1. LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA INTINo percobaan: Percobaan 3Judul percobaan : Spektroskopi Sinar GammaTujuan Percobaan Mempelajari sistem deteksi radiasi sinar gamma dengan sintilasi Analisa spektrum energi sinar gamma dari beberapa unsurAlat dan Bahan Detektor sintilasi Single Channel Anlyzer Digital Counter Catu Daya Tegangan Tinggi Cobalt RadiumDasar Teori Radiasi gamma dipancarkan bersama alpha, beta atau tangkapan elektron.Karena sinar gamma tidak dibiaskan oleh medan listrik, maka sinar itu tidaklahterdiri dari partikel yang bermuatan. Tetapi sinar itu didifraksikan padapermukaan sebuah kristal, seperti difraksi sinar-X tetapi dengan sudut difraksiyang kecil, percobaan memberikan kesimpulan bahwa sinar gamma adalahgelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek, kira-kira 1/100 panjang gelombang sinar-X. Terbentukmnya sinar gamma merupakan hasil disentigrasi inti atom.Intiatom yang mengalami disentegrasi dengan memancarkan sinar alfa akan terbentukinti-inti baru dengan memiliki tingkat energi yang agak tinggi.Kemudian terjadiProses transisi ke tingkat energi yang lebih rendah atau tingkat dasar sambilmemancarkan sinar gamma. Sinar gamma sama halnya dengan sinar X,termasuk

2. gelombang elektromagnetis,jika sinar gamma menembus lapisan materi setebal Xmaka intensitas akan berkurang. Spektrum sinar gamma dari suatu unsur adalah spektrum garis, yangmemperlihatkan adanya foton sinar gamma, bila sebuah inti pindah dari keadaanenergi yang lebih tinggi ke keadaan yang lebih rendah. Tenaga sinar gammabersifat diskrit dan karakteristik, masing-masing mempunyai energi gamma dalambentuk spektrum energi tertentu. Apabila radiasi sinar gamma mengenai bahanakan terjadi beberapa efek, yaitu : 1. Efek Fotolistrik Efek fotolistrik adalah interaksi antara sebuah foton dan sebuah loncatan atom elektron. Sebagai hasil dari interaksi, foton menghilang dan salah satu dari atom elektron dilepaskan sebagai elektron bebas yang disebut fotoelektron.Elektron orbital dari atom terpental oleh tumbukan sinar gamma dan energi gamma menjadi elektron bebas dengan energi E e sehingga didapat : Ee =Eg -Ei dan Eg>Ei Di mana : Eg= Energi gamma Ei= Energi Ikat Untuk eletron orbital energi ikat kecil sekali. 2. Efek Chompton Energi radiasi hanya sebagian saja diserap untuk mengeluarkan electron dari atom(fotoelektron)sedangkan sisi energi akan terpancar sebagaiscattered radiaton.Efek kompton terjadi pada Elektron-elektron bebas atau terikat secara lemah pada lapisan kulit yang terluar pada penyinaran dengan energi radiasi yang lebih tinggi yaitu berkisar antara 200-1.000 KeV. Hamburan Compton adalah tumbukan anatara sebuah foton dengan sebuah elektron bebaas. Foton yang datang dibelokan arahnya dengan sudut terhadap sebelumnya.Foton mentransfer sebagian energinya ke 3. elektron,yang dikenal dengan elektron recoil.Karena besarnya sudut bisa sembarang,maka energi yang ditransfer besarnya anatara nol sampai dengan besarnya fraksi energi foton. (knoll,1989)Apabila sinar gamma mengalami elektron bebas akan terjadi hamburan elektron, maka elektron akan terpental : Di mana := sudut hamburan= massa elektron (511,033 KeV) Jadi, energi elektron bebas tergantung pada sudut hamburan dan penguat spektrum kontinu.3. Produksi PasanganPembentukan sepasang elektron Yaitu suatu proses pembentukan positron dan electron melalui energi radiasi sinar gamma yang melebihi 1.02MeV yaitu energi massa positron+electron.Proses ini terjadi apabila radiasi dengan energi yang sangat tinggi mendekati atau memasuki medan listrik atom atau inti.Energi radiasi ini akan berubah menjadi