desain sistem elektrodeposisi untuk sumber
TRANSCRIPT
DESAIN SISTEM ELEKTRODEPOSISI
UNTUK SUMBER RADIOAKTIF
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh
ADE MAWADAH
103097029830
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2008 M/ 1429 H
PENGESAHAN UJIAN
Skripsi ini berjudul “ Desain Sistem Elektrodeposisi Untuk Sumber
Radioaktif ” yang ditulis oleh Ade Mawadah, NIM 103097029830 telah diuji dan
dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada Tanggal 24 Juni 2008.
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
strata satu (S1) program studi Fisika.
Menyetujui;
Penguji 1 Penguji 2
Edi Sanjaya, M.Si Arif Tjahjono, ST, M. Si
NIP. 150 321 586 NIP.150
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Drs. Gatot Wurdiyanto, M.Eng Ambran Hartono, M.Si
NIP . 330 002 637 NIP. 150 321 588
Mengetahui;
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Fisika
DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis Drs. Sutrisno, M.Si
NIP. 150 317 956 NIP. 120 129 109
PERNYATAAN
DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR HASIL
KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI
ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA
MANAPUN.
Jakarta, Juni 2008
Ade Mawadah
103097029830
i
‘ KATA MUTIARA ’
Raihlah Ilmu,,,
dan untuk meraih ilmu
belajarlah dengan
tenang dan sabar.
[Umar bin Khattab}
ABSTRAK
DESAIN SISTEM ELEKTRODEPOSISI UNTUK SUMBER
RADIOAKTIF. Telah dibuat desain sistem elektrodeposisi untuk sumber
radioaktif. Sistem ini diperlukan untuk membuat sumber standar radioaktif bentuk
luasan yang disiapkan dengan metode elektroplating. Prinsip dasar desain ini
menggunakan metode elektroplating logam pada suatu material. Sumber
radioaktif yang akan dilapis pada suatu penyangga sumber adalah pemancar beta
Sr-90 dan pemancar alpha Am-241. Sumber yang dibuat sebanyak 5 buah ( Sr-90
dan Am-241). Pengujian sistem ini dilakukan dengan mengukur hasil proses
elektrodeposisi menggunakan detektor XETEX 560 A. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa sistem tersebut yang telah dibuat dengan metode ini dapat
berfungsi dengan baik. Dari hasil ini diharapkan dapat memenuhi akan sumber standar dalam negeri.
ii
ABSTRACT
THE DESIGN OF ELECTRODEPOSITION SYSTEM, FOR
RADIOACTION SOURCE. The design of electrodeposition has been made
for radioctive source the system needed to make source of radioactivity
standard angle blocks of form area which prepared with method
electroplating . The basic principle of the design applies electroplating
metal method at one particular material. The radioactive source will be
endued to a particular buffer of beta transitter Sr-90 and alpha transitter
Am-241. the source will be made as many as 5 units (Sr-90 and Am-241).
The trial of this system is done by measure the result of electrodeposition
process using XETEX 560 A detector. The measuring result shows that the system which has been made with this method can function well. From the
result expected can fulfill the source of domestic standard.
iii
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah, segala puji serta syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Desain
Sistem Elektrodeposisi Untuk Sumber Radioaktif ”.
Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat kelulusan di
dalam menyelesaikan program S1 jurusan Fisika Instrumentasi pada Universitas
Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, dan skripsi ini merupakan hasil dari apa
yang di dapat dari hasil lapangan di Laboratorium standardisasi PTKMR-BATAN
Pasar Jumat Jakarta.
Menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam
penulisan tugas akhir ini yang disebabkan keterbatasan akan pengetahuan penulis.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M. Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi
2. Dr. Sutrisno, M.Si selaku Ketua prodi Fisika UIN Jakarta
3. Drs.Gatot Wurdiyanto, M.Eng selaku dosen pembimbing I dan kepala
Lab.Standardisasi PTKMR-BATAN Pasar Jumat Jakarta yang telah
mengizinkan penulis melakukan penelitian dan banyak memberikan masukan
ilmu dan saran bagi penulis dengan kesabarannya.
4. Bapak Ambran Hartono, M.Si selaku Dosen Pembimbing II di Jurusan Fisika
yang telah memberikan sumber ilmu selama kuliah sampai selesainya skripsi
ini.
5. Bapak Arif Tjahjono,ST.M.Si dan Pak Edi Sanjaya,M.Si selaku dosen Fisika.
6. Bapak Holnisar, Bpk Wijono, Bpk Hermawan, Mas Agung, dan Ibu Rosdiani
yang juga telah membantu dan menemani penulis dalam penelitian dan
penyusunan sehingga dapat terselesaikan tugas akhir ini, terima kasih banyak
semuanya,,,
iv
7. Yang tak pernah aku lupa adalah kepada Allah SWT, kedua orang tuaku yang
telah banyak memberikan dorongan baik moril maupun materil yang tidak
terkira juga semangat dan dorongan yang tak henti, skripsi ini adalah bukti
janjiku.
8. Kepada sahabat-sahabatkuku angkatan 2003 fisika, nengsih partner TA ku,
sari, iin, nia, nanank, dan semua sahabatku yang tak dapat kusebutkan.
9. Terima kasih kepada teteh umi, k’ jamal, wafiq keponakanku, k’ wahyu, nden,
juga k’ yusuf atas support dan do’a agar terus semangat…!spirit, confidance
and smile…
10. Dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.
Tidak ada sesuatu yang sempurna, begitu juga dengan skripsi ini, oleh karena
itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk skripsi yang
akan datang, semoga skripsi ini berguna bagi penulis khususnya dan bagi
pembaca pada umumnya, sehingga dapat memberikan masukan dan sumber ilmu
bagi kita semua.
Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat kepada kita semua.
Wassalaamu’alaikum Wr.Wb.
Jakarta, 24 Juni 2008
Penulis
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN UJIAN
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................. i
ABSTRAK ........................................................................................................ ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2. Perumusan masalah .................................................................................. 3
1.3. Batasan masalah ................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5
2.1. Pengertian Elektroplating .......................................................................... 5
2.2. Dasar Elektroplating Perak ....................................................................... 6
2.2.1. Sistem bak ...................................................................................... 7
2.2.2. Hukum faraday ................................................................................. 9
3.1. Karakteristik Baja Stainless ..................................................................... 10
3.2. Radioaktivitas ............................................................................... 11
2.4.1. Aktivitas Zat Radioaktif ................................................................... 12
2.4.2. Radiasi Hasil Peluruhan Inti ............................................................. 13
2.4.3. Karakteristik Sumber Radiasi dari Radioanuklida ........................... 16
vi
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 20
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 20
3.2. Prosedur Kerja ............................................................................... 20
3.2.1. Peralatan ............................................................................................. 20
3.2.2. Bahan ................................................................................................. 20
3.2.3. Cara kerja ........................................................................................... 21
3.3. Pengujian ................................................................................................... 26
3.4. Pengolahan Data .............................................................................. 27
3.4.1. Data .................................................................................................... 27
3.4.2. Hasil Perhitungan ............................................................................... 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 29
4.1. Hasil Desain Sumber Radioaktif Dengan cara elektroplating ................... 29
4.2. Pengukuran Aktivitas ................................................................................ 38
4.3. Hasil Perhitungan dan Pengolahan Data ................................................... 39
BAB V PENUTUP ............................................................................................ 41
5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 41
5.2. Saran ..................................................................................................... 41
DAFTAR ACUAN ............................................................................................ 42
LAMPIRAN ...................................................................................................... 43
vii
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1 Bagan peluruhan Strontium-90 ..................................... 15
2. Gambar 2.2 Bagan peluruhan Americium-241 ..................................... 15
3. Gambar 3.1 Peralatan penunjang elektroplating zat radioaktif ............... 21
4. Gambar 3.2 Skematik prosedur standar proses elektroplating ................ 25
5. Gambar 3.3 Alat ukur radiasi XETEX 560 A ..................................... 27
6. Gambar 4.1 Desain sistem elektroplating zat radioaktif ........................ 28
7. Gambar 4.2 Bagan sistem elektroplating ..................................... 29
8. Gambar 4.3 Hasil elektroplating sumber radioaktif ............................... 30
viii
DAFTAR TABEL
1. Tabel 4.1 Data hasil pengukuran Sr-90 ................................................. 31
2. Tabel 4.2 Data Background ................................................................. 32
3. Tabel 4.3 Hasil koreksi terhadap Background ...................................... 32
4. Tabel 4.4 Hasil pengukuran aktivitas sampel ........................................ 33
5. Tabel 4.5 Data hasil pengukuran Am-241 ............................................ 33
6. Tabel 4.6 Data Background .................................................................. 34
7. Tabel 4.7 Hasil koreksi terhadap Background ...................................... 34
8. Tabel 4.8 Hasil pengukuran aktivitas sampel ....................................... 35
9. Tabel 4.4.1 Aktivitas sumber standar pada saat pengukuran ................ 39
10. Tabel 4.4.2 hasil pengukuran Aktivitas Sampel .................................... 40
ix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 ............................................................................................. 43
1. Data cacah Sr-90 (elektrodeposisi) ....................................................... 43
2. Hasil perhitungan Sr-90 ........................................................................ 45
LAMPIRAN 2 ............................................................................................. 48
1. Data cacah Am-241(elektrodeposisi) .................................................... 48
2. Hasil perhitungan Am-241 .................................................................... 49
LAMPIRAN 3 ............................................................................................. 52
1. Gambar Power Supply DC.................................................................... 52
x
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1. Latar Belakang
Industri logam di Indonesia saat ini maju dengan sangat pesat,
termasuk berbagai alat pendukungnya. Untuk menjaga ketahanan logam
terhadap korosi dan karat, demi efisien biaya namun dengan kualitas yang
baik dan tetap menarik, sistem elektroplating sangat tepat dikemukakan.
