kajian pemanf aa t an instrument asi nuklir...

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

KAJIAN PEMANF AATAN INSTRUMENT ASI NUKLIRDALAM BIDANG INDUSTRI PERMINYAKAN

DJOKO MARYANTO, TOTO TRIKASJONO

*Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATANJl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281Telepon 0274-484085,489716, Faksimili 0274-489715

E-mail: [email protected]

Abstrak

KAJIAN PEMANFAATAN INSTRUMENTASI NUKLIR DALAM HIDANG INDUSTRIPERMINYAKAN. Setiap bidang industri yang menggunakan IPTEK nuklir, selain teknik nuklir yang perludikuasai, 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 digunakansebagai penurifang dalam teknik yang akan digunakan. Teknik logging sangat penting dibidang industrieksplorasi pertambangan dan perminyakan karena, teknik ini dapat memberikan informasi mengenaikandungan 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 fisikabatuan antara lain densitas, porositas, permeability, besaran aliran dari hidrokarbon, komposisi bahan danlain-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 tomaster, we also need appropriate instrumentation as supporter in mastering the technique. Nuclearinstrumentation of industry in general consist of colimator, appliance detect analyzer signal, processor ofsignal and recorder to be used as supporter in technique we to use. technique of Logging of vital importancehis him of industrial area mining and isn't it because of, this technique as eye able to give informationconcerning 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 rockphysics for example densitas, porosity, permeability, stream besaran of hydrocarbon, materials compositionand others.

Key Word: Logging technic, Nuclear instrumentation

PENDAHULUAN

Sampai akhir abad XX, pemanfaatanIlmu dan Teknologi Nuklir di bidang industritelah semakin luas dan variatif. Sesuai dengantujuannya, aplikasi IPTEK Nuklir secara umumdapat dikategorikan menjadi 3 bagian, yaitu:1. Untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia

seperti aplikasi di bidang pertanian,peternakan, industri, kesehatan, sumberdaya air, dan lingkungan pendidikan.

2. Untuk memenuhi kebutuhan sumber dayaalam dan energi, misalnya untukpembangkit listrik (PLTN) dan ModulatorReaktor (low and Medium Power < 200MeV)

3. Untuk keperluan persenjataan / perang(arsenal Nuklir)

Pemanfaatan untuk kebutuhan dasar dankebutuhan sumber daya alam merupakanpemanfaatan nuklir untuk maksud damai

Djoko Maryanto dkk 309 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

(konstruktif), sementara keperluan persenjataanmerupakan tujuan perang (destruktif). DiIndonesia industri yang mengunakan danmemanfaatkan teknik nuklir untuk konstruktif,masih terbatas, hal ini dikarenakan penggunaanteknik nuklir memerlukan biaya investasi yangbesar. Dewasa ini, industri eksplorasi,pertambangan dan geoteknik telahmenggunakan teknik nuklir, yang biasa dikenaldengan logging. Teknik nuklir dalam sistemlogging adalah dengan memanfaatkan sifat dankarakteristik radioisotop,sehingga diperlukanpengetahuan radioisotop yang komprehensipagar pemanfaatnya dalam industri dapat lebihekonomis, berdaya guna dan aman.

Teknik logging merupakan hasil ide danaplikasi dari "well-logging" yang dipeloporiioleh Conrad dan Marcel dari perusahanpertambangan minyak Schlumberger Brother,Patchelbron di sebelah utara Perancis padatanggal 5 September tahun 1927. Sistemlogging sangat penting pada pertambangan danperminyak karena sistem ini bagaikan mata"well-logging" yang dapat memberikan

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006ISSN 1978-0176

informasi yang dibutuhkan untuk mengetahuikandungan minyak atau kandungan minerallainnya. Dewasa ini sistem logging telahberkembang pesat sampai dengankomputerisasi.

PENGERTIAN LOGGING

Logging adalah pengukuran dalamlubang-lubang bor dengan kedalaman daribeberapa sentimeter sampai beberapa kilometerdi bawah tanah. Istilah "logging" maksudnyaadalah cacatan yang dapat memberikaninformasi dari struktur kedalaman bumi.Sekarang ini istilah tersebut digunakan dandiadaptasikan oleh perusahan BoreholeGeophysics. Banyak metode yang digunakandalam sistem logging seperti metodeseismic,elektromagnet dan sebagainya yangteknik dan metodologinya mempunyai masingmasing keunggulan

Pada umumnya sistem logging gammamempunyai susunan peralatan seperti Gambar1.

