dilakukan dengan carayang lebih praktia, yaitu. dengan bantuan graf ik-graf ik keroaenita;-» yaitur e l a s i antara tc-gangan induksi terhadap arus magnetisasi ( V = V (im) ) .
I I I .1 .1 Keadaan tanpa beban.
Eila penguaban sendiri te lah dipenuhi, aiaka berlalca ' .*z i n » V Zc- a t a u Z
i n " Zcpercobaan untuk e-satu frekwensi yang tertentu, gra
fik kei:.agnitan bisa didapat. Maka aecara grafis dapat ditentu-
ZJI *-V
3071 y 1
I
Gt>. 8 Rjingkaiftri resonrihsi ffenerator Induksi pev phase
kan "bersarnyaka.pasitor yang (Jiporluten V = V (I )
Ccngan borpodoman pada gvafik kcmagnitnn dan besarnya tegangan
yrvng dikehendaki maka besarnya kapasitor dapat ditentukan
A
v.
Gb. 9 Titik kerja generator induksi tanpa beban.
Untuk V = V1
f - 50 Hz f beearnya X„ = t any .
t i t ik kerja adalah A
Fcrlu diingat bahwa tan berubah terhadap ; '>ren3i,pada f le
bih besar 50 Hz t a n - menurun, sehingga. t i t ik kerja menjadi t i t ik B dan
sebaliknya untuk f lebih kecil 50 Hz t i t i k kerja menjadi t i t i k C.
Dari t i t ik kerja ini bisa ditarik kesimpulan bahwa untuk pertam
putaran akan memperbesar frekwensi dan tegangan.
308
111.1,2 Keadaan borbeban,
Puda saat poiubebanan terdapat k&bocoran-kebocoran medan pada
stator dan rotor, sehingga pada suatu tegangan kerja y^ng terter.tu di-
perlukan arua magnetisasi untuk medan utama dan untuk mengatasi kebocor-
an kobocoran tsb. . ,. _ -\
D'M. ..-• /"
Gb.1O Titik kerja generator induksi borbeban.
Bila tegangan kerja ditentukan sc-besar V,., maka pada saat ini
T adalah arus magnetiaasi untuk membentuk tegangan dan j} I . - 3 ^ \
adalah arua magnetisasi untuk mengkompeneir kebocoran medan akibat bebaa.
Titik C adalah titik kerja pada suatu beban (ditentuka^ oleh BC)
III.2 Cara memperbaiki tegangan.
Pada unnunnya tegargan turun de.ngan cepatnya akibat bertambahnya
•arus beban, lebih-lebih pada harga kapasitor yang kecil.
Memperbesar kapasitor akan berakibat lain, yaitu pemanasan pa-
da aaat tanpa beban. Bila tidak dikehendaki frekwensikonstan, pengatur-
an putaran selalu bisa mengimbangi turunnya tegangan.
Putaran diperbolehlcan diubah lebih kurang 10 % sehingga frelewen
si be-x-ubah dari 50 kc 54 hz, dapat dicapai tegangan kerja yang konstansan>-.i arus 80 % nominal.
309 -" •
Togangan kcrja d.ipat diperbaiki dengan memass.ng1 belitan induk-
si paralel terhadap kapasitor, Belitan induksi yansr digunakan rnenpunyai
tanggap/respon yang: cepat pada harga aras magnetisasi rpndah dan pada
daerah jenuh lereiignya sangat kccil. ( lihat Gb. 11 ) .
Dengan mengkombinasikan kedua elemen ini, maka jelao terlihat
bahwa arus magnetisasi kembali nengecil setelah harga V tertentu, sehi-
ngga titik kerja akan menjadi titik A ( sebelum dipasang belitan induk
si titik kerja adalah titik B ).
A . . V '. .'•"" ' '"". IT!?- ."
Gb. 11 1 ,
Gb. 11 Pfangaruh pemasangan belitan induksi pada t i t ik kerja.
310
Gb. 12 menunjukkan perbandingan kelakuan generator torhadap
arus pembebanan tanpa ataupun dengan bel i tan induksi.
Gb. 12 Kelakuan Generator terhadap pembebanan.
BAB IV. KESIMHILAM.
Dalam bab in i ditampilkan macam-macam kountungan da;: kerugian
pemakaian mesin induksi secara umum baik Eebugai motor ataupun sebagai
generator.
1. Mesin induksi mempunyai konstruksi yang sederhana sehingga
penanganan da lam operas! mudah.
2. Nilai momen putar max. ( T max ) tak tergantung dariGIB
res i s tane i rotor dan te tap besarnya,hanya eaat Jarcapainya
bisa d ivar ias i dengan ros i s tans i rotor ( ro tor l i l i t ) .
Dengan demikian saat starting: yanjj membutuhkan momen awal
yang t inggi ( guns, melawan beban awal dan rugi gesek yang
tinggi ) bida diatur eedemikian rupa sehingga momen pada oa-
1;. a s t a r t ing maxsimum. Besarnya res i s tag i - ro tor saat in i saroa
'••:" dengan reaktansi awal ( Xg(o) )
[•;•; *• Keandalan pemakaian motor i n i akan tinggi b i la daerah kerja
;-: •. • dekat pada putaran sinkxon. iEctda daerah kifja in i motor mampu
' ; mengatasi adanya sodokan mekanik ataupun elektrik.dan daya •
:': i . gunanya t inggi ( 0,8 hingga 0,98 ) .:'i; ' 4» Pembebanan yang sangat berlebih atau hubung singkat pada
;,•.'. generator induksi akan menyebabkan hilangnya reusanensi kutup
.( ! magnit, d<;ngah memberikan muatan awal pada kapaaitor t<
;fi! • dapat dibuntuk.kemba.ri.
12
3 .
4
311
Arus hubung singkat berlangsung dalam waktu yang singkat sehiw •
ngga sistern proteksi lebih ringan dibandinff generator sinkron.
