Laporan HVL

5/28/2018 Laporan HVL

1/16

I. TUJUANA. Tujuan Instruksional UmumSetelah melakukan praktikum ini, praktikan dapat menentukan tebal paro (HVT) perisai

radiasi

B. Tujuan Instruksional KhususSetelah melaksanakan praktikum ini, praktikan mampu :

Menerangkan penurunan intensitas radiasi terhadap tebal bahan yang dilaluiberdasarkan teori atenuasi

Menyebutkan definisi tebal paro (HVT) perisai radiasi Menyebutkan 2 faktor yang mempengaruhi tebal paro bahan perisai radiasi Menghitung tebal paro salah satu jenis bahan berdasarkan tabel atenuasi Menentukan tebal paro beberapa jenis bahan secara pengukuran Menghitung tebal suatu jenis bahan yang diperlukan pada suatu kasus

II. DASAR TEORIPenahanan radiasi bertujuan mengurangi intensitas radiasi dengan memanfaatkan

interaksi radiasi dengan materi. Radiasi alpha dan beta dapat ditahan dengan baik oleh benda

yang relatif tipis. Sedang untuk radiasi beta yang berenergi tinggi, diperlukan bahan penahan

seperti halnya yang digunakan untuk menahan sinar-X. Pada radiasi positron penahanan

radiasi dilakukan hingga bebas radiasi. Untuk penahanan radiasi gamma berlaku hukum

kuadrat terbalik. Sedang radiasi gamma yang merupakan radiasi langsung berkurang secara

eksponensial terhadap tebal bahan penahan. Pengaruh radiasi gamma karena penyebaran padabahan penahan perlu dikoreksi dengan menggunakan koefisien build up (build up factor).

Radiasi neutron juga berkurang secara eksponensial terhadap tebal bahan penahan dan faktor

koefisienbuild up juga dapat digunakan. Pada penahanan radiasi neutron termal, tebal materi

dapat dikurangi apabila menggunakan materi yang memiliki tampang lintang tangkapan

neutron yang besar. Untuk menahan radiasi neutron cepat dapat digunakan cara penangkapan

neutron setelah kecepatannya berkurang akibat hamburan elastis, tetapi radiasi gamma yang

terpancar juga harus ditahan. Labirin sangat berpengaruh terhadap penahanan radiasi gamma.

Penahanan radiasi ditujukan untuk mencegah paparan radiasi pada tubuh manusia dan

kerusakan pada alat ukur radiasi. Prinsip penahanan radiasi adalah mengurangi intensitas

radiasi yang didasarkan pada interaksi radiasi dengan materi, yaitu dengan mengubah energi

radiasi menjadi energi panas sehingga paparan radiasinya menjadi berkurang. Karenainteraksi radiasi dengan materi berbeda menurut jenis materi dan energi radiasi, maka cara

penahanan yang digunakan juga berbeda. Umumnya intensitas radiasi dapat dikurangi dengan

menambah tebal materi yang digunakan sebagai penahan. Selanjutnya akan diuraikan tentang

penahanan radiasi yang banyak dikenal, yaitu alpha, beta, gamma, sinar-X, dan neutron.

Namun yang utama adalah uraian tentang penahanan radiasi gamma, sinar-X, dan neutron,

yang mempunyai daya tembus besar terhadap materi.

Radiasi Gamma merupakan jenis radiasi yang mempunyau daya tembus sangat besar dan

tidak dapat dihentikan sepenuhnya. Setiap pancaran radiasi Gamma yang mengenai suatu

bahan akan berinteraksi dengan bahan tersebut sehingga sebagian dari intensitasnya akan

terserap dan sebagian lagi diteruskan.

Penahanan radiasi gamma (Sinar-X).


2/16

A. Hukum kuadrat terbalik.

Apabila radiasi gamma dari sumber radiasi terpancar ke segala arah, intensitas radiasi

gamma di suatu titik akan menjadi lemah karena berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya

dari sumber radiasi. Hal ini disebut hukum kuadrat terbalik. Oleh karena intensitas radiasi

gamma menjadi lemah berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber radiasi,

maka jarak dari sumber radiasi merupakan faktor utama dalam melakukan penahanan. Untukradiasi gamma yang mempunyai aktivitas 1 Currie, persentase paparan radiasinya pada titik

yang berjarak 1 m disingkat rhm (Rontgen per jam pada jarak 1 m), yang disebut juga

konstanta gamma. Konstanta gamma dari beberapa sumber radiasi ditunjukkan padaTabel 1.

