pengaruh susunan ka toda-anoda terhadap arus - ANSN

PENGARUH SUSUNAN KA TODA-ANODA TERHADAP ARUS
ELEKTRON SUMBER ELEKTRON TIPE TERMIONIK
Djoko S. Pudjorahardjo, Suprapto
P3TM-BATAN,KotakPas 1008,Yogyakarta55010
ABSTRAK
PENGARUHSUSUNANKATODA-ANODATERHADAPARUSELEKTRONSUMBERELEKTRONTIPE
TERMIONIK.Sumberelektronmerupakankomponenyang sangatpentingpada akseleratorelektron. Untuk
akseleratorelektron500 kV/20 mA di PPNY-BATANtelah dibuat sumberelektron tipe termionik yang
mempunyaipasangankatoda-anodasebagaielektrodapembentukberkaselektron.Telahdiamati pengaruh
susunankatoda-anodaterhadaparus elektronyang dihasilkanoleh sumberelektron.Susunankatoda-anoda
ditentukanolehparameterjarak antara katoda dengananodadan sudut kemiringananoda. Jarak antara
katodadengananodadivariasi dari 7 sampaidengan20 mm,sedangkansudut kemiringananodadivariasi
dari 7ft sampaidengan9ft. Hasil percobaan menunjukkanbahwaarus elektrondipengaruhioleh susunan
katoda-anodasumberelektron.disampingparameter operasisumberelektronyang terdiri dari tegangan
katoda,tegangananodadan arusfilamen. Arus elektronyang diperoleh cukupbesaryaitu lebih dari 80 mA
apabila jarak antara katoda dengananoda 7 mm, sudut kemiringananoda 7ft. tegangankatoda80 ~
tegangananoda2500 V dan arusfilamen 3,75A.
ABSTRACT
THE EFFECT OF CATHODE-ANODECONFIGURATIONON ELECTRONCURRENTOF THERMIONIC
ELECTRONGUN. An electrongun plays an important role in electron accelerator.
A thermionic
electrongun has beenconstructed
for the500 kV/20 mA electronacceleratorat PPNY-BATAN.Theelectron
gun has cathodeand anodeas electronbeamshapingelectrode. Theeffect ofcathodeanodeconfiguration
on electroncurrentproduced bythe electrongun hasbeenobserved.
The cathode-anode
configuration
is determinedbythe distancebetweencathodeand anodeas well as the inclination angle ofthe anode. The
distancebetweencathodeand anodeis variedfrom 7 through20 mm,and the inclination angle ofthe anode
is variedfrom 700 through 9dl. The experimentresult showsthat the electroncurrent is affected by the
cathode-anodeconfigurationand the operationparameters ofthe electrongun suchas the cathodevoltage.
anodevoltageand filament current. The electron current is greater than 80 mA if the distancebetween
cathodeand anodeis 7 mm. the inclination angle ofthe anodeis 7dl. the cathodevoltageis 80 V; the anode
voltageis 2500 V and thefilament currentis 3.75A.
PENDAHULUAN
S
alah satu komponen
penting
akselerator
elektron
500 kV /20 mA yang sedang dirancang
PPNY -BA TAN
termionik.
saat ini adalah
Pemilihan
sumber
sumber
ion
bangun
elektron
tipe
di
tipe
termionik
berdasarkan pertimbangan konstruksinya yang
sederhana
Pada
sehingga
sumber
dihasilkan
mudah
elektron
melalui
untuk
tipe
proses
dirancang
emisi
dalam
elektron
yang
sumber
dihasilkan
elektron
tersebut
sistem
elektron
tipe
bentuk,
ukuran
clan
filamen,
potensial
clan susunan
berkas,
serta
elektron.
optimal
menjadi
elektroda
Parameter-parameter
arus elektron
yang
sumber
tingkat
Untuk
maka
parameter-parameter
termionik
jenis
perlu
arus
dapat
oleh
meliputi
filamen,
elektroda
dilakukan
tersebut.
