membuat kurva plateau
TRANSCRIPT
MEMBUAT KURVA PLATEAU
( Percobaan 1 )
I. TUJUAN PERCOBAAN
Membuat kurva plateau dari hasil cacahan radiasi menggunakan detektor
Geiger Muller
II. DASAR TEORI
Ada beberapa macam detector yang digunakan untuk mendeteksi arah
radiasi nuklir, salah satu diantaranya adalah yang disebut “ gas filled
detector “ atau detector yang diisi gas. Detektor jenis ini ada 3 macam yaitu:
a. Tabung ionisasi
b. Tabing proportional
c. Tabung Geiger-Muller
Pada dasarnya ketiga macam jenis tabung ( detector ) tersebut adalah sama,
yaitu sama-sama menggunakan medium gas atau campuran gas. Prinsip
alatnya adalah suatu ruang tertutup yang berisi gas dan diberi 2 buah
elektroda. Dinding tabung ( logam ) dipakai sebagai elektroda negative
(katoda) dan kawat yang terbentang didalam pada poros tabung sebagai
elektroda positif (anoda).
Gambar 2.1 konstruksi detektor isian gas
Anoda mempunyai tegangan V ( positif ) terhadap dinding tabung. Jika
zarah radiasi nuklir masuk kedalam rabung, maka zarah radiasi tersebut
akan berinteraksi dengan medium gas sehingga akan terjadi pembebasan
electron dan ion-ion. Ion positif akan bergerak kearah dinding tabung
(katoda) dengan kecepatan yang relative lebih kecil disbanding dengan
1
electron-elektron yang bergerak kearah anoda depat. Kecepatan geraknya
bergantung pada besarnya tegangan V. Besarnya tenaga yang diperlukan
untuk pembentukan electron-ion tergantung pada macam gas pengisi yang
digunakan seperti yang tampak pada tabel berikut ini :
Tabel 2.1 Pembentukan electron ion
Gas Pengisie.v/pasangan
electron-ion
H2
He
Ar
Kr
Co2
Udara
CH4
BF3
36,8
41,3
26,4
24,4
32,7
34,2
28,1
35,3
Detektor isian gas merupakan detektor yang paling sering digunakan
untuk mengukur radiasi. Detektor ini terdiri dari dua elektroda, positif dan
negatif, serta berisi gas di antara kedua elektrodanya. Elektroda positif disebut
sebagai anoda, yang dihubungkan ke kutub listrik positif, sedangkan elektroda
negatif disebut sebagai katoda, yang dihubungkan ke kutub negatif.
Kebanyakan detektor ini berbentuk silinder dengan sumbu yang berfungsi
sebagai anoda dan dinding silindernya sebagai katoda
Radiasi yang memasuki detektor akan mengionisasi gas dan
menghasilkan ion-ion positif dan ion-ion negatif (elektron). Jumlah ion yang
akan dihasilkan tersebut sebanding dengan energi radiasi dan berbanding
terbalik dengan daya ionisasi gas. Daya ionisasi gas berkisar dari 25 eV s.d. 40
eV. Ion-ion yang dihasilkan di dalam detektor tersebut akan memberikan
kontribusi terbentuknya pulsa listrik ataupun arus listrik
2
Gambar 2.2 proses pembentukan ion positif dan negatif (ionisasi) dalam gas
Ion-ion primer yang dihasilkan oleh radiasi akan bergerak
menuju elektroda yang sesuai. Pergerakan ion-ion tersebut akan menimbulkan
pulsa atau arus listrik. Pergerakan ion tersebut di atas dapat berlangsung bila di
antara dua elektroda terdapat cukup medan listrik. Bila medan listriknya
semakin tinggi maka energi kinetik ion-ion tersebut akan semakin besar
sehingga mampu untuk mengadakan ionisasi lain
Gambar 2.3 karakteristik jumlah ion terhadap perubahan tegangan kerja
detector
Ion-ion yang dihasilkan oleh ion primer disebut sebagai ion sekunder. Bila
medan listrik di antara dua elektroda semakin tinggi maka jumlah ion yang
dihasilkan oleh sebuah radiasi akan sangat banyak dan disebut proses
‘avalanche’. Terdapat tiga jenis detektor isian gas yang bekerja pada daerah
yang berbeda yaitu detektor kamar ionisasi yang bekerja di daerah ionisasi,
detektor proporsional yang bekerja di daerah proporsional serta detector Geiger
Mueller (GM) yang bekerja di daerah Geiger Muller
3
1. Detektor Kamar Ionisasi (ionization chamber)
Sebagaimana terlihat pada kurva karakteristik gas pada Gambar 3,
jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini relatif sedikit sehingga tinggi
pulsanya, bila menerapkan pengukuran model pulsa, sangat rendah. Oleh
karena itu, biasanya, pengukuran yang menggunakan detektor ionisasi
menerapkan cara arus. Bila akan menggunakan detektor ini dengan cara pulsa
maka dibutuhkan penguat pulsa yang sangat baik. Keuntungan detektor ini
adalah dapat membedakan energi yang memasukinya dan tegangan kerja yang
dibutuhkan tidak terlalu tinggi (Muradi, 2008).
