Proceedings Seminar Reaktor Nuklir daJam Penelitian Sainsdon Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

PEMBUATAN ALAT PEMANTAU CEMARAN RADIOAKTIPPADA KAKI DAN TANGAN.

Aliman , BudionoPusat Penelitian Teknik Nuklir - Badan Tenaga Atom Nasional

ABSTRAKPEMBUATAN ALAT PEMANTAU CEMARAN RADIOAKTIP PADA KAKI DAN

TANGAN. Telah dilakukan pembuatan alat pemantau cemaran radioaktip pada kaki dantangan dengan meneliti keandalan sistem mikrokumputernya. Alat yang diperhatikanadalah rangkaian pencacah pewaktu pada MPF-I yang berlaku baik sebagai pencacahmaupun sebagai pewaktu pulsa detektor yang dapat dideteksi dicacah selama pewaktutertentu dan dibandingkan dengan latar belakang atau tingkat ambang. Bila cacahan pulsadetektor lebih besar dari ambang maka ditampilkan warna me- rah yang menunjukkanadanya kontaminasi.Juga, bila cacahan pulsa detektor lebih kecil dari atau sarna dengan levelambang maka ditampilkan warna hijau sebagai petunjuk keadaan aman dari kontaminasi.Pewaktu yang dapat diprogram sampai 30 detik diadakan untuk meningkatkan kepekaan.Prototipe ini berisi, MPF-I, suatu sistem mikrokomputer Z80, CTC, USART, RS232 danIBM-PC. Baik bahasa mesin Z80 maupun Turbo Basic disusun untuk mengatur MPF-I danIBM-PC. Tabung GM sebagai ganti Pencacah Proportional dipilih untuk mengukurkontaminasi radioaktip. Walaupun pengukuran terbatas pada tersedianya detektor, prototipeini dapat dianggap memuaskan baik. Bagaimanapun bila resolusi dari prototipe ini dianggapdan disimpulkan baik dalam teknik yang digunakan maka akan diperla- kukan sebagaimonitor kaki dan tangan yang canggih.

ABSTRACTPREPARATION OF RADIOACTIVE CONTAMINATIONMONITOR ON HAND AND

FOOT. The preparation of hand and foot radioactive monitor has been carried out by focusingthe reability of microcomputer system. Device of interest is Counter Timer Circuit (CTC)within MFF-I to function either as a counter or as a timer. Detectable detector pulse is countedduring predetermined timer and compared to background pulse as a threshold'level. If detectorpulse rate is greater than predetermined threshold level then red coloured is displayed torepresent contamination. Also, if detector pulse rate is less than or equal to threshold levelthen green coloured is displayed to reffer to as a save condition from contamination.Programmable timer ranges up to 30 second is provided to improve sensitivity. The prototypecomprise of MPF-I , Z80 microcomputer system, CTC, USART, RS232 and IBM-PC. EitherZ80 machine language or Turbo Basic are arranged to manage MPF-I and IBM-PC. GMTubeinstead of Proportional Counter is selected to measure radioactive contamination. Althoughmeasurement is limited to available detector, the prototype is considered satisfactorily good.However, if the reso-lution of the prototype is considered and evaluated good in techniquesutilized, then it will be acted as if it werean up to date hand and foot monitor.

PENDAHULUAN

Dalam instrumentasi nuklir, khususnyayang menggunakan zat radioaktip terbuka, adakemungkinan terjadi pencemaran pada permu­kaan tubuh para pekerjanya, terutama padatelapak tangan dan kaki. Untuk mengetahuitingkat cemaran diperlukan sistem pemantaucemaran kaki dan tangan. Untuk itu penulismerancang suatu sistem pemantau cemaran ka­ki dan tangan, yang sekaligus dapat memper­kirakan tingkat cemaran pada kedua tangandan kaki, yang memiliki kepekaan dan keteliti­anyang tinggi. Rancanganyang dibuat melibat-

kan penggunaan MPF-I, CTC, USART, RS-232dan IBM- PC.

