kajian pemanf aatan instrument asi nuklir dalam - Digilib

SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006
ISSN 1978-0176
Daftar Isi
KAJIAN PEMANF AATAN INSTRUMENT ASI NUKLIR
DALAM BIDANG INDUSTRI PERMINYAKAN
DJOKO MARYANTO, TOTO TRIKASJONO
*Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN
Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281
Telepon 0274-484085,489716,
Faksimili 0274-489715
E-mail: [email protected]
Abstrak
KAJIAN PEMANFAATAN INSTRUMENTASI NUKLIR DALAM HIDANG INDUSTRI
PERMINYAKAN. Setiap bidang industri yang menggunakan IPTEK nuklir, selain teknik nuklir yang perlu
dikuasai, juga memerlukan instrumentasi yang sesuai sebagai pendukung dalam aplikasi teknik tersebut.
Instrumentasi nuklir industri pada umumnya terdiri atas colimator, alat deteksi (alat pengukur radiasi),
sinyal analyzer" pengolah sinyal (mis; interface di dalam komputer) dan recorder yang akan digunakan
sebagai penurifang dalam teknik yang akan digunakan. Teknik logging sangat penting dibidang industri
eksplorasi pertambangan dan perminyakan karena, teknik ini dapat memberikan informasi mengenai
kandungan minyak & gas bumi serta kandungan dan jenis minerallainnya (misalnya: batu bara, biji besi,
tembaga dll). Informasi yang diberikan dengan menggunakan sistem logging ini berupa sifat-sifat fisika
batuan antara lain densitas, porositas, permeability, besaran aliran dari hidrokarbon, komposisi bahan dan
lain-lain.
Kata Kunci : Teknik Logging, Instrumentasi Nuklir
Abstract
EVALUATION
OF USAGES NUCLEAR INSTRUMENTATION IN PETROLEUM INDUSTRIES.
Every industrial area which use nuclear IPTEK it is of course besides nuclear techniques which require to
master, we also need appropriate instrumentation as supporter in mastering the technique. Nuclear
instrumentation of industry in general consist of colimator, appliance detect analyzer signal, processor of
signal and recorder to be used as supporter in technique we to use. technique of Logging of vital importance
his him of industrial area mining and isn't it because of, this technique as eye able to give information
concerning oil content & earth gas and also other mineral content for example: embers stone, iron seed,
copper etc. Information able to be given by using technique of logging this in the form of nature of rock
physics for example densitas, porosity, permeability, stream besaran of hydrocarbon, materials composition
and others.
Key Word: Logging technic, Nuclear instrumentation
PENDAHULUAN
Sampai akhir abad XX, pemanfaatan
Ilmu dan Teknologi Nuklir di bidang industri
telah semakin luas dan variatif. Sesuai dengan
tujuannya, aplikasi IPTEK Nuklir secara umum
dapat dikategorikan menjadi 3 bagian, yaitu:
1. Untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia
seperti aplikasi di bidang pertanian,
peternakan, industri, kesehatan, sumber
daya air, dan lingkungan pendidikan.
Djoko Maryanto dkk
2. Untuk memenuhi kebutuhan sumber daya
alam
dan
energi,
misalnya
untuk
pembangkit listrik (PLTN) dan Modulator
Reaktor (low and Medium Power < 200
MeV)
3. Untuk keperluan persenjataan / perang
(arsenal Nuklir)
Pemanfaatan untuk kebutuhan dasar dan
kebutuhan sumber daya alam merupakan
pemanfaatan nuklir untuk maksud damai
309
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINAR
NASIONAL
II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006
ISSN 1978-0176
(konstruktif), sementara keperluan persenjataan
merupakan tujuan perang (destruktif). Di
Indonesia industri yang mengunakan dan
memanfaatkan teknik nuklir untuk konstruktif,
masih terbatas, hal ini dikarenakan penggunaan
teknik nuklir memerlukan biaya investasi yang
besar. Dewasa ini, industri eksplorasi,
pertambangan
dan
geoteknik
telah
menggunakan teknik nuklir, yang biasa dikenal
dengan logging. Teknik nuklir dalam sistem
logging adalah dengan memanfaatkan sifat dan
karakteristik radioisotop,sehingga diperlukan
pengetahuan radioisotop yang komprehensip
agar pemanfaatnya dalam industri dapat lebih
ekonomis, berdaya guna dan aman.
