Aplikasi MATLAB dan MySQL untuk Simulasi Jatuhan Radioaktif di Sekitar Fasilitas Nuklir

 

Aplikasi MATLAB dan MySQL untuk Simulasi Jatuhan Radioaktif di Sekitar Fasilitas Nuklir

Oleh Mudia Khaira

Abstract

On places that have nuclear facilities, there was amount of stationer station to look over of dropping radioactive. All of radioactive dropped spots may knew how big of entirely radioactive as dropped with direct observing data’s from stationer station, we can use measurement with Finite Element Method. The measurement steps were to split area around of nuclear facility to square elements, where on of spot square element was a stationer station. After dissertation process substituted into element equation and proceed with incorporation element equation, will resulted coefficient of Jacobi equation, dropped quantity, and area broad. Data needed was stationer station spots ordinate and large of radioactive dropped. Data that run with database system on MySQL software and those data was measure with element method with MATLAB software. Result on this research showed that system may use for measuring dropped radioactive on each dropped spot on entire nuclear zone, equally.

 

Kata kunci: fasilitas, nuklir, jatuhan, radioaktif, metode elemen hingga, matlab, mysql.

 

 

1.     Pendahuluan

Dalam sebuah wilayah nuklir, terdapat sejumlah stasiun pemantau untuk memantau jatuhan radioaktif. Tiap-tiap stasiun pemantau tersebut tidak dapat memantau jatuhan radioaktif keseluruhan wilayah pada daerah nuklir. Ada beberapa cara yang digunakan untuk dapat menentukan jatuhan radioaktif secara keseluruhan misalnya secara statistik dan juga dengan cara membangun stasiun pemantau jatuhan yang baru yang berharga mahal [1].

Salah satu cara lain memecahkan masalah tersebut yaitu dengan mengaplikasikan metode elemen hingga (finite element method) ke dalam alat hitung yang canggih yaitu komputer yang memiliki tingkat ketelitian yang tinggi yang mampu menentukan jatuhan radioaktif tanpa harus membangun stasiun pemantau yang baru yang berharga mahal, dimana Metode elemen hingga merupakan suatu metode pendiskritan atau membagi suatu benda menjadi benda-benda yang berukuran lebih kecil. Dengan kata lain, benda tersebut didiskritkan ke dalam segmen-segmen kecil. [2].

Aplikasi metode elemen hingga dilakukan dengan cara melakukan proses diskritisasi pada wilayah nuklir. Wilayah nuklir dibagi menjadi elemen segi empat dengan titik-titik sudut yang nantinya titik titik sudut tersebut merupakan stasiun-stasiun pengumpul jatuhan radioaktif. Masing masing titik sudut tersebut akan dievaluasi secara periodik sehingga diperoleh data akumulasi jatuhan per satuan luas tiap stasiun dan setiap perioda (misalnya satu tahun), dengan demikian jatuhan radioaktif akan diketahui pada tiap-tiap wilayah elemen segi

empat yang terdiskritisasi tadi sehingga tidak perlu untuk membangun stasiun pamantau jatuhan radioaktif yang baru yang memakan biaya mahal [1].

2.  Landasan Teori

Radioaktif adalah disintegrasi atau kehancuran spontan dari inti atom tertentu yang diiringi dengan pemancaran partikel alfa (inti helium), partikel beta (elektron) dan partikel gamma (gelombang elektromagnetik gelombang pendek). Jatuhan radioaktif dapat bersumber dari kegiatan dan kejadian lokal, regional ataupun global. Kejadian yang memberi dampak global,misalnya ledakan bom nuklir yang melepaskan debu radioaktif ke atmosfir lapisan atas dan menyebar ke seluruh penjuru dunia yang merupakan sumber pokok radioaktivitas jatuhan. Adapun contoh kejadian yang memberi dampak regional adalah kecelakaan reaktor Chernobyl yang menyebabkan penyebaran radioaktivitas ke negara tetangga dan juga percobaan senjata nuklir di Polynesia yang menyebar sampai ke Australia.

Pemantauan jatuhan radioaktif dilakukan di sekitar instalasi nuklir yang mempunyai potensi melepaskan radionuklida, sebelum dan selama pengoperasiannya. Pemantauan dilakukan dengan menempatkan peralatan pengumpul jatuhan di beberapa tempat atau stasiun yang ditentukan dan masing-masing dievaluasi secara periodik. Akan diperoleh data akumulasi jatuhan persatuan luas tiap stasiun dan setiap periode (1 bulan misalnya). Evaluasi kontribusi kegiatan fasilitas terhadap radioaktivitas jatuhan di sekitarnya dapat dilakukan dengan menentukan korelasi antara data presipitasi tiap stasiun dengan jarak stasiun ke fasilitas nuklir.

 

Penempatan stasiun kadang-kadang tidak dapat mengikuti dengan baik kaidah statistik dengan permasalahannya, misalnya karena alasan geografi dan justru kerapatan disesuaikan dengan kerapatan penduduk serta kepentingan proteksi lain. Untuk itulah disini dibahas pemanfaatan metode elemen hingga untuk memperhatikan penyebaran stasiun dan menghitung total kuantitas jatuhan radioaktif pada wilayah nuklir .