5« Generator induksi tidak cocok untuk beban induktlf (teganijan
cepat merosot) hal ini dieebabkan karena I yang cepat mero
sot . Pada beban r e s i s t i p murni kelakuan generator cukup baik.
6. Prekwensi kerja tak etabil,eohingga generator indukeidiguna
kan hanya pada• geralatanyang tak sens i t ip terhadap penibah
an frekvensi.
7« Fengaturan tegangan da.n perabebanan diRakukandengan penga-
turan'putaran.. . . • •
8. Kerja pars le l sang^i mudah, tak meraerlukan syarat-ayaRit
yangmutlak harua dipenuhi sepert i pada generator sinkron,sehingga tak diperlukan a l a t Binkronieaei.
MFTAR PUSTAKA. , ' " ' • ' . . *
I a n g s d o r f ^ , " THEORY OP AI/TERJ5IA.TIJIG CURHEKT MCHIMBRY-" " • . ,J . E . B a r k l e and R . F e r g u s e n , " IHDUETIOK GENERATOR THEORY AMD AP&ICATION •! T r a n s . AIEE Vol 7 3 , 1954T .C . T s a o , N . P . T s a n g , n THE SQUJBELL GAGE IMDUCTIOK GENERATOR FORPOWER GEMERATIOK " E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , S e p t . 1951L . F . Blume , " TRANSFORMBR EKGIKEERIKG " , J o h n W i i e y and Sona , I n c . ..
IAMPIRAN I . E n e r g i y a n g m?-suk k e r r o t o t ; .
Irapedknsi rotorI 2
Energi yang ke
•• B 2 ( 0 ) / Z2
rotor /phaseCos y(
Sehingga P. rotor/phase(R2/s)/
" < h= I2 R2/s watt.
IAMPIRAN 2A_ Women putar r o t o r .
Besarnya momen putar rotor adalah T
C o 8
2
a PDitnana
em
Jadi Tem
I 2 . ( 1 - a ) / B . R 2
( I - s )V-s- 2 „ ,
em
didapatdengan
dimana sm =
B2 ( 0 ) 2 /
s/sm
il'l
512
Pertanyaan-pertanyaan »
I, Darl Sdr.Koeswijoto.
1. Apa me3in induksi untuk operasi sebagai senerator har^a operaai
motor dulu ?
2. Dapatkt-h kapaaitor diganti dengan aceu pada mesininduksi
Ji.wab »1. TIdak harus.
2. Accu tak biBa»(bukan arua bolak-balik)
I I . Sasi s d r , LUn HaniGie.
1« Apa bedanya dengan siatcan Ward-Leonard ?
2. Jadi pexla tegangan mula pada kapaaitor.Bagaimana tentang keadaa» tacane-
iennya ?
Jawab J 1 . Sistem Ward-Leonard mismerlukan meain d.c.
2. Kaadaan transient •:•_ •
kerja titik atabil
Liku transient ditunjukkan oleh anak panah d-cti titi'K(lm) - padaVQ j. Li pada
••'•^5=-'.
IX - 1
Oleh; Anton L./Vartswan.
A B S T R A C T "
THE HOLE 05! PHYSICS IN THE p:\-ULATI0K OP LUBRICATING OIL
lubrication i s the most important thinfc in the porfrrnc.net and maintaining'
every machinary.system almost in the. whole process ;f m^.orn tochnolopy.
By -using? the precise luliricatinf; o i l to a certain machine' i t will '•affacted maximum performance and l.?stinp lonrex, '
The foBnulation of lu t r i ca t inc o i l , which consist of the base.oil andaddi t ives , we must consider i t s physical find i t s efcomicril chateacter of.wibstance respectively.
The physical role especially in the process cf formulating the domainof. dlfferenent type and qualty of lut-ricatin^" c i l f.as tin important mcrn
A B S T H A K
PKAHAN FISIKA DA LAM PEMBDATA1I KIOTAK PBLCMS
Minyak pelumas mtnipakan bahan pemijantu yanr mGmGf.en£ peranan pentin;;:pada unjtik kerja dan peiaeliliaraan dari suatu mGoin yany Lanyak di£-:.-un;ikan d i -dalam hampir scluruh bidang," teknologi.
Den^an memberikan minyak pelumas yan~ tepat dibutuhken pada stiatu me —sin dapat diharapkan untuk racmperoleh unjulc kerjf.. yang maksimuri dan perpan'-jangan keawetan pongfTinaannya.
Dalafn merumuskan dan meal^at minyak pelumas, yanr t e r ^ i r i dari minyakda'ir , dan adi t i f , perlu diyerhatikan sifat-sif.?.t fisikn. dan kimic dari 1-n.han--tahan iflrselmt.
Hengenai peranan Fisika pada proses pcratuatj^n ini temyata memepanf;peranan ponting didalam menentukan peiabagian dser&h pcngir.TMiaan :lan kualitasdar i tninyak r lumas yar•;• diruimiskan.
313
514
PIRAMN FISIKAPALAM flEMBUATAN'WIHYAK HSLUiV
Oleh : Anton L. Wartcwan
3!
ft!
if!
1I; • . ( • • {
PBND/tHPIPAN
Kita tsntunya telali banyak meneetr.hui apabila Ilrau Fisika
beear bidang toknologiclalam ixidustri''vanyalc. ratmo tin-1? poranan pentin;/.
Bfihkan sebagian orane menyatakan Lahwa t'elaioloi;;i incrupaltan penerapan- praktis
dar i sebagian besar nma Pis ika .
Dtioikian pula dicialam bidanp tekn; lo£± peminyakan khiiSusnya bidan-v -
minyak pclumas atau lubr icat ion.