Teknik logging merupakan hasil ide dan
aplikasi dari "well-logging" yang dipeloporii
oleh Conrad dan Marcel dari perusahan
pertambangan minyak Schlumberger Brother,
Patchelbron di sebelah utara Perancis pada
tanggal 5 September tahun 1927. Sistem
logging sangat penting pada pertambangan dan
perminyak karena sistem ini bagaikan mata
"well-logging"
yang
dapat memberikan
,/./
/
informasi yang dibutuhkan untuk mengetahui
kandungan minyak atau kandungan mineral
lainnya. Dewasa ini sistem logging telah
berkembang
pesat
sampai
dengan
komputerisasi.
PENGERTIAN LOGGING
Logging adalah pengukuran dalam
lubang-lubang bor dengan kedalaman dari
beberapa sentimeter sampai beberapa kilometer
di bawah tanah. Istilah "logging" maksudnya
adalah cacatan yang dapat memberikan
informasi dari struktur kedalaman bumi.
Sekarang ini istilah tersebut digunakan dan
diadaptasikan
oleh
perusahan
Borehole
Geophysics. Banyak metode yang digunakan
dalam
sistem
logging
seperti
metode
seismic,elektromagnet dan sebagainya yang
teknik dan metodologinya mempunyai masing
masing keunggulan
Pada umumnya sistem logging gamma
mempunyai susunan peralatan seperti Gambar
1.
~-------------- I
D~
</@
I
"''-r,----~\:-----\-~
wmboer
penanan
pencacah
rekarder
detector
..
dibawah permukaan tanah
(!!a!am lubang bar)
diatas permukaan tanah
Gambar 1. Sistem Logging Gamma
Sistem logging berdasarkan sumber dan
detektor yang digunakan terbagi atas:
1. y-y logging
Sistem ini menggunakan sumber radiasi y
dengan detektor y (detektor sintilasi dan
sebagainya). Prinsip kerjanya adalah
hamburan y. Sistem ini digunakan untuk
menentukan kepadatan lapisan yang berada
disekitar alat.
2. n-y logging
Sistem ini mengunakan sumber radiasi
(pemancar) neutron dengan detektor untuk
y. Prinsip kerjanya adalah analisis aktivasi
neutron. Alat ini selain untuk analisis unsur
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
di dalam lubang-lubang bor, juga untuk
menentukan pengaruh pasang sumt laut
terhadap sungai yaitu dengan menentukan
batas air tawar dan asin di dalam sungai.
3. n-n logging
Sistem ini mengunakan sumber radiasi
(pemancar) neutron dengan detektor untuk
neutron. Prinsip Kerjanya adalah hamburan
neutron. Biasanya dipakai untuk mengukur
kadar air dan lapisan batuan.
Untuk lebih memahami sistem logging,
perlu mengenal sifat dan karakteristik dari
sumber radiasi, antara lain:
1. Sebagai sumber pemancar radiasi
310
Djoko Maryanto dkk.
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006
ISSN 1978-0176
2.
3.
4.
5.
Radioisotop ialah isotop suatu unsur yang
dapat memancarkan radiasi dengan jenis
(alfa, beta, atau gamma) dan energi radiasi
yang dipancarkan umurnnya merupakan
sifat khas radioisotop. Setiap zat radioaktif
meluruh dengan waktu paruh tertentu yang
merupakan karakteristik radioisotop.
Pengukuran waktu paruh serta energi yang
dipancarkan dapat digunakan sebagai alat
identifikasi (pengenal) suatu radioisotop.
Selain itu, radioisotop suatu unsur
mempunyai sifat kimia yang sarna dengan
isotop yang tak aktif.
Sistem deteksi sangat peka
Instrumen-instrumen
yang
telah
dikembangkan dan yang digunakan untuk
mengukur radiasi hams peka, sehingga
dapat mengukur kualitas dan kuantitas
radioaktif dalam suatu material atau sistem.
Radioisotop bersifat selektif
Indentitas radioaktif tetap tidak berubah
walaupun telah mengalami proses £Isika
maupun kimia. Hal ini penting sekali dalam
metode perunut (tracing) yang banyak
digunakan dalam menghitung konsentrasi
atau penentuan kebocoran aliran suatu
fluida.
Sinar radioaktif mempunyai kemampuan
menembus benda padat
Sifat mampu menembus material banyak
dimanfaatkan dalam teknik, radiogra£I,
gauging, perunut, logging dan pengukuranpengukuran lainnya.
Sinar radioaktif dapat mengubah sifat
bahan yang terkena radiasi.
Sifat ini dapat dimanfaatkan misalnya
dalam pemrosesan dengan radiasi untuk
mengubah sifat-sifat fisika, kimia beberapa
material. Sifat ini banyak digunakan dalam
industri untuk memperoleh produk dengan
sifat-sifat yang baik.
Interaksi radiasi dengan bahan umurnnya
menghasilkan attenuasi (penyerapan) radiasi.
