Laporan Koefisien Atenuasi.docx
Transcript of Laporan Koefisien Atenuasi.docx
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
1/10
Koefisien Serapan ( ) Sinar Gamma ()
A. LATAR BELAKANG
Sinar radioaktif yang akan diamati adalah sinar gamma (), sinar gamma () adalah radiasi
gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek (dalam orde ) yang
dipancarkan oleh inti atom partikel , - (elektron), + (positron), atau setelah peristiwa tangkapan
elektron, inti yang masih dalam keadaan tereksitasi tersebut akan turun ke keadaan dasarnya dengan
memancarkan radiasi gamma. Sinar gamma () merupakan sinar radioaktif yang tidak bermuatan
sehingga tidak dapat dibelokan oleh medan magnet maupun medan listrik, serta mempunyai daya tembus
paling besar. Dengan bantuan detektor, dapat diketahui kemampuan sinar gamma () dalam menembus
berbagai bahan, yang selanjutnya dapat diketahui koefisien serapan sinar gamma. Pada percobaan ini,
digunakan Detektor Geiger Muller. Detektor ini merupakan sebuah alat pengukur radiasi ionisasi.
Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Pada kondisi tertentu, pencacah
Geiger dapat digunakan untuk menentukan koefisien serapan suatu bahan terhadap sinar gamma () dari
Detektor Geiger-Muller tersebut.
B.
TUJUAN1. Menentukan besarnya nilai koefisien serapan bahan () terhadap sinar gamma ()
C. TINJAUAN PUSTAKA
Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Muller adalah sebuah alat pengukur
radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensornya
adalah sebuah tabung Geiger-Mller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktorketika 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.
Geiger counter digunakan untuk mendeteksi radiasi pengion, biasanya partikel beta dan sinar
gamma, tapi model-model tertentu dapat mendeteksi partikel alfaSebuah tabung gas diisi inert (biasanya
helium , neon atau argon dengan halogen ditambahkan) singkat melakukan listrik bila partikel atau foton
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
2/10
radiasi menyebabkan gas konduktif. Tabung menguatkan ini pengaliran dengan cascade efek dan output
sebuah pulsa saat ini, yang kemudian sering ditampilkan oleh jarum atau lampu dan / atau didengar klik .
Instrumen modern dapat laporan radioaktivitas beberapa kali lipat. Beberapa penghitung
Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma , walaupun sensitivitas dapat lebih rendah untuk
radiasi gamma energi tinggi dibandingkan dengan jenis tertentu lainnya detektor, karena kerapatan gasdalam perangkat biasanya tinggi, sehingga paling gamma energi foton tinggi untuk lulus melalui
terdeteksi. foton energi yang lebih rendah lebih mudah untuk mendeteksi, dan lebih baik diserap oleh
detektor. Perangkat yang lebih baik untuk mendeteksi sinar gamma adalah natrium iodida kilau counter .
