penentuan kandungan thorium-232 dalam ba …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · cara...

7
Proseding Pertemuan dan Presentasi llmiah PPNY-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999 BukzlI 235 PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA TUAN TAMBANG DENGAN METODE PENCACAHAN NEUTRON KASIP Soeleman PPNY -BATAN Bintoro Mahasiswa FMIPA UNDIPSemarang ABSTRAK PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BATUAN TAMBANG DENGAN METODE PENCACAHAN NEUTRON KASIP. Telah dilakukan pencacahanneutron kasip untuk menentukan kandungan Thorium-232 dalam batuantam bang. Cacah neutron kasip berasaldari hasil aktivasi cuplikan batuan dan cuplikan standar selama5 menit dalam fasilitas irradiasi pipa pneumatik reaktor Kartini. Pencacahan dilakukan terhadap 14 cuplikan batuan Thorium-232 yang terdiri dari 9 kelompok IV A, 5 kelompok IVB dan 10 buah cuplikan standar untukpembanding selama 5 menit denganmenggunakan 2 buah detektorBF J. Dari hasil percobaan menunjukkan jumlah kandungan untuk masing-masing cuplikan adalah dari (1306,807.:t 18,1774) ppm sampaidengan (2393,137.:t 33.2281) ppm dengan kesalahan rata- rata 1,39%. ABSTRACT DETERMINATION OF THORlUM-131 CONTENT IN THE ORE-SAMPLESBASED ON DELAYED NEUTRON COUNTING METHOD. An experiment to determine the content of Thorium-232 in someor samples based on the delayed neutron counting method. was performed. Thedelayed neutronwas made by irradiating both samples ofore and standard for 5 minutes in thepneumatics irradiation fasility ofKartini reactor. Some 9 samplesof first group(marked as Iva) and5 samples of second group(marked as IVB) and 10 samples standard were counted for 5 minutesusing are BFJ detector. The results showedthat the uraniumcontent of two group samples were (1306.807:t 18.1774) ppm and (2393.137:t 33.2281) ppm with :t 1.39% of average error. Neutron kasip yang dipancarkan dari basil irradiasi cuplikan batuan adalah sebagai fungsi linear terhadap jumlah bahan fisil yang acta dalam cuplikan. Secara alamiah nuklida bahan fisil adalah U23S; U238; daD Th232. Pacta uranium alam hanya terdapat U235 daDU-238 daD yang dapat membelah dengan neutron termal hanyalah inti-inti U23S. Kelimpahan U23S secara normal hanya 0,72 % bagian uranium alamo Pacta batuan Thorium merupakan bahan galian tersendiri yang hanya dpat membelah dengan neutron cepat. Metoda aktivasi digunakan sebagai dasar analisa dari reaksi aktivasi antara neutron dengan inti-inti Th232 yang menyebabkan terjadinya reaksi pembelahan daD timbulnya berapa kelompok neu- tron kasip. Cara pencacahan neutron kasip dilaku- kan dengan mengirradiasi cuplikan test daD cuplik- an komparator daD dicacah masing-masing selama waktu tertentu (misalnya 5 menit). Cuplikan dikirim daD diambil kembali dari teras reaktor langsung ke sistem cacah yang menggunakan detektor BF3 PENDAHULUAN N eutron kasip ditemukan pertama kali oleh Robert pada tahun 1939 berdasarkan adanya pancaran neutron yang menyertai peluruhan inti-inti basil belah, beberapa saat setelah terjadinya reaksi pefubelahan. Inti basil belah sebagai pemancar neutron kasip dikelompokan menurut umur paronya menjadi 6 kelompok. Pada inti-inti basil belah yang berasal dari Th232 mempunyai umur paro terpanjang 56,03 detik dengan fraksi total untuk seluruh kelompok adala:h 0,0203. Sedangkan pada unsur inti U23S umur paro terpanjang adalah 55,72 detik dengan fraksi total untuk seluruh kelompok setiap pembelahan adalah 0,0064 bagian neutron baru yang dihasilkan. Pada taboo 1957 Echo dan Turk mengguna- kan cacah neutron kasip dan sifat-sifatnya untuk menentukan kandungan U23S dalam bahan batuan. Sebagai cara analitis yang tidak merusak dan tidak memerlukan personil yang sangat terlatih. Soeleman, dkk. ISSN 0216 -3128