Proses penyerapan ini dipengaruhi oleh jenis
radiasi, energi radiasi, dan sifat £Isis material
(Nomor atom dan densitas material). Proses
interaksi radiasi dengan material berlangsung
dengan efek fotolistrik hamburan atau produksi
pasangan. Proses hamburan atau perubahan
arah banyak dimanfaatkan dalam pengukuran
sistem logging. Pengetahuan mengenai sifat-
Djoko Maryanto dkk
311
sifat radiasi dan interaksinya dengan materi /
bahan sangat penting karena:
1. Prinsip kerja setiap alat deteksi, umumya
dipengaruhi oleh sifat radiasi yang
dipancarkan
2. Pengetahuan mengenai proses kehilangan
energi bila radiasi melalui suatu bahan
sangat diperlukan untuk merencanakan alat
pengukuran yang seuai, yang akan dipakai
untuk interpretasi data yang didapat.
3. Pemilihan
bahan
penghalang
untuk
keselamatan kerja tergantung pada sifat
radiasi dan daya tembusnya pada bahan.
TEKNIK GAMMA GAMMA LOGGING
Pada umurnnya peralatan sistem logging
yang menerapkan teknik nuklir, mengunakan
sumber radiasi gamma dan detektor gamma
untuk mengamati penampang suatu formasi
geologi seperti parameter £Isika batuan, antara
lain: densitas dan porositas batuan.. Peralatan
density logging seperti Gambar 2.
Gambar 2. Density Logging
Sistem logging menggunakan peralatan
akuisisi data spektral sinar gamma mirip
dengan spektrometer sinar gamma. Di samping
itu, sistem logging dapat pula digunakan untuk
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINARNASIONALII
SDMTEKNOLOGINUKLIR
YOGYAKARTA,21-22 DESEMBER2006
ISSN 1978-0176
mengamati adanya gas dan minyak bumi di
dalam suatu lapisan.
Prinsip yang digunakan pada y-y logging
adalah teori tentang interaksi hamburan sinar y
terhadap batuan. Dalam praktek, data yang
diperoleh sudah terekam pada alat FDC
(Formation Density Compensa ted) ditemukan
pada tahun 1964, berupa grafik rekorder nilainilai densitas batuan (pb) dan koreksi densitas
(pk). Instalasi peralatan logging seeara diagram
blok seperti Gambar 3
Te1ah diketahui bahwa densitas bulk
jenis yang satu berbeda dengan batuan yang
lainnya, sehingga nilai densitas terha dap FDC
perlu dikoreksi agar ketepatan indentifikasi
maeam batuan menjadi lebih baik
Dalam density gamma-gamma logging,
intensitas merupakan faktor yang penting untuk
mengetahui nilai bulk density. Dengan
mengunakan sifat interaksi radiasi dengan
bahan clan respon detektor maka dapat
diperoleh Persamaan (1)
1=loe-upx
(1)
X = tebal bahan (em) dan
p = densitas bahan (gr/em3)
laterneter
tXp
metal
source
co!1imatof
Gambar4. SistemPengukuranDenganMetode
TransmisiSinarGamma
Intensitas
awal
(10)
menyatakan
intensitas radiasi yang ditangkap detektor ketika
pemasangan bahan antara sumber dengan
detektor. 1 adalah intensitas radiasi yang
ditangkap detektor setelah bahan dipasang
antara sumber clan detektor. Sebagaimana telah
diketahui, nilai 1 lebih keeil dari 10 disebabkan
radiasi mengalami absorsi pelemahan oleh
bahan setebal x dan densitas p. Gejala ini
disebut koefisien absorsi pe1emahan (u) dengan
satuan cm2/gr
Karena intensitas radiasi 10 diamati
dengan mengunakan detektor maka pada
kenyataannya intensitas tersebut dilihat dalam
bentuk angka eaeah( R ).
Bentuk persamaannya menjadi
G)
R=Roe~P
Berdasarkan
persamaan
ini dapat
diturunkan parameter fisika sebagai variabel
kaitannya dengan angka eaeah yaitu:
In ( R ) = In (Ro e -u PX)
In R = In Ro - u P x
In Ro = up x diperoleh,
R
1
x=-ln-
Ro
~p
R
Ro
1
p=-ln-
~x
. Gambar 3. Diagram Blok System Logging
Bahan ditempatkan antara sumber radiasi
dengan detektor. Seeara diagram blok susunan
peralatan pengukuran dengan metode tranmisi,
seperti Gambar 4.
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
R
dengan Ro adalah respon detektror (eps) tanpa
bahan antara sumber dengan detektor dan R
aclalah respon detektor (eps) setelah bahan
ditempatkan antara sumber dengan detektor.
