Sudah lebih dari 1 dasawarsa Departemen Teknik Nuklir dan Teknik Fisika (DTNTF) Fakultas Teknik Universitas [...]  Selengkapnya

Universitas Gadjah Mada, berdasarkan kalender akademik tahun ajaran 2021/2022 dijadwalkan untuk menyelenggarakan [...]  Selengkapnya

Departemen Teknik Nuklir dan Teknik Fisika akan mengadakan Workshop Akademik pertama. Berbeda dengan kegiatan webinar pada umumnya, workshop akademik memiliki luaran seperti sebagai topik tugas akhir, topik kerja praktik, judul lomba keilmiahan baik Lomba Karya Tulis Ilmiah (LKTI) atau Program Kreativitas Mahasiswa (PKM), atau berupa proposal bisnis yang dapat memasuki tahap inkubasi bisnis.

Pada Workshop Akademik #1, pemateri adalah Bapak Ir. Susetyo Hario Putero, M.Eng dengan materi “Sinergi Mata Kuliah Kewirausahaan Berbasis Teknologi dengan Paragon Youth innovation Academy”. Bagi yang ingin berpartisipasi, bisa mengisi pendaftaran di ugm.id/workshopJANUARI sebelum tanggal 22 Januari 2022.

Pelaksanaan: 

1. Penyetakan

 [...]  Selengkapnya

Dr. Widya Rosita, dosen Departemen Teknik Nuklir dan Teknik Fisika UGM, dan tim berhasil mempublikasikan hasil penelitian pada jurnal internasional Journal of Environmental Chemical Engineering edisi ke 8 pada tahun 2020. Penelitian ini berjudul Sequential particle-size and magnetic separation for enrichment of rare-earth elements and yttrium in Indonesia coal fly ash (Terjemahan literal: Pemisahan partikel sekuensial dan magnetic untuk pengayaan logam tanah jarang dan yttrium dari Abu hasil pembakaran batu bara di Indonesia).

Kebutuhan akan logam tanah jarang (rare-earth elements) dan yttrium di dunia hingga saat ini terus meningkat. Hal ini disebabkan oleh pentingnya logam-logam tersebut dalam proses manufaktur semikonduktor dan perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Dengan kebutuhan akan logam tanah jarang yang tinggi, ketersediaan logam tanah jarang menjadi sangat terbatas. Penelitian-penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa abu buangan dari hasil pembakaran batu bara memiliki kandungan logam tanah jarang dan yttrium yang cukup signifikan. Karena logam tanah jarang merupakan elemen yang tidak volatil, maka pola distribusi keberadaan logam tanah jarang di abu sisa pembakaran akan sama dengan pola distribusi di batu bara.

Abu (fly ash) limbah pembakaran batu bara dihasilkan di banyak pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) di Indonesia. Selama ini, abu tersebut digunakan sebagai material campuran di industri semen dan digunakan juga untuk membuat geopolimer. Selama ini, logam tanah jarang yang terdapat di abu batubara tidak diproses ulang dan diambil kembali. Abu bekas pembakaran batubara di Indonesia memiliki kandungan logam tanah jarang sebesar 38% dengan pola distribusi pengayaan tinggi. Dr. Widya Rosita dan tim melakukan penelitian untuk dapat memproses ulang dan mengambil kandungan logam tanah jarang yang terdapat di abu pembakaran batu bara di Indonesia [1]. Sebelum diambil kembali, logam tanah jarang yang terdapat di abu tersebut harus diperkaya kandungannya terlebih dahulu.

Gambar 1. Observasi kandungan abu sisa pembakaran batu bara dari PLTU Tuban, [...]  Selengkapnya

Muhammad Farid Khandaq, mahasiswa Teknik Nuklir Angkatan 2014 saat itu yang sekarang menjadi alumni, dibimbing oleh Dr. Andang Widi Harto dan Dr. Alexander Agung berhasil melakukan desain konseptual reaktor luar angkasa Indonesia. Penelitian tersebut didiseminasikan dalam Jurnal Internasional bereputasi Progress in Nuclear Energy pada tahun 2020, dengan judul artikel Conceptual Core Design Study for Indonesian Space Reactor (ISR).