Sebagaimana k i ta ketahui minyFik peltoas morupakan balian yang di.-nuakan
hamp'ir diaemua Mdang indus t r i dan t ransportasi dan mempakan l-J
kup meoegang peranan pentintf. Eada bidang rainyak pclumaB i n i peranan Umu
Piaika tak dapat dihintlarkan dalam menetukan dan meruinuskan winyak peliiwa? .
tintuk mdngarahkan bidaii^ kepunaannya.
Mihyak peltunas modern adalah merupakan campuran dari bsberapa bahan
yanff t e l ah dirumuakan untuk mendapatkan iinjuk kerja maksjHium yanf diljarapkan
dalam daexah penggunaan t e r t en tu . Minyak pelumas untulc inesin"*wesin modern
saat i n l t idak hanya meneeunakan euatu ma cam jea^s balian saja te tap^ t e r d i r i
dari iaimyafc daeax yane ditambah dengan bebeyapa macam aditii",
Dalam hal , l» i yang dimakaud dengati minyak dasai: adalah minyak utama yanp su-
dah dapat digttnalcan eebaeai minyak pelumas (raorupakan kihan daaajr) tetapi''7"''
bel\ua dapat memberikan unjuk kerja yang ratmonuhi kebutuhan mesin modGrn.
Yang banyak digunakan sebagai rainyak peliunas dasar tuituk i&esinrmesih modern"
baik untuk indust r i maupun untuk otcaotif adalah minj'ak ..iasar.yafai;:" l^iasai""r':'
dar i miayak bumi yang biaaanya disebut straiert mineral o i l .
Disampinc minyak dasar yanc he-rasal dari ainyak Ijumi iuasih a-.1a l a r i rainyafe j ; ^
dasar yaag beraaal dari tumbuh-tumlmhan sepert i minyak jarak. . : i:;
Yang berasal da r i hewan seper t i lemak ikan dan la in sebagainya.
Sedan^kan untuk bahan ad i t i f aempunyai beraneka *aeam jen i s yantf. aivfcar
ra l a in adalah ad i t i f yang menja^ kebersihan rainyak pclutaas yantf terkenal
315
dehgan nama Diterjen, a d i t i f penyetabil viskositas aclitif an t i korosi dan
la in Bebagainya. Sebagian besar bahan ad i t i f ysnr.; di/.iinakan dolaim sninyak pe-
ltunae inqrupakan bahan kimia yari£ bora, sal dnri kalian nonrpetroltnim. • ; • ". ;
I&cla sat in i ad i t i f meriipakan tahan yan;f sanf-a-6 pent inf. dajLam monen<-.u-"kan kwalitas minj'ak pelumas. Sebat clen/?g.n- aclitif ditanbahkan pacla mi'nyaJf da-(sar dihaxapkan dapat menyempurnakan turns'dor'i mirfyak polumas clalam.raoldyani!mesin-mesin modern. Dari stiri harco. ad i t i f d i l iha t --'ari liav.-.;a sc'lurwh minyak
dapat menoapai hampir 50^ nj'a. Lihat padp. tal.-el 1.*' , .. , •
Tabel 1. Pcxanan ad i t i f clalam produksi n.inyak polur.ae.
Base o i l % weight
Base oil % weight
Mean, weight of
additiveq used, %
..VI Improver
.Ditergent-Disp
Increase in price of
due to additives, %
Increase due ho
VI Impjjovsr, %
Minyak pclumas
Minyak pelumas untuk mrsin hensin mepin dieael,.,
SAE IOw-30 SAE 20w-40 SAE IOw-40 SAE50' Sorie'a 3.
89,5 90,5 84,5 95' • 85v5
10,5
31
16,7
9,5
27,6
15,4
15,5
46
5 ,14',5;>
12,5 55,6*
26,3 ' 0 -0-'
Dengan demokian jelaslah betapa besar peran?ji act it if pa^a minyak poJvai
r316
PSNYAK PELTOAS
S e p e r t i di\iiraikan f l in tas , minyak :..i.lu!a&s ter . l l r . i '.'.ari 1-ahaxi daear yang
beasupa iainyak clasar dan. a d i t i f . Bapaimanapizii' ju- 'a vada ininyak peltunas sccaxa
keseiuruhan yang- membentuk kara t fcer i s t ik dasaxiuya acalah uahan dasaxnya.
Sebagai contoh untuk v i s k o s i t a s tvX'tcntu c.ra-i r.dnyak poltnaas adr.lnli
mcrupakan v i s k o s i t a s dar i ,kal ian dasarnya yunrr kemidian dipci'fcui'.b dongan pG~
nambahaui ad i t i i " penye tab i l v i skos i l n s yanf- d ikoaal donffan nama Viscos i ty In -
dex IJnprover untyk mejntier^. ketahainn ttrha'f.ai) pcT-a'.-f.han auhti yon;-; tin«,v-;i pa~
da. s a a t mesin l iekerja .
Deiaikian juga u r t u k contoh yan;f l a i n adalah te r jad inya pemadatan p::>.da
t i t i k BUhu dimana minyak pelufilas tak tepat mencalir l a ^ i yane biasanya d i s e -
tout pour po in t . Masalah i n i sebenafnya ada lah mos&lah untuk dacr;'h 1.. •.•-'}'''.!••
sedang. Pada minyak peluraas t i t i k a l i r nya (pour po in t ) h&rgant'ai^e: pa'cla «i^.,,
daaarnya . Untuk, tninyak d a s a r yang meneandun^: no r r a l pa ra f in txngjji aikan mem-
liepikan pourpoint yang t i n y s i pu la . Dan t i l a dilakukan pencmran^an kandurican
p a r a f i n dengan cara dswaxin^c akan d ipe ro leh ininyak dnsar pelumaa denyan pour
pointnya yang l eb ih rendah. Kemudian l a g i ditamfcahkan a r t i t i f pour po in t ,de -
pr©89ant akan bettambah rendah la/^i suhu pour pointnya.
J a d i dengan memilih minyak dasar yang t e p a t akan .vuin^hasilkan minyak polumas
yang ba lk untuk suatu daeatah ker ja t e r t e n t u dengan momnarabahkan a d i t i f yang
relatif oedikit.