Menurut langkah penyelesaian dengan menggunakan metode elemen hingga untuk masalah ini adalah:

a.      Pemilihan jenis elemen.

b.     Pendiskritan wilayah menjadi elemen-elemen berbentuk segi empat.

c.      Aproksimasi laju presipitasi masing-masing elemen dalam variabel  acuan  (u(ξ ,η  )), dan hubungan antara koordinat acuan  (dξ , dη  ) dan koordinat nyata  (dx, dy  )

d.     Menghitung presipitasi {q = Integral (u da )masing-masing elemen dan penjumlahan keseluruhan (Q = åq ).

Keempat langkah tersebut secara detail dan runtut telah dituliskan dan dibuktikan pada

3.     Metode Penelitian

Sesuai dengan kebutuhan suatu sistem informasi dalam membangun perangkat lunak diperlukan langkah-langkah sebagai berikut:

Menentukan analisis kebutuhan.

a.     Kebutuhan input

Data yang digunakan sebagai masukan untuk menemukan total jatuhan dan endapan radioaktif menggunakan metode elemen hingga yang detail teorinya ditulis pada. Kebutuhan proses.

b.     Kebutuhan interface (antar muka atau tampilan).

Yang tidak kalah penting dalam membangun sistem adalah bentuk antar muka yang

memungkinkan sistem dijalankan dengan mudah. Selain itu, sistem juga harus dapat menfasilitasi kebutuhan input dan output dengan baik.

 

c.      Kebutuhan perangkat lunak dan perangkat keras.

Dalam membangun sistem ada 2 hal tentang perangkat keras yang perlu diperhatikan, yang pertama adalah dengan spesifikasi apa sistem itu dibangun dan dengan spesikasi apa sistem itu dapat dijalankan. Sistem ini dibangun dengan perangkat keras komputer pentium 100 Mhz dengan RAM 32 MB dan dapat dijalankan dengan komputer pentium setara ke atas. Adapun perangkat lunak yang digunakan untuk membangun sistem adalah Matlab 6.5, MySQL dengan sistem operasi Windows 98.

 

Setelah itu :

 

1.    Pembuatan perancangan system

2.    Membangun program computer

3.    Pengujian program

 

4.    Pembahasan

Tabel 1. Koordinat nyata simpul-simpul elemen dan laju presipitasi

No. Simpul	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
x, km	0	30	40	30	10	0	-10	-30	-30	-10	-10	0	20
y, km	0	-10	10	20	30	20	30	20	0	-10	-20	-20	-10
U	10	10	5	10	15	20	15	10	10	15	10	10	10

 

Pada masing-masing titik elemen dan besarnya jatuhan radioaktif serta posisi nomor elemen untuk masing-masing elemen seperti pada tabel 2.

 

Tabel 2. Elemen dan simpul-simpul dengan nomor global

No. Elemen	No. simpul i	No. simpul j	No. simpul k	No. simpul l
I	1	2	13	12
II	1	4	3	2
III	1	6	5	4
IV	1	8	7	6
V	1	10	9	8
VI	1	12	11	10

 

maka dihasilkan gambar 3. berupa nilai input dan output sbb:

Gambar 3. Perhitungan jatuhan radioaktif

Dari gambar 3, di atas hasil perhitungan menunjukkan bahwa jatuhan radioaktif menggunakan metode elemen hingga terdiri dari koofesien persamaan determinan jacobi, aproksimasi kuantitas jatuhan 5 wilayah tersebut, luas tiap-tiap 5 wilayah, luas wilayah keseluruhan dan total jatuhan keseluruhan.

Luas Wilayah Total (Atotal) = 2350 km2

Total jatuhan (Q) = 26208.3 Mdps

Rata-rata jatuhan (Qr) = 11.1525 Mdps.

 

5.    Kesimpulan

 

Sistem yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengetahui jatuhan radioaktif pada persekitaran fasilitas nuklir untuk waktu amatan tertentu dengan menggunakan metode elemen hingga. Sistem penentuan jatuhan radioaktif ini dapat mengetahui jatuhan pada tiap- tiap wilayahyang terdiskrit, jatuhan keseluruhan wilayah, luas wilayah terdiskrit serta luas wilayah total sehingga tidak diperlukan lagi untuk membangun stasiun pemantau jatuhan radioaktif yang baru yang berharga mahal. Untuk otomatosasi jatuhan radioaktif secara berkala, dengan Matlab 6.5 dan MySQL dapat dikembangkan peramalannya.

 

Daftar Pustaka

Suwardi., “Perhitungan Kuantitas Jatuhan Radioaktif Dengan Metode Elemen Hingga Bilinier”. Yogyakarta” Diktat pada Diklat Pemodelan dan Simulasi untuk Analisis Lingkungan, STTN Yogyakarta, 1993.

Desai Chandrakant S. “Dasar-dasar Metode Elemen Hingga” Erlangga,Jakarta, 1996. Daintith, J., “ Kamus Lengkap Kimia”, Erlangga, Jakarta, 1997.

The Matlab Curriculum Series, ”The Student Edition of Matlab”, Prentice Hall, Inc, New Jersey, 1992.

Pranata, Antony, “Pemrograman Borland Delphi”, Andi Offset, Yogyakarta, 2002.