ALAT UKUR RADIASI

Badan Pengawas Tenaga NuklirJl. MH Thamrin, No. 55, Jakarta 10350

Telepon : (021) 230 1266

Radiasi Nuklir

Partikel bermuatanProton Sinar alphaElektron (Sinar beta)

Secara umum dapat dikategorikan menjadi:

Partikel tak bermuatanNeutronSinar - X dan gamma

PRINSIP DASAR DETEKSI RADIASI

Interaksi radiasi dengan medium/ bahan:– proses ionisasi

• Langsung (alpha, Beta, Gamma)• Tak Langsung (Neutron)

– pancaran cahaya, – pemanasan medium, – reaksi kimia – dan lain-lain.

Jumlah ionisasi Intensitas percikan cahaya Intensitas panas/kenaikan suhu medium Perubahan sifat bahan akibat reaksi kimia

Perhitungan Kualitas/kuantitas radiasi :

BAHAN DETEKTOR

BAHAN GEJALA YANG TERJADI JENIS DETEKTOR

Gas Muatan/arus/pulsa listrik Isian gasSemikonduktor Muatan/pulsa listrik SemikonduktorCairan kristal Percikan cahaya SintilasiKristal Termoluminesen TLDEmulsi Foto Pengnhitaman film Film badgeLogam berat Panas Kalorimeter

DETEKTOR BERISI GAS

Prinsip Kerja : ionisasi gas (Ion-ion yang terjadi di dalam gas terkumpul di katoda dan anoda dan melalui suatu rangkaian elektronik dirubah menjadi pulsa listrik. Bentuk : Umumnya berbentuk selinder (Elektroda di tengahnya yang merupakan elektroda positif ( anoda) dan bagian dinding selinder merupakan elektroda negatif (katoda).

Rangkaian Dasar Detektor berisi Gas

SKEMA DIAGRAM DETEKTOR BERISI GAS

Jenis Detektor Isian Gas

REKOMBINASI

BILIK IONISASI

PROPORSIONAL

GEIGER MULER

TINGGI PULSA

TEGANGAN KERJA

Plaeteau

Daerah Rekombinasi(Bergabung kembali)

Daerah Tegangan kerja detektor dimana pasangan ion yang terbentuk akan terjadi rekombinasi membentuk atom netral sebelum mencapai elektroda.

Rekombinasi akan semakin kecil apabila tegangan kerja detektor dinaikan

Kenaikan tegangan kerja menambah jumlah pasangan ion yang terjadi.

Pada batas rentang tegangan kerja tertentu, jumlah pasangan ion (pulsa) yang terjadi tidak tergantung pada tegangan tetapi tergantung pada energi radiasi.

Detektor yang bekerja pada daerah tegangan ini disebut Detektor Kamar Ionisasi.

Pulsa yang terbentuk relatif rendahEfektif mengukur radiasi dengan energi yang besar.Kenaikan tegangan tidak mempengaruhi tinggi pulsa

Daerah Kamar (Bilik) Ionisasi

Elektron yang terbentuk disekitar anoda memproduksi ionisasi sekunder, shg terjadi multiplikasi pasangan ion (Avalance).

Avalance sebanding dengan energi partikel, shg tinggi pulsa sebanding dengan jumlah ion primer yang terjadi.

Detektor ini disebut Detektor Proporsional. Kenaikan tegangan juga menaikkan tinggi pulsa,

detektor proporsional membutuhkan tegangan kerja yang stabil.

Keuntungan dapat mengukur radiasi dengan energi yang rendah.

Daerah Proporsional

Apabila tegangan kerja terus dinaikan, volume sensitif akan meluas sepanjang tabung detektor, sehingga proses ionisasi mengalami titik jenuh.

Tinggi pulsa yang terbentuk sama untuk semua energi

Detektor disebut Detektor Geiger Muller. Tidak dapat membedakan energi Sangat baik sebagai counting (c/s) Sering digunakan sebagai control probe detector Bekerja pada daerah Plateau yaitu daerah tegangan

Daerah Geiger Muller

Untuk mendeteksi neutron harus menggunakan gas yang mengandung Boron atau dinding detektor dilapisi Boron.n + B Li + alpha

Radiasi gamma akan berinteraksi dengan dinding detektor melalui proses efek foto listrik menghasilkan elektron yang akan mengionisasi gas dalam detektor.

Partikel alpha akan mengionisasi gas dalam detektor.

Pengukuran NeutronI(IONISASI TIDAK LANGSUNG)

DETEKTOR SINTILASI

Dalam detektor Sintilasi, radiasi dirubah menjadi kilatan cahaya.

