MEMBUAT KURVA PLATEAU

( Percobaan 1 )

I. TUJUAN PERCOBAAN

Membuat kurva plateau dari hasil cacahan radiasi menggunakan detektor

Geiger Muller

II. DASAR TEORI

Ada beberapa macam detector yang digunakan untuk mendeteksi arah

radiasi nuklir, salah satu diantaranya adalah yang disebut “ gas filled

detector “ atau detector yang diisi gas. Detektor jenis ini ada 3 macam yaitu:

a. Tabung ionisasi

b. Tabing proportional

c. Tabung Geiger-Muller

Pada dasarnya ketiga macam jenis tabung ( detector ) tersebut adalah sama,

yaitu sama-sama menggunakan medium gas atau campuran gas. Prinsip

alatnya adalah suatu ruang tertutup yang berisi gas dan diberi 2 buah

elektroda. Dinding tabung ( logam ) dipakai sebagai elektroda negative

(katoda) dan kawat yang terbentang didalam pada poros tabung sebagai

elektroda positif (anoda).

Gambar 2.1 konstruksi detektor isian gas

Anoda mempunyai tegangan V ( positif ) terhadap dinding tabung. Jika

zarah radiasi nuklir masuk kedalam rabung, maka zarah radiasi tersebut

akan berinteraksi dengan medium gas sehingga akan terjadi pembebasan

electron dan ion-ion. Ion positif akan bergerak kearah dinding tabung

(katoda) dengan kecepatan yang relative lebih kecil disbanding dengan

1

electron-elektron yang bergerak kearah anoda depat. Kecepatan geraknya

bergantung pada besarnya tegangan V. Besarnya tenaga yang diperlukan

untuk pembentukan electron-ion tergantung pada macam gas pengisi yang

digunakan seperti yang tampak pada tabel berikut ini :

Tabel 2.1 Pembentukan electron ion

Gas Pengisie.v/pasangan

electron-ion

H2

He

Ar

Kr

Co2

Udara

CH4

BF3

36,8

41,3

26,4

24,4

32,7

34,2

28,1

35,3

Detektor isian gas merupakan detektor yang paling sering digunakan

untuk mengukur radiasi. Detektor ini terdiri dari dua elektroda, positif dan

negatif, serta berisi gas di antara kedua elektrodanya. Elektroda positif disebut

sebagai anoda, yang dihubungkan ke kutub listrik positif, sedangkan elektroda

negatif disebut sebagai katoda, yang dihubungkan ke kutub negatif.

Kebanyakan detektor ini berbentuk silinder dengan sumbu yang berfungsi

sebagai anoda dan dinding silindernya sebagai katoda

Radiasi yang memasuki detektor akan mengionisasi gas dan

menghasilkan ion-ion positif dan ion-ion negatif (elektron). Jumlah ion yang

akan dihasilkan tersebut sebanding dengan energi radiasi dan berbanding

terbalik dengan daya ionisasi gas. Daya ionisasi gas berkisar dari 25 eV s.d. 40

eV. Ion-ion yang dihasilkan di dalam detektor tersebut akan memberikan

kontribusi terbentuknya pulsa listrik ataupun arus listrik

2

Gambar 2.2 proses pembentukan ion positif dan negatif (ionisasi) dalam gas

Ion-ion primer yang dihasilkan oleh radiasi akan bergerak

menuju elektroda yang sesuai. Pergerakan ion-ion tersebut akan menimbulkan

pulsa atau arus listrik. Pergerakan ion tersebut di atas dapat berlangsung bila di

antara dua elektroda terdapat cukup medan listrik. Bila medan listriknya

semakin tinggi maka energi kinetik ion-ion tersebut akan semakin besar

sehingga mampu untuk mengadakan ionisasi lain

Gambar 2.3 karakteristik jumlah ion terhadap perubahan tegangan kerja

detector

Ion-ion yang dihasilkan oleh ion primer disebut sebagai ion sekunder. Bila

medan listrik di antara dua elektroda semakin tinggi maka jumlah ion yang

dihasilkan oleh sebuah radiasi akan sangat banyak dan disebut proses

‘avalanche’. Terdapat tiga jenis detektor isian gas yang bekerja pada daerah

yang berbeda yaitu detektor kamar ionisasi yang bekerja di daerah ionisasi,

detektor proporsional yang bekerja di daerah proporsional serta detector Geiger

Mueller (GM) yang bekerja di daerah Geiger Muller

3

1. Detektor Kamar Ionisasi (ionization chamber)

Sebagaimana terlihat pada kurva karakteristik gas pada Gambar 3,

jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini relatif sedikit sehingga tinggi

