UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED

BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN

METODE JARAK

SKRIPSI

BIDANG MINAT BIOFISIKA

Mega Wahyu

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

v

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi radionuklida yang terkandung di

dalam gipsum dengan menggunakan metode LIBS dan proteksi radiasi dengan metode

jarak. Uji radionuklida gipsum dengan metode LIBS menggunakan objek gipsum

berukuran 1 cm × 3 cm dan proteksi radiasi dengan metode jarak menggunakan

Surveymeter dengan objek papan gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di

dalam ruangan, dan plafon berbahan beton didalam ruangan. Uji radionuklida dengan

metode LIBS menunjukkan unsur radionuklida yang terkandung di dalam gipsum

adalah Th (Thorium) dengan intensitas rata-rata sebesar 456,5555 a.u dan K (Kalium)

dengan intensitas rata-rata sebesar 128,2222 a.u. Dari batas ambang dosis yang

ditetapkan untuk masyarakat umum sebesar 1 µSv/tahun diperoleh jarak yang aman di

posisi pengukuran tengah adalah 80 cm dari papan gipsum diluar ruangan, 100 cm dari

plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan aman di jarak berapapun dari plafon

beton di dalam ruangan. Sedangkan di posisi pengukuran pojok aman di semua titik

baik dari papan gipsum di luar ruangan, dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan,

dan plafon berbahan beton di dalam ruang.

Kata kunci : gipsum, radionuklida, dosis radiasi.

ABSTRACT

Research has been to identify radionuklid which contain in gypsum with LIBS method

and radiation protection with distance method. Test of gypsum radionuklid with LIBS

method using 1 cm × 3 cm of gypsum and radiation protection with distance method

using surveymeter with object gypsum board outside of room, plafond with gypsum

matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Test of

radionuklid with LIBS method indicate radionuklid elemen which contain in gypsum is

Th (Thorium) with rate intensity 456,5555 a.u and K (Kalium) with rate intensity

198,5555 a.u. From treshold decide for public people is 1 µSv/year can obtain save

distance at tengah of measurement position is 80 cm from gypsum board outside of

room, 100 cm from plafond with gypsum matter inside of room and save for all distance

from plafond with concrete matter inside of room. While, at corner of measurment save

for all distance from gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside

of room and plafond with concrete matter inside of room.

Keyword : gypsum, radionuklid, dose rate

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,karena atas

limpahan rahmat dan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan hasil tugas akhir

yang berjudul Uji Radionuklida Gipsum Dengan Metode Laser Induced Breakdown

Spectroscopy (Libs) Dan Proteksi Radiasi Dengan Metode Jarak

Penyusun mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu

dan mendukung terbentuknya proposal tugas akhir ini. Ucapan terimakasih tersebut

penyusun sampaikan kepada:

1. Bapak Gusti Ngurah Sutapa, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing I yang

telah memberikan bimbingan, dukungan dan pengetahuan tentang konsep

yang sangat banyak, serta tema pokok yang telah diberikan demi

terselesaikannya proposal tugas akhir ini.

2. Bapak I Wayan Balik Sudarsana, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing II

yang telah memberikan bimbingan dan koreksi yang sangat bermanfaat demi

terselesaikannya proposal tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas

Udayana yang telah mengesahkan proposal tugas akhir ini.

4. Bapak dan Ibu dosen Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah

memberikan masukan dan pengetahuan.

5. Bapak Suhaimi dan Ibu Hartatik selaku orang tua kandung yang selalu

mendoakan dan memberikan bekal.

6. Teman-teman mahasiswa Jurusan Fisika Universitas Udayana khususnya

angkatan 2011 yang telah bersedia membantu dan memberi masukan kepada

penyusun.

Penyusun menyadari bahwa pemaparan materi dalam hasil tugas akhir ini kurang

sempurna dan masih terdapat keterbatasan dalam penyampainnya.Oleh karena itu

penyusun mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar hasil tugas akhir ini

menjadi baik lagi.

Bukit Jimbaran, Oktober 2015

Penyusun

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ iv

ABSTRAK .......................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi

DAFTAR ISI ...................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ... .................................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ... ....................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 4

2.1.Radiasi Alam .................................................................................................. 4

2.1.1. Radiasi Teresterial ............................................................................... 4

2.2.Proteksi Radiasi Eksternal ............................................................................. 6

2.2.1. Pengaturan waktu ................................................................................ 6

2.2.2. Pengaturan jarak .................................................................................. 7

2.2.3. Pengaturan perisai ............................................................................... 10

2.3. Nilai Batas Dosis .......................................................................................... 12

2.4. Gipsum ..................................................................................................... 13

2.5. Surveymeter .................................................................................................. 15

2.5.1. Jenis Surveymeter ............................................................................... 16

2.5.2. Prosedur Menggunakan Surveymeter ................................................. 17

2.5.3. Bagian-Bagian Surveymeter RGD 27091 ........................................... 18

viii

2.5.4. Kalibrasi Alat ...................................................................................... 19

2.6. Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) .......................................... 21

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................... 22

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 22

3.2.Alat dan Bahan ............................................................................................... 22

