KINETIK PERTUMBUHAN 82gBr

Oleh:

Haryoto Joyosubroto

BATAN - PUSAT REAKTOR ATOM BANDUNG

Abstrak:

KINETIK PERTUMBUHAN ~2gBr. Pereobaan ini dilakukan dalam rangka menearipuneak-puneak sinar -y 82gBr yang bebas dari gangguan keradioaktipan lainnyauntuk salah satu pereobaan dalam kimia Atom panas. Kira-kira 90% dari seluruh ke­aktipan 82gBr berasal dari transisi isomerik 82gBr yang waktu paruhnya 6 menit.Hasil-hasil pereobaan ini menunjukkan bahwa pertumbuhan 82gBr tidak coeok de­ngan waktu paruh 82mBr. Untuk mendapatkan kesimpulan yang lebih meyakinkanmasih diperlukan penelitian-penelitian lebih lanjut.

Pengantar :

Dialam brom terdapat dalam dua isotop yang stabil ialah 79Br dan 81 Br. Sebagai

hasil dari 8enangkapan netron termik oleh inti-inti brom tersebut akan terbentuk radio­nuklida 8 Br dan 82Br, yang masing-masing telah dikenal terdiri dari 2 isomer inti. Be­berapa sifat inti brom ini tertera pada tabel 1.

Tabel 1 Beberapa sifat inti Brom.

Kelimpah-

NukJidaa

Energi sinar -yyang dipanearkan

Isotopan

hasilbarnWaktudalam keV.

(n,-y)(in te~si tas).

79Br

50,5%80mBr2.74.4 jam37.0

80gBr8.217.6 menit617.0(100);640.4 (3); 665,7(15)

704.3(3); 1256 (1)81 Br

49,5%82mBr3.06. 2 meni46.0 dan beberapa puneak lain

diantaranya 776 key.82gBr0.2635.5 jam554.3(80); 619.0(50); 698.3(33);

776.6(100);827.8(30); 1043.9 (37);1317 (38); 1474(28).

Dari percobaan-percobaan telah diketahui pula bahwa pada penyinaran dengannetron termik 90% dari keaktipan 82gBr berasal dari peluruhan 82mBr. Karenanyadiharapkan bahwa kecepatan pertumbuhan 82g Br ini akan sarna dengan, keeepatanpeluruhan radionuklida 82mBr. Waktu paruh 82m Br telah ditentukan denganteliti, dengan jalan mengikuti keaktipan pada 11.9 ke V sinar X brom mempergunakanrencacah proportional gas Radionuklida 82mBr diperoleh dari penyinaran NH4Br yangdiperkaya dengan 99.32% 81Br. Dari percobaan ini didapatkan bahwa waktu paruh 82mBr ialah 363"!. 2 detik (6.1 menit). S.ebaliknya pertumbuhan 82gBr yang berasal dariNH4Br. alam yang diikuti pada energi -y 2.65 MeV. dengan mempergunakan sistim an­tikomsidensiCanticoineedenee) dan detektor kristal NaI(TI) 5" x 5" ditengah-tengah sinti-

54

'Iator cairan sebanyak 65 galon, didapatkan bahwa waktu paruh pertumbuhan ini ialah

4.98:!: 0.12 menit. Akan tetapi hasil yang terakhir ini dianggap kurang teliti disebabkankarena adanya gangguan-gangguan dari 80mBr dan 80gBr yang tidak dapat diatasi.

Sebenarnya percobaan yang dilakukan disini hanya scbagian dari percobaan-perco­baan dalam rcaksi Szilard Chalmers untuk sistim biner-brom dengan pelarut-pelarut orga­nik, yang dimaksudkan untuk mendapatkan puncak-puncak 82gBr yang bebas dari gang­guan-gangguan keradioaktipan nuklida-nuklida brom lainnya. Hasil-hasil yang dilaporkandisini baru merupakan taraf pendahuluan.

Cara melakukan percobaan:

Sistim pencacah yang digunakan terdiri dari:

20cm3 detektor Ge (Li) buatan Princeton Gamma Tech. bekerja pada bias - 1450 voltdan kapasitansi 22pF.

preamplifier TC-137, amplifier TC-202 BLR, strobe pulse stretcher TC 601 dan biasedamplifier TC-252, semuanya buatan Tennelec.

penganalisa saluran berganda (multi channel analyzer) Didac 800 buatan lntertech­nique yang dihubungkan dengan mesin tulis IBM.

105 10 15 20 25 30 35

Waktu (menit)Gb. 1 ' Pertumbuhan puncak 827 KEY

100

~

50

~ .9-~'"Q)~

10

5 10 15 20 25 30

Waktu (menit)

35

55

Gb. 2 Pertumbuhan Puncak 1474 KEY.

105 10 15 2D 15 10 35

Waktu (menit)

10

Gb. 3 Pertumbuhan Puncak 1043 KEV

5 10 15 20 25 30 35Waktu (menit)

Gb. 4. Pertumbuhan Puncak 1317 KEY.

