laporan praktikum fisika inti

Laporan Praktikum Fisika Inti

1. Annisa Khoiriyah (M0212014)2. Archi Yhana (M0212016)

3. Dianmas Eka C.P. (M0212029)4. Dyah Ayu Dianawati (M0212031)5. Endang Lestari (M0212033)

Topik Praktikum Fisika Inti

Spektroskopi Gamma

Koefisien Atenuasi / Pelemahan Tebal Paro

Dead Time Detektor

Efisiensi Detektor

Laporan Praktikum Fisika Inti

Detektor Geiger Muller

Detektor NaI (Tl)

end

Laporan Praktikum Fisika Inti – Spektroskopi Gamma

SPEKTROSKOPIGAMMA

Tujuan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Percobaan

Data Percobaan

Analisa Percobaan

Kesimpulan

Alat & Bahan

Langkah Kerja

Gambar Alat

Laporan Praktikum Fisika Inti – Koefisien Atenuasi / Tebal Paro

KOEFISIEN ATENUASI / TEBAL PARO

Tujuan

Tinjauan Pustaka


Data Percobaan

Analisa Percobaan

Kesimpulan

Alat & Bahan

Langkah Kerja

Gambar Alat

Laporan Praktikum Fisika Inti – Dead Time Detektor

DEAD TIMEDETEKTOR

Tujuan

Tinjauan Pustaka


Data Percobaan

Analisa Percobaan

Kesimpulan

Alat & Bahan

Langkah Kerja

Gambar Alat

Laporan Praktikum Fisika Inti – Efisiensi Detektor

EFISIENSIDETEKTOR

Tujuan

Tinjauan Pustaka


Data Percobaan

Analisa Percobaan

Kesimpulan

Alat & Bahan

Langkah Kerja

Gambar Alat

- Mempelajari spektrum Cs-137 dan Co-60- Mengkalibrasi detektor dengan isotop Cs-

137 dan Co-60 - Menggunakan hasil kalibrasi detektor

untuk menentukan energi gamma dari sumber radioaktif yang belum diketahui energi gammanya (Ba-133) dengan menggunakan detector NaI(TI).

Spektroskopi Gamma - Tujuan

Tujuan Percobaan :

Spektroskopi Gamma - Tinjauan Pustaka

Tinjauan Pustaka :Sinar gamma termasuk sinar yang tidak dapat dilihat

oleh mata, untuk itu perlu adanya detektor. Detektor yang umum digunakan dalam spektroskopi gamma adalah detektor sintilasi NaI (Tl). Detektor ini terbuat dari bahan yang dapat memancarkan kilatan cahaya apabila berinteraksi dengan sinar gamma.

Kilatan cahaya oleh pipa cahaya dan pembelok cahaya ditransmisikan ke fotokatoda dari photomultiplier tube (PMT) kemudian digandakan sebanyak-banyaknya oleh bagian pengganda elektron pada PMT. Arus elektron yang dihasilkan membentuk pulsa tegangan pada input penguat awal (preamplifier) . Pulsa ini setelah melewati alat pemisah dan pembentuk pulsa dihitung dan dianalisis oleh Mulichannel Analyzer (MCA) dengan tinggi pulsa sebanding dengan energi gamma.

Spektroskopi Gamma - Metodologi Percobaan

Metodologi Percobaan :1. Alat & Bahan

a. Multichannel Analyzer MCA 1 buah b. Detektor NaI (Tl) 1 buah c. Sumber Radiasi (Cs-137;Co-60) @ 1 buah

2. GambarAlat

ba

3. Langkah Kerja

MCA & NaI (Tl) dihubungakan ke PLN

Komputer di-ON-kan (tombol Pull On Bright

ditarik) ,

Sampel dipilih , diletakkan di muka detektor untuk

cacah latar

Saklar High Voltage diposisi ON , tombol TIME ditekan

untuk waktu cacah

Pilih tombol TIME untuk mengatur lamanya waktu

pencacah

Tombol START ditekan untuk mulai pencacahan & STOP untuk menghentikan

Spektroskopi Gamma - Metodologi Percobaan

Spektroskopi Gamma - Data Percobaan

Data Percobaan :

Spektroskopi Gamma - Analisa Percobaan

Grafik Cacah Latar Radiasi (CH-CT) Grafik Cacah Radiasi Cs-137 (CH-CT)

CT(Imp)

CT(Imp)

CH CH

Besarnya Intensitas total / Itot =3014Pencacahan dilakukan selama 30 detikSebanyak 10 kali.

Besarnya Intensitas total / Itot = 29889Grafik dengan lingkaran hijau menunjukkanintensitas akibat efek Compton, diakhiri dengan Compton Edge.Dengan lingkaran orange menunjukkan Intensitas akibat EFL. Puncak itu disebutPhotopeak karena terbentuk akibat cahaya.