~--------------/ I,/./ I

</@ D ~"''-r,----~\:-----\-~

wmboer penanan detector

..

pencacah rekarder

dibawah permukaan tanah(!!a!am lubang bar) diatas permukaan tanah

Gambar 1. Sistem Logging Gamma

Sistem logging berdasarkan sumber dandetektor yang digunakan terbagi atas:1. y-y logging

Sistem ini menggunakan sumber radiasi y

dengan detektor y (detektor sintilasi dansebagainya). Prinsip kerjanya adalahhamburan y. Sistem ini digunakan untukmenentukan kepadatan lapisan yang beradadisekitar alat.

2. n-y loggingSistem ini mengunakan sumber radiasi(pemancar) neutron dengan detektor untuky. Prinsip kerjanya adalah analisis aktivasineutron. Alat ini selain untuk analisis unsur

di dalam lubang-lubang bor, juga untukmenentukan pengaruh pasang sumt lautterhadap sungai yaitu dengan menentukanbatas air tawar dan asin di dalam sungai.

3. n-n loggingSistem ini mengunakan sumber radiasi(pemancar) neutron dengan detektor untukneutron. Prinsip Kerjanya adalah hamburanneutron. Biasanya dipakai untuk mengukurkadar air dan lapisan batuan.

Untuk lebih memahami sistem logging,perlu mengenal sifat dan karakteristik darisumber radiasi, antara lain:1. Sebagai sumber pemancar radiasi

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN 310 Djoko Maryanto dkk.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Radioisotop ialah isotop suatu unsur yangdapat memancarkan radiasi dengan jenis(alfa, beta, atau gamma) dan energi radiasiyang dipancarkan umurnnya merupakansifat khas radioisotop. Setiap zat radioaktifmeluruh dengan waktu paruh tertentu yangmerupakan karakteristik radioisotop.Pengukuran waktu paruh serta energi yangdipancarkan dapat digunakan sebagai alatidentifikasi (pengenal) suatu radioisotop.Selain itu, radioisotop suatu unsurmempunyai sifat kimia yang sarna denganisotop yang tak aktif.

2. Sistem deteksi sangat pekaInstrumen-instrumen yang telahdikembangkan dan yang digunakan untukmengukur radiasi hams peka, sehinggadapat mengukur kualitas dan kuantitasradioaktif dalam suatu material atau sistem.

3. Radioisotop bersifat selektifIndentitas radioaktif tetap tidak berubahwalaupun telah mengalami proses £Isikamaupun kimia. Hal ini penting sekali dalammetode perunut (tracing) yang banyakdigunakan dalam menghitung konsentrasiatau penentuan kebocoran aliran suatufluida.

4. Sinar radioaktif mempunyai kemampuanmenembus benda padatSifat mampu menembus material banyakdimanfaatkan dalam teknik, radiogra£I,gauging, perunut, logging dan pengukuranpengukuran lainnya.

5. Sinar radioaktif dapat mengubah sifatbahan yang terkena radiasi.Sifat ini dapat dimanfaatkan misalnyadalam pemrosesan dengan radiasi untukmengubah sifat-sifat fisika, kimia beberapamaterial. Sifat ini banyak digunakan dalamindustri untuk memperoleh produk dengansifat-sifat yang baik.

Interaksi radiasi dengan bahan umurnnyamenghasilkan attenuasi (penyerapan) radiasi.Proses penyerapan ini dipengaruhi oleh jenisradiasi, energi radiasi, dan sifat £Isis material(Nomor atom dan densitas material). Prosesinteraksi radiasi dengan material berlangsungdengan efek fotolistrik hamburan atau produksipasangan. Proses hamburan atau perubahanarah banyak dimanfaatkan dalam pengukuransistem logging. Pengetahuan mengenai sifat-

sifat radiasi dan interaksinya dengan materi /bahan sangat penting karena:1. Prinsip kerja setiap alat deteksi, umumya

dipengaruhi oleh sifat radiasi yangdipancarkan

2. Pengetahuan mengenai proses kehilanganenergi bila radiasi melalui suatu bahansangat diperlukan untuk merencanakan alatpengukuran yang seuai, yang akan dipakaiuntuk interpretasi data yang didapat.