Oleh karena itu, harus dilakukan upaya peningkatan kualitas produk
tersebut, misalnya dengan penerapan teknologi pelapisan krom
(electroplating) sehingga dapat mencegah terjadinya korosi dan juga dapat
memperbaiki penampilan produk. Perangkat peradaban dan kesejahteraan
yang semakin canggih telah menghasilkan banyak hal bagi umat manusia.
Salah satu industri yang bergerak dalam bidang pengerjaan akhir yang
berkaitan untuk meningkatkan penampilan barang produksi dan logam
adalah industri elektroplating.
Pada dasarnya teknik pelapisan logam, electroplating, bertujuan untuk
melapisi logam agar tahan terhadap karat dan juga untuk menambah nilai
keindahannya. Pelapisan logam dapat berupa lapis seng atau zink, perak,
emas, tembaga, nickel, galfanis, chrome atau krom.
Standardisasi pada Pusat Teknologi Keselamatan Radiasi dan
Metrologi Radiasi ( PTKMR ) - BATAN Pasar Jumat - Jakarta, mempunyai
program mengembangkan pembuatan sumber standar radioaktif dengan
metode elektroplating, terutama untuk sumber radioaktif pemancar beta dan
1
alpha. Sumber standar radioaktif jenis lain banyak digunakan dalam bidang
industri untuk mengkalibrasi alat ukur radiasi maupun sebagai perangkat
Quality Control (kendali mutu). Pengembangan metode ini perlu dilakukan
untuk melepaskan diri dari ketergantungan pada produk luar dan pada
desain ini yang dibutuhkan adalah sumber standar bentuk luasan yang
dipreparasi dengan cara elektroplating. Selain itu sumber standar yang
disiapkan dengan metode ini harganya sangat mahal, sehingga akan
mempengaruhi perekonomian dalam negeri. Untuk itu perlu mendesain
sistem elektroplating sendiri. Bahan penyangga yang dipilih adalah logam
platina yang digunakan sebagai anoda tak larut dan tidak mudah korosi.
Sebagai bahan pelapis adalah sumber radioaktif Sr-90 dan Am-241.
Sr-90 dan Am-241 perlu diproses secara elektroplating agar bahan
radioaktif Sr-90 dan Am-241 dapat melekat secara kompak atau solid dan
tidak lepas, sehingga penggunaannya lebih efektif dan efisien. Penyiapan
sampel radioaktif dengan proses elektroplating memungkinkan zat
radioaktif digunakan tanpa pelapisan lagi. Kemampuan untuk membuat
sumber standar radioaktif yang dipreparasi dengan cara elektroplating
diharapkan dapat memenuhi kebutuhan akan sumber standar dalam negeri.
Berdasarkan latar belakang seperti di atas, penulis melakukan
penelitian dan dituangkan dalam skripsi ini dengan judul “ DESAIN
SISTEM ELEKTRODEPOSISI UNTUK SUMBER RADIOAKTIF “. Dari
desain ini diharapkan kita mampu membuat sumber standar radioaktif yang
disiapkan dengan metode elektrodeposisi.
2
1. 2. Perumusan Masalah
Kita membutuhkan sumber standar bentuk luasan yang dipreparasi
dengan cara elektroplating. Sumber standar ini bila beli di luar negeri
harganya mahal untuk itu perlu dibuat sendiri dengan mendesain sistem
elektroplating.
1. 3. Batasan Masalah
Pada penelitian ini dibatasi bagaimana mendesain dan membuat sistem
elektrodeposisi untuk sumber radioaktif, melakukan proses elektroplating
dengan sumber standar radioaktif Sr-90 dan Am-241 dan menguji
menggunakan alat ukur radiasi XETEX 560A.
1. 4. Tujuan Penelitian
1. Mendesain sistem elektroplating.
2. Mempelajari proses elektroplating dengan sumber standar radioaktif Sr-
90 dan Am-241 dengan menggunakan alat ukur radiasi XETEX 560A.
1. 5. Manfaat Penelitian
1. Mampu membuat sumber standar radiasi yang diproses secara
elektroplating secara mandiri.
2. Memenuhi kebutuhan akan sumber standar bentuk luasan.
3
1. 6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari lima bab, yang meliputi :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini penulis menerangkan latar belakang,
perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini penulis menguraikan tentang pengertian
Elektroplating, Dasar Elektroplating Perak, Karakteristik
Baja Stainless, Radioaktivitas.
BAB III : METODE PENELITIAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai waktu dan tempat
penelitian, prosedur kerja, pengujian dan pengolahan data.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai proses pembuatan
elektroplating, serta proses elektroplating dengan sumber
standar radioaktif Sr-90 dan Am-241.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai kesimpulan dan saran
dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. Pengertian Elektroplating
Teknologi elektroplating pertama kali diperkenalkan oleh ahli kimia
dari Italia bernama Luigi V. Brugnatelli pada tahun 1805. Beliau
memperkenalkannya melalui keberhasilan penemuannya pada pelapisan emas
dengan menggunakan arus listrik. Teknologi elektroplating tersebut kemudian
dikembangkan dan menghasilkan patent tentang elektroplating perak dengan
menggunakan bahan potassium cyanide. Patent tersebut merupakan hasil
kolaborasi antara Henry & George Elkington dengan John Wright pada tahun
1840.
Elektroplating adalah pelapisan logam dengan menggunakan bantuan
arus listrik dan senyawa tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke
logam yang dilapis. Cara pelapisan ini memerlukan arus listrik searah. Bila
listrik mengalir antara dua elektroda (anoda & katoda) di dalam larutan
konduktor/ larutan elektrolit, maka akan terjadi reaksi kimia pada permukaan
elektroda tersebut. Pada sistem demikian, bila diberi tegangan atau beda
potensial, ion-ion bergerak menuju elektroda. Kation bergerak menuju katoda
dan anion bergerak menuju anoda. Masing-masing mempunyai laju khas
(konduktivitas ion individu). Konduktivitas total larutan tertentu merupakan
penjumlahan dan konduktivitas ion individu segenap ion yang dikandungnya.
5
Basis utama kinetika elektroplating adalah Hukum Faraday, yaitu
jumlah total perubahan kimia pada elektroda (akibat arus) sebanding dengan
jumlah arus yang lewat. Pada proses ini yang perlu diperhatikan adalah
jumlah zat radioaktif yang terdeposisi pada katoda atau yang lenyap dari
anoda. Namun demikian yang lebih perlu diperhatikan, bukan mencari berat
total zat radioaktif yang terdeposisi pada katoda, melainkan tebal dan
distribusi endapan pada katoda. Dengan demikian yang terpenting bukan arus
total melainkan rapat arus. Dalam praktek, luas permukaan yang nampak
dianggap sama dengan luas sebenarnya, kecuali bila katodanya sangat kasar.
2. 2. Dasar Elektroplating
Proses elektroplating dilaksanakan dalam sebuah sistem bak yang
terdiri atas komponen/ peralatan utama berupa : bak elektroplating, larutan
elektrolit, anoda, katoda dan power supply. Selain itu, dibutuhkan juga
peralatan pendukung untuk mengaduk larutan agar tercapai distribusi suhu,
dan konsentrasi yang merata, meningkatkan suhu larutan, menyaring kotoran
yang ada di dalam larutan, dll.
Sebelum proses elektroplating dilakukan, perlu terlebih dahulu
Beberapa parameter operasi yang harus ditentukan adalah lamanya proses
elektroplating berlangsung dan besarnya arus listrik searah yang harus
dialirkan. Secara teoritis, parameter operasi proses elektroplating dapat
ditentukan dengan menggunakan hukum Faraday.
