2 s1 spektrometri gamma kirim3 2

8/13/2019 2 S1 Spektrometri Gamma Kirim3 2

1/26

D:\KAI2-MIPA-UII\[email protected]

4

RADIOAKTIVITAS DAN

AAN (ANALISISAKTIVASI NEUTRON)


2/26


3/26


6

Gambar 2.1 Deret Uranium

Gambar 2.2 Deret Actinium

Gambar 2.3 Deret Thorium


4/26


7

Sumber radioaktif yang berasal dari kerak bumi seperti 40K, deret235U, dan deret 232Th seperti contoh di atas. Besarnya radioaktivitasradionuklida tersebut akan tergantung sekali pada letak atau lokasikarena terbentuk sejak terjadinya bumi.( Knoll GF, 1997 ).

a.Radiasi Sinar Kosmis.Radiasi sinar kosmis adalah berasal dari luar atmosfir bumi,

yaitu dari energi yang dipancarkan oleh bintang-bintang yang ada ditatasurya termasuk matahari. Daya tembus radiasi sinar kosmissangat kuat, bisa menembus bahan-bahan bangunan, batu-batuan

bahkan dapat menembus bumi sampai kedalaman kurang lebih 200meter. Radiasi sinar kosmis akan selalu ikut tertangkap pada

pengukuran intensitas suatu sumber radiasi, hasil pencacahan yang berasal dari sinar kosmis disebut cacah latar atau back ground(Wardhana, 1994).

Pada saat mengukur intensitas radiasi yang sangat rendah,intensitas radiasi ini akan tertutup oleh bayang-bayang radiasi sinarkosmis sehingga sulit dilihat hasilnya. Cacah latar radiasi atau background radiation selalu berubah setiap saat. Hal ini disebabkan(Wardhana, 1996):

Radiasi sinar kosmis (dan semua macam radiasi) bersifat acak,tak teratur, random.

Lapisan ionosfir berubah setiap saat karena dipengaruhi oleh pancaran radiasi matahari.

b.Radioaktivitas BuatanRadiasi buatan adalah radiasi (nuklir) yang sengaja dibuat oleh

manusia. Radiasi buatan saat ini banyak dijumpai dalam aplikasinyayang ternyata telah dapat meningkatkan kesejahteraan hidupmanusia. Radiasi buatan dapat diperoleh melalui penembakan /reaksi inti terhadap suatu atom (unsur) yang tidak radioaktif menjadiradioaktif. Peralatan yang digunakan untuk memperoleh radiasi

buatan adalah (Wardhana, 1996): Reaktor atom Akselerator Irradiator


5/26


8

c. Radionuklida AlamBerikut beberapa radionuklida alam yang terdeteksi dalam

cuplikan sebagai obyek utama penelitian :3. Jenis-jenis peluruhan radioaktif

Peluruhan radioaktif atau dikenal pula dengan disintegrasi intiadalah perubahan dalam inti atom yang membawa perubahan darisatu nuklida menjadi nuklida yang lain atau dari satu unsur menjadiunsur yang lain. Gejala ini semata-mata ditentukan oleh inti atomyang bersangkutan dan tidak dapat dipengaruhi, dipercepat ataudiperlambat dengan mengubah kondisi di luar inti atom seperti suhu,

tekanan, bentuk senyawa kimia dan sebagainya (Susetyo, 1988).Terdapat tiga macam peluruhan radioaktif atau yang biasa

disebut radiasi nuklir, yakni peluruhan alpha ( ), peluruhan beta ( ),dan peluruhan gamma ( ). Ketiga jenis peluruhan diatas dapatdibedakan sifatnya dalam hal daya tembus serta kelakuannya dalammedan listrik dan magnet.

3.a. Peluruhan Alpha ( )Inti-inti radioakif tertentu secara spontan dapat memancarkan

partikel . Secara eksperimen dapat diketahui bahwa partikel adalah inti atom He42 yang memiliki nomor massa 4 dan nomoratom 2. berdasarkan kekekalan muatan dan kekekalan cacah nukleonmaka peluruhan tersebut memenuhi persamaan :

............................. (2.1)Dimana i

A Z X adalah inti atom induk dan t

A Z X

42 adalah inti atom

turunan.

