penentuan spektrum energi dan energi resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · pdf fileelektronika...

13
EKSPERIMEN dan 19-09-2014 1 Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi Menggunakan MCA (Multi Channel Analizer) 1 Mei Budi Utami, 2 Hanu Lutvia, 3 Imroatul Maghfiroh, 4 Dewi Karmila Sari, 5 Muhammad Patria Mahardika Laboratorium Radiasi, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya Dosen Pembina : Drs. R. Arif Wibowo, M.Si Abstrak Telah dilakukan Eksperimen Radiasi Ξ² dan Ξ³ yang bertujuan untuk mempelajari spektrum energi radiasi dan menentukan energi puncak radiasi Ξ² dan Ξ³. Untuk memeriksa radiasi gamma dibutuhkan alat yang disebut spektrometer yang terdiri dari detektor radiasi gamma, rangkaian elektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam praktikum adalah multichannel pulse- height analyzer (MCA). Bahan yang digunakan dalam eksperimen ini adalah inti Co-60 sebagai sumber radiasi partikel beta positif atau positron dan inti Cs-137 sebagai sumber radiasi partikel beta atau elektron. Untuk memperolah spektrum radiasi bahan, power supply dinyalakan dan ditentukan tegangannya sehingga program MCA dapat membaca spektrum radiasi yang dikeluarkan oleh bahan. Berdasarkan analisis data pengamatan, resolusi spektroskopi sebesar 33,93 % dengan unsur Co-60 pada HV 825. Dan juga energy radiasi unsure Cs-137 sebesar …. dengan presentase kesalahan sebesar …….. Kata kunci : Detektor Geiger-Muller, Sumber Co-60; Cs-137, multi channel anailezer DASAR TEORI Salah satu metode analisis yang dipergunakan untuk menentukan kandungan suatu unsur dalam bahan adalah dengan cara aktivasi netron. Sampel atau bahan yang akan dianalisis ditembak netron sehingga unsur- unsur yang terdapat didalam bahan tersebut menjadi aktif dan setiap unsur yang ada di dalam sampel memancarkan sinar gamma yang spesifik. Sinar gamma yang dihasilkan kemudian dianalisis dengan menggunakan Spektrometri Sinar Gamma Salur Ganda atau lebih dikenal dengan Multichannel Analyzer. Untuk memeriksa radiasi gamma dibutuhkan alat yang disebut spektrometer yang terdiri dari detektor radiasi gamma, rangkaian elektronika penunjang, dan alat yang disebut multichannel pulse-height analyzer (MCA). Pulsa dalam bentuk analog dirubah menjadi digital melalui ADC(Analog to Digital Converter ). Sebelum membahas tentang salur ganda, sebaiknya perlu tahu terlebih dahulu tentang penganalisis salur tunggal (SCA = Singgel channel analyzer). Penganalisis salur tunggal mempunyai satu salur pencacahan yang dibatasi oleh suatu ambang atas (upper level), dan ambang bawah (lower level) yang jarak antara keduanya dapat diiatur dan disebut dengan cendela. Hanya pulsa-pulsa yang mempunyai tinggi amplitudonya berada dalam cendela saja yang akan melewati dan diteruskan ke alat pencacahsedangkan yang tingginya diluar cendela maka tidak akan tercacah. Lebar tegangan antara upper level dan lower level dikenal sebagai lebar cendela. Posisi cendela inin bisa diset mulai dari tinggi pulsa yang paling rendah sampai