6
2. 2. 1. Sistem Bak
Susunan sistem elektroplating terdiri atas bak elektroplating, larutan
elektrolit, anoda, katoda dan power supply.
a. Power supply DC
Power supply DC adalah alat yang dibutuhkan untuk menghasilkan
arus dan tegangan searah (Direct Current/ DC). Besarnya arus DC yang
dialirkan dapat diukur dengan menggunakan amperemeter sedangkan
untuk mengukur besarnya tegangan DC digunakan voltmeter. Besarnya
arus dan tegangan DC yang dialirkan harus disesuaikan dengan kondisi
operasi yang dibutuhkan agar reaksi pelapisan dapat berlangsung dengan
baik. Jenis power supply DC yang dapat digunakan adalah baterai, aki,
motor generator atau rectifier. Dari beberapa jenis power supply DC
tersebut, rectifier merupakan jenis power supply DC yang paling banyak
digunakan dalam aplikasi elektroplating. Syarat sebuah rectifier agar dapat
digunakan sebagai power supply DC pada proses elektroplating adalah
mempunyai ripple arus keluaran kurang dari 5%. Parameter lain yang juga
perlu menjadi bahan pertimbangan dalam memilih rectifier adalah
besarnya input dan output, efisiensi, tingkat kemudahan dalam
mengoperasikannya, ketahanan alat tersebut dari lingkungan elektroplating
yang cenderung korosif serta harga yang ditawarkan.
b. Larutan elektrolit
Larutan elektrolit adalah media penghantar listrik antara anoda dan
katoda yang didalamnya terkandung ion logam yang akan dilapiskan.
7
Seperti halnya pada larutan elektrolit untuk elektroplating perak harus
mengandung ion logam perak, bahan pembentuk senyawa serta bahan
senyawa kompleks.
c. Anoda
Anoda adalah elektroda yang akan dihubungkan pada kutub positif
pada power supply DC. Reaksi kimia yang terjadi pada anoda adalah
reaksi reduksi. Pada praktek penelitian ini bahan baku anoda untuk
elektroplating yang dipilih adalah anoda tak larut.
Anoda tak larut ( insoluble anode). Anoda tak larut adalah jenis anoda
yang tidak akan larut jika digunakan di dalam larutan elektrolit selama
proses elektroplating berlangsung. Jenis logam yang dapat digunakan
sebagai anoda tak larut adalah baja anti karat (stainless steel) atau platina.
Misalnya pada praktek elektroplating perak digunakan anoda tak larut
maka konsentrasi ion perak pada larutan elektrolit akan semakin berkurang
seiring dengan berlangsungnya proses elektroplating perak, maka perlu
dilakukan penambahan potassium silver cyanide.
d. Katoda
Katoda adalah elektroda yang akan dihubungkan pada kutub negatif
pada power supply DC. Yang menempati posisi sebagai katoda adalah
benda yang akan dilapis.
e. Bak elektroplating
Bak elektroplating merupakan tempat larutan elektrolit, anoda dan
katoda berada. Bahan baku bak elektroplating harus tahan terhadap bahan
8
kimia yang mengandung cyanide. Contohnya pada bahan baku bak
elektroplating perak yang dapat digunakan adalah PVC, polythene,
polypropylene, baja yang dilapisi hard rubber atau baja yang dilapisi
timbal. Desain konstruksi bak elektroplating harus mempertimbangkan
volume larutan, jarak ideal antara anoda dan katoda serta peralatan
pendukungnya yang akan ditampung.
2. 2. 2. Hukum Faraday
Hukum Faraday merupakan salah satu hukum yang berhubungan
dengan proses elektroplating yang menyatakan bahwa dengan adanya arus
yang mengalir dalam larutan elektrolit maka terjadilah gerakan ion dan
penetralan ion. Hubungan antara jumlah arus listrik yang mengalir dengan
jumlah logam yang dibebaskan ke dalam larutan tersebut dinyatakan oleh
Michael Faraday ( 1791-1867 ) dalam hukumnya yang berbunyi:
1. Jumlah logam yang terbentuk pada elektroda suatu sel, sebanding
dengan arus yang mengalir.
2. Jumlah logam yang diuraikan atau dihasilkan oleh arus listrik yang
sama di dalam sel yang berbeda sebanding dengan berat ekuivalen
logam tersebut.
3. Bila efisiensi arus 100% maka berat logam yang diendapkan adalah
berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui larutan dan
sebanding dengan berat ekuivalen logam dan waktu elektroplating.
9
Secara matematis, hukum faraday dinyatakan dengan persamaan :
Dimana :
I x t x A
W =
z x F
W = berat lapisan (gram)
I = arus DC ( Ampere)
t = waktu pelapisan (detik)
A = berat atom dari logam yang akan dilapiskan (gram/ mol)
z = valensi dari logam yang akan dilapiskan
F = bilangan faraday sebesar 96500 coulomb.
2. 3. Karakteristik Baja Stainless
Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal
10,5% Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang
dari 50% Fe. Karakteristik khusus baja stainless adalah pembentukan lapisan
film kromium oksida (Cr2O3). Lapisan ini berkarakter kuat,tidak mudah
pecah dan tidak terlihat secara kasat mata. Lapisan kromium oksida dapat
membentuk kembali jika lapisan rusak dengan kehadiran oksigen. Pemilihan
baja stainless didasarkan dengan sifat-sifat materialnya antara lain ketahanan
korosi, fabrikasi, mekanik, dan biaya produk.
10
2. 4. Radioaktivitas
Radioaktivitas adalah peluruhan spontan isotop tak stabil menjadi
isotop lain disertai pemancaran radiasi. Bahan yang dapat menunjukkan gejala
radioaktivitas disebut bahan radioaktif atau radionuklida. Jadi yang disebut
bahan radioaktif adalah bahan yang dapat memancarkan radiasi secara
spontan. Radioaktif adalah mampu memancarkan secara spontan dan terus-
menerus radiasi partikel atau elektromagnetik.
Bahan radioaktif pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh
Henry Becquerel pada tahun 1896. Pada saat itu, Becquerel sedang
mempelajari sifat-sifat fasforisensi dan fluoresensi bahan-bahan. Fluoresensi
adalah sifat dari bahan yang berpendar ketika disinari, sedangkan fosforisensi
adalah sifat dari bahan yang dapat berpendar terus, meskipun tidak disinari.
Radiasi-radiasi radioaktif yang dipancarkan oleh elemen-elemen itu
mengandung partikel-partikel sebagai berikut :
1. Partikel α
2. Partikel β
3. Partikel γ
Partikel α adalah atom helium yang terionisasi rangkap yaitu atom-
atom helium tanpa kedua elektron. Jadi suatu partikel α bermuatan dua kali
muatan inti atom hidrogen ( muatan proton) dan mempunyai massa empat kali
massa dari inti atom hidrogen dan diberi simbol 24 He.
Sinar-sinar β terdiri dari elektron-elektron biasa dengan massa sama
dengan 1/1836 dari massa suatu proton. Partikel β tersebut membawa satu
satuan muatan negatif dan massanya dapat diabaikan dapat diberi simbol e.
11
Sinar γ adalah gelombang-gelombang elektromagnetik yang
mempunyai frekuensi lebih tinggi dari sinar x dan tidak bermuatan.
Partikel α yang dipancarkan dari inti suatu atom yang radioaktif
dengan suatu kecepatan yang bervariasi dari 0,1 s/d 0,01 kecepatan cahaya.
Sedangkan partikel-partikel β lebih cepat dari partikel α dengan kecepatan
sama dengan 99 % kecepatan cahaya.
• Sifat-sifat umum dari radiasi zat radioaktif
1. Radiasi ini mempunyai daya tembus yang tinggi, dapat mempengaruhi
plat-plat fotografik, menyebabkan sintilasi pada layar-layar fluoresen,
menimbulkan panas dan menghasilkan perubahan-perubahan kimia.
2. Bila radiasi dipancarkan habis maka terbentuklah elemen-elemen
baru yang biasanya juga bersifat radioaktif.
3. Pemancaran dari radiasi ini bersifat spontan.
4. Pemancaran tidaklah segera tetapi dapat meliputi suatu periode waktu.
2. 4.1. Aktivitas Zat Radioaktif
Aktivitas suatu radionuklida bukanlah besaran yang langsung
dapat diukur, tetapi dapat dihitung dengan perumusan tertentu. Aktivitas
suatu radionuklida pada saat t adalah cacah disintegrasi persatuan waktu
yang terjadi pada saat t. Aktivitas t biasanya dilambangkan dengan At.