Koefisien absobsi (u) dengan bulk density,
ditunjukkan pada Persamaan (3).
312
Djoko Maryanto dkk.
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER
ISSN 1978-0176
2006
N
~= A Pb~a
karena~a = Z~e ,maka
(3)
Z
~=N APb~e
dengan memperhitungkan faktor buildup pada
Persamaan (1) serta dengan mensubtitusikan
Persamaan (3) ke dalam persamaan tersebut
hubungan intensitas dan bulk density dapat
diketahui.
Z
I =B 10 e- A (Nlle)(Pb)x
(4)
atau
z
ln1= lnB 10 --(N!!e)(Pb)x
A
(5)
dengan:
B =
N =
Z =
faktor buildup
bilangan avogadro
nomor atom
~a =
penampang per atom
~e =
penampang per elektron
Pb =
bulk density
Faktor buildup diperhitungkan karena pada
umumnya hasil yang diberikan Persamaan (1)
terlalu rendah. Hal ini disebabkan adanya
kontribusi radiasi sekunder dari hamburan
campton, efek fotolistrik dan anihilasi radiasi
dari produksi pasangan yang diperlambat dalam
materi. Pada Persamaan (5), dengan anggapan:
B 10 = C1
(konstanta)
Z
-N~ex =Cz
A
(konstanta)
maka Persamaan (5) dapat disederhanakan
menjadi:
n
1 = - Cz pb + C1
(6)
Dari Persamaan (6), hubungan antara intensitas
cacahan dengan bulk density seperti Gambar 5.
ml
Pb
Gambar 5. Hubungan Intensitas Hamburan Gamma
Dengan Densitas Bulk
Djolw Maryanto dkk
313
Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwa
semakin besar nilai cacahan yang diterima
detektor semakin kedl nilai bulk densitynya.
Grafik yang dihasilkan tersebut merupakan
hasil tinjauan teori hubungan interaksi sinar
gamma dengan materi.
PEMBAHASAN
a. Instrumentasi gamma-gamma logging
Seperti pada Gambar 2 dan 3,
intrumentasi gamma-gamma logging meliputi:
Probe, Logging cable, motor stepper, winch
signal analyser, komputer, dan printer. Probe
berbentuk seperti mata bor yang dimasukkan ke
dalam sumur dan di dalam probe ini terdapat
Kolimator, terbuat dari bahan metal Pb
berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan
sumber radiasi dan rumah dari probe detektor
Scintillation counter.
Detektor Scintillation counter banyak
digunakan
pada teknik gamma-gamma
logging, detektor ini untuk mencacah sinar
gamma yang dipancarkan oleh sumber radiasi.
Scintillation counter untuk keperluan ini
menggunakan kristal sintilator padat, misalnya
natrium yodida yang diberi impurities talium
(Nal(TI».
Detektor Nal(Tl) ini disambungkan
dengan Photo Multiplier Tube (PMT) secara
optis. Pemakaian kristal sintilasi yang
mempunyai densitas tinggi bersamaan dengan
nomor atom (z) yang tinggi akan menghasilkan
efisiensi deteksi yang tinggi pula, yang disebut
efisiensi instristik. Kristal Nal(Tl) memiliki
densitas sedang (3,76 gr/cc) dan nomer atom
efektif z = 45 sangat sesuai untuk pengukuran
sinar y dan sinar x dari 30-300 keY. Energi
sinar gamma diserap di dalam bahan sintilator
melalui mekanisme fotolistrik, Compton dan
pasangan muatan. Prinsip keIja dari detektor
Scintillation counter ini bekerja berdasarkan
prinsip eksitasasi molekul yang dikenai radiasi,
dan memancarkan foton pada saat kembali ke
tingkat energi dasar (proses deeksitasi). Bila
selanjutnya foton ini dikenakan pada suatu
bahan fotosel, maka dapat menimbulkan
pembebasan elektron dari katoda (fotoelektron) di dalam tabung pelipat elektron
(PMT). Pemilihan bahan Scintillation yang
digunakan untuk detektor ini adalah Nal(Tl)
karena di sini jenis radiasi berupa sinar y. Bahan
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINAR
NASIONAL
II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006
ISSN 1978-0176
fotosel ditempatkan pada katoda dan dynodedynode yang ada dalam PMT. Anoda dan
dynode diberi tegangan tinggi yang secara
bertingkat bertambah dari katoda ke anoda
melalui
serangkaian
pembagi
tegangan
(voltage-devider). Jurnlah elektron akan berlipat
ganda setiap melalui satu dinode. Kabel logging
yang digunakan adalah kabel koaksial. Motor
stepper untuk menggerakkan/menarikturunkan
probe ke dalam lubang. Winch (signal analyzer)
memproses sinyal yang diterima dari detektor.