2. Detektor Proporsional
Dibandingkan dengan daerah ionisasi di atas, jumlah ion yang dihasilkan
di daerah proporsional ini lebih banyak sehingga tinggi pulsanya akan lebih
tinggi. Detektor ini lebih sering digunakan untuk pengukuran dengan cara
pulsa. Terlihat pada kurva karakteristik (Gambar 3) bahwa jumlah ion yang
dihasilkan sebanding dengan energi radiasi, sehingga detektor ini dapat
membedakan energi radiasi. Akan tetapi, yang merupakan suatu kerugian,
jumlah ion atau tinggi pulsa yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh tegangan
kerja dan daya tegangan untuk detektor ini harus sangat stabil (Muradi, 2008).
3. Detektor Geiger Mueller (GM)
Jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini sangat banyak, mencapai nilai
saturasinya, sehingga pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan penguat
pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah tidak dapat membedakan
energi radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion
yang dihasilkannya sama dengan nilai saturasinya (Muradi, 2008).
Detektor ini merupakan detektor yang paling sering digunakan, karena
dari segi elektonik sangat sederhana, tidak perlu menggunakan rangkaian
penguat. Sebagian besar peralatan ukur proteksi radiasi, yang harus bersifat
portabel, terbuat dari detektor Geiger Muller (Knoll, 1989).
II.1 Prinsip kerja tabung dengan medium gas :
a. Tabung Iomisasi :
4
Seperti kita ketahui massa electron lebih kecil dari pada massa
ion dan inilah yang menyebabkan mengapa electron bergerak ke anoda
lebih cepat daripada gerak ion kea rah dinding tabung atau katoda.
Kecepatan gerak itu sendiri masih dipengaruhi oleh besarnya tegangan
yang diberikan. Apabila tegangan V rendah maka gerakan electron dan
ion akan lambat. Oleh karena geraknya lamabat maka sebelum masing-
masing zarah samapai ke elektroda-elektroda ada kemungkinan antar
electron ion akan bertemu dan bergabung kembali. Peristiwa
penggabungan ini disebut peristiwa rekombinasi . Untuk menghindari
timbulnya rekombinasi tegangan relatif harus besar, sehingga electron
bias sampai ke anoda dan ion bisa sampai ke katoda. Dengan
sampainya electron/ion ke electron maka akan timbul pulsa arus yang
besarnya sama dengan jumlah muatan pasangan electron dan ion yang
terjadi akibat interaksi zarah radiasi dengan medium gas. Dengan
demikian besarnya pulsa akan sebanding dengan tenaga zarah radiasi.