Upload: dinhkhuong

Post on 04-Mar-2018

234 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

1

Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝜷 𝐝𝐚𝐧 𝜸

Menggunakan MCA (Multi Channel Analizer) 1Mei Budi Utami,

2 Hanu Lutvia,

3Imroatul Maghfiroh,

4Dewi Karmila Sari,

5Muhammad Patria

Mahardika

Laboratorium Radiasi, Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga

Surabaya

Dosen Pembina : Drs. R. Arif Wibowo, M.Si

Abstrak

Telah dilakukan Eksperimen Radiasi Ξ² dan Ξ³ yang bertujuan untuk mempelajari spektrum energi

radiasi dan menentukan energi puncak radiasi Ξ² dan Ξ³. Untuk memeriksa radiasi gamma

dibutuhkan alat yang disebut spektrometer yang terdiri dari detektor radiasi gamma, rangkaian

elektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam praktikum adalah multichannel pulse-

height analyzer (MCA). Bahan yang digunakan dalam eksperimen ini adalah inti Co-60 sebagai

sumber radiasi partikel beta positif atau positron dan inti Cs-137 sebagai sumber radiasi partikel

beta atau elektron. Untuk memperolah spektrum radiasi bahan, power supply dinyalakan dan

ditentukan tegangannya sehingga program MCA dapat membaca spektrum radiasi yang

dikeluarkan oleh bahan. Berdasarkan analisis data pengamatan, resolusi spektroskopi sebesar

33,93 % dengan unsur Co-60 pada HV 825. Dan juga energy radiasi unsure Cs-137 sebesar ….

dengan presentase kesalahan sebesar ……..

Kata kunci : Detektor Geiger-Muller, Sumber Co-60; Cs-137, multi channel anailezer

DASAR TEORI

Salah satu metode analisis yang dipergunakan untuk menentukan kandungan suatu unsur

dalam bahan adalah dengan cara aktivasi netron. Sampel atau bahan yang akan dianalisis

ditembak netron sehingga unsur- unsur yang terdapat didalam bahan tersebut menjadi aktif dan

setiap unsur yang ada di dalam sampel memancarkan sinar gamma yang spesifik. Sinar gamma

yang dihasilkan kemudian dianalisis dengan menggunakan Spektrometri Sinar Gamma Salur

Ganda atau lebih dikenal dengan Multichannel Analyzer. Untuk memeriksa radiasi gamma

dibutuhkan alat yang disebut spektrometer yang terdiri dari detektor radiasi gamma, rangkaian

elektronika penunjang, dan alat yang disebut multichannel pulse-height analyzer (MCA). Pulsa

dalam bentuk analog dirubah menjadi digital melalui ADC(Analog to Digital Converter ).

Sebelum membahas tentang salur ganda, sebaiknya perlu tahu terlebih dahulu tentang

penganalisis salur tunggal (SCA = Singgel channel analyzer). Penganalisis salur tunggal

mempunyai satu salur pencacahan yang dibatasi oleh suatu ambang atas (upper level), dan

ambang bawah (lower level) yang jarak antara keduanya dapat diiatur dan disebut dengan

cendela. Hanya pulsa-pulsa yang mempunyai tinggi amplitudonya berada dalam cendela saja

yang akan melewati dan diteruskan ke alat pencacahsedangkan yang tingginya diluar cendela

maka tidak akan tercacah. Lebar tegangan antara upper level dan lower level dikenal sebagai

lebar cendela. Posisi cendela inin bisa diset mulai dari tinggi pulsa yang paling rendah sampai

Page 2: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

2

tinggi yang dikenal dengan nama nomor kanal. Nomor kanal ini akan sebanding dengan energi

partikel radiasi.

I. Detektor Radiasi Nal(Tl)

Untuk bisa menampilkan spektrum energi radiasi nuklir, diperlukan suatu detektor yang

tidak hanya bisa mencacah intensitas radiasi yang memasukinya seperti detektor Geiger-Muller,

tetapi juga harus bisa memberikan stimulan yang linier dengan energi radiasi yang

memasukinya, misalnya detektor sintilasi Nal(Tl). Detektor Nal(Tl) terbuat dari bahan yang

dapat memancarkan kilatan cahaya apabila berinteraksi dengan sinar gamma.

Sinar gamma yang masuk ke dalam detektor berinteraksi dengan atom-atom bahan

sintilator menurut efek foto listrik, hamburan compton dan pasangan produksi, yang akan

dihasilkan kilatan cahaya dalam sintilator. 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.

