Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Was ist angesagt?
Was ist angesagt? (20)
Ähnlich wie Laporan efisiensi detektor, dead time, spektroskopi gamma, dan hukum kuadrat terbalik
Ähnlich wie Laporan efisiensi detektor, dead time, spektroskopi gamma, dan hukum kuadrat terbalik (20)
Kürzlich hochgeladen
Kürzlich hochgeladen (20)
Laporan efisiensi detektor, dead time, spektroskopi gamma, dan hukum kuadrat terbalik
- 1. I. Judul Praktikum 1. Spektroskopi gamma 2. Penentuan Efisiensi Detektor Geiger Muller 3. Hukum Kuadrat Terbalik 4. Dead Time Detektor II. Latar Belakang Pengetahuan tentang inti isotop radioaktif dapat diperoleh dengan menganalisa partikel – partikel yang dipancarkan oleh inti tersebut. Analisa ini diantaranya digunakan untuk mengetahui informasi jenis partikel radiasi, arah gerak, kecepatan, momentum atau tenaga, muatan, massa serta spin. Dengan demikian, untuk mengetahui informasi tentang partikel radiasi, diperlukan suatu eksperimen menggunakan peralatan deteksi radiasi. Namun sayangnya, semua informasi ini tidak dapat diperoleh jika hanya menggunakan satu jenis peralatan deteksi. (Suharyana et all 2002) Detektor merupakan suatu alat yang dapat memberikan informasi mengenai radiasi suatu isotope dengan cara melihat cacahan atau aktivitas radiasi yang dikeluarkan oleh sebuah isotope. Dan sebgaimana yang telah diketahui bahwa suatu alat tertentu pastilah memiliki tingkat kualitas tertentu, begitu pula dengan detektor radiasi Geiger-Muller. Detektor ini memiliki tingkat keakuratan pengukuran atau yang lebih sering disebut efisiensi. Beberapa faktor yang menyebabkan munculnya efisiensidetektor Geiger-Muller adalah jarak sumber radiasi dengan detektor dan sudut ruang, dan lebar windowdari detektor. Oleh karena itu dilakukanlah praktikum mengenai efisiensi detector, agar mahasiswa dapat mengitung tingkat efisiensi dari suatu detector Geiger-Muller. Detektor Geiger-Muller juga mempunyai sifat yang mendasar pada pengukuran pulsapulsa elektrik yang terbentuk dari radiasi yang disebabkan oleh suatu sumber radiasi. Detektor Geiger-Muller mempunyai selang waktu saat radiasi masuk ke detektor untuk menjadi pulsa yang diperlihatkan pada layar digital counter. Selain dalam detektor dari sifat-sifat radiasi terhadap jarakpun juga terdapat suatu hukum kuadrat terbalik yang mengkaitkan antara cacah radiasi dengan jarak detektor ke sumber radioaktif. Tidak hanya Geiger Muller yang dijadikan sebagai detektor, tetapi juga digunakan detektor NaI(Tl). Dalam detektor tersebut akan dihasilkan sebuah spektrum yang dapat dianalisa bagaimana kejadian yang terjadi saat muncul spektrum. Spektrum tersebut yang dapat dianalisa dan dapat ditemukan hasil yang berkelanjutan. III. 1. 2. 3. 4. Tujuan Praktikum Mengetahui spectrum Cs-137 dan Co-60 Menentukan nilai efisiensi detector dengan sumber radiasi Cs-137 dan Co-60 Menentukan hubungan grafik antara jarak kuadrat terbalik dengan nilai cacahnya Menentukan dead time dari suatu detector