3.b. Peluruhan Beta ( )Peluruhan beta ditemukan pada akhir abad ke-19. pada saat itu

ditunjukkan adanya beberapa isotop radioaktif memancarkan partikel bermuatan negatif. Akan tetapi dikarenakan adanya kesulitan teknis, penamatan langsung terjadinya proses tersebut baru dapat dilakukan pada tahun 1945 setelah ditemukannya reaktor (nuklir). Exsperimen

4242

t

A Z i

A Z X X


6/26


7/26


10

Contoh : 60CO: 1173,2 keV (100 %)1332,5 keV (100 %)

3.d. Radiasi gamma di AlamRadionuklida yang terdapat di alam (deret uranium, deret

thorium, deret actinium maupun kalium) dapat juga memancarkanradiasi- , karena ada beberapa isotopnya yang dalam peluruhannyamemancarkan sinar- . Paparan radiasi dari lingkungan tersebutdipancarkan secara serentak sehingga akan sampai juga kepada kita.Selain dari tanah paparan ini juga dapat berasal dari bahan bangunanyang ada di sekeliling kita, ini terjadi karena bahan dasar pembentuk

bangunan tersebut adalah tanah. Akibatnya baik di luar maupun didalam ruangan kita mendapat paparan radiasi yang sama besar. Dosisyang kita terima dari aktivitas radionuklioda alam ini dipengaruhioleh kondisi geologis dan struktur bangunan, tetapi dosis efektif rata-rata sinar- alam itu hanya sebesar 0,5 sievert per tahun dan dosisyang diterima bermacam-macam tergantung ketinggian dan letakgeologis suatu daerah (Anonimous, 2004)

3.e. Interaksi Sinar Gamma Dengan Materi Sinar Gamma adalah sinar nuklir yang dapat dipandang sebagaisuatu bentuk radiasi elektromagnetik. Sinar Gamma berasal dari

perubahan inti atom (disingkat proses nuklir), dan meiliki tenaga berkisar antara 10 KeV sampai 30 MeV (Puspodikoro, 1978).

Spektrum sinar- terbentuk sebagai hasil interaksi antara sinar- dengan detektor. Sinar- dapat dipandang sebagai paket-paket catutenaga yang dinamakan foton- yang apabila berinteraksi dengan

materi yang dilewatinya akan ada penyerahan tenaga kepada atom-atom materi yang dilewati tersebut. (Susetyo, 1988).Ionisasi yang terjadi karena interaksi sinar- dengan materi akan

lebih banyak dari pada yang ditimbulkan oleh partikel bermuatan,karena elektron yang dikeluarkan/dibebaskan dari atom masihmempunyai energi yang cukup besar untuk mengionisasi atom yanglain (Marsongkohadi, 1978).

Interaksi sinar- dengan materi bisa terjadi melalui bermacam-macam proses. Dari berbagai proses tersebut hanya


8/26


11

Sinar-

Foto elektron

ElektronHambur

ada tiga proses yang penting untuk diperhatikan dalamspektrometri- yaitu; hamburan compton, efek fotolistrik,

pembentukan pasangan. Ketiga proses tersebut menghasilkan pembebasan elektron dari atom-atom materi yang berinteraksidengan sinar- (Susetyo, 1988).

3.e.1. Efek fotolistrikEfek fotolistrik adalah interaksi antara foton- dengan sebuah

elektron yang terikat kuat dalam atom yaitu elektron pada kulit bagian dalam suatu atom, biasanya kulit K atau L. Foton- akanmenumbuk elektron tersebut dan karena elektron itu terikat kuat-kuat

maka elektron akan menyerap seluruh tenaga foton- . Sebagaiakibatnya elektron akan dipancarkan keluar dari atom dengan tenagagerak sebesar selisih tenaga foton- dengan tenaga ikat elektron,elektron yang dipancarkan tersebut disebut dengan fotoelektron. Arti

penting efek fotolistrik dinyatakan dalam spektrometri- adalah bahwa foton- monoenergetik yang berinteraksi dengan materi(detektor) akan menghasilkan fotoelektron yang monoenergetik pula.