II. Daya Pisah Energi Radiasi (Resolusi)

Kemampuan sistem spektrometer radiasi untuk memisahkan antar energi radiasi yang

masuk sangat penting diketahui, karena akan memberikan informasi seberapa valid informasi

energi radiasi yang muncul dalam spektrum radiasi yang dihasilkan. Resolusi merupakan salah

satu parameter pemting pada pencacahan radiasi menggunakan detektor. Resolusi atau daya

pisah energi radiasi menunujukkan kemampuan detektor untuk membedakan soektrum dengan

energi yang berbeda-beda. Resolusi energi radiasi tergantung dari berbagai variabel, diantaranya

adalah jenis bahan yang digunakan sebagai detektor radiasi, dan tegangan tinggi (HV) yang

dioperasikan, semakin jelas dua buah energi radiasi berdekatan yang dipisahkan, maka semakin

baik unjuk kerja spektrometer tersebut. Nilai resolusi dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan :

𝑅 =πΉπ‘Šπ»π‘€

βˆ†πΈπ‘₯ 100%

R = resolusi

FWHM = lebar tinggi tengah

Ξ”E = jarak antar dua energi (E2 – E1)

Page 3: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

3

FWHM

E1 E2

III. Kalibrasi Energi Radiasi-Ξ³

Untuk memperoleh spektrum energi radiasi-Ξ³ yang bersatuan KeV atau MeV,

perlu dilakukan kalibrasi energi terlebih dahul, dengan menggunakan detektor Nal (Tl)

tinggi pulsa yang dihasilkan oleh detektor akan sebanding dengan energi radiasi-Ξ³ yang

masuk ke dalam detektor. Tinggi pulsa akan berada dalam cendela tertentu akan dicatat

dalam nomor kanal tertentu yang juga sebanding dengan energi radiasi-Ξ³. Sehingga

satuan nomor kanal bsa diubah dengan cara membuat persmaan garis lurus antara

nomor kanal dan energi radiasi. Untuk mengkalibrasinya perlu digunakan sumber

radiasi pemancar-Ξ³ yang energinya diketahui.

(K2,E2)

(K1,E1)

(0,C)

E= m x K +c

m = (E2 – E1) / (K2 – K1)

METODE PRAKTIKUM

Telah dilakukan eksperimen 𝜷 dan 𝜸 menggunakan Multi Channel Analizer(MCA) yang

bertujuan untuk mempelajari spectrum radiasi 𝜷 dan 𝜸 . Eksperimen ini dilakukan di

Laboratorium Radiasi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga pada hari Rabu,

tanggal 15 September 2014.

Page 4: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

4

Dalam eksperimen yang telah dilakukan, praktikan menyiapkan dan mensetting alat-alat

yang akan digunakan dalam eksperimen ini. Setelah selesai kami menyiapkan bahan atau unsur

radioaktif yang akan dicacah yakni Co-60 dn Cs-137. Dalam pencacahan unsur radioaktif ini

harus dilakukan secara berurutan agar tidak terjadi kesalahan pengambilan data. Unsur yang

pertama adalah Co-60 yang kemudian diletakkan pada detektor sintilator (Leybold 559 90).

Setelah selesai, komponen komputer dihidupkan dan program MCA yang ada pada komputer

diaktifkan. Untuk memperolah spektrum radiasi bahan, power supply dinyalakan dan ditentukan

tegangannya sehingga program MCA dapat membaca spektrum radiasi yang dikeluarkan oleh

bahan. Dalam hal ini tegangan yang digunakan adalah 675 sampai 825 Volt dengan kelipatan 25.

Setelah tegangan ditentukan, program MCA dijalankan dan didapatkan spektrum radiasi dari Co-

60 yang kemudian setiap nilai cacahan disimpan datanya untuk dibuat grafik. Dari data grafik

yang didapatkan, nantinya akan dibandingkan dengan spektrum radiasi bahan yang lain. Setelah

pengambilan data dari Co-60 selesai, resolusi terbaik pada tegangan 825. Selanjutnya diganti

denga Cs-137 pada tegangan resolusi terbaik 825 dan akan didapatkan sebuah data seperti

sebelumnya.