(Mukhlis, 2007)
Ketika sinar gamma melewati material, maka sebagian sinar gamma tersebut diserap oleh
material. Intensitas dari sinar akan berkurang sesuai dengan formula: I = Io .e-x, dengan Io adalahintensitas awal, x jarak lintasan sinar gamma ( tebal medium penyerap ). Dari persamaan diatas dapat
dicari hubungan antara tebal penyerap x yang diperlukan untuk mereduksi intensitas berkas sinar gamma
menjadi harga tertentu dinyatakan dalam koefisien atenuasi, . Rasio antara intensitas akhir dengan awal
adalah : I/ Io =e-x
ln( I/ Io) = -x
(Tipler, 2001)
D. METODOLOGI PENELITIAN
1. Alat dan Bahan Counter (1 buah) Detektor Geiger Muller (1 buah) Statif (1 buah) Penggaris (1 buah)
Stopwatch (1 buah) Spaceholder (1 buah) Sumber Radioktif
Co-60 (1 buah)
Cs-137 (1 buah) Penghalang Lead
Penghalang Lead (0.062/1800 inch/mg/cm2) (1 buah)
Penghalang Lead (0.125/3600 inch/mg/cm2) (1 buah)Penghalang Lead (0.250/610 inch/mg/cm2) (1 buah)
Penghalang Polyethylen
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
3/10
Penghalang Polyethylen (0.062/1800 inch/mg/cm2) (1 buah)
Penghalang Polyethylen (0.125/3600 inch/mg/cm2) (1 buah)
Penghalang Polyethylen (0.250/610 inch/mg/cm2) (1 buah)
2. Cara Kerja
3. Gambar Alat dan Bahan
Counter Detektor Geiger Muller Stopwatch
Menyiapkan alat dan bahan yang akandi akai
Merangkai alat yang akan diapakai
Menyambung alat dengan PLN
Melakukan cacah latar selama 30 detik
Memasang bahan radiasi di depan detektor
Melakukan pencacahan dengan tanpa penghalang dan variasi penghalang selama
30 detik lalu dicatat hasil pencacahan
Melakukan pencacahan dengan variasi bahan radiasi (Cs-137 dan Co-60) masing-
masing selama 30 detik
Mencatat hasil Pencacahan dari Cs-137 dan
Co-60
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
4/10
Sumber Radioaktif Penghalang Lead dan Polyethylen
E. DATA
PENGHALANG LEAD (Co-60)Tebal 0.0015748 (m) 0.003175 (m) 0.00636 (m)No. R0 (Bq) RL (Bq) Rx(Bq) Rx(Bq) Rx(Bq)
1 0.433333333 0.3 0.333333333 0.366666667 0.32 0.7 0.2 0.433333333 0.333333333 0.3333333333 0.466666667 0.366666667 0.433333333 0.466666667 0.2666666674 0.633333333 0.133333333 0.466666667 0.366666667 0.4333333335 0.5 0.366666667 0.366666667 0.333333333 0.366666667
Rata-rata : 0.546666667 0.273333333 0.406666667 0.373333333 0.34
PENGHALANG POLYRTHYLEN (Co-60)Tebal 0.0015748 (m) 0.003175 (m) 0.00636 (m)
No. R0 (Bq) RL (Bq) Rx(Bq) Rx(Bq) Rx(Bq)1 0.433333333 0.3 0.533333333 0.466666667 0.3666666672 0.7 0.2 0.466666667 0.533333333 0.53 0.466666667 0.366666667 0.6 0.4 0.44 0.633333333 0.133333333 0.366666667 0.366666667 0.5333333335 0.5 0.366666667 0.433333333 0.6 0.5
Rata-rata : 0.546666667 0.273333333 0.48 0.473333333 0.46
PENGHALANG LEAD (Cs-137)Tebal 0.0015748 (m) 0.003175 (m) 0.00636 (m)No. R0 (Bq) RL (Bq) Rx(Bq) Rx(Bq) Rx(Bq)
1 1.4 0.3 1.1 0.733333333 0.6666666672 1.166666667 0.2 1.1 0.666666667 0.53 1.066666667 0.366666667 1.033333333 0.566666667 0.7333333334 1 0.133333333 0.466666667 0.766666667 0.5666666675 1.033333333 0.366666667 0.533333333 0.9 1
Rata-rata : 1.133333333 0.273333333 0.846666667 0.726666667 0.693333333
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
5/10
PENGHALANG POLYETHYLEN (Cs-137)Tebal 0.0015748 (m) 0.003175 (m) 0.00636 (m)No. R0 (Bq) RL (Bq) Rx(Bq) Rx(Bq) Rx(Bq)
1 1.4 0.3 0.733333333 1.3 0.9
2 1.166666667 0.2 0.966666667 0.833333333 0.8666666673 1.066666667 0.366666667 0.9 0.833333333 0.94 1 0.133333333 1 0.633333333 0.7666666675 1.033333333 0.366666667 1.133333333 1.033333333 0.666666667
Rata-rata : 1.133333333 0.273333333 0.946666667 0.926666667 0.82
F. PEMBAHASAN
Percobaan yang dilakukan kali ini, berjudul Koefisisen Serapan () Sinar Gamma () . Percobaan ini
dilakukan dengan tujuan untuk menentukan besarnya nilai koefisienserapan bahan () terhadap sinar
gamma () yang berasal dari detektor Geiger Muller.