- 2. IV. Dasar Teori Sejak ditemukan detektor radiasi pengion oleh Hans Geiger pada tahun 1908, kemudiantahun 1928 disempurnakan oleh Walther Mueller menjadi tabung detektor GeigerMueller yangkonstruksinya sederhana dibandingkan dengan jenis detektor yang lain. Detektor Geiger-Mueller terdiri dari suatu tabung logam atau gelas dilapisi logam yang biasanya diisi gas seperti argon, neon, helium atau lainnya (gas mulia dan gas poliatomik) dengan perbandingan tertentu. Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Müller merupakan salah satu jenis detektor isian gas yang bekerja berdasarkan prinsip ionisasi oleh radiasi yang masuk terhadap molekul yang berada dalam detektor. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi neutron. Cara kerja dari Detektor ini adalah Tegangan diberikan antara anoda dan katoda diatur sesuai dengan jenis gas dan aktivitas unsur yang diukur. Tegangan ini harus lebih tinggi daripada nilai ambang yang didasarkan pada gas dan geometri tabung. Partikel-partikel radiasi akan menembus jendela tipis pada salah satu ujung detektor dan masuk ke dalamnya. Partikel radioaktif ini lalu menumbuk atom-atom gas sehingga atom-atom gas akan mengeluarkan electron-elektron. Elektron yang terlepas saat tumbukan itu ditarik ke anoda. Karena melepaskan elektron,atom-atom gas berubah menjadi ion-ion positif. Ion-ion ini kemudian tertarik ke arah katoda.Peristiwa ini berlangsung dalam waktu singkat. Jadi bila ada radiasi yang masuk ke
- 3. dalamtabung tersebut, maka terjadilah ionisasi atom-atom atau molekul-molekul gas dalam tabungitu. Ion positif akan bergerak ke katoda sedangkan ion negatif akan bergerak ke anoda . Detektor Geiger Muller hanya mendeteksi partikel bermuatan, karena foton tidak bermuatan dan karena tidak menghasilkan ion di dalam gas, maka tidak dideteksi. Efisiensi detektor Geiger sebesar 99% untuk elektron (beta), tetapi kurang dari 1% untuk sinar X atausinar gamma. Bagaimanapun, efisiensi untuk mendeteksi sinar X dan gamma rendah . Persamaan Efisiensi dinyatakan sebagai : Intensitas cahaya atau gelombang linear lain yang memancar dari titik sumber berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber. Jadi obyek (ukuran yang sama) dua kali lebih jauh, hanya menerima seperempat dari energi (dalam jangka waktu yang sama). Lebih umum, radiasi yaitu intensitas (energi persatuan luas) dari sebuah bola wavefront berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari titik sumber (dengan asumsitidak ada kerugian yang disebabkan oleh penyerapan atau hamburan).Hubungan intensitas dengan jarak dari sumber: I ~ 1/r2 dengan I = intensitas radiasi r = jarak dari sumber Misalkan daya total yang diradiasikan dari sebuah titik adalah P pada jarak yang jauh dari sumber, daya ini akan didistribusikan pada luasan permukaan berjari- jari r (jarak dari sumber), sehingga intensitas yang dipancarkan pada jarak r dari sumber radiasi adalah: I = P/4πr2 dengan I = intensitas (W/m2) P = daya yang dipancarkan (W) r = jarak dari sumber (m) Proses pengubahan sebuah radiasi menjadi pulsa listrik dan akhirnya tercatat sebagai sebuah cacahan memerlukan selang waktu tertentu yang sangat dipengaruhi oleh kecepatan detektor dan peralatan penunjangnya. Selang waktu tersebut dinamakan sebagai waktu mati (dead time) dari sistem pencacah karena selama selang waktu tersebut sistem pencacah tidak dapat mendeteksi radiasi yang datang. Dengan kata lain, radiasi yang datang berurutan dengan selang waktu yang lebih singkat daripada waktu matinya tidak dapat dicacah atau tidak terhitung oleh sistem pencacah. Karena intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber bersifat acak (random) maka terdapat kemungkinan bahwa beberapa radiasi yang mengenai detektor tidak tercatat, semakin tinggi intensitasnya (laju cacahnya) semakin banyak radiasi yang tidak tercatat sehingga hasil pengukuran sistem pencacah lebih sedikit dari seharusnya. Salah satu metode yang sering digunakan untuk mengeliminasi masalah waktu mati ini adalah menggunakan persamaan berikut.