Dalam instalasi nuklir diharapkan parapekerja bebas dari cemaran radioaktip. Olehkarena itu pemantauan anggota badan sepertitangan dan kaki perlu dilakukan terus menerusuntuk mengetahui tingkat kontaminasi radiasiyang terdapat pada anggota badan tersebut.

Metode deteksi yang lazim, memperlihat­kan bahwa hasil pengukuran akan tepat apa­bila dilakukan beberapa kali ulangan dan ha­silnya di rata-ratakan. Sebagai ganti cara itu,pewaktu yang dapat diprogram akan mening­katkan kepekaannya. Oleh karena itu pewaktu

418

PRESET COUN'I'CTC1-STARTCTC2 STARTCTC3 START

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sainsdan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas

dirancang agar dapat diatur dalam jangkauandari 1 hingga 30 detik.

Program komputer bahasa mesin Z80disu­sun untuk memberi instruksi pada MPF-I danprogram komputer bahasa Turbo Basic disusununtuk memberikan instruksi pada IBM-PC.

Program komputer dibuat berdasarkankonsep dasar sistem pemantau cemaran kakidan tangan, yaitu:1. Pengukuran latar belakang masing masing

detektor untuk digunakan sebagai titik am­bang.

2. Pencacahan sasaranyaitu tangan kanan, ta­ngan kiri dan kaki.

3. Membandingkan cacahan sasaran dengancacahan ambang,lalu menampilkan hasil­nya.

4. Mengatur pewaktu untuk memperbaiki ke­pekaan.

Sistem pemantau kaki dan tangan dapatmengukur cacahan latar belakang, dan me­nyimpan data ini pada memori. Juga alat iniharus sanggup mencatat cacahan akibat cemar­an pada kedua kaki dan tangan, serta memban­dingkannya dengan cacahan latar belakang. Bi­la ternyata cacahan akibat cemaran lebih besardari cacahan latarbelakang, berarti terdapattingkat cemaran tertentu pada bagian yang ber­sangkutan. Dalam hal ini warna merah ditam­pilkan oleh pemantau. Sebaliknya bila cacahanakibat cemaran lebih kecil atau sarna denganlatar belakang diartikan sebagai tidak adanyacemaran pada bagian yang bersangkutan, da­lam hal ini warna hijau ditampilkan oleh pe­mantau.

Dengan cara keIja seperti diterangkan diatas, uji coba yang dilakukan menunjukkanhasil yang sesuai dengan rancangan.

Gambar 1. Diagram blok monitor kaki dantangan.

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

BAHAN DANTATAKERJA.

Subsistem yang digunakan dalam pem­buatan prototipe sistem pemantau kaki dan ta­ngan diperlihatkan pada gambar 1.

Tabung GM adalah detektor yang terbllatdari gelas eks Serpong. Preamplifier adalah pe­nguat mula dan penyeragam pulsa. CTC adalahpencacah pewaktu dengan kapasitas 8 hit.MPF-I adalah sistem mikrokomputer Z80.8~:51adalah USART , pengubah data paralel menjadiserial untuk komunikasi antara MPF-I danIBM-PC. RS-232 untuk penyesuaian tegangandengan RS232 IBM-PC.

Tabung GM yang digunakan adalah ta­bung buatan Rusia jenis tabung gelas yangmempunyai panjang plato antara 350 - 700 volt.Preamplifier digunakan untuk memperkuatdan membentuk pulsa. Bagian ini dilengkapidengan diskriminator untuk mencegah deraudan pembatas untuk membatasi tinggi pulsa.Dua buah CTC masing-masing disusun menjlldi2 X 8 bit =16 bit pencacah. Pewaktu jugamenggunakan CTC. Lama pewaktu bekeIja da­pat diatur melalui papan kunci MPF-1. USART8251 dipasangkan untuk komunikasi berurutsecara 'lsinkron antara MPF-I dengan IBM-PCdengan kecepatan yang dapat diprogram antara110baud sampai 19 kbaud. RS232 dihubungkandengan kabel ke IBM-PC. Program bahslsamesin Z80 dimasukkan pada ROM dari MPl"-1dan Turbo Basic pada disket IBM-PC.

