Rabu, 16 Juni 2010

Nuklir Indonesia

Disusun Ulang Oleh:

Arip Nurahman

Pendidikan Fisika, FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia

&

Follower Open Course Ware at MIT-Harvard University, Cambridge. USA.


Nuclear reactor physics is the branch of science that deals with the study and application of chain reaction to induce controlled rate of fission for energy in reactors. Most nuclear reactors use a chain reaction to induce a controlled rate of nuclear fission in fissile material, releasing both energy and free neutrons. A reactor consists of an assembly of nuclear fuel (areactor core), usually surrounded by a neutron moderator such as regular water, heavy water, graphite, or zirconium hydride, and fitted with mechanisms such as control rods that control the rate of the reaction.


The physics of nuclear fission has several quirks that affect the design and behavior of nuclear reactors. This article presents a general overview of the physics of nuclear reactors and their behavior.

Lecture Notes

LEC # TOPICS
1

Basic Nuclear Concepts (PDF)

Supplement (PDF)

Quantum Mechanical Description of Nuclei
2 Schrödinger Wave Equation (PDF)
3 Bound States in One Dimensional Systems – Particle in a Square Well (PDF)
4 Bound States in Three Dimensions -- Orbital Angular Momentum (PDF)
5 Barrier Penetration (PDF)
6 The Neutron-Proton System: Bound State of the Deuteron (PDF)
7 Overview of Cross Section Calculation (PDF)
8 Neutron-Proton Scattering (PDF)
9 Quiz 1 Review

Quiz 1 (Lec #1-8, Closed Book)
Nuclear Binding, Stability and Decay
10 Nuclear Shell Model (PDF)
11 Nuclear Binding Energy and Stability (PDF)
12 Binding Energy and Mass Parabolas (PDF)
Interaction of Radiation with Matter
13 Radioactive-Series Decay (PDF)
14 Charged Particle Interactions: Stopping Power, Collision and Ionization (PDF)
15 Charged Particle Interactions: Radiation Loss, Range (PDF)
16 Neutron Interactions: Q-equation and Elastic Scattering (PDF)
17 Quiz 2 Review

Quiz 2 (Lec #9-15, Closed Book)
18 Neutron Interactions: Energy, Angular Distributions, Thermal Motions (PDF)
19 Gamma Interactions: Compton Scattering (PDF)
20 Gamma Interactions: Photoelectric Effect and Pair Production (PDF)
21 Detection of Nuclear Radiation: Pulse Height Spectra (PDF)
Nuclear Processes
22 Nuclear Decays (PDF)
23 Nuclear Reactions: Energetics and Compound Nucleus (PDF)
24 Quiz 3 Review

Quiz 3 (Lec #16-21, Closed Book)

Teknologi, SBY, dan Obama

ARY MOCHTAR PEDJU

Pada 20 Januari 2010, Presiden Susilo Bambang Yudhoyono berpidato di depan Akademi Ilmu Pengetahuan Indonesia dan masyarakat ilmiah di Puspiptek, Serpong.

Namun, pidato ini kurang disambut antusias oleh media walaupun terasa penting. Tidak antusiasnya media mungkin karena topiknya ”hanya” tentang teknologi dan pendidikan. Terasa penting karena Presiden AS Obama ikut menyambut, dibacakan duta besarnya.

Diawali dengan mengilustrasikan majunya peradaban Islam pada abad pertengahan karena penguasaan, kemampuan, dan pengembangan iptek yang dilengkapi beberapa contoh hasil temuan, SBY mengungkapkan satu keyakinan: arus sejarah yang dahsyat akan mewarnai abad ke-21 dengan perubahan yang terutama digerakkan kedigdayaan teknologi. Dalam iklim politik galau sekarang, pemikiran tentang peradaban manusia dengan martabatnya seperti di atas tentu menyejukkan. Perkataan ”peradaban” diucapkan Presiden hingga 10 kali dan ”inovasi” 22 kali.

Kotak hitam

”Sistem teknologi memang kompleks dan runyam (messy) serta mengandung komponen pemecah masalah (problem-solving component) yang pelik. Teknologi tercipta secara sosial oleh masyarakat, tetapi juga membentuk masyarakat (socially constructed and society shaping)” (Thomas Hughes)

Teori sosiologi-teknologi ini mungkin dapat menjelaskan kegerahan banyak orang tentang tingkat penguasaan teknologi kita hingga ada cendekiawan yang menulis ”kertas tidak ditemukan di Indonesia, ... segala jenis mesin juga bukan made in Indonesia, ... minyak bumi dan mineral memang banyak ditemukan di dalam perut bumi Indonesia, tetapi teknologi, modal, dan tenaga kerja terdidiknya berasal dari luar Indonesia. Indonesia hanya penyedia, sementara yang lain pemerah dan pemerasnya” (Koran Tempo 20/11/2009).

Kotak hitam (black box) sistem teknologi mulai dibuka profesor ekonomi Universitas Stanford, AS, Rosenberg, awal dekade 1980-an, tetapi masih terbatas kajian ekonomi (Inside The Black Box: Technology and Economics, 1982). Ia mengkaji peristiwa alir teknologi antar-industri (inter-industry flow of technology). Juga diteliti bagaimana proses terjadinya serbuan inovasi masif melalui satuan-satuan kecil: material-komponen-alat, pada pembangunan gedung, pembangkit listrik, hingga teknologi tinggi pada pembuatan pesawat terbang. Ini penting bagi perencanaan kebijakan inovasi nasional.

