Tiara Sona: Sebagian Kecil tentang Fisika Inti

Si Lengan Robot untuk Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) merupakan Lembaga Pemerintah Non Departemen, berada di bawah dan bertanggungjawab kepada Presiden. BATAN dipimpin oleh seorang Kepala dan dikoordinasikan oleh Menteri Negara Riset dan Teknologi (UU No. 10/1997 tentang Ketenaganukliran dan Keppres RI No. 64/2005). Tugas pokok BATAN adalah melaksanakan tugas pemerintahan di bidang penelitian, pengembangan dan pemanfaatan tenaga nuklir sesuai ketentuan Peraturan dan perundang-undangan yang berlaku.

Pada Selasa, 3 Mei 2016, Penulis beserta rombongan Mahasiswa Semester 6B Pendidikan Fisika UIN Jakarta melakukan kunjungan ke BATAN yang berada di Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gedung 43, Setu, Tangerang Selatan. Sambutan yang sangat ramah dari petugas BATAN Serpong menunjukkan betapa mereka peduli terhadap pendidikan dan sosialisasi nuklir di Indonesia.

Pada tulisan ini, Penulis akan membahas mengenai pendahuluan berupa pengetahuan umum mengenai radiasi nuklir dan bahasan utama mengenai Master Slave Manipulator yang sangat membuat Penulis tertarik.

Perlu diketahui untuk mengetahui beberapa informasi mengenai BATAN dapat diakses melalui internet pada website http://www.batan.go.id/index.php/id/

· Tampilan Home

· Kunjungan Penulis dan rombongan

Informasi seperti profil, visi misi, sejarah, dan struktur BATAN dapat diakses pada website tersebut. Serta dilengkapi pula dengan beragam informasi penunjang lainnya. Dapat diakses pula sebagai pelengkap informasi mengenai

radiasi melalui http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/proteksiradiasi/pengenalan_radiasi/1-1.htm .

Sebelum memasuki kawasan radiasi, mahasiswa diberikan sosialisasi mengenai keamanan dan keselamatan selama berkunjung. Informasi bahaya dan larangan di kawasan nuklir sangatlah penting, namun bukan sebagai hal yang harus ditakuti selama tata tertib keamanan dan keselamatan ditaati.

Di gerbang masuk berwarna kuning semua barang bawaan seperti smartphone, kamera digital, alat tulis, dan sebagainya harus dititipkan sebagai salah satu peraturan keamanan. Penulis dan rombongan mendapat kesempatan mengunjungi Instalasi Radiometalurgi gedung 20 Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir. Di sana kami harus mengenakan jas laboraturium dan alas kaki khusus. Ini merupakan pertama kalinya Penulis mengunjungi area penelitian nuklir, yang mana saat di pintu masuk menuju kawasan hotcell saja, sudah dilengkapi dengan berbagai alat dan sensor canggih yang teramat jarang kita temukan pada kehidupan sehari-hari.

Penulis sangat berterimakasih kepada Bapak Helmi Fauzi Rahmatullah, S.ST dan kawan-kawannya yang telah ramah dan bersabar membimbing Penulis beserta rombongan selama mengunjungi hotcell 101 sampai 137. Pada hotcell 101 sampai 103 dijelaskan tentang Transfer Bahan Bakar dari Gedung 65 Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE)-PTBBN dan Uji Tak Merusak. Pada hotcell 104 sampai 107 dijelaskan tentang Uji Metalografi. Pada hotcell 108 dan 109 merupakan ruang laboratorium kimia untuk pekerjaan uji pasca iradiasi. Pada hotcell 137 dan 133 laboratorium untuk uji Pra Iradiasi. Dan pada hotcell 112 pengunjung dijelaskan tentang cara kerja lengan manipulator yang merupakan tangan robot untuk mengerjaan preparasi sem dan tem. Di sanalah Penulis penasaran mengenai kecanggihan lengan manipulator yang akhirnya dijadikan sebagai bahasan utama pada tulisan ini.

Pada dasarnya, Penulis sangat menyukai hal-hal tentang kecanggihan alat mekanik. Contohnya robot yang sangat menyerupai manusia dalam setiap tingkahnya yang dibuat di Jepang, teknologi motor yang digunakan pada ajang MotoGP yang dapat dipacu hingga lebih dari 300 km/jam dan kemiringan yang sangat tajam saat tikungan, serta berbagai teknologi lainnya. Dan kali ini penulis akan mengulas lebih jauh mengenai lengan manipulator yang digunakan di BATAN.

sumber gambar 1:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpha-Gamma_Hot_Cell_Facility_001.jpg

sumber gambar 2:

http://jurnal.batan.go.id/index.php/pin/article/download/2493/2286

Pada foto di atas, benda logam yang menyerupai lengan merupakan lengan manipulator. Kondisi ruangan yang sama saat Penulis melakukan kunjungan adalah seperti sumber foto 2. Penulis sangat bersyukur mendapat kesempatan mencoba secara langsung mengendalikan sebelah lengan manipulator yang disediakan khusus untuk latihan. Penulis antusias memindahkan benda-benda bahan latihan yang terdapat di dalam kaca. Semua kegiatan Penulis berkaitan dengan lengan manipulator tersebut tentunya berada di bawah bimbingan Bapak Helmi Fauzi Rahmatullah, S.ST. Pergerakan yang dihasilkan oleh lengan manipulator tersebut sangat halus dan mendetail sehingga meminimalisir kemungkinan terjadinya kesalahan perhitungan penggunaan. Massa benda yang diangkat di dalam kaca akan sama dengan yang kita angkat di luar kaca. Misal massa benda yang diangkat di dalam kaca adalah 10 kg, maka sebesar itu pula massa yang harus diangkat menggunakan lengan manipulator.