Upload: duongkhuong

Post on 06-Feb-2018

227 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan dan Presentasi llmiahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999 BukzlI 235

PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAMBA TUAN T AMBANG DENGAN METODE PENCACAHANNEUTRON KASIP

SoelemanPPNY -BATAN

BintoroMahasiswa FMIPA UNDIP Semarang

ABSTRAKPENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BATUAN TAMBANG DENGAN METODEPENCACAHAN NEUTRON KASIP. Telah dilakukan pencacahan neutron kasip untuk menentukankandungan Thorium-232 dalam batuan tam bang. Cacah neutron kasip berasal dari hasil aktivasi cuplikanbatuan dan cuplikan standar selama 5 menit dalam fasilitas irradiasi pipa pneumatik reaktor Kartini.Pencacahan dilakukan terhadap 14 cuplikan batuan Thorium-232 yang terdiri dari 9 kelompok IV A, 5kelompok IVB dan 10 buah cuplikan standar untuk pembanding selama 5 menit dengan menggunakan 2buah detektor BF J. Dari hasil percobaan menunjukkan jumlah kandungan untuk masing-masing cuplikanadalah dari (1306,807.:t 18,1774) ppm sampai dengan (2393,137.:t 33.2281) ppm dengan kesalahan rata-rata 1,39 %.

ABSTRACTDETERMINATION OF THORlUM-131 CONTENT IN THE ORE-SAMPLES BASED ON DELAYEDNEUTRON COUNTING METHOD. An experiment to determine the content of Thorium-232 in some orsamples based on the delayed neutron counting method. was performed. The delayed neutron was made byirradiating both samples of ore and standard for 5 minutes in the pneumatics irradiation fasility of Kartinireactor. Some 9 samples of first group (marked as Iva) and 5 samples of second group (marked as IVB) and10 samples standard were counted for 5 minutes using are BF J detector. The results showed that theuranium content of two group samples were (1306.807:t 18.1774) ppm and (2393.137:t 33.2281) ppm with:t 1.39 % of average error.

Neutron kasip yang dipancarkan dari basilirradiasi cuplikan batuan adalah sebagai fungsilinear terhadap jumlah bahan fisil yang acta dalamcuplikan. Secara alamiah nuklida bahan fisil adalahU23S; U238; daD Th232. Pacta uranium alam hanyaterdapat U235 daD U-238 daD yang dapat membelahdengan neutron termal hanyalah inti-inti U23S.Kelimpahan U23S secara normal hanya 0,72 %bagian uranium alamo Pacta batuan Thoriummerupakan bahan galian tersendiri yang hanya dpatmembelah dengan neutron cepat.

Metoda aktivasi digunakan sebagai dasaranalisa dari reaksi aktivasi antara neutron denganinti-inti Th232 yang menyebabkan terjadinya reaksipembelahan daD timbulnya berapa kelompok neu-tron kasip. Cara pencacahan neutron kasip dilaku-kan dengan mengirradiasi cuplikan test daD cuplik-an komparator daD dicacah masing-masing selamawaktu tertentu (misalnya 5 menit). Cuplikan dikirimdaD diambil kembali dari teras reaktor langsung kesistem cacah yang menggunakan detektor BF3

PENDAHULUAN

N eutron kasip ditemukan pertama kali oleh

Robert pada tahun 1939 berdasarkan adanya

pancaran neutron yang menyertai peluruhan inti-inti

basil belah, beberapa saat setelah terjadinya reaksi

pefubelahan. Inti basil belah sebagai pemancar

neutron kasip dikelompokan menurut umur paronya

menjadi 6 kelompok. Pada inti-inti basil belah yang

berasal dari Th232 mempunyai umur paro terpanjang

56,03 detik dengan fraksi total untuk seluruh

kelompok adala:h 0,0203. Sedangkan pada unsur inti

U23S umur paro terpanjang adalah 55,72 detik

dengan fraksi total untuk seluruh kelompok setiap

pembelahan adalah 0,0064 bagian neutron baru yang

dihasilkan.

Pada taboo 1957 Echo dan Turk mengguna-

kan cacah neutron kasip dan sifat-sifatnya untuk

menentukan kandungan U23S dalam bahan batuan.

Sebagai cara analitis yang tidak merusak dan tidak

memerlukan personil yang sangat terlatih.

