Research Roadmap

KK Fisika Nuklir dan Biofisika telah melakukan aktivitas dalam bidang tridarma perguruan tinggi dengan sangat baik selama tahun 2012. Selama pereode tersebut berbagai aktivitas riset dan diseminasi hasil-hasil riset telah dilakukan dengan baik dengan hasil-hasil publikasi di level internasional dan nasional dalam jumlah cukup besar relatif terhadap rata-rata ITB. Publikasi di jurnal internasional di KK Fisika Nuklir dan Biofisika telah mencapai angka rata-rata 1 publikasi/dosen/tahun. Adapun publikasi yang disitasi oleh SCOPUS pada tahun 2012 telah mencapai 35 publikasi, atau 3 publikasi di SCOPUS/dosen/tahun.

Dalam bidang pendidikan pada staf dosen di KK Fisika Nuklir dan Biofisika mengajar 8-12 SKS dan membimbing sejumlah besar mahasiswa S1, S2 dan S3.

Agenda riset di bidang Reaktor Nuklir meliputi kajian tentang disain dan keselamatan reaktor Nuklir khususnya untuk reaktor Nuklir generasi IV yang emiliki keunggulan keselamatan inheren, dapat memanfaatkan cadangan uranium alam secara efisien, ekonomis, mampu mengolah limbahnya sendiri, dan sulit disalah gunakan untuk proliferasi senjata Nuklir. Secara lebih rinci kajian meliputi aspek netronik (pemecahan persamaan transport netron/difusi netron, analisa burnup, analisa siklus bahan baker, dan analisa proteksi radiasi), analisa termohidrolik (analisa distribus panas multi kanal, analisa pembangkit uap, dll), serta analisa keselamatan yang merupakan gabungan analisa netronik transient dan termohidrolika transient. Dalam rangka mempersiapkan era PLTN di Indonesia maka dikembangkan riset dengan overlap area yang cukup besar dengan teknologi reaktor LWR yang kemungkinan besar akan dipilih sebagai PLTN pertama di Indonesia. Selain itu kami juga menciptakan perangkat-perangkat yang mendukung persiapan PLTN pertama di Indonesia (program, data base, sistem analisis, emulator). Dalam bidang Fisika Nuklir teoritis kajian meliputi fenomena struktur inti dan reaksi nuklir menggunakan pendekatan mekanika kuantum benda banyak dan berbagai teori mutakhir lainnya. Selain itu juga dikaji aspek data Nuklir yang diperlukan untuk analisa reaktor Nuklir di atas.

Agenda riset di bidang biofisika diarahkan untuk mengkaji mekanisme fisis pada sistem biologi (molekul, sel, organ). Ini meliputi bidang biofisika molekular, biofisika membran, serta biofisika radiasi dan fisika medis. Di bidang biofisika molekular, riset dilakukan untuk mempelajari hubungan struktur dan fungsi biomolekul yang merupakan dasar dari reaksi biokimia yang banyak terjadi pada sistem biologi. Saat ini riset di bidang ini difokuskan pada mekanisme bioluminisensi. Di bidang biofisika membran, riset dilakukan untuk mempelajari fenomena transport yang merupakan dasar dari sistem regulasi serta pengukuran-pengukuran fisis pada sistem biologi. Saat ini riset di bidang ini difokuskan pada efek polutan pada transport ion melalui membran sel serta aplikasi metoda cellular automata untuk dinamika fluida melalui membran. Sedangkan di bidang biofisika radiasi dan fisika medis, riset dilakukan untuk mempelajari interaksi radiasi pada materi biologi serta aplikasi fisika pada fungsi-fungsi tubuh manusia dan praktek-praktek kedokteran. Saat ini riset di bidang ini difokuskan pada pengembangan metoda medical imaging seperti MRI, CT scan dan USG, pengembangan metoda medical treatment planning, nuclear medicine serta networking ini hospital.

Roadmap Sub KK Nuklir

Roadmap sub KK nuklir konvergen ke pengembangan PLTN generasi IV yang memiliki keunggulan berupa kemampuan keselamatan inheren (inherent safety), kemampuan memanfaatkan cadangan U-238 secara efektif, dapat membakar limbahnya sendiri secara tuntas,ekonomis, dan tak mudah disalah gunakan untuk kepentingan lain.

Kemampuan keselamatan inheren yaitu keselamatan reaktor yang hanya bergantung pada hukum-hukum alam yang pokok dan tidak bergantung pada bekerjanya peralatan elektronik maupun kepiawaian operator. Artinya kalau sekalipun operator mengalami kesalahan maka ini tak akan memicu terjadinya kecelakaan reaktor nuklir tersebut.

Kemampuan memanfaatkan cadangan U-238 di alam artinya sistem reaktor generasi ke empat memiliki kemampuan breeding guna mengubah U-238 menjadi plutonium yang kemudian dimanfaatkan dalam proses pembangkitan energi nuklir. Kemampuan breeding artinya laju produksi plutonium lebih tinggi dari laju konsumsi plutonium untuk pembangkitan energi sehingga ada sedikit surplus plutonium untuk pengembangan PLTN yang baru.

Kemampuan membakar limbahnya sendiri secara efektif artinya dengan melalui optimasi yang baik maka limbah nuklir dapat dibakar dalam teras reaktor sehingga bahan yang dikeluarkan dari reaktor ke lingkungan sudah tidak radioaktif lagi atau minimal toksisitasnya lebih rendah dari toksisitas uranium alam yang ditambang dari bumi.

Ekonomis artinya biaya produksi energi per kwh sangat kompetitif. Sebagai gambaran PLTN generasi II memiliki biaya pembangkitan sekitar 3 – 6 sen US$ per kwh(Untuk berbagai tingkat bunga). PLTN generasi IV diharapkan dapat memproduksi energi listrik dalam kisaran harga 2 – 4 send US$ per kwh(Untuk berbagai tingkat bunga). Untuk pembangkit yang memakai minyak bumi untuk kondisi harga minyak mendekati 100US$ dapat mencapai lebih dari 20 sen US$ per kwh.

Tak mudah disalah gunakan untuk kepentingan lain maksudnya adalah tak mudah dipakai untuk keperluan militer atau dibajak teroris.

Roadmap Sub KK Biofisika

Untuk sub KK biofisika maka roadmapnya adalah sbb.

  • Research roadmap of Biophysics Research Division FMIPA ITB is directed to study advanced physical mechanisms in biosystems (molecules, cells, organs) using quantitative methods and measurements.
  • It includes characterization, modeling, method development and their application. The study is focused on the fields of molecular biophysics, membrane biophysics and radiation biophysics and medical physics. In molecular biophysics, research is carried out to study structure-function relationships, the basic principles of biochemical reaction happened in many biosystems. Current research in this field is focused on bioluminescence and biosensor.
  • In membrane biophysics, research is carried out to study transport phenomenon, the basics principle of regulation system and physical measurements in bio-systems. Current research in this field is focused on the effect of pollutants to ion transport through cell membranes and the application of cellular automata methods for fluid dynamics through membranes.
  • In radiation biophysics and medical physics, research is carried out to study the interaction of radiation with biological materials and the application of physics to the function of the human body and in the practice of medicine.
  • Current research in this field is focused on the development of medical imaging methods such as MRI, CT and USG, the development of medical treatment planning methods, nuclear medicine and networking in hospital.