pulsanya, bila menerapkan pengukuran model pulsa, sangat rendah. Oleh

karena itu, biasanya, pengukuran yang menggunakan detektor ionisasi

menerapkan cara arus. Bila akan menggunakan detektor ini dengan cara pulsa

maka dibutuhkan penguat pulsa yang sangat baik. Keuntungan detektor ini

adalah dapat membedakan energi yang memasukinya dan tegangan kerja yang

dibutuhkan tidak terlalu tinggi (Muradi, 2008).

2. Detektor Proporsional

Dibandingkan dengan daerah ionisasi di atas, jumlah ion yang dihasilkan

di daerah proporsional ini lebih banyak sehingga tinggi pulsanya akan lebih

tinggi. Detektor ini lebih sering digunakan untuk pengukuran dengan cara

pulsa. Terlihat pada kurva karakteristik (Gambar 3) bahwa jumlah ion yang

dihasilkan sebanding dengan energi radiasi, sehingga detektor ini dapat

membedakan energi radiasi. Akan tetapi, yang merupakan suatu kerugian,

jumlah ion atau tinggi pulsa yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh tegangan

kerja dan daya tegangan untuk detektor ini harus sangat stabil (Muradi, 2008).

3. Detektor Geiger Mueller (GM)

Jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini sangat banyak, mencapai nilai

saturasinya, sehingga pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan penguat

pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah tidak dapat membedakan

energi radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion

yang dihasilkannya sama dengan nilai saturasinya (Muradi, 2008).

Detektor ini merupakan detektor yang paling sering digunakan, karena

dari segi elektonik sangat sederhana, tidak perlu menggunakan rangkaian

penguat. Sebagian besar peralatan ukur proteksi radiasi, yang harus bersifat

portabel, terbuat dari detektor Geiger Muller (Knoll, 1989).

II.1 Prinsip kerja tabung dengan medium gas :

a. Tabung Iomisasi :

4

Seperti kita ketahui massa electron lebih kecil dari pada massa

ion dan inilah yang menyebabkan mengapa electron bergerak ke anoda

lebih cepat daripada gerak ion kea rah dinding tabung atau katoda.

Kecepatan gerak itu sendiri masih dipengaruhi oleh besarnya tegangan

yang diberikan. Apabila tegangan V rendah maka gerakan electron dan

ion akan lambat. Oleh karena geraknya lamabat maka sebelum masing-

masing zarah samapai ke elektroda-elektroda ada kemungkinan antar

electron ion akan bertemu dan bergabung kembali. Peristiwa

penggabungan ini disebut peristiwa rekombinasi . Untuk menghindari

timbulnya rekombinasi tegangan relatif harus besar, sehingga electron

bias sampai ke anoda dan ion bisa sampai ke katoda. Dengan

sampainya electron/ion ke electron maka akan timbul pulsa arus yang

besarnya sama dengan jumlah muatan pasangan electron dan ion yang

terjadi akibat interaksi zarah radiasi dengan medium gas. Dengan

demikian besarnya pulsa akan sebanding dengan tenaga zarah radiasi.

Jenis detector yang memanfaatkan sifat ini disebut detector ( tabung )

ionisasi.

b. Tabung Proportional

Bila tegangan V dinaikkan lebih besar, maka electron-elektron

hasil ionoisasi akan bergerak lebih cepat kea rah anoda. Elektron

tersebut disebut electron primer dalam geraknya kearah anoda electron

tersebut dapat menimbulkan ionisasi baru sehingga timbul electron-

elektron lagi yang disebut electron sekunder. Terjadinya electron

sekunder dapat terus-menerus dimana setiap electron primer dapat

menimbulkan electron sekunder banyak sekali dan hal ini dinamakan

peristiwa berondongan pelucutan electron sekunder atau peristiwa

‘avalans’. Oleh karena jumlah electron bertambah banyak maka

timbunan muatan pada electrode bertambah besar. Walaupun demikian

arus yang timbul masih sebanding (proportional) dengan banyaknya

electron primer dari hasil ionisasi semula dan juga masih sebanding

dengan tenaga zarah radiasi yang masuk. Peristiwa pembentukan

5

electron sekunder tersebut diatas dipakai sebagai dasar kerja detector

(tabung) proportional.