Percobaan kali ini, dilakukan dengan menggunakan alat dan bahan seperti counter yang digunakan
untuk melihat output dari cacahan sumber radioaktif, detektor Geiger Muller digunakan sebagai alat
untuk mendeteksi besarnya sumber radiasi yang keluar dari bahan sumber radioaktif, statif digunakan
untuk menjepit detektor yang dipasang tepat di atas sumber radioaktif dengan jarak tertentu, penggaris
digunakan untuk mengukur jarak antara detektor dengan sumber radioaktif, spaceholder digunakan untuk
meletakan sumber radioaktif yang dapat divariasi jaraknya, stopwatch digunakan untuk menghitung
waktu pencacahan sumber radioaktif, sumber radioaktif yang digunakan adalah Co-60 dan Cs-137,
penghalang yang digunakan ada 2 jenis yaitu penghalang lead dan polyethylen. Masing-masing
penghalang digunakan 3 variasi ketebalan yaitu ketebalan untuk lead (0.062/1800 inch/mg/cm2,
0.125/3600 inch/mg/cm2, dan 0.250/610 inch/mg/cm2) dan ketebalan untuk polyethylen (0.062/1800
inch/mg/cm2, 0.125/3600 inch/mg/cm2, dan 0.250/610 inch/mg/cm2).
Percobaan dengan detektor Geiger Muller yang digunakan adalah sinar- yang berasal dari suatu intiradioaktif. Prinsip kerja dari detektor kali ini adalah apabila ke dalam tabung masuk suatu radiasi yang
berasal dari sumber radiasi maka radiasi tersebut akan mengionisasi gas isian. Karena antara katoda dan
anoda diberi beda tegangan, maka akan timbul medan listrik diantara kedua elektroda tersebut. Ion positif
(+) akan bergerak ke bagian dinding tabung dengan kecepatan yang relatif lebih lambat dibandingkan
dengan elektron-elektron yang bergerak menuju anoda dimana kecepatan geraknya tergantung pada V
yang diberikan. Dengan energi yang relatif tinggi maka elektron akan mampu mengionisasi atom-atom
sekitarnya, sehingga menimbulkan pasangan electron ion sekunder, pasangan ion tersier, dan seterusnya,sehingga terjadi lecutan yang terus menerus.
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
6/10
Percobaaan diawali dengan menyalakan counter, kemudian terlebih dahulu melakukan pencacahan
latar setiap 30 s dan dilakukan 5 kali pengambilan data, setelah selesai dilanjutkan dengan meletakkan
sumber radioaktif tepat di bawah detector selanjutnya praktikan langsung memulai percobaan dengan
menghitung cacah yang teramati dari counter dilakukan setiap 30 s dengan 5 kali pengambilan data
(variasi sumber radioaktif). Setelah selesai dilanjutkan dengan percobaan dengan menghitung cacah
masing- masing bahan sumber radoaktif yang diberi penghalang, masing-masing penghalang dicacahselama 30 s dengan 5 kali pengambilan data. Penghalang yang digunakan ada 2 jenis yaitu lead dan
polyethylen. Masing-masing penghalang digunakan 3 variasi ketebalan yaitu ketebalan untuk lead
(0.062/1800 inch/mg/cm2, 0.125/3600 inch/mg/cm2, dan 0.250/610 inch/mg/cm2) dan ketebalan untuk
polyethylen (0.062/1800 inch/mg/cm2, 0.125/3600 inch/mg/cm2, dan 0.250/610 inch/mg/cm2).