DATA DAN ANALISIS PERHITUNGAN

Dari data yang telah kami peroleh yaitu titik-titik yang membentuk sebuah gelombang,

kami hanya mengambil beberapa data yang sekiranya terdapat dua buah gelombang

berdekatan yang dapat digunakan untuk menghitung resolusinya, data beserta grafiknya

adalah sebagai berikut :

1. Unsur Co60

pada 675 HV

x N1 x N1 x N1

79 710 105 513 130 294

80 696 106 552 131 240

81 683 107 586 132 220

82 676 108 645 133 184

83 677 109 690 134 158

84 719 110 736 135 119

85 743 111 766 136 99

86 708 112 786 137 85

87 714 113 747 138 72

88 734 114 708 139 59

89 718 115 664 140 54

90 685 116 616 141 58

91 715 117 578 142 51

92 725 118 538 143 40

93 691 119 503 144 36

94 689 120 489 145 28

95 658 121 502 146 31

96 624 122 533 147 29

111; 786

123; 589

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 50 100 150

Page 5: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

5

97 580 123 563

98 556 124 589

99 545 125 554

100 534 126 529

101 546 127 494

102 512 128 435

103 487 129 386

104 515 130 294

2. Unsur Co60

pada 700 HV

x N2 x N2 x N2

97 514 122 480 148 606

98 485 123 491 149 574

99 490 124 477 150 541

100 514 125 456 151 506

101 524 126 474 152 453

102 548 127 447 153 414

103 518 128 416 154 371

104 515 129 391 155 345

105 540 130 381 156 361

106 522 131 400 157 385

107 516 132 377 158 411

108 524 133 397 159 446

109 550 134 376 160 558

110 563 135 348 161 459

111 533 136 360 162 483

112 529 137 377 163 459

113 563 138 369 164 483

114 551 139 395 165 459

115 582 140 422 166 449

116 575 141 466 167 431

117 599 142 505 168 404

118 570 143 521 169 340

119 543 144 551 170 304

120 515 145 589 171 260

121 506 146 611 172 214

122 480 147 633 173 179

3. Unsur Co60

pada 725 HV

x N3 x N3 x N3

126 420 151 338 177 456

127 446 152 320 178 424

128 429 153 304 179 396

147; 633

162; 483

0

100

200

300

400

500

600

700

0 50 100 150 200

Page 6: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

6

129 423 154 280 180 463

130 445 155 283 181 321

131 444 156 264 182 291

132 414 157 252 183 269

133 431 158 275 184 250

134 453 159 278 185 226

135 470 160 269 186 215

136 443 161 283 187 230

137 417 162 273 188 237

138 422 163 286 189 267

139 424 164 278 190 292

140 408 165 302 191 310

141 386 166 328 192 331

142 417 167 373 193 348

143 407 168 380 194 368

144 379 169 383 195 343

145 352 170 404 196 361

146 377 171 433 197 366

147 365 172 458 198 359

148 338 173 504 199 332

149 319 174 532 200 312

150 324 175 502 201 293

151 338 176 474 202 272

4) Co-750

x N4 x N4 x N4 x N4 x N4 x N4

176 338 190 234 204 200 218 303 232 267 246 218

177 353 191 247 205 184 219 329 233 249 247 245

178 329 192 227 206 193 220 354 234 235 248 254

179 308 193 225 207 207 221 354 235 227 249 250

180 299 194 229 208 186 222 375 236 209 250 273

181 307 195 214 209 194 223 380 237 200 251 292

182 293 196 197 210 196 224 412 238 182 252 305

183 306 197 198 211 218 225 405 239 178 253 297

184 291 198 214 212 222 226 390 240 183 254 295

185 269 199 221 213 242 227 383 241 180 255 285

186 250 200 196 214 260 228 358 242 182 256 263

187 263 201 183 215 286 229 334 243 199 257 182

188 261 202 190 216 301 230 311 244 209 258 263

189 258 203 208 217 277 231 286 245 223 259 246