3. Pemilihan bahan penghalang untukkeselamatan kerja tergantung pada sifatradiasi dan daya tembusnya pada bahan.

TEKNIK GAMMA GAMMA LOGGING

Pada umurnnya peralatan sistem loggingyang menerapkan teknik nuklir, mengunakansumber radiasi gamma dan detektor gammauntuk mengamati penampang suatu formasigeologi seperti parameter £Isika batuan, antaralain: densitas dan porositas batuan.. Peralatandensity logging seperti Gambar 2.

Gambar 2. Density Logging

Sistem logging menggunakan peralatanakuisisi data spektral sinar gamma miripdengan spektrometer sinar gamma. Di sampingitu, sistem logging dapat pula digunakan untuk


mengamati adanya gas dan minyak bumi didalam suatu lapisan.

Prinsip yang digunakan pada y-y loggingadalah teori tentang interaksi hamburan sinar y

terhadap batuan. Dalam praktek, data yangdiperoleh sudah terekam pada alat FDC(Formation Density Compensa ted) ditemukanpada tahun 1964, berupa grafik rekorder nilainilai densitas batuan (pb) dan koreksi densitas(pk). Instalasi peralatan logging seeara diagramblok seperti Gambar 3

Te1ah diketahui bahwa densitas bulk

jenis yang satu berbeda dengan batuan yanglainnya, sehingga nilai densitas terha dap FDCperlu dikoreksi agar ketepatan indentifikasimaeam batuan menjadi lebih baik

Dalam density gamma-gamma logging,intensitas merupakan faktor yang penting untukmengetahui nilai bulk density. Denganmengunakan sifat interaksi radiasi denganbahan clan respon detektor maka dapatdiperoleh Persamaan (1)

1=loe-upx (1)

X = tebal bahan (em) danp = densitas bahan (gr/em3)

. Gambar 3. Diagram Blok System Logging

Bahan ditempatkan antara sumber radiasidengan detektor. Seeara diagram blok susunanperalatan pengukuran dengan metode tranmisi,seperti Gambar 4.

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIR

YOGYAKARTA,21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

laterneter

tXp

metal

source co!1imatof

Gambar4. SistemPengukuranDenganMetodeTransmisiSinarGamma

Intensitas awal (10) menyatakanintensitas radiasi yang ditangkap detektor ketikapemasangan bahan antara sumber dengandetektor. 1 adalah intensitas radiasi yangditangkap detektor setelah bahan dipasangantara sumber clan detektor. Sebagaimana telahdiketahui, nilai 1 lebih keeil dari 10 disebabkanradiasi mengalami absorsi pelemahan olehbahan setebal x dan densitas p. Gejala inidisebut koefisien absorsi pe1emahan (u) dengansatuan cm2/gr

Karena intensitas radiasi 10 diamatidengan mengunakan detektor maka padakenyataannya intensitas tersebut dilihat dalambentuk angka eaeah( R ).

Bentuk persamaannya menjadi

R=Roe~P G)

Berdasarkan persamaan ini dapatditurunkan parameter fisika sebagai variabelkaitannya 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 Rox=-ln-

~p R1 Ro

p=-ln-~x R

dengan Ro adalah respon detektror (eps) tanpabahan antara sumber dengan detektor dan Raclalah respon detektor (eps) setelah bahanditempatkan antara sumber dengan detektor.Koefisien absobsi (u) dengan bulk density,ditunjukkan pada Persamaan (3).


SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

ml

maka Persamaan (5) dapat disederhanakanmenjadi:

Dari Persamaan (6), hubungan antara intensitascacahan dengan bulk density seperti Gambar 5.

Pb

Gambar 5. Hubungan Intensitas Hamburan GammaDengan Densitas Bulk

Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwasemakin besar nilai cacahan yang diterimadetektor semakin kedl nilai bulk densitynya.Grafik yang dihasilkan tersebut merupakanhasil tinjauan teori hubungan interaksi sinargamma dengan materi.