Gambar 2.5 Efek Fotolistrik (Susetyo, 1988)


9/26


10/26


13

Tumbukan dalam hamburan compton ini dapat dianggap sebagaitumbukan kenyal. Dalam peristiwa hamburan compton ini terjadi

baik gejala serapan maupun gejala difusi / hamburan. Pada daerahtenaga- 1,6 MeV, kedua gejala ini memiliki kebolehjadian yangsama untuk terjadi. Pada daerah tenaga yang lebih tinggi dari 1,6MeV, gejala serapan akan makin dominan sedangkan di bawah 1,6MeV gejala hamburan menjadi lebih penting. Dengan kata lain,fraksi tenaga yang hilang dari foton-foton bertenaga rendah adalahcukup kecil karena yang terjadi hampir merupakan tumbukan kenyal,tetapi kehilangan tenaga itu makin menjadi besar dengan naiknyatenaga sinar- .

3.e.3. Pembentukan PasanganApabila suatu foton- yang bertenaga cukup tinggi melalui

medan listrik yang sangat kuat disekitar inti atom (medan coulombinti) maka foton- tersebuta akan lenyapdan sebagai gantinya kanmuncul pasangan elektron dan positron (e - dan e +). Peristiwa inidisebut efek pembentukan pasangan

Pembentukan anti materi positron dapat dipandang sebagai pemancaran sebuah elektron dari tingkat tenaga negatif menujukepada suatu tingkat tenaga positif dengan meninggalkan suatulowongan dalam daerah yang biasanya diisi oleh tingkat tenaganegatif, lowongan ini adalah positron. Peristiwa pembentukan

pasangan ini haris memenuhi ketiga hukum kekekalan yaitu : hukumkekekalan massa dan tenaga, hukum kekekalan muatan listrik, danhukum kekekalan momentum.

Efek pembentukan pasangan tidak akan terjadi kecuali jikatenaga sinar- yang berinteraksi lebih besar dari 2 x 0,511 MeV =1,022 MeV. Apabila tenaga sinar- mula-mula adalah E 0 MeV makakelebihan tenaga sebesar (E 0- 1,022) MeV akan dibagikan di antaraelektron dan positron dalam bentuk tenaga gerak, pada umumnya

pembagian tenaga antara positron daan elektron tidak simetris, akantetapi kebolehjadian terbesar adalah positron daan elektron membagitenaga tersebut sama besar.

Positron adalah zarah yang tidak stabil dan mempunyai umursangat pendek. Segera setelah tebentuk, positron akan bergabung

dengan elektron di sekitarnya setelah menyerahkan tenaga geraknya.


11/26


14

dt dN

N 1

N kN dt dN

t e N N 0

Massa kedua zarah tersebut diubah menjadi dua buah foton yangmasing-masing bertenaga 0,511 MeV dan dipancarkan pada arahyang bertolak belakang 180 0 satu terhadap yang lain, peristiwa inidinamakan proses anihilasi (pemusnahan) dan ditandai dengantenaga foton 0,551 MeV tersebut. Kebolehjadian terjadinya efek

pembentukan pasangan sebanding dengan kuadrat nomor atom danmeningkat dengan naiknya tenaga sinar- (Susetyo, 1988).

3.e.5. Kinetika Peluruhan

Menurut Suratman (2001), proses peluruhan atom radioaktifsebenarnya merupakan kejadian yang bersifat acak (random).Walaupun demikian apabila jumlah atom radioaktif sangat besar,maka peristiwanya dapat diterangkan secara statistik. Misalkan Nadalah jumlah inti aktif yang terdapat pada suatu saat tertentu t.

perubahan N per satuan waktu dN/dt, sebanding dengan jumlah intiaktif yang ada pada saat itu. Persamaannya dapat dituliskan sebagai

berikut :

............................ (2.2)dimana merupakan suatu tetapan proporsional, yang biasa disebutsebagai tetapan peluruhan. Tanda negatif digunakan mengingat Nsemakin berkurang terhadap waktu, sedang dipilih berharga positif.Daru persamaan diatas maka :

.............................. (2.3)

jadi tetapan peluruhan merupakan fraksi inti radioaktif yangmeluruh per satuan waktu pada setiap saat. Denganmengintegrasikan persamaan (2.2) diperoleh :

............................. (2.4)dimana N 0 menyatakan jumlah inti aktif pada saat awal pengukuran(t = 0) dan N adalah jumlah inti aktif yang tinggal setelah selamawaktu t dan e adalah bilangan dasar logaritma natural, yaitu sebesar2,71828.