Soeleman, dkk.ISSN 0216 -3128

Page 2: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan dan Presentasi I/miahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Ju/i 1999

236 Buku I

neutron serentak. Sebagian timbul beberapa saatsetelah proses pembelahan dan dinamakan neutron~asip.

dengan menggunakan sistem pemindah pneumatik.Jumlah cacah dari cuplikan test dan cacah cuplikankomparator dibandingkan dan hasilnya merupakanperbandingan komposisi Th232 yang terkandungdalam cuplikan.

Cuplikan komparator disiapkan untuk kali-brasi sistem cacah dengan menggunakan cuplikanTh(N°J)45H2O dalam bentuk serbuk dengan beratdivariasi dari 100 mgram sampai 1000 mgram, danmasing-masing mempunyai perbedaan berat 100mgram. Dari basil cacah yang diperoleh yangkemudian digambar dalam bentuk kurva CacahVs.Berat Thorium menunjukan basil yang linear.Kemudian basil cacah cuplikan standar menunjukansistem analisis dengan menggunakan 2 buahdetektor BFJ dapat untuk menganalisis kandunganThorium dalam batuan sampai dengan tingkat0,0415 gram.

Kemampuan sistem analisis dapat ditingkat-kan dengan menambah jumlah detektor sampaimaksimum (6 buah), atau mengganti jenis detektoryang effisiensinya lebih tinggi misalnya detektorHe3. Dari basil percobaan menunjukan denganmenggunakan detektor HeJ jumlah cacah neutronyang jdiperoleh akan menjadi 4 kali lebih besar biladibanding dengan menggunakan detektor BpJ .

Pengukuran neutron kasip dapat dilakukandengan cara mengirradiasi cuplikan yang mengan-dung inti dapat belah (misal Th231 dalam selangwaktu tertentu (300 detik) .Pengiriman dan peng-ambilan cuplikan dari fasilitas irradiasi dilakukansecara cepat dengan menggunaan sistem pemindah

pneumatik. Cuplikan teraktivasi kemudian akanmemproduksi inti-inti hasil belah pemancar neutronkasip dengan jumlah neutron kasip sebanding fluksneutron pengaktip dan tampang lintang pembelahanmakroskopik. Laju reaksi pembelahan inti cuplikandalam medan neutron akan sebesar .R = L/<I>

Di mana

L/ = No 0"/

No = jumlah inti-inti dapat belahyang teraktivasi.

0"/ = tampang lintang pembelahan mikroskopik dari

inti-inti dapat belah yang teraktivas,i.

Pembetukan inti-inti baru basil aktivasi dapat ditulisdalam bentuk persamaan

dN~ = NoO"f -AN

TEORI Diintegrasikan untuk waktu II adalah

Reaksi pembelahan adalah proses di manainti-intiberat membelah menjadi dua bagian utama,disertai pelepasan energi secara serentak dan 2 atau3 neutron yang disertai sinar radioaktip. Dua atautiga neutron baru yang dipancarkan acta yangdipancarkan beberapa saat setelah terjadinya reaksipembelahan, yang dinamakan neutron kasip.Sebagai contoh dua reaksi pembelahan yang seringterjadi daTi bahan bakar nuklir :

-~~(l-e-Atl)NI -).

Di mana: N( = inti-inti barn yang timbul setelah

inti-inti dapat belah mengalamiaktivasi selama waktu (\-

A. = konstanta peluruhan

Bila aktivasi dilakukan selama waktu tak terhingga,makaaktivitas menjadi jenuh yang besarnya adalah

U236+1n~ ( U236 ).~ Sr94+ Xe14O+21n+E92 0 92 38 54 0

As = J.Ni = 9JNo ajU235+1n-+ ( U236 )*-+ Kr94+ BrI39+31n+E92 0 92 36 56 0

AI = konstanta peluruhan inti-inti penghasil neu-tron kasip kelompok ke i.

NI = inti-inti bard yang timbul setelah iiradiasi fl.

Sedangkan pacta saat 12 yang berarti telah meng-alami waktu tunda selama (12 -1J adalah

A2 = As(l-e-:.i;/,) (e-.i;(/z-/l»

Isotop-isotop basil pembelahan bergerak darititik tempat terjadinya reaksi pembelahan denganenergi sangat tinggi dalam bentuk energi kinetik.Energi kinetik akan segera hilang disekitar ter-jadinya reaksi pembealahan clan bentuknya berubahmenjadi energi panaE yang besarnya : :t 168 MeV,sedangkan energi total setiap terjadinya reaksipembelahan: :t 200 MeV.