PEMBAHASAN

a. Instrumentasi gamma-gamma logging

Seperti pada Gambar 2 dan 3,intrumentasi gamma-gamma logging meliputi:Probe, Logging cable, motor stepper, winchsignal analyser, komputer, dan printer. Probeberbentuk seperti mata bor yang dimasukkan kedalam sumur dan di dalam probe ini terdapatKolimator, terbuat dari bahan metal Pbberfungsi sebagai tempat untuk menyimpansumber radiasi dan rumah dari probe detektorScintillation counter.

Detektor Scintillation counter banyakdigunakan pada teknik gamma-gammalogging, detektor ini untuk mencacah sinargamma yang dipancarkan oleh sumber radiasi.Scintillation counter untuk keperluan inimenggunakan kristal sintilator padat, misalnyanatrium yodida yang diberi impurities talium(Nal(TI».

Detektor Nal(Tl) ini disambungkandengan Photo Multiplier Tube (PMT) secaraoptis. Pemakaian kristal sintilasi yangmempunyai densitas tinggi bersamaan dengannomor atom (z) yang tinggi akan menghasilkanefisiensi deteksi yang tinggi pula, yang disebutefisiensi instristik. Kristal Nal(Tl) memilikidensitas sedang (3,76 gr/cc) dan nomer atomefektif z = 45 sangat sesuai untuk pengukuransinar y dan sinar x dari 30-300 keY. Energisinar gamma diserap di dalam bahan sintilatormelalui mekanisme fotolistrik, Compton danpasangan muatan. Prinsip keIja dari detektorScintillation counter ini bekerja berdasarkanprinsip eksitasasi molekul yang dikenai radiasi,dan memancarkan foton pada saat kembali ketingkat energi dasar (proses deeksitasi). Bilaselanjutnya foton ini dikenakan pada suatubahan fotosel, maka dapat menimbulkanpembebasan elektron dari katoda (fotoelektron) di dalam tabung pelipat elektron(PMT). Pemilihan bahan Scintillation yangdigunakan untuk detektor ini adalah Nal(Tl)karena di sini jenis radiasi berupa sinar y. Bahan

(3)

(5)

(6)

(konstanta)

n 1= - Cz pb + C1

zln1= lnB 10 --(N!!e)(Pb)x

A

atau

N~= A Pb~a

karena~a = Z~e ,makaZ

~=N APb~e

dengan memperhitungkan faktor buildup padaPersamaan (1) serta dengan mensubtitusikanPersamaan (3) ke dalam persamaan tersebuthubungan intensitas dan bulk density dapatdiketahui.

ZI =B 10 e-A (Nlle)(Pb)x (4)

dengan:B = faktor buildupN = bilangan avogadroZ = nomor atom

~a = penampang per atom~e = penampang per elektronPb = bulk density

Faktor buildup diperhitungkan karena padaumumnya hasil yang diberikan Persamaan (1)terlalu rendah. Hal ini disebabkan adanyakontribusi radiasi sekunder dari hamburancampton, efek fotolistrik dan anihilasi radiasidari produksi pasangan yang diperlambat dalammateri. Pada Persamaan (5), dengan anggapan:

B 10 = C1 (konstanta)

Z-N~ex =CzA

Djolw Maryanto dkk 313 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

fotosel ditempatkan pada katoda dan dynodedynode yang ada dalam PMT. Anoda dandynode diberi tegangan tinggi yang secarabertingkat bertambah dari katoda ke anodamelalui serangkaian pembagi tegangan(voltage-devider). Jurnlah elektron akan berlipatganda setiap melalui satu dinode. Kabel loggingyang digunakan adalah kabel koaksial. Motor

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DES EMBER 2006ISSN 1978-0176

stepper untuk menggerakkan/menarikturunkanprobe ke dalam lubang. Winch (signal analyzer)memproses sinyal yang diterima dari detektor.Kompueter, di dalamnya ada interface untukmemproses sinyal dari winch.

Instrumen gamma logging untuk lebihjelasnya dapat dilihat seperti Gambar 6.