174; 532

194; 368

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250

Page 7: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

7

5) Co-775

x N5 x N5 x N5 x N5 x N5 x N5 x N5

223 230 237 153 251 146 265 210 280 326 294 137 308 213

224 247 238 164 252 127 266 212 281 297 295 128 309 202

225 229 239 165 253 145 267 230 282 276 296 144 310 219

226 212 240 186 254 157 268 237 283 255 297 136 311 241

227 221 241 170 255 156 269 251 284 231 298 146 312 259

228 221 242 166 256 158 270 267 285 211 299 147 313 238

229 208 243 183 257 143 271 281 286 212 300 135 314 229

230 205 244 169 258 131 272 299 287 210 301 154 315 233

231 204 245 158 259 150 273 280 288 224 302 147 316 213

232 188 246 171 260 143 274 271 289 198 303 164 317 226

233 186 247 169 261 158 275 285 290 179 304 182 318 202

234 183 248 181 262 175 276 294 291 176 305 170 319 218

235 188 249 164 263 195 277 286 292 162 306 189 320 219

236 167 250 149 264 220 278 297 293 149 307 203 321 197

280; 326

312; 259

0

50

100

150

200

250

300

350

0 100 200 300 400

224; 412

252; 305

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 100 200 300

Page 8: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

8

6) Co-800

x N6 x N6 x N6 x N6 x N6 x N6 x N6

322 137 333 117 347 213 361 237 375 111 389 148 403 189

323 140 334 125 348 238 362 215 376 133 390 164 404 170

324 133 335 139 349 217 363 202 377 116 391 179 405 180

325 117 336 162 350 221 364 197 378 103 392 196 406 164

326 112 337 146 351 250 365 181 379 107 393 177 407 177

327 129 338 135 352 267 366 174 380 98 394 161 408 173

328 133 339 148 353 244 367 190 381 102 395 170 409 160

329 117 340 163 354 237 368 184 382 106 396 188 410 147

330 112 341 160 355 235 369 163 383 123 397 172 411 142

331 129 342 172 356 228 370 144 384 141 398 188 412 143

332 133 343 195 357 208 371 151 385 132 399 205 413 133

333 117 344 211 358 228 372 141 386 119 400 226 414 115

322 137 345 198 359 248 373 131 387 123 401 204 415 125

323 140 346 189 360 262 374 113 388 124 402 185 416 118

7) Co-825

x N7 x N7 x N7 x N7 x N7 x N7 x N7

424 194 437 205 450 106 462 84 474 127 487 172 500 130

425 201 438 192 451 106 463 104 475 144 488 168 501 122

426 210 439 180 452 100 464 88 476 133 489 170 502 119

427 211 440 169 453 114 465 84 477 141 490 152 503 104

428 201 441 171 454 105 466 95 478 147 491 151 504 90

429 217 442 160 455 108 467 98 479 152 492 165 505 104

430 224 443 166 456 94 468 113 480 147 493 145 506 87

431 237 444 166 457 88 469 127 481 152 494 132 507 88

432 221 445 156 458 89 470 115 482 147 495 127 508 77

433 221 446 143 459 86 471 128 483 160 496 145 509 68

434 221 447 127 460 73 472 131 484 153 497 139 510 62

352; 267

400; 226

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500

Page 9: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

9

435 200 448 124 461 83 473 131 485 139 498 133 511 74

436 190 449 111 462 84 474 127 486 157 499 121 512 70

8) Cs-137

x N8 x N8 x N8 x N8 x N8 x N8 x N8 x N8

172 2626 185 1525 198 868 211 760 224 1703 237 5873 250 7636 263 3891

173 2552 186 1456 199 837 212 762 225 1872 238 6121 251 7512 264 3493

174 2484 187 1369 200 812 213 801 226 2095 239 7007 252 7387 265 3117

175 2409 188 1307 201 774 214 829 227 2296 240 7128 253 7235 266 2884