Subsistem pewaktu dilakukan dengan me­masukkan isi Control Register kemudian meng­isikan Preset Count dengan urutan sebagai ber-ikut: LDA,1E PRESET TIME

OUT CTC4,ALDA,FFOUT CTC1,AOUT CTC2,AOUT CTC3,A

LDA,43OUT CTC1,A TIMER STOPLDA,43OUT CTC1,A CTC1 STOPOUT CTC2,A CTC2 STOPOUT CTC3,A CTC3 STOPProgram sistem pewaktu digambarkan pa­

da gambar 2.Dengan program ini pewaktu sama

jaraknya, tetapi berbeda dalam posisi start danstop.

419

Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam. Penelitian SaiTtSdon Teknologi Menuju Era Tinggal Landas

Bandung, 8 -10 Oktober 1991PPTN - BATAN

Gambar 2. Sistem pewaktu

HASILDAN DISKUSI.Prototipe sistem pemantau cemaran kaki

dan tanganyangdibuat tidakmenyimpangataubertentangan dengan konsep dasar tersebut di­atas.

Pada sistem yang terdahulu, yang meng­gunakan transistor dan rangkaian analog, ti-

Timer

CTC1

CTC2

CTC3

-1--'---

~----_·------I __-r----- ..- ---'-...--- -1

___ J l _,--" --"--' •....-- ..

___ --.J ... - - .... ,I

dak terdapat pewaktuyang dapat diatur. Hal iniberakibat bahwa untuk sinyal cemaran rendah,cacahan akibat cemaran sukar dibedakan ter­hadap cacahan latar. Sedangkan pada sistemyang kini dirancang didasarkan pada mikro­prosesor yang memungkinkan dapat dilakukan­nya pencacahan secara digital sehingga lebihteliti dan lebih peka, karena lama kerja pewaktudapat diatur lebih panjang.

KESIMPULAN.

Pemrosesan sinyal pada prototipe ini telahdilakukan dengan baik dan tidak menyimpangdari konsep dasar sistem pemantauan cemarankaki dan tangan tersebut di atas. Walaupundemikian, sistem peralatan ini masih belumsempurna terutama dalam pengukuran sinar a,efisiensi komponen dan perangkat lunak.

DAFTAR PUSTAKA.

1. Hartono P., Dasar-dasar pemrograman Z80, Fisika FMIPA - ITB ,1984.

~!.John W. Poston. Principles of Radiation Detection, Mc. Graw Hill Inc,1986.

8. Anonim, Military Intel Handbook, Intel Corp,198?

4. Anonim, Instruction Manual of MPF-I , Multitech Corp, 1987.

15. Anonim, TTL Data Book, Texas Instrument,1973.

DISKUSI

Setyadi :Dalam blok diagram yang ditampilkan, digunakan satu buah !!p Z-80 dalam IBM Cc. ApakahIBM PC kelak digunakan sebagai sistem jaringan (LAD)lingkungan, at au hanya melayani satualat tersebut ? Bila hanya melayani satu alat. maka sistem ini bisa diminimisasi denganmenghilangkan !!p Z-80.Mohon komentar.Aliman :Memang, alat ini sedang dipertimbangkan untuk diminimisasi dan sedang dikerjakan di BalaiInstrumentasi - PPTN.

Mohtar:Pada poin pengembangan, dikembangkanjuga pembuatan tabung Geiger Muller, dapatkah haltersebut dilaksanakan ?Aliman:Akan dipertimbangkan, walaupun pelaksanaannya mungkin akan sulit sekali.

Supandi:Mengapa pada percobaan ini tidak menggunakan detektor yang dilengkapi dengan preamplifier.Aliman:Tegangan pulsa dari detektor sekitar 150 volt, arus 5 !!A.Tegangan dikonversikan menjadi 5 V.Jadi penggunaan preamplipier tidak begitu diperlukan.

420