Sebagian besar neutron basil belah akandipancarkan seketika pada saat terjadinya reaksipembelahan (pada orde 10-17 detik) clan dinamakan

Dengan demikian bila dalam setiap reaksi pem-belahan menghasilkan neutron baru sebesar v se-

Soeleman, dkk. ISSN 0216 -3128

Page 3: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan don Presentasi I/miahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14- 15 Juli 1999 Buku I 237

hingga besamya neutron kasip sebesar fJ v, makajumlah neutron kasip untuk seluruh reaksi pem-belahan dalam keadaan jenuh sebesar No OJ" <I> fJ v.Pada keadaan (t2 -tJ setelah waktu aktivasi selamatl besamya aktivitas seluruh kelompok neutron kasipadalah

28 mIn yang memungkinkan peng-gunaan kapsulyang diameter bagian dalam 18 mIn panjang luar 26mIn, panjang dalam 23 mIn, sehingga mempunyaivolume bagian dalam 13 mI. Dalam keadaan normaltekanan yang digunakan adalah 15 psig (:t I atm)daD kapsul akanlbergerak dengan kecepatan sekitar15 mldt.

Detektor Neutron BF3

Penggunaan detektor neutron BFJ merupakandetektor kelompok proporsional jenis isian gasberbentuk silinder yang mempunyai panjang total12,125 in, diameter luar 1 in, panjang efT (aktip)8,125 in daD tebal dinding 0,032 in. Fungsi darimasing-masing di mana dinding-dinding detektorberfungsi sebagai katode sedangkan kawat yangmemanjang secara konsentris terhadap dindingberfungsi sebagai anoda. Reaksi gas isian BFJ dalamtabung adalah

Di mana:

ai= Pi v adalahjumlah neitron kasip per pem-belahan untuk kelompok neutron kasip ke-i.

Pi = fraksi neutron kasip untuk kelompok ke-i.

]umlah cacah neutron kasip yang dipancarkail hiladilakukan pencacahan selama selang waktu (t3 -tV.aktivasi selama t( clan mengalami waktu tundaselama waktu (t2 -tJ adalah

6

C = LAs 0; (1- e-J,II) (e-J,(12-11»;=1

13-12f e-.I,1 dt 'OB+ 'n~ ( "B )'~ 7Li+4He+278 MeV (a)5 0 5 3 2 ,

dan ~(;Li)" ~ ;Li+y(O,48 MeV) (b)Dengan memasukan faktor kesebandingansistem cacah sebesar c.

(;Li)' + ~He + 2,3 MeV (c)Maka jumlah neutron kasip yang dipancar-

kan dari inti-inti dapat belah yang mengalamiirradiasi selama (II = Ib), waktu tunda selama selangwaktu (/2 -IU = Id clan dilakukan pencacahan selamaselang waktu (/3 -12) = Ic adalah

Zarah-zarah alpha yang terbentuk dari reaksiboron dengan neutron dalant geraknya dapatberinteraksi dengan atom-aton Lithium, Fluor atauBFJ, sehingga terjadi proses ionisasi. Masing masingion yang terbentuk di bawah pengaruh medan listrikakan bergerak menuju elektroda yang bersesuaian.Semakin cepat gerak ion-ion akan terjadi tumbukanyang menyebabkan timbulnya proses ionisasisekundair daD terjadilah pulsa listrik. Pada detektorBFJ, pulsa pulsa listrik yang terjadi adalah linearterhadap energi yang datang ke dalant ruang pekadetektor. Besar atau kecilnya energi radiasi akanditunjukkan oleh tinggi atau rendahnya pulsa listrikyang dihasilkan besarnya pulsa listrik daTi detektorBFJ adalah dalant orde milli Volt. Oleh karenadalant kerjanya detektor memerlukan penguat awal(pre Amp) untuk memperkuat arus keluaran detektordaD amplitudo keluarannya diperkuat oleh penguatutama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsapersatuan waktu digunakan penghitung jumlah pulsa(scaler) yang dilengkapi den~an pembatas waktu(timer) .Sedangkan untuk menghindari cacah derau(noise) yang masuk, pada keluaran akhir alat cacahdilengkapi dengan diskriminator. Rangkaian sistemcacahnya seperti pada Gantbar 1.