- 4. Rk adalah laju cacah setelah dikoreksi, Ru adalah laju cacah yang dihasilkan sistem pencacah dan t adalah waktu mati sistem pencacah. Waktu mati sistem pencacah ( t ) dapat ditentukan dengan cara pengukuran dua sumber yang identik. R1 adalah laju cacah sumber 1, R2 adalah laju cacah sumber 2, R12 adalah laju cacah sumber 1 dan sumber 2 bersama-sama, sedang Rb adalah laju cacah latar belakang. Waktu mati sistem pencacah yang menggunakan detekor GM adalah sekitar ratusan µdetik sedangkan detektor NaI(Tl) di bawah 10 µdetik. Jadi sumber yang akan digunakan (R1 dan R2) untuk melakukan penentuan waktu mati sistem pencacah harus disesuaikan. Aktivitas masingmasing sumber (R1 atau R2) dipilih yang masih belum terlalu dipengaruhi waktu mati tetapi bila dicacah bersama-sama harus telah dipengaruhi oleh waktu mati. Bila aktivitas sumber terlalu kecil sehingga keduanya belum dipengaruhi oleh waktu mati maka nilai waktu mati yang diperoleh tidak benar, bahkan sering bernilai negatif, karena pembilang persamaan di atas bernilai negatif. Sebaliknya bila aktivitasnya terlalu besar maka detektor akan mengalami saturasi sehingga nilai waktu matinya juga salah, bisa bernilai negatif karena penyebutnya yang bernilai negatif. Terbentukmnya sinar gamma merupakan hasil disentigrasi inti atom.Inti atom yang mengalami disentegrasi dengan memancarkan sinar alfa akan terbentuk inti-inti baru dengan memiliki tingkat energi yang agak tinggi.Kemudian terjadi Proses transisi ke tingkat energi yang lebih rendah atau tingkat dasar sambil memancarkan sinar gamma. Sinar gamma sama halnya dengan sinar X,termasuk gelombang elektromagnetis,jika sinar gamma menembus lapisan materi setebal X maka intensitas akan berkurang. Spektrum sinar gamma dari suatu unsur adalah spektrum garis, yang memperlihatkan adanya foton sinar gamma, bila sebuah inti pindah dari keadaan energi yang lebih tinggi ke keadaan yang lebih rendah. Tenaga sinar gamma bersifat diskrit dan karakteristik, masingmasing mempunyai energi gamma dalam bentuk spektrum energi tertentu. Apabila radiasi gamma dari sumber radiasi terpancar ke segala arah, intensitas radiasi gamma di suatu titik akan menjadi lemah karena berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber radiasi. Hal ini disebut hukum kuadrat terbalik. Oleh karena intensitas radiasi gamma menjadi lemah berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber radiasi, maka jarak dari sumber radiasi merupakan faktor utama dalam melakukan penahanan. Untuk radiasi gamma yang mempunyai aktivitas 1 Currie, persentase paparan radiasinya pada titik yang berjarak 1 m disingkat rhm (Rontgen per jam pada jarak 1 m), yang disebut juga konstanta gamma.
- 5. Gambar 3. Berkas radiasi sempit Sumber http:// mext-atm.jst.go.jpa Seperti ditunjukkan pada Gambar 1, jika radiasi gamma dengan intensitas tertentu menembus bahan penahan, maka intensitas radiasinya akan berkurang secara eksponensial sebanding dengan tebal bahan penahan. Koefisien pengurangan intensitas radiasi gamma yang berenergi antara 1-3 MeV tidak berubah karena tebal bahan, sehingga dapat dianggap bahwa kemampuan penahanan hanya berkaitan dengan rapat jenis materi. Detektor kelipan inorganik yang sering digunakan untuk spektroskopi adalah kristal tunggal alkali halida seperti NaI. Mekanisme kerja detektor adalah sebagai berikut. Karena NaI merupakan material isolator, maka pita valensi biasanya penuh sedangkan pita konduksi dalam keadaan kosong. Sebuah radiasi dapat mengeksitasi sebuah elektron menyeberangi celah pita dari pita valensi ke pita konduksi. Tetapi elektron ini akan kehilangan energinya dengan memancarkan sebuah photon dan kembali ke pita valensi. Untuk meningkatkan kebolehjadian emisi photon dan mengurangi serapan cahaya oleh kristal, sejumlah kecil material yang dinamakan aktivator ditambahkan ke dalam NaI. Aktivator yang banyak digunakan adalah thalium sehingga detektornya dinamakan NaI(Tl). V. Metodologi Penelitian : a. Alat dan Bahan : Spektroskopi gamma Multi Channel Analyzer (MCA) Detektor NaI(Tl)
- 6. Sumber radiasi Cs-137 dan Co-60 Efisiensi detetor Seperangkat peralatan Geiger Muller Cs-137 Co-60 Penggaris Stopwatch Hukum kuadrat terbalik Satu set Detektor Geiger Muller Counter Power Supply Mistar 6) Co-60 dan Cs-135 Dead Time Detector Geiger Muller Counter (pencacah) Sumber Radio aktif Cs-137 dan Co-60 Stopwatch Mistar b. Cara Kerja : Spektroskopi gamma Menyalakan MCA dan detector NaI(Tl) Menyalakan Komputer Mengatur Skala power dan skala high voltage Mengatur waktu pencacagan Memilih sampel radioaktif sampel radioaktif Melakukan pencacahan Mengamati photopeak Melakukan pengaturan pada skala dan intensitas Melakukan pengamatan terhadap nomor channel photopeak dari sampel radioaktif