12/26


13/26


14/26


17

karena serat ikan sulit untuk digerus. Setelah menjadi serbuk (lolossaringan 100 mesh) lalu dimasukkan dalam kantong plastik klip.Untuk analisa masing-masing cuplikan biota tersebut ditimbang dandimasukkan ke dalam container polyethilen yang telah disiapkandimana sebelumnya sudah diberi label kode dan tanggal sampel(karena berat jenisnya yang kecil maka meskipun wadah sudah

penuh tapi berat masing-masing sampel tidak sama, berat untuksampel enceng gondok, kakung, dan bakau sekitar 40 gram, dansampel ikan hanya 10 gram karena terbatasnya sampel yangtersedia).

3.4.3. Pencacahan CuplikanPencacahan dilakukan untuk menghitung jumlah pulsa yang

diakibatkan oleh suatu radiasi. Jadi pencacahan tidak lain hanyamenghitung intensitas radiasi yang diterima detektor.(Marsongkohadi, 1978)

Pengukuran tingkat radioaktivitas pada cuplikan lingkunganmemerlukan alat dan teknik ukur yang khusus karena aktivitas sangatrendah, cacahannya mendekati cacah background sehingga sering

menimbulkan kesulitan dalam interpretasi data. Alat yang digunakanuntuk mencacah cuplikan adalah Spektrometer gamma dengandetektor Ge(Li). Alat ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Stabilizer Philips 400VA. Detektor Ge(Li) Ortec. Power supply Ortec model 4001-A. Spectroscopy amplifier Canberra model 2020. HV power supply Canberra model 3105.

Multy channel analyzer : Maestro 92 X spectrum Master ,Ortec.

Dalam pelaksanaannya pencacahan diawali dengan kalibrasiefisiensi menggunakan standart multi gamma 152Eu, kemudiandilanjutkan dengan pencacahan cuplikan (sedimen, biota, dan air).Tahap pencacahan dilakukan selama 7200 menit untuk masing-masing cuplikan, dan dilakukan pengulangan sebanyak 2 kali untukdiambil rata-ratanya. Dari hasil cacahan ini kita dapat melihat

radionuklida-radionuklida apa saja yang menjadi sumber radiasi


15/26


18

yang terdeteksi di dalam cuplikan, karena dalam tampilan layar yangada berupa gambaran puncak-puncak tenaga (sumbu Y ) dan no salur(sumbu X ). Dari sini dengan memanfaatkan tenaga yang merupakankarakteristik dari setiap isotop maka kita dapat mengetahui jenisisotop alam yang terkandung dalam cuplikan yang dicacah.

Untuk mengetahui cacah latar atau background yang ada makadilakukan juga pencacahan back ground yaitu dengan jalanmengaktifkan pencacahan tetapi tanpa ada sampel (wadah kosong)yang diletakkan diatas detektor.

Gambar dari alat spektrometer gamma adalah sebagai berikut :

Gambar 3.2 Perangkat Spektrometer- (Susetyo, 1988).3.5. Analisa Kerja Alat CacahUji Kestabilan Alat

Pengukuran aktivitas radionuklida pada umumnya dilakukantidak hanya satu kali, melainkan berulang kali. Dengan demikianuntuk suatu obyek pengukuran yang sama akan didapatkan banyakdata pengukuran. Caranya adalah dengan menguji hasil pengamatan

berulang-ulang dalam kondisi pengamatan yang sama. PersamaanChi-Square yang digunakan adalah (Soentono, 1983):

x

x x x i

22 .......................................... (3.1)

Untuk tingkat keyakinan ( Convidence Level ) sebesar 95%, harga x 2 harus terletak diantara dua harga batas yang ditentukan oleh jumlah

Cryostat

Unit pengolahandata

HV

Amp

Detektor Ge(Li)

Penguat awal

Penganalisa salur ganda


16/26


19

pengukuran (n). Tabel 3.1 di bawah ini menunjukkan harga batastersebut untuk beberapa harga n.

Tabel 3.1 Beberapa Harga Batas Chi-Square Jumlah Pengukuran

(n)Harga Batas x 2

Minimal Maksimal

102030

3,310,117,7

16,930,142,6

Sumber: Soentono, 1983Jika nilai Chi-Square hasil perhitungan pengukuran masuk dalam

batas dimana jumlah pengukuran itu dilakukan, maka dapatdisimpulkan secara statistik bahwa alat cacah yang dipakai dapatdiandalkan secara statistik.