Jenis detector yang memanfaatkan sifat ini disebut detector ( tabung )
ionisasi.
b. Tabung Proportional
Bila tegangan V dinaikkan lebih besar, maka electron-elektron
hasil ionoisasi akan bergerak lebih cepat kea rah anoda. Elektron
tersebut disebut electron primer dalam geraknya kearah anoda electron
tersebut dapat menimbulkan ionisasi baru sehingga timbul electron-
elektron lagi yang disebut electron sekunder. Terjadinya electron
sekunder dapat terus-menerus dimana setiap electron primer dapat
menimbulkan electron sekunder banyak sekali dan hal ini dinamakan
peristiwa berondongan pelucutan electron sekunder atau peristiwa
‘avalans’. Oleh karena jumlah electron bertambah banyak maka
timbunan muatan pada electrode bertambah besar. Walaupun demikian
arus yang timbul masih sebanding (proportional) dengan banyaknya
electron primer dari hasil ionisasi semula dan juga masih sebanding
dengan tenaga zarah radiasi yang masuk. Peristiwa pembentukan
5
electron sekunder tersebut diatas dipakai sebagai dasar kerja detector
(tabung) proportional.
c. Tabung Geiger-Muller ( G.M )
Jika tegangan V dinaikkan lebih tinggi lagi, maka peristiwa
avalans makin besar dan electron sekunder yang terbentuk banyak
sekali akibatnya anoda bisa diselubungi serta terlindung oleh muatan
negatif electron sekunder, sehingga peristiwa ionisasi akan terhenti.
Karena gerak ion positf kedinding tabung (katoda) lambat, maka ion-
ion ini dapat membentuk semacam lapier pelindung positif pada
permukaan dinding tabung. Keadaan yang demikian ini disebut efek
muatan ruang atau space charge effect. Tegangan V yang menimbulkan
efek muatan ruang adalah tegangan maksimum yang membatasi
terkumpulnya elektron-elektron pada anoda. Dalam keadaan seperti ini
detektor tidak peka lagi karena adanya efek muatan ruang harus
dihindarkan dengan cara menambah besarnya menambah besarnya
tegangan V. Penambahan tegangan V ini dengan maksud supaya
terjadi pelepasan muatan (discharge) pada anoda, sehingga detector
dapat bekerja normal kembali. Pelepasan muatan dapat terjadi karena
electron mendapat tambahan tenaga kinetic akibat penambahan V.
Bila tegangan V terus dinaikkan, terjadinya pelucutan electron
sekunder akan makin banyak. Pada suatu tegangan tertentu peristiwa
avalans electron sekunder tidak tergantung lagi oleh jenis zarah radiasi
yang dating maupun tenaga tenaga zarah radiasi tersebut. Sifat
demikian ini pertama kali diamati oleh Geiger, sehingga detector
betektor yang bekerja atas dasar penemuan ini disebut Detektor Geiger-
Muller atau tabung G.M.
6
Jika tegangan tersebut lebih tinggi lagi dari daerah tegangan
Geiger-Muller, maka detector bisa rusak karena susunan molekul gas
(campuran gas) tidak pada perbandingan semula, atau terjadi suatu
‘Cotinous discharge’. Bagaimana hubungan antara besar tegangan V
yang dipakai dan banyaknya ion yang dapat dilihat pada gambar berikut
ini :
Gambar 2.2 Cacah ion fungsi tegangan operasi
Tamapak dari gambar diatas bahwa daerah G.M adalah daerah
DE, dengan tegangan tertentu yang dapat mempercepat elektron primer
membentuk electron sekunder dari ionisasi gas dalam tabung G.M.
Peristiwa ionisasinya sudah tidak tergantung pada jenis dan besarnya
tenaga zarah radiasi. Jelas di sini bahwa tabung G.M. memanfaatkan
ionisasi sekunder sehingga setiap tembusan zarah radiasi akan
menghasilkan pulsa dan tingginya tetap sama tidak dipengaruhi oleh
tenaga radiasinya. Oleh karena itu tabung G.M. tidak dapat dipakai
untuk mengukur spectrum energy
2.2 Daerah Plateu tabung Geiger-Muller
Bentuk plateau suatu tabung Geiger-Muller merupakan salah satu
karakteristik tabung Geiger-Muller. Tabung Geiger-Muller yang baik
7
bentuk plateaunya mendatar tidak boleh terlalu curam. Daerah tegangan
kerja tabung Giger-Muller yang menghasilkan keadaan ini disebut daerah
Geiger-Muller atau lebih dikenal sebagai daerah plateau Geiger-Muller.