Kajian sosial-lanjut

Pada periode yang sama, 1982, profesor fisika Universitas California, Berkeley, Fritjof Capra, ikut membuka black box dan menyimpulkan teknologi telah berkembang jadi anti-ekologi, antisosial, tidak sehat, dan tidak manusiawi; seterusnya ia katakan, teknologi telah disederhanakan sebagai capaian terbatas fisik dan meninggalkan berbagai aspek relevan, seperti psikologi, sosial, riset perilaku, apalagi filsafat dan sastra. Namun, pada tengah hingga akhir 1980-an, lahir ilmu sosiologi-teknologi mutakhir yang didukung pengembangan ilmu sejarah-teknologi dan ilmu antropologi-teknologi (The Social Construction of Technological Systems/SCOT, 1989). Para ilmuwan bidang ini termasuk Thomas Hughes, Donald Mackenzie, Michael Fischer, Wiebe Bijker, dan Trevor Pinch (beberapa pernah ke Indonesia diundang ITB).

Mereka mempelajari bagaimana sebuah teknologi bisa berhasil atau gagal di masyarakat. Diteliti bagaimana insinyur bersama ahli lain bekerja tahap demi tahap untuk menghasilkan artifak fisik sebuah proyek/produk sekaligus proses-proses sosial yang mengiringinya ”di luar sana”. Proses sosial dapat menggagalkan penguasaan teknologi.

Contohnya, tak semua kelompok sosial—termasuk politik, bisnis—di dalam dan di luar negeri mengharapkan Indonesia sukses menguasai berbagai teknologi: kedirgantaraan, nuklir, energi hemat, otomotif, obat murah, atau pertahanan. Kita juga masih ingat kasus teknologi ICT untuk pedesaan ciptaan Onno Poerbo yang mendapat perlawanan.

Tindakan penghadangan (reverse salient) dapat terjadi pada setiap tahap proses teknologi dan tidak mudah terdeteksi. SCOT memberi kesadaran untuk mengatasi reverse salient.

Jadi, investasi pembangunan infrastruktur yang ditargetkan pemerintah Rp 1.500 triliun pada 2015 perlu disikapi dengan semangat ilmiah inovatif, terutama oleh universitas. Jembatan, pembangkit listrik, penjernihan air, lapangan terbang, sistem komunikasi, pelabuhan, memiliki variasi teknologi dari sederhana hingga supercanggih. Tergantung lokasi proyek dan prioritas pilihan, universitas dapat menentukan sendiri tahap mana saja yang strategis untuk dikaji sejak sekarang.

Amerika Serikat yang dipimpin Obama saat ini dipercaya berada di posisi terdepan bukan saja dalam kecerdasan membuka kotak hitam teknologi, tetapi juga mengelola dan mengolah pengetahuan itu jadi program-program akademik modern di universitas. Universitas kita membutuhkan pengalaman Amerika dalam hal kajian dan penelitian tentang hubungan teknologi, masyarakat industri, dan pemerintah. Mahasiswa kita perlu diberi kesempatan dan wadah belajar, meneliti, dan mengkaji persoalan kompleks teknologi dengan konteks Indonesia.

Calon-calon pemimpin parpol dan birokrat yang akan berprofesi di DPRD, Bappeda, kantor bupati-wali kota-gubernur di seluruh Indonesia, apalagi di pusat, perlu dibekali kemampuan memecahkan masalah melalui ”tema ganda lintas disiplin”. Misalnya: Energi-Lingkungan-Kebijakan Riset; Teknologi-Kebijakan-Pengembangan Industri; Hukum-Teknologi-Kebijakan Publik; Kultur dan Implikasi Proyek Besar. Topiknya: Inovasi Biomedik, Sains Material dan Engineering, Entrepeneurship, Real Estate, dan lainnya yang diperlukan masyarakat industri.

Mahasiswa fakultas keguruan dan ilmu pendidikan berada di garis prioritas terdepan. Mereka harus sanggup membuat matematika, fisika, dan sains lain menjadi lunak dan tidak ditakuti seperti sekarang. Lebih penting lagi murid usia muda harus dimotivasi dengan mengenal kultur scientific bangsa lain melalui ilmu sejarah sains dan teknologi. Sebagai ilustrasi, pusat kajian sejarah Universitas Stuttgart, Jerman, sekarang (2009) meneliti sejarah abad ke-19 dan ke-20 dengan tekanan pada peranan sains fisika modern dan teknologi.

Kita lihat juga India, bekas koloni Inggris, dan China yang komunis menilai universitas Amerika. Sejak tahun 2001, jumlah mahasiswa India di Amerika rata-rata 80.000 per tahun dan China 60.000 (When China Rules The World, 2009)! Mereka tahu universitas di Amerika dijuluki ”mesin pencetak hadiah Nobel”.

ARY MOCHTAR PEDJU Anggota AIPI dan Majelis Kehormatan Persatuan Insinyur Indonesia (PII)