Peianan ad i t i f merupakan pelen/*kap untufc riunyanimTOakan Jr.Gmfvmpuan ker-
ja daari minyak pelumas dalam melayani mesin. Peranan a d i t i f in i menjadi ea -
ngat penting eetelah te r jad i penin^katan dan pongemban^an mesin-me-sin
d i layan i . Dahulu hanya den#an minyak dasar pelunrAE k i ta «.lapat meuienuhi
t mesin-tnesin saat i t u . .
Teta'pi sekaxang.dengan moain-mesin'modern.berputaran t in^gi dan kc-r3a; yang,' ••
h bourett diperlukan mlnyak pelumas yanfc lebih baik untuk me-layaninya, ,.,v
Bernagai macam ad i t i f digunakan dalam rainyak peluraas. antara la in adalah
a d i t i f an t i keausan, ad i t i f ant i karat /korosi , ad i t i f diterg-ent dan lain se -
bagainya.
Dalim melayani operasi mcsain funjvsi utama dari minyalc pelumaa adalah : '
•317
, Kontrol terhadap keausan •
. Kontrol terdaclcr '"ihu . ••, . '
. Kontrol terhadap korcsi •d n karat
. 'Sebagai iaolasi listrik
, Untuk memindahkan tena<;a (hidrolik)
, Untuk peredaman shock
, Untuk membentuk sekat (Geal)
. Untuk menguranr;i lumpur da deposit
. Sebagai reseptor kontaminasi
Hampir semua fungsi suatu minyak polumas salin,:; wcinpunyai hulrunr;an dan &n
llr,:r berkaitan.
PERANAN FISIKA SALAM MINYAK PBLUMAS
Sebenarnya didalam raorvirauskan minyak peliu,ia?3 yanj: rnula-mula
kah adalah-dimana minyak pelumas itu difwaakan. Ata,u pada mesin apakah mi <-
nyak polvunaa itu melayani, Setelah itu kemudian kita menontukan Dj.nyak daoar
dan aditif yane ditambahkan sosuai donccan sifat-eifp.t Tisik dan kimio.
mesin
KhusuB mengenai poranan fisika.clalp-m meruinusb'm r.tau membuat zainysk -
*i':'!!'''i':'pclunias''meliputi*hulmnean suhu da viskositas dari Lahan dasar minyak peluaas
dan aditignya. Untuk uraian ini kita ba;;i clalan dua i-p..:;ian yaitu iintuk Sifat
Dasor dan Pengaruh suhu dan yang lainnya untuk khusus Viskositas.
Sjfat dasar dan Pen^aTuh tru.hu.
, Pour Point (Titik Alir, Titik Padat).
Pour Point adalah titik sulm <|jmana lahci.n pelumas mulai menadat sehing
ga. tak dapat mengalir la/»j, Titik ini sanpat mentlapat perhatian para ahli
pelrmias yang menghadapi masalah suhu rendah di.laerah yan^ beriklim empat. •,
Sebagai contoh pada daernb yang beriklim empat ipnusim din,:;in suhu lokal da-
pat mehcapai dibawah -10°C. Sehingga untuk rnen^hadapi hal ini haruslah mi -
nyak peltunas yang digunakan masih dapat bcrfuncsi pada suhu tersebut tanpa
membeku.
• 31 a
. Uiisuk hal i n i minyak dasar yaiv-. digunnkan hariiolah menpunyai pour point dan
kemudian ditambahkan ad i t i f untuk inenurunkari lebih rendoh layi pour pointnya
sehingga dicapai pour point yan^- lebih :rendah dari suhu -10 'C.
Tentu saja penanibahan banyak sedikitnya adi t i f pour p:-.lnt yanc Idar.a disebut
pour point depressent ber£:antun£ paiV< banyaknya kancluuraii n-parafin dari l:a-
han dasarnya dan suhu rendah yaiv;- diperlukan.
, Titik
Tit ik didih dari niinyak ciasar clan ad i t i f miUyaV. pelumas l>er}iubun :an cle-
ngan subu operasi dari mesin yan£; dilayani. UmuDinj'i: dari minyak dasar yang
digunakan tidak t-amberikan raasalah t i t i k didih pa»'.a mesin yan^ dilayani, ke-
cuali pada mesin-meain khusus yanf; raempunyai euliu oper.T.si sari^at
. Titik nyala atau flash point.
Perdefihiai Titik nyala atau Flash Point adalah suhu yany paling jcom"... -•
diiqana jumlah uap yang dilepaskan cukup memberikan campuran dcngan udara
yang dapat menyala.
Maaalah flash point ini raerupaliin masalah yang hanyak dihadapi oleh pasra pern
buat minyak pelumas. Hal ini karena apabila suhu telah mcncapai titik nyala .
(flash point) yang mana dibawah suhu titdk didihnya rainyak sudah' >.lapat ter-
.bakar dengan adanya letikan api yang kecil eekaiipun. Terbakarnya miiyrak pe-
•lBinas didalam mesin menipakan suatu kerusakan yan,.-; fatal maka dari itu hal:lni 'selalu dihindaxi.
Cara Benghindarinya adalah dengan aelalu raentjcunakan minyak peluaaa dasar
dan aditif yang mempunyai flash point yan£°$auh le-bih tin^pi dari suhu ope-
mat mesin yang dilayani.
. Berat Jenia (Density).
Pada penerapan produk ninyak Borat Jenis nsruivikan 1-c.scxo.n indikator
dari fraksi dan jenis minyak dasar. Berat jenis ditentukan denjjan Mass ijer
unit volume yang dimesinnya. adalah (M.L.~^). Khusus dalara penerapan produk
minyak dikenal istilah Specific Gravity. Specific Gravity merupakan perfcan-
dingan Berat Jenis minyak den^an Berat Jenis air yanc masine-iaasing pada
• .suhu 60 C. Jadi umumnya Specific Gravity suatu minyak ditulis denjjan " Sp.
