laporan praktikum fisika medis sca
Post on 30-Jan-2016
31 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN RESMIPRAKTIKUM FISIKA MEDIS
PERCOBAAN 7Single Channel Analysis
MUHAMMAD ABDUL MANAF081311733064KELOMPOK VIII
PRODI TEKNOBIOMEDIK – DEPARTEMEN FISIKAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA2014
Single Channel Analysis
Percobaan 7
A. TUJUAN1. Menentukan resolusi energy sistem dan pulsa energy alpha dengan SCA
(Single Channel Analyzer).2. Mendapatkan energy puncak spectrum pemancar alpha dengan
mendemonstrasi distribusi energgi radiasi alpha dari sumber radiasi dengan osiloskop.
B. DASAR TEORI
Pengukuran spektrum energi deferensial dengan mengukur jumlah partikel
yang berada dalam interval energi E tertentu,yang hal ini akan sama dengan
mengukur jumlah pulsa yang berda dalam interval ΔV tertentu. Hal ini dapat
diperoleh dngan cara mengoperasikan SCA sebagai mod diferensial.
Jika batas SCA di set pada mode V1 (atauE1) dan jendela memiliki lebar ΔV
(atau ΔE) maka hanya pulsa dengan tinggi antara V1 dan V1+ΔV yang akan
dicatat. Semua pulsa diluar itu akan dibuang
Resolusi energi
Untuk kerja detektor yang digunakan untuk pengukuran energi ditentukan
oleh lebar distribusi pulsa sumber energi tunggal,yang ditunjukkan oleh Г Atau
FWMH (fulkl with half maximum). Kemampuan detector untuk mengidentifikasi
pertikel dengan energi yang berbeda disebut resolusi energi yang dinyatakan
dalam,
R(EO)=ГEO
..............(1)
Dengan Г Dalam suatu energi ,sedang R(EO)dalam persen,ada tiga faktor
penting yang memepengaruhi resolusi energi:
1.Fluktuasi statistic dalam sejumlah muatan yang dihasilkan dalam detector
2.Derau elektronik dalam detektor ,preampifier dan amplifier
3.Tidak lengkapnya muatan yang dihasilkan dalam detektor
N(E) atau n(V)
NO
N O
2
Distribusi tinggi pulsa
E
atau V
:
C. PERALATAN DAN BAHAN
1. Sumber rasiasi alpha (Ra-226 dan Am-241)2. Detektor semikonduktor3. Diskriminator preamplifier4. SCA (Single Channel Analyzer)5. PC (Personal Computer)6. Kabel penghubung7. Tempat dudukan
D. PROSEDUR KERJA1. Demonstrasi distribusi energy menggunakan osiloskop
a. Susun peralatan sesuai gambar.b. Hidupkan SCA selama 5 menit sebelum eksperimen dimulai.c. Letakkan potensiometer untuk integral diskriminator pda skala tengahd. Periksalah setting peralatan yang digunakan sebagai berikut:
a. Setting osiloskop1. Time base : 1ms/cm2. Y deflection : 1 V/cm3. Triggering : Automatic
b. Setting SCA1. Switch (d) : Auto2. Switch (e) : reset3. Base potensiomeer (f) : 0,004. Window potensiometer (g) : 30%
e. Amati spektrm energy alpha (distribusi energi) yang terlihat pada osiloskop
2. Perekam spectrum energy menggunakan PCa. Atur jumlah dan waktu cacahan yang dilakukan pada PC sesuai dengan
petunjuk dosen Pembinab. Ambil sumber Am-241 dan letakkan tepat pada depan detetktorc. Catat jumlah cacahan yang terbaca d PC dari kanal 0 sampai 1000
dengn ketelitian 10d. Plot hasil cacahan kemudian amati spectrum yang terbentuke. Hitung resolusinya dan tentukan konstanta yang menguhubungkan
anatar energy dan nomor kanalf. Ganti sumber dengan Ra-226g. Lakukan langkah a hingga dh. Tentukan tegangan (salur) puncak sepktrum dan energy partikel alpha
spectrum tersebut
E. DATA HASIL PENGAMATAN
Channel Ra-226 Am-241
0 30880 3602110 5461 357420 814 11530 281 2940 126 2650 108 2460 110 2470 118 3180 130 7190 96 194100 78 386110 74 461120 78 422130 67 419140 50 469150 40 440160 31 420170 24 255
180 24 216190 22 66200 23 18210 16 13220 21 6230 23 4240 31 3250 34 3260 21 2270 24 1280 27 1290 30 2300 20 0310 19320 21330 12340 19350 11360 3370 8380 6390 1400 5410 3420 1430 1440 0450 0
0 50 100 150 200 250 300 3500
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Channel
Cacahan
Grafik Spektometri Am-241
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Channel
Cacahan
Grafik spektometri Ra-226
F. ANALISIS PERHITUNGANa. Am-241
0 50 100 150 200 250 300 3500
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Channel
cacahan
Pada Am-241 jumlah cacahan tertinggi terdapat pada kanal 140,sehingga diperoleh skala untuk jarak tiap kanalnya adalah :
Diketahui:
92.109 175.256
469
kanal = 5,6MeV
140 = 0,04MeV
Nilai X1 dan X2 adalah kanal pada saat setengah tinggi maksimum. Cara menentukannya dengan metode Lagrange, dengan mengambil dua nilai yang mengapit nilai tersebut untuk mencari nilai yang menghasilkan cacahan setengah dari nilai puncak.
