PEMBUATAN SISTEM INTERLOCK PENGENDALI GENERATOR NEUTRDN Silakhudin Pusat Produksi Radioisotop ABSTRAK Suatu Sistem Interlock untuk Pengendali Generator Neutron ~elah dibuat, yang dimaksudkan untuk meningkatkan keselamatan bagi personel dan peralatan genera~or neutron. Dengan adanya sistem ini maka operator harus· melakukan langkah-langkah ter~en~u un~uk memulai operasi, dan bila langkah-langkah ~ersebut ~idak dilakukan maka generator neutron ~idak dapat on. Generator neutron juga akan off secara otomatis apabila terjadi kegagalan (Taul~) selama operasi. Dengan adanya sis~em interlock ini maka bahaya radiasi, bahaya tegangan ~inggi bagi personel dan kerusakan alat dapat dihindari. Sis~em ini juga ~elah diuji dan hasilnya sesuai dengan maksud dalam desain. Model sistem interlock ini dapat diterapkan pada mesin-mesin pemercepa~ partikel yang lain dengan modiTikasi ~er~en~u tergantung atas kebutuhan. ABSTRACT An Interlock System for the Neutron Generator Machine Control System has been built, that is aimed to give the personal and the equipment safety. By the interlock system the operator has to do certain steps for starting the operation of ~he machine. If the rule of step is not followed the machine could not be turned on and the machine will be off automatically when ~he condition is not satisfied or the fault is happened during the operation. By the interlock system, the hazard of radiation, the danger of high voltage and the breakdown of the equipment can be prevented. The system has been tested and the result was in accordance with the design. The system can be used for other particle accelerators by certain modification which is in accord with the requirement. 75
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PEMBUATAN SISTEM INTERLOCK
PENGENDALI GENERATOR NEUTRDN
Silakhudin
Pusat Produksi Radioisotop
ABSTRAK
Suatu Sistem Interlock untuk Pengendali GeneratorNeutron ~elah dibuat, yang dimaksudkan untuk meningkatkan
keselamatan bagi personel dan peralatan genera~or neutron.Dengan adanya sistem ini maka operator harus· melakukan
langkah-langkah ter~en~u un~uk memulai operasi, dan bilalangkah-langkah ~ersebut ~idak dilakukan maka generator
neutron ~idak dapat on. Generator neutron juga akan offsecara otomatis apabila terjadi kegagalan (Taul~) selama
operasi. Dengan adanya sis~em interlock ini maka bahayaradiasi, bahaya tegangan ~inggi bagi personel dan kerusakan
alat dapat dihindari. Sis~em ini juga ~elah diuji danhasilnya sesuai dengan maksud dalam desain. Model sistem
interlock ini dapat diterapkan pada mesin-mesin pemercepa~
partikel yang lain dengan modiTikasi ~er~en~u tergantungatas kebutuhan.
ABSTRACT
An Interlock System for the Neutron Generator Machine
Control System has been built, that is aimed to give the
personal and the equipment safety. By the interlock systemthe operator has to do certain steps for starting the
operation of ~he machine. If the rule of step is notfollowed the machine could not be turned on and the machine
will be off automatically when ~he condition is not
satisfied or the fault is happened during the operation. By
the interlock system, the hazard of radiation, the danger of
high voltage and the breakdown of the equipment can be
prevented. The system has been tested and the result was in
accordance with the design. The system can be used for
other particle accelerators by certain modification which isin accord with the requirement.
75
76
I. PENDAHULUAN
Sistem Interlock (S1) ada1ah suatu sistem rangkaian
(pada umumnya rangkaian elektronik) yang akan mencegah
dihidupkannya suatu alat/bagian alat apabila syarat-syarat
tidak dipenuhi atau akan menghentikan operasi a1at/bagian
a1at apabila kemudian terjadi kondisi yang tak memenuhi
syarat atau dengan kata lain terjadi "interlock fault".
Syarat-syarat tersebut ada1ah menyangkut keselamatan dan
keamanan baik persone1 maupun komponen-komponen a1at.
Tujuan dipasangnya SI adalah untuk membuat keselamatan
persone1 dan keamanan a1at secara 1ebih baik.
Kese1amatan persone1 dalam suatu peralatan harus
dipandang faktor utama terlebih 1agi dalam pera1atan yang
memancarkan radiasi nuk1ir yang mana bahayanya tak terlihat.