Untuk jelasnya lihat gambar berikut ini :
Gambar 2.3 Grafik Plateau
Lebar tegangan plateau Geiger-Muller yang baik disekitar 200 volt
dengan slope yang kecil. Besarnya slope dapat dinyatakan dalam % per
volt terhadap N1, jadi
Slope =N 2−N 1
N 1 / v2 – v1 X 100 % ( 2.1 )
(Yohannes, 1979)
2.3 Radioisotop Cesium-137
Cesium-137 (137 Cs) merupakan radioisotop penghasil sinar gamma 137 Cs memancarkan sinar gamma dengan energi 0.667 MeV. Dalam
peluruhan 137 Cs berubah menjadi 137 Ba dengan meluruhkan beta – (β-).
Partikel β dan karakteristik energi lemah sinar γ diserap oleh stenlisstil
sehingga sumber klinisnya adalah pemancar γ. Sinar γ dari cesium
memiliki daya tembus yang sama dengan Radium sinar γ pada jaringan
(Khan, 2005).
8
2.4 Pemilihan Alat ukur radiasi
Pemilihan peralatan ukur radiasi tergantung pada beberapa faktor.
Beberapa persyaratan umum termasuk: portable (kemudahan untuk
dibawa), kemampuan mekanis, kemudahan penggunaan dan pembacaan,
kemudahan perawatan, serta kehandalannya. Di samping
persyaratanpersyartan umum ini, alat ukur radiasi harus dikalibrasi juga,
serta harus memiliki karakteristik-karakteristik lain seperti:
a. Kemampuan untuk memberikan tanggapan (response) pada radiasi
yang sedang diukur. Hal ini dapat dijelaskan dengan sebuah contoh
praktis: Sebuah alat ukur radiasi yang digunakan untuk
mengukur/mendeteksi radiasi beta dan gamma, yang berjendela pada
salah satu sisinya, yang pada umumnya digunakan adalah dengan
ketebalan dinding 30 mg/cm2. Peralatan ukur radiasi ini tidak akan
berfungsi dengan baik untuk mengukur/mendeteksi beta yang berenergi
rendah, seperti: C-14 atau S-35, atau untuk kontaminasi alfa, seperti:
Po-210. Masing-masing dari jenis radionuklida ini akan memancarkan
radiasi energi yan tidak dapat dapat menembus dinding alat ukur
dengan tebal 30 mg/cm2. Demikian pula, akan terjadi kesalahan dalam
menyimpulkan hasil pengukuran apabila menggunakan peralatan ukur
radiasi beta untuk mengukur radiasi neutron. Maka, dalam pemilihan
alat ukur radiasi, harus diperhatikan bahwa penggunaan masing-masing
peralatan disesuaikan dengan obyek yang akan diukur
b. Kepekaan (sensitivitas). Alat ukur radiasi yang digunakan harus peka
terhadap radiasi yang diukurnya. Contoh praktisnya adalah: alat ukur
radiasi/ detektor radiasi yang digunakan untuk mencari jarum radium
yang hilang harus memiliki tingkat sensitivitas yang lebih tinggi jika
dibandingkan dengan alat ukur radiasi yang digunakan untuk mengukur
radiasi di ruangan akselerator. Dalam ruangan akselerator, mungkin
radisi yang ada mencapai ratusan mGy per jam. Sebuah alat ukur
radiasi yang memiliki sensitivitas 0,01 mGy/jam dapat digunakan dan
9
berfungsi dengan baik di lingkungan ang seperti ini. Dalam usaha
mencari jarum radium yang hilang, dengan menggunakan alat ukur
yang sama akan sangat membatasi daerah kerjanya. Sebuah alat ukur
radiasi Geiger muller yang memiliki tingkat sensitivitas 0,05 mGy/jam
mungkin dapat lebih membantu. Misalnya: jika 1 mg jarum radium
hilang, jarak pendeteksian antara sumber radiasi tersebut dengan alat
ukur tertentu adalah 90 cm, sementara dengan menggunakan alat ukur
Geiger Muller jarak tersebut adalah 412 cm. Sehingga dengan
menggunakan alat ukur radiasi Geiger muller dapat meliputi daerah
kerja 53,5 m2, sedangkan dengan menggunakan alat ukur radiasi yang
pertama hanya mencakup daerah kerja seluas 2,5 m2 saja. Tingkat
kepekaan yang tinggi pun pada keadaan tertentu tidak akan membantu
kita mencapai tujuan pengukuran. Kisaran tingkat radiasi atau
sensitivitas alat ukur radiasi harus juga dipertimbangkan dan sesuai
dengan onyek pengukurannya ( Prayitno, 1997).
