Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini membahas mengenai produksi radioisotop menggunakan siklotron, dengan fokus pada Fluorin-18 (F-18) dan Fosfor-32 (P-32) secara simultan. Latar belakang penelitian ini berakar dari kebutuhan akan radioisotop untuk aplikasi biomedis, di mana siklotron menjadi alternatif yang lebih ekonomis dibandingkan reaktor nuklir dalam produksi radionuklida medis. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis desain sistem target siklotron dengan memanfaatkan perangkat lunak PHITS dan ANSYS untuk meningkatkan efisiensi produksi F-18 dan P-32. Metode yang digunakan meliputi simulasi Monte Carlo untuk analisis transportasi partikel dan yield aktivitas produksi radioisotop serta analisis termal untuk memastikan desain sistem target memenuhi spesifikasi yang diperlukan. Dalam penelitian ini, diusulkan pemanfaatan neutron cepat dari reaksi 18O(p,n)18F untuk meningkatkan efisiensi produksi P-32. Analisis radioaktivitas menunjukkan hubungan linier yang kuat antara energi proton dan aktivitas isotop F-18 serta P-32, di mana peningkatan energi proton meningkatkan yield isotop. Simulasi PHITS dengan ketidakpastian 10-4 menetapkan 15 MeV sebagai energi optimal untuk produksi simultan, menghasilkan 54,93 ± 0,06 GBq F-18 (kemurnian 99,92%) dan 1,190 ± 0,007 MBq P-32 (kemurnian 100%). Untuk penerapan pada akselerator DECY-13, energi optimal 13 MeV masih memberikan hasil memadai yaitu F-18 dengan aktivitas 46,21 ± 0,02 GBq (kemurnian 99,99%) dan P-32 sebesar 0,6526 ± 0,0015 MBq (kemurnian 100%). Desain target dengan pendinginan air pada 10 °C dan aliran 3,5 m/s efektif menjaga stabilitas termal tanpa mencapai titik lebur material maupun titik didih cairan. Analisis struktural memperkuat validitas desain dengan deformasi minimal dan kemampuan menahan tekanan hingga tiga kali lipat kondisi operasional normal, ditunjukkan oleh safety factor sebesar 3. Secara keseluruhan, metode dan desain sistem ini terbukti aman, efisien, dan siap diimplementasikan untuk produksi radioisotop F-18 dan P-32.