3.6. Kalibrasi Spektrometer- Sebelum suatu perangkat spektrometer- dapat dipakai untuk

melakukan analisa, alat tersebut perlu dikalibrasi dulu secara cermatmenggunakan radionuklida-radionuklida standart yang diketahui datakualitatif atau kuantitatifnya secara pasti. penggunaan sumberstandar multigamma Eu-152 sangat bermanfaat karena pengukuran

banyak puncak gamma dari tenaga rendah sampai tenaga tinggi dapatdilakukan secara serentak sehingga sangat menghemat waktu.Tambahan lagi, pengolahan data kalibrasi dari sumber jenis inimelibatkan parameter-parameter seperti aktivitas awal, waktu parodan waktu peluruhan yang sama sehingga perhitungan-perhitungandapat lebih disederhanakan.

Ada dua macam kalibrasi yang perlu dilakukan, yaitu: kalibrasitenaga dan kalibrasi effisiensi (Susetyo, 1988 ). Kalibrasi Tenaga

Menurut Susetyo (1988), kalibrasi tenaga digunakan untukmengetahui hubungan kesebandingan antara nomor salur dan tenagadari spektrum- yang didapat dari pencacahan. Kalibrasi inidilakukan dengan mencacah sumber multigamma 152Eu. Puncak-

puncak spektrum yang dihasilkan dicatat nomor salurnya. Apabiladibuat plot tenaga sinar- (diketahui) dengan nomor salur puncak(diukur) maka akan diperoleh liku kalibrasi tenaga yang berbentukgaris lurus. Dalam praktek, hubungan kesebandingan atau kelinieran


17/26


20

Y = aX + bsemacam ini lebih baik dinyatakan secara matematis dalam

persamaan :............................... (3.2)

Harga kemiringan a dan titik potong b dapat dihitungdengan menggunakan metode kuadrat terkecil linier atau sering

disebut sebagai metode regresi linier.

.......................... (3.3)

Setelah harga a didapatkan maka b dapat dihitung sebagai berikut :

......................... (3.4)

Gambar 3.3 Kurva kalibrasi tenaga (Susetyo, 1988). Kalibrasi Efisiensi

Menurut Susetyo (1988), analisis kuantitatif dalam spektrometergamma membutuhkan kalibrasi efisiensi. Suatu sumber radioaktifselalu memancarkan sinar radioaktif ke segala arah (4 ). Biasanyacuplikan radioaktif hanya diukur pada jarak tertentu terhadap

0 1000 2000 3000 4000

1500

1000

500 Y = aX + b

Tenaga(keV)

omor salur

a =

n

x x

n y x

y x

ii

iiii

22 )(

b =n x

an y ii


18/26


21

detektor, sehingga sebenarnya hanya sebagian saja dari sinar gammayang dipancarkan oleh cuplikan yang terdeteksi (lihat Gambar 3.2).

Itulah sebabnya dalam deteksi radiasi dikenal istilah laju cacahdan aktivitas. Dalam spektrometer gamma, laju cacah biasanyadinyatakan dalam satuan counting per sekon (cps) . Satuan aktivitassesungguhnya dari suatu sumber radioaktif adalah bequerel (Bq) atauseringkali juga dinyatakan sebagai disintegration per sekon (dps) .

Gambar 3.4 Efisiensi deteksi sinar gamma (Susetyo, 1988 )

Dalam spektrometri- efisiensi pengukuran didefinisikan sebagai :

.......................... (3.5)

(E) = efisiensi pengukuran pada tenaga E.cps(E) = laju pencacahan puncak bertenaga E.Dps = aktivitas total radionuklida yang terukur.Y(E) = yield atau intensitas mutlak sinar- dengan tenaga E dari

radionuklida yang terukur.Untuk suatu sumber standart, biasanya diketahui harga aktivitas

sumber tersebut pada suatu waktu tertentu. Kadang-kadang yangdiketahui adalah harga dps.Y(E) yang disebut laju emisi . Harga cpsdiukur dengan jalan menentukan luas puncak (= jumlah cacah darisemua nomor salur yang ada dalam puncak tersebut) dibagi denganwaktu pencacahan :

..... (3.6)

(E) = )(.

)(

E Y dps

E cps

cps (E) =)(det.