Untuk X1
Xa = 90, Ya = 194, Xb = 100, Yb = 386, P(x) = 234.5
La (x) = x−xb
(xa−xb )= x−100
(90−100 )=100−x
10
Lb (x) = x−xa
(xb−xa )= x−90
100−90= x−90
10
Nilai polinomialnyaP(x) = 234.5sehinggaP(x) = La(x) x Ya + Lb(x) x Yb
234.5 = 100−x
10 x 194 +
x−9010
x 386
234.5 = (100-x). 19,4 + (x-90) . 38,6234.5 = -1534+19.2xX1 = 92.109
Untuk X2
Xa= 170, Ya = 255, Xb = 180, Yb = 216, P(x) = 234.5
La (x) = x−xb
(xa−xb )= x−180
(170−180 )=180−x
10
Lb (x) = x−xa
(xb−xa )= x−170
180−170= x−170
10
Nilaipolinomialnya
P(x) = 234.5
P(x) = La(x) x Ya + Lb(x) x Yb
234.5 = 180−x
10 x 255 +
x−17010
x 216
234.5 = (180-x). 25,5 + (x-170) . 21,6234.5 = 918-3.9xX2 = 175.256
Makanilai FWHM-nya adalah
FWHM = (X2 – X1 ) x ( 5,6MeV140kanal )
FWHM = (175.256-92.109)(0.04MeV)
FWHM = 3.325 MeV
Resolusi Energi radiasi yang di dapat :
R = FWHME0
x 100%
R = 3.325
5,6MeVx 100%
R = 59,375 %
Jadi, nilai resolusi untuk Am-241 adalah 59.375%
b. Ra-226
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
20
40
60
80
100
120
140
Channel
Cacahan
Grafik puncak pada peluruhan Ra-226
Terdapat 5 puncakPuncak 1 pada kanal 80, cacahan 130Puncak 2 pada kanal 120, cacahan 78Puncak 3 pada kanal 250, cacahan 34Puncak 4 pada kanal 290, cacahan 30
Puncak 1 pada kanal 340, cacahan 19 Menghitung energi tiap puncak Puncak 1E1 = X1 x 0.04
= 8 0 x 0,0 4=3.2MeV
Puncak 2E1 = X1 x 0.04
= 120 x 0,04=4.8MeV Puncak 3
E1 = X1 x 0.04= 250 x 0,04=10MeV
Puncak 4E1 = X1 x 0.04
= 290 x 0,04=11.6MeV Puncak 5
E1 = X1 x 0.04= 340 x 0,04=13.6MeV
Persen kesalahn pada proses ini dirumuskan dengan
|nilai literatur−nilai hasil eksperimennilai literatur |×100%
NamaEnergy (MeV)
hasil eksperimen
Energy (MeV)
menurut literaturPersen kesalahan
Ra-226 3.2 4.78 |4.78−3.24.78 |×100 %=33.05 %
Rn-222 4.8 5.30 |5.30−4.85.30 |×100 %=9.43%
Po-218 10 5.48 |5.48−1 05.48 |×100 %=82.48 %
Po-214 11.6 6.0 |6.0−11.66.0 |×100 %=93.33 %
Po-210 13.6 7.68 |7,68−13.67,68 |×100 %=77.08 %
G.PEMBAHASAN
Dua neutron atau identik dengan inti suatu sumber radioaktif yang memiliki nomor atom lebih dari 82 maka secara pontan akan meluruh menjadi
inti turunan memancarkan inti Helium (H 24) atau yang disebut dengan partikel
alfa. Partikel ini sangat massif dan berenergi tinggi serta dipancarkan dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio neutron terhadap proton yang terlalu rendah . Partikel alfa pada dasar nya terdiri dari 2 proton dan helium. Secara spontan inti akan meluruh menjadi atom helium atau patikel α.