B. Penyerapan radiasi gamma oleh bahan penahan.

Seperti ditunjukkan padaGambar 1,jika radiasi gamma dengan intensitas tertentu

menembus bahan penahan, maka intensitas radiasinya akan berkurang secara eksponensial

sebanding dengan tebal bahan penahan. Koefisien pengurangan intensitas radiasi gamma

yang berenergi antara 1-3 MeV tidak berubah karena tebal bahan, sehingga dapat dianggap

bahwa kemampuan penahanan hanya berkaitan dengan rapat jenis materi.

Gambar 1.
http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/01.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/01.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/01.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/01.gif


3/16

C. Koreksi hamburan.

Hukum eksponensial yang menunjukkan pengurangan intensitas radiasi apabila

melalui suatu materi, berlaku ketika berkas radiasi sejajar melewati celah bahan penahan,

seperti ditunjukkan padaGambar 1.Sampai saat ini dianggap bahwa radiasi gamma dalam

materi akan lepas dari berkas radiasi sejajar setelah bertumbukan dan selanjutnya akanterhambur. Walaupun radiasi tidak dalam bentuk berkas radiasi sejajar, dalam bahan penahan

yang tipis jumlah hamburan radiasi gamma sangat sedikit, maka hukum eksponensial masih

bisa digunakan. Sebaliknya, radiasi yang terhambur dalam materi akan menjadi banyak bila

bahan penahan semakin tebal. Maka, intensitas yang dihasilkan akan lebih rendah daripada

intensitas radiasi yang dihitung dengan hukum eksponensial. Pengaruh radiasi yang telah

terhambur dikoreksi menggunakan koefisien build up. Koefisien build up bergantung pada

energi radiasi, tebal materi yang dilewati dan geometri sumber radiasi. Tentu saja

koefisien build up tersebut merupakan nilai yang lebih besar dari 1, dan cenderung bertambah

bila bahan penahannya semakin tebal. Karena materi bernomor atom besar memiliki

koefisien penyerapan massa yang besar terhadap radiasi gamma dan rapat jenisnya pada

umumnya tinggi, maka materi seperti ini dapat menahan radiasi gamma secara efisien.Dengan mempertimbangkan sifat dan penggunaannya yang mudah, materi yang digunakan

sebagai bahan penahan gamma misalnya timbal, besi, beton kongkrit. Selanjutnya, penahanan

sinar-X hampir sama seperti gamma, tetapi karena berenergi rendah, maka bahan penahan

yang digunakan cukup tipis saja.(http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-

06.htmldiakses pada 27 Maret 2014 pukul 12.34)

Perbandingan intensitas pancaran yang datang dan intensitas yang masih diteruskan,

tergantung pada tebal bahan, Jenis bahan dan energi radiasi gamma. Secara matematis

hubungan tersebut dinyatakan dengan

x

eII

0 dengan

I0 = Intensitas paparan radiasi yang datang (mR/jam)

I = Intensitas paparan radiasi yang diteruskan (mR/jam)

= Koefisienn serap linier bahan pada energi tertentu (mm-1)

x = Tebal bahan (mm)

Bila intensitas pancaran radiasi gamma tersebut digambarkan terhadap tebal bahan,

maka akan sesuai dengan gambar 2

Tebal paro (HVT) merupakan tebal bahan yang dapat menyerap sebagian intensitaspaparan radiasi yang datang sehingga intensitas paparan radiasi yang diteruskan tinggal

setengah intensitas mula-mula.

2

1

0

HVTeI

I

HVT

2

1ln

693,0HVT
http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gifhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/02.gif


4/16

Gambar 2Kurva Intensitas Radiasi vs Tebal Bahan

Nilai HVT dapat ditentukan secara matematis dengan persamaan 3 di atas atau dapat

juga ditentukan secara eksperimen dengan melakukan beberapa pengukuran dan

menggambarkan kurva peluruhan intensitas paparan radiasi sebagaiman gambar diatas.

Nilai HVT sangat bermanfaat untuk keperluan praktis di lapangan, yaitu untuk menentukan

tebal suatu bahan yang diperlukan sebagai penahan radiasi

n

I

I

2

1

0 dengan

n = banyaknya HVT penyusun tebal penahan radiasi

= x/HVT

III. ALAT DAN BAHANA. ALAT

1. Seperangkat detektor Gamma2. Berbagai macam Shielding3. Pinset

B. BAHAN1. Zat radioaktif standar Eu-152

IV. CARA KERJA1. Dicari tegangan kerja detektor gamma2. Kemudian dicari cacah background detektor gamma3. Sumber Eu-152 dicacah dengan jarak tertentu tanpa menggunakan shielding4. Sumber Eu-152 dicacah dengan jarak yang sama dengan poin 3 dengan

shielding berjarak tertentu.


