LAPORAN PRAKTIKUMAPIKASI TEKNOLOGI NUKLIRACARA:PENENTUAN KANDUNGAN SUATU PLAT MENGGUNAKAN XRF GUN

Disusun Oleh:

Nama :1. Dian Puspita Hapsari (011100284)2. Fazry Fachrurony (011100286)3. Risha Diah Ramadhani (011100299)4. Tino Umbar (011100301)Prodi: Teknokimia NuklirSemester: VIKelompok: ITanggal Praktikum:28 April 2014Asisten:Maria Christina P.

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIRBADAN TENAGA NUKLIR NASIONALYOGYAKARTA2014PENENTUAN KANDUNGAN SUATU PLAT MENGGUNAKAN XRF GUN

I. Tujuan1. Agar mahasiswa dapat mengetahui cara menggunakan XRF Gun.2. Agar mahasiswa dapat melaksanakan pengukuran atau penentuan kandungan dan presentase unsur suatu plat atau benda kerja menggunakan XRF Gun.

II. Dasar TeoriXRF adalah singkatan fluoresensi x-ray, suatu proses dimana elektron dipindahkan dari posisi orbital atom mereka, melepaskan ledakan energi yang merupakan karakteristik dari elemen tertentu. Pelepasan energi ini kemudian dideteksi oleh detektor kemudian ke XRF instrumen, yang pada gilirannya mengkategorikan energi elemen. Berikut ini adalah rincian rinci tentang proses: 1. Sebuah sinar X-ray dengan energi yang cukup untuk mempengaruhi elektron pada kulit bagian dalam atom dalam sampel yang dibuat oleh tabung X-ray dalam analyzer genggam. Sinar X-ray kemudian dipancarkan dari ujung depan XRF analyzer genggam.

2. Sinar X-ray kemudian berinteraksi dengan atom dalam sampel dengan menggusur elektron dari orbit dalam atom. Perpindahan ini terjadi sebagai akibat dari perbedaan energi antara sinar X-ray primer yang dipancarkan dari analisa dan energi ikat yang memegang elektron dalam orbit yang tepat; perpindahan terjadi ketika energi sinar X-ray lebih tinggi dari energi ikat elektron yang berinteraksi. Elektron adalah tetap pada energi tertentu dalam posisi mereka dalam sebuah atom, dan ini menentukan orbitnya. Selain itu, jarak antara orbit atom adalah unik untuk atom dari setiap elemen, sehingga atom kalium (K) memiliki jarak yang berbeda antara kulit elektron dibanding atom emas (Au), atau perak (Ag), dan lain-lain.3. Ketika elektron terlempar dari orbit mereka, mereka meninggalkan kekosongan, membuat atom tidak stabil. Atom harus segera memperbaiki ketidakstabilan dengan mengisi kekosongan akibat perpindahan elektron. Kekosongannya bisa diisi dari orbit yang lebih tinggi yang bergerak turun ke orbit yang lebih rendah di mana kekosongan terjadi. Sebagai contoh, jika sebuah elektron dipindahkan dari kulit terdalam atom (yang paling dekat dengan inti), sebuah elektron dari kulit berikutnya dapat bergerak turun untuk mengisi kekosongan tersebut. Ini adalah fluoresensi.

4. Elektron memiliki energi ikat yang lebih tinggi jika electron semakin jauh dari inti atom. Oleh karena itu, elektron kehilangan beberapa energi bila electron turun dari kulit elektron yang lebih tinggi ke kulit elektron lebih dekat ke inti. Jumlah energi yang hilang setara dengan perbedaan energi antara kedua kulit elektron, yang ditentukan oleh jarak antara mereka. Jarak antara kedua orbit unik untuk setiap elemen, seperti disebutkan di atas. 5. Energi yang hilang dapat digunakan untuk mengidentifikasi elemen dari mana ia berasal, karena jumlah energi yang hilang dalam proses fluoresensi unik untuk setiap elemen. Energi neon individu terdeteksi adalah khusus untuk unsur-unsur yang hadir dalam sampel. Dalam rangka untuk menentukan jumlah masing-masing elemen yang hadir, proporsi di mana energi individu muncul dapat dihitung dengan instrumen atau perangkat lunak lain.

Seluruh proses fluoresensi terjadi dalam faksi-faksi kecil dari satu detik. Sebuah pengukuran menggunakan proses ini dan pistol XRF genggam modern dapat dilakukan dalam hitungan detik. Waktu aktual yang diperlukan untuk pengukuran akan tergantung pada sifat sampel dan tingkat kebutuhan. Tingkat persentase yang tinggi akan memakan waktu beberapa detik sementara tingkat bagian-per-juta akan memakan waktu beberapa menit.

Analisis sampel melalui Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF)Alat analisa genggam energy-dispersive x-ray fluorescence (EDXRF) Thermo Scientific Niton, umumnya dikenal sebagai alat analisa XRF mampu untuk menentukan komposisi unsur material dengan cepat dan non destruktif :1. Sampel-sampel logam dan logam mulia.2. Batuan dan tanah.3. Sampel-sampel lumpur dan cair.4. Permukaan-permukaan yang dicat , termasuk kayu, beton, plester, drywall dan bahan bangunan lainnya.5. Debu yang dikumpulkan oleh lap sampel.6. Elemen berat yang diangkut melalui udara dan dikumpulkan pada penyaring-penyaring.