10
III. METODE PERCOBAAN
III.1 Alat
1. Counting
Adalah alat yang digunakan untuk menempatkan sumber radioaktif,
alat yang digunakan untuk mengetahui banyaknya cacahan pada
sumber radioaktif, alat yang digunakan untuk mencacah sumber
radioaktif dan alat yang digunakan untuk menunjukkan waktu atau
frekuensi yang digunakan.
2. Penyedia Tegangan Tinggi
Adalah sumber yang digunakan untuk menyediakan sumber tegangan
tinggi
III.2 Bahan
Radioisotop Cesium-137, Cobalt-60 dan Eu-152 berfungsi sebagai
sumber radiasi sinar gamma
11
III.3 Diagram Kerja
Gambar 3.1 Diagram Kerja pada percobaan Pembuatan Kurva Plateau
12
Mulai
Penyedia tegangan tinggi dinolkan, sehingga saklar HV dalam keadaan nol
Meletakan sumber radioaktif dalam planchet
Menaikkan HV secara pelan-pelan, sampai lampu pencacah menunjukkan adanya cacahan, kemudian mencatat besar starting voltage
Menaikkan HV dari 300-500 Volt, kemudian mencatat cacahan untuk tiap kenaikan 10 volt dalam waktu 10 sekon serta meneruskan sampai cacahan
mulai naik dengan tajam, yaitu hampir mencapai daerah lucutan (discharge), dan diulang 2 kali
Selesai
III.4 Diagram Proses Fisis
Gambar 3.2 Diagram Proses Fisis pada percobaan Pembuatan Kurva
Plateau
13
Tegangan dinolkan sehingga saklar HV dalam keadaan nol sehingga tidak ada arus yang bergerak yang menandakan tidak ada elektron yang bergerak. Hal
ini menandakan tidak ada cacahan dalam tercatat.
Setelah sumber radioaktif dalam plancet, kemudian menaikkan HV secara pelan-pelan yang dilakukan agar kenaikan cacahannya dapat tercatat naik
secara kontinu. Hal ini juga agar mengetahui starting voltagenya.
HV dinaikkan dari HV 300-500 volt yang dicatat setiap 10 volt tiap 10 sekon sehingga dapat dilihar kenaikan volume yang ditandai dari banyaknya
cacahan seiring bertambahnya jumlah cacahan.
Hal ini dilakukan sampai pada cacahan mulai naik tajam dan tercacat daerah plateaunya. Pada cacahan mulai naik tajam, yaitu hampir mencapai daerah
lucutan (discharge).
III.5 Gambar Rangkaian Alat
Gambar 3.3 Gambar Rangkaian Alat Pada Praktikum Pembuatan Kurva Plateau
14
IV. METODE PENGOLAHAN DATA
4.1 Data Pengamatan 60Co
V
(Volt)
Pengukuran ke-
Rata-rata
(cacah/10s)
1
(cacah/10s
)
2
(cacah/10s
)
3
(cacah/10s
)
300 0 0 0 0,00
310 0 0 0 0,00
320 0 0 0 0,00
330 0 0 0 0,00
340 0 0 0 0,00
350 5 0 0 1,67
360 35 36 7 26,00
370 213 220 100 177,67
380 575 568 550 564,33
390 738 722 753 737,67
400 774 769 828 790,33
410 778 791 778 782,33
420 795 820 815 810,00
430 876 829 886 863,67
440 852 901 898 883,67
450 848 911 921 893,33
460 938 915 938 930,33
470 977 984 899 953,33
480 939 956 972 955,67
490 1032 982 999 1004,33
500 964 1017 973 984,67
15
4.2 Data Pengamatan 152Eu
V
(Volt)
Pengukuran ke-
Rata-rata
(cacah/10s)
1
(cacah/10s
)
2
(cacah/10s
)
3
(cacah/10s
)
300 0 0 0 0,00
310 0 0 0 0,00
320 0 0 0 0,00
330 0 0 0 0,00
340 0 0 0 0,00
350 4 3 3 3,33
360 48 28 25 33,67
370 53 87 45 61,67
380 325 326 334 328,33
