8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 1/10

I. Tujuan

1. Memahami pemanfaatan detektor Geiger Muller 

2. Memahami konsep atenuasi

3. Memahami aplikasi radiasi sebagai media Non Destructie Test !NDT"

II. Dasar Teori

#engukuran leel$ketinggian fluida dapat dilakukan menggunakan Detektor Geiger Muller !GM". Namun% penggunaan GM dalam aplikasi ini perlu memperhatikan rentang kerja

detektor serta jenis sumber radiasi% sehingga didapatkan hasil &ang optimal dari pengukuran.

Detektor GM merupakan salah satu jenis detektor isian gas &ang ban&ak digunakan

karena kemudahan dan kesederhanaan penggunaann&a. GM menghasilkan sin&al &ang kuat

sehingga tidak dibutuhkan preamplifier. GM dapat digunakan untuk mendeteksi bermacam'

macam radiasi pengion. (ekurangan dari GM ialah GM tidak dapat membedakan energi radiasi

&ang masuk% &ang berarti semua jenis interaksi radiasi dengan materi ikut terdeteksi% sehingga

GM han&a memberikan informasi berupa jumlah partikel &ang masuk.

)etiap detektor membutuhkan tegangan tinggi &ang berariasi menurut jenisn&a. GM

memiliki rentang tegangan tertentu sehingga GM dapat bekerja secara optimal. )ecara normal% peningkatan *+ akan mempengaruhi partikel &ang tertangkap oleh detektor seperti &ang

ditunjukkan oleh gambar ,.1.

Gambar 4.1 Hubungan antara tegangan dengan partikel yang tertangkap

GM bekerja pada daerah I+ dimana pada daerah ini medan listrik sangat kuat sehingga

satu pasang elektron'ion cukup untuk men&ebabkan terjadin&a electrical avalanche% dengan

mekanisme seperti pada Gambar ,.2. -pabila tegangan erja GM melebihi daerah operasin&a!daerah I+"% maka akan terjadi discharge% dimana dapat memperpendek umur tabung GM.

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 2/10

Gambar 4.2 Mekanisme Terjadinya Avalanche

#enentuan leel$ketinggian fluida memerlukan pemahaman mengenai koefisien atenuasi

karena radiasi akan meleati lebih dari satu materi% &aitu udara% air% dan kaca. (oefisien atenuasi

 berbeda'beda untuk setiap materi &ang dileati oleh radiasi. *al ini dikarenakan koefisien

atenuasi merupakan fungsi dari densitas% nomor atom% serta energi radiasi.

Grafik ,.1. menunjukkan hubungan antara koefisien atenuasi massa udara dengan energo

dalam melemahkan !mengatenuasi" foton% dengan komposisi berat udara /0., N% 21.2 %dan .4, -r. Densitas udara .1243 g$cm3 pada suhu ⁰5 dan tekanan /6mm*g digunakan

sebagai faktor pengendali untuk koefisien atenuasi linear.

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 3/10

Grafik 4.1 Atenuasi !t!n di "dara. #!efisien Atenuasi Massa vs $nergi

)alah satu cara untuk menentukan koefisien atenuasi materi adalah dengan menggunakan

hubungan antara intensitas radiasi dengan jarak atau ketebalan suatu materi.

*ubungan intensitas radiasi dengan koefisien atenuasi adalah sebagai berikut7

 I = I 0 . e− μx

dengan

 %  adalah intensitas radiasi setelah meleati bahan dengan ketebalan  &

 % ' adalah intensitas aal radiasi

 ( adalah koefisien atenuasi linear radiasi untuk bahan

5ara menentukan koefisien atenuasi dari data intensitas radiasi &ang didapat adalah

dengan memodifikasi persamaan sebelumn&a menjadi

 I 

 I 0

=e− μx

ln(   I 

 I 0 )=− μx

ln( I 0

 I  )= μx

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 4/10

#ersamaan ini sesuai dengan bentuk persamaan grafik &8m9% dimana m adalah nilai

gradien dari grafik dan dalam persamaan tadi gradienn&a adalah (. Gradien grafik &ang diperoleh

ialah koefisien atenuasi.