Grafik Cacah Radiasi Co-60 (CH-CT) Grafik Cacah Radiasi Ba-133 (CH-CT)

CT(Imp)

CH CH

Besarnya Intensitas total / Itot = 86063Ada 2 photopeak (lingkaran orange).

Energi yang didapat dari grafik yakni :E = 5,805 CH+175,291E = 5,805 x 28 + 175,291E = 337,831 keVSedangkan literaturnya 356 keV. Hasilnyaberbeda karena adanya radiasi luar disekitar radioaktif yang terdeteksi MCA.

CT(Imp)


Grafik Cacah Radiasi Cs-137 & Co-60 (CH-CT)

CH

Dua sumber dicacah bersama dengan Co-60 diatas Cs-137. Didapat 1 gamma dari Cs-137 & 2 gamma dari C0-60.

CT(Imp)

CH E (K eV)

84 dari Cs 661,657

171 dari Co 1173,237

200 dari Co 1332,501

CT(Imp)

CH

Energi photopeak di dapat sebesar (dalam tabel).Dari grafik diketahui besarnya energi yakni 5,905 CH+175,921

a. Cacahan spektrum Cs-137 membentuk grafik dengan 1 photopeak.b. Semakin lama waktu pencacaha, semakin banyak pula hasil

cacahannya.c. Cacahan spektrum Co-60 membentuk 2 photopeak dengan ketinggian

yang berbeda. Puncak Co-60 adalah backscatter, compton edge, dan photopeak.

d. Pengkalibrasian detektor dengan isotop Cs-137 dan Co-60 menghasilkan cacahan gabungan dari keduanya yaitu 1 gamma dan 2 gamma puncak serta terdapat 3 energi yaitu : 661,657 keV (CH 84 pada Cs); 1173,2 keV (CH 171 pada Co); 1332,5 keV (CH 200 pada Co).

e. Hasil dari gamma hasil pengkalibrasian detektor dengan menggunakan Ba-133 menghasilkan energi E = 337,831 keV dengan ketelitian 97,89 %.

Spektroskopi Gamma - Kesimpulan

Kesimpulan :

Koefisien Atenuasi/Tebal Paro - Tujuan

• Menentuan Koefisien serapan bahan dari sinar gamma dan bahan terhadap sinar γ (μ)

• Membandingkan μ dari beberapa bahan Timbal dan Polyethylene.

Tujuan Percobaan :

Koefisien Atenuasi/Tebal Paro - Tinjauan Pustaka

Koefisien serapan sinar gamma merupakan suatu konstanta pembanding yang menghubungkan antara besarnya intensitas sumber radioaktif yang terserap dengan ketebalan suatu bahan penyerap. Besarnya koefisien serapan sinar gamma dapat ditentukan dengan mencacah intensitas sumber radioaktif Cs-137 yang memancarkan sinar gamma dengan detektor MCA.

Hubungan antara tebal penyerap x yang diperlukan untuk mereduksi intensitas berkas sinar gamma menjadi harga tertentu dinyatakan dalam koefisien atenuasi µ. Rasio antara intensitas akhir dengan awal adalah :

I/Io = e-µx

ln (I/Io) = µx

Tinjauan Pustaka :

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Metodologi Percobaan


a. Detektor Geiger Muller 1 buah b. Penghalang Timbal 4 buah c. Penghalang Polyethylene 6 buah d. Sumber Radiasi Cs-137 1 buah e. Counter 1 buah f. Space Holder 1 buah g. Stopwatch 1 buah h. Standar dan klem 1 buah i. Mistar 1 buah j. Kabel dan soket secukupnya k. Sumber Listrik secukupnya


2. Gambar Alat

Seperangkat Alat PenentuanKoefisien Serapan (µ)

Penghalang Polyethylene dan Timbal

3. Langkah Kerja

Detektor Geiger Mullerdioperasikan

Dilakukan cacah latar selama 30 detik sebanyak

10 kali

Cs-137 diletakkan pada jarak 3,5 cm dan dilakukan

pencacahan

Dilakukan pencacahan dengan variasi penghalang

polyethylene dan timbal

Dibuat grafik hubungan x dan ln (Rs/R)

