UJI TAK RUSAK PADA KOLIMATOR NIKEL BORON NEUTRON …

UJI TAK RUSAK PADA KOLIMATOR NIKEL BORON

NEUTRON CAPTURE THERAPY DENGAN METODE

GAMMA RADIOGRAFI

Tugas Akhir

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian

Pesyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh:

DEO CLINTON MARANATHA SIMANGUNSONG

NIM: 155214117

PROGAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

NON-DESTRUCTIVE TESTING FOR BORON NEUTRON CAPTURE

THERAPY COLLIMATOR USING GAMMA RADIOGRAPHY METHOD

THESIS

As partial fulfillment of the requirement

to obtained the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

Written By:

DEO CLINTON MARANATHA SIMANGUNSONG

Student Number: 155214117

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019







viii

ABSTRAK

Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) merupakan salah satu metode

penyembuhan kanker yang sedang dikembangkan. Cara kerja metode ini ialah

dengan mengirimkan boron (10

B) ke dalam sel kanker, kemudian pasien dipapar

sinar neutron untuk menghancurkan sel kanker tersebut. Sinar neutron

sebelumnya dimoderasi dahulu menggunakan kolimator. Namun, sebelum

kolimator BNCT ini dapat digunakan, perlu dilakukan inspeksi terlebih dahulu.

Pada penelitian ini, kolimator diinspeksi dengan metode uji tak rusak (NDT)

menggunakan radiografi gamma. Tujuan dari penelitian ini antara lain; untuk

mengetahui proses dan hasil radiografi gamma yang dilakukan terhadap standar

yang dipakai, dan mengetahui struktur dan kualitas kolimator yang telah

diproduksi.

Untuk mengetahui kualitas kolimator yang telah diproduksi, dilakukan

pengujian tak rusak (Non Destructive Testing). Pengujian NDT ini dilakukan

dengan menggunakan sinar gamma (Gamma Radiography). Sumber gamma yang

digunakan adalah Iridium 192, dengan waktu penyinaran selama 27 detik. Sinar

gamma menembus kolimator lalu ditangkap oleh film radiografi. Struktur

kolimator pada film akan muncul berupa area yang terang atau gelap pada film.

Dalam pengujian ini, teknik penyinaran yang dilakukan adalah teknik Single Wall

Single Image (SWSI) dengan total film yang dibutuhkan sebanyak 72 buah.

Dari pengujian gamma radiografi yang telah dilakukan, didapatkan waktu

selama 27 detik sudah cukup untuk mendapatkan struktur kolimator pada film

radiografi. Hasil pengujian menunjukkan keberadaan cacat pada seluruh kolimator.

Cacat berupa crack dideteksi pada kolimator 01 dan 05, sementara cacat jenis

porositas ditemukan pada seluruh kolimator. Kolimator 01, 05, 11, 12

memperlihatkan cacat yang cukup banyak. Kolimator dengan cacat minimal yaitu

kolimator 06, 08, dan 10. Kolimator yang terdapat crack tidak akan digunakan

untuk keperluan BNCT, sementara kolimator yang hanya terdapat porositas akan

dievaluasi lebih lanjut mengenai kualitas sinar neutron yang dapat dihasilkan.

Kata kunci : BNCT, Kolimator, Nikel, Radiografi Gamma


ix

ABSTRACT

Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is one of cancer treatment

method. This method works by delivering boron (10

B) into cancer cells, followed

by neutron irradiation to destroy those tumour cells. Using collimators, the

neutron beam are moderated first. These BNCT collimators are needed to

inspected before used. In this study, the collimators are inspected using one of

non-destructive methods (NDT) which is Gamma Radiography method. The

objectives in this study are: to know the gamma radiography process and its result

and knowing the structure of collimator and its quality.

The quality inspection of produced collimator using gamma radiography

(non-destructive method). This gamma radiography using Iridium-192 gamma

source and the ecposure time is 27 seconds. The gamma rays going through

collimator and absorbed by radiography film. Collimator structure will be shown

as bright or dark area on the film. In this study, the exposure technique using

Single Wall Single Image (SWSI), and 72 films are required for this study.

In this experiment, the exposure time of 27 seconds is enough to record the

collimator structure on the film. The resulting image obtained from this

experiment shows defect on each collimator. Cracks are detected on collimator 01

and 05. Furthermore, porosities are detected on each collimator. A lot of flaws are

detected on collimator 01, 05, 11, 12, while collimator 06, 08, and 10 are some of

the most flawless one. The collimators with crack are not going to be used, and

the collimators with porosities should be investigated further to determine their

suitability for Boron Neutron Capture Therapy. Moreover, some of these resulting

film are considered not accepted because did not fulfill ASTM criteria.

Keywords : BNCT, Collimator, Nickel, Gamma Radiography, Ir-192


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

rahmat dan perlindungan-Nya, serta kasih dan segala bimbingan-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan baik. Tugas akhir berjudul “Uji

Tak Rusak pada Kolimator Nikel Boron Neutron Capture Therapy dengan Metode

Gamma Radiografi” yang telah diselesaikan oleh penulis merupakan salah satu

syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik pada program studi Teknik Mesin,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Dalam

penulisan tugas akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan, dorongan, dan

dukungan serta bimbingan dari orang-orang disekitar penulis. Oleh karena itu,

melalui tulisan ini dengan segala hormat dan kerendahan hati, penulis ingin

menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Sudi Mungkasih, S.Si, M.Math.Sc, Ph.D selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku ketua Program Studi Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma.

3. Budi Setyahandana, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

4. Prof. Ir. Yohannes Sardjono, APU selaku dosen pembimbing Tugas

Akhir di BATAN.

5. Bapak Sigit Santosa dan seluruh Penguji PSMN selaku pembimbing

selama pengujian di lapangan.

6. Stefan Mardikus, M.T. Selaku Dosen Pembimbing Akademik.

7. Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, yang

telah membimbing dan memberikan ilmunya kepada penulis selama

perkuliahan.

8. Orang tua, saudara serta semua keluarga yang selalu memberikan

bantuan, dukungan serta fasilitas selama menyelesaikan perkuliahan

dan tugas akhir ini.



xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

TITLE PAGE ......................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN PSTA-BATAN .................................................. iv

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .............................................................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................... vii

ABSTRAK .......................................................................................................... viii

ABSTRACT ........................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................... x

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvii

BAB I ...................................................................................................................... 2

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 2

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................... 2

1.3 Rumusan Masalah .................................................................................. 3

1.4 Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.5 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3

1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

BAB II .................................................................................................................... 5

2.1 DASAR TEORI ...................................................................................... 5

2.1.1 Kanker ............................................................................................... 5

2.1.2 BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) ........................................ 6

2.1.3 Karakteristik Neutron Untuk BNCT ................................................ 7

2.1.4 Kolimator BNCT ............................................................................... 8

2.1.5 Nikel ................................................................................................ 10

2.1.6 Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting) ................................ 11

2.1.7 Uji Tak Rusak (Non-Destructive Testing) ...................................... 14


xiii

2.1.8 Uji Radiografi (Radiography Testing) ............................................ 19

2.1.9 Gamma Radiografi .......................................................................... 22

2.1.10 Jenis-jenis cacat (Diskontinuitas dan Defek) .................................. 36

2.2 TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 39

BAB III ................................................................................................................. 40

3.1 Alat dan Bahan ....................................................................................... 40

3.1.1 Kolimator BNCT ............................................................................. 40

3.1.2 Film Radiografi ............................................................................... 40

3.1.3 Perlengkapan Penyinaran ................................................................ 41

3.2 Persiapan Penyinaran ............................................................................. 43

3.2.1 Identifikasi Kolimator ..................................................................... 43

3.3.2 Teknik Penyinaran .......................................................................... 44

3.3.3 Perhitungan Waktu Penyinaran ....................................................... 45

3.3.4 Penentuan Penetrameter (IQI) ......................................................... 47

3.4 Memulai Penyinaran ............................................................................... 48

3.4.1 Penentuan daerah penyinaran .......................................................... 48

3.4.2 Pemasangan film pada kolimator .................................................... 49

3.4.3 Instalasi Kamera Gamma ................................................................ 49

3.4.4 Penyinaran Gamma Radiografi ....................................................... 50

3.5 Proses Pengolahan Film ......................................................................... 50

3.6 Bagan Tahapan Pengujian ...................................................................... 53

BAB IV ................................................................................................................. 54

4.1 Hasil Uji Radiografi Kolimator 01 ......................................................... 54

4.1.1 Kolimator 01 0-1 A ......................................................................... 54

4.1.2 Kolimator 01 0-1 B ......................................................................... 55

4.1.3 Kolimator 01 1-2 A ......................................................................... 57

4.1.4 Kolimator 01 1-2 B ......................................................................... 58

4.1.5 Kolimator 01 2-0 A ......................................................................... 59

4.1.6 Kolimator 01 2-0 B ......................................................................... 61


4.2.1 Kolimator 02 0-1 A ......................................................................... 62


xiv

4.2.2 Kolimator 02 0-1 B ......................................................................... 63

4.2.3 Kolimator 02 1-2 A ......................................................................... 65

4.2.4 Kolimator 02 1-2 B ......................................................................... 66

4.2.5 Kolimator 02 2-0 A ......................................................................... 67

4.2.6 Kolimator 02 2-0 B ......................................................................... 68


4.3.1 Kolimator 03 0-1 A ......................................................................... 69

4.3.2 Kolimator 03 0-1 B ......................................................................... 71

4.3.3 Kolimator 03 1-2 A ......................................................................... 72

4.3.4 Kolimator 03 1-2 B ......................................................................... 73

4.3.5 Kolimator 03 2-0 A ......................................................................... 74

4.4 Analisis cacat pada kolimator ................................................................. 75

4.5 Analisis ketidaklayakan film .................................................................. 77

BAB V ................................................................................................................... 79

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 79

5.2 Saran ....................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 81


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Reaksi nuklir yang terjadi setelah penyinaran (Nedunchezhian, Aswath,

Thiruppathy, & Thirugnanamurthy, 2016) ......................................................................... 2

Gambar 2.1 Persamaan interaksi

10B dengan neutron termal (Setiyadi, Sardjono, &

Darmawan, 2016) ................................................................................................................ 7

Gambar 2.2 Bentuk Umum BSA (Bavarnegin, Kasesaz, & Wagner, 2017) ....................... 8

Gambar 2.3 Penggunaan Nikel (Barceloux, 1999) ........................................................... 11

Gambar 2.4 Prinsip pngecoran Horizontal Centrifugal Casting (Tjitro & Sugiharto, 2004)

.......................................................................................................................................... 13

Gambar 2.5 Mesin Pengecoran Sentrifugal (Mujiyono, Suharto, Nurjaman, Mukhammad,

Nurhadiyanto, & Sumowidagdo, 2018) ............................................................................ 14

Gambar 2.6 Skema Pengujian UT. Grafik diskontinuitas ditunjukkan pada bagian B.

(British Institute of Non-Destructive Testing, 2015) ........................................................ 16

Gambar 2.7 Skema cara kerja Eddy Current Testing. (AbdAlla, Faraj, Samsuri, Rifai, Ali,

& Al-Douri, 2019) ............................................................................................................ 18

Gambar 2.8 Skema Pengujian Radiografi (International Atomic Energy Agency, 1996) 20

Gambar 2.9 Spektrum Gelombang Elektromagnetik (British Institute of Non-Destructive

Testing, 2015) ................................................................................................................... 21

Gambar 2.10 Kamera Gamma dan bagian-agiannya ........................................................ 24

Gambar 2.11 Tampak samping struktur film radiografi (British Institute of Non-

Destructive Testing, 2015) ................................................................................................ 25

Gambar 2.12 IQI Wire Type (https://m.indiamart.com diakses pada 30/04/2019) ........... 28

Gambar 2.13 Penentuan penetrameter berdasarkan ketebalan material (American Society

of Mechanical Engineers, 2013) ....................................................................................... 28

Gambar 2.14 Teknik SWSI dengan marker lokasi pada sisi sumber (American Society of

Mechanical Engineers, 2013) ............................................................................................ 34

Gambar 2.15 Teknik SWSI dengan marker lokasi pada sisi sumber (American Society of


Gambar 2.16 Teknik Penyinaran Double Wall Single Image (American Society of


Gambar 2.17 Skema Penyinaran Double Wall Double Image (American Society of


Gambar 2.18 Shrinkage .................................................................................................... 36

Gambar 2.19 Gas Porosity (Hellier, 2003) ....................................................................... 37

Gambar 2.20 Diskontinuitas hot tear (Hellier, 2003) ........................................................ 38

Gambar 3.1 Kolimator BNCT ........................................................................................... 40

Gambar 3.2 Film FUJI yang digunakan untuk pengujian Gamma Radiografi ................. 41

Gambar 3.3 Pocket Dosimeter .......................................................................................... 41


xvi

Gambar 3. 4 Surveymeter ................................................................................................. 42

Gambar 3.5 Kamera Gamma (Exposure Container Device) ............................................. 42

Gambar 3.6 Radiation Audio Visual ................................................................................. 42

Gambar 3.7 Identifikasi Kolimator ................................................................................... 44

Gambar 3.8 Skema Penyinaran Kolimator ....................................................................... 45

Gambar 3.9 Kurva Eksposure ........................................................................................... 46

Gambar 3.10 Pemilihan IQI untuk pengujian ................................................................... 47

Gambar 3.11 Penetrameter pada Kolimator ...................................................................... 49

Gambar 3.12 Film pada Kolimator ................................................................................... 49

Gambar 3.13 Hanger Film ................................................................................................ 51

Gambar 3.14 Tangki Pengeringan Film ............................................................................ 51

Gambar 3.15 Film Viewer ................................................................................................ 51

Gambar 3.16 Densitometer (Fidgeon, Digit-X Serial No. 190932 ................................... 52

Gambar 3.17 Bagan Tahapan Penelitian ........................................................................... 53

Gambar 4.1 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 01 0-1 A ............................. 55

Gambar 4.2 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 01 0-1 B ............................. 56



Gambar 4.5 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 01 2-0 A ..................................... 60





Gambar 4.10 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 02 1-2 B ........................... 67

Gambar 4.11 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 02 2-0 A ........................... 68







Gambar 4.18 Contoh diskontinuitas pada pengelasan ...................................................... 76

Gambar 4.19 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 07 0-1 B .................................... 77

Gambar 4.20 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 07 2-0 A ................................... 78


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Parameter standar kualitas neutron menurut IAEA ........................................... 8

Tabel 2.2 Beberapa jenis sumber gamma yang digunakan dalam radiografi industri

(International Atomic Energy Agency, 1999); (International Atomic Energy Agency,

1996) ................................................................................................................................. 23

Tabel 2.3 Ukuran Diameter Kawat IQI Beserta Identifikasinya (American Society of


Tabel 3.1 Penentuan Set Penetrameter .............................................................................. 48

Tabel 4.1 Tabel Densitas Film Kolimator 01 0-1 A .......................................................... 54

Tabel 4.2 Tabel Densitas Film Kolimator 01 0-1 B .......................................................... 56

Tabel 4.3 Tabel Densitas Film Kolimator 01 1-2 A.......................................................... 57







Tabel 4.10 Tabel Densitas Film Kolimator 02 1-2 B ........................................................ 66

Tabel 4.11 Tabel Densitas Film Kolimator 02 2-0 A........................................................ 67






Tabel 4.17 Tabel Film Densitas Kolimator 03 2-0 A........................................................ 75


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sampai saat ini, kanker merupakan salah satu penyakit fatal, yang menjadi

tantangan menakutkan bagi hampir setiap negara di seluruh dunia (Sarfati, et al.,

2018). Terdapat beberapa metode penyembuhan untuk menghadapi kanker seperti

operasi, radioterapi, kemoterapi, ketiga teknik tersebut digabung untuk diagnosa

dan pengobatan kanker (Lage & Romero, 2018).

Salah satu opsi metode pengobatan kanker terkini ialah BNCT. BNCT

(Boron Neutron Capture Therapy), merupakan metode pengobatan kanker dengan

menggunakan Boron (10

B) yang dimasukkan ke dalam sel kanker melalui obat

ataupun penyuntikan lalu diradiasi dengan sinar neutron. Gambar 1.1

menunjukkan interaksi boron dan sinar neutron. (Vallenry, Widiharto, & Sardjono,

2014). Boron yang telah dimasukkan dan sudah masuk di sel-sel yang terinfeksi

kanker, kemudian diradiasi dengan neutron berenergi rendah (Maitz, et al., 2017).

Kolimator neutron adalah suatu sistem yang digunakan untuk

menghasilkan fluks neutron yang sesuai kebutuhan terapi BNCT dengan

melakukan kolimasi terhadap neutron. Kolimator BNCT yang baik diharapkan

mampu memberikan kinerja yang baik serta lolos uji homogenitas dan dapat

menghasilkan kualitas neutron sesuai parameter yang telah diatur pada IAEA-

Tecdoc-1223. 2001. Current Status of Neutron Capture Therapy. International

Atomic Energy Agency Wagramer Strasse 5.

Gambar 1.1 Reaksi nuklir yang terjadi setelah penyinaran (Nedunchezhian,

Aswath, Thiruppathy, & Thirugnanamurthy, 2016)


2

pada penelitian ini, kolimator BNCT akan diuji dengan menggunakan

metode Gamma Radiografi. Sesuai standar yang telah ditetapkan, pengujian

homogenitas kolimator ini dilakukan dengan metode Gamma Radiografi dengan

metode radiografi teknik dinding tunggal bayangan tunggal (single wall single

image/SWSI) menggunakan sinar gamma. Terdapat 12 kolimator yang menjadi

objek pengujian, dengan diameter luar (Dout) 19 cm dan diameter dalam (Din) 16

cm, serta ketebalan 1,5 cm. Hasil dari pengujian ini berupa gambar struktur

kolimator pada film. Pengukuran densitas kemudian dilakukan pada beberapa titik

yang berbeda. Pembacaan film juga dilakukan untuk melihat apakah terdapat

defek/cacat pada kolimator. Umumnya, pada film, cacat akan terlihat sebagai

bagian yang lebih gelap dari sekitarnya.