Dari hasil percobaan diatas didapatkan data RL (cacah latar), Ro (cacah sebelum sumber radioaktif
diberi penghalang), dan Rx (cacah setelah sumber radioaktif diberi penghalang) dimana satuan
pencacahan sudah dalam Bq. Untuk memperoleh cacah radiasi yang sebenarnya (Rxs) dilakukan dengan
cara mengurangkan rata-rata cacah setelah sumber radioaktif diberi penghalang () dengan rata-rata
cacah latar ( ). Pengurangan ini dilakukan karena di alam sekitar terdapat unsure unsure radioaktif
yang dapat terdeteksi oleh detektor.
Untuk menentukan besarnyanilai koefisien serapan bahan () terhadap sinar gamma () yang berasal
dari detektor Geiger Muller maka dibuat grafik hubungan ln(Ro/Rxs) terhadap ketebalan penghalang
dengan sesuai persamaan berikut :
Rxs = Roe-x dimana , sumbu y = ln (Ro/Rxs)
= e x sumbu x = ketebalan penghalang (m)
Ln ( = x m = gradien = menunjukan nilai (/m)
y m x
Dari persamaan di atas didapatkan nilai untung masing masing jenis penghalang :o Bahan Lead :
- C0-60 nilai = 142.3 /m
- Cs-137 nilai = 59.21/mo Bahan Polyethylen :
- Co-60 nilai = 21.32/m
- Cs-137 nilai = 45.31/m
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
7/10
Dari hasil yang diperoleh dari grafik untuk bahan lead lebih besar dari bahan polyetylen ini berarti
dalam kehidupan sehari-hari jika bahan penghalang lead digunakan akan lebih aman dibandingkan
dengan bahan penghalang polyethylen dimana biasanya bahan penghalang tersebut digunakan untuk
perlindungan dari radioaktif sebagai pelapis dari inti radioaktif. Dari data yang diperoleh juga dapat
disimpulkan bahwa semakin tebal penghalangnya maka semakin kecil cacah / intensitas yang tertera pada
counter, dan sebaliknya semakin tipis penghalangnya maka semakin besar cacah yang tertera padacounter. Dan tentunya nilai cacah yang diperoleh saat sebelum diberi penghalang dan setelah diberi
penghalang berbeda, yaitu setelah diberi penghalang nilainya akan semakin kecil. Karena penghalang
tersebut berfungsi untuk menghalangi atau mengurangi radiasi dari sumber radioaktif yang digunakan.
G. KESIMPULAN
1. Nilai koefisien serapan bahan () terhadap sinar gamma () untung masing masing jenis
penghalang :o Bahan Lead :
- C0-60 nilai = 142.3 /m
- Cs-137 nilai = 59.21/mo Bahan Polyethylen :
- Co-60 nilai = 21.32/m
- Cs-137 nilai = 45.31/m
Nilai dari bahan lead lebih besar dari bahan polyethylen. Sehingga dapat disimpulkan bahantimbal lebih baik digunakan sebagai bahan penyerap dibandingkan dengan bahan polyethylen.
H. DAFTAR PUSTAKA
Akhadi, Mukhlis. 2007. Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika . Badan Tenaga Nuklir
Naisonal. Jakarta
Tipler, Paul A. 2001b. FISIKA Untuk Sains dan Teknik . Jilid 2, Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta.