Pada eksperimen ini digunakan radioaktif Am-241 dan Ra-226 serta untuk mengukur radiasinya digunakan detector semikonduktor yang berfungsi sebagai foto diode silicon yang akan menyerap semua energy partikel α yang dipancarkan selama proses peluruhan.
Pada eksperimen kali ini digunakan detector semikonduktor. Detector ini bekerja sebagai fotodioda silicon yang berupa lapisan tipis yang akan menyerap semua energy partikel alfa. Apabila partikel alfa menumbuk lapisan tipis tersebut maka akan terjadi interaksi yang akan menghasilkan pulsa keluaran yang tingginya sebanding dengan energy radiasi alfa tersebut. Lapisan tipis foto diode silicon akan menyerap seluruh partikel alfa yang akan menghasilkan pulsa yang dibangkitkan dari peristiwa terbentuk nya pasangan hole-elektron saat partikel alfa menumbuk lapisan silicon. Pulsa yang dihasilkan ini akan sebanding dengan energy alfa, sehingga bisa menentukan energy radiasi alfa yang belum diketahui.
Berdasarkan kekekalan muatan dan nucleon peluruhan α memenuhi reaksi yang dinyatakan oleh :
AIZ A-4TZ-2+α
dengan T adalah inti turunan dan I adalah inti induk. Sedangkan untuk peluruhan radioaktif 226Ra menjadi 206Pb. Dalam eksperimen ini dapat diperoleh turunan peluruhannya:
226Ra 222Rn+α
222Rn 218Po+α
218Po 214Po+α
214Po 210Po+α
210Po 206Pb+α
Dari penurunan peluruhan 226Ra menjadi 206Pb menghasilkan 5 buah partikel α yang masing-masing partikel α memiliki besar energy partikel yang berbeda. Dari grafik terlihat spectrum energinya memiliki 5 puncak yang menunjukkan besarnya energi yang dihasilkan partikel α tersebut selama meluruh. Pada eksperimen ini untuk menentukan energy dari partikel α dari Ra-226 digunakan kalibrator Am-241 yang memiliki spectrum mono energetic radiasi α sebesar 5.6 MeV. Besarnya energy partikel puncak pada spectrum energi peluruhan Ra-226 menjadi Pb-206 didapatkan dengan menganalisis spectrum energi Am-241.
Puncak energy partikel α pada peluruhan Am-241 terjadi pada kanal 140, sehingga dapat diketahui bahwa 1 kanal mewakili besarnya energi yang dipancarkan partikel α sebesar 0,04 MeV atau 0,0 4 x106 eV .
Pada peluruhan Ra-226 dihasilkan 5 partikel α seperti pada table dibawah ini
NamaEnergy (MeV) hasil eksperimen
Energy (MeV) menurut literatur
Persen kesalahan
Ra-226 3.2 4.78 33.05 %Rn-222 4.8 5.30 9.43%Po-218 10 5.48 82.48 %Po-214 11.6 6.0 93.33%Po-210 13.6 7.68 77.08%
H.KESIMPULANKesimpulan dari percobaan ini adalah;1. Pada Am-241, cacahan tertinggi terdapat pada kanal 140 dengan cacahan
469.2. Pada Am-241 FWHM nya adalah 3.325 MeV3. Peluruhan radioaktif 226Ra menjadi 206Pb menghasilkan Ra-226 dengan E
3.2 MeV dan presentase kesalahan 33.06%; Rn-222 dengan E 4.8 MeV dan kesalahan 9.43%; Po-218 dengan E 10MeV dan persen kesalahan 82.48%; Po-214 menghasilkan energy 11.6 MeV dengan persen kesalahan 93.33% dan Po-210 menghasilkan energy 13.6 dengan persen kesalahan 77.08%
I. DAFTAR PUSTAKAKrane,keneth, Modern Physics, John WileySons,inc.,1992. Jakarta : Penerbit
Universitas Indonesia (UI-Press).
Ama, Fadil dan Akif Rahmatillah. 2014. Pedoman Praktikum Fisika Medis.
Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/Pengukuran_Radiasi/_private/Sistem
%20Pencacah.pdf diakses pada tanggal 3 Desember 2014 pukul 04:11 WIB
top related