Gr.6O/6O°P" yaitu merupakan ei-rcsi Berat J^ula minyak pada 60°P dibat?i
319-
berat jenis a i r paclc. 60°P.
Orde fjnksi minyak peliumas Masanya antara 0,85 s/d 0,9°» Apalila Specific
Gravity tmatu minyak pada 60°F diketahui, maka Spesific Gravity(St) pada GU-
htt t F dapat dihitung dengari rumur. pendekatan seba.,\:ai b&rikut, ' ".'
st = sg0 - c(t-60)
Diroana C mcrupakan koefisicn cubical expansion clari rainyak por \?F. Harga r a -ta-xa ta dari tiasanya = 0,00036. Harga SpesifiJc Gravity dar i minyak liiasnnya nendekati harga Bcrat jenisnya. , - • •
Selain dari pada i t u Berat JcniB juga pentin^f didalam men^hitung Via-kositaa AbBolut dari suatu Viskometcr. :
Bi Amerika Scrikat Specific Gravity liiaeanya dipondekkfin saja dencian Gravityyang mcimpakan harga Derajat API atau Derajat American Petrlcum Ins t i tu te ,Euhnnpannya adalah :
API1"141,5
Sp.Gr. 6O°F/6O°F-131,5
a Panas Jenis. "
Panaa .Jenis atau Specific Heat adalah banyaknya kalori yanj? diperlukantmtak menaikkan suhu 1°C dari 1 l i t e r minyak. Rinas Jenis frakai minyn-k po- -lumas T>iasanya antara 0,44 s/d 0,49. Masalah j'an£- dihadapi yaric menyangkutpanaB jenis ini adalah-masalah pendinginan didalan raesin. ,
Viskositaa. . . •.
Vickositoa i::'jrupakan sifat Fisikfr yang paling merrier,e.nc, poranaii didalamindust r i perminyakan. Hampir seluruh alctif i t a s industri penninjraltan hanisTaemperhitungkan viakoaitas in i dulai dar i produksi uiinyak mentah dari oirvir-?-!"inur minyak, kenmdian transportasi kc kilan/j-kilcn^ minyak sampai d^nran un •
Juk kerja pada mesin-mesin dari peneraprin l-&han jadi prcduk minyak»Untuk hal viBcositas i n i dapatlah diuraiJcan sebagai bcrikut :
Pandanfirlah suatu fluids kental, l i h a t pad?. £jambar 1 . yang lieradx di -antara dua bidang datar paralel . • . . -
Hal i n i adalah penc^ambaran kejadian pada peluirasaa yanj- Budah sanr-at d iper -t>esar# Bidang atas bergcrak dengan kecepatan V yang konstan. •,,
Se'dang bidang bawah t t t a p diam.
320
r~TebaUb
-nr~-
I
4
—•
||
rI1
•
I1-1 •
piU-.-'f) &£'-"i.c
KN6 OlAM
^4K KecepATAw v - LUA5 A
11
———fI
I|1
LUAS -A
•f
i
1 I
r
• 'i ';
'i. *
Gamtiax.1. Pluida diantara dua Mdan/j datar.
luida tersebut melekat pada pemrukaan bidanf atas, bani-
an fluid» lapisan paling ata,y juga hexger&k den;sn keeepatan sama dengan ke-
.-•oepBtan.bidanc atae, Sedane).^n taj ian fluida palinc taw.-ih totep diaa seperti
halnya bidang bawuh.
' Viskositas ftdalah sifat penjalaran gerak dari permukaan yane bergeralc xmtuk
memfaentiik lapisan fluida. Untuk jelasnya dapat dilihat pada Gambar. 1. terse
'bat** Walauptm demikian terjadinya pergeseran antaxa lapisan fluida yan^ aatu
dengan yang lain terjadi penurunan kecepatan. Den^an kata lain viakoBitasdinyatakan eebagai sifat tohanan fluida.
Gamba». 1. teraebut dapatlah dibuat hubun;ran Belmfjai boriicut :
7 =V/h
dimana " VislcositaB ; .
F ts Gaya
A o Iaas Bidang .
7 a Kecepatan
h s= Jarak antara dua bidang atau tebal film fluida.
Hntuk P/A biasanya dinamakan Shear Stress » X, sedang untuk V/h d
rate of Shear .= S. Pluida dimana perbandingan Shear Stress dan Rats of £••-.••
adalah konstan p.:.'ia suhu konstan dinamakan Newtonian.
521
Jadi t
L ~ s • • . - • • . . • • - • - . • • • • • • • • - • • - . • •
ffermrut S.I. (international System of Unit) ^ • meropunyai. unit eebagai Pa»
Paacal dart N/m . Sedane S adalah S , Maka untuk Viskoeitas adalAh »
.12s .
P/S " 1 /n 2 . S - IB/n2
Sicinlna pexminyakan «...>«/..*• biasanya diselmt .«en*i •• Poise f"yaiiG diaiiil»il
yaittt Poiseulle.
Dlnamia dan Viskcibitas Kinematis.
Didefinieikan.bahwa viskosltaa dari haBil perbandin(_fan SLii'.r u
dan Rate of Shear adalah viokositas dinamis atau viskositas absclut1.
SedEingknn viskesitaa dina.mis.yang dita^i denffan tierat jenisnya,.(-
lsih"Viekoaitas kincftatis. Biaeanya diberi notasi V ditnana vr.
Dlmonai dsxi V "biasauya aclalah m/e t " untuk harga ra /e adalah ;CGIo n '
1000 000 mm / B . Untuk 1 mm /s -*1 «St. atau » 1 centi -Stoke. • ••;
Satuan cchti Stoke ini adalah satuan yang Tbiasanya digunakan dalam
"Pemninyatain; , .-;,
Suhu padal-Viokositae.