- 7. Efisiensi detektor Meyiapkan alat dan bahan yang dipakai. Merangkai alat yang dipakai. Menghubungkan detector dengan PLN. Melakukan cacah latar selama 30 detik. Melakukan pencacahan dengan variasi bahan Radiasi Cs-137 dan Co-60 selama 30 detik. Mencatat hasil pencacahan dan melakukan pencacahan dengan variasi jarak selama 60 detik. Hukum kuadrat terbalik Merangkai rangkaian alat detector Geiger Muller. Menyusun rangkaian alat detector Geiger Muller dengan benar. Menentukan nilai cacah latar detektor. Menentukan nilai cacah dari Co-60 dan Cs-135 dengan memvariasikan nilai jarak. Menentukan hubungan grafik antara jarak kuadrat terbalik dengan nilai pencacahnya. Dead Time VI. 1. Detector GM dioperasikan pada tegangan kerja. Sumber Cs-137 ditempatkan pada jarak tertentu dan dicatat cacahnya . Sumber Co-60 ditempatkan pada jarak yang sama tanpa mengubah kedudukan sumber Cs-137 dan dicatat cacahnya. Sumber Cs-137 diambil dan dicatat cacahnya. Kedua sumber diambil dan dicatat cacah latarnya. Pencacahan dilakukan dengan interval 30 detik sebanyak 10 kali. Data Pengamatan Data Pengamatan Sperktrometri Gamma Channel Cacah latar Cacah Cs-137 Cacah Co-60 Channel Cacah latar Cacah Cs-137 Cacah Co-60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 6 84 92 91 87 86 87 0 0 -6 1154 1444 1528 1524 1449 1394 0 0 -6 1235 1613 1649 1584 1520 1451 129 130 131 132 133 134 135 136 137 17 25 22 16 17 17 11 12 17 -4 -17 -19 1 -5 -7 -2 4 -9 870 801 807 796 812 795 770 762 823
- 11. 2. Efisiensi detektor dan hukum kuadrat terbalik R1=8.5 R2=8 R3=7 R4=6 N0 t cacah latar Co-60 Co-60 Co-60 Co-60 1 30 6 10 13 13 9 2 60 16 23 28 26 26 3 90 24 38 45 42 34 4 120 30 50 64 54 49 5 150 45 70 77 73 67 6 180 55 75 94 86 81 7 210 66 85 106 98 97 8 240 76 95 112 107 110 9 270 90 110 126 125 126 10 300 96 118 136 134 148 R5=5 Co-60 13 32 47 62 78 98 114 134 148 164 R1=8.5 R2=8 N0 t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3. Time 30 60 90 120 150 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 cacah latar 6 16 24 30 45 55 66 76 90 96 R3=7 R4=6 R5=5 Cs-135 33 54 80 95 121 142 170 197 214 239 Cs-135 27 63 83 105 125 155 176 208 232 253 Cs-135 38 74 118 162 192 230 264 291 324 345 Cs-135 44 81 115 144 175 212 254 289 333 372 Cs-135 31 57 79 111 137 165 184 202 231 254 Dead Time Pulsa Cacah Cs Cs 34 0,93 66 1,07 96 1,00 128 1,07 164 1,20 Cs* 0,57 0,73 0,73 0,87 0,70 Pulsa Cacah Co Co 11 0,67 22 0,37 35 0,43 46 0,37 62 0,53 Co* 0,30 0,03 0,17 0,17 0,03 Pulsa Cs + Co 33 61 91 120 144 Cacah Cs + Co 0,90 0,93 1,00 0,97 0,80 (Co+Cs)* 0,53 0,60 0,73 0,77 0,30 Pulsa latar Cacahlatar 6 0,37 16 0,33 24 0,27 30 0,20 45 0,50 dead time 2,47
- 12. 191 0,90 219 0,93 231 0,40 259 0,93 277 0,60 Cs* rata-rata VII. 0,57 0,57 0,07 0,47 0,40 0,567 84 0,73 92 0,27 105 0,43 117 0,40 133 0,53 Co* rata-rata 0,40 -0,10 0,10 -0,07 0,33 0,14 164 0,67 202 1,27 222 0,67 256 1,13 291 1,17 (Co+Cs)* rata-rata 0,33 0,90 0,33 0,67 0,97 0,61 55 66 76 90 96 0,33 0,37 0,33 0,47 0,20 Pembahasan Spektroskopi gamma Dalam percobaan ini ingin mengetahui spektrum pancaran sinar gamma yang dikeluarkan oleh sebuah sumber Co-60 dan Cs-137. Alat yang digunakan untuk praktikum kali ini adalah detektor NaI(Tl) dengan output MCA (Multi Channel Analyzer). Spektrum pancaran sinar gamma langsung terlihat saat praktikum, di tampakkan dalam Multi Channel Analyzer. Tetapi karena data tersebut tidak dapat disimpan maka harus di buat ulang grafik antar intensitas dan channel yang di dapat pada percobaan yang ada. 2000 Hubungan Channel dan Intensitas Co-60 1500 Intensitas 180 210 240 270 300 1000 500 0 0 -500 50 100 150 200 250 300 Channel Gambar 1 Hubungan Channel dan Intensitas Co-60 Dalam grafik yang pertama digambarkan hubungan antara channel dan intensitas dari Co-60. Hasilnya adalah seperti yang sudah digambarkan, pada lingkaran merah terdapat intensitas yang diakibatkan oleh efek Compton dan diakhiri dengan Compton edge. Setelah itu terdapat puncak-puncak kembali itu adalah foto Peak. Foto Peak terjadi karena puncak tersebut terbentuk akibat cahaya. Atau akibat efek foto listrik. Di dalam grafik Co-60 ada dua puncak.