Kompueter, di dalamnya ada interface untuk
memproses sinyal dari winch.
Instrumen gamma logging untuk lebih
jelasnya dapat dilihat seperti Gambar 6.
S::i:nti 11••.1ion Ccunl:e:r
9epP"""
lvfDt:or
:tv1>l~k
P-IA~ltreRe.:,eiuing
Sus:eptibi.lity mop
T>=l:Sdl..lO...Transport Sled
T113.I"1:S!:!.
L1:et'
Tr:'- r!Sp:" rl
Canhol
Bo"
1.0 gger
Instrumeonl
Ccnlml B:n::
M:=inlom SE103J
Cern pul:ei: &: Data
kquisition
o
1
1
U5
3
2
[
_
Softwaze
'1
I
S::ale in meter:;
Gambar 6 : Instrumen Gamma Logging
Multisensor logging system (MSL)
adalah salah satu alat untuk mengukuran secara
keseluruhan batuan (sedimen)lbagian lapisan
dari suatu tanah. Multisensor logging system
(MSL) di dalam bagian inti (core) berbentuk
silinder (Cottage and Lane, 1990). Bagian inti
ini biasanya panjangnya
1500 mm dan
diameter dalamnya 100 mm . Didisain untuk
dioperasikan secara manual atau di bawah
control computer, tergantung perlengkapan
yang digunakan. Alat-alat sensor secara
lengkap yang digunakan pada bagian dalam
logging ini meliputi:
1. Sepasang
kompesor
"A
pair
of
compressional (P) wave transducers" yang
digunakan untuk mengukur kecepatan
panjang gelombang yang dipadatkan
"Compressional
waves"
(suara) dari
sedimen.
2. Sumber gamma dan detektor untuk
mendeteksilmengukur penyerapan
sinar
gamma ("attenuation gamma nO's") dari
endapan (sedimen), yang nantinya akan
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
dihitung untuk mengukur densitas dari
sedimen.
3. Magnetic sensor ("A magnetic suscetibily
sensor") untuk mengetahui apakah di dalam
sedimen ada yang bersifat magnetic(
ferromagnetic)
Lapisan endapan (sedimen) yang diam
dibuat berlubang untuk ditempatkan sebagai
tempat jalannya salah satu alat seperti kereta
luncur, dari bawah sampai atas, agar bisa
mengatur posisi atau meluruskan jalan alat dari
P-Wave Transducers (PWT). Bertambahnya
bagian inti yang dilewati akan memberikan
sensor yang berbeda. Setiap pertambahan
bagian sebesar 10 mm, akan terbaca oleh sensor
sampai ujung lubang . Proses sensor ini akan
terus berlanjut sampai ujung lubang teramati
semua. Jalannya sensor yang teramati akan
diteruskan melalui cabel logging. Dan proses
selanjutnya akan diubah menjadi pulsa oleh
signal analyzer dan diteruskan kembali melalui
kabel koaksial kedalam interface computer, di
314
Djoko Maryanto dkk.
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006
ISSN 1978-0176
dalam computer data yang tercatat adalah data
yang dibutuhkan.(densitas dari suatu batuan).
c. Gamma Ray Attenuation Measurement
System
b. P-Wave Measurement System
Sumber Isotop yang digunakan adalah
Cesium-137 berbentuk Kapsul (senyawanya
CsCI) digunakan sebagai sumber gamma ray.
Cesium-137 mempunyai waktu paruh 30.2
tahun dan energi 0.662 MeV. Kapsul Cesium137 mempunyai
diameter 70 mm yang
dilindungi oleh "lead shield dan collimator".
Kolimator mempunyai lubang dengan diameter
dalam 11 mm dan panjangnya 52 mm.
Harshaw
type 686/1.5
Na!
(Tl)
scintillation detektor yang digunakan untuk
mengukur hamburan sinar gamma.scintillation
phosphor terdiri atas kristal NaI (Tl) dengan
diameter dalam 1.5" dan ketebalan 1.5". yang
dilengkapi dengan photomultiplier tube, dynode
chain, dan kabel "connecting cable". Satu unit
detektor
mempunyai
pelindung
dengan
diameter dalam 100 mm terbuat dari metal Pb.
Sepasang compressional
(P) wave
transducers (PWTs) bagian yang sarna dari
konetor yang akan digunakan. Pemancar
(transmitter) ini mengunakan kabel coaxial.