pembentuk
adalah
kehampaan
dari
berkas
yang
dihasilkan
bahan
mendapatkan
pada
Selanjutnya
diekstraksi
clan dibentuk
menggunakan
berkaslil.
mempengaruhi
elektron
termionik
suatu filamen yang dipanaskan.
elektron
bangun.
termionik,
arus
pembentuk
dalam
sumber
elektron
yang
optimasi
dari
Persoalan yang dihadapi pada elektroda
pembentuk berkas adalah bagaimana bentuk
geometri elektroda dan berapa potensial yang harus
dipasang pada elektroda untuk mengeluarkan
elektron dari dalam sumber elektron. Bentuk dan
kuat medan listrik di antara elektroda pembentuk
berkas sangat berpengaruh terhadap aliran elektron
di dalamnya. Hal ini selanjutnya akan berpengaruh
terhadap bentuk berkas elektron yang keluar dari
sumber elektron[2J. Untuk mendapatkan arus
elektron yang cukup besar denganbentuk berkas
yang tidak menyebar perlu dipelajari
elektroda pembentuk berkas yang tepat.
susunan
Elektroda pembentukberkas pada sumber
elektron tipe termionik yang telah dirancang bangun
terdiri dari katoda dan anoda. Katoda berbentuk
kerucut terpancung dan terletak di dekat filamen
uerfungsi sebagai"pendorong" elektron dari filamen
menuju anoda yang terletak berhadapan dengan
katoda. Pada anoda terdapat celah sebagai jalan
keluarnya elektron dari sumber elektron. Salah satu
parameter yang menentukan bentuk dan besar arus
4/3
2
ProsidingPertemuandan PresentasiIlmiah
P3TM-BAT1N.Yogyakarta14 -15 Juti 19!2
Buku I
elektron yang dihasilkan oleh sumber elektron
adalah susunankatoda dan anodatersebut sebagai
elektroda pembentukberkas. Dalam makalah ini
dibahashasil pengamatan
arus elektrondari sumber
elektron tipe termionik yang diperoleh dengan
memvariasi susunanelektroda pembentukberkas.
Hal ini dilakukansebagaiupayauntuk mendapatkan
susunan katoda dan anoda yang paling tepat
sehingga diperoleh arus elektron yang memenuhi
persyaratanpada akseleratorelektron 500 kV/20
mA.
TEOR!
Di dalam MBE diharapkan arus elektron
yang keluar dari sumber elektron tidak menyebar
sehinggasemua berkas elektron dapat dilewatkan
melalui tabung pemercepat elektron. Pada
prinsipnya berkas elektron adalah aliran muatan
yang dalamperjalanannyadi dalamsumberelektron
dipengaruhioleh medan elektrostatikantarakatoda
clananoda. Distribusi medan elektrostatiktersebut
menentukanbentukberkaselektronyang keluardari
sumber elektron. Sedangkan distribusi medan
elektrostatik tersebut ditentukan oleh bentuk clan
susunan katoda dan anoda sebagai elektroda
pembentukberkas dalam sumber elektron. Pada
berkas elektron energi tinggi (relativistic) perlu
diperhatikanjuga adanyaefek medan magnetyang
ditimbulkan oleh arns elektron terhadap elektron
lain di dalam berkas elektron. Medan magnet
tersebut mengakibatkan gaya tarik magnetik
(magnetic attractive forces) yang akan
mengimbangigaya tolak elektrostatik(electrostatic
repulsiveforces)[2]. Tetapi untuk berkas elektron
energi rendahefek medan magnetdapat diabaikan
terhadapmedanelektrostatik.
Susunan elektroda pembentuk berkas
elektron yang banyak digunakan untuk
menghasilkan berkas elektron yang lurns atau
hampir tidak menyebaradalah susunanelektroda
Pierce[3]. Susunanelektroda Pierce terdiri dari
katoda dan anoda dan dapat menghasilkanberkas
elektrondenganperveanceyang tinggi yaitu sekitar
10.8 Ay.3/2. Susunan elektroda Pierce untuk
mendapatkanaliran elektron yang lurns ditentukan
melalui analisis bentuk elektroda yang dilakukan
denganmengandaikanbahwa daerahdi luar aliran
elektron merupakandaerahbebasmuatanelektron.