Viskositas dari suatu minyak biasanya sangat raudah berubah
nya perubahan suhu. Sebagai contoh adalah SAE 10W/-40 yanc- merupakan ;m
peluma8 me Bin dimana mempunyai viskcsitafi 14 cSt. pada 100°C atau 21J°F'dan
akanmonjadi dua kali lebih besar Viskoaitasnya pa>!a 25°C atau A5°^*
"Untuk produk-produk penninyakan hubunf in antara viskositas kinematis dan su-
hu dapat ditulis : • •-•••'•' ' ' • ' • ' , • [ . '•:.
. >->••.''' • log.lotc ( l / + 0,7 ) = A + B lo£._T _ . • . . . . • ' • - • ' • "
- ' " ' • • • • • • • ' • = • • M * * - * ^ ' - & i » - v - . . . . . » • ' • - - • . • . ^
Ss*i-^ : -" -^ V = viskositas kincmatis •,r:;
T = Suhu termodira iMca da-lam Kelvin.
A,B = Konstanta-konotanta jenis '
Index Vi8ko3itas.
. • .Sebenarnya p vislrositas t'ikarenakan perubahan suhu
322
yang haxua ditahgpilanci dalan merumuskan minyak peluinasw
viskoBitas minytik pelumas dalara melayani raeiiin diharapkan tidak ber.«bah dikarenakan pemlahan suhu. Tetoapi pada £&«&•"?. taannya hal ini tidak
? Dongan demikian' perubahan yang seoiniia «nur vkin >;;iri viski:£;itr:3
minyak djjcarenakan perubahan suhu aerapakan tujuan uuuna.
" Untuk hubun^an anijara perubahan visk0.s4.tas dan suhu dari minyak diten-
tukan anatu istilah yan;.- dinamaten Ind^ks Viskositas atau Viscosity Indox
yapg dlpenilekkan dengan VI, Besaran VI ini menunjukkar) besarnya kemampuun
rninyak terhadap perubahan cuhu.
Dghgan pjlft-i VI yanc makin besax membeiikan
' art! perubahan viskositas yang makin kecil dilcarenakan peruhahan suhu, domi-
kian pula aebaliknya. . . . • •
' f-" tfntuk menantukan beaar VI dari ©uatu minyak digunakan suatu cara yanp
telabmenjadi fradisi.di industri-induetri minyak, yaitu : , '
"perubahan euhu yang dapat ditenukan saat itu yaltu jenis Ponsylvania
member! angka VI e 100, Kemudian minjfak yanc paling beaar pen^aruhnya
tsrfaadap perubahari suhu diberi a^ka VI 0 0 dari jenis Gulf Coast. Sari pe -
n^smbilAa ^enia oinyak torselmt eebagai atandart dapatlah kita mcmentukan
.Vl.ijntak ieaiit^ienia ininyak lainnya»
Uiitnk.lebib Jelasnya lihat .Gatobar. 2. , pada Gambar teeebut momperlihatkan
Jmbuiigan: viskoaitas kinematika. den; ;an auhu dan licsar fiari VI aya.
VI ditehtukan dsngan pen/jukuafao viekositad pada 40°0 :\an p e. 100l'C,
VI 100 U - H
,i
«1
VI ioo' ( L.z.2
VI a Indeke viskoaitaa
Y.» ViskoBitas kinematika (cSt) pada 100°C dari rainyak yanr; dicariV I n y a . • . . • • • • . - ' „ ' , , . • •
u * Viskositas klaenetite (eSt) padst 4b°C dari minyak yanr; dicari, ; - . - •' VI nya.
'"'• i^is' " * ' ' "'
323
ss Viakositas kenematika (cSt) pada 40° dari Kinyak
VI s 0_ dan yanc mempunyai viskcsitajs kineftatika yantf •sn.ma
mlnyak yang VI nya dicari pacla 100cC.
= Viskositas kinematika (cSt) pada 40°C daxi minyak yaner-'ir.einpuiiyai
VI = 100 dan yang me<?.?unyai visJ-usitan yanr; sciiia der^iin minyak
yang VI nya dicari pada 100°0. • •• , . ., :'.'•"••
^untpJcY diantara 2,.P0..E'aft.pai dtjf%.iiv--T0.0 cSt.-Wofih d i t a <Orde dari H^""'beikan pa<ia ASTM Standard D.227O-M. VI in i iu-;a d.-pfit i i i i i tunj untuk. ctihu -
, suhu 1OO0!1 dan 21O°F« Tabelnya ada pada Appendix <'..:.ri «-SI'M D-2270-77.Pada ASTM sobelum tehun 1^74 masih won^tninal^n haxiya cuhu-euliu clalam dcyft cif,Fahrenheit dan setelah ada perjanjian bcrsam,?, untvi.c Birj-bjin Iuternanional d i -eonakan distem pengukuran metrik. . ...
i\ •» L i> . , ,
i r
|O> 0
I.OD'C
''"*'
•••-••'• • . . - Gambar 2 . . • , • " '
„.. .penman dinnila^s^e^k^tahnn 1.974 dan-xintuk wafetu-siilah^uimya akan difTiiiakan ' •
sistem metrik. Dalam h?;1 keseragaman sistein unit banyak tantanean yane harus
dihadapi kaxena snatu pcrubahan dalarn cara p'eu._xii£u:-:--.m ..ikjai .'jCiXi ''-ki1. atka.ii po- ;;
. rubahan yang fundamental didalam indust r i Perminyakan srjperti mengadakan
a l a t - a l a t baru memperbaharui dan menibah data-data yanr; telah ada dan
•paling pentinfj adalah raerubah kebiasaan ya.ne; telah ada..
r324
Seba^ai contoh pengukuran viskositaa cara lima dari suatu minyik ada-
lah pada' 100°Patau 39,8 °C dan 210 °P atau 96,9 °C sedan;; cara tiara
pada 40°C dan 100°C. Cara baru men^akibatkan cram; yanf mompunyai ke-.
tdasaan mengukur denfcan derajat Fahrenheit haruc
rajat Cent! grade atau Coloius,
-Jh. <!m ir r\o
"i
iM ;
•si !'