Dengan menentukan aktivitas didapatkan persamaan :
At = Ao. e-0,693 t/T1/2
12
Dengan :
At = aktivitas zat radioaktif setelah waktu t
Ao = Aktivitas zat radioaktif mula-mula
t = waktu peluruhan
T1/2 = waktu paro
Untuk menyatakan aktivitas zat radioaktif digunakan satuan Becquerel,
yang disingkat Bq.
1 Bq = 1 disintegrasi per detik (disingkat dps )
2. 4.2. Radiasi Hasil Peluruhan Inti
Dalam terminologi fisika, radiasi secara umum diartikan sebagai
pancaran. Dalam kehidupan sehari-hari sebetulnya kita selalu berhubungan
dengan radiasi ini. Matahari dikatakan sebagai sumber radiasi karena dapat
memancarkan radiasi dalam bentuk cahaya. Mengingat cahaya dari
permukaan matahari dapat mencapai bumi tanpa memerlukan medium
atau penghantar, maka radiasi cahaya pada prinsipnya adalah perpindahan
cahaya tanpa diperlukannya medium penghantar.
Suatu bahan bersifat radioaktif pada prinsipnya karena inti atom
bahan tersebut tidak stabil. Oleh karena tidak stabil, maka inti atom terus-
menerus meluruh disertai pemancaran radiasi hingga dicapai suatu
keadaan inti baru yang stabil, artinya inti tersebut tidak radioaktif dan
tidak mampu memancarkan radiasi lagi.
13
Pemancaran radiasi secara terus-menerus sepanjang waktu dari inti
radioaktif akan mengakibatkan berkurangnya jumlah inti atom secara
radioaktif. Peristiwa penyusutan jumlah inti atom ini disebut peluruhan.
Setiap zat radioaktif juga mempunyai waktu paro (T1/2), yaitu
waktu, yang diperlukan dimana jumlah dari elemen/ zat-zat itu berkurang
menjadi setengah dari jumlah semulanya. Sehingga, semakin panjang
waktu paronya, semakin lama pula umur zat radioaktif tersebut karena
zat radioaktif meluruh dengan laju yang lambat.
Radiasi hasil peluruhan inti adalah radiasi pengion yang
dipancarkan oleh inti-inti atom bahan radioaktif. Inti-inti atom radioaktif
selalu melakukan peluruhan disertai pemancaran radiasi untuk mencapai
keadaan inti yang stabil.
90
Sr (29,12 y) 38
0 + 0,0
2 -
β - 90
Y (64,0h)
39
0,0
Gambar 2. 1. Bagan peluruhan Srontium-90
14
241
95
Am (432,2 y)
5/2 - 0,0
9/2 -
7/2 -
0,1585
γ 13
0,1030
α 24
5/2 -
7/2 +
γ 22
γ 14
γ 9
0,0595
γ 2
0,0332
α 26
α 28
5/2 + 0,0 α 29
α 30
237
93
Np (2,14E6y)
Gambar 2. 2. Bagan peluruhan Americium-241
• Hukum-hukum seluruh zat radioaktif
- Atom-atom dari elemen-elemen radioaktif yang melakukan
peluruhan secara spontan akan menghasilkan hasil-hasil baru (zat-
15
zat baru) yang radioaktif dengan memancarkan sinar-sinar α, β,
dan γ.
- Perbandingan dari peluruhan radioaktif (rate of radioaktive
disintegration) yaitu jumlah peluruhan perdetik, tidak dipengaruhi
faktor-faktor lingkungannya, seperti temperatur, tekanan,
kombinasi kimianya dan lain-lain, tapi hanya bergantung jumlah
atom-atom dari jenis semulanya yang ada pada sembarang
waktu.
2. 4.3. Karakteristik sumber radiasi dari radionuklida
Berikut ini akan dibahas karakteristik beberapa radionuklida hasil
fisi yang dapat berperan sebagai radionuklida kritis bagi manusia, yaitu :
1. Iodium-131 (131
I), radionuklida ini mempunyai T1/2 8 hari dan merupakan
unsur paling dominan beberapa saat setelah proses fisi berlangsung.
Karena sifat dari 131
I yang mudah menguap, maka radionuklida ini mudah
tersebar mengikuti arah pergerakan angin. Radionuklida ini dapat masuk
ke dalam tubuh melalui jalur pernapasan tetapi jumlahnya sangat kecil dan
sering kali diabaikan. Satu-satunya jalur kritis yang memungkinkan
masuknya radionuklida ini ke dalam tubuh manusia adalah melalui susu
beserta produk-produk makanan yang dihasilkan darinya. Di dalam
tubuh manusia, 131
I akan terikat oleh organ thyroid (kelenjar gondok).
Namun karena T1/2 dari 131
I cukup pendek, maka potensinya sebagai
16
sumber internal untuk jangka panjang kurang diperhitungkan.
131I yang
sampai di tanah akan habis meluruh sebelum terserap oleh akar tanaman.
2. Stronsium-89 ( 89Sr ) dan Stronsium-90 ( 90Sr ), kedua radionuklida ini
mempunyai T1/2 masing-masing 51 hari dan 28 tahun. Perhatian khusus
selalu diarahkan pada 90Sr karena dari semua radionuklida hasil fisi,
radionuklida itu memberikan bahaya potensial dalam jangka waktu sangat
lama dengan persentase terbesar. Dalam tubuh manusia, baik 89
Sr
maupun 90
Sr bergerak bersama-sama Calsium (Ca) dan diikutsertakan
dalam pembentukan tulang sebagai organ kritiknya. 90
Sr sampai kepada
manusia terutama melalui susu sapi dan makanan yang berupa sayuran.
Kontaminasi radioaktif dapat terjadi pada permukaan maupun dalam
tanah. Jumlah percobaan senjata nuklir mempengaruhi jumlah pencemaran
dalam tanah. Misal pada beberapa daerah di Amerika Serikat pada tahun
1958 hampir 80% kandungan 90Sr dalam makanan berasal dari
kontaminasi permukaan. Pada saat percobaan senjata nuklir dihentikan,
maka tingkat jatuhan radioaktif juga menurun, sehingga kontaminasi
dalam tanah menjadi sumber pencemar bahan makanan yang lebih
dominan.
3. Cesium-137 (137
Cs), radionuklida ini mempunyai T1/2 30 tahun dan
dilingkungan bertingkah laku seperti unsur kalium (K). 137
Cs dalam
atmosfer dapat masuk ke dalam ke dalam tanah yang selanjutnya dapat
juga sampai ke tanaman. 137Cs dapat masuk ke dalam tubuh secara
langsung karena mengkonsumsi makanan dari tanaman yang
17
terkontaminasi maupun dari hewan ternak melalui produk susu dan
dagingnya. 137
Cs cenderung diikat oleh tanah sehingga sedikit sekali yang
dapat terserap oleh akar tanaman. Pencemaran langsung pada tanaman
merupakan jalur yang penting untuk masuknya 137Cs ke dalam tubuh
manusia. Efek biologis dari 137Cs kecil dibandingkan dengan efek yang
ditimbulkan oleh 90Sr, karena 137Cs dapat dikeluarkan dari tubuh lebih
cepat. Untuk mengeluarkan sekitar 50% 137
Cs dari dalam tubuh diperlukan
waktu antara 70-140 hari. Data untuk tahun 1964 menunjukkan bahwa
sekitar 35% 137
Cs dalam makanan yang dikonsumsi penduduk di Amerika
Serikat berasal dari susu, 25% dari daging, 20% dari tepung dan padi-
padian, 10% dari sayuran dan 10% dari buah-buahan. Apabila masuk ke
dalam tubuh, 137
Cs dapat mengendap pada hampir semua jaringan lunak
tubuh manusia.
4. Americium-241, radionuklida ini mempunyai T1/2 432 tahun, peluruhan
dengan radiasi α, memiliki energi 4,06 Mev, kegunaan dengan mengetahui
konsentrasi tingkat pencemaran jenis radionuklida pada jenis sampel
tersebut dan kontribusinya terhadap paparan pada manusia. Pemanfaatan
iptek nuklir (bahan radioaktif) dalam bidang kedokteran digunakan untuk
diagnosa dan terapi, disamping radiasi dari sinar X yang bersumber dari
berkas elektron, linear accelerator (linac), dan brachyterapi konvensional.
Bahan radioaktif tersebut antara lain Am-241, Gd-153, I-125 (untuk "Bone
Densitometry"); Cs-137, Ra-226, Co-60, Sr-90, Pd-103, I-125, Ir-192, Cf-
252 (untuk "Brachytherapy"). Pemanfaatan bahan-bahan radioaktif ini
18
akan menimbulkan limbah radioaktif sehingga perlu dikelola sesuai
dengan standard keselamatan, mulai dari sumber limbah sampai dengan
penyimpanan lestari ( yang dikelola P2PLR ( Pusat Penelitian dan
Pengembangan Limbah radioaktif ) - BATAN termasuk kategori aktivitas
rendah dan sedang dalam bentuk cair, pasta dan padat yang berasal dari
kegiatan riset, industri dan rumah sakit).