Untuk aliran elektronberpenampangkotak, bidang
batas antara daerah bebas muatan dengandaerah
aliran elektron berupa bidang sejajar terhadap
daeral-,aliran elektron, misal bidang y = 0 atau
sumbux sepertiditampilkanpadagambar1[4].
x
Gambar I. Bidang batas antara daerah bebas
muatan dengan daerah aliran elektron
untuk
berkas elektron lurus clan
berpenampangkotak[4].
Rapat arus elektron Je dari katoda ke anoda
berdasarkananalisis yang telah dilakukan adalah:
V 3/2
J=x
e
4EO
di mana X = (9)
a
(1)
a2
/,..
-v2e
/I m
adalah tetapan
Child, untuk elektron X = 2,334 X 10-6AN3/2. Dari
persamaan (1) dapat dilihat bahwa rapat arus
elektron ditentukan oleh potensial anoda (Va) daD
jarak antara katoda daD anoda (a).
Distribusi
potensial di daerah y > 0 antara katoda daD anoda
dari basil analisis adalah sebagaiberikut.
(2)
Potensial V(x,y) pada persarnaan (2)
melukiskan bidang-bidang ekuipotensial antara
katoda daDanoda untuk aliran elektron berbentuk
sejajar yang diperoleh dengan anggapan bahwa
katodamerupakanbidang ekuipotensialV(x,y)= 0 .
Untuk bidang ekuipotensialV = 0 tersebutmaka
dari persarnaan
(2) diperlukansyarat
4
-I
Y
1t
("3) tan (-;) = "2'
yaitu sudut antara bidang
katoda dengan sumbu x (arah aliran elektron)
sebesar 37t/8 radian atau 67,5°. Jika V(x,y)
dinormalisasiterhadappotensialV0 sebagaiberikut
(3)
maka diperoleh potensial temormalisasi sebagai
berikut:
~
(4)
X/Xn'
Bidang-bidangekuipotensialuntuk potensial
Pioko SP., dkk.
ISSN 0216-3128.
'"
~
temormalisasi yang dinyatakan dengan persamaan
(4) adalah seperti ditampilkan pada gambar 2[4].
11~'O
2
v-v
,
,
'.
juga sebesar 67,50 dengan potensial V = 0,
sedangkan anoda dipasang pada potensial Vo. Di
antara katoda daD anoda dapat dipasang elektrodaelektroda dengan potensial seperti ditunjukkan pada
gambar3.
V
/
67.5"
0
Gambar2. Bidang-bidangekipotensialuntuk aliran
berkas elektron lurus pada susunan elektroda
Pierce[4).
Untuk memperoleh aliran elektron yang lurus
menurut analisis Pierce adalah dengan memasang
potensial katoda V= 0 daDpotensial anoda
T? - (
"0 -Xo
:!.}
2/3
4/3
X
Untuk aliran elektron berpenampangbulat
atausirkular,makabidangbatasantaradaerahbebas
muatan dengan daerah aliran elektron tidak
berbentukbidang datarmelainkansilindris. Untuk
aliran elektronyang berpenampang
sirkular,bidangbidang ekuipotensialtidak dapat diperoleh secara
pendekatan analitis.
Cara lain yang pemah
dilakukan oleh Pierce adalah denganpendekatan
electrolytic tank yang hasilnya seperti ditampilkan
padagambar3[4).
Untuk mendapatkanaliran berkas elektron
yang lurus denganpenampangberkassirkular maka
sudutantarakatoda dengansumbuberkaselektron
z Iro
Gambar3. Bidang-bidangekuipotensialuntukaliran
berkas elektron lurus berpenampang
sirkularI4].