c. Tabung Geiger-Muller ( G.M )

Jika tegangan V dinaikkan lebih tinggi lagi, maka peristiwa

avalans makin besar dan electron sekunder yang terbentuk banyak

sekali akibatnya anoda bisa diselubungi serta terlindung oleh muatan

negatif electron sekunder, sehingga peristiwa ionisasi akan terhenti.

Karena gerak ion positf kedinding tabung (katoda) lambat, maka ion-

ion ini dapat membentuk semacam lapier pelindung positif pada

permukaan dinding tabung. Keadaan yang demikian ini disebut efek

muatan ruang atau space charge effect. Tegangan V yang menimbulkan

efek muatan ruang adalah tegangan maksimum yang membatasi

terkumpulnya elektron-elektron pada anoda. Dalam keadaan seperti ini

detektor tidak peka lagi karena adanya efek muatan ruang harus

dihindarkan dengan cara menambah besarnya menambah besarnya

tegangan V. Penambahan tegangan V ini dengan maksud supaya

terjadi pelepasan muatan (discharge) pada anoda, sehingga detector

dapat bekerja normal kembali. Pelepasan muatan dapat terjadi karena

electron mendapat tambahan tenaga kinetic akibat penambahan V.

Bila tegangan V terus dinaikkan, terjadinya pelucutan electron

sekunder akan makin banyak. Pada suatu tegangan tertentu peristiwa

avalans electron sekunder tidak tergantung lagi oleh jenis zarah radiasi

yang dating maupun tenaga tenaga zarah radiasi tersebut. Sifat

demikian ini pertama kali diamati oleh Geiger, sehingga detector

betektor yang bekerja atas dasar penemuan ini disebut Detektor Geiger-

Muller atau tabung G.M.

6

Jika tegangan tersebut lebih tinggi lagi dari daerah tegangan

Geiger-Muller, maka detector bisa rusak karena susunan molekul gas

(campuran gas) tidak pada perbandingan semula, atau terjadi suatu

‘Cotinous discharge’. Bagaimana hubungan antara besar tegangan V

yang dipakai dan banyaknya ion yang dapat dilihat pada gambar berikut

ini :

Gambar 2.2 Cacah ion fungsi tegangan operasi

Tamapak dari gambar diatas bahwa daerah G.M adalah daerah

DE, dengan tegangan tertentu yang dapat mempercepat elektron primer

membentuk electron sekunder dari ionisasi gas dalam tabung G.M.

Peristiwa ionisasinya sudah tidak tergantung pada jenis dan besarnya

tenaga zarah radiasi. Jelas di sini bahwa tabung G.M. memanfaatkan

ionisasi sekunder sehingga setiap tembusan zarah radiasi akan

menghasilkan pulsa dan tingginya tetap sama tidak dipengaruhi oleh

tenaga radiasinya. Oleh karena itu tabung G.M. tidak dapat dipakai

untuk mengukur spectrum energy

2.2 Daerah Plateu tabung Geiger-Muller

Bentuk plateau suatu tabung Geiger-Muller merupakan salah satu

karakteristik tabung Geiger-Muller. Tabung Geiger-Muller yang baik

7

bentuk plateaunya mendatar tidak boleh terlalu curam. Daerah tegangan

kerja tabung Giger-Muller yang menghasilkan keadaan ini disebut daerah

Geiger-Muller atau lebih dikenal sebagai daerah plateau Geiger-Muller.