1.2 Identifikasi Masalah

Salah satu metode efektif dalam mengobati penyakit kanker yaitu

penerapan metode Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Dalam

penerapannya, metode BNCT mengirimkan boron ke sel kanker lalu disinari

dengan sinar neutron. Sinar neutron diperoleh dari sumber neutron, namun

neutron yang dihasilkan masih belum memenuhi standar neutron yang digunakan

pada metode BNCT. Hal itu disebabkan fluks energi neutron yang dikeluarkan

dari sumber neutron masih terlalu tinggi.

Untuk memenuhi standar neutron yang dibutuhkan pada metode BNCT,

perlu dilakukan kolimasi sinar neutron. Kolimasi dilakukan oleh kolimator BNCT,

dimana kolimator akan menurunkan fluks neutron yang diperoleh dari sumber

neutron tersebut hingga sesuai dengan kebutuhan neutron yang dibutuhkan

metode BNCT.

Kolimator juga memiliki standar yang harus dilaksanakan agar dapat

digunakan pada BNCT. Kolimator harus diproduksi dengan metode centrifugal

casting, dan material pembuatnya adalah nikel dengan tingkat kemurnian diatas

99%. Kolimator juga harus diuji homogenitas dan kinerjanya dahulu dengan

menggunakan metode radiografi.


3

Pada masalah ini, salah satu bagian utama kolimator, yaitu reflektor, diuji

untuk mengetahui tingkat kelayakan kolimator tersebut. Kolimator diuji dengan

metode gamma radiografi, lalu diperiksa homogenitas dan kelayakannya, dan

dilakukan analisis.

1.3 Rumusan Masalah

Masalah yang dirumuskan dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana hasil pengujian radiografi gamma pada kolimator nikel dengan

menggunakan standar baja karbon?

2. Bagaimana tingkat kelayakan kolimator BNCT yang dihasilkan?

1.4 Batasan Masalah

Sehubungan dengan luasnya penelitian dan keterbatasan dana dan waktu yang ada,

penulis memberikan batasan penelitian berupa:

1. Kolimator yang diuji terdiri dari bahan dasar nikel.

2. Pengujian menggunakan metode gamma radiografi.

3. Kolimator diproduksi dengan metode centrifugal casting.

4. Sumber gamma yang digunakan untuk pengujian ialah Iridium-192

5. Film yang digunakan merupakan film X-ray AGFA D7

6. Beberapa film tidak dapat dilakukan analisis dikarenakan human error selama

pengujian.

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui proses pengujian radiografi gamma beserta kualitas hasil

pengujian yang didapatkan dengan menggunakan referensi material baja

karbon.

2. Untuk mengetahui kualitas dan kelayakan kolimator yang telah diproduksi.

1.6 Manfaat Penelitian

Manfaat dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Sebagai data kualitas kinerja kolimator yang akan digunakan dalam

pembuatan alat BNCT.


4

2. Sebagai data referensi para peneliti dalam menentukan tingkat layak pakai

kolimator.

3. Sebagai referensi atau perbandingan untuk peneliti lain terhadap

permasalahan baru yang akan diteliti.

4. Sebagai referensi pembelajaran bagi masyarakat, pelajar, mahasiswa maupun

peneliti.


5

BAB II

DASAR TEORI & TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DASAR TEORI

2.1.1 Kanker

Kanker merupakan salah satu penyebab kematian utama di seluruh dunia.

Menurut International Agency for Research on Cancer sampai pada September

2018 diperkirakan terdapat 18.1 juta kasus kanker dengan angka kematian akibat

kanker mencapai 9.6 juta jiwa.

Kanker atau dapat disebut sebagai tumor dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu

kanker jinak dan kanker ganas. Pada level jinak, tumor berkembang tidak sesuai

dengan sifat kanker, dimana tumor tidak menyebar menuju organ lainnya dan

penyakit ini dapat dideteksi. Berbeda dengan level ganas, kanker ganas akan

berbahaya apabila tidak segera ditangani (Farahdiba & Nugroho, 2016).

Berbagai teknik pengobatan diterapkan dalam menyembuhkan kanker seperti

pembedahan, kemoterapi, imunoterapi, targeted therapy, terapi hormon atau endokrin,

transplantasi sel induk dan terapi radiasi. Secara umum, penyembuhan kanker di

Indonesia dilakukan dengan operasi dan kemoterapi sementara radioterapi penerapannya

masih terbatas (Fitriatuzzakiyyah, Sinuraya, & Puspitasari, 2017). Penyembuhan kanker

dengan metode operasi dan radioterapi efektif untuk kanker yang bersifat non-metastasis.

Namun, jika kanker telah menyebar, maka radioterapi merupakan metode yang lebih

efektif untuk mengatasi kanker metastatik (Wijaya & Muchtaridi, 2017).

a. Metode Operasi

Metode operasi merupakan metode yang mengawali penyembuhan kanker.

Dengan melakukan operasi pada bagian yang menjadi sumber kanker, dipercaya

dapat menyembuhkan penderita kanker. Namun, pengobatan kanker dengan

metode operasi tidak menunjukkan angka keberhasilan penyembuhan kanker yang

tinggi (Benjamin, 2014).

b. Metode Kemoterapi


6

Kemoterapi merupakan penggunaan obat-obat khusus untuk mematikan

sel kanker. Obat-obat tersebut dapat dimasukkan melalui suntikan, dalam bentuk

pil atau cairan. Obat ini dialirkan melalui pembuluh darah, sehingga obat mengalir

ke seluruh tubuh, dan efektif untuk pengobatan kanker yang telah menyebar ke

seluruh tubuh. Namun, penggunaan obat ini juga memiliki efek samping karena

ikut merusak beberapa sel normal (Yudissanta & Ratna, 2012).

c. Metode Radioterapi

Radioterapi menggunakan radiasi pengion (gelombang radio dengan

energi diatas 12 eV) karena dapat membentuk ion dan menyimpan energi ke sel-

sel jaringan yang melewatinya. Energi yang tersimpan ini akan membunuh sel

kanker atau menyebabkan perubahan genetik yang mengakibatkan kematian sel

kanker. Metode ini masih terbatas penggunaanya dikarenakan biaya produksinya

yang mahal (Fitriatuzzakiyyah, Sinuraya, & Puspitasari, 2017).

2.1.2 BNCT (Boron Neutron Capture Therapy)

BNCT atau Boron Neutron Capture Therapy merupakan suatu teknik

pengobatan kanker dengan menggunakan metode selective targeting. Teknik ini

menggunakan nuklida radioaktif yaitu boron (10

B) yang kemudian disinari oleh

neutron termal dan terjadi reaksi nuklir 10

B(n,α)7Li. Reaksi ini mengemisikan

partikel alfa dan inti 7Li dengan energi kinetik total 2,79 MeV. Kedua partikel ini

memiliki jarak jangkauan sebesar 4-10 μm. Nilai ini setara dengan diameter sel

manusia, sehingga penyinaran pada sel kanker dapat dilakukan secara selektif jika

sel kanker mengandung konsentrasi boron yang tinggi. Interaksi boron-10 dengan

neutron termal ditunjukkan dengan Gambar 2.1.

Boron digunakan dalam metode ini karena Boron merupakan unsur kimia

yang paling cocok dengan tampang lintang reaksi sebesar 3840 barns (3,84 x 10-25

m2) untuk menangkap neutron termal serta tidak beracun (Brandão & Campos,

2009). Syarat agar BNCT berhasil ialah terdapat konsentrasi boron dalam jumlah

besar pada sel kanker dan intensitas neutron termal yang cukup untuk mencapai

atom boron dan memulai reaksi tangkapan neutron boron (Nurwati & Prasetya,


7

2014). Boron lebih banyak diserap oleh daerah yang terinfeksi tumor, hal ini

dikarenakan metabolisme pada sel kanker lebih tinggi daripada metabolisme pada

sel sehat (Brandão & Campos, 2009).

2.1.3 Karakteristik Neutron Untuk BNCT

Untuk berinteraksi dengan diperlukan neutron termal atau neutron

berenergi rendah. Namun karena banyaknya kasus kanker yang terletak di bagian

dalam tubuh, maka diperlukan neutron dengan energi lebih tinggi. Hal itu

dikarenakan neutron akan melewati kulit dan lapisan lainnya sebelum mencapai

sel kanker. Untuk itu diperlukan neutron epitermal yang berenergi di atas termal

(F, Riyatun, & Suharyana, 2015).

Untuk memenuhi kebutuhan BNCT, International Atomic Energy Agency

(IAEA) telah mengatur standar kualitas dan kuantitas neutron yang digunakan

yang meliputi parameter-parameter yang harus dipenuhi sehingga tercapai

kesehatan dan keselamatan untuk pekerja maupun pasien iradiasi. Kelima

parameter tersebut ditunjukkan pada Tabel 2.1.

Gambar 2.1 Persamaan interaksi 10

B dengan neutron termal (Setiyadi,

Sardjono, & Darmawan, 2016)


8

Tabel 2.1 Parameter standar kualitas neutron menurut IAEA

2.1.4 Kolimator BNCT

Beam Shaping Assembly (BSA) atau kolimator BNCT didesain dengan

tujuan untuk memoderasi neutron berenergi tinggi menjadi neutron berenergi

rendah, mengeliminasi neutron cepat & neutron termal, serta meminimalisir

partikel gamma yang dihasilkan (Fantidis & Nicolaou, 2018). Gambar 2.2

merupakan bentuk BSA secara umum untuk mendapatkan sinar neutron sesuai

dengan standar yang telah ditetapkan.

Moderator melakukan moderasi terhadap sinar neutron yang berasal dari

sumber neutron. Sinar neutron ini masih memiliki banyak neutron cepat yang

Thermal BNCT Epithermal BNCT

Parameter Notasi (satuan) Rekomendasi

IAEA Parameter Notasi (satuan)

Rekomendasi IAEA

Fluks neutron

termal φthermal (cm-2s-1) >109 Fluks neutron

epitermal φepithermal (cm-2s-1) >109

Rasio laju dosis neutron cepat dan

fluks neutron termal

Ḋf / φ𝑒𝑝𝑖𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙

(𝐺𝑦 𝑐𝑚2

/𝑛)

<2.0 x 10-13

Rasio laju dosis

neutron cepat dan

fluks neutron epitermal

Ḋf / φ𝑒𝑝𝑖𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 (𝐺𝑦

𝑐𝑚2

/𝑛)

<2.0 x 10-13

Dgamma∕φepithermal

Ḋ𝛾 / φ𝑒𝑝𝑖𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 (𝐺𝑦 𝑐𝑚2

/𝑛)

<2×10-13

Rasio laju dosis

gamma dan fluks

neutron epitermal

Ḋ𝛾 / φ𝑒𝑝𝑖𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 (𝐺𝑦

𝑐𝑚2

/𝑛)

<2.0 x 10-13

Rasio antara fluks termal dan fluks

total φtℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙∕φ𝑡otal >0.9

Rasio antara fluks termal dan

epitermal φ𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙∕φepitℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 <0.05

Rasio antara arus neutron dan fluks neutron (𝐽/φ𝑒𝑝𝑖𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙) >0.7 Fast Energy E >10 keV

Epithermal energy 0.5 eV<E<10 keV Thermal energy E <0.5 eV

Gambar 2.2 Bentuk Umum BSA (Bavarnegin, Kasesaz, &

Wagner, 2017)


9

tidak sesuai dengan kriteria IAEA. Moderasi yang dilakukan akan menurunkan

neutron cepat menjadi neutron epitermal (A, Sardjono, & Widiharto, 2014).

Reflektor berperan penting dalam penyediaan sinar neutron. Reflektor

menjaga kestabilan jumlah neutron didalam kolimator, dan mencegah keluarnya

neutron dari kolimator karena mengalami hamburan oleh moderator (F, Riyatun,

& Suharyana, 2015). Neutron yang keluar tersebut dapat diminimalisir dengan

memasang reflektor mengelilingi moderator (Bavarnegin, Kasesaz, & Wagner,

2017).

Apperture merupakan bagian yang dapat memusatkan dan menaikkan

intensitas berkas neutron dengan merancang dinding kolimator seperti kerucut,

dengan diameter awal yang lebar dan ujung yang sempit (A, Sardjono, &

Widiharto, 2014). Untuk mendapatkan sinar neutron yang berkualitas, digunakan

filter neutron cepat, filter neutron epitermal, dan filter gamma (Bavarnegin,

Kasesaz, & Wagner, 2017).

Salah satu komponen kolimator yaitu reflektor, terbuat dari bahan nikel.

Kolimator ini memiliki panjang total 156 cm, dengan diameter luar (d0) sebesar 19

cm dan diameter dalam (di) sebesar 16 cm, sehingga ketebalan dari

kolimator/reflektor sebesar 1,5 cm. Kolimator terbagi menjadi 12 segmen

sehingga tiap segmen memiliki panjang sejauh 13 cm. Kolimator berbentuk

tabung dengan material peyusun terdiri dari nikel dengan tingkat kemurnian di

atas 95% (Widarto, Trikasjono, & Akbar, 2016).

Proses manufaktur kolimator BNCT melalui tahap pelelehan material nikel

murni kemudian diikuti dengan proses pengecoran sentrifugal. Material yang

digunakan yaitu nikel dengan tingkat kemurnian 98.9%, berbentuk persegi dengan

ukuran 15 x 15 cm2 dan 3 x 3 cm

2. Proses pelelehan nikel menggunakan tanur

busur listrik (electric arc furnace). Metode ini digunakan karena salah satu sifat

nikel yaitu memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. (Mujiyono, Suharto,

Nurjaman, Mukhammad, Nurhadiyanto, & Sumowidagdo, 2018).


10

2.1.5 Nikel

Nikel merupakan unsur dengan nomor atom 28 di tabel periodik unsur.

Nikel merupakan logam berwarna putih keperakan yang terletak di baris keempat

dan golongan VIII B pada tabel periodik unsur, bersama dengan kobalt dan besi.

Massa atom nikel ialah 58.71. Struktur normal dari kristal nikel berbentuk kubus

berpusat muka (face-centered cubic). Massa jenis nikel pada suhu kamar (25°C)

adalah 8.902 g/cm3. Titik lebur nikel berkisar 1453 °C (2647 °F). Titik didih nikel

diperkirakan sekitar 2723 °C. Untuk nikel dengan tingkat kemurnian 99.95%,

kalor peleburan nikel adalah 17,48 kJ/mol dan kalor penguapan nikel adalah 377,5

kJ/mol (Rosenberg, 1968).

Banyak bahan paduan yang menggunakan bahan nikel karena memiliki

kekuatan struktur terhadap proses creep, fatigue, dan kestabilan permukaan pada

suhu tinggi sehingga juga digunakan pada mesin pesawat dan turbin gas

pembangkit listrik (Sujiono, Diantoro, & Samnur, 2014).

Nikel juga dapat terkorosi dalam lingkungan yang mendukung korosi

terjadi. Namun, nikel dapat melindungi diri sendiri dengan membentuk lapisan

tahan korosi (passive layer), sehingga dapat menahan laju korosi (Zhang, et al.,

2014). Nikel memiliki resistansi tinggi terhadap korosi yang disebabkan oleh air,

seperti air suling, air kran, air tawar.

Nikel merupakan suatu jenis logam yang telah digunakan sebagai logam

paduan (alloy). Nikel digunakan pada lebih dari 300.000 produk industri, militer,

transportasi, penerbangan, kelautan, dan arsitektur. Penggunaan nikel terbesar

yaitu sebagai logam paduan (alloy), dipadu dengan kromium atau logam lainnya

untuk menghasilkan baja tahan karat. Jenis logam ini banyak digunakan untuk

peralatan rumah tangga, konstruksi, alat transportasi, pipa minyak dan gas, alat

medis, bidang farmasi, serta industri makanan dan minuman (Arif, 2018).

Secara umum, nikel digunakan sebagai bahan campuran untuk produksi

baja tahan karat (stainless steel), campuran nikel, dan campuran nikel-besi cor,

yang kemudian digunakan sebagai material produksi objek seperti koin,

perlengkapan kelistrikan, perlengkapan kerajinan, alat-alat mekanik, senjata,


11

perlengkapan rumah tangga, dan peralatan masak. Gambar 2.3 menunjukkan

penggunaan nikel secara umum (Barceloux, 1999).

2.1.6 Pengecoran Sentrifugal (Centrifugal Casting)

Casting atau pengecoran merupakan metode produksi komponen logam

yang paling tua dan tradisional. Metode pengecoran digunakan untuk produksi

kolimator BNCT. Ada tiga metode pengecoran yang dapat digunakan untuk

produksi kolimator, yaitu metode gravity casting, centrifugal casting, dan

investment casting.

Sebelumnya, kolimator BNCT diproduksi menggunakan metode gravity

casting. Namun, gravity casting memiliki beberapa kelemahan seperti proses

pengecoran yang lebih kompleks, desain raiser, dan cetakan pasir. Metoda ini

berpotensi menghasilkan defek seperti porositas, dan kavitasi (Nurhadiyanto,

Mujiyono, & Ristadi, 2017). Metode gravity casting mempertimbangkan

parameter-parameter seperti; temperatur cetakan, temperatur pemanasan awal,

waktu penuangan, material pelapis cetakan, kecepatan tuang, ketebalan pelapis

cetakan (Malhotra & Kumar, 2016).