electron dan positron.Produksi pasangan memerlukan energi foton minimal adalah 1,02 MeV. Setiap tambahan energi akan menjadi energi kinetik bagi elektron dan positron. Radiasi gamma dengan tenaga yang cukup tinggi melewati medan listrik dekat inti atom akan menghasilkan produksi pasangan yaitu terciptanya elektron dan positron. Energi gamma pada proses ini adalah : Setelah itu positron berintilasi dengan elektron sehingga memancarkan dua foton sinar gamma dengan energi 511 KeV. Bila energi tersebut ditangkap kristal pada detektor maka total energi yang diserap pada kristal adalah : 4. dimana Prosedur Percobaan 1. Susunlah peralatan sebagai berikut 2. Catu daya harus menunjukkan angka 0,00 sebelum dihidupkan 3. Hidupkan semua peralatan 4. Naikkan tegangan catu daya hingga 750 volt 5. Atur pencacah digital, input 1,5 Vpp 6. Atur MAN/AUTO tombol pada posisi MAN 7. Pilih dan catat U yang digunakan 8. Naikan U dengan interval 0,1 Volt 9. Atur dan pilih selang waktu pengukuran pada pencacah digital misal 10 detik (catat intensitas radiasi) 10. Ulangi prosedur butir 8 dan 9 11. Gambarkan pada secarik kertas grafik antara intensitas radiasi (ordinat) dengan U (basis) 12. Ulangi prosedur butir 7 s.d 10 untuk sumber pemancar sinar gamma lainnya 13. Selama satu seri pengukuran parameter tegangan tinggi dan aplikasi pada SCA serta jarak sumber terhadap detektor jangan diubah 14. Setelah percobaan selesai, matikan dulu SCA dan digit counter. Ubah tegangan tinggi pada catu daya hingga menunjukkan 0,00 kemudian matikan catu daya.Data Hasil PengamatanTegangan pada digital counter U = 0,0 - 0,6Tegangan Catu Daya V = 750 VoltJarak sumber ke detektor X=Waktut = 10 detikData Hasil Pengamatan : Tanpa Bahan 5. NoUN (cacahan) percobaan 1Percobaan 2Percobaan 3 1 0.0 1052 1005 1019 2 0.1 1015 1018 998 3 0.2 975977985 4 0.3 975995984 5 0.4 1002 1010 1000 6 0.5 994992992 7 0.6 1011 9881013 hubungan N dan U "tanpa bahan"1030102010101000990 hubungan N dan U980 "tanpa bahan"970960950 0.1 0.2 0.30.4 0.5 0.6 0.7Data Hasil Pengamatan : Cobalt (Co)N (cacahan)percobaan Percobaan NoU1 2 Percobaan 3 1 0.0992 986 980 2 0.1977 974 960 6. 30.2966975 98440.3977991 97250.49761016102760.5961949 100870.61017 987 989Hubungan N dan U pada bahanCobalt 1010 1005 1000995990985 Hubungan N dan U980 pada bahan Cobalt9759709650 24 6 8Data Hasil Pengamatan : Radium (Ra)N (cacahan)No Upercobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 31 0.0 979 99410112 0.1 101197710283 0.2 973 9939954 0.3 983 1000 10005 0.4 986 1001 10016 0.5 995 1026 10267 0.6 10051005 1005 7. hubungan antara N dan U padaRadium (Ra) 1020 1015 1010 1005hubungan antara N dan U pada 1000 Radium+Sheet1!$B$15: 995 $B$21 990 98502468Data Hasil Pengamatan : Radium (Ra) dan Cobalt N (cacahan)No U percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 31 0.01012101810122 0.11003102310253 0.21017999 10384 0.31018989 10195 0.41015999 9946 0.5995 100710017 0.61014999 1005 8. hubungan antara N dan U padaRadium+cobalt 1020 1015 1010hubungan antara N dan U pada 1005Radium+cobalt 100002468ANALISA DATACobalt (Co)N (cacahan) U Rata-rataPercobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 30992986980 986 0.1 977974960970.3 0.2 966975984 975 0.3 977991972 980 0.4 976 1016 1027 1006.3 0.5 961949 1008972.7 0.6 1017 987989 997Radium (Ra) dan Cobalt (Ca)N (cacahan) U Rata-rataPercobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3010121018 10121014 0.1 10031023 10251017 9. 