- 13. Intensitas Hubungan Channel dan Intensitas Cc-137 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -500 0 50 100 150 Channel 200 250 300 Gambar 2 Hubungan Channel dan Intensitas Cs-137 Sementara pada Cs-137 hasilnya juga sama. Dalam lingkar merah juga terdapat sama seperti grafik Co60 yaitu yang diakibatkan oleh efek Compton. Yang kedua juga sama yaitu lingkar biru terjadi karena efek foto listrik. Tetapi pada Cs-137 hanya terdapat 1 puncak. Efisiensi detektor Efisiensi detektor merupakan tingkat keakuratan dari suatu alat untuk mendeteksi aktivitas radiasi yang dikeluarkan oleh radioisotope. Dan dalam percobaan ini akan dihitung nilai efisiensi dari sebuah detector Giger Muller, Dan sebelum dibahas lebih lanjut berikut ini adalah spesifikasi untuk detector yang akan dicari nilai efisiensinya. 1) Merk : PHYWE 2) Order : 13603 93 3) Tipe : digitalzähler 6-dekaden 4) No.Serial : 449800028733 5) Teg. utama : 230 V 6) Rating daya : 20VA 7) Fuse :M0,2A Pada percobaan ini akan digunakan dua buah radioisotope yakni Co-60 dan Cs-137. Dimana hasil cacahan yang akan di deteksi oleh detector untuk kedua radioisotope tersebut berbeda. Adapun untuk mencari nilai efisiensi dari detector ini adalah dengan menentukan besaran yang berkaitan. Dari percobaan ini akan didapatkan beberapa besaran yakni jumlah
- 14. cacahan radiasi terhadap sumber dan latar, waktu cacahan, dan variasi jarak radioisotope terhadap detector. Dan besaran yang sudah diketahui dari sumber adalah waktu paruh dari kedua sumebr radiasi (radioisotope) serta waktu pembuatan radioisotope tersebut. Langkah pertama dari penentuan efisiensi ini adalah dengan cara melakukan cacah latar, atau pencacahan detector terhadap aktivitas radiasi dari alam, dimana pencacahan ini dilakukan selama 300 sekon dengan range 30 sekon, sehingga didapatkan data sebanyak sepuluh buah. Kemudian dilakukan pencacahan terhadap sumber radiasi Co-60, dimana meknisme pengambilan data untuk pencacahan terhadap sumber ini sama seperti cacah latar, namun pada step ini dilakukan variasi jarak sebanyak 5 kali yakni 8,5cm ; 8cm ; 7 cm; 6 cm; 5 cm, serta detector Geiger Muller ini diarahkan pada sumebr radiasi. Begitu pula pada saat melakukan pencacahan terhadapa sumber radiasi Cs-137, langkah yang dilakukan untuk mencacah aktivitas radiasinya sama seperti langkah yang dilakukan untuk mencacah aktivitas radiasi Co-60. Adapun tujuan dari melakukan pencacahan latar adalah untuk menentukan jumlah cacahan bersih dari sumber radiasi Cs-137 dan Co-60, dengan cara mengurangkan jumlah cacahan pada waktu yang sama antara sumber radiasi dan cacah latar. Sehingga akan didapatkan Aktivitas radiasi (cacahan) yang tidak tercampur oleh radiasi alam. Dimana untuk menentukan Aktivitas radiasi dari radioisotope digunakan persamaan Rt merupakan aktivitas radiasi dari suatu radioisotope pada saat ini (aktivitas yang tersisa), sedangkan Ro merupakan aktivitas awal, dimana dalam percobaan ini aktivitas awal dari radioisotope tersebut didapatkan dengan melakukan rata-rata terhadap hasil pengurangan antara cacah radioisotope dengan cacah latar per 30 sekon,t merupakan tahun dilakukannya praktikum. Dan informasi waktu paruh dari kedua radioisotope tersebut adalah, untuk Cs-137 memiliki waktu paruh selama 31,37 tahun sedangkan Co-60 memiliki waktu paruh 5,3 tahun. Untuk menghitung efisiensi dari detector digunakan persamaan x 100 % Dimana dari perhitungan yang dilakukan didapatkan nilai efisiensi detector dengan sumber raiosiotop Co-60 Co-60 η (%) 0.085 0.00569106 0.008 0.01056911 0.007 0.01056911 0.006 0.01382114 0.005 0.01869919 Jika dilihat dari hasil yang didapatkan diatas nilai efisiensi dari suatu detetkor untuk sumber radiasi memiliki efisiensi tertinggi pada saat jarak antara sumber radiasi dan detector 0,005m dengan nilaiefisiensi sebesar 0.01869919 % dan efisiensi terendah pada jarak 0,085 dengan efisiensinya hanya sebesar 0.00569106%. Jarak(m)