TATAKERJA
SusunanSomber Elektron Termionik
Susunan sumber elektron tipe termionik
untuk MBE 500 keV/IO mA adalah seperti
ditampilkanpadagambar4[51.Sumberelektrontipe
termionik mempunyai fila-men sebagai penghasil
elektron bebas melalui proses emisi termionik
apabila filamen tersebut dipanaskandengan arus
listrik.
Keteranl!anI!ambar:
1. Flangesebagaidudukanelektrodadan
filamen
2. Isolatorpenyanggaelektroda
3. Isolatorpenjepitelektroda
4. Kat 0 d a
5. Anoda sebagaicelah
6. As penyanggaelektroda
7. Feedthrough
8. F i I a men
('
i
I
,,1
I I I
I.I.J
I :,
I J
fl
I
'
i
~
"
I, , i
!:
l J
~+~
:" " :
: i!
Gambar4. Susunansumberelektrontipe termionik[S]
ISSN0216-3128
Djoko SP.,dkk.
4
Filamen dibuat daTi kawat tungsten
berdiameter 0,25 mm, dibentuk menjadi spiral
(helix) dengan jumlah lilitan 17, panjang spiral 16
mm clan diameter spiral 2,5 mm. Di dekat filamen
terdapat katoda yang berfungsi sebagai pendorong
eletron bebas agar bergerak ke arab celah sumber
elektron. Katoda dibuat daTi bahan stainless steel
clan dibentuk mengikuti basil analisis Pierce yaitu
berbentuk kerucut terpancung di mana sisi kerucut
90°) seperti ditampilkan pada gambar 6.
Filamen, katoda clan anoda dipasang pada
suatu dudukan (flange) berdiameter 152 mIn clan
tebal 20 mm.
Bagian luar sumber elektron
berbentuk silinder dari bahan stainless steel
berukuran panjang 320 mIn, diameter dalam 100
mm, diameter luar .106 mIn. Penyangga katoda clan
anoda dibuat dari bahan alumina, sedangkan
penjepit katoda clananoda dibuat dari bahanteflon.
membentuk sudut 67,5° terhadap sumbu sumber
Pengamatan Arus Elektron
elektron seperti ditampilkan pada gambar 5.
Disamping itu sumber elektron memiliki
anoda yang berfungsi juga sebagai celah. Anoda
juga dibuat dari bahan stainless steel, berbentuk
kerucut terpancung di mana sudut antara sisi kerucut
dengan sumbu sumber elektron dibuat bervariasi
yaitu 70°, 80°, clan 85° serta berbentuk datal (sudut
Untuk mengamati pengaruh susunan katoda
clan anoda terhadap arus elektron dari sumber
elektron termionik digunakan peralatan yang secara
skema ditampilkan pada gambar 7.
""+/
~
Gambar5. Bentukkatodapactasumberelektrontermionik.
-f h.,
..L
.-$-'00 '"
7'
'10
I
~L-;};;;:--~
~~
ill..
.t.!
---,.1
II"
'20
Gambar6. Bentuk-bentukanodapadasumberelektrontermionik.
katoda
anoda
/
meter
arus
catudaya
sumber
elektron
sistem
hampa
Gambar7. Skemapengamatan
aruselektronsumberelektrontermionik.
Djoko SP.,dkk.
ISSN0216-3128
~
~
I~l '
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999
Buku I
Filamen,katoda dan anoda sumberelektron
berada di dalam tabung hampa stainless steel.
Kehampaansumberelektron saatpengujianadalah
sekitar 4 x 10-5mbar. Susunankatoda dan anoda
dalam hal ini meliputi jarak antara katoda dan
anoda,bentuk anoda atau sudut kemiringananoda
terhadapsumbusumberelektron. Untuk mengukur
arus elektron di belakanganoda diletakkan suatu
targetberupa plat stainlesssteelyang dihubungkan
denganmeter arus. Sedangkanuntuk mengoperasikan sumber elektron diperlukan catudayayang
meliputi catudaya filamen berupa sumber arus
searah,catudayakatoda dan anodaberupa sumber
tegangansearah.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam sumber elektron tipe termionik arus
elektron dihasilkan oleh filamen secara emisi
termionik.