Investment casting merupakan salah satu metode pengecoran yang mampu

menghasilkan produk dengan tingkat akurasi dimensi yang tinggi, serta tingkat

defek yang rendah. Pengecoran investment ini juga dikenal sebagai pengecoran

presisi, atau lost-wax casting (Singh & Singh, 2015). Metode ini menggunakan

cetakan dari bahan lilin, yang selanjutnya diikuti dengan penuangan logam cair

menuju cetakan. Keunggulan dari metode ini ialah kemampuan dalam

menghasilkan produk yang membutuhkan ketelitian dan akurasi dimensi yang

Gambar 2.3 Penggunaan Nikel (Barceloux, 1999)


12

tinggi, cocok digunakan untuk produksi jangka panjang dengan alat pengecoran

yang efisien, ramah lingkungan, cocok untuk desain produk yang rumit.

Sementara kekurangan metode ini ialah kemampuan pengecoran terbatas oleh

ukuran dan berat, diperlukan perhatian pada tahap proses pengecoran, harga alat-

alat pengecoran yang mahal, dan laju produksi yang lambat (Singh, Singh, &

Hashmi, 2016).

Centrifugal Casting merupakan salah satu metode pengecoran yang

menghasilkan produk cor berbentuk silinder dengan memanfaatkan putaran untuk

menghasilkan gaya sentrifugal. Pada pengecoran sentrifugal, logam cair dituang

ke dalam cetakan yang berputar. Saat proses penuangan, gaya sentrifugal yang

diperoleh dari putaran cetakan mengakibatkan logam cair yang dituang terdorong

menuju diameter luar cetakan (Situngkir, 2009). Akibat gaya sentrifugal tersebut,

dihasilkan hasil coran yang mampat (Santoso & Setiawan, 2015). Metode

pengecoran sentrifugal banyak dilakukan untuk manufaktur tabung dan pipa

seperti pipa air, pipa gas, saluran pembuangan air, cincin, bushing (bantalan),

silinder mesin, tiang lampu jalan, rem tromol dan lain-lain (Ebhota, Karun, &

Inambao, 2016).

Pada metode pengecoran sentrifugal, salah satu parameter yang berperan

penting dalam menentukan hasil pengecoran ialah kecepatan putar (Santoso &

Setiawan, 2015). Kecepatan putar akan mempengaruhi gaya sentrifugal yang

dihasilkan selama pengecoran berlangsung. Adanya gaya sentrifugal akan

mendorong logam cair dan mengisi rongga-rongga yang terbentuk karena material

mengalami pembekuan. Pada metode ini, terjadi pembekuan terarah (directional

solidification) dari diameter luar menuju diameter dalam. Hal ini akan

menurunkan potensi terjadinya shrinkage (Tjitro & Sugiharto, 2004) (Santoso &

Setiawan, 2015). Selain itu pengecoran sentrifugal juga merupakan metode

pengecoran yang menutupi kelemahan gravity casting (Mujiyono, Suharto,

Nurjaman, Mukhammad, Nurhadiyanto, & Sumowidagdo, 2018). Skema prinsip

pengecoran sentrifugal dapat dilihat pada Gambar 2.4.


13

Metode pengecoran sentrifugal memiliki beberapa kelebihan seperti:

a. Kualitas coran yang dihasilkan lebih baik karena adanya dorongan gaya

sentrifugal saat logam cair dituang dan membeku. Dimensi akurat,

permukaan akhir yang bagus, porositas dapat diminimalisir.

b. Lebih murah karena tidak menggunakan inti dan riser.

c. Pembekuan lebih cepat dan sifat metalurgi produk yang dihasilkan bagus.

d. Menghasilkan gaya yang besar.

e. Proses permesinan yang dilakukan lebih mudah. Cacat seperti slag dan

impurities cenderung berkumpul di diameter dalam coran dan dapat

diperbaiki melalui proses permesinan (Ebhota, Karun, & Inambao, 2016).

Kekurangan metode sentrifugal yaitu bentuk coran yang terbatas pada

bentuk tabung dan silinder (Santoso & Setiawan, 2015). Selain itu biaya peralatan

serta perawatannya tergolong mahal. Metode ini juga membutuhkan gaya

sentrifugal yang tinggi dalam proses produksinya. Cetakan metode sentrifugal

juga hanya dapat digunakan untuk suatu bentuk tertentu, sehingga laju produksi

Gambar 2.4 Prinsip pngecoran Horizontal Centrifugal Casting (Tjitro &

Sugiharto, 2004)


14

metode pengecoran sentrifugal cukup rendah (Mujiyono, Suharto, Nurjaman,

Mukhammad, Nurhadiyanto, & Sumowidagdo, 2018).

Selain itu, karena adanya tekanan dari logam cair terhadap cetakan, maka

diperlukan cetakan yang cukup kuat untuk menahan tekanan dari logam cair

sehingga cetakan tidak pecah saat proses pengecoran sentrifugal berlangsung.

Laju aliran logam cair juga dapat mengikis permukaan cetakan. Hal ini

menunjukkan bahwa metoda pengecoran sentrifugal juga membutuhkan cetakan

dengan permukaan yang mampu bertahan dari pengikisan yang disebabkan oleh

aliran logam cair (Mujiyono, Suharto, Nurjaman, Mukhammad, Nurhadiyanto, &

Sumowidagdo, 2018). Metode centrifugal casting ini juga dapat dilakukan untuk

menghasilkan produk coran berpenampang persegi atau bentuk lain, namun

lubang pada bagian dalam produk coran akan berbentuk lingkaran.

Dalam proses pembuatan kolimator BNCT, digunakan mesin pengecoran

sentrifugal dengan kecepatan putar mencapai 2200 rpm. Gambar 2.5 menunjukkan

mesin pengecoran sentrifugal yang dipakai untuk pembuatan kolimator BNCT

(Mujiyono, Suharto, Nurjaman, Mukhammad, Nurhadiyanto, & Sumowidagdo,

2018).

2.1.7 Uji Tak Rusak (Non-Destructive Testing)

Pengujian tanpa rusak (Non-Destructive Testing) merupakan metode

pengujian suatu bahan tanpa merusak atau mengubah kondisi fisik bahan tersebut.

Pengujian ini bertujuan untuk menemukan cacat yang terletak di bawah

permukaan, yang tidak dapat dilihat secara visual (Zacharias, Garnito, & Wahono,

Gambar 2.5 Mesin Pengecoran Sentrifugal (Mujiyono, Suharto, Nurjaman,

Mukhammad, Nurhadiyanto, & Sumowidagdo, 2018)

Penuangan logam cair Gate

Mesin

Sentrifugal


15

2016). Ada berbagai macam pengujian tanpa rusak, yang banyak digunakan yaitu

Dye Penetrant Testing, Ultrasonic Testing (UT), Radiographic Testing (RT),

Eddy Current Testing, Visual Inspection, Magnetic Particle Inspection, Accoustic

Emission Testing (Dwivedi, Vishwakarma, & Soni, 2018). Kolimator BNCT yang

telah diproduksi kemudian di uji kualitasnya menggunakan metode pengujian

tanpa rusak (Uji NDT). Pengujian dilakukan untuk mengetahui kualitas kolimator

yang telah di produksi.

Dye Penetrant Testing merupakan metoda pengujian dengan cara kerja

sederhana, namun memberi keuntungan berupa proses pengujian yang cepat serta

akurat dalam mendeteksi defek pada permukaan spesimen. Metode ini digunakan

untuk mendeteksi cacat pada permukaan komponen, dengan material logam

maupun non-logam. Prinsip kerja metoda ini ialah dengan menyemprotkan cairan

penetrant ke spesimen. Defek pada permukaan objek akan terlihat lebih jelas

sebagai akibat disemprotkan cairan tersebut (Endramawan & Sifa, 2017).

Ultrasonic Testing (UT) merupakan salah satu metode uji tak rusak.

Pengujian ultrasonik memanfaatkan frekuensi gelombang suara dalam mendeteksi

cacat. Frekuensi gelombang suara yang digunakan dalam pengujian UT berkisar

antara 500 kHz–25 MHz (British Institute of Non-Destructive Testing, 2015).

Gelombang ultrasonik dihasilkan oleh probe dengan cara mengonversikan energi

listrik menjadi energi mekanis. Perubahan ini dinamakan piezoelectric effect.

Piezoelectric effect bersifat reversibel, yang berarti perubahan energi listrik

menjadi energi mekanis dapat diubah kembali menjadi energi listrik. Ketebalan

dan defek pada ojek dapat ditentukan dengan 3 cara, yaitu teknik resonansi, teknik

transmisi, dan teknik pantulan. Dari ketiga teknik ini, teknik pantulan lebih umum

digunakan (Endramawan & Sifa, 2017). Prinsip dari teknik pantulan adalah

dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke spesimen, lalu spesimen akan

memantulkan gelombang ultrasonik kembali dan kemudian ditangkap oleh

transduser. Defek dapat ditentukan dari amplitudo gelombang pantulan beserta

lokasinya. Pengujian ultrasonik dapat digunakan untuk menentukan defek dan

lokasinya pada material komposit, dan sering digunakan dalam perbaikan pesawat

terbang (Sharma & Sinha, 2018). Gambar 2.6 menunjukkan skema UT.


16

Kelebihan dari pengujian UT ialah, mampu melakukan penetrasi pada

objek yang tebal serta mendeteksi cacat dibawahnya, mampu mendeteksi defek

yang kecil serta menentukan ukuran dan lokasinya, pengujian hanya

membutuhkan satu sisi objek, dan alat pengujian yang portabel. Sementara

kekurangan pengujian ini ialah, interpretasi defek yang tidak mudah,

membutuhkan tenaga kerja yang berpengalaman, sulit menguji objek dengan

permukaan kasar dan tidak beraturan (British Institute of Non-Destructive Testing,

2015).

Visual Inspection merupakan salah satu metode uji tak rusak yang

bertujuan untuk memastikan produk yang telah dihasilkan terbebas dari cacat dan

dapat digunakan untuk kebutuhan selanjutnya. Keunggulan dari metode ini ialah

metode inspeksi visual merupakan salah satu metode pengujian yang sensitif

dalam mendeteksi diskontinuitas pada permukaan objek, proses berlangsungnya

yang cepat, serta peralatan yang relatif murah. Namun, kelemahan dari metode ini

ialah tingginya potensi terjadi kesalahan selama inspeksi berlangsung, tidak dapat

mendeteksi cacat di bawah permukaan, serta tingkat deteksi yang rendah. Selain

itu metode ini juga menimbulkan resiko bagi orang yang melakukan inspeksi

(British Institute of Non-Destructive Testing, 2015).

Gambar 2.6 Skema Pengujian UT. Grafik diskontinuitas ditunjukkan pada

bagian B. (British Institute of Non-Destructive Testing, 2015)


17

Kekurangan metode inspeksi visual diatas disebabkan oleh berbagai hal,

salah satunya faktor tenaga kerja. Kemampuan visual tiap orang yang berbeda-

beda mempengaruhi kualitas pemeriksaan yang dilakukan. Selain itu faktor seperti

usia, pengalaman juga ikut mempengaruhi. Meski demikian metode NDT lainnya

seperti radiografi, magnetic particle, dye penetrant tetap bergantung pada inspeksi

visual seperti observasi dan interpretasi cacat pada permukaan objek (See, Drury,

Speed, Williams, & Khalandi, 2017).

Magnetic Paricle Inspection merupakan salah satu metode pengujian tak

rusak yang menfaatkan garis medan magnet dan material feromagnetik dalam

mendeteksi cacat pada objek. Metode ini digunakan untuk mengetahui cacat pada

permukaan maupun di bawah permukaan objek (Chesnokova, Kalayeva, &

Ivanova, 2017).

Untuk melaksanakan metode ini, komponen yang diperiksa harus terbuat

dari bahan feromagnetis seperti besi, nikel, tembaga, dan lain-lain. Pada objek

yang tidak memiliki cacat, fluks magnet akan tersebar merata, karena kesamaan

permeabilitas material pada benda. Sementara, apabila terdapat defek pada

komponen, aliran fluks magnet pada spesimen akan mengalami belokan. Hal ini

dikarenakan perbedaan permeabilitas material pada benda. Keberadaan defek pada

spesimen akan membentuk kutub magnetis lokal baru di daerah defek dan

mengeluarkan membelokkan arah alir fluks. Hal ini mengakibatkan berkumpulnya

indikator feromagnetis, seperti serbuk besi, pada daerah sekitar defek (Zolfaghari,

Zolfaghari, & Kolahan, 2018).

Besar belokan aliran fluks dipengaruhi oleh arah cacat yang terdapat pada

benda. Jika arah cacat sejajar dengan arah flux, maka tidak akan ada belokan

aliran fluks yang terlihat. Bila arah cacat terhadap aliran fluks membentuk sudut,

maka akan terlihat belokan fluks pada daerah yang cacat. Cacat pada material

mengandung udara sehingga menyebabkan perbedaan permeabilitas yang harus

dilewati oleh fluks. Selain itu, kedalaman dan lebar cacat juga mempengaruhi

belokan aliran fluks yang muncul. Semakin besar cacat pada objek, maka semakin

besar fluks yang mengalami pembeloka, demikian sebaliknya. Bentuk cacat juga

mempengaruhi pembelokan fluks yang terlihat, dimana cacat longitudinal berupa


18

crack menghasilkan pembelokan fluks yang lebih besar dibandingkan cacat

berupa lingkaran seperti slag (Kumar & Durgbans, 2017).

Eddy Current Testing merupakan salah satu metode NDT yang bekerja

menggunakan prinsip induksi elektromagnetis. Prinsip kerja eddy current testing

adalah sebagai berikut. Sumber listrik mengalirkan arus bolak-balik menuju

kumparan dan kawat pada kumparan. Arus bolak-balik yang melewati kumparan

akan menghasilkan medan magnet bolak-balik. Selanjutnya, objek yang akan

diinspeksi didekatkan dengan kumparan sehingga terjadi induksi arus listrik antara

kumparan dengan objek yang diuji dan menghasilkan arus eddy (Zhou, Hou, Pan,

Chen, & Wang, 2015).

Arus eddy ini mengalir membentuk lingkaran yang terpusat dan tegak

lurus terhadap medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan dengan arah putaran

yang bergantung pada arah putaran kumparan. Diskontinuitas dapat terdeteksi

dengan posisi bersilangan terhadap arus eddy pada material yang diuji. Gambar

2.7 menunjukkan skema prinsip kerja metode eddy current. Eddy Current Testing

memiliki beberapa keunggulan seperti: kemampuan mendeteksi crack dan

beberapa sifat material lainnya dan sensitif. Kekurangan dari metode ini yaitu:

hanya dapat digunakan pada material bersifat konduktor, kedalaman penetrasi

yang terbatas, arus eddy hanya dapat dihasilkan oleh garis arus bolak-balik

(British Institute of Non-Destructive Testing, 2015).

Gambar 2.7 Skema cara kerja Eddy Current Testing. (AbdAlla, Faraj, Samsuri,

Rifai, Ali, & Al-Douri, 2019)


19

Accoustic Emission (AE) merupakan suatu fenomena dimana sebuah

material mengalami gaya eksternal sehingga mengeluarkan energi dalam bentuk

gelombang elastis. Terdapat berbagai macam energi yang dilepaskan, yaitu elastic,

non-linear elastic, elastic-plastic, dan elastic-viscoplastic, namun energi yang

paling dapat dideteksi merupakan energi elastic sementara energi yang lain

teratenuasi. Gaya eksternal yang bekerja pada material tersebut memicu terjadinya

proses deformasi seperti kemunculan crack, dislokasi, dan lain-lain (Bakhri,

Sumarno, Himawan, Akbar, Subekti, & Sunaryo, 2017). Energi elastis yang

dihasilkan tersebut ditangkap oleh sensor piezoelektrik yang mengalami kontak

langsung dengan objek. Transduser AE akan menerima energi elastic yang

merepresentasikan deformasi yang terjadi pada material dan mengubah

gelombang mekanik menjadi listrik yang kemudian diproses dengan alat-alat AE

(Filipussi, Guzmán, Xargay, & Hucailkuk, 2015).

Metode pengujian radiografi merupakan metode pengujian yang

menggunakan sinar-X atau sinar gamma. Metode ini memberikan keuntungan

yaitu kemudahan dalam mendeteksi struktur benda uji dan cacat dibawah

permukaan benda uji. Metode radiografi dapat digunakan untuk menentukan cacat

yang tidak dapat dideteksi dengan metode lain (Mgonja, 2017). Namun

kekurangan metode ini adalah peralatan yang tergolong mahal, serta

pengoperasian radiasi yang tergolong berbahaya. Selain itu kemampuan sinar

radioaktif dalam mendeteksi benda uji dibatasi oleh ketebalan benda yang akan

diuji itu sendiri.

Hasil data pengujian tak rusak (NDT) tergolong kompleks. Hal itu

mengakibatkan analisa hasil harus dilakukan oleh orang yang benar-benar

berkompeten di bidangnya. Teknisi yang melakukan pengujian juga harus

berpengalaman dan ahli di bidangnya (Verma, Bhadauria, & Akhtar, 2013).

2.1.8 Uji Radiografi (Radiography Testing)

Uji radiografi merupakan suatu metode untuk mendeteksi keberadaan

cacat dibawah permukaan objek tanpa merusak objek tersebut dengan

menggunakan radiasi (Lopez, Bacelar, Pires, Santos, Sousa, & Quintino, 2018).