390 417 363 388 389,33
400 430 414 422 422,00
410 416 422 456 431,33
420 443 456 427 442,00
430 460 504 454 472,67
440 494 481 497 490,67
450 471 474 471 472,00
460 499 497 497 497,67
470 501 527 502 510,00
480 494 525 493 504,00
490 524 532 541 532,33
500 523 555 505 527,67
16
4.3 Data Pengamatan 137Cs
V
(Volt)
Pengukuran ke-
Rata-rata
(cacah/10s)
1
(cacah/10s
)
2
(cacah/10s)
3
(cacah/10s)
300 0 0 0 0,00
310 0 0 0 0,00
320 1 1 1 1,00
330 3 3 3 3,00
340 5 4 5 4,67
350 6 6 8 6,67
360 36 33 38 35,67
370 133 137 146 138,67
380 151 158 168 159,00
390 166 174 175 171,67
400 186 173 183 180,67
410 199 200 178 192,33
420 200 187 190 192,33
430 196 190 195 193,67
440 199 235 211 215,00
450 210 239 222 223,67
460 208 202 208 206,00
470 206 205 206 205,67
480 216 211 222 216,33
490 217 212 205 211,33
500 223 206 215 214,67
17
4.4 Grafik dari pengolahan data hubungan V ( volt ) Vs Cacah/10s
4.4.1 Grafik Co
Analisis Grafik
Karena tegangan operasi terus dinaikkan maka radiasi yang tercacah
bertambah, dimana tegangan operasi detektor adalah 350 Volt. Hal ini
terjadi karena bertambahnya volume cacahan radiasi mengakibatkan
detektor menjadi peka dan ini terus terjadi hingga mendekati konstan
karena hampir seluruh volume detektor menjadi peka. Namun setiap
dinaikkan tegangannya tidak seluruhnya mengalami pertambahan volume
cacahan, sehingga daerah plateau kurang sempurna. Pada radioisotop
Cobalt dihasilkan daerah plateau pada tegangan 400-450 Volt.
18
4.4.2 Grafik Eu
Analisa Grafik
Kemiringan pada daerah plateau disebabkan oleh daerah yang peka benar-
benar tersebar secara menyeluruh. Hal ini menunjukkan batas volume dari
detektor tersebut sudah benar-benar peka. Jika dilihat dari grafiknya dapat
dilihat terjadi penurunan jumlah cacahan yang menunjukkan jumlah
volumenya berkurang. Namun daerah plateau tetap dapat terbentuk karena
penurunan jumlah cacahan tidak banyak. Saat tegangan dinaikkan terus
akan menaikkan volume cacahan radiasi tiap cacahan/10 s. Hal ini akan
mengakibatkan terbentuknya daerah plateau pada grafik. Apabila
mencapai tegangan maksimum maka detektor tidak mampu lagi medeteksi
penambahan jumlah volume radiasi tiap cacah/10s. Pada radioisotop ini
menghasilkan daerah plateau pada tegangan 400-450 volt.
19
4.4.3 Grafik Cs
Analisa Grafik
Pada kurva plateau pada radioisotop Cs ini perubahan cacahan tampak
terlihat. Hal ini mengakibat kurva daerah plateau naik turun yang
menunjukkan energinya pun tidak stabil. Tetapi dapat dilihat daerah
plaeau yang terjadi pada grafik ini pada tegangan 375-425 volt.
20
V. PEMBAHASAN
Tujuan kurva plateau ini bertujuan untuk membuat kurva palteau dari
hasil cacahan radiasi menggunakan detektor Geuger Muller yang merupakan
salah satu jenis detektor isian gas. Detektor jenis ini terdiri dari sebuah tabung
berdinding logam yang diisi dengan gas dan mempunyai kawat ditengahnya.
Dinding tabung merangkap sebagai katoda sedangkan kawat ditengah sebagai
anoda.