Koefisien serapan ditentukan dari persamaan

R= Rs e-µx


Ditentukan pula tebal paro dari variasi penghalang

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Data Percobaan

No Tebal Penghalang inchi/mg/cm Impus/detik

1 Polyethilen (0.008/20) 228.1

2 Polyethilen (0.02/49) 162.2

3 Polyethilen (0.03/73) 155.6

4 Polyethilen (0.062/151) 112.8

5 Polyethilen (0.125/305) 116.7

6 Polyethilen (0.250/610) 112.8

7 Lead (0.032/900) 102.8

8 Lead (0.062/1800) 97.0

9 Lead (0.125/3600) 82.610 Lead (0.250/7200) 68.9

Data Percobaan :Cacah latar 15.6 lmp/30 detikTanpa penghalang 264,3 lmp/30 detik

Dari data yang didapat diperoleh hasil sebagai berikut :

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Analisa Percobaan

No Tebal Penghalang inchi/mg/cm

Tebal (m) Ln (Rs/R)

1 Polyethilen (0.008/20) 0.0002 0.0244

2 Polyethilen (0.02/49) 0.00508 0.0343

3 Polyethilen (0.03/73) 0.00762 0.0358

4 Polyethilen (0.062/151) 0.01575 0.0494

5 Polyethilen (0.125/305) 0.3175 0.0477

6 Polyethilen (0.250/610) 0.00635 0.0494

7 Lead (0.032/900) 0.00813 0.0542

8 Lead (0.062/1800) 0.01575 0.0574

9 Lead (0.125/3600) 0.3175 0.0675

10 Lead (0.250/7200) 0.00635 0.0809

Analisa Percobaan :

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

f(x) = 0.0314363870641502 x + 0.0383197789266479R² = 0.1502330684522

Grafik Hubungan ln Ro/R dan Tebaldengan Penghalang Polyethilene

Tebal (cm)

ln R

o/R

Dari grafik disamping dapat diketahui koefisien atenuasi linier polyethilene sebesar 0.0314 m-1

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Analisa Percobaan

Dari data diatas sehingga didapat grafikseperti dibawah ini :

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

f(x) = 0.00968834895087536 x + 0.064157767604828R² = 0.0153599870135196

Grafik Hubungan ln Ro/R dan Tebaldengan Penghalang Lead

Tebal (cm)

Nilai koefisien atenuasi linier lead > dari polyethylene sehingga lead merupakan penyerap sinar gamma yg baik daripada polyethylene.

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Analisa Percobaanln

Ro/

R

Dari grafik , koefisien atenuasi linier lead sebesar 0.0097 m-1

Koefisien Atenuasi / Tebal Paro - Kesimpulan

a. Koefisien atenuasi linier dapat diperoleh dari gradien grafik hubungan antara ln Io/I dengan tebal penyerap.

b. Koefisien atenuasi linier yang diperoleh dari percobaan dengan sumber Cs137 untuk lead adalah 0.0314 m-1 dan untuk polyethylene adalah 0.0097 m-1.

c. Koefisien atenuasi linier lead lebih besar daripada polyethylena, sehingga lead merupkan penyerap sinar gamma yang lebih baik daripada polyethylena

Kesimpulan :

Efisiensi Detektor - Tujuan

- Menentukan efesiensi Tabung-GM pencacah- γTujuan :

Efisiensi Detektor - Tinjauan Pustaka

Prinsip pengukuran efisiensi detector, menggunakan metode jika luas permukaan jendela tabung-GM A cm2 dan diletakkan sejauh d cm dari sumber radiasi, maka partikel-β yang dapat masuk ke dalam tabung adalah A/(2πd2) bagian. Jumlah disintegrasi yang dialami oleh 1 Ci sumber radiasi persekon adalah 3,7 x 1010. Maka untuk 5 µCi sumber radiasi adalah 5x3,7 x 104 dis/dt. Partikel-β yang masuk ke dalam tabung adalah:

Tinjauan Pustaka :

Jadi effesiensi tabung-GM untuk pencacah- β adalah

Efisiensi Detektor - Metodologi Percobaan


a. Detektor-GM pencacah-ɣ 1 buah b. Stopwatch 1 buah c. Counter 1 buah d. Sumber Radiasi Cs-137 5 µCi 1 buah e. Standar dan klem 1 buah f. Space Holder 1 buah g. Kabel dan soket 1 buah h. Mistar 1 buah i. Sumber listrik secukupnya


2. Gambar Alat

Keterangan :a. Counterb. Detektorc. Sumber Radioaktifd. Space Holdere. Standar dan klem

ab

c

de


3. Langkah Kerja

Dicatat T1/2 dan Ro sumber (Cs-137)

Komponen alat dirangkai seperti gambar

Cacah latar diukur dengan 10kali pengulangan selama

30 detik

Dilakukan pencacahan dengan sumber Cs-137

Efisiensi Detektor - Data Percobaan

No Cacah Latar (Imp)