:tv1>l~kSus:eptibi.lity mop

Transport Sled T>=l:Sdl..lO...-

9epP"""lvfDt:or

S::i:nti 11••.1ion Ccunl:e:r

P-IA~ltreRe.:,eiuingT113.I"1:S!:!. L1:et'

Tr:'- r!Sp:" rlCanholBo"

1.0 ggerInstrumeonlCcnlml B:n::

M:=inlom SE103JCern pul:ei: &: Datakquisition Softwaze

o U5 11 _

2

S::ale in meter:;

Gambar 6 : Instrumen Gamma Logging

3[

'1I

Multisensor logging system (MSL)adalah salah satu alat untuk mengukuran secarakeseluruhan batuan (sedimen)lbagian lapisandari suatu tanah. Multisensor logging system(MSL) di dalam bagian inti (core) berbentuksilinder (Cottage and Lane, 1990). Bagian intiini biasanya panjangnya 1500 mm dandiameter dalamnya 100 mm . Didisain untukdioperasikan secara manual atau di bawahcontrol computer, tergantung perlengkapanyang digunakan. Alat-alat sensor secaralengkap yang digunakan pada bagian dalamlogging ini meliputi:1. Sepasang kompesor "A pair of

compressional (P) wave transducers" yangdigunakan untuk mengukur kecepatanpanjang gelombang yang dipadatkan"Compressional waves" (suara) darisedimen.

2. Sumber gamma dan detektor untukmendeteksilmengukur penyerapan sinargamma ("attenuation gamma nO's") dariendapan (sedimen), yang nantinya akan

dihitung untuk mengukur densitas darisedimen.

3. Magnetic sensor ("A magnetic suscetibilysensor") untuk mengetahui apakah di dalamsedimen ada yang bersifat magnetic(ferromagnetic)

Lapisan endapan (sedimen) yang diamdibuat berlubang untuk ditempatkan sebagaitempat jalannya salah satu alat seperti keretaluncur, dari bawah sampai atas, agar bisamengatur posisi atau meluruskan jalan alat dariP-Wave Transducers (PWT). Bertambahnyabagian inti yang dilewati akan memberikansensor yang berbeda. Setiap pertambahanbagian sebesar 10 mm, akan terbaca oleh sensorsampai ujung lubang . Proses sensor ini akanterus berlanjut sampai ujung lubang teramatisemua. Jalannya sensor yang teramati akanditeruskan melalui cabel logging. Dan prosesselanjutnya akan diubah menjadi pulsa olehsignal analyzer dan diteruskan kembali melaluikabel koaksial kedalam interface computer, di


SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

dalam computer data yang tercatat adalah datayang dibutuhkan.(densitas dari suatu batuan).

b. P-Wave Measurement System

Sepasang compressional (P) wavetransducers (PWTs) bagian yang sarna darikonetor yang akan digunakan. Pemancar(transmitter) ini mengunakan kabel coaxial.PWT mempunyai ketebalan dengan panjanggelombang 500 kHz terbuat dari kristal yangdapat mengantar arus gelombang seperty epoxyresin dan bagian rumahnya terbuat daristainless steel cylinder. Resin epoksimerupakan bahan dasar yang dapat digunakanuntuk pengirim pulsa. PWT bekerja sepertipiston yang dapat membuka dan menutupdengan plastic-cylinder sebagai pengganjalnya.Prinsip pengoperasiannya adalah Panjanggelombang pelndek (P-wave pulse) yangdihasilkan PWT sebesar 500 kHz dipancarkandan mengalami pengulanagan sebesar 1 kHz.Pulsa ini diperbanyak terus menerus di core(inti) dan dideteksi kembali. Pemilihanperjalanan pulsa yang terukur dengan caramenghitung perjalanan waktu yang dibutuhkan,jadi perlu alat yang dapat mendeteksi pulsasampai dengan resolusi 50 ns. Jarak diameterinti terukur dengan ketelitian 0.1 mm. Alat ininantinya perlu dikalibrasi, kecepatan P-wavedapat dengan mudah dihitung dengan resolusikira-kira I. 5 ms-I. Kecepatan panjanggelombang Vp, dihitung dari diameter inti danlamanya waktu yang dibutuhkan oleh panjanggelombang tersebut dipancarkan kembali,koreksi untuk ketebalan, sinyal elektron yangtertunda, dan perjalanan waktu inti dari lapisan.Persamaan Vp dihitung dengan cara