- 15. Sedangkan untuk sumber radiasi Cs -137 nilai efisiensi yang didapatkan dari perhitungan adalah Cs-137 η (%) 0.085 0.00058 0.008 0.00064 0.007 0.00063 0.006 0.001 0.005 0.00111 Nilai efisiensi dari sumber radiasi Cs-137 juga menunjukkan hal yang sama seperti efisiensi dengan sumber Co-60 yakni nilai efisiensi terbesar terjadi pada saat jarak antara sumber radiasi dan detector semakin dekat, hal ini dikarenakan aktivitas radiasi dari suatu radioisotope yang ditangkap oleh detektor akan semakin banyak jika jarak anatara keduanya semakin dekat, dan apabila jarak antara keduanya semakin jauh maka intensitas radiasi akan semakin kecil dikarenakan radiasi tersebut akan tersebar ke lingkungan sebelum terdeteksi oleh detector. Jarak(m) Hukum Kuadrat Terbalik Pada percobaan Geiger Muller kali ini bertujuan untuk menentukan hubungan antara jarak kuadrat terbalik dengan nilai pencacahan dari suatu detector yang dapat dihubungkan dengan metode grafik hubungan antara 1/r2 untuk jarak kuadrat terbalik dan N untuk nilai pencacah).Alat dan bahan yang digunakan untuk praktikum kali ini adalah satu set detector Geiger Muller digunakan untuk mendeteksi suatu radiasi ionisasi seperti alfa dan beta,serta dapat menentukan nilai cacah latar dan nilai cacah untuk Co-60 dan Cs-135 dengan memvariasikan nilai jarak,Power Supply digunakan untuk menjalankan sumber tegangan dari suatu detector,mistar digunakan untuk mengukur jarak dari percobaan detector Co-60 dan Cs-135,dari hasil data praktikum ini dari percobaan detector Co-60 dan detector Cs-135 dapat diolah menjadi bentuk hubungan grafik antara kuadrat jarak terbalik dengan nilai pencacahnya , dimana kuadrat jarak terbalik sebagai abisis (sebagai sumbu x ) dan nilai pencacah sebagai ordinat (sebagai sumbu y), untuk nilai jarak ( r ) dapat ditentukan dari nilai variasi jarak dari suatu detector Co-60 dan detector Cs-135 dengan menggunakan mistar secara langsung sebanyak 5 variasi dan dapat menentukan nilai pencacah ( n ) yang dapat diperoleh dari pengamatan nilai keluaran suatu detector yang dilakukan sebanyak 10 kali untuk data pencacahan suatu detector yang terbaca,dimana dari setiap nilai pencacah detector dihitung selama 30 detik.Setelah 30 detik bisa mencatat nilai cacahnya yang terbaca dari detector tersebut dan melakukan percobaan untuk nilai cacah sebanyak 10 data.Nilai cacah detector yang didapat 10 data dapat dihitung nilai rata – ratanya dari setiap variasi jarak yang didapat 5 data dan dapat diolah menjadi data untuk kuadrat jarak terbalik dengan nilai pencacah rata-rata detector pada detector Co-60 dan Cs-135.Dari data tersebut dapat dibuat hubungan grafik antara jarak kuadrat terbalik dengan nilai pencacahnya,dimana jarak kuadrat terbalik sebagai (x) dan nilai pencacahnya sebagai (y). 1) Grafik hubungan antara 1/r2 dengan N untuk detector Co-60 :
- 16. Grafik Hubungan I dan 1/r2 I ( itensitas) (imf) 100 80 60 y = 1.783x + 50.57 R² = 0.568 40 20 0 0 5 10 15 20 25 1/r2 (m-2 ) Dari grafik di atas tampak terlihat jelas bahwa untuk grafik detector Co-60 garis biru dari data percobaan menunjukkan bahwa garis tersebut tidak linier, maka garis yang tidak beraturan tersebut dapat ditentukan nilai pendekatan dengan regresi linier dimana persamaan liniernya adalah y = 1,783x + 50,57 dengan nilai R2 = 0,568. Ini menunjukkan bahwa Rn sebanding dengan nilai kuadrat jarak terbalik atau 1/r2 dengan nilai factor pengalinya adalah 1,783 2) Grafik