19
BAB III
METODE PENELITIAN
3. 1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan mulai bulan Desember 2007 sampai bulan Mei 2008,
di Laboratorium Standardisasi PTKMR-BATAN Pasar Jumat Jakarta.
3. 2. Prosedur Kerja
3.2.1. Peralatan
Peralatan yang berhubungan dengan penelitian ini adalah :
1. Alat ukur radiasi XETEX 560A
2. Tempat larutan elektrolit
3. Timbangan semi mikro dari metler
4. Tabung erlemeyer
5. Pengaduk larutan
3.2.2. Bahan
1. Zat radioaktif 100% Am-241
2. Zat radioaktif 100% Sr-90
3. SrCl2 6H2O sebanyak 0,07 gr
4. EuCl3 0,001 gr
5. Carborundum (silicon carbide) 600 grit
6. Alumina micropolish 1,0 mikron
7. Alumina micropolish 0,05 mikron
20
8. Alkohol ethanol 95%
9. HCL pekat 83 ml
10. Penyangga sumber ukuran stainless steel dengan ukuran diameter
sebanyak 10 buah.
Gambar 3.1. Peralatan penunjang elektroplating zat radioaktif
3.2.3. Cara Kerja
Prosedur standar proses elektroplating melibatkan tahapan
pretreatment, elektroplating zat radioaktif (Sr-90 dan Am-241). Secara
skematis, prosedur standar proses elektroplating dapat dilihat pada
Gambar 3.2
1. Persiapan proses elektroplating
Sebelum dilakukan pretreatment, tahap pertama yang
dilakukan adalah menghaluskan bagian permukaan logam stainless
dengan cara mengamplas menggunakan bahan carborundum secara
merata agar tidak menjadi keruh. Tahap kedua menghaluskan
21
permukaan logam menggunakan bahan alumina micropolish 1,0
mikron agar dihasilkan permukaan yang lebih halus. Tahap
selanjutnya untuk mendapatkan permukaan logam yang mengkilap
digosok menggunakan larutan alumina micropolish 0,05 mikron.
Setelah itu dimulai proses pretreatment dengan pembersihan
menggunakan alkohol ethanol 95%. Tujuan dilakukan proses
pretreatment adalah agar permukaan logam dasar bersih dari
kotoran, lemak, oli dan oksida logam selanjutnya penyangga
sumber stainless steel siap untuk dilapisi zat radioaktif (Sr-90 dan
Am-241). Secara visual, indikator yang dapat digunakan untuk
menunjukkan bahwa permukaan logam dasar telah lolos dari tahap
pretreatment adalah terbentuknya permukaan yang diselimuti air
secara merata di seluruh permukaan logam. Pengujian permukaan
stainless steel bersih dari kotoran dilakukan dengan cara
mencelupkan ke dalam air. Jika permukaan logam dasar belum
bersih maka akan tampak gelembung-gelembung air.
Tahap pretreatment merupakan tahap yang paling penting dan
mempengaruhi keberhasilan proses elektroplating zat radioaktif
(Sr-90 dan Am-241). Oleh karena itu, tahap pretreatment harus
dilaksanakan dengan baik agar tidak timbul kegagalan. Beberapa
kegagalan yang diakibatkan karena tidak melakukan tahap
pretreatment dengan baik adalah lapisan yang dihasilkan tidak
akan menempel dengan baik pada permukaan logam dasar. Kondisi
22
ini ditunjukkan dengan adanya blistering. Hal lain yang juga akan
ditemui jika penerapan tahap pretreatment tidak dilakukan dengan
benar dan konsisten adalah dihasilkannya lapisan yang kasar
sebagai akibat adanya partikel-partikel pengotor yang menempel di
permukaan logam dasar dan ikut terlapisi.
2. Persiapan membuat larutan elektrolit
a. Pembersihan substrat
Substrat yang digunakan adalah kaca preparat kemudian
dilakukan penimbangan. Penimbangan dilakukan sebelum dan
sesudah deposisi. Substrat yang sudah disiapkan sebelum
digunakan untuk deposisi lapisan tipis terlebih dahulu dibersihkan
dengan ultrasonic cleaner. Hal ini dimaksudkan untuk
menghilangkan atau membersihkan kotoran atau kerak yang
menempel pada kaca, di samping itu juga untuk menghindari
kontaminasi dengan bahan lain. Selain itu pembersihan ini berguna
untuk mendapatkan daya rekat yang bagus pada waktu deposisi.
b. Membuat larutan HCL 1 M
HCL pekat 83 ml diencerkan di dalam air sampai 1 liter
c. Cara membuat larutan elektrolit
- Untuk zat radioaktif Sr-90
0,07 gr SrCl2 6H2O yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam
larutan HCl 1 M, kemudian larutan radioaktif Sr-90 + wadahnya
23
ditimbang lalu dimasukkan ke dalam larutan elektrolit HCl 1 M
yang sudah dilarutkan dengan SrCl2 6H2O.
- Untuk zat radioaktif Am-241
0,001 gr EuCl3 yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam
larutan HCl 1 M, kemudian larutan radioaktif Am-241 + wadahnya
ditimbang lalu dimasukkan ke dalam larutan elektrolit HCl 1 M
yang sudah dilarutkan dengan EuCl3.
3. Elektroplating Sr-90 dan Am-241
Setelah melalui tahap pretreatment, benda kerja siap untuk
di elektroplating dengan zat radioaktif (Sr-90 dan Am-241).
Namun, sebelum melakukan tahap elektroplating, perlu terlebih
dahulu memperhatikan kondisi operasinya seperti konsentrasi
larutan, suhu larutan, arus yang akan dialirkan dan waktu
prosesnya.
Daya kilap yang tinggi pada lapisan logam stainless dapat
diperoleh dengan menggunakan bahan pengkilap (brightener).
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam memilih brightener
adalah kemudahan dalam penggunaannya, mempunyai stabilitas
yang tinggi dalam larutan serta memiliki prosedur yang
berhubungan dengan kontrol terhadap konsentrasi brightener
dalam larutan.
24
Stripping
Mulai
Pretreatment
Elektroplating Sr-90 dan
Am-241
Ya
Hasil gagal ?
Tidak
Dipijarkan
gagal
Diuji dengan alat ukur radiasi
XETEX 560A
selesai
Gambar 3.2. Skematik prosedur standar proses elektroplating
Penyusunan sistem bak elektroplating diawali dengan menyiapkan bak
elektroplating yang terbuat dari teflon, anoda, power supply DC dan kabel.
Ukuran bak teflon yang digunakan berdiameter luar 4 cm dan diameter dalam
2,5 cm dengan tinggi 10 cm. Langkah berikutnya adalah membuat larutan
elektrolit sesuai komposisi. Larutan yang sudah dibuat dapat dimasukkan ke
25
dalam bak elektroplating yang kemudian dilanjutkan dengan memasukkan
katoda ke dalam larutan elektrolit lalu dihubungkan ke kutub negatif pada
power supply DC dengan memasukkan kabel, dan siap diplating dengan
tegangan 10 Volt dan didapatkan arusnya 200 mA selama 1 jam. Begitu juga
dengan sumber radioaktif Am-241.
3. 3. Pengujian
Setelah proses elektroplating dengan zat radioaktif selesai lalu sampel
zat radioaktif dipijarkan. Kemudian sampel diukur menggunakan alat ukur
radiasi XETEX 560 A. Alat ukur ini dapat digunakan untuk mengukur
radioaktivitas suatu bahan radioaktif yang memancarkan partikel alpha
maupun beta. Alat ini menggunakan detektor sintilasi yang bekerja pada
tegangan 700 volt. Detektor ini memiliki efisiensi deteksi untuk partikel
alpha 39,22 % dan untuk partikel beta 30,20 %. Pada saat pengukuran
sampel zat radioaktif tercacah dengan keluaran cacahan alpha dan beta, maka
data tersebut dihitung dengan nilai statistik dan dicari harga aktivitasnya.
Rumus aktivitas sampel :
Cps x – cps bg
Aktivitas sampel = Cps standar
x Aktivitas standar
26
Gambar 3.3. Alat ukur radiasi XETEX 560A
3. 4. Pengolahan data
3.4.1. Data
Data cacah Sr-90 dan Am-241 (Elektrodeposisi) diukur menggunakan
alat ukur radiasi XETEX 560 A. Data cacah ini bisa dilihat pada
lampiran.
3.4.2. Hasil perhitungan
Hasil akhir dari perhitungan ini adalah mencari nilai aktivitas masing
– masing sampel.