Tiga puluh atau lebih unsur-unsur dapat dianalisis secara bersamaan dengan mengukur karakteristik X-ray flurescens yang dikeluarkan oleh sampel. Alat analisa XRF Thermo Scientific Niton dapat menghitung kisaran unsur dari magnesium (unsur 12) sampai uranium (unsur 92), mengukur energi X-ray dari 1.25 keV sampai 85 keV dalam kasus X-ray flurescens kulit-k Pb dengan eksitasi isotop 109 Cd. Alat-alat ini juga mengukur pancaran X-ray elastik (Raleigh) dan tidak elastic (compton) yang dikeluarkan oleh sampel selama setiap pengukuran untuk menentukan perkiraan kepadatan dan persentase elemen-elemen ringan dalam sampel.

Model Eksitasi XRF

Setiap unsur yang ada dalam sebuah sampel menghasilkan sebuah kumpulan karakteristik X-ray yang khusus yang merupakan sebuah sidik jari untuk unsur tertentu. Alat analisa energy-dispersive x-ray fluorescence (EDXRF) menentukan kimiawi sampel dengan mengukur spektrum karakteristik sinar-x yang dipancarkan oleh unsur-unsur yang berbeda dalam sampel bila diterangi oleh sinar-X. Sinar-X ini dikeluarkan baik dari tabung mini sinar X-ray atau dari sebuah kapsul bahan radioaktif yang kecil dan tertutup rapat.X-ray flurescens dibuat ketika sebuah sinar-X dari energi yang cukup menyerang sebuah atom dalam sampel tersebut, mencabut sebuah elektron dari salah satu kulit orbit di bagian dalam atom. Atom mengembalikan stabilitas, mengisi posisi yang ditinggalkan di kulit orbit di bagian dalam dengan elektron dari salah satu orbit energi atom yang lebih tinggi. Elektron turun ke keadaan energi yang lebih rendah dengan merilis sebuah sinar-X flurescens, dan energi dari sinar-X ini adalah sama dengan perbedaan spesifik dalam energi antara dua keadaan kuantum dari elektron.Ketika sebuah sampel diukur menggunakan XRF, setiap unsur yang ada dalam sampel mengeluarkan spectrum energi sinar-X fluorescens yang unik sendiri. Dengan mengukur X-ray fluorescens yang dikeluarkan oleh unsur-unsur yang berbeda dalam sampel-sampel secara bersamaan, alat analisa genggam XRF Thermo Scientific Niton menentukan unsur yang berada dalam sampel dengan cepat dan konsentrasi relatif mereka - dengan kata lain, unsur kimiawi sampel. Untuk sampel-sampel dengan rentang komposisi kimia yang diketahui, seperti kelas-kelas umum dari campuran-campuran logam, alat XRF ini juga mengidentifikasi sebagian besar jenis sampel dengan nama, biasanya dalam hitungan detik.

III. Alat dan BahanAlat yang digunakan pada praktikum ini adalah:1. XRF Gun2. Plat untuk dianalisis (terdapat 8 plat yang berbeda)3. Nickel Waspalloy (Wrought)

IV. Langkah Kerja1. XRF Gun, benda kerja yang akan dianalisis (plat) dan Nickel Waspalloy (Wrought) disiapkan.2. XRF Gun dinyalakan dan lama waktu pengukuran diatur.3. XRF Gun dikalibrasi dengan cara pengukuran (penembakan) pada standar nickel waspalloy (wrought) yang telah diketahui kandungan dan persentase unsurnya. Hasil pengukuran nickel waspalloy dicatat.4. XRF Gun ditempelkan pada Plat yang akan dianalisis.5. Pengukuran terhadap benda kerja yang tersedia (plat) dilakukan dengan cara menekan tombol penembakan pada XRF Gun. Penekanan tombol ditahan hingga waktu pengukuran selesai dan pengukuran kandungan maupun persentase unsur pada plat terbaca dengan baik.6. Hasil pengukuran dicatat.

V. Data Percobaan1. WaspaloyElemen%+/-Limit

Ti3.400.0742.75-3.25

V20.530.13618-21

Cr0.110.0370-1

Mn1.120.0250-2

Fe13.530.08012-15

Ni57.690.07849-64

Cu1.010.316

V0.180.110V0.290.122

Cr0.920.079Cr0.780.068

Mn0.390.195Mn0.240.188

Fe0.970.180

Nb>0.480.131Nb0.090.126

Mo0.120.137Mo0.140.138

W0.230.416W0.910.307Ti>1.710.354

V0.110.105V0.130.116

Cr0.880.076Cr0.880.077

Mn0.320.190Mn0.160.185

Fe0.460.146

Nb>0.260.129Nb0.130.311

Mo0.370.141Mo0.080.142

W0.040.411W0.370.439

5. Plat (Zr 705 & Zr 704)

Penembakan pertamaElemen%+/-LimitElemen%+/-Limit

Cu>2.250.105Cu>2.250.105

Zr2.380.107

Sn>11.165.823Sn>11.165.8231-2

Penembakan keduaElemen%+/-LimitElemen%+/-Limit

Cu>2.100.102Cu>2.100.102

Zr2.600.095

Mo>2.210.104Mo>2.210.104

Sn98.840.03098-98.80

Ni0.010.0070-0.3Ni0.010.0070-0.3

Cu0.020.0040-0.25Cu0.020.004

Nb