I. LAMPIRAN
Penentuan nilai koefisienserapan bahan () terhadap sinar gamma () didapatkan dengan
membuat grafik sebagai berikut :
Rxs = Roe-x
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
8/10
= e x
Ln ( = x
y m x
Grafik :
Sumber Radioaktif Co-60 :
Tebal (Lead)(m) Ro (Bq) Rx (Bq) RL (Bq)
Rxs ( rRx-rRL)(Bq) Ro/Rxs ln(Ro/Rxs)
0.0015748 0.54666667 0.40666667 0.27333333 0.13333334 4.0999998 1.4109869240.003175 0.54666667 0.37333333 0.27333333 0.1 5.46666667 1.6986690470.00636 0.54666667 0.34 0.27333333 0.06666667 8.1999996 2.104134105
y = 142.3 x + 1.210 m = 142.3 = 142.3/m
Tebal(Polyethylen) (m) Ro (Bq) Rx (Bq) RL (Bq)
Rxs ( rRx-rRL)(Bq) Ro/Rxs ln(Ro/Rxs)
0.0015748 0.54666667 0.48 0.27333333 0.20666667 2.64516125 0.9727320270.003175 0.54666667 0.47333333 0.27333333 0.2 2.73333334 1.0055218660.00636 0.54666667 0.46 0.27333333 0.18666667 2.92857138 1.07451472
y = 142.36x + 1.2107
R = 0.9917
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.002 0.004 0.006 0.008
l n ( R o
/ R x s
)
Ketebalan Lead (m)
Grafik Hubungan ln(Ro/Rxs) terhadapKetebalan Lead (Co-60)
ln (Ro/Rxs)
Linear (ln (Ro/Rxs))
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
9/10
y = 21.32 x + 0.938 m = 21.32 = 21.32/m
Sumber Radioaktif : Cs-137
Tebal (Lead)(m) Ro (Bq) Rx (Bq) RL (Bq) Rxs ( rRx-rRL) (Bq) Ro/Rxs ln(Ro/Rxs)
0.0015748 1.13333333 0.846666667 0.27333333 0.573333337 1.97674417 0.6814511340.003175 1.13333333 0.726666667 0.27333333 0.453333337 2.49999998 0.9162907230.00636 1.13333333 0.693333333 0.27333333 0.420000003 2.69841268 0.992663703
y = 59.21 x + 0.644 m = 59.21 = 59.21/m
Tebal(Polyethylen)
(m) Ro (Bq) Rx (Bq) RL (Bq)
Rxs ( rRx-rRL)
(Bq) Ro/Rxs ln(Ro/Rxs)0.0015748 1.133333333 0.946666667 0.27333333 0.673333337 1.683168308 0.5206779150.003175 1.133333333 0.926666667 0.27333333 0.653333337 1.734693867 0.5508309520.00636 1.133333333 0.82 0.27333333 0.54666667 2.073170718 0.729079183
y = 21.326x + 0.9386R = 0.9998
0.96
0.98
1
1.02
1.04
1.06
1.08
0 0.002 0.004 0.006 0.008
l n ( R o
/ R x
s )
Ketebalan Polyethylen (m)
Grafik Hubungan ln(Ro/Rxs) terhadapKetebalan Polyethylen (Co-60)
ln (Ro/Rxs)
Linear (ln (Ro/Rxs))
y = 59.216x + 0.6442R = 0.791
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 0.002 0.004 0.006 0.008
l n ( R o
/ R x s
)
Ketebalan Lead (m)
Grafik Hubungan ln(Ro/Rxs) terhadapKetebalan Lead (Cs-137)
ln (Ro/Rxs)
Linear (ln (Ro/Rxs))
-
8/13/2019 Laporan Koefisien Atenuasi.docx
10/10
y = 45.31 x + 0.432 m = 45.31 = 45.31/m
y = 45.311x + 0.4324R = 0.9604
00.10.20.30.40.50.60.7
0.8
0 0.002 0.004 0.006 0.008
l n ( R o
/ R x s
)
Ketebalan Polyethylen (m)
Grafik Hubungan ln(Ro/Rxs) terhadapKetebalan Polyethylen (Cs-137)
ln (Ro/Rxs)
Linear (ln (Ro/Rxs))