PWT mempunyai ketebalan dengan panjang
gelombang 500 kHz terbuat dari kristal yang
dapat mengantar arus gelombang seperty epoxy
resin dan bagian rumahnya terbuat dari
stainless
steel
cylinder.
Resin
epoksi
merupakan bahan dasar yang dapat digunakan
untuk pengirim pulsa. PWT bekerja seperti
piston yang dapat membuka dan menutup
dengan plastic-cylinder sebagai pengganjalnya.
Prinsip pengoperasiannya adalah Panjang
gelombang pelndek (P-wave pulse) yang
dihasilkan PWT sebesar 500 kHz dipancarkan
dan mengalami pengulanagan sebesar 1 kHz.
Pulsa ini diperbanyak terus menerus di core
(inti) dan dideteksi kembali. Pemilihan
perjalanan pulsa yang terukur dengan cara
menghitung perjalanan waktu yang dibutuhkan,
jadi perlu alat yang dapat mendeteksi pulsa
sampai dengan resolusi 50 ns. Jarak diameter
inti terukur dengan ketelitian 0.1 mm. Alat ini
nantinya perlu dikalibrasi, kecepatan P-wave
dapat dengan mudah dihitung dengan resolusi
kira-kira I. 5
ms-I.
Kecepatan
panjang
gelombang Vp, dihitung dari diameter inti dan
lamanya waktu yang dibutuhkan oleh panjang
gelombang tersebut dipancarkan kembali,
koreksi untuk ketebalan, sinyal elektron yang
tertunda, dan perjalanan waktu inti dari lapisan.
Persamaan Vp dihitung dengan cara
Vp = f(d-2L,T-2Tliner-Tdelay)
(7)
dengan :
D =Teballiner
L = Diameter core
T =total waktu yang dibutuhkan selama
perjalanan
Tliner=waktu yang ditempuh pada lapisan "
the liner travel time"
Tdelay=waktu tunda dari sinyal elektronik
(Kayan and Phi, 1997).
Ketelitian dari alat akan dapat dipercaya
dengan cara melakukanya variasi percobaan
secara berulang dalam menghitung ketebalan
lapisan. Percobaan ini mempunyai ketelitian
absoulut +/- 3 ms-I dari yang normalnya
Djoko Maryanto dkk
315
d. Magnetic Susceptibility Measurement
System
Bartington
loop
sensor
(MS2B)
digunakan untuk mengukur sifat magnetik yang
lemah. Sensor ini diletakkan di antara jalan
utama yang tidak mengadung komponen
magnet sampai jarak 200 mm dari alat sensor.
Prinsip pengoperasiannya adalah intensitas
yang rendah, non-saturating, arus magnetik
dasar (0.565 kHz) yang dihasilkan oleh
oscillator circuit di dalam sensor. Beberapa
material yang dekat, tersensor dengan mudah.
Sifat materi yang terdapat di dalam endapan
material yang bersifat ferromagnetik akan
memberikan derajat kemagnetan yang berbeda.
Derajat ini yang kemudian terukur dan
informasi berupa nilai-nilai frekuensi elektronik
yang lemah.
KESIMPULAN
Dengan mengunakan
alat gamma
logging, industri pertambangan sangat terbantu
karena dengan alat ini banyak sekali informasi
yang dapat digunakan.
Informasi tersebut itu salah satunya
adalah dengan mengetahui densitas suatu bahan
mineral, dengan diketahui kandungan bahan
material
disuatu daerah maka kita dapat
menyimpulkan apakah benar didaerah tersebut
terdapat bahan tambang atau tidak, dan kita
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINARNASIONALII
SDMTEKNOLOGINUKLIR
YOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006
ISSN 1978-0176
juga dapat mengetahui kelimpahan bahan
tambang
tersebut, selain itu
kita dapat
mengetahui pada kedalaman berapa sumber
bahan tambang tersebut terdapat. Sebenamya
bila kita pelajari dengan seksama teknik
logging ini tidak terlalu sulit. Tetapi karena
peralatan yang dipergunakan terlalu mahal
hanya perusahan-perusahan Multi Intemasional
yang banyak menggunakan teknik ini seperti
dari perusahan Schlumberger Brother.
3. Apa kelebihan pembuatan instrument nuklir
untuk logging yang dibuat, dibandingkan
dengan instrumentasi yang ada sekarang ?
(Dahlia C Sinaga)
4. Kalau menggunakan sumber neutron,
apakah karakteristiknya hampir sarna.