20

Radiasi diperoleh dari sumber radiasi seperti material radioaktif. Radiasi

kemudian menembus objek lalu ditangkap oleh film yang diletakkan di belakang

objek. Gambar 2.8 menunjukkan skema umum pengujian radiografi. Keberadaan

lubang, cacat, pengotor, atau jenis cacat lainnya pada objek akan meninggalkan

intensitas radiasi yang lebih besar. Hal itu dikarenakan radiasi melewati bagian

objek dengan ketebalan yang lebih rendah. Sementara bagian objek yang tidak

terdapat cacat menahan radiasi lebih banyak sehingga meninggalkan intensitas

radiasi yang lebih kecil. Perbedaan intensitas radiasi ini dapat dilihat pada film

yang diletakkan di belakang objek. Adanya cacat pada benda ditunjukkan oleh

bagian pada film yang lebih gelap dari sekitarnya (International Atomic Energy

Agency, 1996).

Radiasi merupakan salah satu bentuk dari energi. Ada dua jenis radiasi,

radiasi yang pertama yaitu radiasi partikel berupa partikel kecil dan cepat yang

memiliki energi dan berat, contohnya ialah elektron. Jenis radiasi yang kedua

yaitu energi murni dan tak memiliki berat. Contohnya adalah sinar gamma, sinar-

X, cahaya. Jenis radiasi ini dinamakan gelombang elektromagnetik atau radiasi

elektromagnetik. Sinar-X memiliki energi yang lebih besar dari cahaya biasa

(McGuire & Peabody, 1982). Sinar-X juga termasuk radiasi elektromagnetik

dengan kisaran energi 100 elektronvolt (eV) sampai 100 kilo elektronvolt (100

keV). Sinar gamma memiliki energi yang lebih besar dengan kisaran energi 100

keV sampai 10 mega elektronvolt (MeV) (Yilmaz, Güzeldir, Akkuş, & Öznülüer,

Gambar 2.8 Skema Pengujian Radiografi (International Atomic Energy Agency,

1996)


21

2018). Partikel kecil dari atom yang dilemparkan keluar juga termasuk radiasi,

namun memiliki massa dan energi (McGuire & Peabody, 1982). Gambar 2.9

menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik.

Aktivitas sumber dinyatakan dengan satuan becquerels (Bq), dan

mengindikasikan jumlah atom radionuklida yang terdisintegrasi dalam tiap detik

(dps atau s-1

). 1 Becquerel setara dengan 1 atom terdisintegrasi per detik. Aktivitas

sumber tergantung dari waktu paruh radionuklida. Setiap radionuklida memiliki

waktu paruh yang berbeda-beda. Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh

aktivitas sumber suatu radionuklida untuk meluruh menjadi setengah dari nilai

awalnya. Satuan aktivitas sumber juga dapat dinyatakan dengan Curie (Ci), yang

didefinisikan sebagai laju aktivitas dari satu gram radium-226. 1 Curie ekuivalen

dengan 37.000.000.000 dps atau 37 GBq (GE Inspection Technology, 2008).

Laju radiasi yang diserap oleh manusia atau bagian tubuh manusia

dinyatakan sebagai dosis. Dosis dinyatakan dengan satuan unit Gray (Gy). Dosis

juga dapat didefinisikan sebagai jumlah energi yang disimpan per satuan massa

(J/kg). Selain itu digunakan juga satuan sievert (Sv). Untuk radiasi X-ray, gamma,

dan beta, satu sievert setara dengan satu gray (Bluemke & Liu, 2012).

Dibandingkan dengan metode uji tak rusak lainnya, metode radiografi

memiliki keuntungan dan kekurangan seperti,

Gambar 2.9 Spektrum Gelombang Elektromagnetik (British Institute of Non-

Destructive Testing, 2015)


22

Keuntungan uji radiografi;

a. Diskontinuitas pada permukaan dan bagian dalam spesimen dapat

dideteksi

b. Memiliki sedikit batasan material

c. Tidak memerlukan banyak persiapan

d. Hasil uji bersifat permanen

e. Alat uji mudah dibawa

Kekurangan uji radiografi;

a. Kedalaman diskontinuitas tidak dapat diketahui

b. Berpotensi bahaya bagi operator disekitarnya

c. Peralatan radiografi yang cukup mahal (Dong & Ansari, 2011)

d. Proses yang berlangsung lambat

e. Dibutuhkan pengalaman dan keahlian yang tinggi untuk melakukan

penyinaran dan interpretasi (International Atomic Energy Agency, 1996)

2.1.9 Gamma Radiografi

Metode ini menggunakan interaksi antara sinar gamma dengan benda uji.

Sinar gamma diperoleh dari sumber gamma (gamma source). Saat berinteraksi

dengan benda uji, sinar gamma akan mengalami tiga kondisi yaitu,

dipantulkan/dihamburkan, diserap, dan ditransmisikan (Zacharias, Garnito, &

Wahono, 2016). Tabel 2.2 menunjukkan beberapa jenis sumber gamma dengan

kemampuan penetrasinya.


23

Tabel 2.2 Beberapa jenis sumber gamma yang digunakan dalam radiografi

industri (International Atomic Energy Agency, 1999); (International Atomic

Energy Agency, 1996)

Radionuklida Energi Gamma (MeV) Waktu Paruh Kemampuan Penetrasi

(mm)

Cobalt-60 Tinggi (1.17 dan 1.33) 5.3 Tahun 50 – 150

Sesium-137 Tinggi (0.662) 30 Tahun 50 – 100

Iridium-192 Sedang (0.2 - 1.4) 74 Hari 10 – 70

Selenium-75 Sedang (0.12 – 1.97) 120 Hari 4 – 28

Ytterbium-169 Rendah (0.008 – 0.31) 32 Hari 2.5 – 15

Thulium-170 Rendah (0.08) 1.92 Tahun 2.5 – 12.5

a. Peralatan Gamma Radiografi

Peralatan gamma radiografi terdiri dari kamera gamma dengan sumber

gamma didalamnya, dilengkapi dengan kabel pengarah (guide tube) dengan

pemancar radiasi di ujung kabelnya. Kamera gamma ini juga dihubungkan dengan

engkol yang berfungsi mengatur penyinaran (Jumpeno, 2014). Gambar 2.10

menunjukkan kamera gamma dan bagian-bagiannya.

Kamera gamma merupakan sebuah alat yang dilengkapi dengan lapisan

pelindung yang digunakan untuk menyimpan sumber gamma yang dapat

memancarkan radiasi Di dalam kamera gamma, sumber gamma seluruhnya

terlapisi oleh lapisan pelindung, dan saat dikeluarkan dari kamera gamma, sumber

gamma akan memancarkan radiasi gamma. Alat ini digunakan untuk menyinari

film dengan sinar gamma (International Atomic Energy Agency, 1999).

Perlengkapan untuk pengujian gamma umumnya menggunakan kamera

gamma kelas P (bersifat portable). Sebagian besar kamera gamma ini digolongkan

dalam projection exposure container, yaitu kamera gamma dengan sumber

radioaktif didalamnya yang dapat diproyeksikan ke luar kamera melalui pengarah

(guide tube) dan dikendalikan oleh operator yang terletak jauh dari kamera

gamma (Jumpeno, 2014).


24

Di dalam kamera gamma, terdapat sumber gamma yang disambung

dengan kabel pendek dan fleksibel yang disebut pigtail. Sumber gamma dan

pigtail dijaga agar tetap berada di dalam kamera gamma dengan pengunci. Saat

kamera gamma terkunci, sumber tidak dapat dikeluarkan dari kamera gamma.

Untuk melakukan penyinaran, sumber gamma akan dikeluarkan melalui guide

tube dan engkol (manual crank). Di ujung guide tube terdapat sebuah kolimator

yang umumnya terbuat dari bahan tungsten yang akan menghalangi radiasi

memancar kecuali ke arah yang sudah ditentukan. Kabel engkol ditarik sejauh

mungkin untuk memperbesar jarak antara kamera gamma dengan radiografer.

Untuk memulai penyinaran, radiografer harus memutar engkol dengan cepat agar

sumber gamma dapat keluar dan menuju kolimator di ujung guide tube. Setelah

penyinaran selesai, sumber ditarik kembali menggunakan engkol. Saat melakukan

penyinaran, kondisi radiasi di sekitar area harus diperhatikan (International

Atomic Energy Agency, 1996).

Gambar 2.10 Kamera Gamma dan bagian-bagiannya


25

b. Film Radiografi

Saat sinar gamma dilewatkan melalui spesimen, sinar kemudian ditangkap

oleh film yang terletak di belakang spesimen. Citra yang terbentuk di belakang

film akan memberikan gambaran dan informasi mengenai struktur suatu spesimen.

Film radiografi umumnya dibuat dari cellulosa-acetat-base yang dilapisi emulsi

gelatin dari bahan silver halida misalnya AgBr. Film dengan lapisan ganda

(double emulison coated film) merupakan film yang dilapisi bahan emulsi pada

kedua sisinya, sementara film dengan lapisan tunggal (single emulsion coated

film) merupakan film yang dilapisi bahan emulsi hanya pada satu sisinya saja

(Gunawan, Sutiarso, Suyatno, Setiawan, & Juliyani, 2009).

Film dan emulsi dihubungkan oleh lapisan adhesive coating, di atasnya

terdapat lapisan protective overcoat yang berfungsi untuk melindungi film.

Berbeda dengan film yang digunakan untuk fotografi, film radiografi dilapisi

emulsi pada kedua sisinya. Gambar 2.11 menunjukkan susunan struktur film.

Bahan emulsi pada film sangat sensitif terhadap cahaya (Gunawan,

Sutiarso, Suyatno, Setiawan, & Juliyani, 2009). Saat film terkena radiasi, butiran

perak halida mengalami ionisasi, sehingga terjadi pemisahan antara ion perak dan

ion halida. Halida kemudian diserap oleh gelatin dan Ag kemudian terperangkap

dalam kristal.

Gambar 2.11 Tampak samping struktur film radiografi (British Institute of Non-

Destructive Testing, 2015)


26

Ion perak yang terlepas membentuk citra pada film yang tidak langsung

terlihat. Gambar pada film dapat terlihat setelah dilakukan pencucian. Kualitas

citra film yang dihasilkan dipengaruhi oleh densitas film, kontras film dan definisi

film. Layak tidaknya hasil radiografi ditentukan dengan menggunakan IQI (Image

Quality Indicator) yang diatur dalam ASME (American Society Mechanical

Engineers).

Densitas film radiografi menunjukkan tingkat kehitaman citra pada film.

Film dengan tingkat kehitaman tinggi memiliki densitas film yang tinggi. Secara

kuantitatif, densitas film dinyatakan sebagai logaritma dari perbandingan

intensitas cahaya yang datang pada film terhadap intensitas yang ditransmisikan

oleh film. Secara matematis, densitas film dapat dinyatakan dengan persamaan

(2.1) berikut.

(

) ................................................................................................... (2.1)

dengan,

I0 : Intensitas yang datang pada film

I : Intensitas yang ditransmisikan oleh film

D : Densitas film

Nilai densitas film tidak memiliki satuan. Terdapat batas nilai densitas minimum

dan maksimum pada suatu film, dimana nilai densitas ini menjadi salah satu

faktor penentu apakah suatu film dapat dibaca atau tidak. Nilai densitas umumnya

berkisar antara 1.5 – 3.5. Dalam ASME, untuk pengecoran nilai densitas berkisar

1,5 – 4 (British Institute of Non-Destructive Testing, 2015) (American Society of

Mechanical Engineers, 2013).

Kontras radiografi ditunjukkan dari perbedaan densitas antara dua area

pada film. Jika perbedaan densitas pada film tidak terlalu signifikan, maka kontras

film cukup rendah. Kontras radiografi merupakan hasil dari kontras film dan

kontras subjek. Kontras film dipengaruhi oleh jenis film dan proses pencucian

film yang dilakukan. Kontras subjek dipengaruhi seperti spesimen benda uji, jenis

screen dan filter yang digunakan, dan panjang gelombang radiasi yang digunakan.

Semakin rendah panjang gelombang yang digunakan, maka semakin tinggi energi

yang digunakan, dan dapat mengurangi kontras film yang dihasilkan (British


27

Institute of Non-Destructive Testing, 2015). Perbedaan ketebalan benda uji akan

mengakibatkan perbedaan penyerapan radiasi, menghasilkan kontras subjek yang

berbeda.

Definisi film merupakan tingkat ketajaman suatu citra pada film. Film

dengan ketajaman yang bagus akan memperlihatkan batas daerah-daerah pada

film yang memiliki densitas yang berbeda. Mengurangi panjang gelombang sinar

radiasi juga dapat menurunkan ketajaman citra yang dihasilkan. Ketajaman citra

dapat diperoleh dengan menggunakan sumber radiasi gamma yang kecil,

memperkecil jarak antara film dengan objek, memperbesar jarak antara sumber

radiasi dengan objek. Tinggi rendahnya ketajaman suatu film diakibatkan oleh 3

faktor yaitu ukuran sumber, jarak sumber ke objek, jarak objek ke film (British

Institute of Non-Destructive Testing, 2015).

c. IQI (Image Quality Indicator)

IQI (Image Quality Indicator) atau indikator kualitas gambar diatur dalam

ASME 2013 Section V. Ada dua jenis IQI, yaitu jenis lubang dan kawat. Dalam

menentukan perlengkapan IQI, ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan,

seperti ;

1. Material objek yang akan dipapar radiasi

2. Ketebalan objek yang akan dipapar radiasi

3. Tingkat kualitas gambar yang ingin dicapai.

Gambar 2.12 menunjukkan IQI berjenis kawat. Pada IQI jenis kawat

terdapat pengelompokkan beberapa jenis kawat berdasarkan diameternya. Untuk

menentukan kawat yang akan dipakai, dilakukan penetuan dari ketebalan material.

Penentuan ini dapat dilihat pada Gambar 2.13. Setelah mendapatkan jenis

kawatnya, kelompok kawat dapat ditentukan melalui Tabel 2.3. Tabel 2.3

menunjukkan pengelompokan kawat berdasarkan jenisnya. Tiap kelompok kawat

diberi huruf dan nomor identifikasi yang terbuat dari material timbal. Kualitas

gambar yang ingin dicapai dalam penggunaan IQI kawat sama dengan IQI lubang

yaitu2-2T (American Society of Mechanical Engineers, 2013).


28

Gambar 2.12 IQI Wire Type (https://m.indiamart.com diakses pada

30/04/2019)

Gambar 2.13 Penentuan penetrameter berdasarkan ketebalan material (American

Society of Mechanical Engineers, 2013)

Penetrameter


29

Tabel 2.3 Ukuran Diameter Kawat IQI Beserta Identifikasinya (American Society

of Mechanical Engineers, 2013)

d. Perhitungan waktu penyinaran

Karena banyaknya faktor yang mempengaruhi hasil radiografi, penentuan

lama waktu penyinaran radiografi seringkali dilakukan dengan proses trial dan

error. Untuk gamma radiografi, perhitungan waktu penyinaran biasanya

menggunakan grafik, dan waktu penyinaran bersatuan curie-time.

SET A SET B

Wire Diameter in.

(mm) Wire Identity

Wire Diameter in.

Mm

Wire Identity

0.0032 (0.08)

0.004 (0.1)

0.005 (0.13)

0.0063 (0.16)

0.008 (0.2)

0.010 (0.25)

1

2

3

4

5

6

0.010 (0.25)

0.013 (0.33)

0.016 (0.41)

0.020 (0.51)

0.025 (0.64)

0.032 (0.81)

6

7

8

9

10

11

SET C SET D

Wire Diameter in.

(mm) Wire Identity

Wire Diameter in.

(mm)

Wire Identity

0.032 (0.81)

0.040 (1.02)

0.050 (1.27)

0.063 (1.6)

0.080 (2.03)

0.100 (2.54)

11

12

13

14

15

16

0.10 (2.54)

0.126 (3.2)

0.160 (4.06)

0.20 (5.08)

0.25 (6.35)

0.32 (8.13)

16

17

18

19

20

21


30

Waktu penyinaran normal dapat diperoleh melalui persamaan (2.2):

(

)

........................................................................................... (2.2)

dengan,

SFDaktual : SFD yang digunakan (mm)

SFDkurva : SFD standard exposure chart (mm)

E : Exposure (Ci/menit)

A : Aktivitas Sumber Gamma (Ci)

t : menit

e. Perlengkapan Keselamatan

Penggunaan radiasi yang bersifat berbahaya bagi manusia mewajibkan

pemakaian alat pelindung diri saat menerapkan uji radiografi. Radiasi dapat

menghancurkan sel-sel manusia, dan tidak dapat dideteksi oleh kelima indra

manusia. Untuk mendeteksi radiasi, digunakan perlengkapan sebagai berikut.

Surveymeter merupakan alat yang berfungsi untuk menghitung laju dosis

yang diterima setiap waktu. Alat ini juga digunakan oleh radiografer untuk

mengetahui banyaknya radiasi yang diterima saat proses penyinaran berlangsung.

Selain itu alat ini juga dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya radiasi

sebelum dan sesudah penyinaran. Alat ini mudah dibawa kemana-mana. Laju

dosis yang diukur dalam satuan mR/hour. Jarum surveymeter akan menunjukkan

laju dosis radiasi disekitar. Sureymeter digunakan sambil berjalan. Perubahan

drastis pada jarum surveymeter menunjukkan laju dosis radiasi yang besar di area

tersebut. Surveymeter digunakan baik sejak memulai penyinaran hingga sumber

dimasukkan kembali ke dalam kamera gamma. Surveymeter harus dikalibrasi

minimal setiap tiga bulan.