6 .

= & No 0" f L 5.(1- e-Ajlb) (1- e-Ajlc) (e-AjI.t);=0 A;

r

Sistem Pemindah Pneumatik

Sistem pemindah pneumatik adalah sistempemindah cuplikan/barang dalam kapsul dari ter-minal pengiriman ke teras reaktor dan memindah-kan kembali ke sistem cacah/pembuangan, denganmenggunakan tekanan udara. Pengoperasiannyadapat dilakukan secara otomatik atau manual. Pactacara otomatik cuplikan akan dikirim dan berada diteras reaktor dalam waktu tertentu dan pacta akhirwaktu irradiasi akan dikembalikan yang langsungpacta posisi pencacah.

Kemampuan untuk memindahkan cuplikandari teras ke sistem cacah selama :t 1,5 detik.Mempunyai dua saluran yang terdiri dari satu khususuntuk saluran udara dan yang lain, saluran untukudara/cuplikan dalam kapsul. Saluran untuk cuplikan(dalam kapsul khusus) mempunyai dia-meter dalam

ISSN 0216 -3128 Soeleman, dkk.

Page 4: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan dan Presentasi I/miahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14-15 Juli 1999Buku I238

Mixer

Penguatan = 4,5 kali

Derau = 10 mV

Resolusi = 1,8 mikro detik (artinya bila ada dua

pulsa yang datang dengan selisih waktu <1,5 II dtyang akan tercacah hanya satu).

Impedansi masukan- 109,60.Impedansi keluaran = 1 k.Q

-

TATA KERJA PERCOBAANGambar 1. Skema sistem cacah neutron kasip.

Bila jumlah pulsa yang terukur sebagai fungsi

tinggi pulsa yang datang (nomor kanal) hasilnyaadalah pada Gambar 2. Puncak A meru-pakanreaksi (a) dengan kebolehjadian 6,4 % clan puncak Bmerupakan persamaan reaksi (b) dengankebolehjadian 93,6 % clan puncak D merupakanderau (noise).

1\Cacah

Populasi dalarn penelitian ini adalah bahangalian berupa batuan tambang yang dicurigaimengandung Thorium. Pengarnbilan cuplikan di-sediakan di PPBGN dengan kode IVAI sampaiIV A9 dan IVB 1 sarnpai IVBS dan cara pencuplik-annya dilakukan secara acak sesuai dengan keadaanyang sebenarnya (asli). Untuk pengarnbilan datadilakukan dengan

1. Penyediaan standarta. Dibuat daTi serbuk Thoriumnitrat heksahidrat

Th(N03)4 SH20 pro analisis

b. Dibuat konsentrasi Thorium standard: yangsarna dengan variasi berat IOOmgr, 200mgr,300mgr, 400mgr, SOOmgr sid IOOOmgr.

c. Dari cuplikan Thorium standard 1000 mgrakan diperoleh berat sebesar.

BMThWt(Th) = BMTh (NO )' 5H 0 x Ws (gr)

3 4 2

Gambar 2. Kurva jumlah cacah Vs nomor kanaldari detektor BF 3.

Rangkaian Penjumlah PulsaDigunakannya rangkaian penjumlah dimak-

sudkan untuk menyederhanakan/mengurangi peng-gunaan amplifier, di mana sebelumnya untuk setiapI detektor harus dilengkapi I buah TSCA daD satu

pencacah. Dengan adanya rangkaian penjumlahpenggunaan 6 buah detektor BF3 hanya akanmembutuhkan satu modul TSCA daD satu pencacah.Sedangkan jumlah penguat awal daD HV yangdibutuhkan akan sarna dengan jumlah detektor yangdigunakan. Agar pulsa yang datang pada detektordapat tercacah secara optimum, maka ada duatingkatan yang hams dilakukan. Pertama men-deferensiasi pulsa menjadikan tinggi pulsa akanberkurang, sehingga perlu diperkuat. Dengan men-deferensi daD memperkuat pulsa akan menghasilkan

spesiflkasi

BMTh(NOJ)45H2O = 570,13 gr/mol

d. Masing-masing konsentrasi berat dimasukkanke dalam vial untuk diaktivasi di teras reaktor.