Pertanyaan pun muncul dalam benak Penulis. Bagaimana jika benda yang harus diangkat massanya mencapai puluhan kilogram? Bapak Helmi menjelaskan bahwa staff yang bekerja menggunakan lengan manipulator akan didampingi oleh asisten. Lalu apakah ada staff wanita yang bekerja menggunakan lengan robot itu? Tentunya sampai saat tulisan ini dibuat belum ada staff wanita yang bekerja menggunakan alat ini. Namun Penulis yakin, dengan usaha yang keras wanita juga akan dapat mengendalikan benda tersebut seperti halnya laki-laki. Satu hal yang cukup disesalkan Penulis saat menggunakan lengan manipulator adalah waktu yang diberikan sangatkah singkat sehingga Penulis masih penasaran dan sangat ingin mencobanya lagi.

Sambil menunggu kesempatan yang entah kapan akan datang bagi Penulis untuk mencobanya lagi, mari kita simak lebih jauh mengenai spesifikasi lengan manipulator berdasarkan beberapa sumber jurnal yang didapatkan penulis.

Instalasi Radiometalurgi (IRM) didesain untuk melaksanakan uji pasca iradiasi bahan bakar reaktor riset. Fasilitas utama untuk proses uji pasca iradiasi adalah hotcell, berupa suatu ruangan yang terkungkung, berperisai radiasi. Hotcell didesain untuk penanganan bahan radioaktif aktivitas tinggi dengan sistem jarak jauh (remote) sehingga tidak ada kontak langsung antara personel dengan bahan uji. Oleh karena itu setiap hotcell dilengkapi dengan jendela kaca timbal (lead glass window) untuk melihat ke bagian dalam hotcell. Pengelolaan hotcell termasuk penanganan limbahnya, perbaikan serta penanganan proses pengujian di hotcell menggunakan alat utama, yaitu manipulator. Perangkat ini menggantikan fungsi tangan operator di area yang tidak terjangkau.

sumber gambar 3:

http://download.portalgaruda.org/article.php?article=133311&val=4545

Pada prinsip dasarnya Master-Slave manipulator (selanjutnya disingkat menjadi MS-manipulator) dibagi menjadi 3 (tiga) bagian utama yaitu; master arm pada safe area (daerah operasi), tabung di dalam dinding hotcell (perisai radiasi gamma) dan slave arm pada hostile area (hotcell) seperti disajikan pada Gambar 3. Ketika si operator menggerakkan handgrip dari master arm di daerah operasi (operating area), gerakan tersebut direproduksi pada tong atau telapak dari slave arm di dalam hotcell. Untuk membantu si operator melihat ke dalam hotcell dari luar hotcell (daerah operasi) digunakan jendela yang terbuat dari lead glass, yang juga berfungsi sebagai perisai radiasi.

Manipulator Master-Slave mekanis (MS-Manipulator) awalnya dikembangkan untuk hotcell, yang dirancang untuk penelitian dan pengembangan elemen bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). MS-manipulator saat ini banyak digunakan dalam instalasi nuklir lainnya, seperti instalasi daur ulang elemen bahan bakar, stasiun penanganan limbah dan dekomisioning fasilitas nuklir. Manipulator ini menirukan/memanipulasi/mereproduksi gerakan tangan dan lengan operator melalui transmisi mekanis, yang dipasang pada perisai atau dinding pengungkung.

MS-manipulator mempunyai 7 (tujuh) gerakan seperti keterangan pada Gambar 1, yaitu nomor 1 s/d 7, yang dapat direproduksi dari master arm unit ke slave arm unit melalui wall tube unit. Semua gerakan tersebut tersaji pada Gambar 4, berikut beberapa bagian penting dari slave arm unit pada MS-manipulator dengan teleskopik seperti yang digunakan di IRM.

· Data Teknis Desain Standard MS-manipulator A-100

sumber gambar 4:

http://jurnal.batan.go.id/index.php/pin/article/download/2493/2286

Data Teknis yang diperlukan untuk Instalasi MS-manipulator

sumber gambar 5:

http://download.portalgaruda.org/article.php?article=133311&val=4545

Perkiraan total beban stager MS-manipulator sebesar 500 kg dan harga

per-unit slave arm sekitar Rp. 330.000.000,-. Cukup mengejutkan mengingat harganya setara harga rumah atau mobil, dan bagi Penulis yang penggemar motor sport, biaya tersebut sanggup membeli sekitar 10 buah motor Honda CBR 150R (hanya untuk bagian per-unit slave arm saja belum termasuk tabung maupun master arm) . Menakjubkan bukan? Namun Penulis sadar, untuk memperoleh teknologi yang kian canggih memang diperlukan biaya yang tidak sedikit. Dan perlu diketahui bahwa di Instalasi Radiometalurgi terdapat 34 unit MS-manipulator. Silahkan jumlahkan sendiri berapa biaya yang diperlukan untuk memiliki alat manipulator tersebut.

Tantangan besar saat menggunakan MS-manipulator adalah ukuran gelas kaca timbal tidak terlalu besar sehingga mempunyai beberapa titik buta yang tidak dapat dilihat oleh pekerja. Namun tantangan tersebut diatasi dengan menaruh cermin di bagian dalam kaca timbal.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.batan.go.id/

http://download.portalgaruda.org/article.php?article=260236&val=4545&title=RENCANA%20PENINGKATAN%20KEMAMPUAN%20OPERASI%20FASILITAS%20HOTCELL%20IRM%20DENGAN%20MELAKUKAN%20PERBAIKAN%20DAN%20PENGELOLAAN%20LIMBAH

http://download.portalgaruda.org/article.php?article=133311&val=4545

http://jurnal.batan.go.id/index.php/pin/article/download/2493/2286

LAMPIRAN 1 :