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses elektroplating dilaksanakan dalam sebuah sistem bak yang
terdiri atas komponen/ peralatan utama berupa : bak elektroplating, larutan
elektrolit, anoda, katoda, power supply DC dan peralatan-peralatan
penunjangnya. Peralatan ini berfungsi agar pada pelapisan logam stainless
yang dilapisi zat radioaktif dapat memenuhi sesuai keinginan yang diharapkan,
dan dapat diamati langsung oleh pengguna maupun diolah lebih lanjut,
misalnya pada laboratorium standardisasi diuji dengan menggunakan alat ukur
radiasi XETEX 560A.
Gambar 4.1. Desain sistem elektroplating zat radioaktif
28
Voltmeter
v DC
A
+ Power supply
- DC
Amperemeter
Bak elektroplating
Larutan elektrolit
Katoda
Anoda
Gambar 4.2. Bagan sistem bak elektroplating
4. 1. Hasil Desain Sumber Radioaktif Dengan Cara Elektroplating
Proses elektroplating Sr-90 dan Am-241 berlangsung di dalam larutan
yang mengandung zat radioaktif Sr-90 dan Am-241, bahan pembentuk
senyawa kompleks serta bahan peningkat konduktivitas listrik dengan
menggunakan power supply DC sebagai sumber arus listrik searah. Sebagai
anoda digunakan logam platina sedangkan katodanya adalah logam stainless
steel dan substratnya adalah larutan elektrolit.
Zat radioaktif Sr-90 dan Am-241 perlu diproses secara elektroplating
agar permukaan pada logam yang akan dilapisi zat radioaktif dapat melekat
secara solid dan dapat menghasilkan lapisan dengan sifat yang lebih baik,
29
tampilannya lebih menarik, mempunyai konduktivitas listrik maupun panas
yang lebih baik dan dapat memancarkan radiasi α dan β dengan baik.
Gambar 4.3. Hasil elektroplating sumber radioaktif
Kegunaan radionuklida Sr-90 merupakan salah satu dari ratusan
radionuklida hasil fisi yang sering juga disebut radionuklida jatuhan,
radionuklida tersebut mempunyai waktu paro cukup panjang yaitu 28,7
tahun, radiotoksitasnya cukup tinggi, dan persentase terbentuknya pada
proses fisi cukup tinggi. Begitu juga dengan mengetahui konsentrasi
radionuklida Am-241 pada sampel lingkungan dapat diperkirakan tingkat
pencemaran jenis radionuklida pada jenis sampel tersebut dan
kontribusinya terhadap paparan pada manusia.
30
1. Perhitungan data
Perhitungan data dihitung dengan menggunakan microsoft excel
Rumus standar deviasi :
n
σn-1 = √ Σ ( - xi )2
i =1
n ( n-1 )
Dimana : σn-1 = simpangan baku
n = jumlah data
= jumlah rata-rata
xi = nilai data individual
a. Data pengukuran Sr-90
Tahapan untuk mencari nilai aktivitas sampel tertulis dalam tabel di
bawah ini:
Tabel. 4.1 Data Pengukuran Sr-90
Nama Sampel
Cps (cacah persekon)
Sampel A
5,2015 ± 0,83044
Sampel B
90,7442 ± 2,868869
Sampel C
338,462 ± 6,553716
Background
0,35556 ± 0,513476
Standar Sr-90
413,593 ± 5,7001182
31
Dari data pengukuran Sr-90 pada tabel di atas sampel A adalah tahap
pencelupan awal proses elektroplating. Hasil perhitungan tersebut
merupakan nilai rata-rata dari 30 kali pengukuran. Backgroundnya
adalah cacahan tanpa sampel, sedangkan standar Sr-90 adalah sumber
radioaktif standar yang digunakan untuk mengkalibrasi alat ukur.
Tabel. 4.2 Data Background
Nama Sampel
Cps
Sampel A
0,01171668 ± 2,6301E-05
Sampel B
0,218544824 ± 0,00011374
Sampel C
0,817484757 ± 0,00026328
Standar
0,999140272 ± 0,00022877
Tabel. 4.3 Hasil koreksi terhadap Background
Nama Sampel
Cps
Sampel A
4,84594 ± 0,01087777
Sampel B
90,38867 ± 0,04704239
Sampel C
338,1062 ± 0,10889283
Standar Sr-90
413,2377 ± 0,09461573
Hasil pengukuran menggunakan Sr-90 hasil dari pengukuran sampel
dikurangi background.
32
Tabel. 4.4 Hasil Pengukuran Aktivitas Sampel
Nama Sampel
Bq
Sampel A
22,67494 ± 0,050898849
Sampel B
422,9432 ± 0,220118969
Sampel C
1582,054 ± 0,509527206
Bahwa data dalam tabel (koreksi hasil) didapat berdasarkan rumus
aktivitas sampel yang dikalikan dengan aktivitas standar Sr-90.
b. Data pengukuran Am-241
Tabel 4.5 Data Pengukuran Am-241
Nama Sampel
Cps
Sampel A
54,436 ± 0
Sampel B
33,044 ± 4,6636
Sampel C
118,61 ± 4,0864
Sampel D
1,798 ± 0,803
Sampel E
44,497 ± 5,8837
Background
0,043 ± 0,107
Standar Am-241
48,106 ± 3,97
Dari data pengukuran Am-241 pada tabel di atas sampel A adalah
tahap pencelupan awal proses elektroplating. Hasil perhitungan
tersebut merupakan nilai rata-rata dari 30 kali pengukuran.
33
Backgroundnya adalah cacahan tanpa sampel, sedangkan standar Am-
241 adalah sumber radioaktif standar yang digunakan untuk
mengkalibrasi alat ukur.
Tabel. 4.6 Data Background
Nama Sampel
Cps
Sampel A
1,130 ± 3,724
Sampel B
0,685 ± 0,0016
Sampel C
2,465 ± 0,0014
Sampel D
0,036 ± 0,00027
Sampel E
0,924 ± 0,002
Standar Am-241
0,999 ± 0,0013
Tabel. 4.7 Hasil Koreksi Terhadap Background
Nama Sampel Cps
Sampel A 54,393 ± 0,00179
Sampel B 33,001 ± 0,0777
Sampel C 118,568 ± 0,068
Sampel D 1,755 ± 0,013
Sampel E 44,454 ± 0,098
Standar Am-241 48,063 ± 0,066
Background 0 ± 0
34
Hasil pengukuran menggunakan Am-241 hasil dari pengukuran
sampel dikurangi background.
Tabel. 4.8 Hasil Pengukuran Aktivitas Sampel
Nama Sampel
cps
Sampel A
186,528 ± 0,006
Sampel B
113,168 ± 0,266
Sampel C
406,604 ± 0,2334
Sampel D
6,018 ± 0,045
Sampel E
152,44 ± 0,336
Bahwa data dalam tabel (koreksi hasil) didapat berdasarkan rumus
aktivitas sampel yang dikalikan dengan aktivitas standar Am-241.
c. Hasil pengukuran Sr-90
Tanggal : 11 Januari 1980
Aktivitas standar : 3,818 Bq
Standar Sr-90 : ± 1 %
t : 28,14 th
T1/2 : 28,7 th
Rumus Aktivitas :
At = Ao. e-0.693 t/ T1/2
35
Pada tanggal 11 januari 1980 didapatkan aktivitas standar Sr-90 3,818
Bq.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran pada tanggal 3 Maret 2008
terjadi peluruhan berkurangnya harga aktivitas Sr-90 menjadi
1935,27 Bq.
Cps x – Cps Bg
Aktivitas sampel =
Cps standar
x Aktivitas standar
Dalam waktu 60 menit (cpm)
Hasil akhir dari perhitungan aktivitas sampel dan standar deviasi
adalah :
1) Aktivitas sampel A : 22,67494 ± 0,050898849
2)
Aktivitas sampel B
: 422,9432 ± 0,220118969
3)
Aktivitas sampel C
: 1582,054 ± 0,509527206
Dari hasil akhir ini terjadi peluruhan terhadap aktivitas sampel Sr-90
pada sampel pertama, kedua dan ketiga, dengan harga aktivitas
sampel yang bervariasi.
d. Hasil pengukuran Am-241
Tanggal : 25 September 1990
Aktivitas standar : 169,8 Bq
t : 18 th
T1/2 : 432 th
36
Rumus Aktivitas :
At = Ao. e
-0.693 t/ T1/2
Pada tanggal 25 Februari 2008 didapatkan aktivitas standar Am-241
169,8 Bq.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran pada tanggal 25 Februari
2008 terjadi peluruhan berkurangnya harga aktivitas Am-241 menjadi
164,97 Bq.