Percobaan kurva plateau menggunakan sumber radioaktif 137Cs, 121Au,
dan 60Co yang diuji dengan detektor Geiger Muller. Jenis-jenis radioaktif
yang digunakan harus memiliki intensitas yang cukup besar sehingga semua
kejadian cacahannya dapat diketahui.
Sistem pencacah radiasi, detektor Geiger Muller (GM) berfungsi
sebagai penangkap radiasi dan merubahh radiasi tersebut menjadi pulsa
listrik. Besaran yang di deteksi yaitu jumlah radiasi dan energi radiasi. Jumlah
radiasi yang diperlukan untuk mengetahui aktivitas sumber radiasi sedangkan
energi radiasi digunakan untuk menentukan sumber radiasi. Dalam hal ini
setiap radiasi yang mengenai detektor akan diubah menjadi sebuah sinyal
(pulsa) listrik yang berupa cacahan sehingga jumlah radiasi dapat ditentukan
dengan mengukur jumlah pulsa listrik yang dihasilkan detektor. Tinggi sinyal
(pulsa) menunjukkan energi radiasi yang mengenai detektor sehingga energi
radiasi dapat ditentukan dengan mengukur tinggi pulsa listrik yang dihasilkan
detektor.
Pengoperasian detektor memerlukan tegangan tinggi (HV). Dalam
detektor terdapat suatu inverter untuk mentransfer tegangan tinggi kedetektor
dan yang digunakan untuk menerima pulsa listrik dari detektor yang
kemudian diteruskan ke rangkaian selanjutnya. Pulsa listrik yang dihasilkan
inverter sudah dalam orde Volt sehingga dapat langsung diproses oleh
rangkaian counter. Selanjutnya oleh counter pulsa listrik tersebut dicacah
(menghitung jumlah). Selang waktu pencacahan dapat dilakukan secara
otomatis menggunakan timer, yaitu alat yang dapat memberikan sinyal ke
21
counter agar memulai atau menghentikan pencacahan dengan selang waktu
tertentu yang dapat diatur sebelumnya. Yaitu dengan selang waktu 10 sekon
(cacah/10sekon).
Apabila detektor Geiger Muller dikenakan sebesar V antar katoda
(dinding tabung) dan anoda (kawat tabung) melalui tahanan luar maka akan
timbul medan listrik dalam tabung yang berisi gas.
Percobaan ini diberikan tegangan berkisar 300-500 volt, yang timbul
medan listrik dalam tabung tersebut. Yang mana selang kenaikan
tegangannya setiap 10 Volt sekali. Pada radioaktif Co, radiasi dicacah oleh
counter pada detektor GM. Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-
mula tidak menunjukkan kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan
tegangan 300 volt sampai dengan 340 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal
ini menunjukkan belum adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.
Dan pada saat diberikan tegangan diatas 350 volt, cacah radiasinya mulai
menunjukkan besarnya cacah radiasi yaitu 1,67 cacah/10 sekon.
Pada radioaktif Au, radiasi dicacah oleh counter pada detektor GM.
Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-mula tidak menunjukkan
kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan tegangan 300 volt sampai
dengan 340 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal ini menunjukkan belum
adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM. Dan pada saat diberikan
tegangan diatas 350 volt, cacah radiasinya mulai menunjukkan besarnya
cacah radiasi yaitu 3,33 cacah/10 sekon. Ini menunjukkan telah terdapat
cacah radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.
Sedangkan pada radioaktif , radiasi dicacah oleh counter pada detektor
GM. Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-mula tidak
menunjukkan kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan tegangan
300 volt sampai dengan 310 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal ini
menunjukkan belum adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM. Dan
pada saat diberikan tegangan diatas 320 volt, cacah radiasinya mulai
menunjukkan besarnya cacah radiasi yaitu 1 cacah/10 sekon. Ini
menunjukkan telah terdapat cacah radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.
22
Pada detektor Geiger Muller, jika tegangan dioperasikan dari nol
sampai dengan tegangan tinggi (500 Volt) dan hasil cacahannya digambarkan
dalam bidang datar yang disebut palteau. Daerah plateau terjadi jika ada
perubahan tegangan dan hasil cacahan tidak berubah secara signifikan.
