EKSPERIMEN UJI PADA DAYA TINGGI DARI HEAD SUMBER ION UNTUK SIKLOTRON

Silakhuddin dan SunartoPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, BATAN

Pendahuluan

1. Eksperimen uji daya rendah (2010):- Sumber daya katoda 110 watt- Tidak diperlukan air pendingin- Bertujuan untuk membuktikan desain- Diperoleh arus H- 14 µA

2. Eksperiman uji daya tinggi (2011):- Sumber daya katoda 4 kW- Diperlukan air pendingin- Bertujuan untuk membuktikan kemampuan konstruksi

untuk operasi siklotron

3. Sasaran:Mampu untuk sistem sumber ion > 100 µA pada siklotron

Tata Kerja

Perangkat Eksperimen

Perangkat Eksperimen(lanjutan)

rangkat Eksperimen (lanjutan)

Perangkat Eksperimen (lanjutan)

Spesifikasi Komponen

AnodaMaterial: W/Cu 80%/20%

KatodaMaterial: Tantalum

Rumah katodamaterial: tembaga

Analisis Resiko Keselamatan

Resiko bahaya:1. Tegangan tinggi 2 kV2. Gas hidrogen tekanan tinggi3. Konsentrasi H2 > 4%

Prosedur kerja antisipatifa) Eksperimen > 1 orangb) Meter-meter normalc) Mengatur HV perlahand) Menghindari percikan dekat tabung gas H2

e)ventilasi ruangan memadai.f) Mengatur aliran gas H2 secara perlahang) Mewaspadai bila terjadi loncatan listrik (spark), dan neturunkan

tegangan bila loncatan terus terjadih) Menggunakan konduktor terisolasi tegangan tinggi untuk membuat

tegangan nol.

Parameter-parameter Pengujian

Tegangan katoda: 0 - 2,5 kV

Tegangan puller : 0 – 3 kV

Medan magnet: 0 - 1500 gauss

Medan magnet optimum: 80 V ~ 700 gauss

Vakum: 1x10-4 mb (stabil)

Hasil dan Pembahasan

•Tegangan katoda: 2,5 kV•Medan magnet optimum: 80 V ~ 700 gauss

Hasil dan Pembahasan (lanjutan)

Tegangan katoda = 0Tegangan puller : 1,5 kV

Hasil dan Pembahasan (lanjutan)

Tegangan puller : 1,5 kVTegangan katoda 2 kV

Elektron atau ion H- ?

r elektron = 0,26 cm

r H- = 11,3 cm

Hasil dan Pembahasan (lanjutan)

Arus ion yang dihasilkan adalah I exp =35-45 µA dengan tegangan puller V = 3 kV

Prospek untuk sistem siklotron

Diperlukan arus minimum 100 µA yang beroperasi dengan parameter tegangan puller hingga V : 30 kV

Berkas ion yang terekstraksi, sesuai dengan hukum Langmuir yang sudah

sangat dikenal, berbanding dengan

Bila Vexp= 30 kV dan effisiensi 60%, akan diperoleh Iexp= 540 µA

Hasil dan Pembahasan (lanjutan)

Kesimpulan

•Hasil-hasil eksperimen uji yang telah dilakukan menunjukanbahwa prototipe head sumber ion telah mampu menghasilkanarus ion pada operasi daya tinggi.

•Pengujian dengan parameter tegangan puller 3 kV dihasilkanarus ion H- sebesar maksimum 45 µA.

•Estimasi yang dilakukan menghasilkan suatu kesimpulan bahwaunjuk kerja head ini dalam menghasilkan besar arus ion yanglayak untuk dipakai pada sistem siklotron.