INTERAKSI PROTON BERENERGI TINGGI DENGAN MATERI DAN APLIKASINY A UNTUK STUDI KOROSI BAHAN

Sari

INTERAKSI PROTON BERENERGI TINGGI DENGAN MATERI DAN APLIKASINYA UNTUK STUDI KOROSI BAHAN.

Interaksi proton berenergi tinggi dengan materi sangat penting untuk dipelajari karena hal inilah yang mendasari pengetahuan tentang aplikasi pemakaian berkas proton untuk tujuan analisis dan modifikasi permukaan bahan. Makalah ini membahas tentang eksperimen penetrasi proton berenergi tinggi (lebih dari 10 MeV) dalam besi, tembaga dan stainless steel-304 (88-304). Berkas proton dengan energi 10,8 MeV dan 12,5 MeV masing-masing diperoleh dengan melewatkan berkas proton berenergi 24,85 MeV dan 25,6 MeV yang dihasilkan dari siklotron pada sistem degrader aluminium yang dipasang pada ujung saluran berkas. Selanjutnya berkas proton tersebut ditembakkan ke tumpukan target foil (besi, tembaga dan 88-304). Interaksi antara proton dan target menghasilkan atom radioaktif ⁵⁶Co (dalam hal target besi dan 88-304) dan ⁶⁵Zn (dalam hal target tembaga). Radioaktivitas yang dihasilkan dari interaksi tersebut dapat diukur untuk memperoleh inwrmasi tentang jangkauan penetrasi proton dalam target. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa proton berenergi 10,8 MeV mampu menembus target dengan jangkauan yang tidak lebih dari 300 µm, sedangkan proton berenergi 12,5 MeV mampu menjangkau permukaan besi sampai pada kedalaman lebih dari 300 µm . Hasil eksperimen ini tidak berbeda jauh dengan hasil perhitungan menggunakan software SRIM-96. Laju korosi target ditentukan dengan menggunakan target kupon yang diiradiasi dengan proton dan ditempelkan pada pemegang kupon yang dipasang didalam pipa SS-304. Kemudian kedalam pipa tersebut dialirkan larutan HCI 0,5 M dengan debit 100 liter/menit. Laju korosi besi terukur sebesar 11,692 !-lmljam sedangkan laju korosi SS-304 sebesar 0,366 µm/jam.

Kata kunci: interaksi danjangkauan proton, siklotron, studi korosi

ABSTRACT

INTERACTION OF HIGH ENERGY PROTON WITH MAITER AND ITS APPLICATION

TO STUDY ON MATERIAL CORROSION.

Interaction of high-energy proton with matter is important to be studied since it is the basic knowledge employing the proton beam for the purpose of material analysis and surface modification as well. This paper presents experimental works on the penetration of high-energy

proton (more than 10 MeV) through iron, copper and 88-304. The proton beams having energy of 10.8 and 12.5 MeV respectively were obtained by passing 24.85 and 25.6 MeV of cyclotron-liberated proton beam through an aluminum degrader system installed at the end of the beam line. The proton beams were then bombarded to the stack foils of the targets (iron, copper and 88-304 respectively). The proton-target interacts created radioactive atoms of ⁵⁶CO(in case of iron and SS-304 targets) and ⁶⁵Zn (in case of copper target). The resulting activities can be measured to get information on the proton penetration ranges in the targets. It was found that the 10.8 MeV proton beam was able to pass through the targets with the range ofless than 300 µm,while the 12.5 MeV proton beam was able to pass through the iron with the range of more than 300 µm .The results of this experiment are insignificantly different as compared to theoretical calculation  using  SRIM-96  Software. The corrosion rate of the targets was studied using proton-irradiated target coupons mounted in a coupon holder and installed in a 2"-diameter of SS-304 pipe in which 100 liters/minute of 0.5 M HCI was flowed through. The  corrosion rate of iron was found to be about 11.692 µm hour while that of SS-304 was about 0.366 µm/hour.

Keywords:  interaction and range of proton, cyclotron, corrosion study