Fungsi ka~oda pada sumber elektron
seperti terlihat pada susunan sumber elektron
(gambar 4) adalah sebagai pendorong elektronelektron dari filamen menuju ke anoda yang juga
berfungsi sebagai celah sumber elektron. Aliran
elektron antara katoda dan anoda ditentukan oleh
tegangan katoda, tegangan anoda serta jarak antara
katoda dengan anoda. Hal ini karena terkait dengan
distribusi atau bentuk medan listrik antara katoda
dan anoda yang mempengaruhi gerakan elektron di
5
dalamnya.
Parameter-parameter yang menyatakan
susunan katoda-anoda dalam sumber elektron
termionik dalam hal ini adalahjarak antarakatoda
dengananodasertasudutkemiringananoda. Jarak
antarakatoda dengananodadivariasi daTi7 sampai
dengan20 mm, sudut kemiringananoda divariasi
daTi 70° sampai dengan 90°. Sedangkansudut
kemiringankatodaadalahtetapsebesar67,5° sesuai
dengan model Pierce untuk aliran elektron yang
lurus atausejajar.
Pengaruhtegangananoda,sudut kemiringan
anoda daD jarak antara katoda dengan anoda
terhadaparus elektronyang dihasilkanoleh sumber
elektron ditampilkan dalam bentuk grafik pada
gambar8, 9, 10 daD11. Dari grafik tersebuttampak
bahwategangananodasangatberpengaruhterhadap
arus elektron. Makin tinggi tegangananodamaka
makin besar arus elektron yang dihasilkan, sesuai
denganpersamaan
(1) bahwaragataruselektron (J.)
berbanding lurus dengan V.3.
Sampai dengan
tegangan anoda 2500 V (yang dilakukan pada
percobaanini), arus elektron belum mencapainilai
jenuh. Gejala seperti ini tampakpadasemuasudut
kemiringananoda. Tegangananoda dalam hal ini
dibatasi sampai 2500 V karena keterbatasan
kemampuan
catudayaanoda.
100
100
S.dutAnlMla
90 Derajat
<-
g
c
0
..
85Dcnjot
-.-K.A7mm
-+K-A13mm
-K.AWmm
80
g
c
60
60
E
~
OJ
~
OJ
..=
-4,.- K-A
13-8- K-A
20-
:<-
~
~~
-.-K-A7-
80
40
<
~
20
.,=
..
<
v
20
~
500
1000
40
o,
500
1500
1000
2500
1
~
1000
1500
2000
2500
TeganganAnoda (volt)
TeganganAnoda (volt)
Gambar 8. Grafik arus elektron sebagaifungsi tegangan
anoda (sudut kemiringan anoda 90 derajat,
tegangankatoda120 V, arusfilamen3,75A).
Dari variasijarak antarakatodadengananoda
terlihat bahwa arus elektron dipengaruhiolehjarak
tersebut. Makin jauh jarak antara katoda dengan
anoda maka untuk memperoleh arus elektron
tertentu seperti pada jarak yang lebih dekat
diperlukan tegangan anoda yang lebih tinggi.
Apabila ditinjau kembali persamaan(1) di mana
Gambar9. Grafik arus elektron sebagaifungsi tegangan
anoda (sudut kemiringan anoda 85 derajat,
tegangankatoda120 V, arus filamen3,75A).
rapatarus elektron (Je)berbandingterbalik dengan
kuadratjarakantarakatodadengananoda(~) maka
jelas bahwa untuk mempertahankanrapat arus
elektron pada suatu nilai tertentu harus diimbangi
dengankenaikantegangananoda (Va)apabilajarak
antarakatodadengananoda (0) membesar.Sebagai
contoh,pada sudutkemiringananoda900 daDjarak
-=:7~
-~~
1
~
Prosiding Pertemuan dan Presentasi llmiah
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Ju/i 1999
Buku I
6
menaikkan tegangan anoda menjadi 2200 v.