Radiasi berinteraksi dengan material sintilasi, seluruh energi kinetik radiasi diserap oleh sintilator untuk menghasilkan pulsa-pulsa cahaya yang jumlahnya sebandingan dengan energi radiasi

SKEMA DIAGRAM DETEKTOR SINTILASI

Bahan SintilatorRadiasi

cahaya

Photo Multiplier

Tube

Anoda

memancarkan cahaya

Katoda Meter

Bahan-bahan Sintilator

Bahan OrganikSintilator Kristal MurniSintilator CairSintilator PlastikBahan AnorganikNaI(Tl) : untuk Radiasi Gamma dan sinar-XZnS(Ag) : untuk radiasi AlphaSintilator Gas : Ar, Kr, Xe, He, N, dll

Detektor Semi-konduktor

Prinsip: ionisasi bahan/medium pada semikonduktor, membentuk pasangan lubang dan elektron

Bahan/medium: zat padat, Germanium dan Silicon.Energi diperlukan untuk membntuk elektron kecil adalah 3,5 eV, medium udara sebesar 35 eV.

Bentuk detektornya kecil dan resolusi energinya lebih baik, cocok untuk digunakan sebagai spektrometri.

katoda ( + )

Anoda ( - )

+ + + + + + + + +

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Radiasi

Skema Sistem Detektor Semi-Konduktor

Monitor Perorangan

Dosimeter Saku:Dapat langsung dibaca tanpa alat bantu lainnya.

Prinsip kerja: ionisasi gas dan juga menggunakan prinsip elektroskop, dimana apabila pada anodanya diberi muatan, maka kedua tuas pada ujung anodanya (satu tetap, yang satu dapat bergerak bebas) akan saling menolak, sehingga tuas yang bergerak bebas akan menunjukan angka nol.

Rentang terbatas sampai dengan 200 mrem/1 Rem.

DOSIMETER SAKU

Prinsip: Penghitaman/densitas film. Emulsi AgBr yang digunakan sebagai detektornya apabila terkena radiasi akan terurai menjadi ion Ag+ dan ion Br- dan setelah melalui tahapan proses pengambangan dan pemantapan akan terjadi bayangan laten pada film. Tingkat kehitaman film sebanding dengan jumlah dosis radiasi.Holder film badge terdapat filter :Alumunium, timah hitam dan tembaga atau seng yang gunanya untuk membedakan jenis dan energi radiasi.Pengukuran terbatas sampai dengan 300 rem.

Film Badge

Gambar skema Film Badge Holder

Thermo Luminesence Dosimeter (TLD)

Prinsip Kerja: Koversi Penas menjadi Cahaya Bahan: kristal fosfor, jika terkena radiasi pada temperatur normal, elektron-elektron bebas yang terjadi diperangkap dalam kisi-kisi dalam bentuk cacad dgkondisi tidak stabil. Apabila fosfor dipanaskan, energi yang berasal dari elektron yang terperangkap akan terlepas dan kembali pada posisi semula sambil memancarkan cahaya. Cahaya yang timbul ini akan ditangkap oleh alat “TLD Reader” dan dikonversikan dalam pembacaan dosis radiasi.Dengan adanya proses pemanasan inilah maka detektor

ini disebut Thermo Luminesence Dosimeter.Dapat mengukur dosis radiasi sampai dengan 4.000 rem.

Perbandingan Beberapa Monitor Perorangan

Tidak dapat dibaca ulang

Mempunyai hard recordBersifat medico legalDapat digunakan ulangTLD

Tidak dapat diguna-kan ulang

Mempunyai hard record Dapat dibaca ulangBersifat medico legal

Film Badge

Pengukuran dosis radiasi terbatas

Dapat langsung dibacaSebagai indikator awalPen Dosimeter

KerugianKeuntungan

MONITOR LINGKUNGAN

SURVEY METER❂ Digunakan untuk mengetahui tingkat radiasi

di suatu tempat dalam satuan laju dosis. Pemilihian survey meter yang akan digunakan harus didasarkan pada :

❂ Jenis Radiasi, ❂ Energi Radiasi, ❂ Kondisi tempat kerja.

MONITOR KONTAMINASISuatu alat monitor radiasi yang digunakan untuk mengetahui tingkat kontaminasi di suatu tempat kerja dalam satuan cacah per satuan waktu (c/s)

MONITOR ARESuatu alat monitor yang digunakan untuk memonitor suatu daerah radiasi secara terus menerus. Biasanya dihubungkan pada suatu sistem peringatan dini untuk kondisi kedaruratan nuklir.

Kalibrasi Alat UkurAlat Ukur Radiasi :❂ faktor hambur dari ruangan kalibrasi❂ sumber kalibrasi berumur paro panjang❂ dilakukan secara berkala Alat ukur yang perlu dikalibrasi adalah :❂ telah habis masa kalibrasinya, ❂ setelah diperbaiki, ❂ yang baru dibeliSertifikat kalibrasi berisikan :❂ indentitas kalibrator, faktor kalibrasi❂ tanggal kalibrasi, masa berlaku kalibrasi.

Faktor yang mempengaruhi Ketelitian kalibrasi

❂ penentuan jarak antara detektor dan sumber

❂ menentukan koreksi akibat hamburan, kelembaban dll

❂ ketelitian dalam menentukan aktivitas sumber

FILM BADGE

THERMO LUMINESENCE DOSIMETER

PEN DOSIMETER

SOUND MONITOR

✔

BABY LINE

KALIBRASI