Melakukan Eksperimen di Fasilitas Sinkrotron Terbesar di Jepang

Sisa-sisa salju di SPring-8

Warna putih yang berasal dari sisa-sisa salju mewarnai rute perjalanan ketika kami hampir tiba di lokasi tujuan, SPring-8. Kesempatan kali ini (2 Februari 2018) adalah kali kedua saya melakukan percobaan di fasilitas sinkrotron generasi ke-3 terbesar di dunia dan tentu terbesar di Jepang. 

Lokasi fasilitas canggih yang diresmikan tahun 1997 ini berada di daerah perbukitan Harima, Prefektur Hyogo. Suhu udara musim dingin dan matahari yang nampak malu-malu adalah kombinasi yang tepat membuat saya lebih memilih beraktivitas di dalam ruangan. 

Ada banyak instrumen yang tersedia di Spring-8, instrumen yang biasa kami gunakan adalah X-ray Microtomography di BL20XU. Biasanya instrumen ini digunakan untuk memperoleh gambar tiga dimensi dari suatu material melalui bantuan sinar X-ray. 

Untuk bisa menggunakan fasilitas ini, sebelumnya kami harus mengikuti semacam kuliah atau pembekalan khusus yang berisi pemahaman dasar mengenai radioisotope dan radiasi. Saya sudah mengikutinya pada akhir tahun 2016 di Fakultas Kedokteran Kyoto University. Selain itu, tiap tahun kami harus mengikuti pembekalan ulang.

Kondisi kesehatan sebelum melakukan aktivitas yang berhubungan dengan radiasi. Kami dibekali alat yang disebut dosimeter untuk memantau paparan radiasi yang nantinya akan dialami oleh para peneliti atau mahasiswa. Semua prosedur ini harus diikuti demi keamanan dan kesehatan tentunya.

Tiba di SPring-8, kami juga harus mengikuti pembekalan sekitar 30 menit terkait prosedur standar yang berlaku di sana. Termasuk juga keamanan. Bermain dengan radiasi adalah hal yang sangat berisiko sehingga setiap orang yang melakukan percobaan harus tahu informasi ini. 

ID card dan perlengkapan penting lainnya

Setelah itu, kami akan dibekali kartu ID, kunci akses ke dalam ruang eksperimen, dan dosimeter dari Spring-8. Kami harus selalu membawa perlengkapan ini dan harus dikembalikan ketika meninggalkan lokasi. 

Mungkin ada yang bertanya-tanya, mengapa mahasiswa kehutanan seperti saya bisa berada di tempat ini? Tempat ini nampaknya lebih ideal bagi orang-orang yang menggeluti fisika, sains material, atau kedokteran mungkin. Jadi sebenarnya, dalam ilmu kehutanan sendiri masih terbagi lagi cabang ilmu yang lebih spesifik. Salah satunya yang berkenaan dengan ilmu kayu. 

Penggunaan instrumen X-ray microtomography untuk mempelajari ilmu kayu bukanlah hal yang baru. Ada banyak penelitian di ilmu kayu yang menggunakan X-ray microtomography, yaitu identifikasi kayu, anatomi kayu, mekanisme serangan jamur pada kayu, dendrochronology atau tentang lingkaran pertumbuhan, persebaran jaringan pengangkut pada kayu dan lain-lain. 

Sampel yang kami bawa dari Kyoto

Kali ini kami berempat, Tazuru sensei (asisten profesor di laboratorium saya di Kyoto University), Luo sensei (dosen dari salah satu universitas di Tiongkok), Sorimachi sensei (teknisi di laboratorium saya) dan saya sendiri. Masing-masing membawa sampelnya sendiri-sendiri, termasuk juga sampel titipan dari peneliti di Akita University. Masing-masing punya tujuannya yang berbeda, ada yang ingin mengidentifikasi kayu dari artefak bersejarah, ada yang ingin melihat diferensiasi pada tunas pohon gaharu, dan ada juga yang ingin melakukan observasi ciri anatomi penting dari sebuah kayu. Ukuran sampel yang kami bawa sangat kecil, berupa serpihan kayu dengan ukuran kira-kira 0.7 mm x 5 mm.

Selama 24 jam kami diberikan kesempatan untuk mengoperasikan instrumen. Staf yang bertugas hanya satu kali mencontohkan bagaimana pengoperasian mesin yang benar, selanjutnya kami harus mengerjakannya sendiri. Alur eksperimennya cukup simpel namun membosankan. Pertama sampel diletakkan di stage khusus untuk ditembakkan dengan sinar X-ray yang dilengkapi dengan kamera khusus dengan resolusi tinggi, selanjutnya posisi sampel diatur dari komputer agar sesuai target pengamatan, terakhir adalah proses pemotretan dimulai. Waktu total yang dibutuhkan untuk menyelesaikan eksperimen satu sampel minimal 20 menit. 

Instrumen X-ray microtomography

Sempat terjadi dua kali kesalahan prosedur. Beruntung sekali, tingkat keamanan instrumen sangat tinggi. Sehingga ketika terdeteksi sebuah kesalahan, alarm akan langsung berbunyi untuk mencegah hal-hal yang membahayakan.

Dalam waktu 24 jam termasuk 7 jam istirahat, kami berhasil menyelesaikan 32 kali proses pemindaian sampel. Setiap sampel menghasilkan 2000an gambar dengan total data per sampel 15 GB. Bayangkan hal menjemukan berikutnya adalah menganalisis gambar tersebut.

Spring-8 berada di daerah terpencil di mana bukanlah hal yang aneh jika kita bisa mendapati munculnya beruang. Untunglah selama kami berada di sana, kami hanya melihat rusa. 

Pemandangan dari penginapan

Di Spring-8, pengelola juga menyiapkan akomodasi penginapan agar peneliti dari institusi luar bisa beristirahat dengan rate yang murah. Untuk makan sehari-hari, pengelola juga menyiapkan kantin yang sangat memadai dengan harga yang juga tidak kalah murah. Ketika waktu makan, kita akan melihat pengguna fasilitas Spring-8 beragam, mulai dari orang Jepang hingga orang asing.

Di Asia Tenggara, fasilitas sinkrotron baru ada di Singapura dan Thailand. Tentunya sebuah harapan besar, agar suatu saat nanti, fasilitas sinkrotron atau pusat penelitian dengan standar internasional lainnya bisa dibangun di tanah air.