Untuk jelasnya lihat gambar berikut ini :

Gambar 2.3 Grafik Plateau

Lebar tegangan plateau Geiger-Muller yang baik disekitar 200 volt

dengan slope yang kecil. Besarnya slope dapat dinyatakan dalam % per

volt terhadap N1, jadi

Slope =N 2−N 1

N 1 / v2 – v1 X 100 % ( 2.1 )

(Yohannes, 1979)

2.3 Radioisotop Cesium-137

Cesium-137 (137 Cs) merupakan radioisotop penghasil sinar gamma 137 Cs memancarkan sinar gamma dengan energi 0.667 MeV. Dalam

peluruhan 137 Cs berubah menjadi 137 Ba dengan meluruhkan beta – (β-).

Partikel β dan karakteristik energi lemah sinar γ diserap oleh stenlisstil

sehingga sumber klinisnya adalah pemancar γ. Sinar γ dari cesium

memiliki daya tembus yang sama dengan Radium sinar γ pada jaringan

(Khan, 2005).

8

2.4 Pemilihan Alat ukur radiasi

Pemilihan peralatan ukur radiasi tergantung pada beberapa faktor.

Beberapa persyaratan umum termasuk: portable (kemudahan untuk

dibawa), kemampuan mekanis, kemudahan penggunaan dan pembacaan,

kemudahan perawatan, serta kehandalannya. Di samping

persyaratanpersyartan umum ini, alat ukur radiasi harus dikalibrasi juga,

serta harus memiliki karakteristik-karakteristik lain seperti:

a. Kemampuan untuk memberikan tanggapan (response) pada radiasi

yang sedang diukur. Hal ini dapat dijelaskan dengan sebuah contoh

praktis: Sebuah alat ukur radiasi yang digunakan untuk

mengukur/mendeteksi radiasi beta dan gamma, yang berjendela pada

salah satu sisinya, yang pada umumnya digunakan adalah dengan

ketebalan dinding 30 mg/cm2. Peralatan ukur radiasi ini tidak akan

berfungsi dengan baik untuk mengukur/mendeteksi beta yang berenergi

rendah, seperti: C-14 atau S-35, atau untuk kontaminasi alfa, seperti:

Po-210. Masing-masing dari jenis radionuklida ini akan memancarkan

radiasi energi yan tidak dapat dapat menembus dinding alat ukur

dengan tebal 30 mg/cm2. Demikian pula, akan terjadi kesalahan dalam

menyimpulkan hasil pengukuran apabila menggunakan peralatan ukur

radiasi beta untuk mengukur radiasi neutron. Maka, dalam pemilihan

alat ukur radiasi, harus diperhatikan bahwa penggunaan masing-masing

peralatan disesuaikan dengan obyek yang akan diukur

b. Kepekaan (sensitivitas). Alat ukur radiasi yang digunakan harus peka

terhadap radiasi yang diukurnya. Contoh praktisnya adalah: alat ukur

radiasi/ detektor radiasi yang digunakan untuk mencari jarum radium

yang hilang harus memiliki tingkat sensitivitas yang lebih tinggi jika

dibandingkan dengan alat ukur radiasi yang digunakan untuk mengukur

radiasi di ruangan akselerator. Dalam ruangan akselerator, mungkin

radisi yang ada mencapai ratusan mGy per jam. Sebuah alat ukur

radiasi yang memiliki sensitivitas 0,01 mGy/jam dapat digunakan dan

9

berfungsi dengan baik di lingkungan ang seperti ini. Dalam usaha

mencari jarum radium yang hilang, dengan menggunakan alat ukur

yang sama akan sangat membatasi daerah kerjanya. Sebuah alat ukur

radiasi Geiger muller yang memiliki tingkat sensitivitas 0,05 mGy/jam

mungkin dapat lebih membantu. Misalnya: jika 1 mg jarum radium

hilang, jarak pendeteksian antara sumber radiasi tersebut dengan alat

ukur tertentu adalah 90 cm, sementara dengan menggunakan alat ukur

Geiger Muller jarak tersebut adalah 412 cm. Sehingga dengan

menggunakan alat ukur radiasi Geiger muller dapat meliputi daerah

kerja 53,5 m2, sedangkan dengan menggunakan alat ukur radiasi yang

pertama hanya mencakup daerah kerja seluas 2,5 m2 saja. Tingkat

kepekaan yang tinggi pun pada keadaan tertentu tidak akan membantu

kita mencapai tujuan pengukuran. Kisaran tingkat radiasi atau

sensitivitas alat ukur radiasi harus juga dipertimbangkan dan sesuai

dengan onyek pengukurannya ( Prayitno, 1997).