Kalau bisa menggunakan gamma logging
atau neutron logging, lebih menguntungkan
mana? (Wisnu Arya Wardhana)
Jawaban :
DAFTAR PUSTAKA
1. Ada suatu alat logging yang portable, yang
disebut TROXLER. Alat ini menggunakan
I. SIMON PETRUS G.S. "Diklat Aplikasi Isotop
sumber netron dari bahan radioaktif AmDan Radiasi Pada DistribusiMinyak,Teknik
Be.Neutron akan berinteraksi dengan bahan
Gauging". Pusat Pmdidikan Dan Latihan
yang mengandung atom Hidrogen (H),
Jakarta,BATAN
seperti air atau bahan organic (plastic). Alat
2. RIDWAN DKK., 1978, "Pengatar Ilmu
ini digunakan untuk mengukur densitas dan
Pengetahuan dan Teknologi Nuklir", Badan
kelembaban
(moisture) tanah. Dalam
TenagaNuklirNasional.
aplikasinya alat ini banyak digunakan
3. NICHOLAS, 1985, Measurement and setection
dalam pembuatan jalan. Dalam pembuatan
of Radiation, PergamonPressIns, USA
jalan biasanya diperlukan tanah urug,
sebelum diaspal atau pengerasan tanah
4. GLEN F KNOLL, 1985, Radiation Detection
biasanya
diratakan dan dipadatkan dengan
and Measuremen, PergamonPressIns,USA
stoomwalls dengan kepadatan tertentu.
5. Heman Cember, 1983, Introduction to Health
Untuk itu perlu dilakukan pengukuran
Physics, PergamonPress Ins, USA.
densitas tanahnya agar kelak jalan sudah
siap dipakai tidak terjadi penurunan atau
6. Image Result for geopubs_wr_usgs~ov-openfile-ofO1-190-ofO
1-190-imagesambling karena densitas yang tidak rata.
source3_giC files
2. Untuk mengukur kedalaman dan luas
sediment yang dapat terukur tergantung
7. Gamma-GammaDensityLogging(GDLLfiles
dari besamya dan jenis sumber yang
8. Production Logging Tools - Gamma Ray
digunakan serta probe dari gamma-gamma
Tool files
logging yang digunakan. Semakin besar
diameter probe logging dan aktivitas
9. Image Result for www_geotrade_com-Productssumbemya maka yang dapat terdeteksi
Geophysical-Logging-Probes
akan lebih luas dan lebih dalam hasil
pengukurannya.
TANYAJAWAB
3. Logging nuklir menyangkut semua teknik
yang salah satunya mendeksi keberadaan
Pertanyaan :
isotop tak stabil atau membuat isotop
disekitar borehole. Logging nuklir adalah
1. Dalam rangka melaksanakan tridarma
unik karena kemampuan penetrasi partikel
perguruan tinggi, penelitian ini cocok untuk
atau
photon
yang
memungkinkan
"Pengabdian Masyarakat". Dalam bentuk
pendeksiannya
menembus
material
apa produk yang bisa diberikan pada
pembingkai (casing), tanpa menghiraukan
masyarakat? (sudaryo)
2. Bagaimana besamya sumber radiasi untuk
jenis fluida dalam borehole. Pendektesian
radiasi didasarkan pada hasil ionisasi, baik
mengukur
kedalaman sumber/tambang
sebagai fungsi terhadap kedalam dan bahan
langsung maupun tak langsung dari
medium yang dilaluinya. Output dari
yang akan diambil dari tambang ?
logging nuklir adalah spectral logging.
(sulaeman)
Ketelitian pengukuran lebih baik pada nilai
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
316
Djoko Maryanto dkk.
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER
ISSN 1978-0176
2006
cacah yang besar dan perioda pen~an
yang
lama,
dan
dapat
untuk
mengindentifikasi batuan.
4. Neutron logging penggunaan utamanya
adalah untuk men~
porositas dan
moisture, serta sangat cocok untuk
mendeteksi perubahan porositas yang kecil,
pada batuan dengan porositas rendah,
disamping untuk identifikasi litologi dan
korelasi stratigrafi. Dalam batuan bumi,
kandungan hydrogen berkaitan dengan
jumlah air dalam ruang porous. Hubungan
ini dipengaruhi oleh komposisi kimia air,
hydrogen dalam mineral dan ikatan air.
Tiga jenis
logging porositas yang
digunakan, yaitu : Log Neutron-gamma,
Log Neutron-thermal neutron dan Log
Neutron-epithermal neutron yang paling
kurang dipengaruhi oleh komposisi kimia
batuan. Hydrogen merupakan e1emen yang
efektif untuk moderasi neutron. Proses
moderasi dan penangkapan menghasilkan
sekumpulan neutron termal dan epitermal
disekeliling sumber yang ada dalam batuan
yang mengandung banyak hydrogen.
