Pendahuluan Fisika Inti

La Tahang

Pencacahan Radiasi

Resolusi Detektor Daya pisah atau Resolusi detektor adalah kemampuan

detektor untuk memisahkan dua puncak spektrum gamma yang mempunyai energi berdekatan.

Ukuran Daya pisah detektor dinyatakan dengan Lebar Setengah Tinggi Maksimum atau FWHM (Full Width Half Maximum).

A

B

C

FE

G

D

Cacah

Tenaga atau Nomor Kanal

CD = tinggi maksimum

E = titik tengah CD

Panjang garis mendatar (FG) yang memotong garis CD di E, dinamakan FWHM.

FWHM

%100xE

FWHMR

R = Resolusi detektor (%)

FWHM = lebar setengah tinggi pulsa (keV)

E = tenaga puncak (keV)

• Daya pisah detektor gamma bergantung pada tenaga sinar gamma. Makin tinggi tenaga gamma, resolusi detektor menjadi semakin rendah.

• Detektor semikonduktor mempunyai resolusi yang jauh lebih baik dari detektor jenis sintilasi.

Efisiensi Detektor

Efisiensi detektor gamma merupakan ukuran yang menghubungkan antara pulsa yang dihasilkan oleh detektor apabila digunakan untuk pencacahan sinar gamma dengan aktivitas tertentu.

Pada spektroskopi gamma, khususnya pada analisis kuantitatif digunakan efisiensi mutlak, yaitu nisbah (ratio) antara cacah radiasi oleh detektor terhadap aktivitas mutlak sumber gamma.

Efisiensi mutlak bergantung pada jarak antara detektor dan sumber gamma.

Efisiensi Detektor

)()(

EYE

xdps

Cps

(E) = Efisiensi mutlak pada tenaga E

Cps = Cacah per sekon oleh detektor

dps = desintegrasi per sekon

Y (E) = intensitas mutlak sinar gamma (Yield)

No E- (keV) Cps dps Y(E) (E)1 661,73 124,72 2,76.104 0,8521 5,3.10-4

2 1173,19 22,95 7,10.104 0,9990 3,2.10-4

3 1332,39 20,44 7,10.104 0,999824 2,9.10-4

Efisiensi Detektor

Tabel . Efisiensi Detektor Gamma

Spektroskopi Gamma

Perangkat Spektroskopi Gamma terdiri atas Penguat Awal (Pre Amplifier), Penguat dan Pembentukan Pulsa.

Pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh detektor gamma tidak dapat langsung diproses oleh penganalisis pulsa (Analyzer, SCA = Single Channel Analyzer dan MCA = Multi Channel Analyzer). Oleh karena itu terlebih dahulu harus melalui proses pembentukan pulsa dan penguatan sinyal.

Penguat Awal (Pre-Amplifier) dan Penguat (Amplifier) berfungsi sebagai pembentuk dan penguat pulsa, sehingga sinyal yang dihasilkan memenuhi syarat bentuk dan amplitudo untuk dapat diolah pada SCA atau MCA.

Pembentukan Pulsa

Pulsa keluaran dari sebuah detektor gamma adalah pulsa ekor (tail pulse) yang memiliki waktu naik sangat singkat, yaitu sekitar 1 s dan memerlukan waktu turun sekitar 50 s/d 100 s .

Untuk menghindari penumpukan pulsa (pulse pile-up), harus dilakukan proses pembentukan pulsa. Pembentukan pulsa dapat dilakukan dengan rangkaian pendiferensial dan pengintegral.

Dengan menggunakan rangkaian tersebut dapat diperoleh pulsa bipolar dan unipolar.

Penguat Awal

Ada dua macam penguat awal yang biasa digunakan , yaitu penguat awal peka tegangan dan peka muatan.

Pada spektrometri sering digunakan penguat awal peka muatan karena mempunyai kestabilan yang baik.

Penguat Awal mempunyai beberapa fungsi antara lain: Untuk amplifikasi awal terhadap pulsa keluaran detektor Untuk melakukan pebentukan pulsa pendahuluan Untuk mencocokkan impedansi keluaran detektor dengan

kabel sinyak masukan ke penguat Untuk merubah muatan menjadi tegangan pada pulsa

keluaran detektor.

Penguat

Penguat mempunyai fungsi utama untuk mempertinggi sinyal dan memberi bentuk pulsa.

Penguatan tegangan dilakukan hingga memcapai amplitudo yang sesuai dengan alat penganalisis tinggi pulsa.

Penguat harus memenuhi syarat linearitas penguatan.

Multi Channel Analyzer (MCA)

MCA pada dasarnya merupakan gabungan dari SCA atau penganalisis salur tunggal yang memiliki lebar jendela (window) yang sama.

Fungsi utama SCA/MCA adalah membuat kurva spektrum tinggi pulsa yang masuk sehingga diperoleh hubungan bahwa nomor kanal (salur) menunjukkan tinggi pulsa (spektrum tenaga) dan isi cacah setiap kanal menunjukkan banyaknya pulsa (intensitas) yang memiliki tinggi pulsa tertentu.

Pada pengukuran tinggi pulsa, pemilihan jumlah kanal (salur) dalam pengukuran tersebut harus memperhatikan 2 faktor utama, yaitu :a.Tingkat resolusi yang dibutuhkanb.Jumlah total cacah yang dapat disediakan

Kalibrasi

Grafik Kalibrasi

y = 0.2769x + 116.47

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1000 2000 3000 4000 5000

Nomor Salur

En

erg

i (ke

V)