10

III. METODE PERCOBAAN

III.1 Alat

1. Counting

Adalah alat yang digunakan untuk menempatkan sumber radioaktif,

alat yang digunakan untuk mengetahui banyaknya cacahan pada

sumber radioaktif, alat yang digunakan untuk mencacah sumber

radioaktif dan alat yang digunakan untuk menunjukkan waktu atau

frekuensi yang digunakan.

2. Penyedia Tegangan Tinggi

Adalah sumber yang digunakan untuk menyediakan sumber tegangan

tinggi

III.2 Bahan

Radioisotop Cesium-137, Cobalt-60 dan Eu-152 berfungsi sebagai

sumber radiasi sinar gamma

11

III.3 Diagram Kerja

Gambar 3.1 Diagram Kerja pada percobaan Pembuatan Kurva Plateau

12

Mulai

Penyedia tegangan tinggi dinolkan, sehingga saklar HV dalam keadaan nol

Meletakan sumber radioaktif dalam planchet

Menaikkan HV secara pelan-pelan, sampai lampu pencacah menunjukkan adanya cacahan, kemudian mencatat besar starting voltage

Menaikkan HV dari 300-500 Volt, kemudian mencatat cacahan untuk tiap kenaikan 10 volt dalam waktu 10 sekon serta meneruskan sampai cacahan

mulai naik dengan tajam, yaitu hampir mencapai daerah lucutan (discharge), dan diulang 2 kali

Selesai

III.4 Diagram Proses Fisis

Gambar 3.2 Diagram Proses Fisis pada percobaan Pembuatan Kurva

Plateau

13

Tegangan dinolkan sehingga saklar HV dalam keadaan nol sehingga tidak ada arus yang bergerak yang menandakan tidak ada elektron yang bergerak. Hal

ini menandakan tidak ada cacahan dalam tercatat.

Setelah sumber radioaktif dalam plancet, kemudian menaikkan HV secara pelan-pelan yang dilakukan agar kenaikan cacahannya dapat tercatat naik

secara kontinu. Hal ini juga agar mengetahui starting voltagenya.

HV dinaikkan dari HV 300-500 volt yang dicatat setiap 10 volt tiap 10 sekon sehingga dapat dilihar kenaikan volume yang ditandai dari banyaknya

cacahan seiring bertambahnya jumlah cacahan.

Hal ini dilakukan sampai pada cacahan mulai naik tajam dan tercacat daerah plateaunya. Pada cacahan mulai naik tajam, yaitu hampir mencapai daerah

lucutan (discharge).

III.5 Gambar Rangkaian Alat

Gambar 3.3 Gambar Rangkaian Alat Pada Praktikum Pembuatan Kurva Plateau

14

IV. METODE PENGOLAHAN DATA

4.1 Data Pengamatan 60Co

V

(Volt)

Pengukuran ke-

Rata-rata

(cacah/10s)

1

(cacah/10s

)

2

(cacah/10s

)

3

(cacah/10s

)

300 0 0 0 0,00

310 0 0 0 0,00

320 0 0 0 0,00

330 0 0 0 0,00

340 0 0 0 0,00

350 5 0 0 1,67

360 35 36 7 26,00

370 213 220 100 177,67

380 575 568 550 564,33

390 738 722 753 737,67

400 774 769 828 790,33

410 778 791 778 782,33

420 795 820 815 810,00

430 876 829 886 863,67

440 852 901 898 883,67

450 848 911 921 893,33

460 938 915 938 930,33

470 977 984 899 953,33

480 939 956 972 955,67

490 1032 982 999 1004,33

500 964 1017 973 984,67

15

4.2 Data Pengamatan 152Eu

V

(Volt)

Pengukuran ke-

Rata-rata

(cacah/10s)

1

(cacah/10s

)

2

(cacah/10s

)

3

(cacah/10s

)