2. Untuk cuplikan batuan dilakukan prosedursebagai berikuta. Cuplikan ditimbang seberat 0,5gram.b. Dimasukkan kedalam vial clan plastik klip clan

diimasukkan lagi ke dalam kapsul (rabbit)khusus.

3. Aktivasi standard daD cuplikana. Reaktor dioperasikan pada daya 100 KW agar

fluks neutron yang dibangkitkan maksimum.

b. Standard clan cuplikan satu demi satu dikirimke fasilitas irradiasi pipa pneumatik clan lamawantu irradiasi 300 detik (5 menit).

4. PencacahanSetelah standard clan cuplikan teraktivasi

(berada) diteras reaktor selama 300 detik, akanlangsung dikirim ke fasilitas sistem cacah dengan

Page 5: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan don Presentasi 1tmiahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999 Buku I 239

secara automatik. Sistem cacah menggunakan SCAdengan menggunakan 2 buah detektor BFJ Pada saatselesai pencacahan, standar clan cuplikan dapatdikirim langsung ke tempat penyimpanan limbah.

5. PerhitunganUntuk perhitungan Thorium dalarn bahan

galian diandaikan kandungan Th232 dalam standardclan cuplikan sarna clan neutron kasip yang dipancar-kan hanya dari pembelahan Th232 saja. Untukmelakukan perhitungan kadar uranium dalarncuplikan terlebih dahulu dilakukan kalibrasi sistemcacah dengan menggunakan Thorium standard. Hasilcacah dari Thorium standard dibuat kurva (jumlahcacah netto Vs berat).

Jika dibuat grafik berat cuplikan stand:tr (Y)Vs jumlah cacah neto (X) maka akan didapatkankurva standard yang dapat di formulasikan dengan

persamaan:

Y = AX+R

Di mana X = jumlah cacahY = konsentrasiA = slope.+B = intersep

tertentu daD diharapkan pacta aras tersebut hanyaneutronsaja yang tercacah.

Cara kalibrasi ialah mencacah sumberneutron standar dengan SCA di mana diskriminatordioperasikan pacta sistem diferensial. Pacta posisidiferensial tegangan detektor pacta 1400 Volt,jendela diskriminator diatur dari posisi level bawahpaling rendah dengan mengambil beda ( diskri-minasi) 0,1 Volt hingga sampai pacta level alasmaksimum.

Dari basil cacah sebagai fungsi energi (Iebarjendela) akan diperoleh suatu kurva yang bentuknyamirip bentuk kurva basil reaksi daTi gas isian BFJyang bereaksi dengan neutron. Dari kurva basilkalibrasi dapat untuk menentukan batas alas daDbatas bawah daTi diskriminator daD dioperasikansecara integral.

Berdasarkan kriteria puncak yang telahdihasilkan daTi kurva kalibrasi, dapat disimpulkanbahwa kondisi operasi daTi sistem cacah pactapengukuran neutron kasip adalah sebagai berikut:

I. Tegangan operasi detektor (HV) pacta level: 1400Volt.

2. Coarse Gain (CG) pacta Amplifier: 203. Fine GainAmplifier: 0, 84. Level alas (Upper level) diskriminator (maksi-

mum) : 105. Level bawah (Lower level) diskriminator :5,8Pengambilan Data

Jenis detektor isian gas BF3 mempunyaibebagai ragam bentuk dan volume yamg menyebab-kan adanya perbedaan tegangan operasi dankarakteristiknya. Oleh karena itu detektof BF3sebelum digunakan untuk mengukur pancaranneutron harus dikalibrasi agar cacah yang termonitorbenar-benar merupakan cacah neutron sehinggatidak tercampur oleh cacah partikel lain/derau

(noise).

Dari basil kalibrasi detektor BFJ ktlfYa CacahV s nomor kanal (energi) yang merupakankarakteristik dari detektor seperti terlihat padaGambar 3. Untuk menghindari adanya cacah tidakselektip yang memungkinkan cacab noise (derau)yang masuk, maka dalam pengoperasian detektordibatasi oleb level atas pada 9,3 clan level bawah 5,8yang ditentukan dari kurva basil kalibrasi.