hubungan antara 1/r2 dengan N untuk detector Cs-135 : Grafik Hubungan I dan 1/r2 I ( itensitas) (imf) 250 y = 9.186x + 27.39 R² = 0.81 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 1/r2 (m-2 ) Dari grafik di atas tampak terlihat jelas bahwa untuk grafik detector Cs-135 garis biru dari data percobaan juga sama seperti grafik detector Co-60 garis juga tidak linier, maka dapat ditentukan nilai pendekatan dengan regresi linier dimana persamaan liniernya adalah y = 9,186x + 27,39 dengan nilai R2 = 0,81. Hal Ini menunjukkan bahwa Rn sebanding dengan nilai kuadrat jarak terbalik atau 1/r2 dengan nilai factor pengalinya adalah 9,186 Dari kedua grafik tersebut baik detector Co-60 dan Cs-135, menunjukkan kedua grafik semakin besar kuadrat jarak terbalik dari data percobaan tersebut dan semakin cepat nilai pencacah dari suatu detektor
- 17. Dead Time Radiasi dapat dideteksi dengan satu detektor. Prosesnya adalah dengan mengubah radiasi tersebut menjadi pulsa-pulsa listrik sehingga saat satu sumber radiasi diukur radiasinya, manusia dapat membaca dengan pengubahan radiasi tersebut menjadi pulsa listrik dan ditampakkan dengan bahasa manusia yang bisa dimengerti. Tetapi dalam proses pengubahan tersebut terdapat selang waktu yang disebut deadtime. Untuk mengukur deadtime tersebut diperlukan praktikum ini. Yang akan dikukur deadtime-nya adalah detektor Geiger Muller. Sumber yang digunakan adalah dengan mengukur radiasi dari Co-60 dan Cs-137. Cara kerjanya adalah mengukur pulsa latar terlebih dahulu, kemudian mengukur pulsa dari satu sumber, selanjutnya adalah mengukur dua sumber sekaligus, dan yang terakhir mengukur sebuah sumber yang belum diukur tadi. Dalam pengukuran cacah latar tersebut digunakan untuk mengukur radiasi di alam terbuka tanpa suatu sumber. Dalam pengukuran ini pulsa diukur setiap 30 detik sekali. Pulsa diukur dari detik ke 30 sampai ke 300, dan dari data tersebut didapatkan 10 data. Pengukuran ini dilakukan pertama kali karena pada saat itulah keadaan di tempat tersebut belum terpengaruh dengan sumber radiasi lain. Langkah selanjutnya adalah pengukuran cacah untuk sumber Co-60. Dalam pengukuran ini sama dengan pengukuran cacah latar, tetapi terdapat suatu sumber yang diletakkan di depan detektor. Data yang diambil dari detik ke 30 sampai 300. Dengan selang waktu 30 detik sehingga mendapatkan 10 data. Data yang didapat dari detektor tidaklah murni dari Co-60. Terdapat cacah pulsa yang disebabkan oleh radiasi yang dari alam adu sumber yang cacahnya tadi telah diukur sehingga pada saat pengolahan data dalam cacahnya setiap sumber radiasi sesal dikurangi oleh cacah latar. Dilanjutkan ke dua sumber radiasi, untuk dua sumber ini hanya disusun sehingga sumber Co-60 dan Cs-137 dapat bergabung, dan didapatkan cacah tiap 30 detiknya. Hasil yang didapatkan ini 10 data seperti hasil yang sebelumnya. Selanjutnya adalah pengukuran dengan sumber Cs-137 sama dengan pengukuran yang lainnya, pengukuran ini diambil 10 data. Dari detektor Geiger Muller tersebut yang ditampilkan adalah pulsa bukan cacah. Perlu diingatkan lagi bahwa pulsa bersifat kontinu sebaliknya cacah bersifat diskrit sehingga bisa dibedakan antara cacah dan pulsa, dengan kata lain cacah radiasi berdasarkan waktu sesaat. Diingatkan pula bahwa dalam pengukuran sebuah sumber juga selalu pulsa sumber dikurangi dengan pulsa cacah latar sehingga pulsa murni dari sumber dapat dilihat. Untuk hasil yang didapat dapat dilihat bahwa yang dicetak kuning adalah pulsa dari masing-masing sumber kemudian untuk cacah adalah pulsa dibagi dengan waktu yang dibutuhkan kemudian untuk sumber* adalah jumlah cacah sumber murni tanpa dipengaruhi oleh cacah latar dari alam.