300 0 0 0 0,00

310 0 0 0 0,00

320 0 0 0 0,00

330 0 0 0 0,00

340 0 0 0 0,00

350 4 3 3 3,33

360 48 28 25 33,67

370 53 87 45 61,67

380 325 326 334 328,33

390 417 363 388 389,33

400 430 414 422 422,00

410 416 422 456 431,33

420 443 456 427 442,00

430 460 504 454 472,67

440 494 481 497 490,67

450 471 474 471 472,00

460 499 497 497 497,67

470 501 527 502 510,00

480 494 525 493 504,00

490 524 532 541 532,33

500 523 555 505 527,67

16

4.3 Data Pengamatan 137Cs

V

(Volt)

Pengukuran ke-

Rata-rata

(cacah/10s)

1

(cacah/10s

)

2

(cacah/10s)

3

(cacah/10s)

300 0 0 0 0,00

310 0 0 0 0,00

320 1 1 1 1,00

330 3 3 3 3,00

340 5 4 5 4,67

350 6 6 8 6,67

360 36 33 38 35,67

370 133 137 146 138,67

380 151 158 168 159,00

390 166 174 175 171,67

400 186 173 183 180,67

410 199 200 178 192,33

420 200 187 190 192,33

430 196 190 195 193,67

440 199 235 211 215,00

450 210 239 222 223,67

460 208 202 208 206,00

470 206 205 206 205,67

480 216 211 222 216,33

490 217 212 205 211,33

500 223 206 215 214,67

17

4.4 Grafik dari pengolahan data hubungan V ( volt ) Vs Cacah/10s

4.4.1 Grafik Co

Analisis Grafik

Karena tegangan operasi terus dinaikkan maka radiasi yang tercacah

bertambah, dimana tegangan operasi detektor adalah 350 Volt. Hal ini

terjadi karena bertambahnya volume cacahan radiasi mengakibatkan

detektor menjadi peka dan ini terus terjadi hingga mendekati konstan

karena hampir seluruh volume detektor menjadi peka. Namun setiap

dinaikkan tegangannya tidak seluruhnya mengalami pertambahan volume

cacahan, sehingga daerah plateau kurang sempurna. Pada radioisotop

Cobalt dihasilkan daerah plateau pada tegangan 400-450 Volt.

18

4.4.2 Grafik Eu

Analisa Grafik

Kemiringan pada daerah plateau disebabkan oleh daerah yang peka benar-

benar tersebar secara menyeluruh. Hal ini menunjukkan batas volume dari

detektor tersebut sudah benar-benar peka. Jika dilihat dari grafiknya dapat

dilihat terjadi penurunan jumlah cacahan yang menunjukkan jumlah

volumenya berkurang. Namun daerah plateau tetap dapat terbentuk karena

penurunan jumlah cacahan tidak banyak. Saat tegangan dinaikkan terus

akan menaikkan volume cacahan radiasi tiap cacahan/10 s. Hal ini akan

mengakibatkan terbentuknya daerah plateau pada grafik. Apabila

mencapai tegangan maksimum maka detektor tidak mampu lagi medeteksi

penambahan jumlah volume radiasi tiap cacah/10s. Pada radioisotop ini

menghasilkan daerah plateau pada tegangan 400-450 volt.

19

4.4.3 Grafik Cs

Analisa Grafik

Pada kurva plateau pada radioisotop Cs ini perubahan cacahan tampak

terlihat. Hal ini mengakibat kurva daerah plateau naik turun yang

menunjukkan energinya pun tidak stabil. Tetapi dapat dilihat daerah

plaeau yang terjadi pada grafik ini pada tegangan 375-425 volt.

20

V. PEMBAHASAN

Tujuan kurva plateau ini bertujuan untuk membuat kurva palteau dari

hasil cacahan radiasi menggunakan detektor Geuger Muller yang merupakan

salah satu jenis detektor isian gas. Detektor jenis ini terdiri dari sebuah tabung

berdinding logam yang diisi dengan gas dan mempunyai kawat ditengahnya.

Dinding tabung merangkap sebagai katoda sedangkan kawat ditengah sebagai

anoda.

Percobaan kurva plateau menggunakan sumber radioaktif 137Cs, 121Au,

dan 60Co yang diuji dengan detektor Geiger Muller. Jenis-jenis radioaktif

yang digunakan harus memiliki intensitas yang cukup besar sehingga semua

kejadian cacahannya dapat diketahui.