Grafik 4.2 )!nt!h Grafik Hubungan %ntensitas *adiasi dengan #etebalan Materi

:ika terdapat lebih dari suatu materi &ang dilalui radiasi% maka jumlah koefisien atenuasi

&ang diperhitungkan juga akan bertambah. 5ontoh pada praktikum ini 7

 I = I 0. e

− μudara xudara . e− μair x air . e

− μkaca  x kaca

 μ

−(¿¿udara xudara+ μair xair+ μkaca xkaca) I = I = I 0. e

¿

#ersamaan tersebut kemudian disusun untuk bisa mendapatkan hubungan antara

intensitas dengan leel$ketinggian air.

PERHITUNGAN KETIDAKPASTIAN

Parameter pencacah radiasi

5acahan !) " adalah nilai &ang dihasilkan oleh sistem pencacah setelah mengukur radiasi

selama aktu tertentu !t ". )emakin lama aktu pengukuran ini% maka nilai cacahan akan semakin

 besar.

(arena bersifat acak% makan pebgukuran radiasi secara berulang akan memberikan nilai

&ang berariasi. 5acah rerata !  C  " dihitung dengan persamaan berikut

C =1

n∑i=1

n

C i=C 1+C 2+…+C n

n

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 5/10

denganC i  adalah nilai cacah pengukuran ke'i% dan n adalah ban&akn&a pengukuran.

)tandar deiasi atau error pengukuran !  σ c " dihitung dengan rumus berikut

σ c=

√´C n

;aju cacah ! *" adalah jumlah cacah persatuan aktu. Nilai ini sebanding dengan jumlah

radiasi &ang memasuki detektor atau sebanding dengan aktiitas sumber radiasi

 R=C 

t 

dengan )  adalah nilai cacahan dan t adalah aktu pengukuran.

Maka laju cacah rerata dapat dirumuskan sebagai berikut

´ R= C t 

)tandar deiasi laju pengukuran !  σ  R " dihitung dengan rumus berikut

σ  R=σ C 

t   =

1

t  √ C 

n=√

 C 

t 

1

n .t =√

  ´ R

n. t 

;aju cacah latar belakang !  Rbg " adalah nilai laju cacah &ang ditampilkan oleh sistem

 pencacah alaupun tidak ada sumber radiasi. Nilai ini berasal dari radiasi alam disekeliling

detektor.

;aju cacah sumber !   Rs " adalah nilai laju cacah &ang berasal dari sumber radiasi &ang

tercatat !   Rt  " dikurangi dengan laju cacah latar belakang !   Rbg "

 Rs= R t − R bg

)tandar deiasi laju cacah sumber !  σ  Rs " dihitung menggunakan rumusan berikut

σ  Rs

 R s=√(σ  Rt 

 R t  )2

+(σ  Rbg Rbg )2

σ  Rs= Rs√(σ  Rt 

 Rt  )2

+( σ  Rbg Rbg )2

 Nilai batas minimum deteksi !limit !f detecti!n+ ,-" adalah suatu parameter &ang

menunjukkan batas minimum dari cacahan &ang masih dapat diukur 

 LD=k . σ Bg

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 6/10

denganσ Bg  adalah standar deiasi dari cacah latar belakang% dan k  adalah faktor cakupan

&ang berhubungan dengan tingkat keperca&aan terhadap data &ang didapatkan. <ntuk tingkat

keperca&aan 44% k83.

 Nilai  ,-  berlaku untuk kondisi tertentu% &aitu untuk aktu pengukuran dan jumlah

 pengulangan pencacahan. )uatu sampel dapat ditentukan aktiitasn&a bila jumlah cacahansampel lebih besar dari ,- untuk kondisi laa !aktu" pengukuran &ang sama.