Seluruh sistim ini memiliki daya pisah (resolution) + 4.5 key (full width at half maximum)untuk garis 1332 key dari 60Co. Bahan yang digunakan pada percobaan ini ialah NH4Brdcngan tingkat kemurnian pereaksi analitik (reagent grade) buatan DCB Belgia. 10 mgNH4 Br disinari selama 15 detik dalam tabung pneumatik (flux netTOn ~ <: x 10 12cm-2det - I ).Satu menit setelah awal penyinaran dilakukan pencacahan selama 50 detik. Selan­jutnya pencacahan ini dilakukan lagi pada waktu-waktu yang dinyatakan dengan titik pa­da gambar 1 - 4, setiap kali pencacahan lamanya 50 detik. Setiap titik pada gambar terse­but menyatakan banyaknya pencacahan yang dikumpulkan selama 400 detik (8 kali a

50 detik pencacahan dari 8 kali iradiasi 10 mg NH4 Br). Yang diikuti pertumbuhannya ia­lah puncak-puncak pada 827 key. 1043 key, 1317 key dan 1474 key. Kira-kira 2 jam sesu­dah selesai penyinaran dilakukan lagi pencacahan untuk mendapatkan titik tak terhingga(infinity point). Kurya garis lurus yang dinyatakan dengan tanda silang ialah peluruhanyang sesuai dengan pertumbuhan puncak-puncak yang bersangkutan, yang besarnya me­rupakan selisih dari keaktipan pada titik tak terhingga dengan keaktipan yang di~kur pa­da suatu saat.56

Keaktipan pada gambar sebenarnya merupakan luas puncak yang dihitung dengan caraCove!. Waktu paruh peluruhan yang bersangkutan dengan pertumbuhan ini dihitung de­ngan mempergunakan analisa kwadrat terkecil (least square analysis).

Hasil-hasil percobaan dan diskusi:

Hasil-hasil percobaan dapat dituliskan dalam tabel dibawah ini:

Tabel 2

Energir Waktu paruh yang pelu-

Koefisien korelasiruhan yang bersesuaian

827

kev 6.8 menit(7 menit)0.97 (0.99)1043

key 11.5"(10" ) 0.93 (0.97)1317

key 10.4" 0.98

1474

key 9.1" 0.94

Dari hasil-hasil ini dapat dikemukakan hal-hal berikut: Puncak 827 key. tumbuh yangsesuai dengan peluruhan dengan waktu paruh sebesar 6.8 menit. Koefisien korelasi 0.97berarti bahwa titik-titik terse but memang berada dalam satu garis lurus. Hal ini sesuai de­ngan harapan bahwa pertumbuhan 82gBr berasal dari 82mBr yang waktu paruhnya ialah6.2 menit. Jika titik yang paling menyimpang pada menit ke 15 tidak diikut sertakan da­lam perhitungan, harga koefisien korelasi ini menjadi lebih baik lagi ialah 0.99, sedangwaktu paruhnya menjadi 7 menit. Harga waktu paruh yang lebih panjang dari yang diha­rapkan ini mungkin sekali disebabkan karena adanya sedikit gangguan keaktipan radio­nuklida yang waktu paruhnya lebih panjang.

Waktu paruh peluruhan yang sesuai dengan pertumbuhan puncak 1043 key ialah11.5 menit. Rendahnya korelasi (0.93) disebabkan karena statistik pencacahan yang ku­rang baik. Akan tetapi jika satu titik yang paling terpencar tidak diikut sertakan (menit23), koefisien korelasi naik menjadi 0.97 dan waktu paruhnya 10 menit. Puncak 1317menunjukkan pertumbuhan yang sesuai dengan peluruhan dengan waktu paruh sebesar10.4 menit dan koefisien korelasi 0.98. Sedang puncak 1474 key menunjukkan waktu pa­ruh 9.1 menit dan koefisien korelasi 0.94. Hal yang terakhir ini mungkin disebabkan kare­na rendahnya keaktipan yang dicacah. Akan tetapi waktu paruh 9.1 menit dalam batas ke­salahan 10% masih dapat dimasukkan dalam golongan waktu paruh 10 menit. Karenanyasecara singkat dari percobaan ini dapat ditunjukkan adanya 2 waktu paruh (ialah 6 menitdan 10 menit), yang sesuai dengan pertumbuhan puncak-puncak energi r dari 82gBr.

Jika keadaannya memang demikian maka ini berarti ada 2 sumber yang menghasil­kan puncak-puncak energi r yang pad a saat ini dianggap berasal dari 82gBr. Akan teta­pi hal ini masih harus dipastikan lebih lanjut. Salah satu jalan untuk mencapainya ialah me­

,ngurangi/menghilangkan gangguan-gangguan keaktipan yang berasal dari radionuklida bramlainnya. Untuk keperluan ini dapat digunakan sasaran yang mengandung bram yang diper­kaya dengan 81Br.Selain itu akumulasi pencacahan yang lebih besar akan memperbaiki statistik pencacahanAgar kinetik pertumbuhan ini dapat diikuti pada interval-interval waktu yang lebih pendekdiperlukan sistim pembaca (read out) yang lebih cepat.

Daftar Pustaka:

1. C.M. Lederer, J.M. Hollander, I.Perlman, Table of Isotopes 6th ed., John Wiley &Sons, Inc. N.Y (1968).

2. O.U. Anders, Phys. Rev. 138, BI (1965).

3. J.F. Emery, J.Inorg. Nue!. Chern. 27,903 (1965).

4. S. Raman, Phys. Rev (C) 2, 2176 (1970).

57