Demikianjuga pada sudutkemiringan anoda yang
antara katoda dengan anoda 7 mm arus elektron 60
IDA diperoleh dengan tegangananoda 1800 V.
lain.
Apabila jarak tersebut diperbesar menjadi 13 mm
maka arus elektron 60 IDA diperoleh dengan
100
~I'
80-
80
<'
,,§,
=
;;;;
g
60
~..
~
60
=
..
~..
0
..
Q
~~
40
40
..=
<
..=
<
WI
20
20
~~:::-
500
1000
0-
1500
2000
2500
.~
500
.
1000
1500
2500
2000
TeganganAnoda (volt)
TeganganAnoda (volt)
Garnbar10. Grafik arus elektron sebagaifungsitegangan Garnbar11. Grafik arus elektronsebagaifungsitegangan
anoda (sudut kemiringan anoda 80 derajat,
anoda (sudut kemiringan anoda 70 derajat,
tegangankatoda120V, arusfilarnen3,75 A)
tegangankatoda120 V, arus filarnen3,75 A)
Untuk sudut kemiringan anoda 85° arus
elektron yang diperoleh umumnya lebih rendah
apabila dibandingkandengan arus elektron yang
diperolehpada sudutkemiringananoda70°, 80° dan
90°. Bahkanpadajarak antarakatodadengananoda
7 mm arus elektronyang dihasilkandenganketiga
sudut kemiringan anoda tersebutrata-rata cukup
tinggi yaitu ?; 80 mA padategangananoda2500 V.
Perubahanarus elektron yang berkaitan dengan
perubahansudut kemiringananoda adalahsebagai
akibat perubahanbentuk medan listrik di sekitar
celah anoda. Perubahanbentuk medan listrik
tersebutberpengaruh
kepadabentukberkaselektron
yang keluar dari celah seperti dapat dilihat. pada
basil pengukuranaruselektrontersebut.
Selain pengaruh tegangan anoda telah
diamati juga pengaruhtegangankatoda terhadap
arus elektron untuk masing-masing sudut
kemiringananodadenganvariasijarak antarakatoda
dengan anoda. Hasil pengamatanarus elektron
ditampilkan dalambentukgraflk berturut-turutpada
gambar 12, 13, 14 dan 15. Dari graflk tersebut
tampak bahwa tegangan katoda berpengaruh
terhadaparus elektron dan arus elektron mencapai
nilai maksimumpada tegangankatoda sekitar 80
volt terutamauntuk sudutkemiringananoda90°, 80°
dan 70°. Sedangkanuntuk sudutkemiringananoda
85° arus elektronmaksimumdicapaipada tegangan
katodasekitar150volt.
100
100
80
80
!5
1=
Q
~"
i
60
~
~
~
4OJ
(]~~.
20
I
-<
.000J"
0
f
-<
,"..
...
100
,~"
.
100
JOO
Tegangan Katoda (volt)
400
0
100
ZOO
JOO
400
Tegangan Katoda (volt)
Garnbar12. Grafik arus elektronsebagaifungsitegangan Garnbar13. Grafik arus elektronsebagaifungsitegangan
katoda (sudut
kemiringan
anoda90 dera.iat,
katoda (sudutkemiringananoda 85 derajat,
,
-tegangananoda2,1 kV, arusfilamen3,75 A)
tegangananoda2,1 kV, arus filamen3,75 A)
1
1
Prosiding Pertemuan dan Presen~asillmiah
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juli 1999
c
I
Buku I
100
100
80
80
60
c
...
=
...
~
e
0
~
..
~'"
7
~
..
~~
40
=
...