176 2337 189 1264 202 812 215 874 228 2613 241 7267 254 6910 267 2529

177 2266 190 1208 203 775 216 916 229 2952 242 7405 255 6750 268 2244

178 2173 191 1159 204 781 217 961 230 3245 243 7564 256 6065 269 2119

179 2068 192 1108 205 770 218 1003 231 3470 244 7688 257 5955 270 1929

180 1924 193 1060 206 800 219 1078 232 3870 245 7812 258 5679 271 1775

181 1835 194 1011 207 806 220 1182 233 4195 246 7944 259 5306 272 1591

182 1734 195 963 208 764 221 1253 234 4572 247 7996 260 4730 273 1403

183 1666 196 920 209 727 222 1400 235 4959 248 7883 261 4569 274 1274

184 1693 197 884 210 762 223 1502 236 5590 249 7758 262 4172 275 1120

248; 7883

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 50 100 150 200 250 300

431; 237

487; 172

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500 600

Page 10: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

10

Dari Grafik yang diperoleh di atas, maka akan didapatkan data sebagai berikut yang

digunakan untuk mencari nilai resolusi optimal dari sumber Co60

:

No H.V. FWHM X2-X1 𝑹 =𝑭𝑾𝑯𝑴

π’™πŸ βˆ’ π’™πŸπ’™ 𝟏𝟎𝟎%

1 675 114 – 107 = 7 123 – 111 = 12 58,33 %

2 700 151 – 142 = 9 162 – 147 = 15 60 %

3 725 179 – 144 = 35 194 – 174 = 20 175 %

4 750 231 – 216 = 15 252 – 224 = 28 53,6 %

5 775 284 – 267 = 17 312 – 280 = 32 53,125 %

6 800 365 – 342 = 23 400 – 352 = 48 47,9 %

7 825 439 – 420 = 19 487 – 431 = 56 33,93 %

Keterangan :

FWHM didapat dari tinggi pulsa dibagi dua, itulah lebar FWHM

Berikutnya menentukan kurva kalibrasi antara nomor kanal dan energi Co60.

No E (KeV) Nomor Kanal

1 1173,208 431

2 1332,464 487

Grafik Hubungan antara nomor kanal dan Energi Radiasi

Penentuan Energi Radiasi unsur Cs137

:

𝑦 = 1,139π‘₯ βˆ’ 3,960

y = 1,139x - 3,960

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Page 11: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

11

Dengan x = nomor kanal Cs = 127, maka :

𝑦 = 1,139π‘₯ βˆ’ 3,960

= 1,139 248 βˆ’ 3,960

= 278,512

Energi Radiasi unsur Cs137

= 278,512

PEMBAHASAN

Praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan spektrum energi radiasi dari sumber radiasi

Ξ³ serta menentukan energi radiasi Ξ³ (Energi puncaknya), kami hanya menggunakan sumber

radioaktif dan unsur daru sinar Ξ³ yaitu Co60

dan Cs

137. Sinar partikel beta merupakan elektron

yang berasal dari inti atom. Energi sinar ini sangat bervariasi, selain itu memiliki daya tembus

yang lebih besar dibandingkan dengan sinar partikel alfa, tetapi daya peng-ion-nya lebih lemah.

Sinar gamma (Ι€) adalah bentuk radiasi elektromagnetik yang berenergi tinggi, tidak memiliki

muatan dan tidak memiliki massa. Peluruhan gamma terjadi bila suatu inti atom metastabil

bertransformasi menjadi inti atom stabil dengan memancarkan partikel gamma.

Resolusi merupakan salah satu parameter penting pada pencacahan radiasi menggunakan

detektor. Resolusi atau daya pisah energi radiasi menunjukkan kemampuan detektor untuk

membedakan spektrum dengan energi yang berbeda-beda. Sehingga semakin besar resolusinya,

semakin baik kinerja detektor tersebut dalam membedakan spektrum.

Pada eksperimen penentuan resolusi terbaik dari sumber radiasi Co-60, Didapatkan hasil

seperti gambar table di bawah ini . Detektor pada percobaan mempunyai nilai resolusi terbaik

sebesar 33,93 % yaitu pada HV 825.