C sampel> LD

=fisiensi pengukuran ! " adalah suatu nilai &ang menunjukkan hubungan anatar lajuԑ

cacah ! *" dan aktiitas ! A" sumber radiasi. #arameter ini dihitung dengan mengukur sumber 

radiasi standar 

ε=  Rst 

 A st . p

dengan  p  adalah probabilitas pancaran radiasi &ang nilain&a bergantung jenis radionuklida

standar &ang digunakan. Nilai efisiensi ! " dipengaruhi oleh geometri !jarak% dimensi% posisi"ԑ

 pengukuran% jenis% dan energi radiasi.

)tandar deiasi efisiensi pengukuran !  σ ε " dihitung dengan rumusan berikut

σ ε

ε =√(

 σ  Rst 

 Rst )2

+(σ  Rst 

 A st )2

+( σ  p

 p )2

Penentuan Aktivitas Sampel

-ktiitas sampel !  A sampel " dihitung setelah mendapatkan efisiensi pengukuran ! "ԑ

dengan rumusan berikut

karena Rst 

 A st 

=ε . p≅ R sampel

 A sampel

 A sampel= Rsampel

ε . p

dengan p adalah probabilitas pancaran radiasi.

)tandar deiasi aktiitas sampel !  σ  A sampel " dihitung menggunakan rumus berikut

σ  Ast 

 Ast 

=√( σ  R

sampel

 R sampel )2

+( σ ε

ε )2

+( σ  p

 p )2

)ecara garis besar% jika suatu pengukuran dipengaruhi beberapa parameter &ang memiliki

nilai errorn&a di masing'masing parameter% jika error pengukuran ini merupakan akumulasi dari

semua error dimasing'masing parameter. :ika ada suatu besaran hitung    &ang dipengaruhi oleh

 parameter m+ n+ !+ p dengan keempat parameter ini memiliki standar deiasi !error" masing'masing% maka error besaran > dapat dirumuskan sebagai berikut

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 7/10

σ  X 

 X  =√(

 σ m

m )2

+( σ n

n )2

+( σ o

o )2

+( σ  p

 p )2

untuk X =ungsi(m ! n ! o ! p)

III. -lat dan ?ahan

1. )umber radiasi !5s'13/"2. )atu set sistem spektroskopi% terdiri atas 7

a. *+D5 #oer )uppl&

 b. Geiger Muller 

c. #re'amp

d. -mplifier 

e. )ingle 5hannel -nal&@er !)5-"

f. 5ounter 

g. Timer 

h. scilloscope

i. (abel 5oa9ial A 5onnector 

3. ?ejana

,. Bluida7 -ir !   " 2# "

C. Mistar  

I+. Tata ;aksana #ercobaan

)umber 

Grafik 4./ #!nfigurasi Alat 

DPR 0 !enentukan Daerah "perasi G!

1. )usun alat sesuai gambar ,.3% tanpa men&ertakan bejana dan air.

2. Teliti kembali

3. ;etakkan sumber radioaktif pada jarak cm dari detektor 

,. -tur timer untuk selang aktu 6 detik 

C. Naikkan tegangan *+ hingga tercatat adan&a pencacahan pulsa pada counter.

!starting oltage". 5atat.

6. -tur kembali timer untuk selang aktu 3'1 detik.

/. Naikkan tegangan *+ secara bertahap dengan selang kenaikan 1'2+ sampai

sebelum discharge. Tegangan lebih besar dari daerah operasi GM akan

memperpendek umur tabung GM.

DPR 0# !enentukan Ketin$$ian %evel &luida

Instruksi umum

1. )et *+ pada daerah kerja GM.2. -tur timer untuk selang aktu C'1 detik.

HVDC

 TimerCounterInverter

Bejana Air

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 8/10

3. ;akukan pencacahan seban&ak 3 kali untuk masing'masing pengambilan data.

,. 5acah radiasi background. !39"

C. 5acah masing'masing materi. !39"

Menentukan (oef -tenuasi <dara

1. #encacahan dimulai dari jarak cm.2. +ariasikan jarak antara sumber dengan detektor. Dapatkan C data.

3. ?uat grafik hubungan antara intensitas radiasi terhadap jarak.