0.21017 999 1038 10180.31018 989 10191008.70.41015 999 994 1002.70.5995 1007 1001 10010.61014 999 1005 10061. Untuk tanpa bahan Diketahui :V = 750 voltTegangan pada digital counter = Menghitung photopeakVpeak = Vsumber + maks= 750 + 0.1= 750.1 Menghitung nilai energi sinar gamma yang dipancarkan E = Vpeak . e= 750.1 x 511,033 KeV= 383325,85 KeV2. Untuk Radium (Ra) Menghitung photopeakVpeak = Vsumber + maks= 750 + 0.6= 750.6 Menghitung nilai energi sinar gamma yang dipancarkan E = Vpeak . e= 750.6 x 511,033 KeV 10. = 383581,37 KeV3. Untuk Cobalt (Co) Menghitung photopeakVpeak = Vsumber + maks= 750 + 0.5= 750.5 Menghitung nilai energi sinar gamma yang dipancarkan E = Vpeak . e= 750.5 x 511,033 KeV= 383530,27 KeV4. Radium (Ra) dan Cobalt (Co) Menghitung photopeakVpeak = Vsumber + maks= 750 + 0.3= 750.3 Menghitung nilai energi sinar gamma yang dipancarkan E = Vpeak . e= 750.3 x 511,033 KeV= 383428,06 KeV 11. PEMBAHASAN Detektor yang umum digunakan dalam spektroskopi gamma adalahdetektor sintilasi NaI (Tl). Detektor ini terbuat dari bahan yang dapatmemancarkan kilatan cahaya apabila berinteraksi dengan sinar gamma. Detektoryang digunakan dalam percobaan ini adalah detektor sintilasi. Detektor sintilasiini yang digunakan adalah detektor sintilasi Na(IT) untuk mendeteksi sinargamma pada daerah energi 0,1-100 MeV dengan efisiensi cukup tinggi ( 10%-60%) dan resolusi energi menengah ( 5%- 15%). Pada detektor ini merupakanterdiri dari beberapa komponen didalamnya yaitu rangkaian terpadu berbasiskomputer personal yaitu kartu yang terdiri high voltage , power supply, chargesensitif pre amplifier, sampling amplifier, 100 MHz analog digital converter(ADC) type Mutli Channel Analyzer (MCA). Efisiensi detektor bertambah dengan meningkatnya volume kristal sedangkanresolusi energi tergantung pada kondisi pembuatan pada waktu pengembangan kristal.Sinar gamma yang masuk ke dalam detektor berinteraksi dengan atom-atom bahansintilator menurut efek fotolistrik, hamburan Compton dan pasangan produksi, yang akanmenghasilkan kilatan cahaya dalam sintilator. Keluaran cahaya yang dihasilkan olehkristal sintilasi sebanding dengan energi sinar gamma. Percobaan yang pertama yaitu mengamati cacah latar. Dimana cacah latarini mengindentifikasi besarnya radiasi pada lingkungan sekitar seperti cahaya,udara, dan sebagainya. Di dapat hasilnya seperti grafik di atas. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa dalam lingkungan sekitar kitaterdapat radioaktif. Cacah latar ini dilakukan untuk mengurangi dari jumlahintensitas cacahan yang diperoleh, yaitu intensitas yang digunakan padaperhitungan yaitu intensitas yang terdeteksi pada MCA baik tanpa suatu material(bahan penyerap) maupun dengan bahan penyerap. Jika energi radiasi yang dipancarkan oleh unsur radioaktif diserapseluruhnya oleh elektron-elektron pada kristal detektor NaI(Tl) maka interaksi inidisebut efek fotolistrik yang menghasilkan puncak energi (photopeak) pada 12. spektrum gamma. Apabila foton gamma berinteraksi dengan sebuah elektronbebas atau yang terikat lemah, misal elektron pada kulit terluar suatu atom, makasebagian energi photon akan diserap oleh elektron dan kemudian terhambur.Interaksi ini disebut dengan hamburan Compton.Dari hasil analisa data yang telah dilakukan Pada percobaan pertama tanpabahan didapatkan energi sebesar 383325,85 KeV, pada bahan Radium didapatkanenergi nya 383581,37 KeV, pada Cobalt 383530,27 KeV, sedangkan padaCampuran Radium dan Cobalt memiliki energi sinar gamma yang dipancarkansebesar 383428,06 KeV.Energi radiasi yang dipancarkan oleh unsur radioaktif Radium diserap seluruhnyaoleh elektron-elektron pada kristal detektor NaI(Tl) ,interaksi ini disebut efek fotolistrikyang menghasilkan puncak energi (photopeak) pada spektrum gamma pada daerah energi383581,37 KeV