Pengembangan ilmu angkasa adalah hal yang penting dilakukan demi masa depan umat manusia. Badan antariksa Amerika Serikat, NASA, berencana mengirimkan kembali 5-10 astronot ke luar angkasa dalam beberapa tahun ke depan. Tidak hanya bermanfaat dalam kaitannya dengan perkembangan ilmu pengetahuan, penjelajahan luar angkasa juga menarik untuk dilakukan untuk mencari pertambangan mineral yang diperlukan di bumi.

Reaktor luar angkasa atau space reactor mempunyai karakteristik yang unik, yaitu mempunyai densitas daya yang besar, harga terjangkau dan kemampuan adaptasi di lingkungan ekstrim. Reaktor ini bermanfaat sebagai sumber energi di luar angkasa ketika tidak ada sumber energi lain yang bisa digunakan. Penting untuk diperhatikan bahwa penggunaan material radioaktif di luar angkasa ini tetap menjadi pertimbangan pengawasan PBB.

Artikel tersebut mendeskripsikan desain ISR dalam cakupan fase desain konseptual. Dalam penelitian tersebut, untuk menanggulagi isu perjanjian non-proliferasi nuklir untuk persyaratan reaktor luar angkasa, reaktor ini didesain dengan menggunakan highly enriched uranium (HEU) atau uranium berpengayaan tinggi, namun dengan tingkat pengayaan yang lebih rendah dari desain yang sudah ada. Bahan bakar uranium nitrat (UN) dengan nitrogen alam digunakan sebagai bahan bakar untuk mengurangi biaya pembuatan reaktor. Kemudian, ISR ini didesain dengan geometri dalam bentuk silinder berlubang atau anulus, dan aliran pendingin di dalam kanal anulus dari setiap pin bahan bakar. Desain pin bahan bakar seperti ini memungkinkan laju aliran pendingin untuk bervariasi di tiap pin bahan bakar, sehingga distribusi suhu reaktor dalam arah radial bisa terdistribusi secara merata.

Gambar 1 menunjukkan skema sederhana dari proses instalasi reaktor. Sebanyak 61 pin bahan bakar disusun menjadi blok heksagonal setebal 0.1 cm. Bagian yang kosong diantara susunan pin bahan bakar dan blok teras reaktor diisi dengan material Mo-30Re. Insulasi berlapis setebal 0.25 cm ditempatkan di luar permukaan dari blok teras reaktor untuk mengurangi transfer panas dari teras reaktor ke reflektor radial. Temperatur yang tinggi pada reflektor radial tentu harus dihindari karena akan mengganggu performa drum pengendali reaktivitas reaktor.

Gambar 1. Susunan perangkat bakar dari ISR

Gambar 2 mengilustrasikan detail geometri dari tampang lintang ISR. Massa total bahan bakar dalam ISR diestimasikan sejumlah 155.65 kg. Ditambah dengan blok teras, reflektor, drum pengontrol reaktivitas dan material lain, total massa reaktor ISR diestimasikan seberat 447.12 kg.

Desain yang sudah dibuat dalam Gambar 1 dan Gambar 2 diuji melalui perhitungan dan simulasi reaktor menggunakan beberapa perangkat lunak standar analisis reaktor.  Dalam eksperimen tersebut, variasi pengayaan uranium dilakukan serta rasio dimensi reaktor juga diuji. Selain itu, pengaruh ketebalan reflektor dan desain drum pengontrol juga dipelajari. Setelah itu, varias tersebut akan diuji berdasar aspek analisis neutronik dalam reaktor serta beberapa scenario kecelakaan juga disimulasikan.