,. Tentukan koefisien atenuasi udara.

Menentukan (oef -tenuasi (aca

1. 5acah sumber dengan posisi menempel pada kaca.

2. +ariasikan ketebalan kaca. Dapatkan C data.

3. ?uat grafik hubungan antaraintensitas radiasi terhadap ketebalan kaca.

,. Tentukan koefisien atenuasi kaca.

Menentukan (oef -tenuasi -ir 

1. 5acah sumber dengan posisi detektor menempel pada bagian baah bejana.

2. +ariasikan ketinggian air. Dapatkan C data.

3. ?uat grafik hubungan antara intensitas radiasi terhadap ketinggian air.

,. Tentukan koefisien atenuasi air.

Menentukan (etinggian -ir 

1. Masukkan air kedalam bejana dengan ketinggian sembarang.

2. 5acah sumber dengan posisi detektor menempel pada bagian baah bejana.

3. ?entuklah persamaan untuk menentukan ketinggian air.

,. Tentukan ketinggian air melalui persamaan tersebut.

C. ?andingan dengan keadaan real.

+. *ipotesis1. #raktikan akan memahami cara penggunaan detektor Geiger'Muller setelah

melakukan praktikum.

2. -tenuasi adalah pelemahan &ang terjadi saat sebuah radiasi meleati sebuah medium

tertentu. (oefisien atenuasi adalah koefisien &ang menunjukkan besarn&a tingkat

 pelemahan dari intensitas radiasi karena meleati suatu benda. )etiap benda memiliki

nilai koefisien atenuasi &ang berbeda'beda &ang mana hal ini dipengaruhi oleh massa

 jenis benda atau medium% nomor atom% dan energi radiasi &ang menembus medium

tadi. )ecara umum semakin kecil nilai massa jenis suatu benda% maka semakin kecil

 pula koefisien atenuasi &ang mana men&ebabkan intensitas radiasi han&a mengalami

 penurunan &ang relatif kecil.

3. #engaplikasian radiasi dalam dunia industri salah satun&a adalah  0!n-estructive

Test  !NDT". ang mana dalam NDT ini dilakukan pengujian terhadap suatu materialapakah ada kerusakan ataupun cacat pada material tersebut tanpa merusakn&a.

+I. #engukuran Dosis

Diketahui '

)umber 7 5s'13/

-8 333 k?E

t1$283%1/ tahun

t 8 2 -pril 216 F 2/ Mei 1443 8 22%0/, tahun

ni 8 3%0 .cm2$h.m5i

ki 8 0C

r 8 3 cm

Aktivitas (s)*+

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 9/10

 A= A0.( 12 )

 t 

t 1

2

 A=333 kB$.(12 )22,874 ta%un

30,17 ta%un

 A=333 kB$.0,50,758

 A=196,88 kB$.  1mCi

3,7 .104kB$

 A=5,32 .10−3

mCi

ni &k i

(¿)

∑i=1

n

¿

 Dr

❑ = At 

r2 ¿

Dimana 7

D 7 Dosis &ang tercatat pada jarak r 

-t 7 -ktifitas pada aktu sekarang

7 :arak sumber dengan detektor 

n 7 probabilitas peluruhan gamma

k 7 konstanta ! R . cm

2

mCi.% "

 D30=

5,32.10−3mCi

(30cm)

2  .

3,8 R . cm2

%.mCi  .0,85

 D30=1,9.10−5

 R/%

 D30=1,9.10

−5 R

%  .

0,96 Rad

 R  =1,83 .10

−5 Rad

%  =1,83 .10

−5 rem

%

 D30=1,83 .10

−5 rem

%  .10

−2   '(

rem=1,83 .10

−7 '(

%

Menurut eb batan.go.id batas dosis aman untuk para pekerja radiasi adalah

C ms per tahun. )ehingga batas amann&a 8 C%// H)$h.

8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8

http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 10/10

(arena nilai D3 C%// H)$h% maka sumber radiasi sangat aman apabila

digunakan untuk praktikum kali ini.