SISTEM PENCACAHAN RADIASI DENGAN DETEKTOR SINTILASI

SISTEM PENCACAHAN RADIASI DENGAN DETEKTOR SINTILASIKelompok :Hesty Ayu Anggraeni (1127030035)Khoreunnisa Syajaah (1127030045)Rini Shoffa Aulia (1127030060)Sri Awaliyah Rahmah (1127030066)Tujuan :Menentukan jumlah cacahan yang terdeteksi oleh detektor sintilasi.Menentukan pengaruh shielding terhadap jumlah cacahan yang terdeteksi oleh detektor sintilasi.Menghitung aktivitas dari sumber radioaktivitas dan membandingkan dengan aktivitas percobaan menggunakan detektor.

Dasar TeoriSuatu sumber radioaktif yang meluruh akan memancarkan partikel atau atau secara acak. Partikel-partikel ini memiliki energi tertentu. Partikel dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang manusia, karena itulah dibutuhkan detektor untuk mendeteksi energi yang dipancarkan oleh suatu sumber radioaktif. Detektor yang digunakan adalah sintilator Nal(Tl) yang sangat menentukan jenis radiasi yang dapat dideteksi. Pencacah sintilasi (Scintillation counter) merupakan pencacah untuk mendeteksi dan mengukur radiasi pengion dengan cara mencacah jumlah sintilasi yang disebabkan interaksi radiasi dengan materi.

Prinsip kerja dari detektor sintilasi adalah dengan mengubah radiasi pengion yang menumbuk bahan sintilator menjadi percikan cahaya. Jumlah percikan cahaya yang dihasilkan oleh bahan sintilator sangat sedikit, oleh karena itu percikan cahaya tersebut haruslah diperkuat dengan photomultiplier tube agar dapat dihasilkan pulsa/sinyal yang mampu dideteksi oleh detektor sintilasi.

Energi radiasi yang mengenai bahan sintilator diserap oleh atom-atomnya sehingga terdapat beberapa elektron yang tereksitasi, beberapa saat kemudian elektron yang tereksitasi tadi akan kembali ke keadaan dasarnya melalui beberapa tingkat energi dengan memancarkan percikan cahaya (foton)

Metode Percobaan Alat dan bahan :Alat dan bahan yang digunakan adalah :Detektor sintilasi.Perangkat Komputer.Software Cassy Lab 2.Sensor-Cassy 2.MCA box.Power Supply Tegangan Tinggi.Statif dan Klip penjepit.Kabel penghubung.Rangkaian Amplifier.Sumber radiasi (Co60, Ra226, Am241, Am241++).Shielding (Plastik Mika, Alumunium, Seng).

Prosedur :Eksperimen ini terdiri dari 3 percobaan, percobaan 1 yaitu menghitung jumlah nilai cacahan tanpa menggunakan Shielding. Sebelum melakukan percobaan 1 kita melakukan percobaan untuk menghitung jumlah cacahan latar belakang, dengan melakukan percobaan tanpa menggunakan sumber radioaktif. Kemudian baru melakukan percobaan 1 yaitu pertama-tama pilih sampel radioaktif (Co-60, Ra-226, Am-241) yang akan diamati dan letakkan pada muka detektor dengan jarak 10 cm, kemudian hidupkan MCA dan detektor sintilasi dengan cara menghubungkan kabel pada sumber tegangan PLN (pastikan power supply pada posisi on dan dimulai dari angka nol), lalu nyalakan komputer dengan membuka software Cassy Lab 2 dan mengatur waktu untuk menetapkan lama pencacahan (1 menit), kemudian tekan tombol start measuring untuk memulai pencacahan, terakhir amati dan catat jumlah cacahan dengan mengklik windows Event NA. Ulangi langkah-langkah tersebut sebanyak 10 kali pada masing-masing sumber radiasi. Percobaan 2 yaitu menghitung jumlah nilai cacahan menggunakan Shielding. Pada percobaan 2 ini tahap-tahapnya hampir sama dengan percobaan 1 tetapi dalam percobaan 2 ini menggunakan shielding (Plastik Mika, Alumunium, Seng), dengan menyimpan shielding diantara sumber dan detektor sintilasi dengan jarak setengah antar detektor dengan sumber yaitu 5 cm. Sama dengan percobaan sebelumnya ulangi langkah-langkah sebanyak 10 kali pada masing-masing sumber radiasi.Percobaan ke 3 yaitu menghitung aktivitas radioaktif secara langsung dan menghitung aktivitas radiaktif dari percobaan dengan menggunakan detektor. Pada percobaan 3 ini untuk menghitung aktivitas radioaktif secara langsung yaitu pertama-tama mencari informasi release date dari masing-masing sumber radiasi, kemudian hitunglah lamanya sumber radiasi yang digunakan sampai terakhir digunakan, lalu tentukan waktu paruh untuk masing-masing sumber radiasi, kemudian hitunglah aktivitas radioaktifitas dengan menggunakan rumus yang ada di modul.Kemudian untuk menghitung aktivitas radioaktif dari percobaan dengan menggunakan detektor sintilasi yaitu pertama-tama lakukan perhitungan dengan metode relatif, lalu perhitungan dengan metode absolut dimana pada metode absolut harus di cari dulu nilai laju cacahannya, efisiensi detektornya, dan fakror geometrinya dengan menggunakan rumus yang ada di modul. Setelah mendapatkan aktivitas hitungan secara langsung dan aktivitas perobaan kemudian bandingkan hasilnya.DataTabel 1. Hasil rata-rata jumlah cacahan tanpa shielding