IS'? !II
PEBAM&M ADI?IF. '
Aditif W'-Ae. mi^yiik polumas adaltih seliat^i pelenckap \intuk
membantu foenyem^rnakan tugaa mlnyak peltimas eocara kesclitruhan di,da-
lam melayanl me sin. Seporti'diutarakan sclicluEuiya adit i f minyak pelu-
mas sebagian besar adalah bahan kimia non-petroleum.
Bahan-bahan in i raenurut fungsinya dapat dibafli dalam t iya banian,
yaitu- :
1« MeliMungi periaukaan yo.nc: dilumaai
2. MenyeapurnaMri unjuk kerjai
3» Melinduiit:i minyak pelumaa itu sendiri.
Banyak aditlg memberikan lebih dari satu kc _{unaan sepcrti Zino clithi
ophoapbtes dimana dicunakan sebacai pelinduny keausan dan koxosi to-
tapl juea fflemberikan perlindun^n pada peliunas .dari terjndinyr. dekom
posisi ploh karena ndanya proaes oksidasi yanc menimbulkan•emdapan
dan eifat koroei.
Untuk run^si aditif tersebut sGCiira lcnykap dapat dilihat pada tabel-
tafael, Tabel.2.t !Pabel.3«f dan Tabel.4. Dltiana ?;ada tr.bel-te^el ter-
aebut dituliekan jenis aditif, ke^unaannya, jenis bahan dan cara
kerjanya.
325
Adltif 'intnk
Ta^el.2.
permukaan yan£ >"!-ilin.'iasi :.?.ri J-OIUSKIB kcrv.'.&rr.:. u.
Jonla adltlf Jcnis I v.i.han Carr. ker.iaiiya
Anti kemiaan dan
ramuan extreem
pressure.
Pelindun? karat
dan
Ditergent.
Bispersant.
Cosekan dan
keausan serta
melindun'ji dari sulfur.
torohan.
Zdric dithio^h-K- Bcreaksi soca.i;a kind-
phatesror:;:?.nik phos deng'an i ermukaan l o -
phatea organil: gam dan membcntuk l a -
pisan film yang mem-
punyai "ehepi" otrcxigbli
rcndah dnri l o -
Hal ini mengha-
langi kontak metnl
den(jE.n metal.
Mengtondari ]ca- Zino dithlcphc a- Kecendrunfrm men(7;a'.l-
ra t dan korosi phatcB,Basic r.otal- soirpsl banian polar
dayi logam yang sulfonatca, pada porraukaah lof^m
dilianasi. untulz melindungi. l a -
]>isan fi l l ' dan/atau
Menjaga. por-
mulcaan Taersih
dari enclapan.
Mcrabuat kon-
taminasi yang
tidak dapat
larut te rd is -
perB dalam
pclyjnas.
Hetallc-cr,;:anic com Bereaksi sscara
pounds lari Biiriun, a .den 'an lumpur/endE-
CalciitT' dan Mcgnesi panfdinGtralisasilcan
um phenolatos.
Polymeric Alkyl
thiophosphonat'^ s
dan Altylsucci -
nimicles.
dan ditraat tetap laxut i
Kontaminant diikat ;
clehgaya. polar, ;
menjacli mclekul :;
yane.tcrdispers, .;menghalanfji penp-
^umr.alr.n .dan tetaj.
tordispers.
7{ri ;326
* • ' a," ? '
1.1* f-i
• i ;
•i i>
" . Adi t i f TJntuk tuajuk kei-ia minyak polximas Icend.-ra&'rt, :.
Jenia aditif Kej^anaan Jenis bahan Cara Ker.^a
Pour pointDepressant.
ViscosityIndex Improver.
• Jenis Aditif
Anto foamant
Aati Cbeldant
Mengalirkan ' Alkylated naphta- Morubah formr,s'i"tetital'
pelumas pada lene dan Phenu- wax untul: t idak fcerja-
snhu rendah. liopolymer. ' d l pemtiekuan -pada mJsxurendah, . '• •'• •:••
Mengurangi peru-Polyroer dan Copo- Ps ntrGinbant;an po.lynictr
bahan Viskositaalymer d=iri mctha- :'xnran miknya euhu a- •.
dikarenakan pe- crylates dan kan melawan penf encoy-
rubahan suha. . butadiene. an ...ari pelymns. K
Tabel.4.
Aditif Pellnduiy? minyak .-peluinas Icsnlsraan.
. Jenis ' Cara Kes.ia
Melindungi pe- Silicon Fclymcr, Monsuran-:i toganganeopolj-mcr. pemnukaan untuk
menghilfmpkan Ivusa.
Memperlami atterjadinyaokaidasl.
Zino dithiophos- Membentuk peroxidephates, hindered- yane diakhiri -'phenol, aromatic roaksi radikalamines*
•'.'• DosiB penggunaan a d i t i f sangat tereantun£c dimana ininyak poluinaB..,itui" . r
diganakan. Didalara teberapa hal saatu a d i t i f san,?at cfektif dignnakan donsafi/dosia rendah yanfi kemudlan fceefektlfannya menurun b i l a 'dteisnya cintxikkan. ;:
Dalam la in hal mungkin keef ektifannya alcan naik clcngan kcnaikan dosis ad i t i ? .Darl bejnnacam-nacam ad i t i f timtta pula kemune'kinan t e r jadinya hal aaling aijwlenahkan s i fat keefektifannya clidalain "ramuan" • minyak pelumas t e r sc lu t , t e t a - ;
pt ada kalanya justru sal ine memperkuat. . '?