Generator Neutron (GN) di PPNY memancarkan radiasi neutron
cepat bertenaga 14 MeV di samping radiasi sinar X maupun
gamma. Untuk mengoperasikan mesin tersebut digunakan sumber
tegangan tinggi sebesar 100 kV, sehingga radiasi neutron dan
sumber tegangan tinggi akan merupakan faktor utama dalam
menyusun sistem interlock bagi pengendali GN.,
Kerusakan pera1atan karena salah dalam mengoperasikan
merupakan segi lain yang harus dicegah. GN terdiri atas
peralatan yang beberapa di antaranya merupakan per- a1atan
kritis terhadap kemungkinan kerusakan karena salah dalam
mengoperasikan. Bi1amana kerusakan terjadi maka akan
diperlukan perbaikan yang cukup tinggi biayanya. Demikian
juga penggunaan yang tak berguna dari bahan da1am ha1 ini
gas deuterium yang mana harganya sangat mahal, harus
dihindari dalam mengoperasikan GN.
Bagian-bagian utama dari GN terdiri atas : 8istem
Sumber Tegangan Tinggi (STT), Sistem Hampa (SH) dan Sistem
Sumber Ion (S8I).
Sistem STT 100 kV berfungsi untuk mempercepat partikel
deuteron sampai tenaga 100 keV, terdiri atas komponen
komponen : osilator frekuensi tinggi dan sumber daya 30 kV.
Paling tidak ada 3 bahaya yang dapat ditimbulkan dari
sistem ini ialah : radiasi (neutron dan sinar X), tegangan
77
tinggi dan frekuensi tinggi. Dua bahaya pertama menyangkut
personel dan yang ketiga menyangkut gangguan terhadap
komponen alat ukur maupun personel. SI pengendali. STT
dibuat untuk mencegah ketiga bahaya/gangguan tersebut.
SH terdiri atas pompa-pompa hampa (rotari dan
torbomolekul), valve, pemanas dan pendingin. Sistem ini
membuat ruang hampa GN mencapai tekanan di bawah 10-~ mmHgs
Tekanan di atas 10-~ mmHg akan menyebabkan ionisasi molekul
molekul gas sisa oleh partikel yang dipercepat,dan tekanan
di atas 10-4 mmHg akan menyebabkan lucutan gas dan dadal
tegangan tinggi. Bila dadal tegangan tinggi terjadi ada
kemungkinan menyebabkan kerusakan komponen tegangan ·tinggi.
Pompa rotari akan menghampakan ruang hampa GN sampai
tekanan 10-3 mmHg, untuk menghampakan lebih lanjut digunakan
pompa turbomolekuls Operasi pompa turbomolekul memerlukan
pemanas untuk praoperasi guna melakukan outgassing dan
diperlukan pendingin dalam operasinya. SI pengendali SH
dibuat agar langkah-langkah pengoperasiannya dapat dilakukan
secara benar sehingga kerusakan alat baik pada SH sendiri
maupun pada sistem yang lain dapat dihindar1s
SSI digunakan untuk memproduksi ion-ion yang akan
dipercepat oleh tegangan tinggia Sistem ini terdiri atas
sumber daya 220 V terisolasi pada tegangan tinggi~ reservoir
gas, botol sumber ion (botol ionisasi), magnet~ ekstraktor
dan pemokus. Dibanding 2 sistem sebelumnya maka
bahaya/kerugian yang ditimbulkan bila salah pengoperasian
relatif kecil. Dalam hal ini adalah kemungkinan terjadi
keluarnya gas dari reservoir secara tak berguna. SI
pengendali SSI disusun untuk menghindari kemungkinan
tersebut.
II. TATA KERJA
A. Teori dan Pembuatan SI Pengendali
1. STT
Agar kemungkinan terkena radiasi dan kontak dengan
tegangan ~inggi dapat dihindari maka sistem STT hanya dapat
on bila operator telah memeriksa di ruang bahaya radiasi
(ruang GN) dan membunyikan sirene peringatan untuk mulai
78
operasi. Untuk men~egah agar seseorang tidak dapat masuk ke
ruang bahaya radiasi sewaktu operasi maka untuk dapat mulai
operasi pintu harus ditutup dan akan off se~ara otomatis
jika pintu dibuka.