Dosimeter merupakan alat yang dapat mengukur jumlah radiasi yang

diterima. Namun, alat ini tidak dapat mengukur laju radiasi, sehingga tidak

memberikan peringatan jika terdapat laju radiasi yang tinggi. Terdapat alat-alat

yang dapat mengukur jumlah radiasi yang diterima, yaitu pocket dosimeter, film

badge, dan TLDs (thermoluminescent dosimeters).


31

Film badges merupakan detektor yang digunakan oleh radiografer yang

berfungsi untuk mengukur dosis radiasi yang diterima oleh radiografer dalam

kurun waktu tertentu, umumnya sebulan. Di dalam film badges terdapat film,

seperti film radiografi. Radiasi akan menghitamkan film. Semakin hitam film,

semakin tinggi dosis radiasinya.

Pocket dosimeter biasanya diletakkan di kantong pakaian. Alat ini

menghitung dosis radiasi yang diterima, seperti film badges, namun bedanya tidak

perlu menunggu hingga sebulan. Alat ini dapat menghitung dosis radiasi yang

diterima pada suatu waktu dan dapat langsung dilihat.

TLDs (thermoluminescent dosimeters) sama seperti film badges. Dalam

TLDs terdapat material kristal yang dapat menyimpan energi yang diperoleh dari

radiasi. Energi yang disimpan dapat dihitung dengan cara memanaskan TLD lalu

cahaya yang terpancar dihitung sebagai energi. Jumlah cahaya yang dipancarkan

dapat dihitung dengan TLD reader. Dari jumlah cahaya tersebut didapat dosis

radiasi yang diterima.

Audible Alarms merupakan alarm atau alat yang akan memberikan tanda

peringatan apabila dosis radiasi melebih dari batas radiasi yang diizinkan. Alat ini

berukuran kecil dan sebaiknya selalu dipakai oleh radiografer saat bekerja di

sekitar radiasi gamma.

Audio/visual alarm umumnya diletakkan di daerah radiasi. Alat ini

memancarkan cahaya bewarna kuning dan akan berubah menjadi merah apabila

sumber gamma dikeluarkan dan memancarkan radiasi. Alat ini memiliki detektor

sehingga dapat mendeteksi adanya sumber radiasi yang keluar dan terpancar

(McGuire & Peabody, 1982).

f. Proses pengolahan film

Setelah film disinari oleh radiasi, citra pada film tidak dapat dilihat secara

langsung. Untuk dapat melihat struktur atau cacat pada objek, film harus dicuci

dahulu. Film diolah dalam beberapa tangki proses sebelum akhirnya dikeringkan

dan siap dibaca. Urutan proses pencucian sebagai berikut.


32

1. Tangki developer

2. Stop bath

3. Fixer tank

4. Final wash tank

5. Wetting agent tank

6. Mesin pengering

Tangki developer berisi larutan alkali. Tahap ini merupakan proses

pencucian pertama film. Film yang sebelumnya telah dibuka dan dipasang pada

hanger dicelupkan dan diaduk pada tangki ini. Berdasarkan standar ASTM, film-

film pada tahap ini dipisahkan dengan jarak minimal ½ inci (12.7 mm) dan diaduk

selama 15 detik. Film diaduk secara vertikal dan horizontal selama beberapa saat.

Normalnya, proses ini berlangsung selama 5-8 menit dalam suhu kamar (20°C).

Lama waktu proses development dipengaruhi oleh temperatur.

Stopbath merupakan tangki berisi larutan asam lemah (umumnya dengan

kadar 2%), atau bisa juga menggunakan air bersih atau aliran air keran yang akan

menetralkan sisa-sisa larutan developer yang tersisa pada film. Tujuan dari tahap

ini adalah untuk menghentikan efek development yang tersisa pada emulsi dari

proses tangki developer dan membersihkan film dari cairan kimia (American

Society for Testing and Materials, 2000).

Pemrosesan film pada fixer tank ini akan membuang sisa kristal silver

halida yang tidak terproses dan mengeraskan kembali emulsi pada film yang

melunak akibat proses development. Pada tangki ini, masing-masing film tidak

boleh sampai menyentuh film lainnya (American Society for Testing and

Materials, 2000). Di tangki ini film akan menjadi lebih keras sehingga

memudahkan pemrosesan film.

Setelah melalui fixer tank, film dicuci untuk menghilangkan zat-zat kimia

yang tertinggal akibat proses pada fixer tank. Zat kimia dari proses fixer yang

tertinggal pada film dapat merusak film. Pencucian film dapat menggunakan air

mengalir.


33

Setelah proses pencucian film selesai, film dikeringkan dalam tangki

pengering. Film yang sudah dikeringkan, kemudian dikeluarkan untuk dibaca.

Pembacaan film menggunakan alat viewer. Viewer memancarkan sinar berwarna

putih. Pembacaan dilakukan di ruang yang gelap agar citra dan cacat objek pada

film lebih mudah terlihat (British Institute of Non-Destructive Testing, 2015).

g. Teknik Penyinaran

Pengujian radiografi atau penyinaran dapat dilakukan dengan berbagai

cara. Penentuan teknik penyinaran berdasarkan objek yang akan dipapar radiasi.

Saat melakukan penyinaran, marker lokasi harus diletakkan pada bagian objek

yang akan dipapar radiasi. Marker lokasi tidak boleh diletakkan pada film.Secara

umum teknik penyinaran terbagi menjadi 2 jenis yaitu, Single-Wall Technique dan

Double-Wall Technique (American Society of Mechanical Engineers, 2013).

Single-Wall Technique merupakan teknik radiografi dimana sinar gamma

dari sumber hanya melewati satu dinding objek saja. Pada teknik penyinaran ini,

marker lokasi diletakkan pada sisi sumber, apabila :

a. objek berupa plat atau tabung atau kerucut.

b. objek berbentuk melengkung atau berbentuk bola, dengan sisi cekung

menghadap sumber dan saat jarak sumber ke material kurang dari

diameter dalam objek. Gambar 2.14 menunjukkan skema teknik

penyinaran ini.

c. objek berbentuk melengkung atau berbentuk bola, dengan sisi

cembung menghadap sumber. Gambar 2.15 menunjukkan skema

teknik penyinaran ini.


34

Selain diletakkan pada sisi sumber, marker lokasi juga dapat diletakkan

pada sisi film apabila objek berbentuk melengkung atau berbentuk bola, dengan

sisi cekung menghadap sumber dan jarak sumber ke material melebihi diameter

dalam objek.

Marker lokasi juga dapat diletakkan pada sisi sumber maupun sisi film

apabila objek berbentuk melengkung atau berbentuk bola, dengan sisi cekung

menghadap sumber dan jarak sumber ke material sama dengan diameter dalam

objek.

Double-Wall Technique merupakan teknik radiografi dimana sinar gamma

melewati 2 dinding objek. Teknik ini dilakukan bila teknik single-wall tidak

memungkinkan. Teknik ini terbagi dua menjadi,

Gambar 2.14 Teknik SWSI dengan marker lokasi pada sisi sumber

(American Society of Mechanical Engineers, 2013)

Gambar 2.15 Teknik SWSI dengan marker lokasi pada sisi sumber

(American Society of Mechanical Engineers, 2013)


35

a. Double-Wall Single Image

Untuk ukuran objek dengan diameter lebih dari 3½ inci (89 mm). Teknik

ini cocok digunakan. Teknik ini merupakan teknik pemaparan objek yang

melewati dua dinding, namun hanya salah satu dinding yang dibutuhkan

citra strukturnya. Skema penyinaran teknik ini ditunjukkan pada Gambar

2.16.

b. Double-Wall Double Image

Untuk ukuran objek dengan diameter sama atau kurang dari 3½ inci (89

mm). Teknik ini cocok digunakan. Teknik ini akan memapar objek dengan

melewati dua buah dinding, dan menghasilkan citra kedua dinding tersebut

juga. Skema penyinaran teknik ini ditunjukkan pada Gambar 2.17.

Gambar 2.16 Teknik Penyinaran Double Wall Single Image (American

Society of Mechanical Engineers, 2013)

Gambar 2.17 Skema Penyinaran Double Wall Double Image (American Society

of Mechanical Engineers, 2013)


36

2.1.10 Jenis-jenis cacat (Diskontinuitas dan Defek)

Diskontinuitas dapat dikelompokkan berdasarkan proses produksi

komponen tersebut. Diskontinuitas yang dihasilkan saat proses pengelasan disebut

“welding discontinuities”. Diskontinuitas yang dihasilkan saat proses pengecoran

disebut “casting discontinuities”. Diskontinuitas yang dihasilkan saat proses

forging disebut “forging discontinuity”. Beberapa bentuk casting discontinuity

adalah voids, porositas, crack.

Shrinkage voids merupakan daerah kosong pada coran akibat terjebaknya

logam cair oleh bagian logam yang telah mengalami pembekuan. Cacat jenis ini

biasanya terjadi pada bagian coran yang mengalami pembekuan paling terakhir

dan muncul pada daerah permukaan coran. Cacat jenis ini berpotensi berbahaya,

sebab dapat memperlemah struktur suatu komponen. Gambar 2.18 menunjukkan

contoh shrinkage.

Shrinkage porosity merupakan lubang-lubang kecil (void) yang tersebar

pada struktur suatu komponen. Lubang-lubang kecil (void) ini dapat muncul

berkelompok (cluster). Porositas dapat mengurangi beban pikul suatu komponen.

Bila porositas yang ditemukan sedikit dan tersebar secara merata, tidak akan

berpengaruh banyak pada kekuatan suatu komponen. Namun, bila ditemukan

Gambar 2.18 Shrinkage

Shrinkage


37

porositas dalam jumlah besar dan berkelompok, hal tersebut dapat menurunkan

sifat mekanis komponen tersebut.

Gas porosity juga dapat terjadi pada proses pengecoran. Saat proses

rekristalisasi berlangsung, pertumbuhan kristal melepaskan gas ke bagian yang

belum membeku. Jika gas dilepaskan pada bagian dalam coran, gas dapat

membentuk lubang yang juga disebut gas porosity. Sama seperti shrinkage

porosity, gas porosity dapat menurunkan kekuatan struktur suatu komponen.

Gambar 2.19 menunjukkan gas porosity.

Shrinkage porosity dan stress dapat menginisiasi munculnya retakan pada

komponen coran. Retakan (crack) pada bagian dalam coran disebut hot cracking,

dan hot tearing merupakan retakan hot cracking yang merambat hingga ke

permukaan. Gambar 2.20 menunjukkan hot tear pada produk coran. Cacat jenis

ini berpotensi berbahaya dan tidak layak diterima (Hellier, 2003).

Gambar 2.19 Gas Porosity (Hellier, 2003)

Gas Porosity


38

Dalam ASTM E 446 dijelaskan jenis-jenis diskontinuitas yang sering

muncul baja coran dengan ketebalan sampai 2 inci (51 mm). Terdapat 6 kategori

diskontinuitas dan tingkat keparahannya, yaitu :

Kategori A : Gas Porosity, dengan level keparahan 1 sampai 5

Kategori B : Sand and Slag Inclusions, dengan level keparahan 1 sampai 5

Kategori C : Shrinkage, terdapat 4 jenis shrinkage;

Kategori D : Crack

Kategori E : Hot Tear

Kategori F : Insert

Kategori G : Mottling

Gambar 2.20 Diskontinuitas hot tear (Hellier, 2003)

Hot Tear


39

2.2 TINJAUAN PUSTAKA

Dalam penelitian yang dilakukan oleh C Polee, pengujian radiografi

dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat menghitung intensitas radiasi.

Alat ini terdiri dari detektor semikonduktor PIN Photodiode, micro controller

board, bluetooth, dan smartphone. Hasil dari penelitan ini menunjukkan bahwa

alat yang dikembangkan berhasil menghitung intensitas sinar gamma yang

dipancarkan dan didapatkan hubungan antara intensitas gamma yang dipancarkan

terhadap ketebalan spesimen baja. Intensitas sinar gamma menurun sering

bertambahnya ketebalan spesimen baja. Selain itu, densitas film meningkat seiring

dengan peningkatan lama penyinaran, dan menurun seiring dengan peningkatan

ketebalan spesimen baja (Polee, Chankow, Srisatit, & Thong-Aram, 2014).

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Keshav Pujeri, uji NDT dilakukan

pada sambungan (interconnect) dengan menggunakan sumber Iridium-192.

Sambungan (interconnect) merupakan hasil produksi pengecoran Hasil pengujian

menunjukkan adanya cacat shrinkage porosity tipe CB dengan tingkat keparahan

level 3 (Pujeri, Jain, & Panda, 2013).


40

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Kolimator BNCT

Kolimator BNCT terdiri dari 12 segmen. Masing-masing kolimator

memiliki panjang 14,5 cm, diameter luar 19 cm, diameter dalam 16 cm. Ketebalan

kolimator sebesar 1,5 cm. Gambar 3.1 menunjukkan kolimator yang merupakan

benda uji pengujian gamma radiografi.

3.1.2 Film Radiografi

Film yang digunaan untuk pengujian gamma radiografi ini ialah film FUJI

(setara degan AGDA D7) dengan dimensi 4” x 10” (10,16 cm x 25,4 cm).

Dibutuhkan total 72 film untuk 12 kolimator dengan tiap kolimator membutuhkan

6 film untuk disinari. Gambar 3.2 menunjukkan film yang digunakan untuk

pengujian gamma radiografi.

Kolimator

Gambar 3.1 Kolimator BNCT


41

3.1.3 Perlengkapan Penyinaran

Alat-alat yang digunakan untuk melakukan gamma radiografi antara lain;

a. Sumber radiasi Iridium-192 dengan energi aktivasi sebesar 14 Ci.

b. Radiation Audio Visual (Serial No. WL-598) ditunjukkan pada Gambar

3.6

c. Pocket Dosimeter (Merk Aloka). Diberikan kepada setiap tenaga kerja

yang berada di lapangan ditunjukkan pada Gambar 3.3

d. Surveymeter (Model Ludlum 26-1, Serial No. PF006153) ditunjukkan

pada Gambar 3.4

e. Exposure Container Device (Package UN 2916 9296/B(U) – 96 TYPE B

ditunjukkan pada Gambar 3.5

f. Penetrameter (Carbon Steel, ASTM F 1B 11)

Film

Gambar 3.2 Film FUJI yang digunakan untuk pengujian Gamma Radiografi

Gambar 3.3 Pocket Dosimeter


42

Gambar 3. 4 Surveymeter

Gambar 3.5 Kamera Gamma (Exposure

Container Device)

Radiation Audio Visual

Gambar 3.6 Radiation Audio Visual


43

3.2 Persiapan Penyinaran

3.2.1 Identifikasi Kolimator

Jumlah film yang dibutuhkan dapat dihitung secara sederhana.

Keliling permukaan kolimator

Dengan,

k = keliling kolimator

π = 3,14

d = diameter luar kolimator

Panjang film yang tersedia adalah 25,4 cm. Maka,

Dibutuhkan panjang 3 buah film untuk mengelilingi kolimator.

Selanjutnya, lebar film yang tersedia adalah 10,16 cm. Sementara panjang

kolimator adalah 14,5 cm, maka,

Dibutuhkan 2 buah film untuk menutupi panjang kolimator.

Maka, dibutuhkan 3 pasang film untuk menutupi kesuluruhan kolimator.

Karena setiap film hanya dapat menutupi bagian tertentu dari permukaan

kolimator, maka keliling kolimator dibagi menjadi 3 bagian, yaitu bagian 0-1, 1-2,

dan 2-0. Sementara lebar kolimator dibagi menjadi 2 bagian, yaitu bagian A dan B.

Gambar 3.7 menunjukkan identifikasi kolimator.


44

3.3.2 Teknik Penyinaran

Proses gamma radiografi ini menggunakan teknik SWSI (Single Wall

Single Image). Pengambilan teknik ini didasari oleh diameter objek sebesar 19 cm,

dimana objek juga terlalu besar untuk dilakukan teknik penyinaran double wall.

Skema teknik penyinaran yang dilakukan seperti pada Gambar 3.8.

Gambar 3.7 Identifikasi Kolimator

Nomor

identifikas

i

Marker Identifikasi


45

3.3.3 Perhitungan Waktu Penyinaran

Waktu penyinaran dapat dihitung dengan persamaan (2.2) berikut :

(

)

dengan nilai SFD merupakan jarak sumber menuju film. Melalui teknik

penyinaran yang dilakukan, dapat diketahui jarak sumber menuju film sebesar

17,5 cm. Diketahui SFDkurva sebesar 610 mm atau 61 cm. Aktivitas sumber (A)

sebesar 14 Ci. Nilai E dapat dicari menggunakan exposure chart yang ditunjukkan

pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 merupakan kurva hubungan antara ketebalan objek terhadap

laju eksposur (E) yang dipengaruhi oleh nilai SFDkurva. Dari Gambar 3.5 dapat

dilihat bahwa untuk ketebalan 15 mm (1,5 cm) dan SFDkurva 61 cm (610 mm)

didapat nilai E diperkirakan sebesar 1,7 Curie-hour atau 102 Curie-menit. Dengan

memasukkan parameter ke persamaan (2.11) maka;

(

)

(

)

Dinding kolimator

15 mm

Sumber radiasi

Film

Diameter dalam

160 mm Diameter luar 190 mm

Gambar 3.8 Skema Penyinaran Kolimator


46

Dari perhitungan di atas, didapatkan waktu penyinaran secara teoretis berlangsung

selama 35,46 detik atau 35 detik.