Tegangan kerja dimana mulai timbul cacahan yaitu starting voltage. Bila V1
adalah tegangan mulainya plateau, V2 adalah tegangan batas dari plateau.
Jika tegangan operasional dinaikkan terus maka radiasi yang tercacah
bertambah seiring bertambahnya volume peka detector dan seterusnya
mendekati konstan dan juga jika tegangan kerja terus dinaikkan, volume
sensitive akan meluas sepanjang tabung detector. Sehingga proses ionisasi
mengalami titik jenuh yang menyebabkan bentuknya mendatar. Percobaan
yang dilakukan pada radioisotop Cs, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan
berkisar 375 – 425 volt, pada raioisotop Co, lebar kurva plateau terjadi pada
tegangan berkisar 400-450 volt dan pada radioisotop Au, lebar kurva plateau
terjadi pada tegangan berkisar 400-450 volt.
Sedangkan dalam kurva plateau standar, bentuk daerah plateau
mendatar tidak boleh curam. Karena dalam praktikum ini menggunakan
Geiger Muller maka daerah kerja tabung Geiger Muller yang menghasilkan
keadaan ini disebut daerah plateau Geiger Muller. Lebar tegangan plateau
Geiger Muller yang baik berkisar antara 200 volt dengan slope (error) yang
kecil.
Pada percobaan membuat kurva plateu ini ada beberapa faktor yang
mempengaruhi lebar daerah plateu, yaitu:
1. Tegangan
Besar cacahan dari pendeteksian Geiger Mueller dipengaruhi oleh besar
tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan yang di berikan
maka semakin besar nilai cacahan dari isotop tersebut. Dari hasil
tersebut maka dapat menunjukkan daerah plateu yang didapat dari
grafik.
23
2. Waktu paruh isotop
Isotop Cs, Au, dan Co mempunyai waktu paruh yang bisa berkurang
karena penggunaan dari isotop itu sendiri, dengan demikian intensitas
radiasi isotop tersebut bisa berkurang sehingga hasil cacahannya pada
detektor Geiger Mueller, nilainya sesuai dengan intensitas yang dimiliki
oleh isotop Cs-137. Dengan kata lain nilai cacahan dari radioisotop
semakin lama akan semakin berkurang.
VI. PENUTUP
VI.1 Kesimpulan
1. Daerah plateau yang dilakukan pada radioisotop Cs, lebar kurva
plateau terjadi pada tegangan berkisar 375 – 425 volt, pada raioisotop
Co, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan berkisar 400-450 volt
dan pada radioisotop Au, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan
berkisar 400-450 volt.
2. Pengoperasian detektor GM memerlukan tegangan tinggi (HV) atau
diatas daerah pengoperasiannya. Daerah pengoperasian counter yaitu
dimana sudah terjadinya daerah plateau.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi daerah plateau yaitu:
a. Tegangan
b. Waktu paruh radioisotop
VI.2 Saran
Menggunakan radioisotop yang lebih banyak agar dapat diketahui enargi
dan aktivitas yang berbeda-beda. Sehingga dapat mengetahui daerah
plateau yang terjadi.
24
DAFTAR PUSTAKA
Buntarto, H. M.Sc. 1978. Kuliah & Praktikum Deteksi dan Pengukuran
Radiasi. Teknik Nuklir.Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada.
http://www.google.com/pdf 12 mei 2011 09.25 WIB
H. C. Yohannes, Drs. 1979. Kuliah Deteksi dan Pengukuran Radiasi. Teknik
Nuklir. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. http://www.google.com/pdf
12 mei 2011 09.25 WIB
Khan, M. Faiz. 2005. Physical Theory of Radiation Theraphy. Jakarta: Erlangga.
Prayitno, Budi. 1997. Alat Ukur Radiasi. http://www.google.co.id/Dinas Alat
Ukur Radiasi.pdf 12 mei 2011 09.35 WIB
25
LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA EKSPERIMEN II
MEMBUAT KURVA PLATEAU
Disusun oleh:
1. Endriasmoro S (J2D009029)
2. Siti A’isyah (J2D009031)
3. Dita Aprilina (J2D009042)
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Diponegoro
Semarang
2012
26