5/16

5. Poin 4 dilakukan dengan shielding berbeda namun dengan jarak yang sama.V. DATA PENGAMATAN

Sumber : Eu-152Aktivitas : 9,494 Ci

Tgl Pembuatan : 1 Juli 2006

Penentuan Tegangan Kerja

jarak sumber : 3 cm

waktu cacah : 30 detik

No HV Count

1 680 0

2 700 8608

3 720 162564 740 17134

5 760 18234

6 780 18952

7 800 19577

HV = V1 + 1/3(V3-V1)

= 720 + 1/3(780-720)

= 720 +20

= 740

BackgroundWaktu cacah : 30 detik

HV : 740

Count

cacah Rata-

rata1 2 3 4 5

33 35 34 36 40 35,6

Count tanpa perisai

Sumber : Eu-152

HV : 740waktu cacah : 30 detik

cacahRata-rata

1 2 3

Count 16780 16774 16820 16791,33333

Cacah dengan perisai

Sumber : Eu-152

Jarak sumber : 3 cm

Jarak perisai : 1 cm

HV : 740

waktu cacah : 30 detik


6/16

No Kode Perisai Mg/cm2 Tebalcacah Rata-

rata1 2 3

1 AAlFoil 4,5 0,7 mm 15998 15784 15925 15902,3

2 B

Al

Foil 6,5 1 mm 15393 15457 15368 15406,0

3 C Poly 9,6 4 mm 15415 15407 15448 15423,3

4 D Poly 19,2 8 mm 13883 13773 13727 13794,3

5 E Plastik 59,1

0,030

cm 8758 8771 8879 8802,7

6 F Plastik 102

0,040

cm 7156 7265 6980 7133,7

7 G Al 141

0,020

cm 5995 5900 5962 5952,3

8 H Al 170

0,025

cm 5155 5202 5127 5161,3

9 I Al 216

0,032

cm 4390 4442 4383 4405,0

10 J Al 258

0,040

cm 3512 3483 3511 3502,0

11 K Al 328

0,050

cm 2888 2933 2927 2916,0

12 L Al 425

0,063

cm 2621 2584 2632 2612,3

13 M Al 522

0,080

cm 2477 2449 2501 2475,7

14 N Al 645

0,090

cm 2549 2422 2559 2510,0

15 O Al 655

0,100

cm 2383 2410 2375 2389,3

16 P Al 840

0,125

cm 2347 2357 2331 2345,0

17 Q Lead 1120

0,032

cm 1772 1764 1785 1773,7

18 R Lead 2066

0,064

cm 1754 1712 1723 1729,7

19 S Lead 34480,125cm 1458 1472 1486 1472,0

20 T Lead 1367

0,250

cm 1264 1193 1233 1230,0


7/16

VI. PERHITUNGANPersamaan umum :

2

1

0

HVTeI

I

HVT

2

1ln

693,0HVT

1. Bahan Alumunium foil

Bahan alumunium foil

No

cacahan cacah rata-

rata

cacah

background

Cacah Nettoketebalan

(mm)

1 2 3 16791,33333 0

1 15998 15784 15925 15902,3 35,6 15866,7 0,7

2 15393 15457 15368 15406 35,6 15370,4 1

Dari grafik diatas didapatkan persamaan sebagai berikut:y = 16808e-0,08x

Sehingga untuk menghitung HVL :

HVL = 8,66875 mm

Jadi, HVL untuk bahan shielding alumunium foil adalah = 8,66875 mm

y = 16808e-0.087x

R = 0.995615000

15500

16000

16500

17000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Intensitas

ketebalan (mm)

grafik perbandingan ketebalan dan

Intensitas bahan shielding

alumunium foil


8/16

2. Bahan PolyBahan Poly

No

cacahan

cacah rata-

rata


(mm)