)(.ik pencacahanwaktu

E puncak luas

Sumber radiasi

Detektor


19/26


22

Kalibrasi efisiensi dilakukan dengan mencacah material referensi152Eu yang merupakan pemancar multi gamma yang telah diketahuitenaga-tenaganya. Dari hasil pencacahan ini akan didapat Net

pencacahan yang nantinya akan dimasukkan dalam rumus perhitungan sehingga didapat nilai efisiensi tiap tenaga yang telahterdeteksi dalam material standart 152Eu tadi. Dari nilai efisiensi inidiplotkan dalam grafik dimana Efisiensi sebagai sumbu Y dan tenagasebagai sumbu X, untuk mengetahui nilai efisiensi dari tenaga-tenagaisotop yang terdeteksi dalam cuplikan maka kita terlebih dahulumencari persamaan garis dari grafik itu. Kemudian setelah didapat

persamaan garisnya kita memasukkan tenaga-tenaga isotop yang

tereteksi dalam cuplikan ke dalam persamaan tersebut.

3.7. Metode AnalisisPengukuran cuplikan harus dilakukan pada keadaan alat yang

sama dengan pada waktu kalibrasi dilakukan. Sebaiknya waktu pencacahan diatur sedemikian hingga didapatkan harga luas puncakyang cukup besar (misalnya >10.000) agar analisa dapat dilakukandengan cukup seksama.

Analisa cuplikan dilakukan secara bertahap, yaitu :1. Analisis kualitatif2. Analisis kuantitatif

3.7.1 Analisis KualitatifAnalisa kualitatif menjawab pertanyaan radionuklida apa saja

yang terkandung dalam cuplikan. Puncak-puncak spektrum- cuplikan dicatat nomor salurnya dengan menggunakan bantuan

petunjuk pada penganalisa salur ganda (cursor atau marker), setelahtenaga puncak-puncak spektrum- tersebut didapatkan maka dengan

bantuan tabel tenaga bisa dicari radionuklida apa saja yang adadalam cuplikan.

3.7.2 Analisis KuantitatifAnalisa kuantitatif menjawab pertanyaan berapa banyak

radionuklida tertentu berada dalam cuplikan. Jika suaturadionuklida mempunyai banyak puncak maka puncak yangdipilih untuk analisa kuantitatif biasanya mengikuti

pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :


20/26


23

Intensitas puncak yang cukup besar. Tidak ada interferensi puncak-puncak lain yang tidak dapat

dipisahkan dengan baik dari puncak yang dipilih.Setelah puncak yang akan dipakai dipilih, maka dapat dicari hargaintensitas mutlaknya, (Y(E)) dengan bantuan tabel. Tujuan akhir

perhitungan analisa kuantutatif adalah menghitung harga dps melalui persamaan (3.5). Dimana cps (E) merupakan laju pencacahancuplikan yang didapatkan dari persamaan : cps ( Count Per Second ) :

Cps =

t

BG-cuplikanCacah.............................................. (3.9)

Dengan t = waktu cacah (detik) = 7200 detikBG= cacah back ground

Kemudian dari hasil perhitungan dps tersebut kita dapat mengetahui besarnya aktivitas jenis (aktivitas per satuan volume) dariradionuklida yang terkandung dalam cuplikan dengan menggunakan

persamaan :

Aktivitas Jenis (Bq/kg atau Bq/L) =

W

Dps ralat ................... (3.10)

Dengan Dps = disintegrasi per secondW = berat cuplikan

ralat = 1

x-x2

n

Menurut Wirjosimin, aktivitas jenis adalah konsentrasi keradioatifanyang menunjukkan hubungan antara keaktifan dengan massa zatnya,dan satuannya adalah Bq persatuan massa atau per satuan volume.

3.8. Model prediksi konsentrasi radionuklida di sedimenKonsentrasi radionuklida dalam sedimen berhubungan dengan

kecendrungan radionuklida untuk berasosiasi dengan sedimen dan partikel-partikel sedimen. Model prediksi konsentrasi radionuklida didalam sedimen dinyatakan dalam faktor distribusi yang diberikanoleh persamaan (IAEA, 1982) :


21/26


24

................................. (3.11)

Dengan :Cs,i = konsentrasi radionuklida i dalam sedimen (Bq/kg)Fd = koefisien transfer radionuklida dari air kesedimen (l/kg jam)Cw,i = konsentrasi radionuklida i dalam air (Bq/liter)

3.9. Model prediksi konsentrasi radionuklida di rantai makanan

Kecendrungan suatu radionuklida untuk berasosiasi denganorganisme dalam perairan dinyatakan oleh faktorkonsentrasi/bioakumulasi yang diberikan oleh persamaan (IAEA,1982) :

iw

i p p C

C B

,

, . (3.12)