40
<
~
20
0
20
I
.I'
0
0
,
100
200
300
40
0
TeganganKatoda (volt)
100
200
300
40
TeganganKatoda (volt)
Gambar14. Grafik arus elektronsebagaifungsitegangan Gambar15. Grafik arus elektron sebagaifungsitegangan
katoda (sudut kemiringan anoda80 derajat,
katoda (sudutkemiringan anoda70 derajat,
tegangananoda2,1 kV, arusfilamen3,75 A)
tegangananoda2,1 kV,arus filamen 3,75 A)
Nilai maksimurnarus elektron untuk sudut
kemiringan anodatertentujuga bervariasiterhadap
jarak antarakatoda dengananoda.Pactaurnumnya
arus elektron maksimurnmencapai> 80 mA pacta
jarak antarakatoda dengananoda7 mm. Kecuali
untuk sudut kemiringan anoda 850 pacta jarak
tersebut arus elektron maksimurn < 80 mA.
Sedangkanuntuk jarak 13 mm dan 20 mm arus
elektron maksimurnuntuk semuasudutkemiringan
anoda < 80 mA.
Dari graftk tersebuttampakbahwameskipun
tegangan katoda masih nol tetapi telah terukur
adanyaaruselektron. Arus elektronini berasaldari
elektron yang terekstraksi melalui celah sumber
elektron oleh medan listrik antara filamen dengan
anodayang berupacelahtersebut. Pactasaatmulai
acta tegangan katoda maka arus elektron makin
bertambahkarena adanyatambahanmedan listrik
antarakatodadengananoda. Makin tinggi tegangan
katoda maka makin banYakjurnlah elektron yang
dapat keluar dari surnber elektron melalui celah
karena terjadi efek pemfokusan. Pactasuatu saat
arus elektron menjadi berkurangsetelahmencapai
nilai maksimurn,karenakenaikantegangankatoda
selanjutnya memberikan efek pemanjanganjarak
fokus yang mengakibatkan sebagian elektron
terhalangolehcelah.
tersebutditentukanolehjarak antarakatoda dengan
anoda, serta sudut kemiringan anoda terhadap
sumbu daTi sumber.elektron. Kedua parameter
tersebutharus ditentukan untUk memperoleharus
elektronyang besardisampingparameter-parameter
operasisumberelektronyang terdiri daTitegangan
katoda,tegangananodadan arusfilamen. Dari data
percobaantemyataarus elektron cukup besar yaitu
lebih daTi80 mA apabilajarak antarakatodadengan
anoda7 mm, sudutkemiringananoda700,tegangan
katoda 80 V, tegangan anoda 2500 V daD arus
filamen3,75A.
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada para teknisi di Bidang
Fisika Nuklir daD Atom terutama saudara Sukidi,
BE, Sumaryadi, daD Suhartono yang telah banyak
membantu eksperimen ini hingga dapat terlaksana
dengan baik.
DAFTARPUSTAKA
1.
DJOKO
S. P., SUTADJI
S., SUPRAPTO,
SUKJDI, "Rancang Bangun Sumber Elektron
Untuk Mesin Berkas Elektron PPNY-BATAN
Yogyakarta",
Makalah
dipresentasikan
pada
Seminar Sehari Mesin Berkas Elektron
di
PPNY-BATAN,
Yogyakarta,
16 Januari 1996.
2.
KIRSTEIN, P. T., et. al., "Space-Charge
Mc Graw-Hill Inc (1967).
3.
SCHILLER,
Technology",
KESIMPULAN
Dan basil yang diperolehpadapercobaanini
dapat disimpulkan bahwa arus elektron yang
dihasilkan oleh sumber elektron tipe termionik
dipengaruhi oleh susunan katoda-anodasebagai
elektroda pembentuk berkas elektron. Susunan
katoda-anoda dalam sumber elektron termionik
ISSN 0216-3128
Flow",
S., et al.,
"Electron
Beam
John Wiley & Sons, New York
(1982).
Djoko SPo,dkk.
4.
FORRESTER, A.T., "Large Ion Beams,
Fundamentals of Generation and Propagation",
John Wiley & Sons, New York (1986).
DjokoSP.
*
Arus maksimumpada 700 > arus maksimum 900
perbedaannya sekitar 5 mA.