Sistem pencacah radiasi, detektor Geiger Muller (GM) berfungsi

sebagai penangkap radiasi dan merubahh radiasi tersebut menjadi pulsa

listrik. Besaran yang di deteksi yaitu jumlah radiasi dan energi radiasi. Jumlah

radiasi yang diperlukan untuk mengetahui aktivitas sumber radiasi sedangkan

energi radiasi digunakan untuk menentukan sumber radiasi. Dalam hal ini

setiap radiasi yang mengenai detektor akan diubah menjadi sebuah sinyal

(pulsa) listrik yang berupa cacahan sehingga jumlah radiasi dapat ditentukan

dengan mengukur jumlah pulsa listrik yang dihasilkan detektor. Tinggi sinyal

(pulsa) menunjukkan energi radiasi yang mengenai detektor sehingga energi

radiasi dapat ditentukan dengan mengukur tinggi pulsa listrik yang dihasilkan

detektor.

Pengoperasian detektor memerlukan tegangan tinggi (HV). Dalam

detektor terdapat suatu inverter untuk mentransfer tegangan tinggi kedetektor

dan yang digunakan untuk menerima pulsa listrik dari detektor yang

kemudian diteruskan ke rangkaian selanjutnya. Pulsa listrik yang dihasilkan

inverter sudah dalam orde Volt sehingga dapat langsung diproses oleh

rangkaian counter. Selanjutnya oleh counter pulsa listrik tersebut dicacah

(menghitung jumlah). Selang waktu pencacahan dapat dilakukan secara

otomatis menggunakan timer, yaitu alat yang dapat memberikan sinyal ke

21

counter agar memulai atau menghentikan pencacahan dengan selang waktu

tertentu yang dapat diatur sebelumnya. Yaitu dengan selang waktu 10 sekon

(cacah/10sekon).

Apabila detektor Geiger Muller dikenakan sebesar V antar katoda

(dinding tabung) dan anoda (kawat tabung) melalui tahanan luar maka akan

timbul medan listrik dalam tabung yang berisi gas.

Percobaan ini diberikan tegangan berkisar 300-500 volt, yang timbul

medan listrik dalam tabung tersebut. Yang mana selang kenaikan

tegangannya setiap 10 Volt sekali. Pada radioaktif Co, radiasi dicacah oleh

counter pada detektor GM. Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-

mula tidak menunjukkan kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan

tegangan 300 volt sampai dengan 340 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal

ini menunjukkan belum adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.

Dan pada saat diberikan tegangan diatas 350 volt, cacah radiasinya mulai

menunjukkan besarnya cacah radiasi yaitu 1,67 cacah/10 sekon.

Pada radioaktif Au, radiasi dicacah oleh counter pada detektor GM.

Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-mula tidak menunjukkan

kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan tegangan 300 volt sampai

dengan 340 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal ini menunjukkan belum

adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM. Dan pada saat diberikan

tegangan diatas 350 volt, cacah radiasinya mulai menunjukkan besarnya

cacah radiasi yaitu 3,33 cacah/10 sekon. Ini menunjukkan telah terdapat

cacah radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.

Sedangkan pada radioaktif , radiasi dicacah oleh counter pada detektor

GM. Cacah radiasi yang diterima oleh detektor mula-mula tidak

menunjukkan kenaikkan yang signifikan yaitu pada saat diberikan tegangan

300 volt sampai dengan 310 volt jumlah cacah radiasinya nol, hal ini

menunjukkan belum adanya radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM. Dan

pada saat diberikan tegangan diatas 320 volt, cacah radiasinya mulai

menunjukkan besarnya cacah radiasi yaitu 1 cacah/10 sekon. Ini

menunjukkan telah terdapat cacah radiasi yang terdeteksi oleh detektor GM.

22

Pada detektor Geiger Muller, jika tegangan dioperasikan dari nol

sampai dengan tegangan tinggi (500 Volt) dan hasil cacahannya digambarkan

dalam bidang datar yang disebut palteau. Daerah plateau terjadi jika ada

perubahan tegangan dan hasil cacahan tidak berubah secara signifikan.