No H.V. FWHM X2-X1 𝑹 =𝑭𝑾𝑯𝑴

π’™πŸ βˆ’ π’™πŸπ’™ 𝟏𝟎𝟎%

1 675 114 – 107 = 7 123 – 111 = 12 58,33 %

2 700 151 – 142 = 9 162 – 147 = 15 60 %

3 725 179 – 144 = 35 194 – 174 = 20 175 %

4 750 231 – 216 = 15 252 – 224 = 28 53,6 %

5 775 284 – 267 = 17 312 – 280 = 32 53,125 %

6 800 365 – 342 = 23 400 – 352 = 48 47,9 %

7 825 439 – 420 = 19 487 – 431 = 56 33,93 %

Maka yang dipakai sebagai spectrum kalibrator adalah sumber Co dengan HV 825 Volt.

Pada H.V 825 dapat diketahui 2 nomor kanal (x puncaknya) unsur Co60

adalah x1 = 487 dan x2 =

431. Unsur Co60

ini telah diketahui besar energi puncak radiasinya yaitu E1 = 1173,208 KeV dan

E2 = 1332,464 KeV. Pengkalibrasian dilakukan dengan cara membuat persamaan grafik fungsi

dari hubungan nomor kanal dan energi radiasinya. Persamaan yang didapat adalah y = 1,139π‘₯ βˆ’

3,960 . Resolusi 33,93 % selanjutnya dipakai dalam penentuan energi radiasi unsur Cs137

.

Dengan resolusi ini maka akan didapatkan pola distribusi yaang menyerupai gelombang dengan

Page 12: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

12

satu puncak. Nilai x puncak merupakan nomor kanal dari unsur Cs137

yaitu 248. Nomor kanal ini

kemudian dimasukkan dalam persamaan garis y = = 1,139π‘₯ βˆ’ 3,960 . Hasil inilah yang

dinamakan Energi Puncak Radiasi unsur Cs137

yaitu sebesar 𝐸 = 278,512 KeV. Menurut

literatur yang telah saya temukan besarnya Energi radiasi unsur Cs137

adalah sebagai berikut :

Dari literatur yang ada, maka besarnya prosentase kesalahannya adalah :

%π‘˜π‘’π‘ π‘Žπ‘™π‘Žβ„Žπ‘Žπ‘› = 278,512 βˆ’ 662

662 π‘₯100%

= 57,92 %

Besarnya presentase kesalahan yang didapat dalam eksperimen ini disebabkan oleh beberapa

faktor. Faktor tersebut dari alat yang digunakan maupun faktor praktikan dalam mengolah data.

Faktor alat mungkin dikarenakan detektor sintilasi mempunyai kekurangan dalam resolusinya,

sehingga tidak dapat memisahkan antar puncak radiasi yang berdekatan. Sedangkan faktor

praktikan karena kurangnya praktikan dalam ketelitian menentukan puncak gelombang (nomor

kanal) yang akan berpengaruh pada nilai energinya, dan ketidaktepatan dalam penentuan

FWHM dan Ξ”E yang berpengaruh pada pemilihan resolusi terbaiknya. Selain itu, karena

eksperimen hanya dilakukan sekali, karena butuh eksperimen berkali-kali agar tidak adanya

presentase kesalahan yang cukup besar.

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Resolusi spektroskopi unsur Co60

sebesar 33,93 % pada HV 825

2. Energi radiasi unsur Cs137

sebesar 278,512 KeV dengan prosentase kesalahan sebesar

57,92 %

DAFTAR PUSTAKA

1. Beiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.

2. Krane, Kenneth. 2008. Fisika Modern. Jakarta : Penerbit Erlangga.

3. http://veethaadiyani.blog.uns.ac.id/files/2012/06/spektroskopi-ceb3-gamma.pdf

Page 13: Penentuan Spektrum Energi dan Energi Resolusi 𝐝𝐚𝐧 ... · PDF fileelektronika penunjang, dan alat yang digunakan dalam ... METODE PRAKTIKUM Telah dilakukan eksperimen dan

EKSPERIMEN 𝜷 dan 𝜸 19-09-2014

13