Dengan :

C p,i = konsentrasi radionuklida i dalam organisme (Bq/kg)Cw,i = konsentrasi radionuklida i dalam air (Bq/liter).Bq = Bioakumulasi

iw

i sd C

C F

,

,


22/26


25

HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Uji Kestabilan Alat

Uji kestabilan dilakukan sebelum pencacahan, dengan mencacahsumber standar 137Cs pada tanggal 5 Juli 2005 sebanyak 10 kalidengan waktu cacah masing-masing 100 detik dan jarak cacah 8 cmdari detektor. Hasil yang didapat sebagai berikut :

Tabel 4.1 Hasil Pencacahan Standart 137 Cs No. Net Area

123456789

10

3825369238283796379438853771389337483809

Sepuluh pengulangan yang dilakukan memiliki nilai antara3692 sampai 3893. Ini disebabkan 137Cs memiliki waktu paroyang panjang (26,6 tahun) sehingga tenggang waktu

pengukuran dapat dianggap tidak mengurangi besarnyaradioaktivitas. Hasil pencacahan diolah menggunakan metodestatistik chi-square dengan tingkat kepercayaan 95%.

Hasil perhitungan chi-square (Lampiran 11) adalah sebesar8,53. Nilai ini masuk dalam batas nilai chi-square untuk 10 kali

pengukuran, yaitu sebesar 3,30 16,90. Dengan demikian dapatdisimpulkan bahwa selama digunakan untuk penelitian, alat pencacah stabil dan dapat diandalkan secara statistik


23/26


26

4.2 Kalibrasi Alat Cacah

Dilakukan kalibrasi efisiensi dan kalibrasi tenaga menggunakansumber standar multi gamma 152Eu yang dibuat pada tanggal 15 Juni1979 dengan aktivitas awal sebesar 1,975 x 10 5 dengan waktu paro13,1 tahun. Pencacahan dilakukan selama 300 detik, didapatkan hasilsebagai berikut :

a. Kalibrasi EfisiensiKalibrasi efisiensi untuk meminimalisasi adanya radiasi yang

tidak terdeteksi oleh luas penampang dari detektor. Dilakukandengan mencacah material referensi 152Eu yang merupakan pemancarmulti gamma yang telah diketahui tenaga-tenaganya, hasil cacahan

berupa net atau banyaknya intensitas radiasi yang terdeteksi. Hasildari kalibrasi ini dapat dilihat dalam tabel (4.2) berikut ini :

Tabel 4.2 Hasil Kalibrasi Efisiensi No Besaran /Spesifikasi

Kuantitas Satuan

A Tegangan operasi (HV) 2000 Volt

B

Isotop152

Eu1. Umur paro2. Aktivitas awal (15 6

1979 )3. Aktivitas kini ( 23

7 2005 )

13,11,975 x 10 5

49651,50294

TahunDps

Dps

C Jarak detektor 0 Milimeter

D Lama pencacahan 300 Detik

Hasil Pencacahan dan Perhitungan

No

Tenaga No Salur

Net

Yield Cps Eff

1 121,78 244 311175 0,282 1037,25 0,07412 244,28 488 39987 0,0738 133,29 0,03643 344,28 686 104127 0,264 347,09 0,02654 443,98 885 7642 0,0308 25,4733 0,016655 778,9 1552 17792 0,13 59,307 0,009186 963,43 1920 16670 0,1448 55,667 0,007747 1112,08 2216 13137 0,1335 43,79 0,006618 1408,03 2805 16608 0,207 55,36 0,00538


24/26


27

y = 14.96x -1.10R = 0.995

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0 500 1000 1500

E f f i s i e n s i

Tenaga

Kalibrasi Effisiensi

Dan jika diplotkan dalam grafik didapatkan :

Gambar 4.1 Grafik kalibrasi efisiensi

Dari Gambar 4.1 didapatkan persamaan : x y ln101,1967,14lnln ............................................ (4.1)

grafik pada Gambar 4.1 memiliki regresi sebesar 0,9958. dengandemikian dapat dikatakan efisiensi alat pencacahan baik sehimggadapat mendukung proses pencacahan. Dengan memasukkan nilaitenaga ke dalam Persamaan 4.1 akan didapatkan nilai efisiensinya.