Vp = f(d-2L,T-2Tliner-Tdelay) (7)

dengan :D =TeballinerL = Diameter coreT =total waktu yang dibutuhkan selamaperjalananTliner=waktu yang ditempuh pada lapisan "the liner travel time"

Tdelay=waktu tunda dari sinyal elektronik(Kayan and Phi, 1997).

Ketelitian dari alat akan dapat dipercayadengan cara melakukanya variasi percobaansecara berulang dalam menghitung ketebalanlapisan. Percobaan ini mempunyai ketelitianabsoulut +/- 3 ms-I dari yang normalnya

c. Gamma Ray Attenuation MeasurementSystem

Sumber Isotop yang digunakan adalahCesium-137 berbentuk Kapsul (senyawanyaCsCI) digunakan sebagai sumber gamma ray.Cesium-137 mempunyai waktu paruh 30.2tahun dan energi 0.662 MeV. Kapsul Cesium137 mempunyai diameter 70 mm yangdilindungi oleh "lead shield dan collimator".Kolimator mempunyai lubang dengan diameterdalam 11 mm dan panjangnya 52 mm.

Harshaw type 686/1.5 Na! (Tl)scintillation detektor yang digunakan untukmengukur hamburan sinar gamma.scintillationphosphor terdiri atas kristal NaI (Tl) dengandiameter dalam 1.5" dan ketebalan 1.5". yangdilengkapi dengan photomultiplier tube, dynodechain, dan kabel "connecting cable". Satu unitdetektor mempunyai pelindung dengandiameter dalam 100 mm terbuat dari metal Pb.

d. Magnetic Susceptibility MeasurementSystem

Bartington loop sensor (MS2B)digunakan untuk mengukur sifat magnetik yanglemah. Sensor ini diletakkan di antara jalanutama yang tidak mengadung komponenmagnet sampai jarak 200 mm dari alat sensor.Prinsip pengoperasiannya adalah intensitasyang rendah, non-saturating, arus magnetikdasar (0.565 kHz) yang dihasilkan olehoscillator circuit di dalam sensor. Beberapamaterial yang dekat, tersensor dengan mudah.Sifat materi yang terdapat di dalam endapanmaterial yang bersifat ferromagnetik akanmemberikan derajat kemagnetan yang berbeda.Derajat ini yang kemudian terukur daninformasi berupa nilai-nilai frekuensi elektronikyang lemah.

KESIMPULAN

Dengan mengunakan alat gammalogging, industri pertambangan sangat terbantukarena dengan alat ini banyak sekali informasiyang dapat digunakan.

Informasi tersebut itu salah satunyaadalah dengan mengetahui densitas suatu bahanmineral, dengan diketahui kandungan bahanmaterial disuatu daerah maka kita dapatmenyimpulkan apakah benar didaerah tersebutterdapat bahan tambang atau tidak, dan kita


juga dapat mengetahui kelimpahan bahantambang tersebut, selain itu kita dapatmengetahui pada kedalaman berapa sumberbahan tambang tersebut terdapat. Sebenamyabila kita pelajari dengan seksama tekniklogging ini tidak terlalu sulit. Tetapi karenaperalatan yang dipergunakan terlalu mahalhanya perusahan-perusahan Multi Intemasionalyang banyak menggunakan teknik ini sepertidari perusahan Schlumberger Brother.