Cacah Dengan Sumber Cs

(Imp)1 12 2192 6 1993 10 2234 11 2195 12 2156 7 2007 13 2148 7 2139 8 234

10 8 183

jumlah 94 2119

rata2 9,4 211,9

Data Percobaan :Sumber :Inti Radioaktif Cs-137Waktu = 1728000 sekonWaktu cacah = 300 sekonAktivitas atau A0 = 3,15 µCi ± 3%T1/2 = 947656800 sekonTanggal acuan = 20-10-2014

Efisiensi Detektor - Analisa

- Cacah latar ini untuk menentukan jumlah cacahan bersih dari sumber radiasi 137Cs, dengan cara mengurangkan jumlah cacahan antara pencacah sumber radiasi dan cacah latar pada waktu yang sama. - Aktivitas radiasi dari radioisotope dengan persamaan :

- Sehingga didapatkan hasil λ sebesar dan Aktivitas Radiasi (At) sebesar 1164012,83 Bq . Hasil tersebut digunakan untuk menghitung nilai efisiensi detector GM (η) dengan persamaan :

- Dari percobaan tersebut diperoleh nilai efisiensi detektor sebesar 0,005798%

Analisa :

Efisiensi Detektor - Kesimpulan

Kesimpulan :- Besarnya nilai dari efisiensi Tabung GM- Pencacah ɤ yaitu 0,005798 %

Dead Time Detektor - Tujuan

- Menentukan waktu mati (dead time) dari detektor Geiger Muller

Tujuan :

Dead Time Detektor - Tinjauan Pustaka

- Waktu dimana detektor tidak mampu mencacah radiasi yang masuk dinamakan waktu mati (dead time). Dead time dikatakan berakhir ketika ion positif bergerak menjauhi anoda.

- Adanya waktu mati ini menyebabkan perlunya koreksi terhadap hasil pencacahan yaitu:

Dengan :

N0 = cacah sebenarnyaN = cacah yang tercatat di counter = resolving time = dead time (waktu mati )

Tinjauan Pustaka :

Dead Time Detektor - Metodologi Percobaan


a. Detektor Geiger Muller 1 buah b. Mistar 1 buah c. Sumber Radiasi Co-60 1µCi 1 buah d. Sumber Radiasi Cs-137 1 µCi 1 buah e. Counter 1 buah f. Space Holder 1 buah g. Stopwatch 1 buah h. Standar dan klem 1 buah i. Kabel dan soket secukupnya j. Sumber Listrik secukupnya


2. Gambar Alat

Keterangan :a. Counterb. Radioaktif Cs-137 dan Co-60c. Detektord. Standar dan kleme. Place holder

a

b

cd

e


Detektor Geiger MullerDioperasikan pada

tegangan kerja

Co-60 diletakkan pada jarak yang sama tanpa

mengubah kedudukan Cs

Cs-137 diletakkan pada jarak 3,5 cm dan dilakukan

pencacahan

Dilakukan pencacahan selama 30 detik dengan 10

kali pengulangan

Sumber Cs-137 di ambil dan dilakukan pencacahan

Co-60

Co-60 diambil dan dilakukan cacah latar

3. Langkah Kerja

Dead Time Detektor - Data Percobaan

No.Waktu

(s)

Cacah Latar

Cacah Cs

Cacah Co

Cacah Co&Cs

(Imp) (Imp) (Imp) (Imp)

1 30 19 101 22,00 80,00

2 60 14 132 16,00 79,00

3 90 13 116 25,00 65,00

4 120 10 122 26,00 100,00

5 150 23 106 26,00 90,00

6 180 14 134 30,00 95,00

7 210 10 120 30,00 93,00

8 240 13 130 28,00 72,00

9 270 13 117 16,00 77,00

10 300 11 130 22,00 87,00

Data Percobaan :

Dead Time Detektor - Analisa

Analisa :- Hasil yang didapat dapat berupa pulsa yang bersifat kontinu atau juga dapat berupa cacah radiasi berdasarkan waktu sesaat.- Karena intensitas radiasi yang dipancarkan sumber bersifat random maka terdapat kemungkinan bahwa beberapa radiasi yang mengenai detektor tidak tercatat. Semakin banyak yang tidak tercacah , hasil yang didapat semakin sedikit.- Nilai dead time sebesar -0,36264 detik. Hasilnya negatif karena pembilangnya bernilai negatif dan aktifitas sumber yang terlalu kecil sehingga keduanya belum dipengaruhi oleh waktu mati.

Dead Time Detektor - Kesimpulan

Kesimpulan :

- Besarnya dead time/waktu mati yaitu -0,36264.- Hasil yang diperoleh negatif karena aktivitas

sumber terlalu kecil sehingga keduanya belum dipengaruhi oleh waktu mati dan pembilangnya bernilai negatif.

Terimakasih

laporan praktikum fisika inti

Documents