Nilai efisiensi dapat digunakan untuk menghitung besarnya aktivitasdari masing-masing tenaga.

b. Kalibrasi TenagaHasil yang didapatkan dari kalibrasi tenaga menggunakan

sumber standar 152Eu adalah :

Tabel 4.3 Hasil Kalibrasi Tenaga No Besaran /Spesifikasi

Kuantitas

S atuan

A Tegangan operasi (HV) 2000 Volt

B

Isotop 152 Eu4. Umur paro5. Aktivitas awal (15 6

1979 )6. Aktivitas kini ( 23

7 2005 )

13,11,975 x 10 5

49651,50294

TahunDpsDps


25/26


28

C Jarak detektor 0 Milimeter

D Lama pencacahan 300 detik

Hasil Pencacahan

No Nomor Salur (X) Tenaga (Y)1 244 121,782 489 244,693 686 344,284 885 443,985 1549 778,96 1920 963,437 2215 1112,088 2806 1408,03

Bila diplotkan dalam grafik didapatkan gambaran sebagai berikut :

Gambar 4.2 Grafik kalibrasi tenaga

Dari grafik antara no salur ( x) dan tenaga ( y) pada Gambar 4.2 didapatkan nilairegresi yang menunjukkan kesebandingan antara tenaga dan no salur. Dari nilairegresi tersebut dapat diketahui bahwa alat yang digunakan memiliki kesebandinganyang sangat baik.

4.3 Radioaktivitas Pemancar- dalam Cuplikan

Dari hasil pencacahan cuplikan teridentifikasi radionuklida alam214Pb, 226Ra, dan 214Bi dari deret Uranium, 212Pb, 208Tl, dan 228Ac darideret Thorium, serta 40K, hasil perhitungan aktivitas jenis- untukcuplikan air, sedimen dan biota di 13 lokasi lingkungan perairanSurabaya dapat dilihat dalam Tabel 4.4. Nilai aktivitas jenis tersebutakan dibandingkan dengan Ketetapan Badan Pengawas Tenaga

Nuklir Nomor : 02/Ka-BAPETEN/V-99 (Lampiran 4) untukmenganalisis tingkat pencemaran yang terjadi. Radionuklida-radionuklida yang dapat menunjukkan pencemaran yang terjadi

y = 0.5022x - 0.3995R 2 = 0.999

0200400600800

1000120014001600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

T e n a g a

( K e V

)

Nomor Salur

Grafik Kalibrasi Tenaga


26/26


29

antara lain 212Pb sebesar 7 x 10 2 Bq/L, 226Ra sebesar 4 x 10 -1 Bq/Ldan 228Ac sebesar 3 x 10 2 Bq/L, sedangkan radionuklida yang laintidak tercantum dalam ketetapan tersebut. Aktivitas jenis yangtercantum dalam ketetapan BAPETEN, hanya dalam air dan udara,sedangkan dalam sedimen dan biota belum ada nilai baku tingkatradioaktivitasnya. Sehingga nilai aktivitas jenis pada cuplikansedimen dan biota tidak dapat menunjukkan pencemaran yangterjadi.

Dari ketiga radionuklida yang memiliki baku tingkatradioaktivitas, hanya pada 226Ra yang melebihi ambang yang telahditetapkan sebesar 4 x 10 -1 Bq/L. Ini menunjukkan adanya

pencemaran radionuklida226

Ra di lokasi 5 yaitu sebesar 5,31 0,20Bq/L. Aktivitas yang terkandung dalam cuplikan sedimen untuksemua radionuklida yang terdeteksi nilainya lebih tinggidibandingkan dalam cuplikan air, Ini karena kecenderunganradionuklida untuk berasosiasi dengan partikel-partikel sedimenlebih tinggi daripada terhadap air (Sasongko, 1997).Aktivitas jenis pada biota ikan nilai aktivitasnya tinggi padaradionuklida 214Pb dan 212Pb, tingginya aktivitas jenis kedua

radionuklida tersebut karena adanya bioakumulasi dari air, proses inimengakibatkan kandungan 214Pb dan 214Pb dalam organisme akanmenjadi tinggi meskipun prosesnya lambat. Proses akumulasiradionuklida pada ikan akan menjadi lebih cepat melalui rantaimakanan.

2 s1 spektrometri gamma kirim3 2

Documents