DAFTAR PUSTAKA

I. SIMON PETRUS G.S. "Diklat Aplikasi IsotopDan RadiasiPada DistribusiMinyak,TeknikGauging". Pusat Pmdidikan Dan LatihanJakarta,BATAN

2. RIDWAN DKK., 1978, "Pengatar IlmuPengetahuan dan Teknologi Nuklir", BadanTenagaNuklirNasional.

3. NICHOLAS, 1985, Measurement and setectionof Radiation, PergamonPressIns,USA

4. GLEN F KNOLL, 1985, Radiation Detectionand Measuremen, PergamonPressIns,USA

5. Heman Cember, 1983, Introduction to HealthPhysics, PergamonPress Ins,USA.

6. Image Result for geopubs_wr_usgs~ov-openfile-ofO1-190-ofO1-190-images-source3_giCfiles

7. Gamma-GammaDensityLogging(GDLLfiles

8. Production Logging Tools - Gamma RayTool files

9. Image Result for www_geotrade_com-ProductsGeophysical-Logging-Probes

TANYAJAWAB

Pertanyaan :

1. Dalam rangka melaksanakan tridarmaperguruan tinggi, penelitian ini cocok untuk"Pengabdian Masyarakat". Dalam bentukapa produk yang bisa diberikan padamasyarakat? (sudaryo)

2. Bagaimana besamya sumber radiasi untukmengukur kedalaman sumber/tambangsebagai fungsi terhadap kedalam dan bahanyang akan diambil dari tambang ?(sulaeman)

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIR

YOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

3. Apa kelebihan pembuatan instrument nukliruntuk logging yang dibuat, dibandingkandengan instrumentasi yang ada sekarang ?(Dahlia C Sinaga)

4. Kalau menggunakan sumber neutron,apakah karakteristiknya hampir sarna.Kalau bisa menggunakan gamma loggingatau neutron logging, lebih menguntungkanmana? (Wisnu Arya Wardhana)

Jawaban :

1. Ada suatu alat logging yang portable, yangdisebut TROXLER. Alat ini menggunakansumber netron dari bahan radioaktif AmBe.Neutron akan berinteraksi dengan bahanyang mengandung atom Hidrogen (H),seperti air atau bahan organic (plastic). Alatini digunakan untuk mengukur densitas dankelembaban (moisture) tanah. Dalamaplikasinya alat ini banyak digunakandalam pembuatan jalan. Dalam pembuatanjalan biasanya diperlukan tanah urug,sebelum diaspal atau pengerasan tanahbiasanya diratakan dan dipadatkan denganstoomwalls dengan kepadatan tertentu.Untuk itu perlu dilakukan pengukurandensitas tanahnya agar kelak jalan sudahsiap dipakai tidak terjadi penurunan atauambling karena densitas yang tidak rata.

2. Untuk mengukur kedalaman dan luassediment yang dapat terukur tergantungdari besamya dan jenis sumber yangdigunakan serta probe dari gamma-gammalogging yang digunakan. Semakin besardiameter probe logging dan aktivitassumbemya maka yang dapat terdeteksiakan lebih luas dan lebih dalam hasilpengukurannya.

3. Logging nuklir menyangkut semua teknikyang salah satunya mendeksi keberadaanisotop tak stabil atau membuat isotopdisekitar borehole. Logging nuklir adalahunik karena kemampuan penetrasi partikelatau photon yang memungkinkanpendeksiannya menembus materialpembingkai (casing), tanpa menghiraukanjenis fluida dalam borehole. Pendektesianradiasi didasarkan pada hasil ionisasi, baiklangsung maupun tak langsung darimedium yang dilaluinya. Output darilogging nuklir adalah spectral logging.Ketelitian pengukuran lebih baik pada nilai




cacah yang besar dan perioda pen~anyang lama, dan dapat untukmengindentifikasi batuan.