Pengumpulan data dilakukan untuk men-dapatkan data yang skurat yang hams dilakukandengan beberapa tahap.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kalibrasi Detektor

Setelah diperoleh data tegangan operasi untukdimensi detektor yang kita gunakan adalah 1400Volt. Kemudian detektor BF3 adalah detektor isiangas yang mempunyai karakteristik tertentu clan hiladigunakan untuk mencacah neutron harus dikalibrasidengan sumber neutron standard. Kalibrasidimaksudkan untuk menentukan daerah operasisehingga lebar jendela pada diskriminator yangdibuka hanya dapat dilewati zarah pada energi

Pacta penelitian ini dilakukan aktivasi pactafasilitas irradiasi pipa pneumatik (ring F- 13) daDpacta tingkat daya reaktor 100 kW akan diperolehfluks neutron pacta orde 1011 nlcm2 dt. Pencacahandilakukan selama selang waktu 5 menit daD aktivasiselama 5 menit, yang berarti untuk analisis 1cuplikan di perlukan waktu :t 10 menit.

Kadar Thorium dalam cuplikan dihitungdengan cara membandingkan jumlah cacah netoserbuk standar yang telah diketahui konsentrasinya.Dengan menghitung data pacta Tabel 2 (standart)menggunakan kalkulator fx 3400 P diperolehpersamaan garis regresi linear.

ISSN 0216 -3128 Soeleman. dkk.

Page 6: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Tabel I Hasil cacah neto neutron kasip cuplikanstandard Th (N°3)2 5H20.

Tabel2. Hasilcacahneutron kasip danjumlah kan;.dungan Thotium dalam batuan tam bang.

No. Berat Th232 (gram) Cacah Neto per detik No. KodeCuplikan

Cacah NetoRerata

Kandungan Th232(ppm)

0,0415 72,272 :i: 6,3458IVAI 507 2116,524:t 29,4405

2 0,0846 139,773 :!: 5,42702 IVA2 448 1874,903:f: 26,0796

3 0,1237 202,613:t6,2612 1 IVA3 498 2084,370f 28,99234 0,1640 258,313:1: 1,9822 4 IVA4 442 1853,540 j: 25.7824

5 0,2047 322,730:f:2,1546 IVA5 502 2093,995 :f: 29,1271

0,2450 384,770 :t 4,05816 IV A6 5046 2099,833 :i: 29,2093

7 0,2861 460,350 :I: 6,2865 IVA7 541 2259,211 :1:31,4252

8 0,3280 512,987:!: 7,6035 8 IVA8 427 1774,031:1: 24,6765

9 0,3679 574,833 :!: 9,055164 9 IVA9 524 2195,345:t 30,5369

10 IVBI 35510 0,4074 7,IO3:f:O,5631 1487,858:1: 20,6958

II IVB2 573 2993, 137:!: 33,2881

1.2 IVB3 331 1385,818:1: 19,2765Dari basil cacah masing-masing cuplikanstandar dan kemudian digambar dalam betuk kurvaberat Thorium Vs cacah neto yang diperoleh persaWall waktu akan dapat dilih.at pacta Gambar 3.

13 IVB4 427 1787,141:t 24,8588

14 IVB5 31 1306,807:t 18,1774

Or.flk Llnl.rlt..

y=1~1x+67008~.o.~

.~y

~.y.y~.....

/

Proseding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah240 Buku 1 PPNY-BATAN. Yogyakarta 14 -15 Juli 1999

.Posisi fasilitas irradiasi pipa pneumatik padaring F-13 yang sebagian besar neutron pada tingkatenergi termal. Pada inti Thorium n:tempunyai tam-pang lintang reaksi besar terhadap neutron energicepat dan mendekati nol pada neutron energi termal.

Berdasarkan basil penelitian dapa~ ditunjukandari masing-masing cuplikan dengan kode yangberbeda diperoleh jumlah kandungan yang tidaksarna. Penunjukan kode adalah biasanya merupakanasal daerah, sedangkan nomor menunjukan posisidari setiap jengkal daerah yang dicurigaimengandung batuan Thorium. Penelitian dilakukansebelum penarnbangan, di mana secara ekonomisakan dilakukan penarnbangan apabila kaqdunganrata-rata yang ada di lokasi 10000 ppm. Untukkeperluan tersebut haru~ juga diperhitungkan jUIi1lahdeposit yang ada secara keseluruhan ditinjau daribeaya yang akan biperlukan untuk penarnbangan.