Apabila seseorang masih berada di ruang bahaya radiasi
sedangkan pintu sudah tertutup/terkun~i atau STT sudah on
maka di dalam ruang bahaya radiasi disediakan tombol
penyetop operasi, yang bila dipijit akan menghentikan
operasi STT.
Suatu on pada osilator akan on pada STT, sedangkan
besarnya tergantung pada besarnya output dari variak sumber
daya 30 kV. Bila osilator on sedang posisi variak tidak
menunjuk nol pada outputnya maka akan terjadi lon~a~an pada
STT, hal ini dapat merusak komponen. Keadaan demikian
di~egah dengan membuat posisi variak pada output nol untuk
dapat membuat on osilator.
Untuk men~egah terjadinya dadal tegangan pada STT maka
sistem juga hanya dapat on bila tekanan di ruang hampa sudah
di bawah 10-~ mmHg. Untuk itu sinyal interlo~k diambilkan
dari alat ukur hampa.
Gelombang rf dapat mempengaruhi alat-alat ukur, cleh
karena itu kotak osilator harus dalam keadaan tertutup
sewaktu STT dalam keadaan on.
Atas dasar uraian di atas maka untuk dapat membuat on
STT harus dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut
a. Pemeriksaan ruang bahaya radiasi dan sirene dibunyikan
b. Kotak osilator tertutup
~. Tekanan di ruang hampa sudah di bawah 10-~ mmHg
d. Pintu ruang bahaya radiasi ditutup
e. Tidak ada seseorang memijit tombol penyetop operasi di
ruang bahaya radiasi
f. Output variak 30 kV pada posisi nolo
8edangkan STT akan off se~ara otomatis bila
a. Pintu ruang bahaya radiasi dibuka
b. Seseorang memijit tombol penyetop operasi di ruang
bahaya radiasi
~. Tekanan di ruang hampa naik menjadi di atas 10-~ mmHg •
.Adapun rangkaiannya seperti pada gambar la dan lb.
lon-LSirene
79
220 V
S 1H 1swi tch
so1swi tch
sv
meter hampa
switch nolvariak 36 kV
1-Switch dr.
Tmeter hampa~l·on
lswitchIrOsil.Pintu(S2P)
S1R3 ..
SJ.R4
S1
Gambar 1a. Rangkaian On STT
220 V
-f 0-f>-!'
, di ruangg.n.
Ne'utral
80
220 V•I OffOsil.
Gambar 1c. Rang
kaian Off Osil.Neutral
Gambar lb. Rangkaian off osilator di ruang
generator neutron
Sedangkan kerja rangkaiannya dapat dijelaskan sebagaiberikut :
Osilator siap untuk dihidupkan bila lampu K sudah
menyala (gambar la), hal ini terjadi bila syarat sudah
dipenuhi : SiH menutup, SO menutup, SiR2 menutup (bila REi
sudah dihidupkan atau sirene sudah dibunyikan), SiP menutup
dan SV menutup. Kemudian bila tombal on osilatar dipijit
maka Re3 hidup dan SiR3 menutup. Oleh karena S2H juga
sudah menutup (bersamaan dengan S1H) juga S2P (bersamaan
dengan SiP) maka daya 220 V dapat mengalir ke asilator.
Tambol off pada gambar lb akan menghidupkan Re4 dan
akibatnya SiR4 membuka dan Re~ mati. Sedang tombol off pada
gambar lc akan membuka SiR~ dan Re3 mati. Keduanya akan
2. Sistem Hampa (SH)
Di dalam SH terdapat 2 macam pompa hampa ialah
rotari dan pompa turbomolekul. Pompa rotari membuat
hampa menjadi bertekanan 10-3 mmHg, sedang pompa
molekul bekerja mulai tekanan 10-2 mmHg hingga ke
pompa
ruang
turbo
tekanan
81
rendah lagi. Jadi operasi pompa turbomolekul harus
didahului dengan operasi pompa rotari yang mana keduanya
dirangkai secara serio Selain itu untuk mengoperasikan
pompa turbomolekul diperlukan juga pemanasan terlebih dahulu
yang disebut outgassing, tanpa outgassing maka tekanan yang
rendah akan sukar dicapai. Sedang selama operasi pompa