- 18. Pulsa Cacah Cs* Co Co 0,57 11 0,67 0,73 22 0,37 0,73 35 0,43 0,87 46 0,37 0,70 62 0,53 0,57 84 0,73 0,57 92 0,27 0,07 105 0,43 0,47 117 0,40 0,40 133 0,53 0,567 Co* rata-rata Co* 0,30 0,03 0,17 0,17 0,03 0,40 -0,10 0,10 -0,07 0,33 0,14 Pulsa Cacah Cs + Co Cs + Co 33 0,90 61 0,93 91 1,00 120 0,97 144 0,80 164 0,67 202 1,27 222 0,67 256 1,13 291 1,17 (Co+Cs)* rata-rata Pulsa (Co+Cs)* latar 0,53 6 0,60 16 0,73 24 0,77 30 0,30 45 0,33 55 0,90 66 0,33 76 0,67 90 0,97 96 0,61 dead Cacahlatar time 0,37 0,33 0,27 0,20 0,50 0,33 2,47 0,37 0,33 0,47 0,20 Untuk mengukur deadtime dapat digunakan persamaan : Dead Time = Dead Time sudah ditemukan dengan persamaan tersebut sehingga dapat disimpulkan bahwa selang waktu yang dibutuhkan oleh detektor Geiger Muller Leybold Didactic GMBH 57548, Waooo11422 yang dibuat oleh Jerman ini adalah 2,47 detik. VIII. Kesimpulan Spektroskopi gamma Hubungan Channel dan Intensitas 2000 Co-60 1500 Intensitas Time 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Pulsa Cacah Cs Cs 34 0,93 66 1,07 96 1,00 128 1,07 164 1,20 191 0,90 219 0,93 231 0,40 259 0,93 277 0,60 Cs* rata-rata 1000 500 0 -500 0 50 100 150 Channel 200 250 300
- 19. Hubungan Channel dan Intensitas Cc-137 5000 Intensitas 4000 3000 2000 1000 0 -1000 0 50 100 150 Channel 200 250 300 Efisiensi detektor Efisiensi dalam hal ini berarti kuantitas yang menyatakan fraksi parikel radiasi yang tercacah oleh detector. Dimana nilai dari efisiensi tersebut akan semakin besar disaat jarak antara detector dan sumber radiasi semain dekat, dan nilai efisiensi akan semakin kecil disaat jarak anatara detektor dan sumber radiasi semakin menjauh. Jarak(m) 0.085 0.008 0.007 0.006 0.005 Jarak(m) Cs-137 Co-60 η (%) η (%) 0.00569106 0.085 0.00058 0.01056911 0.008 0.00064 0.01056911 0.007 0.00063 0.01382114 0.006 0.001 0.01869919 0.005 0.00111 Hukum Kuadrat Terbalik Dari kedua grafik tersebut baik detector Co-60 dan Cs-135, menunjukkan kedua grafik semakin besar kuadrat jarak terbalik dari data percobaan tersebut dan semakin cepat nilai pencacah dari suatu detector. Dead Time Dead time dari detektor Geiger Muller adalah 2,47 detik.
- 20. IX. Daftar Pustaka Irwan, Dimas. 2002. Karakteristik Detektor Proporsional 4. Jurusan Fisika FMIPA UNS. Suparno,dkk. 2011.Petunjuk Praktikum ADPR “Detektor Geiger Muller”.Yogyakarta:STTNBATAN Beiser, A. 1983. Konsep Fisika Modern. Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/Pengukuran_Radiasi/Pencacah_05.html http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.html