5. DJOKO
S. P., SUPRAPTO, "ModifIkasi
Elektoroda Pembentuk Berkas Sumber Elektron
Tipe Termionik Untuk Peningkatan Arus
Elektron",
Makalah dipresentasikan pada
Pertemuan daD Presentasi Ilmiah Penelitian
Dasar Ilmu Pengetahuan daD Teknologi Nuklir,
PPNY-BATAN, Yogyakarta, 26 -27 Mei 1998.
*
Yang diberi tegangan referensi adalah filamen.
*
Arus diukur dengan plat SS pada jarak 20 cm.
Plat SS tersebut sebagai "Faraday Cup"
dengan ukuran diameter
5 cm yang
dihubungkan dengan meter.arus yang diground.
Heru Susetyadi
TANYAJAWAB
Tri Mardji A.
*
*
Apakah sudah dipelajari (simulasi) hubungan
antara tegangan anoda dengan aTuSelektron ?
Apakah kurva gambar 8, 9, 10, 10 clan 11 bisa
ditarik garis luTus/linier saja ?
Pada gambar 12 dipero.leh arus maksimum
elektron pada Vkat ,., 70-80 V. Mengapa pada
pengukuran yang ditampilkan oleh gambar 9 sid
11 tidak menggunakan tegangan katoda 70-80
Vatau 140-150 V (sesuaigambar 13)?
DjokoSP.
*
*
Simu/asi hubungan antara tegangan anoda
denganarus e/ektron dapat dipe/ajari dengan
program EGUN Tetapiuntuksumbare/ektron
yang te/ah dirancang bangun be/urn
di/aksanakan. Mengacu.pada persamaan(1)
sayakira gambar-gambar8, 9, 10 dan11 tidak
dapatdibuat /inier.
Karena kebetu/aneksperimenuntuk mendapat
hasi/pada gambar 9 sid 11 di/akukansebe/um
eksperimen
yang hasi/nyapada gambar12 dst.
Pramudita Anggraita
*
*
*
Berapa arus maksimurn yang dipeoleh jika
sudut anoda90° daD70°.? Mana yang lebih
besar daD apakah perbedaannyacukup besar
dibandingkan dengan kesulitan pembuatan
katodanya?
Elemen mana yang
referensi/grounded
?
Berapa jauh
diberi
*
Dapatkahdicapaiaruselektronmaksimum?
DjokoSP.
*
Teganga yang diijinkan sesuai kemampuan
feedtrough adalah .:!:.8 k II:
*
Arus elektron maksimum dapat dicapai untuk
kondisi operasi sumber elektron tertentu yang
ditentukan oleh parameter-parameter arus
filamen, tegangan katoda, tegangan anoda
serta susunan katoda anoda.
Sayono
*
Apakah sudut kemiringan anoda tidak
berpengaruh terhadap tebarab berkas arus
elektron?
*
Pengukuran arus apakah dilakukan untuk
bermacam-macam posisi (sehingga dapat
diketahuisifat teb.arannya)
?
Djoko SP.
*
Sudut kemiringan anoda secara teori juga
berpengaruh terhadap tebaran berkas arus
elektron.
*
Pengukuranarus hanya dilakukan pada satu
posisi.
Untuk mengubah posisi saat
pengukuranmasih merupakankendala (secara
teknissuiit diiakukan).
Widdi Usada
*
Berapa tekanan vakum pada eksperimen ini,
dalamabstraktidak ada
*
Apakah dilihat pula profil dari berkas yang
muncul?
dari anode arus diukur daD
Catatan: analisisPiercehanyauntuk 1 dimensi
(67,5) sedangsistemdalamkoordinatsilinder.
DjokoSF.,ill.
Berapa tegangan maksimum yang dijinkan ?
tegangan
menggunakanapa (pada teganganberapa daD
ukuran diameterberapa) .
*
*
Djoko SP.
*
Tekananvakum pada eksperimenini 4x1O-5
mbar
Profil berkasbelumdiamati.
ISSNO216-3128.