Dalam waktu 60 menit (cpm)
cpm sampel A : 0 cps : 0
cpm sampel B : 1982,64 cps : 33,044
cpm sampel C : 3708,47 cps : 118,61
cpm sampel D
: 107,9
cps : 1,798
cpm sampel E : 2669,84 cps : 44,497
cpm background
: 2,6
cps : 0,043
cpm standard
: 2886,37
cps : 48,106
Aktivitas sampel =
Cps x – Cps Bg x Aktivitas standar
Cps standar
Hasil akhir dari aktivitas sampel dan standar deviasi adalah :
1. Aktivitas sampel A : 186,528 ± 0,006
2.
Aktivitas sampel B
: 113,168 ± 0,266
3.
Aktivitas sampel C
: 406,604 ± 0,2334
37
4. Aktivitas sampel D : 6,018 ± 0,0455
5. Aktivitas sampel E : 152,445 ± 0,336
Dari hasil akhir ini terjadi peluruhan terhadap aktivitas sampel Am-241
pada sampel pertama, kedua,ketiga,ke empat dan kelima dengan harga
aktivitas sampel yang bervariasi.
4.3. Pengukuran Aktivitas
Aktivitas standar pada saat pengukuran t dinyatakan dengan persamaan :
At = Ao. e-0.693 t/ T1/2
Dimana : At adalah aktivitas pada saat t
Ao adalah aktivitas awal
t adalah waktu peluruhan
T1/2 adalah waktu paro
Untuk menentukan aktivitas suatu radionuklida pada saat t dapat
ditentukan dengan :
cps x
Ax = cps std
x Ao
Dimana : Ax adalah aktivitas sampel yang akan diukur
Cps x adalah cacah perdetik dari sampel
Cps std adalah cacah perdetik dari sumber standar
38
Ao adalah aktivitas sumber standar pada saat pengukuran
Rumus ini digunakan untuk mencari nilai aktivitas sampel.
4.4. Hasil Perhitungan dan Pengolahan Data
Pengukuran aktivitas Sr-90 dan Am-241 yang diperoleh dari hasil
pencacahan dan perhitungan pada alat ukur radiasi XETEX 560A
diperoleh sebagai berikut :
Tabel 4.4.1. Aktivitas sumber standar pada saat pengukuran
Radionuklida
Tanggal acuan
Ao
T1/2
Tanggal
pengukuran
At
- Sr-90
- Am-241
11-01- 1980
25 - 09- 1990
3,818
169,8
28,7
432
3 - 03- 2008
25- 02 - 2008
1935,27
164,97
Untuk aktivitas Sr-90 dan Am-241 ditentukan dengan rumus :
Cps sampel – Cps standar
Aktivitas sampel = x Aktivitas standar
Cps standar
39
Untuk standar deviasi ditentukan :
n
σn-1 = √ Σ ( - xi )2
i =1
n ( n-1 )
Tabel 4.4.2. Hasil Pengukuran Aktivitas Sampel
No
Radionuklida
Cps
Sampel
Cps
Standar
Aktivitas
Rata-rata ± σn-1
1.
2.
Sr-90
Am-241
- 5,2015
- 90,7442
- 338,4617
- 54,436
- 33,044
- 118,6115
- 1,798333
- 44,49733
413,5933
48,1062
1935,27
164,97
- 22,675 ± 0,051
- 422,943 ± 0,220
- 1582,054 ± 0,51
- 186,528 ± 0,006
- 113,168 ± 0,266
- 406,605 ± 0,233
- 6,018 ± 0,045
- 152,445 ± 0,336
40
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Berdasarkan hasil pengujian dengan menggunakan alat ukur radiasi
XETEX 560A, bahwa desain sistem elektroplating dapat berfungsi
dengan baik.
2. Sumber radioaktif yang disiapkan dengan metode elektroplating dapat
digunakan untuk mengkalibrasi alat ukur radiasi.
3. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai rata-rata dan standar deviasi
aktivitas sampel untuk sumber radioaktif Sr-90 dan Am-241 adalah
(1582,054 ± 0,51) Bq dan sumber radioaktif Am-241 adalah (406,605 ±
0,233) Bq.
5.2. Saran
Perlu dibuat sumber standar radiasi yang lain yang diproses secara
elektroplating secara mandiri, sehingga dapat memenuhi kebutuhan akan
sumber standar bentuk luasan.
41
DAFTAR ACUAN
1. www. Asosiasi politeknik. Com. Jumat. 25 januari 2008. pukul 10.20 WIB.
2. Pujadi, supriyono, Holnisar. Karakteristik Detektor Proporsional 4π dari
bahan aluminium, Seminar Teknologi Keselamatan Radiasi dan Biomedika
Nuklir, 2001.
3. Soleh Wahyudi. Ir.MT, Elektroplating Perak, Seri Pelapisan Logam,
Bandung: Technic, 2006
4. Mukhlis Akhadi, Drs, Pengantar Teknologi Nuklir, Jakarta : Rineka Cipta,
1997
5. Indrawan Satoto Pamungkas, Menjadi Pengusaha Elektroplating Chrome,
Yogyakarta : Andi, 2007.
6. www. Elektroplating. com. Sabtu. 15 Maret 2008. pukul 11.00 WIB.
7. Pelatihan Keahlian, DETEKTOR, Pengukuran Radiasi dan Spektroskopi
Nuklir, Pusdiklat BATAN
8. Mukhlis Akhadi, Drs, Dasar-dasar Proteksi Radiasi, Jakarta : Rineka Cipta,
2000.
9. F.D.Sowby, Dr. Radionuclide Transformations, Energy and Intensity of
Emissions, Pergamon Press : Newyork, 1985
42
NO.
BETA ( β ) cpm
1 5445,8 2 5244,9 3 5413,7 4 5351 5 5469,2 6 5436,7 7 5257 8 5378,7 9 5464,1 10 5427,1 11 5359,4 12 5508,9 13 5374,2 14 5539 15 5488,8 16 5401,5 17 5383,7 18 5409,4 19 5497,3 20 5437,5 21 5615,2 22 5514 23 5423,1 24 5405,4 25 5518,5 26 5588,6 27 5497,5 28 5474,9 29 5424,2 30 5590,3
JUMLAH 163339,6 5444,653333
NO.
BETA ( β ) cpm
1 20412,8 2 20184,6 3 20479 4 20651,3 5 20589,9 6 20785 7 20488,8 8 20452,8 9 20397,3 10 20304,8 11 20311,5 12 20530,8 13 20347,1 14 20304,2 15 20207,4 16 20016,6 17 20218 18 20358,6 19 20108,4 20 20116,3 21 20229,7 22 20097,7 23 20208,6 24 20125,4 25 20403,5 26 20320 27 19848,7 28 20346,6 29 20236,6 30 20149,2
JUMLAH 609231,2 20307,70667
LAMPIRAN 1
1. Data
DATA CACAH Sr-90 ( Elektrodeposisi) dengan XETEX 560 A
Sampel A Sampel B Sampel C
NO.
BETA ( β ) cpm
1 345,3 2 283,3 3 342 4 318,5 5 317,3 6 302 7 326,7 8 328,9 9 339,6 10 306,3 11 310,3 12 309,5 13 283,6 14 344,1 15 342,8 16 290,7 17 294,9 18 300 19 303,3 20 386,2 21 312,4 22 291,9 23 314,3 24 286,7 25 265 26 320,3 27 302 28 304 29 309,4 30 281,4
JUMLAH 9362,7 312,09
43
NO.
BETA ( β ) cpm
1 71 2 24,5 3 15,4 4 10,3 5 2,6 6 17,2 7 16,7 8 27,6 9 27,5
10 22,5 11 0 12 17,5 13 14,3 14 0,8 15 14,2 16 17,6 17 8,1 18 15,4 19 0 20 19,3 21 19,4 22 40 23 24,8 24 13 25 40 26 16,1 27 24,2 28 49,1 29 43,1 30 27,8
JUMLAH 640 21,33333333
Standard Sr-90 Background
NO.
BETA ( β ) cpm
1 24905,6 2 24968 3 24615,6 4 24980,9 5 24879,7 6 24629,9 7 24998,6 8 24393,7 9 24646,5
10 24860,5 11 25011,7 12 24615,5 13 24444,3 14 25014,2 15 24746,8 16 24773,7 17 24813,9 18 24675,9 19 24743,7 20 24842,8 21 24932,2 22 24993,8 23 24631,1 24 24833,8 25 24998,8 26 24972,8 27 24995,7 28 24885,1 29 24780,6 30 24882,5
JUMLAH 744467,9 24815,59667
44
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 3212,6 2 3268,6 3 3287,1 4 3246,5 5 3294 6 3293,2 7 3227,4 8 3236,3 9 3297,6
10 3298,3 JUMLAH 32661,6 3266,16
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 2027,3 2 2031,4 3 1962,8 4 1948,2 5 1949,1 6 1938,2 7 2059,4 8 2020,3 9 1931,5
10 1958,2 JUMLAH 19826,4 1982,64
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 2943,6 2 2885,7 3 2896,3 4 2925,2 5 2822,7 6 2881,7 7 2855,9 8 2872,2 9 2935,5 10 2844,9
JUMLAH 28863,7 2886,37
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 104,7 2 119 3 108,1 4 118,6 5 95,4 6 109,8 7 99,3 8 101,5 9 115,5
10 107,1 JUMLAH 1079 107,9
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 2692,4 2 2614,8 3 2672,8 4 2586,4 5 2740,9 6 2709,9 7 2611,8 8 2617,2 9 2698,5
10 2753,7 JUMLAH 26698,4 2669,84
LAMPIRAN 2
1. Data
DATA CACAH Am-241 ( Elektrodeposisi) dengan
XETEX 560 A
Background Sampel A Sampel B Standard Am-241
NO.