Tabel 2. Hasil rata-rata jumlah cacahan menggunakan shielding

NOSumberd (cm)t (s)V (V)NANn1Co60106070014591,37357,92Am24110607007122,1111,33Ra2261060700104453211,6

Tabel 3. Aktivitas radioaktivitas dari hasil hitungan dan perobaan

Tabel 4. Jumlah cacahan latar belakang

NOSumber RadiasiAktivitasPercobaan (A)Aktivitas Hitungan (A)1Co606010167135,452Am24166167,273911,673Ra2264473,544997,142PercobaanNA163932719037354473565722267270773588732697451107414rata27233,4PembahasanBerdasarkan eksperimen yang telah dilakukan, sebelum melalukan pengukuran dengan menggunakan radiasi terlebih dahulu besar jumlah cacahan dimana tempat akan melakukan percobaan yaitu dengan melakukan cacahan latar , cacahan latar yang dihasilkan sebesar 7233,4 nilai tersebut mungkin disebabkan oleh beberapa radiasi yang disebabkan oleh alat elektronik yang ada di sekitar tempat dilakukannya percobaan . Setelah mengetahui nilai cacah latar , selanjutkan melakukan percobaan dengan semnggunakan sumber radioaktif Co60, Am241 dan Ra226 dengan jarak dan waktu yang tetap yaitu jarak 10 cm dan waktu 1 menit, untuk masing-masing sumber didapatkan data sebanyak 10 kali pengulangan. Besar rata-rata cacahan pada Co60 lebih besar dari Am241 dan Ra226. Besar cacahan di pengaruhi oleh besarnya energi radioaktif. Semakin tinggi energi yang mengenai detektor semakin banyak elektron yang tereksitasi sehingga semakin banyak pula cacahan yang di hasilkan.Kemudian pada percobaan yang menggunakan shielding hasil rata-rata jumlah cacahannya lebih kecil di bandingkan percobaan tanpa menggunakan shielding, hal tersebut dipengaruhi dengan adanya shielding yang menghalangi sumber sehingga tidak menembus langsung ke detektor dan dipengaruhi pula dengan seberapa tebal dan jenis bahan shielding yang digunakan yang ditunjukkan pada tabel 2, besar rata-rata pada sumber Co60 yang menggunakan shielding seng lebih kecil nilainya dibandingkan dengan menggunakan shielding plastik dan alumunium. Tetapi selain tebal dan bahan shielding jenis sumber radioaktif juga mempengaruhi besarnya jumlah cacahan yang di hasilkan, seperti pada percobaan dengan sumber Am241 dengan shielding plastik memiliki nilai rata-rata jumlah cacahan terbesar kemudian dilanjutkan dengan shield berbahan aluminium dan seng. Hal itu menunjukkan bahwa plastik merupakan bahan shield yang mudah dilewati oleh radiasi Ra226 dibandingkan dengan nilai rata-rata jumlah cacahan yang ditunjukkan oleh bahan aluminium dan seng. Atau dapat dikatakan bahwa radiasi Ra226 lebih mudah dihentikan oleh bahan shield seng dibandingkan dengan nilai rata-rata jumlah cacahan berbahan aluminium dan plastik.Menghitung aktivitas zat radioaktif dilakukan untuk menyelidiki karakteristik pancaran radioaktivitas pada radioaktif Co60, Am241 dan Ra226 . Sumber radiasi Co60 mempunyai aktivitas awal sebesar 74000 Bq pada 26 September 2014 dengan waktu paruh 5,3 tahun, besar aktivitas hitungannya sebesar 67135,45 Bq pada 1 Juli 2015 sedangkan untuk aktivitas dari percobaan menggunakan detektor sebesar 60101 Bq. Untuk sumber radiasi Am241 mempunyai aktivitas awal sebesar 74000 Bq pada 26 September 2014 dengan waktu paruh 432 tahun, besar aktivitas hitungannya sebesar 73911,67 pada 1 Juli 2015 sedangkan untuk aktivitas dari percobaan menggunakan detektor sebesar 66167,2 Bq. Dan untuk sumber radiasi Ra226 mempunyai aktivitas awal sebesar 5000 Bq pada 8 Januari 2014 dengan waktu paruh 1624 tahun, besar aktivitas hitungannya sebesar 4997,142 pada 1 Juli 2015 sedangkan untuk aktivitas dari percobaan menggunakan detektor sebesar 4473,54 Bq.Besar aktivitas radioktivitas dari hasil hitungan secara langsung lebih besar dari hasil percobaan menggunakan detektor, dikarenakan aktivitas percobaan dipengaruhi oleh efisiensi detektor dan faktor geometri .Kesimpulan Setelah melakukan percobaan dan dianalisis, dapat disimpulkan bahwa :Jumlah cacahan yang terdeteksi oleh detektor sintilasi tanpa menggunakan shielding dan dengan menggunakan shielding lebih besar yang tanpa menggunakan shielding, yaitu sebesar 7357,9 untuk Co60, 111,3 untuk Am241, 3211,6 untuk Ra226.Tebal dan jenis bahan shielding sangat mempengaruhi terhadap jumlah cacahan dan jenis sumber radiasi yang akan berinteraksi dengan shielding juga mempengaruhi.Efekshield menunjukkan tingkat daya tembus suatu zat radioaktif dan juga untuk mengenali jenis radiasinya (alfa, beta, gamma). Aktivitas radioktivitas dari hasil hitungan secara langsung lebih besar dari hasil percobaan menggunakan detektor, dikarenakan aktivitas percobaan dipengaruhi oleh efisiensi detektor dan faktor geometri.