Gambar 2. Tampang lintang dari ISR

Hasil dari analisis desain tersebut didapat bahwa pada kondisi dingin, ISR mempunyai reaktivitas berlebih sebesar 4023 pcm. Dalam kondisi operasi ISR mempunya reaktivitas berlebih dan margin shutdown sebesar 3276 pcm dan -5584 pcm. Penggunaan rhenium dan campuran material Mo-30Re bermanfaat ketika terjadi kecelakaan yang menyebabkan reaktor terendam dalam air. Nilai reaktivitas ketika reaktor dimatikan dan terendam dalam air adalah -2589 pcm ketika menggunakan material tersebut dan 1175 pcm ketika tidak menggunakannya.

Nilai koefisien reaktivitas suhu dan void pada ISR keduanya negatif. Artinya, pada reaktor mempunyai fitur keselamatan melekat dan tidak rentan pada kecelakaan reaktivitas. Dari simulasi operasi reaktor selama 10 tahun, ISR masih memiliki reaktivitas berlebih pada tahun 10. Hal ini berarti reaktor ini akan bertahan lebih dari 10 tahun tanpa perlu pengisian bahan bakar nuklir.

Dalam simulasi kecelakaan seperti terendamnya reaktor dalam air dingin (air tawar atau air laut), ISR memiliki performa yang bagus untuk mempertahankan kondisi aman dan selamat. Dari analisis yang sudah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa desain konseptual reaktor ISR ini sudah memenuhi persyaratan desain yang ditentukan.

 

Untuk pertanyaan atau penjajakan kolaborasi penelitian, bisa berkorepondensi lansung dengan:

Dr. Ir. Alexander Agung, S.T., M.Sc.

Departemen Teknik Nuklir dan Teknik Fisika, Universitas Gadjah Mada

Email: aagung@ugm.ac.id

 

Referensi

• ---

  Farid

 [...]  Selengkapnya

Dr. Sentagi dan anggota tim dalam Kelompok Bidang Keahlian Integrated Smart and Green Building (INSGREEB) sukses melakukan diseminasi penelitian pada jurnal internasional Engineering Journal dengan judul “Design of an Acoustic-Based Nondestructive Test (NDT) Instrument to Predict the Modulus of Elasticity of Wood” pada tahun 2020 (Terjemahan literal: “Desain Tes Non-Destruktif berbasis Akustik untuk Memprediksi Modulus Elastisitas Kayu”).

Indonesia adalah salah satu negara di dunia dengan potensi kayu yang sangat berlimpah. Kualitas dari kayu ditentukan oleh sistem penilaian yang salah satunya menggunakan nilai modulus elastisitas (E) untuk memprediksi karakteristik mekanik dari kayu. Pengetahuan ini sangat penting ketika kayu akan digunakan sebagai bahan konstruksi. Salah satu cara yang saat ini masih sangat sering digunakan adalah menginspeksi kayu secara visual. Hanya saja cara ini tidak akurat karena karakteristik dan jenis kayu sangat beragam.

Penilaian kayu secara kuantitatif bisa memberikan hasil yang lebih akurat. Hanya saja prosedur yang diperlukan seringkali sangant kompleks dan bisa memperlambat penilaian. Secara prinsip, modulus elastisitas (E) menunjukkan ketahanan suatu bahan terhadap deformasi ketika diberikan beban eksternal. Modulus elastisitas bisa diukur secara destruktif atau non-destruktif. Metode destruktif secara sengaja memberikan beban mekanis ke batang kayu sampai batang tersebut rusak untuk mendapatkan nilai modulus elastisitas statis (Es). Metode ini memiliki peralatan yang rumit dan membutuhkan sampel yang harus dirusak. Metode non-destruktif menggunakan beberapa metode seperti pembengkokan statik, getaran transversal dan longitudinal stress wave method (LSWM) untuk mendapatkan nilai modulus elastisitas dinamis (Ed). Pada penelitian ini Dr. Sentagi dan tim mengembangkan metode berbasis LSWM untuk membuat instrumen handheld yang bisa melakukan proses penilaian kayu secara praktis di lokasi pengolahan kayu, tidak harus di laboratorium.

