TechnologyIndonesia.id – Teknologi muon imaging atau muon tomografi merupakan teknologi yang sedang naik daun dalam dunia probing dan imaging. Penemuan teknologi muon ini terjadi sudah hampir seabad lalu.
Muon tomografi mulai populer setelah teknik ini berhasil memberikan gambaran ruang tersembunyi di dalam Piramida Giza pada 2016.
Sekarang teknik ini telah diterapkan di berbagai bidang, salah satunya di bidang nuklir yaitu pencitraan 3D untuk inspeksi fasilitas dan struktur bangunan reaktor nuklir.
Kepala Pusat Riset Teknologi Analisis Berkas Nuklir (PRTABN) Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Abu Khalid Rivai menjelaskan bahwa partikel muon merupakan partikel interaksi antara partikel kosmik dengan partikel udara yang sangat berlimpah di dunia.
“Partikel ini sudah ditemukan oleh fisikawan sekitar tahun 1930 dan menjadi sebuah teknik untuk pencitraan, pemindaian atau scanning yang disebut muon imaging atau muografi,” ungkap Abu dalam acara Voice of Research (VoR) dengan tema Teknologi “Muon Imaging: Seeing like Superman” secara di Serpong, Kamis (1/8/2024).
Ia menambahkan terdapat suatu constraint atau pertimbangan bagaimana membuat image yang non-destruktif. Tentunya dengan observer berdaya tembus tinggi, sensitivitas tinggi, untuk objek-objek yang besar.
Abu juga menjelaskan muografi ini aplikasinya sangat luas sekali, baik di bidang vulkanologi, arkeologi, fisika dan termasuk di bidang nuklir. Dia mengatakan dalam perkembangannya akhir-akhir ini, International Atomic Energy Agency (IAEA) pun konsen terkait dengan perkembangan teknik muografi.
“Tentunya ada beberapa hal, benefit muografi ini di dalam bidang nuklir, baik terkait inspeksi fasilitas, struktur bangunan, kemudian konfigurasi bahan bakar, termasuk juga pengelolaan limbah radioaktif. Sehingga tentunya sangat penting untuk memahami dengan baik teknik ini,” jelasnya.
Teknologi Muon Imaging
Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Fisika Kuantum (PRFK) – BRIN, Zulkaida Akbar mengatakan muon kosmik dihasilkan oleh serangkaian reaksi yang disebabkan oleh sinar kosmik di atmosfer bagian atas dengan karakter berupa radiasi alami dengan jumlah berlimpah dan tidak berbahaya bagi manusia. Energi rata-ratanya 4 Giga elektron Volt (GeV), dan waktu hidupnya hanya sekitar 2 mikrodetik.
“Muon imaging adalah teknik non-invasif yang menggunakan partikel sinar kosmik, yang disebut muon, untuk melihat bagian dalam benda padat, mendeteksi perubahan kepadatan dan komposisi, sehingga memungkinkan para ilmuwan membuat gambar tiga dimensi (3D) yang akurat dari apa yang ada di dalam struktur besar, dari luar,” jelasnya.
Zulkaida juga menerangkan tentang prinsip detektor muon. Di mana dalam membuat detektor harus paham bagaimana partikel dan materi berinteraksi. ”Mengutip dari Klaus Grupen bahwa setiap efek partikel atau radiasi dapat dijadikan sebagai prinsip kerja detektor partikel,” terangnya.
Menurut Zulkaida ada empat prinsip yang harus dipenuhi agar detektor partikel menjadi ideal yaitu detektor dapat menangkap data dengan kecepatan tinggi, dapat digunakan pada kepadatan partikel yang tinggi, dapat menahan paparan radiasi yang intens serta dapat beroperasi dengan andal selama lebih dari satu dekade dengan intervensi minimal.
”Untuk detektor muon, kita punya tiga pilihan teknologi yaitu nuclear emulsion plate, plastic scintillator atau yang berbasis gas, dan ketiga teknologi detektor tersebut memiliki keunggulannya masing-masing,” ungkapnya.
Teknologi Muon Tomografi di Bidang Nuklir
Zulkaida menyebut ada dua jenis muon imaging yaitu muografi dan muon tomografi. Lebih lanjut, ia menjelaskan prinsip dasar muon tomografi.
”Ide dasar muon tomografi sederhana yaitu muon kosmik berenergi tinggi dihamburkan oleh benda padat, oleh karena itu, distribusi muon (intensitas atau sudut) sebelum dan sesudah memasuki benda padat berbeda. Dengan membandingkan distribusi tersebut memungkinkan kita menyelidiki objek di antara dua lapisan detektor muon,” jelasnya.
Teknik tomografi muon telah berhasil diterapkan pada banyak objek besar dan/atau padat seperti pada reaktor nuklir, piramida scanning, dan vulkanologi untuk mengetahui letak lava chamber misalnya dan pencitraan bawah tanah.
Dalam bidang kenukliran, Zulkaida memaparkan bahwa muon tomografi dapat diaplikasikan untuk probing struktur bangunan reaktor nuklir seperti yang dilakukan di Perancis.
”Perancis melaksanakan Proyek G2G3 dengan tujuan memonitor reaktor nuklir G2 dan G3. Di Perancis 75% energi listriknya disuplai dari PLTN, dan banyak PLTN nya yang sudah tua yang ingin diprobing. Banyak reaktornya yang dari tahun 60-an, dan mereka ingin tahu apakah struktur reaktor mereka masih kokoh atau tidak, apakah ada damage pada concretenya atau tidak,” paparnya.
Zulkaida mengimbuhkan, hal tersebut juga dilakukan di Fukushima pada tahun 2011 di nana muon tomografi membantu untuk fuel system probing. Hasil dari penggunaan sistem deteksi muon pada Fukushima Daiichi unit 1 yang rusak di Jepang tampaknya mengkonfirmasi bahwa sebagian besar bahan bakar telah meleleh dan jatuh dari posisi semula di dalam inti.
Meskipun teknologi muon imaging masih tergolong sangat muda, namun pengaplikasiannya sangat luas di berbagai bidang, sehingga perkembangannya juga sangat cepat. Apalagi aplikasinya sangat dekat dengan industri, sehingga muon tomografi ini juga sangat menjanjikan dalam dunia probing/imaging. (Sumber brin.go.id)
Teknologi Muon Imaging untuk Pencitraan 3D Reaktor Nuklir