4. Neutron logging penggunaan utamanyaadalah untuk men~ porositas danmoisture, serta sangat cocok untukmendeteksi perubahan porositas yang kecil,pada batuan dengan porositas rendah,disamping untuk identifikasi litologi dankorelasi stratigrafi. Dalam batuan bumi,kandungan hydrogen berkaitan denganjumlah air dalam ruang porous. Hubunganini dipengaruhi oleh komposisi kimia air,hydrogen dalam mineral dan ikatan air.Tiga jenis logging porositas yangdigunakan, yaitu : Log Neutron-gamma,Log Neutron-thermal neutron dan LogNeutron-epithermal neutron yang palingkurang dipengaruhi oleh komposisi kimiabatuan. Hydrogen merupakan e1emen yangefektif untuk moderasi neutron. Prosesmoderasi dan penangkapan menghasilkansekumpulan neutron termal dan epitermaldisekeliling sumber yang ada dalam batuanyang mengandung banyak hydrogen.Penangkapan foton gamma berbandingterbalik dengan kandungan hydrogen dalambatuan, dengan jarak sumber-detektorsekitar 300 mm. Gamma logging banyakdigunakan untuk identifikasi litologi dankore1asi stratigrafi. Dalam industripetroleum untuk menentukan kandunganclay atau serpihan dalam reservoir batuan,juga untuk mempelajari air tanah. Gammalogging cocok untuk mendeteksi perubahanporositas yang kecil, pada batuan denganporositas tinggi. Informasi dari gammalogging merupakan record radiasi gammatotal yang terdeteksi dalam borehole.Spectra gamma logging dapat memberikanidentifikasi dan konsentrasi yang terukurdengan gamma logging. Boreholespektrometri gamma banyak digunakankhususnya untuk identifikasi mineral dalamtanah liat (clay). Volume material yangdiamati dengan probe gamma berkaitandengan energi radiasi yang terukur, densitasmaterial dimana radiasi menembus dandesain probe. Umumnya probabilitasradiasi gamma yang terdeteksi 90% darimaterial dalam 150-300 mm dindingborehole. Dari keterangan diatas, secara

umum penggunaan neutron logging ataugamma logging tergantung darikarakteristik batuan dan tujuan penggunaanlogging tersebut. Penggunaan neutronlogging digunakan untuk batuan yangbanyak mengandung elemen hydrogenseperti : minyak, air tanah, sedangkangamma logging untuk batuan yang kurangmengandung elemen hydrogen, mineral,dsb.

LAMPIRAN-LAMPIRAN

f'¢frb«".imI)MII

(Kcmputm)

MO!II/OR

Gambar 7. Blok Diagram Sistem Pembacan Sinyal


PGnganatisaSinyat Winch

lubangMasuk

SangkarREBAR

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

ISSN 1978-0176

Gambar 7

Rongga

Intrusi

Tanah

Sumbgr I

ProbgDgtgktor

Gambar 9. Sepangkat Alat Logging Gamma

(A) Sistem Probe (Terbungkus timbal) logging lubang pengeboran (Borehole) sinar Gamma untukpengukuran bijih dalan lubang pengeboran.(B) Probe Logging Sinar Gamma (diameter 25 mm) untuk lubang bo DTH




1£71!m

iMletib!IC.21!m

157m

/r.

"

"2~ \ .\ ,Iiii".c:.---

I ~:jl~'£ ~I K~tal

Sumber Monokromator

Gambar 10. Foto Pengeboran Schlumberger

Untuk mencari sumur yang mengandungminyakl atau gas. Tipe probe yang berbedamemuat berbagai instrumen pengukuran yangdimasukkan ke dalam sumur, termasuk sumberradiasi Gamma dan detektor scintilasi.

Dif raktometer

"Triple Axis"

•• TAP

!OOl1t.J1n

Gambar 11. Probe untuk Gamma Logging

KristalPen~anaLisa

Nal Tabung PhotoKristalScintilasi

Gambar 12. Skema Pengukuran Dengan Gamma Logging

Djoko Maryanto dkk

PenguatAwal

319

Ke KomputerPenganalisaTinggi PUlsa

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DES EMBER 2006

ISSN 1978-0176

100

i11Sc

.'::c200

'"

~~

~Z"

:.!®

ia:

<1'1;3:"::- 25

3UO15 " m~ '"

3m

:g375

X,/JOr)

425

Gamma

Dean IdQtikDiarootQr

iubang (ine)

Rgsistivita5Huida

/()hm mat",·}12' 20 46 ao

/(

1"-, 1

I I

I 1

~-"\I

TQmpqraturf°C)

f

(f

~ T\nggi Air.0.8 Panah menyatakan aran aHran ke atas

Nornor menyatakan laju aUrand:-alam ;gaHon per mentt

Tanda ? menyatakan taju bdak dltentukan

......•• 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 rumurpengebQfan dan daerah daerah penedrnaid1 air f\NiHianand Conger~ 1(960)


kajian pemanf aa t an instrument asi nuklir...

Documents