Metode LSWM menggunakan hardware dan software untuk merekam impuls yang dihasilkan ketika kayu dipukul dengan palu, yang digunakan untuk mencari frekuensi resonasi (f0). Sebelum dipukul kayu harus dipastikan cukup kering. Selanjutnya, Ed dihitung dengan menggunakan nilai f0, panjang kayu (L), dan densitas kayu ρ.  Hasil ini lalu dibandingkan dengan nilai Es untuk memastikan bahwa metode LSWM bisa diandalkan. Selain itu beberapa teknik digunakan untuk menghilangkan noise yang tidak terkait dengan modulus elastisitas kayu. Secara umum teknik yang digunakan bisa dilihat di Gambar-1.

Gambar-1. Studi penggunaan LSWM untuk memprediksi modulus elastisitas dinamik (E_d) dari kayu.

Pengujian non-destruktif berbasis LSWM ini dilakukan pada beberapa jenis kayu yang sering ada di Indonesia seperti Sonokeling, Jati, Sukun, Akasia, Munggur dan Mahogani untuk mendapatkan nilai Ed. Untuk memvalidasi hasil ini, semua sampel yang sudah diuji akan dites juga dengan metode destruktif untuk mendapatkan nilai Es sesuai dengan ASTM D143-94. Secara umum semua kayu yang diuji memiliki nilai R2 yang tinggi antara Ed dan Es kecuali untuk kayu Sonokeling. Untuk jenis kayu yang lain, korelasi antara Ed dan Es bisa dilihat di Gambar-2. Hasil di Gambar-2 menunjukkan bahwa ada korelasi kuat antara nilai Ed dan Es. Bisa disimpulkan bahwa metode LSWM bisa digunakan untuk memprediksi nilai modulus elastisitas (E) secara non-destruktif.

 [...]  Selengkapnya

Pada tanggal 4 September 2021 telah dilaksanakan kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat yang diketuai oleh Prof. Ir. Sunarno, M.Eng., Ph.D. IPU. Kegiatan Pengabdian Kepada Masyarakat dilaksanakan dengan Pelatihan Aplikasi Pembuatan Peta Daerah Batas Aman Dari Bahaya Bencana Tsunami di Selatan Pulau Jawa – Bali yang dilakukan secara daring. Kegiatan tersebut diikuti oleh 150 peserta yang terdiri dari: dosen, tenaga pendidik, relawan, pramuka, ORARI, RAPI, BNPB, BPBD, Lembaga pemerintahan dan masyarakat pesisir pantai selatan Pulau Jawa dan Bali.

Bencana tsunami saat ini menjadi fenomena yang merupakan momok menakutkan bagi masyarakat dunia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal di wilayah pesisir pantai. Hal ini dipicu oleh terjadinya tsunami terbesar dalam sejarah modern pada 26 Desember 2004 lalu yang mengenai wilayah yang sangat luas meliputi wilayah Asia Tenggara, Asia Selatan sampai ke Afrika Timur. Hingga bencana tsunami terakhir di Jepang Tsunami setinggi 10meter meluluh lantakan pesisir pantai timur jepang. Tsunami yang melanda Prefektur Miyagi mirip dengan tsunami yang menghentak Aceh pada 26 Desember 2004. Tsunami di kedua wilayah ini serupa tapi tidak sama. Keduanya dimulai dari gempa lebih dari 9 SR yang memicu gelombang pasang. Ketinggian gelombang di Aceh mencapai 14-32 meter. Sedangkan tinggi gelombang tsunami di Prefektur Miyagi dan sekitarnya ditaksir 6-14 meter. Ketakutan terhadap tsunami ini kemudian menjalar ke semua wilayah pesisir pantai Indonesia.

Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah memperkirakan daerah-daerah yang akan terkena tsunami berdasarkan model-model tsunami yang dapat dibuat. Model-model ini dibuat berdasarkan gempa-gempa besar yang pernah terjadi di kawasan ini. Dengan perkiraan ini, maka akan didapat batas daerah yang tidak terkena rendaman tsunami atau daerah aman. Selain itu dengan memperhatikan sebaran penduduk dan daerah aman sebagai tempat evakuasi, dapat diidentifikasi peluang evakuasi yang mungkin dilakukan. Pada kegiatan Pengabdian Pemberdayaan Masyarakat (PPM) ini merupakan lanjutan dari kegiatan pemetaan daerah aman tsunami yang telah dilaksanakan sebelumnya.