Gambar 3.9 Kurva Eksposure


47

3.3.4 Penentuan Penetrameter (IQI)

Eksperimen menggunakan teknik penyinaran (SWSI), dimana radiasi

melewati satu dinding material. IQI yang digunakan merupakan penetrameter

berupa kawat. Penentuan set penetrameter berdasarkan ketebalan material yang

dilewati sinar. Sesuai Gambar 3.10, sinar melewati satu dinding material sehingga

ketebalan material yang dilewati sebesar 15 mm. Berdasarkan Gambar 3.10, jenis

penetrameter dapat ditentukan dari ketebalan material. Untuk ketebalan sebesar 15

mm, jenis penetrameter yang digunakan adalah tipe 8 (untuk lokasi IQI pada sisi

sumber) dan tipe 7 (untuk lokasi IQI pada sisi film), hal ini dapat dilihat pada

Gambar 3.10.

Pada pengujian ini, penetrameter diletakkan pada sisi film, sehingga

digunakan kawat tipe 7. Dari Tabel 2.3, diketahui kawat tipe 7 termasuk dalam

kawat tipe set B. Oleh karena itu dalam pengujian ini digunakan penetrameter set

B. Hal ini menunjukkan bahwa pada film hasil radiografi, kawat tipe 7 merupakan

kawat minimal yang harus terlihat, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Gambar 3.10 Pemilihan IQI untuk pengujian


48

3.4 Memulai Penyinaran

3.4.1 Penentuan daerah penyinaran

Lokasi penyinaran sebaiknya jauh dari keramaian. Karena paparan radiasi

gamma yang berbahaya, perlu ditentukan batas daerah penyinaran. Dengan

menggunakan surveymeter, batas daerah radiasi dapat ditentukan. Penentuan batas

daerah radiasi dapat menggunakan tali dan tanda bahaya. Selama membawa

kamera gamma menuju lokasi penyinaran, radiografer harus memakai pocket

dosimeter serta memperhatikan laju radiasi menggunakan surveymeter.

SET A SET B

Wire Diameter in.

(mm) Wire Identity

Wire Diameter in.

(mm)

Wire Identity

0.0032 (0.08)

0.004 (0.1)

0.005 (0.13)

0.0063 (0.16)

0.008 (0.2)

0.010 (0.25)

1

2

3

4

5

6

0.010 (0.25)

0.013 (0.33)

0.016 (0.41)

0.020 (0.51)

0.025 (0.64)

0.032 (0.81)

6

7

8

9

10

11

SET C SET D

Wire Diameter in.

(mm) Wire Identity

Wire Diameter in.

(mm)

Wire Identity

0.032 (0.81)

0.040 (1.02)

0.050 (1.27)

0.063 (1.6)

0.080 (2.03)

0.100 (2.54)

11

12

13

14

15

16

0.10 (2.54)

0.126 (3.2)

0.160 (4.06)

0.20 (5.08)

0.25 (6.35)

0.32 (8.13)

16

17

18

19

20

21

Tabel 3.1 Penentuan Set Penetrameter


49

3.4.2 Pemasangan film pada kolimator

Kolimator yang telah diidentifikasi dipasangi penetrameter seperti

ditunjukkan pada Gambar 3.11. Setalah itu dipasangi film seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 3.12.

3.4.3 Instalasi Kamera Gamma

Setelah daerah penyinaran ditetukan, penyiapan kamera gamma dapat

mulai dilakukan.

a. Penutup kamera gamma dibuka, kemudian guide tube disambungkan ke

kamera gamma.

b. Engkol disiapkan dan kabel pengengkol dipanjangkan.

c. Penutup pigtail pada kamera gamma dibuka lalu disambungkan dengan

kabel pengengkol.

d. Engkol ditarik sepanjang mungkin menjauhi sumber.

e. Letakkan audio visual dekat dengan sumber radiasi.

f. Letakkan ujung guide tube pada kolimator sesuai dengan teknik radiografi

yang sudah direncanakan (SWSI Technique).

Gambar 3.11 Penetrameter pada

Kolimator

Penetrameter

Gambar 3.12 Film pada

Kolimator

Film


50

3.4.4 Penyinaran Gamma Radiografi

Setelah kamera gamma siap dioperasikan, maka penyinaran dapat mulai

dilakukan.

a. Teknisi atau radiografer berada pada daerah aman dan memegang engkol

b. Untuk memulai penyinaran, engkol diputar (agak cepat) hingga terdengar

bunyi kilk pada kamera gamma

c. Biarkan penyinaran sesuai dengan waktu penyinaran yang telah ditentukan

d. Setelah penyinaran selesai, engkol diputar kembali sampai mentok

e. Pastikan kamera gamma sudah terkunci setiap penyinaran selesai.

f. Lepaskan film yang melekat pada kolimator, diganti dengan film baru.

g. Ulangi dari langkah a sampai semua film selesai disinari.

3.5 Proses Pengolahan Film

Film yang telah selesai disinari dibawa ke dark room untuk dicuci. Film

dibuka (unpacking) lalu diletakkan pada hanger (Gambar 3.13). Film kemudian

dimasukkan ke dalam tangki pencucian film. Terdapat empat tangki pencucian

film, yaitu tangki developer, tangki stopbath, tangki fixer, dan washing tank.

Pencucian film dimulai dari tangki developer, kemudian secara berurutan

pencucian dilanjutkan di tangki stopbath, fixer, dan terakhir washing tank. Di

setiap tangki, film dicuci dan digoyangkan (agitasi) selama 5 menit. Lama waktu

pencucian bergantung pada suhu dark room. Pada pengujian ini suhu di dark

room adalah 20°C. Setelah film selesai dicuci, film dikeringkan dalam tangki

pengering yang ditunjukkan pada Gambar 3.14.


51

3.6 Proses Pembacaan Film

Film yang telah dicuci, selanjutnya dilakukan pembacaan film. Film tidak

dapat dibaca langsung. Untuk dapat membaca film digunakan alat bantu film

viewer seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.15.

Dalam proses pembacaan film, dilakukan interpretasi data serta

perhitungan densitas film. Perhitungan densitas film dapat dilakukan dengan

menggunakan densitometer. Densitometer merupakan alat pengukur densitas film

yang ditunjukkan pada Gambar 3.16.

Gambar 3.13 Hanger Film Gambar 3.14 Tangki Pengeringan

Film

Gambar 3.15 Film Viewer


52

Pengukuran densitas film dilakukan pada 30 titik film yang berbeda

dengan ketentuan perbedaan nilai densitas hasil pengukuran yang didapatkan

harus ± 0.05 dari nilai densitas rata-rata. Titik pertama dikatakan sebagai titik

SFD diambil pada posisi nomor sepesifikasi kolimator di kiri film. Titik kedua

diambil pada jarak 1 cm dari kanan titik SFD dinamakan SFD+1. Penentuan

diambil dengan cara yang sama hingga sampai titik keenam dinamakan SFD+5.

Kemudian dari setiap titik diambil 4 titik lainnya secara vertikal dengan jarak 1

cm, sehingga didapatkan total 30 data densitas film, yang kemudian diambil rata-

ratanya.

Gambar 3.16 Densitometer (Fidgeon, Digit-X

Serial No. 190932


53

3.6 Bagan Tahapan Pengujian

Tahapan penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.17

Kualitas Film Diterima

Persiapan Benda Uji

Persiapan Penyinaran :

Identifikasi Kolimator

Perhitungan Lama Penyinaran

Memulai Penyinaran

Proses Pengolahan Film

Proses

Pembacaan

Film

Hasil Penyinaran

Analisis

Laporan

Kualitas Film

tidak diterima

Gambar 3.17 Bagan Tahapan Penelitian


54

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari pengujian radiografi gamma yang telah dilakukan, didapati waktu

penyinaran sebesar 27 detik. Nilai ini merupakan nilai yang didapat dari metode

trial and error yang dilakukan sebelum melakukan pengujian. Metode ini

dilakukan untuk menentukan waktu penyinaran yang sesuai untuk uji radiografi

material nikel. Hal ini dikarenakan belum tersedianya standar pengujian bahan

dasar nikel. Sebelumnya, telah dilakukan perhitungan waktu penyinaran dan

didapatkan hasil sebesar 35 detik. Namun, nilai itu didapatkan dengan

menggunakan standar material baja karbon.

4.1 Hasil Uji Radiografi Kolimator 01

4.1.1 Kolimator 01 0-1 A

Dari pengujian gamma radiografi yang dilakukan didapatkan hasil film

untuk kolimator 01 0-1 A seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Perhitungan

densitas film kolimator 01 0-1 A ditunjukkan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Tabel Densitas Film Kolimator 01 0-1 A

Kolimator 01 0-1 A

No SFD SFD+1 SFD+2 SFD+3 SFD+4 SFD+5

1 3,66 3,3 3,09 2,98 2,94 2,85

2 4 3,62 3,37 3,45 3,39 3,37

3 3,98 3,5 3,31 3,45 3,42 3,35

4 3,83 2,72 2,6 3,25 3,3 3,19

5 3,58 2,32 3,18 3,09 3,13 3,11

Rata-rata

Densitas film 3,81 3,09 3,11 3,24 3,23 3,17

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

0-1 A

3,27


55

Pada Gambar 4.1 bagian yang diberi lingkaran hitam kecil menunjukkan

porositas, sementara bagian yang diberi lingkaran hitam yang lebih besar

menunjukkan crack. Hasil analisa radiografi pada kolimator 01 0-1 A

menunjukkan porositas yang terletak 14 cm dari penomoran 0. Selain itu

ditemukan crack pada posisi 15 cm dari penomoran 0.

Densitas film rata-rata untuk kolimator 01 0-1 A didapat sebesar 3,27.

Nilai ini dianggap memenuhi persyaratan densitas film, dimana syarat densitas

film yang harus dipenuhi adalah 1,5-4. Namun dapat dilihat bahwa pada Tabel 4.1,

densitas tertinggi bernilai 4, nilai ini tidak termasuk kategori densitas yang ideal.

Hal ini juga dapat dipastikan dengan melihat Gambar 4.1, dimana pada titik SFD

yaitu titik penomoran 0 dan titik SFD+1 yaitu 1 cm di sebelah kanan penomoran 0,

struktur kolimator yang ditampilkan tidak begitu jelas. Hal ini menunjukkan

bahwa hasil gambar pada film masih belum layak diterima. Namun, cacat berupa

porositas dan crack sudah dapat dideteksi pada film ini.

4.1.2 Kolimator 01 0-1 B


untuk kolimator 01 0-1 B seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2. Perhitungan

densitas film kolimator 01 0-1 B ditunjukkan pada Tabel 4.2. Hasil analisa

radiografi pada kolimator 01 0-1 B menunjukkan adanya crack sepanjang 8 cm

pada lokasi 15-18 cm dari posisi penomoran 1. Densitas film rata-rata untuk

kolimator 01 0-1 B didapat sebesar 3,59. Nilai ini dianggap tidak memenuhi

Gambar 4.1 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 01 0-1 A

Porositas

Crack


56

persyaratan densitas film, dimana syarat densitas film yang harus dipenuhi adalah

1,5-4. Hal ini diperkuat oleh nilai densitas di 30 titik yang berbeda dimana

densitas terendah sebesar 2,81 dan densitas tertinggi sebesar 4,46.

Tabel 4.2 Tabel Densitas Film Kolimator 01 0-1 B

Selain itu pada Gambar 4.2 dapat dilihat citra struktur yang tidak terlalu

jelas. Crack dengan lokasi dan panjang yang sesuai dituliskan pada hasil analisa

radiografi, tidak dapat dilihat pada Gambar 4.2.Pada film ini,penetrameter tidak

terlihat pada film di Gambar 4.2. Hal ini menunjukkan bahwa hasil gambar pada

film masih belum layak diterima. Namun, cacat berupa crack sudah dapat

dideteksi pada film ini. Pada Gambar 4.2 penetrameter sama sekali tidak terlihat.

Kolimator 01 0-1 B


1 3,89 3,46 3,17 2,98 2,92 2,81

2 4,12 3,72 3,39 3,2 3,04 3,09

3 4,19 3,85 3,56 3,43 3,32 3,28

4 4,26 4,12 3,75 3,7 3,47 3,36

5 4,46 4,42 4,05 3,74 3,59 3,46

Rata-rata

Densitas film 4,18 3,91 3,58 3,41 3,26 3,2

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

0-1 B

3,59

Gambar 4.2 Film Hasil Gamma Radiografi pada Kolimator 01 0-1 B


57

Hal ini bisa saja terjadi karena faktor human error. Berdasarkan standar pengujian

radiografi, film masih belum layak diterima.




densitas film kolimator 01 1-2 A ditunjukkan pada Tabel 4.3


Kolimator 01 1-2 A


1 2,18 2,05 1,92 1,87 1,83 1,83

2 2,16 2,02 1,9 1,82 1,81 1,79

3 2,05 1,92 1,82 1,77 1,74 1,76

4 1,98 1,83 1,7 1,71 1,58 1,68

5 1,89 1,77 1,66 1,66 1,61 1,64

Rata-rata

Densitas film 2,05 1,91 1,8 1,76 1,71 1,74

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

1-2 A

1,83


Crack


58

Pada Gambar 4.3 bagian yang diberi lingkaran hitam menunjukkan crack

transversal. Hasil analisa radiografi pada kolimator 01 1-2 A menunjukkan crack

transversal sepanjang 8 cm. Lokasi crack berada pada 5-7 cm dari posisi

penomoran 1 pada kolimator..



film yang harus dipenuhi adalah 1,5-4. Pada Gambar 4.3, jumlah kawat

penetrameter yang tampak berjumlah 5 buah. Jumlah ini sesuai dengan jumlah

kawat yang harus tampak dalam standar kelayakan penerimaan gambar hasil film

radiografi.




densitas film kolimator 01 1-2 B ditunjukkan pada Tabel 4.4.


Kolimator 01 1-2 B


1 2,29 2,14 2,15 1,97 2,02 2,03

2 2,4 2,21 2,23 2,05 2,07 2,08

3 2,48 2,33 2,31 2,12 2,11 2,09

4 2,18 2,07 2,12 2,08 1,9 2,12

5 2,12 1,99 1,99 1,87 1,85 1,84

Rata-rata

Densitas film 2,29 2,14 2,16 2,01 1,99 2,03

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

1-2 B

2,11


59

Pada film citra kolimator 01 1-2 B, dideteksi cacat berupa crack dan

porositas. Pada Gambar 4.4 terdapat 2 lingkaran hitam, dimana lingkaran yang

terletak di atas menunjukkan crack transversal, dan lingkaran yang terletak di

bawah menunjukkan porositas. Hasil analisa radiografi pada kolimator 01 1-2 B

menunjukkan crack transversal sepanjang 4 cm. Lokasi crack berada pada 5-7 cm

dari posisi penomoran 1 pada kolimator. Sementara porositas terletak pada 7-8 cm

dari posisi penomoran 1 pada kolimator.

Densitas film rata-rata untuk kolimator 01 1-2 B didapat sebesar 2,11.


film yang harus dipenuhi adalah 1,5-4. Pada film yang ditunjukkan Gambar 4.4

juga menampilkan kawat penetrameter sebanyak 5 buah. Jumlah ini sesuai dengan

standar kelayakan hasil film sehingga hasil gambar pada film diterima.




densitas film kolimator 01 2-0 A ditunjukkan pada Tabel 4.5. Pada film citra

kolimator 01 2-0 A, dideteksi cacat berupa porositas. Pada Gambar 4.5 porositas

ditunjukkan pada lingkaran hitam.


Crack

Porositas


60

Hasil analisa radiografi pada kolimator 01 2-0 A menunjukkan porosity

pada lokasi 1 cm dari penomoran 2. Densitas film rata-rata untuk kolimator 01 2-0

A didapat sebesar 2,42. Nilai ini dianggap memenuhi persyaratan densitas film,

dimana syarat densitas film yang harus dipenuhi adalah 1,5–4.


Pada film citra kolimator 01 2-0 A, dideteksi cacat berupa porositas. Pada

Gambar 4.5 porositas ditunjukkan pada lingkaran hitam. Hasil analisa radiografi

pada kolimator 01 2-0 A menunjukkan porosity pada lokasi 1 cm dari penomoran

2. Densitas film rata-rata untuk kolimator 01 2-0 A didapat sebesar 2,42. Nilai ini

dianggap memenuhi persyaratan densitas film, dimana syarat densitas film yang

harus dipenuhi adalah 1,5–4. Jumlah penetrameter yang tampak pada film

Kolimator 01 2-0 A


1 2,75 2,35 2,39 2,29 2,37 2,37

2 3,33 2,7 2,56 2,44 2,44 2,41

3 3,17 2,55 2,46 2,29 2,31 2,24

4 2,96 2,38 2,19 2,12 2,14 2,07

5 2,72 2,27 2,25 2,09 2,05 2,03

Rata-rata

Densitas film 2,98 2,45 2,37 2,24 2,26 2,22

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

2-0 A

2,42

Gambar 4.5 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 01 2-0 A

Porositas


61

sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4.5 berjumlah 5 buah. Jumlah ini

sesuai dengan jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar radiografi.

Hasil film ini dinyatakan dapat diterima.




densitas film kolimator 01 2-0 B ditunjukkan pada Tabel 4.6. Pada film citra

kolimator 01 2-0 B terdapat crack transversal seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4.6. Hasil analisa radiografi pada kolimator 01 2-0 B menunjukkan crack

transversal sepanjang 6 cm. Lokasi crack berada pada 11-13 cm dari posisi

penomoran 2 pada kolimator.




film yang harus dipenuhi adalah 1,5-4. Jumlah penetrameter yang tampak pada

film sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4.6 berjumlah 4 buah. Jumlah

ini tidak sesuai dengan jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar

radiografi. Hasil film ini dinyatakan tidak dapat diterima.