3.2.1. Alat .................................................................................................. 22

3.2.2 Bahan ................................................................................................. 22

3.3 Jenis dan Sumber Data ................................................................................... 22

3.4. Variabel Penelitian ....................................................................................... 23

3.4.1. Variabel Bebas .................................................................................... 23

3.4.2. Variabel Terikat ................................................................................... 23

3.4.3. Variabel Kendali .................................................................................. 23

3.5. Cara Kerja .................................................................................................... 23

3.5.1. Proses pengujian kandungan radionuklida pada gipsum ..................... 23

3.5.2. Proses pengukuran dosis radiasi .......................................................... 24

3.6. Skema Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 26

3.7. Hipotesis ...................................................................................................... 27

3.8. Analisis Data ................................................................................................ 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 29

4.1. Hasil Uji Radionuklida pada Sampel Gipsum dengan Metode LIBS .......... 29

4.2. Hasil Pengukuran Dosis Radiasi Dari Papan Gipsum Di Luar Ruangan,

Plafon Berbahan Gipsum Di Dalam Ruangan Dan Plafon Berbahan

Beton Di Dalam Ruangan (Kontrol) Dengan Metode Surveymeter………...32

4.3. Pembahasan ................................................................................................. 43

BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 46

5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 46

5.2. Saran ............................................................................................................. 46

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Radionuklida yang terdapat pada deret Uranium ............................. 5

Tabel 2.2 Radionuklida yang terdapat pada deret Thorium .............................. 5

Tabel 2.3 Radionuklida yang terdapat pada deret Aktinium ............................ 6

Tabel 2.4 Konsenterasai radionklida pada beberapa bahan bangunan .............. 14

Tabel 2.5 Perbandingan konsentrasi radionuklida (Bq.kg-1) dalam

sampel gipsum yang diperoleh dari data penelitian berbagai

belahan dunia .................................................................................... . 15

Tabel 4.1 Panjang gelombang berdasarkan database NIST .............................. . 30

Tabel 4.2 Kesalahan dalam penelitian .............................................................. . 30

Tabel 4.3 Data intensitas emisi foto dan emisi foton background .................... . 31

Tabel 4.4 Data intensitas emisi foton setelah dikurangi intensitas

emisi foton background. .................................................................... 31

Tabel 4.5 Data rata-rata intensitas emisi foton ................................................. . 32

Tabel 4.6 Unsur-unsur radionuklida dari sampel gipsum ................................. . 32

Tabel 4.7 Rata-rata dan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan,

plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam

ruangan pada posisi pengukuran tengah ............................................ . 33

Tabel 4.8 Rata-rata dengan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan,

plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam

ruangan …………………………………………………………… 34

Tabel 4.9 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter diluar

ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon

berbahan non gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun . . 35

Tabel 4.10 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter dari gipsum

diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan

plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran pojok dalam

setahun .............................................................................................. . 35

Tabel 4.11 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran tengah ......... 37

x

Tabel 4.12 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi

pengukuran tengah.. ........................................................................... 38

Tabel 4.13 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari

papan gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah.. ............... 39

Tabel 4.14 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari

Plafon gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah.. ............. 39

Tabel 4.15 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter

dari data kontrol posisi pengukuran tengah ...................................... 40

Tabel 4.16 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran pojok ........... 40

Tabel 4.17 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi

pengukuran pojok.. ............................................................................. 42

Tabel 4.18 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari

papan gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok.. ............. 42

Tabel 4.19 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari

Plafon gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok.. .......... 42

Tabel 4.20 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter

dari data kontrol di posisi pengukuran pojok ................................... 42

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber

radiasi berbentuk garis .............................................................. 9

Gambar 2.2 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber

radiasi berbentuk luasan ............................................................ 10

Gambar 2.3 Skema Surveymeter ................................................................... 16

Gambar 2.4 Bagian RGD 27091 .................................................................... 19

Gambar 2.5 Label kalibrasi yang ada di dalam garis merah .......................... 20

Gambar 2.6 Label kalibrasi ........................................................................... 20

Gambar 2.7 Rangkaian skematik LIBS ........................................................ 21

Gambar 3.1 Foto rangkaian alat Laser Induced Breakdown

Spectroscopy (LIBS) .................................................................. 24

Gambar 3.2 Foto alat surveymeter ................................................................. 25

Gambar 3.3 Skema pelaksanaan penelitian. .................................................. 26

Gambar 4.1 Grafik intensitas emisi foton terhadap panjang gelombang

unsur ........................................................................................... 29

Gambar 4.2 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon

berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non

gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun .................. 36

Gambar 4.3 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon

berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non

gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun .................. 36

xii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN I Deret Uranium

LAMPIRAN II Deret Thorium

LAMPIRAN III Deret Aktinium

LAMPIRAN IV Data Identifikasi Unsur dengan metode LIBS

LAMPIRAN V Data Pengukuran Dosis Radiasi dengan Metode Surveymeter

LAMPIRAN VI Data Spektroskopi Atomik Unsur K dan Th berdasarkan NIST

LAMPIRAN VII F tabel statistik

LAMPIRAN VIII Output Posthoc Test

LAMPIRAN IX Surat izin