Pada Kegiatan PPM ini difokuskan untuk Pelatihan Aplikasi Pembuatan Peta Daerah Batas Aman Dari Bahaya Bencana Tsunami di Selatan Pulau Jawa – Bali. Aplikasi yang digunakan dalam pelatihan ini yaitu radio mobile dan MapSource. Dengan menggunakan aplikasi tersebut dapat dipetakan batas daerah yang aman dari bahaya bencana tsunami berdasarkan ketinggiannya. Dengan melakukan pelatihan ini, relawan atau instansi dapat merancang peta batas aman tsunami untuk daerahnya masing-masing sebagai salah satu langkah mitigasi terhadap bahaya bencana tsunami, sehingga dapat mengurangi korban jiwa.

 

Untuk pertanyaan atau kolaborasi, bisa berkorepondensi lansung dengan:

Prof. Ir. Sunarno, M.Eng., Ph.D., IPU

Departemen Teknik Nuklir Teknik Fisika, Universitas Gadjah Mada

Jl. Grafika No.2, Sinduadi, Mlati, Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta, 55281

Indonesia

Email: sunarno@ugm.ac.id

 

Referensi:

 [...]  Selengkapnya

Prof. Ir. Sunarno, M.Eng., Ph.D., IPU. dan tim dalam kelompok penelitian bidang Mitigasi Kebencanaan dan Komunikasi Data sukses melakukan diseminasi penelitian pada AIP Conference Proceedings dengan judul “Deterministic system for earthquake early warning system based on radon gas concentration anomaly at Yogyakarta Region-Indonesia” yang terbit pada tahun 2021. (Terjemahan: Sistem Deterministik untuk Peringtan Dini Gempa Bumi Berdasarkan Anomali Konsentrasi Gas Radon di Yogyakarta-Indonesia).

Gempa bumi merupakan salah satu bencana alam yang paling merusak dibumi. Gempa bumi merupakan hasil dari tekanan tektonik yang melonjak dan sangat sulit untuk diprediksi karena kurangnya pola statistik yang diperlukan untuk memodelkan kejadian di masa depan. Berdasarkan data dari  BMKG (Badan Meteorologi dan Geofisika) menyatakan bahwa di Indonesia terdapat 11.920 gempa di tahun 2018 dan 11.473 gempa bumi di tahun 2019. Terdapat 29 gempa bumi yang merusak serta gempa bumi disertai tsunami yang terjadi pada tahun 2018 yang menyebabkan 4047 orang meninggal atau hilang, 6.439 orang luka-luka, 704.849 orang dievakuasi dan ribuan fasilitas umum rusak. Sedangkan di tahun 2019, terjadi 13 gempa yang merusak yang menyebabkan 147 orang luka-luka, 5.025 rumah rusak dan ratusan fasilitas umum rusak.

Prediksi gempa bumi sangat diperlukan untuk mengurangi resiko dari kejadian gempa bumi. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi kapan gempa bumi terjadi dari sistem instrumentasi berdasarkan sistem telemonitoring dari anomali konsentrasi gas radon untuk merancang sistem peringatan dini gempa bumi.

Gambar 1. Blok diagram sistem pengukuran konsentrasi gas radon

Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan melakukan pengukuran terhadap gas radon yang diletakkan dekat dengan sesar aktif yang berada di Yogyakarta-Indonesia. Pengukuran konsentrasi gas radon dilakukan setiap satu jam dengan menggunakan Radon Eye. Analisis dilakukan dengan menganalisis pola-pola sebelum terjadinya gempa yang terjadi dari Pulau Sumatera hingga Pulau Nusa Tenggara Timur (NTT) dengan magnitudo lebih dari 4.5. Data gempa bumi diambil dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMKG) dan Postdam Geofon.

Gambar (2). [...]  Selengkapnya

Apa inovasi
 [...]  Selengkapnya