Kolimator 01 2-0 B


1 2,49 2,38 2,02 1,88 1,86 2,12

2 2,75 2,49 2,1 2 1,88 1,81

3 3,09 2,58 2,24 1,99 2,01 1,97

4 2,91 2,74 2,28 2,06 2,1 2,05

5 3,27 2,81 2,35 2,18 2,22 2,11

Rata-rata

Densitas film 2,90 2,6 2,19 2,02 2,01 2,01

Rata-rata

densitas film

Kolimator 01

2-0 B

2,29


62






Pada film citra kolimator 02 0-1 A, dideteksi cacat berupa porositas. Pada


pada kolimator 02 0-1 A menunjukkan porosity pada lokasi 3 cm dan 18 cm dari

penomoran 0.


Kolimator 02 0-1 A


1 3,25 2,99 2,83 2,71 2,7 2,68

2 3,1 2,64 2,76 2,53 2,68 2,59

3 2,97 2,7 2,36 2,37 2,59 2,53

4 2,71 2,7 2,38 2,19 2,39 2,39

5 2,43 2,48 2,3 2,15 2,18 2,3

Rata-rata

Densitas film 2,89 2,70 2,52 2,39 2,50 2,49

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

0-1 A

2,59


Crack


63





ini belum memenuhi jumlah kawat yang harus muncul berdasarkan standar, yaitu

5 kawat. Berdasarkan standar, hasil gambar pada film ini belum dapat diterima.




densitas film kolimator 02 0-1 B ditunjukkan pada Tabel 4.8. Pada film citra

kolimator 02 0-1 B, dideteksi cacat berupa porositas. Pada Gambar 4.8 porositas

ditunjukkan pada lingkaran hitam. Hasil analisa radiografi pada kolimator 02 0-1

B menunjukkan cluster porosity pada lokasi 2 cm dari penomoran 0. Porositas

berkumpul dan memanjang ke bawah dan 18 cm dari penomoran 0. Porositas

kemudian dapat ditemukan berkumpul di bawah film. Di bawah marker

identifikasi kolimator 02 juga ditemukan porositas lainnya.


Porositas

Porositas


64






ini sesuai dengan jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar radiografi.

Hasil gambar pada film ini dinyatakan dapat diterima.

Kolimator 02 0-1 B


1 3 2,77 2,62 2,49 2,42 2,41

2 3,13 2,89 2,7 2,58 2,51 2,53

3 3,22 2,92 2,74 2,61 2,54 2,58

4 2,74 2,45 2,55 2,56 2,48 2,4

5 2,64 2,43 2,26 2,18 2,16 2,2

Rata-rata

Densitas film 2,94 2,69 2,57 2,48 2,42 2,42

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

0-1 B

2,59


Porositas


65






Hasil analisa radiografi pada kolimator 02 1-2 A menyatakan bahwa pada

bagian ini tidak terdapat cacat atau defek yang ditemukan. Densitas film rata-rata

untuk kolimator 02 1-2 A didapat sebesar 2,51. Nilai ini dianggap memenuhi


Kolimator 02 1-2 A


1 2,94 2,75 2,66 2,59 2,72 2,76

2 2,8 2,26 2,48 2,45 2,59 2,59

3 2,66 2,27 2,21 2,34 2,44 2,47

4 2,55 2,45 2,26 2,23 2,25 2,35

5 2,38 2,29 2,65 3,49 2,19 2,27

Rata-rata

Densitas film 2,66 2,40 2,45 2,62 2,43 2,48

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

1-2 A

2,51



66

1,5-4. Jumlah penetrameter yang tampak pada film sebagaimana yang ditunjukkan

pada Gambar 4.9 berjumlah 5 buah. Jumlah ini sesuai dengan jumlah kawat yang

harus tampak berdasarkan standar radiografi. Hasil gambar pada film ini

dinyatakan dapat diterima.



untuk kolimator 02 1-2 B seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.10.

Perhitungan densitas film kolimator 02 1-2 B ditunjukkan pada Tabel 4.10. Pada

film citra kolimator 02 1-2 B, dideteksi cacat berupa porositas. Pada Gambar 4.10

porositas ditunjukkan pada lingkaran hitam. Hasil analisa radiografi pada

kolimator 02 1-2 B menunjukkan cluster porosity pada lokasi 2-7 cm dan pada

lokasi 10-17 cm dari penomoran 1.






ini sesuai dengan jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar radiografi.

Hasil radiografi pada film ini dinyatakan dapat diterima.

Kolimator 02 1-2 B


1 2,62 2,4 2,31 2,23 2,21 2,3

2 2,75 2,53 2,42 2,33 2,35 2,35

3 2,86 2,62 2,47 2,43 2,43 2,43

4 2,9 2,64 2,54 2,46 2,27 2,46

5 2,4 2,19 2,11 2,54 1,93 1,93

Rata-rata

Densitas film 2,70 2,47 2,37 2,39 2,23 2,29

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

1-2 B

2,41


67



untuk kolimator 02 2-0 A seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Perhitungan densitas film kolimator 02 2-0 A ditunjukkan pada Tabel 4.11. Pada

film citra kolimator 02 2-0 A, dideteksi cacat berupa porositas. Pada Gambar 4.11


kolimator 02 2-0 A menunjukkan porosity pada lokasi 3-12 cm.


Kolimator 02 2-0 A


1 3,17 2,5 2,75 2,7 2,74 2,8

2 3,61 2,7 2,26 2,55 2,58 2,74

3 2,8 2,64 2,43 2,4 2,48 2,64

4 2,56 2,41 2,35 2,28 2,33 2,45

5 4,5 4,18 3,89 3,81 3,89 3,97

Rata-rata

Densitas film 3,32 2,88 2,73 2,74 2,80 2,92

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

2-0 A

2,90


Porosity


68

Densitas film rata-rata untuk kolimator 02 2-0 A didapat sebesar 2,9. Nilai

ini dianggap memenuhi persyaratan densitas film, dimana syarat densitas film

yang harus dipenuhi adalah 1,5-3,5. Jumlah penetrameter yang tampak pada film

sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4.11 berjumlah 4 kawat. Jumlah ini

belum memenuhi jumlah kawat yang harus muncul berdasarkan standar, yaitu 5

kawat. Berdasarkan standar, hasil gambar pada film ini belum dapat diterima.




Perhitungan densitas film kolimator 02 2-0 B ditunjukkan pada Tabel 4.12.


Kolimator 02 2-0 B


1 2,25 2,19 2,13 2,22 2,26 2,36

2 2,36 2,33 2,24 2,3 2,36 2,45

3 2,45 2,4 2,33 2,4 2,48 2,55

4 2,51 2,46 2,38 2,48 2,57 2,67

5 2,49 2,41 2,43 2,53 2,63 2,73

Rata-rata

Densitas film 2,41 2,35 2,30 2,38 2,46 2,55

Rata-rata

densitas film

Kolimator 02

2-0 B

2,41


Porositas


69

Pada film citra kolimator 02 2-0 B, dideteksi cacat berupa porositas. Pada


pada kolimator 02 2-0 B menunjukkan porosity pada lokasi 7-19 cm. Porosity

terletak di bagian bawah kolimator.



film yang harus dipenuhi adalah 1,5-3,5. Film hasil pengujian gamma seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.12 menampilkan citra kawat penetrameter. Namun,

karena film mengalami doubleshoot, sulit untuk melakukan analisis sensitivitas

film berdasarkan kawat penetrameter yang tampak. Oleh karena itu, berdasarkan

citra penetrameter yang tampak,hasil radiografi pada film ini belum dapat diterima.





Perhitungan densitas film kolimator 02 0-1 A ditunjukkan pada tabel 4.13. Pada



kolimator 03 0-1 A menunjukkan porositas pada lokasi 6-8 cm.


Porositas


70




film sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4.13 berjumlah 4 kawat. Jumlah

ini belum memenuhi jumlah kawat yang harus muncul berdasarkan standar

radiografi, yaitu 5 kawat. Berdasarkan standar, hasil radiografi pada film ini

belum dapat diterima.


Kolimator 03 0-1 A


1 2,54 2,39 2,18 1,91 2,18 2,2

2 2,5 2,33 2,19 2,09 2,08 2,14

3 2,41 2,27 2,12 2,1 2,06 2,59

4 2,31 2,16 2,06 2,03 2,01 2,02

5 2,17 2,03 1,99 1,95 1,94 1,97

Rata-rata

Densitas film 2,38 2,23 2,10 2,01 2,05 2,18

Rata-rata

densitas film

Kolimator 03

0-1 A

2,16


Porositas


71




Perhitungan densitas film kolimator 03 0-1 B ditunjukkan pada tabel 4.14.


Hasil analisa radiografi pada kolimator 03 0-1 B menyatakan bahwa pada

bagian ini tidak terdapat cacat atau defek yang ditemukan. Densitas film rata-rata

untuk kolimator 03 0-1 B didapat sebesar 2,04. Nilai ini dianggap memenuhi


1,5-4.

Kolimator 03 0-1 B


1 2,28 2,15 2,06 1,99 2,02 1,99

2 2,32 2,18 2,1 2,02 2,02 2,01

3 2,35 2,22 2,13 2,05 2,04 2,04

4 2,14 2 2,03 1,93 1,86 1,84

5 2,04 2 1,93 1,85 1,85 1,81

Rata-rata

Densitas film 2,22 2,11 2,05 1,96 1,95 1,93

Rata-rata

densitas film

Kolimator 03

0-1 B

2,04



72

Jumlah penetrameter yang tampak pada film sebagaimana yang

ditunjukkan pada Gambar 4.14 berjumlah 5 buah. Jumlah ini sesuai dengan

jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar radiografi. Hasil radiografi

pada film ini dinyatakan dapat diterima.




Perhitungan densitas film kolimator 03 1-2 A ditunjukkan pada tabel 4.15


Kolimator 03 1-2 A


1 2,62 2,48 2,35 2,27 2,12 1,94

2 2,53 2,41 2,3 2,23 2,15 2,13

3 2,49 2,36 2,25 2,19 2,13 2,15

4 2,35 2,32 2,17 2,11 2,09 2,1

5 2,27 2,18 2,1 2,04 2 2,03

Rata-rata

Densitas film 2,45 2,35 2,23 2,16 2,09 2,07

Rata-rata

densitas film

Kolimator 03

1-2 A

2,22


Porositas


73

. Pada film citra kolimator 03 1-2 A, dideteksi cacat berupa porositas. Pada


pada kolimator 03 1-2 A menunjukkan porositas pada lokasi 8-9 cm. Densitas

film rata-rata untuk kolimator 03 1-2 A didapat sebesar 2,22. Nilai ini dianggap

memenuhi persyaratan densitas film, dimana syarat densitas film yang harus

dipenuhi adalah 1,5-4.


ditunjukkan pada Gambar 4.15 berjumlah 4 buah. Jumlah ini belum memenuhi

jumlah kawat yang harus muncul berdasarkan standar, yaitu 5 buah. Berdasarkan

standar, hasil radiografi film ini belum dapat diterima.




Perhitungan densitas film kolimator 03 1-2 B ditunjukkan pada Tabel 4.16. Pada

film citra kolimator 03 1-2 B, dideteksi cacat berupa porositas. Pada Gambar 4.16


kolimator 03 1-2 B menunjukkan porositas pada lokasi 8-11 cm. Densitas film

rata-rata untuk kolimator 03 1-2 B didapat sebesar 2,07. Nilai ini dianggap




Kolimator 03 1-2 B


1 2,18 2,07 2,01 1,99 1,92 1,87

2 2,27 2,12 2,07 2,05 1,88 1,92

3 2,4 2,25 2,14 2,11 1,92 1,99

4 2,42 2,27 2,21 2,14 1,97 2,04

5 2,19 2,08 2,01 2,02 1,84 1,89

Rata-rata

Densitas film 2,29 2,15 2,08 2,06 1,90 1,94

Rata-rata

densitas film

Kolimator 03

1-2 B

2,07


74

Pada film citra kolimator 03 1-2 B, dideteksi cacat berupa porositas. Pada


pada kolimator 03 1-2 B menunjukkan porositas pada lokasi 8-11 cm. Densitas

film rata-rata untuk kolimator 03 1-2 B didapat sebesar 2,07. Nilai ini dianggap




ditunjukkan pada Gambar 4.16 berjumlah 4 buah. Jumlah ini belum memenuhi

jumlah kawat yang harus muncul berdasarkan standar, yaitu 5 kawat. Berdasarkan

standar, film ini belum dapat diterima.




Perhitungan densitas film kolimator 03 2-0 A ditunjukkan pada Tabel 4.17. Pada



kolimator 03 2-0 A menunjukkan porositas pada lokasi 13-16 cm.



film yang harus dipenuhi adalah 1,5-3,5. Jumlah penetrameter yang tampak pada

film sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4.17 berjumlah 5 buah. Jumlah ini


Porositas


75

sesuai dengan jumlah kawat yang harus tampak berdasarkan standar radiografi.

Hasil radiografi pada film ini dinyatakan dapat diterima.

Tabel 4.17 Tabel Film Densitas Kolimator 03 2-0 A

4.4 Analisis cacat pada kolimator

Diskontinuitas yang muncul sebagai hasil pengujian ini, jika dibandingkan

dengan diskontinuitas hasil pengelasan tidak jauh berbeda. Hal ini dapat dilihat

pada Gambar 4.18. Cacat jenis crack yang ditemui pada kolimator 1 dan 5 dalam

dunia pengecoran juga dapat disebut sebagai hot tears. Cacat jenis ini dapat

disebabkan oleh laju pembekuan yang lambat. Faktor lainnya yaitu kecepatan

putar cetakan yang terlalu tinggi. Kecepatan putar cetakan yang tinggi

Kolimator 03 2-0 A


1 2,72 2,47 2,26 2,16 2,11 2,12

2 2,69 2,44 2,23 2,12 2,03 2,1

3 2,6 2,42 2,2 2,02 1,93 2,03

4 2,54 2,34 2,23 2,02 1,99 1,96

5 2,38 2,23 2,15 2 1,98 1,95

Rata-rata

Densitas film 2,58 2,38 2,21 2,06 2,00 2,03

Rata-rata

densitas film

Kolimator 03

2-0 A

2,21


Porositas


76

menghasilkan tegangan melingkar yang cukup tinggi. Hal ini menimbulkan crack

saat logam cair mengalami penyusutan (Tjitro & Sugiharto, 2004).

Cacat jenis porosity ditemui pada seluruh kolimator. Porositas adalah cacat

berupa lubang-lubang pada permukaan maupun bagian dalam benda cor. Cacat ini

dapat disebabkan oleh laju penuangan logam cair yang lambat, sehingga logam

cair bertumpuk dan menghasilkan porositas gas. Hal ini mengakibatkan

terperangkapnya gas hidrogen dalam logam cair pada waktu proses pengecoran.

Faktor lainnya yaitu temperatur penuangan, temperatur penuangan yang rendah

mengakibatkan permukaan coran yang bertumpuk dan menyebabkan porositas

(Tjitro & Sugiharto, 2004). Hal itu dikarenakan logam cair yang dituang

mengalami pembekuan sebelum mencapai titik terjauh pada cetakan (Gupta,

Nayak, & Kachhawaha, 2015).

Jika dilihat secara keseluruhan, laju pembekuan pada proses pengecoran

diperkirakan memiliki faktor yang lebih dominan dan menjadi alasan dibalik

timbulnya diskontinuitas. Faktor lain juga dapat mempengaruhi, namun dalam

penelitian ini tidak diketahui secara detail kondisi dan parameter yang digunakan

saat berlangsungnya proses pengecoran, sehingga tidak dapat dilakukan analisis

lebih lanjut terhadap faktor lain tersebut.

Gambar 4.18 Contoh diskontinuitas pada pengelasan


77

4.5 Analisis ketidaklayakan film

Dari total 72 film yang digunakan untuk pengujian gamma radiografi

kolimator BNCT, beberapa diantaranya menampilkan gambar yang tidak terlalu

jelas, serta memberi nilai densitas yang belum sesuai standar ASME. Kesalahan

lainnya seperti doubleshoot, film yang terbakar juga terjadi.

Beberapa faktor ikut mempengaruhi hasil film yang didapatkan, seperti

faktor radiografer atau teknisi di lapangan, lama waktu penyinaran, tahap

pencucian film, serta material spesimen yang digunakan. Karena pengujian

dilakukan secara manual, faktor tenaga kerja diyakini memberikan dampak yang

besar. Selama pengujian berlangsung, proses keluar-masuknya sumber radiasi

diatur oleh radiografer dengan cara memutar poros engkol. Sumber radiasi

dikeluarkan untuk menyinari objek. Penyinaran objek dilakukan dalam waktu

tertentu. Namun, proses keluar-masuk sumber radiasi dilakukan dengan cara

memutar engkol, sehingga proses ini memakan waktu. Akibatnya, waktu

penyinaran menjadi lebih lama dari yang seharusnya. Hal ini dapat mempengaruhi

kualitas film yang dihasilkan. Beberapa film yang masuk dalam kategori gagal

ditunjukkan pada Gambar 4.19 dan 4.20

Pada Gambar 4.19 diperlihatkan hasil radiografi gamma pada kolimator 07

bagian 0-1 B. Marker identifikasi masih dapat dilihat, namun gambar yang

dihasilkan buruk. Pada Gambar 4.20 diperlihatkan hasil radiografi gamma pada

kolimator 07 2-0 A. Pada gambar tampak sebagian film tersinari dengan baik,

namun sebagian lagi terlihat hitam pekat.