Penangkapan foton gamma berbanding
terbalik dengan kandungan hydrogen dalam
batuan, dengan jarak sumber-detektor
sekitar 300 mm. Gamma logging banyak
digunakan untuk identifikasi litologi dan
kore1asi
stratigrafi.
Dalam
industri
petroleum untuk menentukan kandungan
clay atau serpihan dalam reservoir batuan,
juga untuk mempelajari air tanah. Gamma
logging cocok untuk mendeteksi perubahan
porositas yang kecil, pada batuan dengan
porositas tinggi. Informasi dari gamma
logging merupakan record radiasi gamma
total yang terdeteksi dalam borehole.
Spectra gamma logging dapat memberikan
identifikasi dan konsentrasi yang terukur
dengan
gamma
logging.
Borehole
spektrometri gamma banyak digunakan
khususnya untuk identifikasi mineral dalam
tanah liat (clay). Volume material yang
diamati dengan probe gamma berkaitan
dengan energi radiasi yang terukur, densitas
material dimana radiasi menembus dan
desain probe. Umumnya probabilitas
radiasi gamma yang terdeteksi 90% dari
material dalam 150-300 mm dinding
borehole. Dari keterangan diatas, secara
Djoko Maryanto dkk
317
umum penggunaan neutron logging atau
gamma
logging
tergantung
dari
karakteristik batuan dan tujuan penggunaan
logging tersebut. Penggunaan neutron
logging digunakan untuk batuan yang
banyak mengandung elemen hydrogen
seperti : minyak, air tanah, sedangkan
gamma logging untuk batuan yang kurang
mengandung elemen hydrogen, mineral,
dsb.
LAMPIRAN-LAMPIRAN
f'¢frb«".im
I)MII
(Kcmputm)
MO!II/OR
Gambar 7. Blok Diagram
Sistem Pembacan Sinyal
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006
ISSN 1978-0176
PGnganatisa
Sinyat
Gambar 7
Winch
lubang
Masuk
Rongga
Sangkar
Intrusi
REBAR
Tanah
Sumbgr I
Probg
Dgtgktor
Gambar 9. Sepangkat Alat Logging Gamma
(A) Sistem Probe (Terbungkus timbal) logging lubang pengeboran (Borehole) sinar Gamma untuk
pengukuran bijih dalan lubang pengeboran.
(B) Probe Logging Sinar Gamma (diameter 25 mm) untuk lubang bo DTH
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
318
Djoko Maryanto dkk.
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER
ISSN 1978-0176
2006
1£71!m
iMletib!IC.21!m
157m
Gambar 10. Foto Pengeboran Schlumberger
Untuk mencari sumur yang mengandung
minyakl atau gas. Tipe probe yang berbeda
memuat berbagai instrumen pengukuran yang
dimasukkan ke dalam sumur, termasuk sumber
radiasi Gamma dan detektor scintilasi.
••
TAP
!OOl1t.J1n
Gambar 11. Probe untuk Gamma Logging
Dif raktometer
"
"Triple Axis"
/r.
"2~ \
\
I
Sumber
Nal
I
.
,Iiii".c:.---
£~
~:jl~'
Kristal
Pen~anaLisa
K~tal
Monokromator
Tabung Photo
Penguat
Awal
Kristal
Ke Komputer
Penganalisa
Tinggi PUlsa
Scintilasi
Gambar 12. Skema Pengukuran
Djoko Maryanto dkk
319
Dengan Gamma Logging
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
SEMINAR NASIONAL II
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 21-22 DES EMBER 2006
ISSN 1978-0176
Gamma
Dean IdQtik
X
c'";3:"::15
~
:g
i
ia:
~Z"
c"
~
.'::
25
'"
425
Rgsistivita5
Huida
/()hm mat",·}
DiarootQr
iubang (ine)
12'
m
3m
~
375
:.!®
200
100
<1'1
3UO
11S
,/JOr)
20
TQmpqratur
f°C)
46
ao
(/
"-,
I
1
1
I
I
1
f
~-"\I
~
.0.8
T\nggi Air
Panah menyatakan aran aHran ke atas
Nornor menyatakan laju aUran
d:-alam ;gaHon per mentt
Tanda ? menyatakan taju bdak dltentukan
(
f
......•• Oaerah ?roduksi
.......- Oaerah Penerima
IF
AUran"Iertil<.a[
tidal<. dapa!
diukuf
Lo'gs Ge-Df~sjka Ycmg sesuaLJlog Ca!per memperlihatkan
pengha-sH alr! aUrar. ve-rttkat rumur
pengebQfan dan daerah daerah penedrnaid1
air f\NiHianand Conger~ 1(960)
Daftar Isi
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
320
Djoko Maryanto dkk.