Aplikasi induksi magnetik pada siklitron File - e

SIKLOTRON
Disusun oleh :
MARTINA AYU INTAN SARI (5)
SERLI ROSA DAMAYANTI (9)
PENGERTIAN SIKLOTRON
Siklotron merupakan salah satu jenis akselerator
melingkar dan digunakan untuk mempercepat partikel
bermuatan listrik. Siklotron berbentuk melingkar dengan
menggunakan medan magnetik dalam menjaga agar ion-ion
bermuatan (biasanya proton) bergerak dalam lintasan.
Siklotron dikembangkan pada tahun 1930 oleh
E.O.Lawrence (1901-1958). Ia menggunakan sebuah medan
magnetik untuk menjaga agar ion bermuatan (biasanya proton)
bergerak dalam lintasan melingkar.
PRINSIP KERJA SIKLOTRON
Siklotron terdiri dari dua ruang semisilinder yang
ditempatkan dalam medan magnet.
Di antara kedua semisilinder diberi potensial listrik bolakbalik (104 volt). Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya
magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran
lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan
magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar
(karena kecepan lebih besar). Partikel-pertikel bermuatan
dibelokkan dalam suatu lintasan melingkar oleh medan
magnetik dan dipercepat oleh suatu medan listrik setiap
partikel-partikel yang melintasi celah.
Misalkan ada proton-proton bergerak
dalam dua bidang setengah lingkaran
yang terpisah oleh suatu celah (dee).
Setiap kali proton-proton lewat
melintasi celah di antara kedua
bidang setengah lingkaran, suatu
tegangan diberikan pada protonproton yang akan mempercepat
proton-proton.
Percepatan
ini
meningkatkan kelajuan proton-proton
dan juga jari-jari kelengkungan
lintasan proton-proton. Sekali proton
tersebut berada di dalam dee, maka
proton disaring dari medan listrik
oleh dinding logam dee, medan
magnet tidak disaring sehingga
proton tersebut membelok berbentuk
lingkaran yang jari-jarinya yang
bergantung pada kecepatan.
dengan
r = jari-jari (m)
m = massa (kg)
v = kecepatan
q =muatan proton (91,6 x 10-19 C)
B = induksi magnetik yang dihasilkan
pasangan magnet (Wb/ m2 atau T).
Partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan v tegak
lurus terhadap medan magnetik B menempuh lintasan melingkar
dengan jari-jari r. Gaya sentripetal penyebab gerak melingkar berasal
dari gaya Lorentz, sehingga diperoleh :
dengan :
Fs = gaya sentripetal (N)
FL = gaya Lorentz (N)
V = kecepatam (m/s)
m = massa (kg)
r = jari-jari (m)
q =muatan proton (91,6 x 10-19 C)
B = induksi magnetik yang dihasilkan
pasangan magnet (Wb/ m2 atau T).
PERIODE DAN FREKUENSI
Waktu yang diperlukan untuk satu putaran lengkap adalah
priode T, di mana:
Frekuensi f, dari tegangan bolak-balik yang diberikan harus
sama dengan frekuensi proton-proton yang bergerak
melingkar. Dengan demikian, frekuensi siklotron adalah :
ENERGI KINETIK MAKSIMUM
Energi kinetik maksimum partikel bermuatan (proton)
ketika keluar dari siklotron, yaitu:
Energi kinetik yang diperlukan proton-proton sama
dengan energi yang akan diperoleh proton-proton jika protonproton dipercepat melalui beda potensial yang cukup besar.
REAKSI YANG DIHASILKAN
SIKLOTRON
Reaksi fisi merupakan reaksi pembelahan suatu inti berat
ketika ditembaki oleh partikel (proton) berenergi tinggi yang keluar
dari Siklotron atau ketika menyerap neutron lambat (terjadi dalam
reaktor nuklir).
Contoh reaksi fisi ketika Li ditembaki proton:
Untuk berlangsungnya reaksi fisi di atas, diperlukan peralatan
yaitu siklotron untuk mempercepat proton.
SIKLOTRON DI INDONESIA
Di Indonesia Siklotron terdapat di Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN),
dengan ruang khusus. Ruang Kontrol (Control room) Siklotron
MANFAAT SIKLOTRON DI BIDANG
KESEHATAN
Perkembangan teknologi Siklotron di bidang kesehatan menjadi
penting setelah beberapa produksi radioisotop dengan waktu paro
pendek mulai dimanfaatkan dan sebagai dasar utama penggunaan PET
(Positron Emission Tomography). Penggunaan PET diawali dengan
memproduksi radioisotop flour-18. Radioisotop fluor-18 diproduksi dari
isotop oksigen-18 dengan menggunakan siklotron. Setelah fluor-18
selesai disiapkan, kemudian segera disuntikkan ke pasien. Sebaran flour18 didalam tubuh akan dideteksi dengan memasukkan tubuh ke dalam
rangkaian detektor elektronik berbentuk melingkar.
SEKIAN DAN
TERIMAKASIH