Gambar 4.19 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 07 0-1 B


78

Gambar 4.20 Film Hasil Gamma Radiografi Kolimator 07 2-0 A


79

BAB V

KESIMPULAN & SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari berbagai hasil yang telah diperoleh melalui pengujian radiografi

gamma terhadap 12 kolimator BNCT ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai

berikut:

1. Penggunaan standar pengujian radiografi gamma dengan material baja

karbon sebagai referensi untuk pengujian dengan bahan nikel sudah

mampu memberikan hasil yang cukup baik. Meski demikian, untuk

mendapatkan hasil yang lebih baik lagi, perlu dilakukan evaluasi dan

percobaan selanjutnya. Perbedaan material memberikan parameter yang

berbeda, seperti waktu penyinaran, dan daya tembus.

2. Dari 12 segmen kolimator yang diproduksi, cacat terdeteksi pada seluruh

kolimator. Cacat jenis crack terdeteksi pada kolimator 01 dan 05, sisanya

cacat berupa porositas. Hasil diskusi bersama menyatakan bahwa

kolimator dengan cacat berupa crack ataupun crack dan porositas tidak

dapat digunakan untuk keperluan BNCT. Sementara kolimator dengan

cacat hanya berupa porositas akan dievaluasi lebih lanjut mengenai

kualitas sinar neutron yang mampu dihasilkan. Berdasarkan standar

pengujian ASME dan ASTM, produk hasil pengecoran yang terdapat

crack atau porositas skala besar tidak dapat diterima.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, beberapa hal yang dapat

penulis sarankan ialah:

1. Untuk produksi kolimator berikutnya, agar kualitas yang dihasilkan lebih baik,

beberapa faktor dapat diperhatikan seperti kecepatan putar cetakan,

temperatur penuangan logam cair dan laju penuangan logam cair.

Mengurangi kecepatan putar, meningkatkan temperatur dan laju penuangan

berpotensi memberikan kualitas kolimator yang lebih baik.


80

2. Dalam melakukan pengujian radiografi, material objek merupakan faktor

penting yang akan mempengaruhi hasil pengujian, sehingga perlu

diperhatikan. Faktor seperti human error sebaiknya diminamilisir agar

menghasilkan film yang lebih layak diterima.


81

DAFTAR PUSTAKA

A, M. I., Sardjono, Y., & Widiharto, A. (2014). Perancangan Kolimator di Beam

Port Tembus Reaktor Kartini untuk Boron Neutron Capture Therapy.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar dan Ilmu

Pengetahuan Teknologi Nuklir 2014 (hal. 163-178). Yogyakarta: Pusat

Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN.

AbdAlla, A. N., Faraj, M. A., Samsuri, F., Rifai, D., Ali, K., & Al-Douri, Y.

(2019). Challenges in Improving the Performance of Eddy Current

Testing: Review. Measurement and Control, 46-64.

American Society for Testing and Materials. (2000). An American National

Standard. United States: American Society for Testing and Materials.

American Society of Mechanical Engineers. (2013). ASME Boiler and Pressure

Vessel Committee on Nondestructive Examination. New York: American

Society of Mechanical Engineers.

Arif, I. (2018). Nikel Indonesia. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Bakhri, S., Sumarno, E., Himawan, R., Akbar, T. Y., Subekti, M., & Sunaryo, G.

R. (2017). Preliminary Development of Online Monitoring Acoustic

Emission System for the Integrity of Research Reactor Components.

Journal of Physics: Conference Series, 1-11.

Barceloux, D. G. (1999). Nickel. Clinical Toxicology, 239-258.

Bavarnegin, E., Kasesaz, Y., & Wagner, F. M. (2017). Neutron Beams

Implemented at Nuclear Research Reactors for BNCT. Journal of

Instrumentation, 1-28.

Benjamin, D. J. (2014). The Efficacy of Surgical Treatment of Cancer - 20 Years

Later. Medical Hypotheses, 412-420.

Bilalodin, Kusminarto, Sardjono, Y., & Sunardi. (2017). Double Layer Collimator

for BNCT Neutron Source Based on 30 MeV Cyclotron. Indonesian

Journal of Physics and Nuclear Applications, 124-127.

Bluemke, D. A., & Liu, S. (2012). Imaging in Clinical Trials. Principles and

Practice of Clinical Research, 597-617.

Brandão, S. F., & Campos, T. P. (2009). Dosimetric Analysis of BNCT - Boron

Neutron Capture Therapy - Coupled to 252CF Brachytheraphy. 2009


82

International Nuclear Atlantic Conference (hal. 1-11). Rio De Janeiro:

International Nuclear Information System.

British Institute of Non-Destructive Testing. (2015, November). Non-Destructive

Testing (NDT) - Guidance Document: An Introduction to NDT Common

Methods. United Kingdom.

Chesnokova, A. A., Kalayeva, S. Z., & Ivanova, V. A. (2017). Development of a

Flaw Detection Material for the Magnetic Particle Method. Journal of

Physics: Conference Series, 1-6.

Dong, Y., & Ansari, F. (2011). Non-Destructive Testing and Evaluation

(NDT/NDE) of Civil Structures Rehabilitated Using Fiber Reinforced

Polymer (FRP) Composites. Service Life Estimation and Extension of Civil

Engineering Structures, 193-222.

Dwivedi, S. K., Vishwakarma, M., & Soni, A. (2018). Advances and Research on

Non Destructive Testing: A Review. Materials Today : Proceedings,

3690-3698.

Ebhota, W. S., Karun, A. S., & Inambao, F. L. (2016). Centrifugal Casting

Technique Baseline Knowledge, Applications, and Processing Parameters:

Overview. International Journal of Materials Research, 960-969.

Electric Power Research Book. (2007). Carbon Steel Handbook. Palo Alto:

Electric Power Research Book.

Endramawan, T., & Sifa, A. (2017). Non Destructive Test Dye Penetrant and

Ultrasonic on Welding SMAW Butt Joint with Acceptance Criteria ASME

Standard. Material Science and Engineering, 1-9.

F, O. E., Riyatun, & Suharyana. (2015). Modification of Materials and Thickness

Layer of Radial Piercing Beamport (RPB) Reflector on Kartini Reactor for

Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Indonesian Journal of Applied

Physics, 94-106.

Fantidis, J. G., & Nicolaou, G. (2018). Optimization of Beam Shaping Assembly

design for Boron Neutron Capture Therapy based on a transportable

proton accelerator. Alexandria Engineering Journal, 2333-2342.

Farahdiba, B. A., & Nugroho, Y. S. (2016). Klasifikasi Kanker Payudara

Menggunakan Algoritma Gain Ratio. Jurnal Teknik Elektro, 43-46.


83

Filipussi, D. A., Guzmán, C. A., Xargay, H. D., & Hucailkuk, C. T. (2015). Study

of Acoustic Emission in a Compression Test of Andesite Rock. Procedia

Materials Science, 292-297.

Fitriatuzzakiyyah, N., Sinuraya, R. K., & Puspitasari, I. M. (2017). Terapi Kanker

dengan Radiasi: Konsep Dasar Radioterapi dan Perkembangannya di

Indonesia. Jurnal Farmasi Klinik Indonesia, 311-320.

GE Inspection Technology. (2008). Industrial Radiography Image Forming

Techniques. Diambil kembali dari https://www.industrial.ai

Gunawan, Sutiarso, Suyatno, Setiawan, & Juliyani. (2009). Peningkatan Kualitas

Citra Radiografi Netron Menggunakan Film Lapisan Tunggal. Prosiding

Seminar Nasional Hamburan Neutron dan Sinar-X ke 7 (hal. 14-19).

Serpong: Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) - BATAN.

Gupta, M. K., Nayak, S., & Kachhawaha, A. K. (2015). Analysis of Centrifugal

Casting Defects on Their Manufacturing Parameter. Journal of

Harmonized Research, 05-08.

Hellier, C. J. (2003). Handbook of Nondestructive Evaluation. United States: The

McGraw-Hill Companies.

International Agency for Research on Cancer. (2018). Latest Global Cancer Data:

Cancer burden rises to 18.1 million new cases and 9.6 million cancer

deaths in 2018. France: International Agency for Research on Cancer.

International Atomic Energy Agency. (1996, March). Manual on Gamma

Radiography. Vienna: International Atomic Energy Agency.

International Atomic Energy Agency. (1999). Radiation Protection and Safety in

Industrial Radiograph. Vienna: International Atomic Energy Agency.

International Atomic Energy Agency. (2001). Current Status of Neutron Capture

Therapy. Vienna: International Atomic Energy Agency.

IPS. (1997). General Standard for Protection Against Radioactive Sealed Sources.

IPS.

Jumpeno, B. E. (2014). Evaluasi Hasil Pengujian Keselamatan Kamera Radiografi

Gamma Industri Jenis Portabel di Laboratorium PTKMR - BATAN Tahun

2012-2013. Widyanuklida, 13-21.

Kementerian Kesehatan RI. (2015, Februari). Info Datin. Dipetik Oktober 14,

2018, dari Kementerian Kesehatan Republik Indonesia: www.depkes.go.id


84

Kumar, B., & Durgbans, A. S. (2017). Experimental Analysis of Effect of Flaw

Geometry on the Leakage Magnetic Flux in Magnetic Particle Testing.

Asia Pacific Journals, 1-3.

Lage, A., & Romero, T. (2018). Back and forth between cancer treatment and

cancer control programs: Insight from the Cuban experience. Seminars in

Oncology, 12-17.

Lopez, A., Bacelar, R., Pires, I., Santos, T. G., Sousa, J. P., & Quintino, L. (2018).

Non-Destructive Testing Applicationof Radiography and Ultrasound for

Wire and Arc Additive Manufacturing. Additive Manufacturing, 298-306.

Maitz, C. A., Khan, A. A., Kueffer, P. J., Brockman, J. D., Dixson, J., Jalisatgi, S.

S., et al. (2017). Validation and Comparison of the Therapeutic Efficacy of

Boron Neutron Capture Therapy Mediated by Boron-Rich Liposomes in

Multiple Murine Tumor Models. Translational Oncology, 686-692.

Malhotra, V., & Kumar, Y. (2016). Study of Process Parameters of Gravity Die

Casting Defects. International Journal of Mechanical Engineering and

Technology, 208-211.

McGuire, S. A., & Peabody, C. A. (1982). Working Safely in Gamma

Radiography. Washington, D.C: Official of Nuclear Regulatory Research.

Mgonja, C. T. (2017). Evaluation on Use of Industrial Radiography for Weld

Joints Inspection in Tanzania. International Journal of Mechanical

Engineering and Technology, 65-74.

Mujiyono, Suharto, Nurjaman, F., Mukhammad, A. F., Nurhadiyanto, D., &

Sumowidagdo, A. L. (2018). Manufacture of Nickel Collimator for

BNCT: Smelting of Nickel Using Electrical Arc Furnace and Centrifugal

Casting Preparation. Indonesian Journal of Physics and Nuclear

Applications, 21-28.

Nedunchezhian, K., Aswath, N., Thiruppathy, M., & Thirugnanamurthy, S. (2016).

Boron Neutron Capture Therapy - A Literature Review. Journal of

Clinical and Diagnostic Research, 1-4.

Nurhadiyanto, D., Mujiyono, & Ristadi, F. A. (2017). The Characteristics of

Aluminium Casting Product Using Centrifugal Casting Machine.

Advances in Social Science, Education and Humanities Research, 153-158.

Nurwati, S., & Prasetya, R. I. (2014). Kajian Medis Pemanfaatan Teknologi

Nuklir BNCT untuk Tumor Otak Jenis Glioma. Prosiding Pertemuan dan


85

Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

Nuklir 2014 (hal. 127-134). Yogyakarta: Pusat Sains dan Teknologi

Akselerator - BATAN.

Payudan, A., Haryadi, A., & Abdullatif, F. (2017). Optimization of Collimator

Neutron Design for Boron Neutron-Capture Cancer Therapy (BNCT)

Based Cyclotron 30 MeV. Indonesian Journal Physics and Nuclear

Application, 128-136.

Polee, C., Chankow, N., Srisatit, S., & Thong-Aram, D. (2014). An Industrial

Radiography Exposure Device Based on Measurement of Transmitted

Gamma-Ray Intensity . Journal of Physics, 1-7.

Pujeri, K., Jain, P., & Panda, K. (2013). The Significance of the Radiography

Technique in the Non-Destructive Evaluation of the Integrity and

Reliability of Cast Interconnects . International Journal of Chemical and

Molecular Engineering, 36-41.

Rosenberg, S. J. (1968). Nickel and Its Alloys. Washington, D.C: National Bureau

of Standards Monograph 106.

Santoso, N., & Setiawan, W. (2015). Variasi Perubahan Putaran pada Pengecoran

Aluminium Bentuk Puli dengan Metode Centrifugal Casting Terhadap

Peningkatan Kekuatan Mekanik. Jurnal Material Teknologi Proses, 9-11.

Sarfati, D., Garvey, G., Robson, B., Moore, S., Cunningham, R., Withrow, D., et

al. (2018). Measuring Cancer in Indigenous Populations. Annals of

Epidemiology, 335-342.

See, J. E., Drury, C. G., Speed, A., Williams, A., & Khalandi, N. (2017). The Role

of Visual Inspection in the 21st Century. Proceedings of the Humans

Factors and Ergonomics Society 2017 Annual Meeting (hal. 262-266). Los

Angeles: Sage Publisher.

Setiyadi, A., Sardjono, Y., & Darmawan, D. (2016). Dosis Boron Neutron

Capture Therapy (BNCT) pada Kanker Kulit (Melanoma Maligna)

Menggunakan MCNP-X CODE dengan Sumber Neutron dari Beamport

Tembus Reaktor Kartini. Jurnal Fisika, 65-75.

Sharma, A., & Sinha, A. K. (2018). Ultrasonic Testing for Mechanical

Engineering Domain: Present and Future Perspective. International

Journal of Research in Industrial Engineering, 243-253.


86

Singh, R., Singh, S., & Hashmi, M. (2016). Investment Casting. Reference

Module in Materials Science and Materials Engineering, 1-18.

Singh, S., & Singh, R. (2015). Precision Investment Casting: A State of Art

Review and Future Trends. Journal of Engineering Manufacture, 1-22.

Situngkir, H. (2009). Pengaruh Putakan Cetakan Terhadap Sifat Mekanik Besi

Cor Kelabu pada Pembuatan Silinder Liner Mesin Otomotif dengan

Pengecoran Sentrifugal Mendatar. Jurnal Dinamis, 19-28.

Sujiono, E. H., Diantoro, M., & Samnur. (2014). Karakteristik Sifat Fisis Batuan

Nikel di Sorowako Sulawesi Selatan. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia,

163-167.

Sutanto, A., Fatra, W., & Helwani, Z. (2018). Pengaruh Variasi Kecepatan Putar,

Temperatur Cetakan dan Temperatur Tuang Terhadap Fluiditas

Pengecoran Aluminium Kaleng Minuman Menggunakan Metode Qudong.

Jurnal Online Mahasiswa, 1-9.

Tjitro, S., & Sugiharto. (2004). Pengaruh Kecepatan Putar pada Proses

Pengecoran Aluminium Centrifugal. Jurnal Teknik Mesin, 1-7.

Vallenry, B. Y., Widiharto, A., & Sardjono, Y. (2014). Pemodelan Kolimator di

Radial Beam Port Reaktor Kartini untuk Boron Neutron Capture Therapy.

Jurnal Teknologi Reaktor Nuklir, 11-20.

Verma, S. K., Bhadauria, S. S., & Akhtar, S. (2013). Review of Nondestructive

Testing Methods for Condition Monitoring of Concrete Structures.

Journal of Construction Engineering, 1-11.

Widarto, Trikasjono, T., & Akbar, F. (2016). Radiation Safety Analysis of

Neutron Collimator Based On Nickel Material for Piercing Radial

Beamport Utilization of Kartini Research Reactor. Jurnal Pendidikan

Fisika Indonesia, 148-160.

Wijaya, C. A., & Muchtaridi, M. (2017). Pengobatan Kanker Melalui Metode Gen

Terapi. Farmaka, 53-68.

Yilmaz, D., Güzeldir, B., Akkuş, T., & Öznülüer, T. (2018). X and Gamma-Ray

Irradiation Effects on Vanadium Pentoxide Thin Films. Spectroscopy

Letters, 1-5.

Yudissanta, A., & Ratna, M. (2012). Analisis Pemakaian Kemoterapi pada Kasus

Kanker Payudara dengan Menggunakan Metode Regresi Logistik


87

Multinomial (Studi Kasus Pasien di Rumah Sakit "X" Surabaya). Jurnal

Sains dan Seni ITS, 112-117.

Zacharias, P., Garnito, H., & Wahono, T. (2016). Uji Tanpa Rusak Pada

Sambungan Lasan Liner Kolam Iradiator Gamma. PRIMA, 1-11.

Zhang, B., Wu, J., Li, X., Liu, H., Yadian, B., Ramanujan, R. V., et al. (2014).

Passivation of Nickel Nanoneedles in Aqueous Solutions. The Journal of

Physical Chemistry, 9073-9077.

Zhou, H. T., Hou, K., Pan, H. L., Chen, J. J., & Wang, Q. M. (2015). Study on the

Optimization of Eddy Current Testing Coil and the Defect Detection

Sensitivity . Procedia Engineering, 1649-1657.

Zolfaghari, A., Zolfaghari, A., & Kolahan, F. (2018). Reliability and Sensitivity of

Magnetic Particle Nondestructive Testing in Detecting the Surface Cracks

of Welded Components. Nondestructive Testing and Evaluation, 290-300.


UJI TAK RUSAK PADA KOLIMATOR NIKEL BORON NEUTRON …

Documents