Jalur tambang Thorium di dalarn bumi tidakhomogen dan akan terbentuk susunan sebagai akaryang pelacakannya diperlukan banyak sekali data-data cuplikan dari berbagai arab dan posisi. Untukkeperluan pengarnbilan data, metoda pencacahanneutron kasip adalah sangat tepat karenaanalisisnyacepat dan hasilnya cukup teliti,rlengan kesalahan:t

1,39%.

Soeleman, dkk. ISSN 02.16 -3128

700

&XI

1

Page 7: PENENTUAN KANDUNGAN THORIUM-232 DALAM BA …ansn.bapeten.go.id/files/43103/2405.pdf · Cara pencacahan neutron kasip dilaku- ... utama (Amp). Untuk menghitung jumlah pulsa ... (nomor

Proseding Pertemuan dan Presentasi l/miahPPNY-BATAN, Yogyakarta 14 -15 Juti 1999 Buku I 241

KESIMPULAN padatan. Bagaimana dengan pengaruh homo-enitas antara sampel dengan larutan yang tidaksarna.

Soeleman

-Standar yang digunakan adalah dalam bentukserb uk soma seperti cuplikan (bukan larutan).

Posisi fasilitas irradiasi pipa pneumatik padaring F-13 teras reaktor Kartini di mana energineutron yang sebagian besar pada energi termalsehingga akan terjadi reaksi pembelahan terhadapThorium rendah. Untuk meningkatkan jumlah reaksiyang terjadi, posisi pipa pneumatik dipindah padaring yang lebih tengah, di mana sebagian besarneutron pada energi cepat.

Dari hasil analisis pada keadaan sekarangmenunjukan sistem cacah neutron kasip dapat untukanalisis batuan Thorium sampai pada orde 100 ppm.Berdasarkan hasil anal isis, sistem cacah neutronkasip dapat digunakan untuk analisa lokasi penam-bangan batuan Thorium (> 10 000 ppm). Bila fasili-tas irradiasi pipa pneumatik dipindah kan pada loka-si teras (ring) yang lebih tengah akan dapat dicapaiketelitian (kepekaan) yang lebih tinggi lagi, sesuaidengan kondisi tingkat energi neutron yang ada.

Juga untuk dapat meningkatkan kemampuansistem dapat dilakukan dengan menambah jumlahdetektor menjadi hingga maksimum 6 buah ataumengganti dengan jenis lain yang kemampuannyalebih tinggi misalnya detektor He3.

Tegas Sutondo

-Dalam eksperimen ini dilakukan perbandingancacah terhadap cuplikan standar yang memilikibentuk fisis daD dimensi yang berbeda dengansampel yang sedang diselidiki. Mohon penje-asanterhadap validitas prosedur daD hasil tersebut.

Soeleman

-Batuan standar sudah dalam bentuk matrik yangsoma (serbuk) bukan cairan. Validitasnya sudahcukup tinggi seperti do/am buku literatur tentangdelayed neutron counting.

Hudi Hastowo

-Apakah delay counting system ini pemahdilakukan kalibrasi atau uji banding denganmetoda lain, sehingga kita tabu ketepatan basilyangdiperoleh.

DAFTARPUSTAKA

Soeleman

-Karena standar dan cup/ikan da/am bentuk yangsarna (serbuk) dan hasi/ ka/ibrasi (linier) makaa/at tersebut sudah cutup teruji bait.

1. KEEPlN G. R, "Physical of Nuclear Kinetics"Addison Wessley London, 1975.

2. LANARSH J. R, "Introduction to Nuclear Reac-tor Theory" Addison Wessley, London, 1966.

3. MOHAMMAD RIDWAN, dkk, "Pengantar IlmuPengetahuan dan Teknologi Nuklir" BA TANJakarta, Jakarta 1978.

4. F.F DYER, "A Comprenheildsive Study ofNeutron Activation Analysis of Uranium byDelayed Neutron Counting" Oak Ridge NationalLaboratory, U. S Atomic Energy Commission,1962.

Suyamto

-Apakah transparan yang ditayangkan dicopy daTimakalah, kalau ya saya sarankan agar basil &pembahasannya lebih diperbanyak. Sedangkankesimpulannya cukup 2-3 kalimat.

TANYAJAWABSoeleman

-Transparan tidak dicopy dari makalah sehinggabanyak masalah yang soya kemukakan secaralisanY Sardjono

-Anda menggunakan standar berbentuk larutan,sedangkan sample yang anda akan ukur adalah

Soeleman, dkk.ISSN 0216-3128