APLIKASI PENSILBARIS1.2 UNTUK DESAIN KESELAMATAN IRADIATOR GAMMA BATAN 500K

Abstract

Aspek keselamatan penggunaaan radiasi gamma, khususnya penggunaan iradiator gamma perlu ditekankan untuk menjamin keselamatan personil maupun keselamatan lingkungan. Keselamatan radiasi pekerja diperhitungkan pada saat fasilitas iradiasi beroperasi normal dan ketika sedang dilakukan bongkar-muat sumber radiasi dan perawatan/perbaikan fasilitas dengan sumber radiasi berada di dalam kolam penyimpan atau di rak khusus penyimpan sumber. Jenis dan tebal dinding beton ruang papar yang sekaligus berfungsi sebagai perisai radiasi perlu dipertimbangkan, agar paparan radiasi di lingkungan fasilitas iradiator ini memenuhi kriteria keselamatan radiasi yang ditetapkan BAPETEN. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan PensilBaris1.2 dengan teknik integrasi kernel titik dan sebagai pembanding digunakan program MCNP5 dengan teknik Monte Carlo. Fasilitas iradiator gamma inovatif yang akan didesain berdimensi panjang 13 m, lebar 6 m dan tinggi 4 m. Radiasi gamma bersumber dari 36-52 batang Cobalt-60 beraktivitas total 500 kCi yang disusun tegak berjajar yang berjarak sama dalam sepasang rak sejajar bertingka dua dengan panjang 135 cm dan tinggi 100 cm. Jarak pisang antara sepasang rak sumber gamma ditetapkan 120 cm. Hasil perhitungan program PensilBaris1.2 untuk dinding beton dengan kerapatan 2,45 g/cm³ berturut-turut memberikan 141,6; 164,4 dan 154,9 cm dan program MCNP5 berturut-turut memberikan ketebalan 145, 155 dan 140 cm. Perbedaan hasil dari kedua tool ini, selain disebabkan oleh teknik dan metode komputasi yang berbeda, disebabkan karena adanya perbedaan pustaka data tampang interaksi foton dengan materi dan faktor bangkit dosis yang digunakan. Hasil perhitungan menggunakan PensilBaris1.2 dengan kerapatan 2,35 g/cm³ memberikan tebal dinding beton dalam arah memanjang, melebar dan meninggi berturut-turut 147,4; 170,7 dan 161,4 cm. Kedalaman benam minimal ujung atas sumber dari permukaan air kolam menggunakan PensilBaris1.2 sebesar 4,85 meter untuk laju dosis 0,25 mrem/jam dan 3,25 m untuk nilai batas 2,5 mrem/jam, sedangkan bila menggunakan MCNP5 memberikan harga yang tak begitu jauh berbeda. Bedasarkan hasil perhitungan ini telah dibuat desain dasar fasilitas radiator gamma yang dapat dilanjutkan kedesain lengkap sehingga dapat diaplikasikan untuk kepentingan masyarakat.

Kata kunci: iradiator gamma, laju dosis radiasi, dosis radiasi total, keselamatan radiasi, perisai radiasi, PensilBaris, MCNP5.

The safety aspects of the gamma radiation application, especially in using of gamma irradiators is required to guarantee the personnel safety and environmental safety. The radiation safety of workers is reckoned in normal operation of the irradiation facility and in loadingunloading of radiation source and maintenance or repairing of this facility when radiation source inside the storage pool or in the depository racks. The type and thickness of concrete wall that serves as radiation shielding should be considered, so the radiation exposure in the environment fulfil with the radiation safety criteria established by BAPETEN. Calculation performed by using the PensilBaris1.2 computer code with a point kernel integration technique and as comparison using MCNP5 code with the Monte Carlo techniques. The facility of innovative gamma irradiator has dimension of length, wide dan hight 13, 6 and 4 m, respectively and gamma sources emitted from 36-52 Cobalt-60 rods with 500 kCi total activities that are arranged in a pair of parallel 2-level rack in 135 cm long and 100 cm height. The results of calculation using PensilBaris1.2 give a thickness of 2.45 g/cm³ density concrete wall in length, wide and hight are 14.,6; 164.4 and 15.,6 cm, revectively. Similar analysis using MCNP5 but for 2.45 g/cm³ density concrete wall, giving the thickness of 145, 155 and 140 cm, resvectively. The difference results from both tools, other than due to the technical and computational methods are different, may be caused also by differences in the data library of the photon interaction cross-section to the matter and dose built-up factor used. Meanwhile, the result from PensilBaris1.2 using density of concrete wall 2.35 g/cm³ give the thickness of wall in length, wide and hight of 147.4; 170.7 and 161.4 cm, respectively. Minimum under water depth of the upper end of the source rack from the water surface using PensilBaris1.2 giving 4.85 m for 0.25 mrem/h and 3.25 m for the limit value 2.5 mrem/h dose rate, whereas using MCNP5 giving not so much significantly different values. Based on these calculations the basic design of gamma irradiator facility has been made and then it will be continued to detail design so after that it can be fabricated for operation.

Keywords: gamma irradiators, radiation dose rate, total radiation dose, radiation safety, radiation shielding, PensilBaris, MCNP5.