1 2 3cacah

background 16791,33333 0

1 15415 15407 15448 15423,3 35,6 15387,7 4

2 13883 13773 13727 13794,3 35,6 13758,7 8

Dari grafik diatas didapatkan persamaan sebagai berikut:y = 16860e-0,02x


HVL =

HVL = 34,675 mm

Jadi, HVL untuk bahan shielding Poly adalah = 34,675 mm

y = 16860e-0.025x

R = 0.9949

0

5000

10000

15000

20000

0 2 4 6 8 10

Intensitas

Ketebalan (mm)


Intensitas bahan shielding Poly


9/16

3. Bahan PlastikBahan Plastik

No

cacahan

cacah rata-rata cacah background


(cm)

1 2 3 16791,33333 0

1 8758 8771 8879 8802,7 35,6 8767,1 0,03

2 7156 7265 6980 7133,7 35,6 7098,1 0,04

Dari grafik diatas didapatkan persamaan sebagai berikut:

y = 16781e-21,5x


HVL =

HVL = 0,032 cm

y = 16781e-21.56x

R = 1

0

5000

10000

15000

20000

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Intensi

tas

ketebalan (cm)


Intensitas bahan shielding Plastik


10/16

Jadi, HVL untuk bahan shielding Plastik adalah = 0,032 cm

4. Bahan alumuniumBahan Alumunium

No

cacahan cacah rata-rata cacah background


(cm)

1 2 3 16791,33333 0

1 5995 5900 5962 5952,3 35,6 5916,7 0,02

2 5155 5202 5127 5161,3 35,6 5125,7 0,025

3 4390 4442 4383 4405 35,6 4369,4 0,032

4 3512 3483 3511 3502 35,6 3466,4 0,04

5 2888 2933 2927 2916 35,6 2880,4 0,05

6 2621 2584 2632 2612,3 35,6 2576,7 0,063

7 2477 2449 2501 2475,7 35,6 2440,1 0,08

8 2549 2422 2559 2510 35,6 2474,4 0,09

9 2383 2410 2375 2389,3 35,6 2353,7 0,1

10 2347 2357 2331 2345 35,6 2309,4 0,125


y = 7792,e-13,0x


y = 7792.2e-13.02x

R = 0.6935

0

5000

10000

15000

20000

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Intensitas

ketebalan (cm)


Intensitas bahan shielding

Alumunium


11/16

HVL =

HVL = 0,05 cm

Jadi, HVL untuk bahan shielding alumunium adalah = 0,05 cm

5. Bahan TimbalBahan Alumunium

No

cacahan

cacah rata-ratacacah

background


(cm)

1 2 3 16791,33333 0

1 1772 1764 1785 1773,7 35,6 1738,1 0,0322 1754 1712 1723 1729,7 35,6 1694,1 0,064

3 1458 1472 1486 1472 35,6 1436,4 0,125

4 1264 1193 1233 1230 35,6 1194,4 0,25


y = 4757,e-7,13x


HVL =

y = 4757.8e-7.13x

R = 0.4153

0

5000

10000

15000

20000

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Intensitas

Ketebalan


Intensitas bahan shielding Timbal


12/16

HVL = 0,097 cm

Jadi, HVL untuk bahan shielding Timbal adalah = 0,097 cm

Perhitungan nilai HVL timbal menggunakan koefisien atenuasinya.Untuk bahan penahan radiasi timbal dengan tebal=0,25 cm, diketahui = 11.34g/cm3

Maka,

Dengan persamaan,

Maka,

cm

VII. PEMBAHASANPraktikum kali ini bertujuan untuk menentukan tebal paro (HVT) perisai radiasi. Pada

umumnya perisai radiasi merupaakan bahan pelindung yang digunakan untuk melindungi diri

pekerja radiasi terhadap zat radioaktif. Perbandingan intensitas pancaran yang datang dan

intensitas yang masih diteruskan, tergantung pada tebal bahan, Jenis bahan dan energi radiasi

gamma. Secara matematis hubungan tersebut dinyatakan dengan

xeII

0 dengan

I0 = Intensitas paparan radiasi yang datang (mR/jam)I = Intensitas paparan radiasi yang diteruskan (mR/jam)

= Koefisienn serap linier bahan pada energi tertentu (mm-1)x = Tebal bahan (mm)

zat radioaktif yang digunakan pada praktikum kali ini merupakan Eu-152 yang

mempunyai aktivitas sebesar 9,494 Cipada saat 1 Juli 2006. Eu-125 merupakan zat

pemancar radiasi gamma, maka dari itu dilakukan analisa menggunakan detektor GM

(Geiger- mueller) yang merupakan detektor gamma.