Tegangan kerja dimana mulai timbul cacahan yaitu starting voltage. Bila V1

adalah tegangan mulainya plateau, V2 adalah tegangan batas dari plateau.

Jika tegangan operasional dinaikkan terus maka radiasi yang tercacah

bertambah seiring bertambahnya volume peka detector dan seterusnya

mendekati konstan dan juga jika tegangan kerja terus dinaikkan, volume

sensitive akan meluas sepanjang tabung detector. Sehingga proses ionisasi

mengalami titik jenuh yang menyebabkan bentuknya mendatar. Percobaan

yang dilakukan pada radioisotop Cs, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan

berkisar 375 – 425 volt, pada raioisotop Co, lebar kurva plateau terjadi pada

tegangan berkisar 400-450 volt dan pada radioisotop Au, lebar kurva plateau

terjadi pada tegangan berkisar 400-450 volt.

Sedangkan dalam kurva plateau standar, bentuk daerah plateau

mendatar tidak boleh curam. Karena dalam praktikum ini menggunakan

Geiger Muller maka daerah kerja tabung Geiger Muller yang menghasilkan

keadaan ini disebut daerah plateau Geiger Muller. Lebar tegangan plateau

Geiger Muller yang baik berkisar antara 200 volt dengan slope (error) yang

kecil.

Pada percobaan membuat kurva plateu ini ada beberapa faktor yang

mempengaruhi lebar daerah plateu, yaitu:

1. Tegangan

Besar cacahan dari pendeteksian Geiger Mueller dipengaruhi oleh besar

tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan yang di berikan

maka semakin besar nilai cacahan dari isotop tersebut. Dari hasil

tersebut maka dapat menunjukkan daerah plateu yang didapat dari

grafik.

23

2. Waktu paruh isotop

Isotop Cs, Au, dan Co mempunyai waktu paruh yang bisa berkurang

karena penggunaan dari isotop itu sendiri, dengan demikian intensitas

radiasi isotop tersebut bisa berkurang sehingga hasil cacahannya pada

detektor Geiger Mueller, nilainya sesuai dengan intensitas yang dimiliki

oleh isotop Cs-137. Dengan kata lain nilai cacahan dari radioisotop

semakin lama akan semakin berkurang.

VI. PENUTUP

VI.1 Kesimpulan

1. Daerah plateau yang dilakukan pada radioisotop Cs, lebar kurva

plateau terjadi pada tegangan berkisar 375 – 425 volt, pada raioisotop

Co, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan berkisar 400-450 volt

dan pada radioisotop Au, lebar kurva plateau terjadi pada tegangan

berkisar 400-450 volt.

2. Pengoperasian detektor GM memerlukan tegangan tinggi (HV) atau

diatas daerah pengoperasiannya. Daerah pengoperasian counter yaitu

dimana sudah terjadinya daerah plateau.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi daerah plateau yaitu:

a. Tegangan

b. Waktu paruh radioisotop

VI.2 Saran

Menggunakan radioisotop yang lebih banyak agar dapat diketahui enargi

dan aktivitas yang berbeda-beda. Sehingga dapat mengetahui daerah

plateau yang terjadi.

24

DAFTAR PUSTAKA

Buntarto, H. M.Sc. 1978. Kuliah & Praktikum Deteksi dan Pengukuran

Radiasi. Teknik Nuklir.Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada.

http://www.google.com/pdf 12 mei 2011 09.25 WIB

H. C. Yohannes, Drs. 1979. Kuliah Deteksi dan Pengukuran Radiasi. Teknik

Nuklir. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. http://www.google.com/pdf

12 mei 2011 09.25 WIB

Khan, M. Faiz. 2005. Physical Theory of Radiation Theraphy. Jakarta: Erlangga.

Prayitno, Budi. 1997. Alat Ukur Radiasi. http://www.google.co.id/Dinas Alat

Ukur Radiasi.pdf 12 mei 2011 09.35 WIB

25

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA EKSPERIMEN II

MEMBUAT KURVA PLATEAU

Disusun oleh:

1. Endriasmoro S (J2D009029)

2. Siti A’isyah (J2D009031)

3. Dita Aprilina (J2D009042)

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Diponegoro

Semarang

2012

26