• •• h
327
' . ' • ! . . ; •
, . ;
Betapa besar peranan fisika didalam " meramu " minyak peltunas telah
aamci k i t a ketahui* Dalam hal ,ini clisiplin ilmu yawj-lain pun j-u.i'3. memeeant;
peranah penting sepert i ilmu kimia clan ilrau lofram tliBanpinf.' Ilmu pormesinati,
Kalau k i t a menentukan earjana apa yang paling tepat mcnjacli tennis, seoranc
a h l i raeein dlperlukan penfrctahuan kiraia, «ntuk scoran,? sarjann. ilrau losam
dlperlukan pengetahuan klraia dan mesin, dan untuk Beorans sarjann f i s i t a ?U«
porlukan sedikit pengetahuan mesin seclikit pencetohuan kimia. , ,
Tetapi fcagaimanapun jufra keompat jenis sarjana diatae dapat untuk menjacLi •
ah l i minyak pclumaa.
Selain dar i pada i t u peningkataii mutu minyak pi-lumas akan feifurj b'er-
langsupp; dengan seira'ma kcraajuan didalam pcrmcsinan. - " •.. -
Kita ketahui eaat in i dymia sedang mehgalaini k r i s i s encrpi yong mana keniun{j~
kinan akan ditenrakan jenis raosin kenderaan hara z—sig; i r i t akan. l-.ohan bakar
dan memenuini syarat s i t ua s i saat i n i .
• ' ; (
'-4
$y:
•§••
•• f :
•i !
•I-!
. . " 328
Partanyaan-pertanyaan s * .I , Dari £ .r.Hoor AS. ' . • • ' • i '•
1,. Kr i ta r ia apa yar.^ dipakai untuk mengetahui minyak iJd.L-.uaas i t u h^rua di - .
' ' •• gant l V-. , . ' . . .2«,.Apakah olah. ulanr minyak peltimas ekonomis ?
. Jawab J1,- Rri ter ia yang. dipakai adalah nienn-rut potunjuk dari cara peiaakaianisinyak pelumas.Bila potunjuk pamakaian minyak poluaas men^anjurkanharus diganti dii;?inakan p£.da. kendaraen- petel-ai-i. monc-nipuh ^OQ^kxi^lvxli n i berar t i baiwa ad i t i f - ad i t i f yang ada :.:i dalaw y.iiiiyak polumaa
• i tu eudah t idak dapat berfungsi den^an liaik laKi.apaldla dipaksakanuntuk bekerja lebih lanjut.Petunjulc pemakainn miny?Jc pelunias tiaca-nya ada pads kaleng-kaleng miiiyak pelia:ias atau marou'il dar i perawat-an kondaraan. . .
. 2 , Kalau olah ulanc minyak peluoas i tu diljarapkan seinutu minyak pelu-
mas baru,kemungkinc».n tidak ekcnorois. '
•;TI; 2?#JPi Sdr,H Eranadi.-.' 1,' Apa minyak pelumas yan^' sudah di|:alcai dapat dibGi'Eihkan; ii?,n dipakai
" Bila t i dak , s i f a t - s i f a t apa yan# sudah berabali ? •Jawab t 1 . Minyak pelumas yang sudah dipakai pnda prinoipnya dapat
?. . . kan dan dapat dipakai lagi .Bila proses membersihlcan i tu memenuhisyarat-syarat yang ditentukan.Hal in i karena pada minyak pelumasyang sudah dipakai atau minyak peluaas bokas,aditif-aditifnya BU-dah tidak barfungsi lag i ,d i saunpin/;; rainyak pelumas clasarnya audalvtorkontaminasi.Jadi proses pembersihan rairiyak piiltiraas i tu harufsaaopu menshilangkan kontamine-nt/kctoran j'^np; ada dan hasi i dari vpembersihan minyak pelumaS i tu marupaken minyak polumciB dasar. , .'ApabiJa k i t a mangharapkan ftiilyak pelutnas yanc; as!'imitu" dt'li-' an nir.-nyak pelumaa baru haruslah ditambah aUitir.ltorus diing-it artit,tf daxi oinyak pelumas tidak murah har;_anya.Jikn diharapkan rainyak pe-
. , • .. iumas has i l pen^olahan mir yak polunia^ bekas 3emutu dengan minycik--'.1
pelumas baru kefflungrkinan tidak meneuntunffkin dipandang:ekonomi..
.1
' 329
I I I - Sar i Sdr^Supono M.Sc. r-.1. Di toko-toko benyak sekali dijual berbaeni merk. minyak aditif,micalnya
den/jnn mark STP,Wynn,dsb.Sebaiknya dipilih,mork yan»; mana ya.r.{j cocofc.de-
eadaAn kenclaraan (tahunjmerkjd;:;]).) ? : .l. -•.,••_••,_
»1» Kalau k t t a akan memilih minyak peluniiio yanjj cicolc donfjan keadaiajn.kendaraan menurut tal-ninnya adalah gl;h.sl-?rdo. kalerig• minyak pftltimar.selalu t e r t c r a kate^ori minyak pGlutnas dongan'kodd—kade:; SA,SB,SC,SD dan "SE. ' •
.. SA 5 Untuk motor bens in d;-3.n diosel linjuni t idak ada persyaratan
khuaus.SB : Motor bensin tu.^as rinf;an. ": ' •
• SC : Untuk motor bensin 1964.
SD s'tJntnk muter bonsin 1968 '-'--/-G/i-"]-"--.':-:^-—^-.-'— •• 'SK : tTntuk motor benain 1972. • ; r
::;: :^-; _
Sedangkan oedi yang1 0000k adalah merte -yanc dian.'jurkar. pada -manualporawatan kendaraan.Dan apabila tidak ada anjuran wntuk suatu j.#-nio merit tcrtentu sebaiknya memilih minyak peitunas dari tnerkusahaan yang: oudah torkenal dan Vpsar.IfaJ i n i unhik raonjamiiv-kelengkapan adi t i f yang- ditarotahkan. • .
• $ •