Alpha ( α )
cpm 1 2 2 2 3 3 4 3 5 1 6 2 7 3 8 2 9 3 10 5
JUMLAH 26 2,6
Sampel C Sampel D Sampel E
NO.
Alpha ( α ) cpm
1 3828,5 2 3733 3 3669,2 4 3663,3 5 3725,6 6 3700,5 7 3766,5 8 3665 9 37737,3 10 3678
JUMLAH 71166,9 7116,69
45
No Data x - ( x - )2 1 5445,8 1,146666667 1,31484444 2 5244,9 -199,7533333 39901,3942 3 5413,7 -30,95333333 958,108844
4
5351
-93,65333333
8770,94684 5 5469,2 24,54666667 602,538844 6 5436,7 -7,953333333 63,2555111 7 5257 -187,6533333 35213,7735 8 5378,7 -65,95333333 4349,84218 9 5464,1 19,44666667 378,172844
10 5427,1 -17,55333333 308,119511 11 5359,4 -85,25333333 7268,13084 12 5508,9 64,24666667 4127,63418 13 5374,2 -70,45333333 4963,67218 14 5539 94,34666667 8901,29351 15 5488,8 44,14666667 1948,92818 16 5401,5 -43,15333333 1862,21018 17 5383,7 -60,95333333 3715,30884 18 5409,4 -35,25333333 1242,79751 19 5497,3 52,64666667 2771,67151 20 5437,5 -7,153333333 51,1701778 21 5615,2 170,5466667 29086,1655 22 5514 69,34666667 4808,96018 23 5423,1 -21,55333333 464,546178 24 5405,4 -39,25333333 1540,82418 25 5518,5 73,84666667 5453,33018 26 5588,6 143,9466667 20720,6428 27 5497,5 52,84666667 2792,77018 28 5474,9 30,24666667 914,860844 29 5424,2 -20,45333333 418,338844 30 5590,3 145,6466667 21212,9515 Σ 163339,6 1,63709E-11 214813,675
5444,653 7160,45582 � 0
No Data x - ( x - )2 1 20412,8 105,0933 11044,6087 2 20184,6 -123,1067 15155,2514 3 20479 171,2933 29341,406
4
20651,3
343,5933
118056,379 5 20589,9 282,1933 79633,0774 6 20785 477,2933 227808,926 7 20488,8 181,0933 32794,7954 8 20452,8 145,0933 21052,0754 9 20397,3 89,59333 8026,96538
10 20304,8 -2,906667 8,44871111 11 20311,5 3,793333 14,3893778 12 20530,8 223,0933 49770,6354 13 20347,1 39,39333 1551,83471 14 20304,2 -3,506667 12,2967111 15 20207,4 -100,3067 10061,4274 16 20016,6 -291,1067 84743,0914 17 20218 -89,70667 8047,28604 18 20358,6 50,89333 2590,13138 19 20108,4 -199,3067 39723,1474 20 20116,3 -191,4067 36636,512 21 20229,7 -78,00667 6085,04004 22 20097,7 -210,0067 44102,8 23 20208,6 -99,10667 9822,13138 24 20125,4 -182,3067 33235,7207 25 20403,5 95,79333 9176,36271 26 20320 12,29333 151,126044 27 19848,7 -459,0067 210687,12 28 20346,6 38,89333 1512,69138 29 20236,6 -71,10667 5056,15804 30 20149,2 -158,5067 25124,3634 Σ 609231,2 1,49E-10 1121026,2
20307,71 37367,54 � 6,55371615
2. Hasil Perhitungan
Sampel A Sampel B Sampel C
No Data x - ( x - )2 1 345,3 345,3 119232,09 2 283,3 283,3 80258,89 3 342 29,91 894,6081
4
318,5
6,41
41,0881
5 317,3 5,21 27,1441 6 302 -10,09 101,8081 7 326,7 14,61 213,4521 8 328,9 16,81 282,5761 9 339,6 27,51 756,8001
10 306,3 -5,79 33,5241 11 310,3 -1,79 3,2041 12 309,5 -2,59 6,7081 13 283,6 -28,49 811,6801 14 344,1 32,01 1024,6401 15 342,8 30,71 943,1041 16 290,7 -21,39 457,5321 17 294,9 -17,19 295,4961 18 300 -12,09 146,1681 19 303,3 -8,79 77,2641 20 386,2 74,11 5492,2921 21 312,4 0,31 0,0961 22 291,9 -20,19 407,6361 23 314,3 2,21 4,8841 24 286,7 -25,39 644,6521 25 265 -47,09 2217,4681 26 320,3 8,21 67,4041 27 302 -10,09 101,8081 28 304 -8,09 65,4481 29 309,4 -2,69 7,2361 30 281,4 -30,69 941,8761 Σ 9362,7 624,18 215558,5788 312,09 7185,28596 � 2,873838788
46
No Data x - ( x - )2 1 71 49,66666667 2466,77778 2 24,5 3,166666667 10,0277778 3 15,4 -5,933333333 35,2044444 4 10,3 -11,03333333 121,734444 5 2,6 -18,73333333 350,937778 6 17,2 -4,133333333 17,0844444 7 16,7 -4,633333333 21,4677778 8 27,6 6,266666667 39,2711111 9 27,5 6,166666667 38,0277778
10 22,5 1,166666667 1,36111111 11 0 -21,33333333 455,111111 12 17,5 -3,833333333 14,6944444 13 14,3 -7,033333333 49,4677778 14 0,8 -20,53333333 421,617778 15 14,2 -7,133333333 50,8844444 16 17,6 -3,733333333 13,9377778 17 8,1 -13,23333333 175,121111 18 15,4 -5,933333333 35,2044444 19 0 -21,33333333 455,111111 20 19,3 -2,033333333 4,13444444 21 19,4 -1,933333333 3,73777778 22 40 18,66666667 348,444444 23 24,8 3,466666667 12,0177778 24 13 -8,333333333 69,4444444 25 40 18,66666667 348,444444 26 16,1 -5,233333333 27,3877778 27 24,2 2,866666667 8,21777778 28 49,1 27,76666667 770,987778 29 43,1 21,76666667 473,787778 30 27,8 6,466666667 41,8177778 Σ 640 5,68434E-14 6881,46667
21,33333 229,382222 � 0,51347612
Standard Sr-90 Background
No Data x - ( x - )2 1 24905,6 90,00333333 8100,600011 2 24968 152,4033333 23226,77601 3 24615,6 -199,9966667 39998,66668 4 24980,9 165,3033333 27325,19201 5 24879,7 64,10333333 4109,237344 6 24629,9 -185,6966667 34483,25201 7 24998,6 183,0033333 33490,22001 8 24393,7 -421,8966667 177996,7973 9 24646,5 -169,0966667 28593,68268
10 24860,5 44,90333333 2016,309344 11 25011,7 196,1033333 38456,51734 12 24615,5 -200,0966667 40038,67601 13 24444,3 -371,2966667 137861,2147 14 25014,2 198,6033333 39443,28401 15 24746,8 -68,79666667 4732,981344 16 24773,7 -41,89666667 1755,330678 17 24813,9 -1,696666667 2,878677778 18 24675,9 -139,6966667 19515,15868 19 24743,7 -71,89666667 5169,130678 20 24842,8 27,20333333 740,0213444 21 24932,2 116,6033333 13596,33734 22 24993,8 178,2033333 31756,42801 23 24631,1 -184,4966667 34039,02001 24 24833,8 18,20333333 331,3613444 25 24998,8 183,2033333 33563,46134 26 24972,8 157,2033333 24712,88801 27 24995,7 180,1033333 32437,21068 28 24885,1 69,50333333 4830,713344 29 24780,6 -34,99666667 1224,766678 30 24882,5 66,90333333 4476,056011 Σ 744467,9 -1,56433E-10 848024,1697
24815,597 28267,47232 � 5,7001182
47
