Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8
-
Upload
lestarirahayu -
Category
Documents
-
view
284 -
download
10
Transcript of Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8
![Page 1: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/1.jpg)
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$ketinggian fluida dapat dilakukan menggunakan Detektor Geiger Muller !GM". Namun% penggunaan GM dalam aplikasi ini perlu memperhatikan rentang kerja
detektor serta jenis sumber radiasi% sehingga didapatkan hasil &ang optimal dari pengukuran.
Detektor GM merupakan salah satu jenis detektor isian gas &ang ban&ak digunakan
karena kemudahan dan kesederhanaan penggunaann&a. GM menghasilkan sin&al &ang kuat
sehingga tidak dibutuhkan preamplifier. GM dapat digunakan untuk mendeteksi bermacam'
macam radiasi pengion. (ekurangan dari GM ialah GM tidak dapat membedakan energi radiasi
&ang masuk% &ang berarti semua jenis interaksi radiasi dengan materi ikut terdeteksi% sehingga
GM han&a memberikan informasi berupa jumlah partikel &ang masuk.
)etiap detektor membutuhkan tegangan tinggi &ang berariasi menurut jenisn&a. GM
memiliki rentang tegangan tertentu sehingga GM dapat bekerja secara optimal. )ecara normal% peningkatan *+ akan mempengaruhi partikel &ang tertangkap oleh detektor seperti &ang
ditunjukkan oleh gambar ,.1.
Gambar 4.1 Hubungan antara tegangan dengan partikel yang tertangkap
GM bekerja pada daerah I+ dimana pada daerah ini medan listrik sangat kuat sehingga
satu pasang elektron'ion cukup untuk men&ebabkan terjadin&a electrical avalanche% dengan
mekanisme seperti pada Gambar ,.2. -pabila tegangan erja GM melebihi daerah operasin&a!daerah I+"% maka akan terjadi discharge% dimana dapat memperpendek umur tabung GM.
![Page 2: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/2.jpg)
8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8
http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 2/10
Gambar 4.2 Mekanisme Terjadinya Avalanche
#enentuan leel$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.
![Page 3: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/3.jpg)
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 $nergi
)alah satu cara untuk menentukan koefisien atenuasi materi adalah dengan menggunakan
hubungan antara intensitas radiasi dengan jarak atau ketebalan suatu materi.
*ubungan intensitas radiasi dengan koefisien atenuasi adalah sebagai berikut7
I = I 0 . e− μx
dengan
% adalah intensitas radiasi setelah meleati bahan dengan ketebalan &
% ' adalah intensitas aal radiasi
( adalah koefisien atenuasi linear radiasi untuk bahan
5ara menentukan koefisien atenuasi dari data intensitas radiasi &ang didapat adalah
dengan memodifikasi persamaan sebelumn&a menjadi
I
I 0
=e− μx
ln( I
I 0 )=− μx
ln( I 0
I )= μx
![Page 4: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/4.jpg)
8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8
http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 4/10
#ersamaan ini sesuai dengan bentuk persamaan grafik &8m9% dimana m adalah nilai
gradien dari grafik dan dalam persamaan tadi gradienn&a adalah (. Gradien grafik &ang diperoleh
ialah koefisien atenuasi.
Grafik 4.2 )!nt!h Grafik Hubungan %ntensitas *adiasi dengan #etebalan Materi
:ika terdapat lebih dari suatu materi &ang dilalui radiasi% maka jumlah koefisien atenuasi
&ang diperhitungkan juga akan bertambah. 5ontoh pada praktikum ini 7
I = I 0. e
− μudara xudara . e− μair x air . e
− μkaca x kaca
μ
−(¿¿udara xudara+ μair xair+ μkaca xkaca) I = I = I 0. e
¿
#ersamaan tersebut kemudian disusun untuk bisa mendapatkan hubungan antara
intensitas dengan leel$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
![Page 5: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/5.jpg)
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=
ëC 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
![Page 6: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/6.jpg)
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
![Page 7: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/8.jpg)
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)*+
![Page 9: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/9.jpg)
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)$h.
![Page 10: Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022082216/577c7cfa1a28abe0549cd968/html5/thumbnails/10.jpg)
8/16/2019 Draft Laporan Praktikum Deteksi Pengukuran Radiasi 7-8
http://slidepdf.com/reader/full/draft-laporan-praktikum-deteksi-pengukuran-radiasi-7-8 10/10
(arena nilai D3 C%// H)$h% maka sumber radiasi sangat aman apabila
digunakan untuk praktikum kali ini.