Zat radioaktif Eu-152 dicacah untuk menentukan tegangan kerja. Penentuan tegangan

kerja inisangat penting pada pemakaian detektor GM, karena detektor ini akah bekerja

maksimal pada tegangan kerja teretntu, pada praktikum kali ini didapatkan tegangan kerja

sebesar 740 kV


13/16

Maka didapatlah tegangan kerja sebesar 740 kV. Pada penentuan tegangan kerja harus hati-

hati karena apabila tegangan kerja terlalu kecil maka detektor tidak akan menunjukkan hasil

cacahan, sebaliknya apabila terlalu besar maka akan merusak detektor.

Selanjutnya adalah menentukan cacah latar (background), dilalkukan untuk

mengetahui cacah sebenarnya (netto), cacah latar akan bersaal dari alam sendiri, dengan

mengetahui cacah latar, maka cacah sebenarnya dari Eu-152 pun akan diketahui.

Pada percobaan selanjutnya adalah pencacahan sumber radioaktif tanpa penahan,

artinya dicacah tanpa menggunakan shielding. Hasil nya menunjukkan bahwa dari 30 detik

pencacahan di dapatkan hasil cacah sebesar 16791,33333 (rata-rata). Selanjutnya dilakukan

pencacahan terhadap sumber yang sama dengan jarak yang sama namun di tambahkanpenahan radiasi Timbal di jarak 1 cm dari detektor. Dengan mengetahui hasil cacahannya kita

dapat menghitung nilai HVL (Half Value Layer) yaitu nilai yang menunjukkan pengurahan

hasil cacah menjadi setengahnya setelah di pasangkan penahan radiasi. Dari praktikum kali

ini di dapatkan nilai HVL untuk timbal sebesar 0,097 cm, artinya hasil cacahan akan

berkurang setengahnya apabila di pasang penahan radiasi berbahan timbal setebal 0,097.

Pada kesempatan yang lain juga dilakukan pencacahan dengan penahan radiasi dari bahan

alumunium, plastik, poly dan alumunium foil. Dari percobaan didapatkan nilai HVL dari

penahan radiasi berbahan alumunium, plastik, poly dan alumunium foil berturut-turut adalah :

0,05 cm; 0,032 cm; 34,675 mm; 8,66875 mm. Seharusnya timbal memiliki HVL yang lebih

kecil dari pada plastik dan alumunium, karena timbal memiliki koefisien atenuasi yang lebih

besar, sesuai dengan persaamaan

693,0HVT

Kesalahan dalam percobaan kali ini terjadi karena beberapa faktor, antara lain:

1. Tidak rapat dalam memasang penahan radiasi2. Sumber sudah berkurang banyak saat praktikum, dikarenakan waktu paronya.

Namun dari grafik yang didapatkan membuktikan bahwa semakin tebal bahan

penahan radiasi (shielding) maka semakin kecil intensitas radiasinya. Hal yang

mempengaruhi HVL ini adalah:

1. Jenis bahan yang dipakai2. Tebal bahan.

0

5000

10000

15000

20000

25000

660 680 700 720 740 760 780 800 820

Cacah

HV

Grafik hubungan antara tegangan

tinggi (HV) dengan hasil cacah


14/16

VIII. KESIMPULAN1. Semakin tebal bahan penahan radiasi semakin kecil pula intensitas radiasi

yang bisa melewatinya.

2. Dalam praktikum kali ini bahan yang mempunyai nilai tebal paro paling keciladalah plastik, sedangkan yang paling besar adalah poly.

IX. DAFTAR PUSTAKA1. Petunjuk Praktikum PKR.2014.STTN-BATAN2. http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.html

Yogyakarta, 28 Maret 2014

Mengetahui

Asisten praktikum Praktikan

Ir. Giyatmi Gyan Prameswara
http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.htmlhttp://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/06/08-01-02-06.html


15/16

X. LAMPIRAN


16/16

LAPORAN PRATIKUM

PROTEKSI DAN KESELAMATAN RADIASI

ACARA :

PENAHAN RADIASI

Disusun oleh :

Nama : Gyan Prameswara

NIM : 011200310

Prodi : TEKNOKIMIA NUKLIR

Semester : IV

Kelompok :

Teman Kerja : 1. Ahmad Roisus Syifa

2. Puji Astuti

Tanggal Praktikum : 21 Maret 2014

Asisten : Ir Giyatmi

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL

YOGYAKARTA

2014

Laporan HVL

Documents

Transcript of Laporan HVL