Deteksi Radioaktif (Geiger-Muller)
|
Philin Yolanda Dwi Sagita, Mohammad Taufiqi
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: taufiqi10@mhs.physics.its.ac.id |
Abstrak— Praktikum Deteksi Radioaktif (Geiger-Muller) yang bertujuan untuk mengenal beberapa tipe partikel seperti proton,
elektron, neutron, foton, meson, dan anti-partikelnya, mengetahui cara kerja
Geiger-Muller, serta mengenal jenis-jenis radiasi telah dilakukan. Pada praktikum ini terdapat 3 jenis praktikum berbeda, yaitu
Praktikum Pengukuran Radiasi Latar Belakang, Praktikum Pengaruh Jarak terhadap
Intensitas Radiasi, dan Praktikum Efek Shield pada Intensitas Radiasi. Pada praktikum Pengukuran Radiasi Latar
Belakang berhasil didapatkan nilai intensitas
radiasi latar belakang Laboratorium Madya Jurusan Fisika FMIPA ITS adalah
sebesar 1.8 count/10 sec. Sedangkan
pada Praktikum Pengaruh Jarak terhadap Intensitas Radiasi, dan Praktikum
Efek Shield pada Intensitas Radiasi dapat
disimpulkan bahwa Co-60 merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan
partikel gamma. Am-241 merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan
partikel beta. Dan Sr-90 merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan
partikel alpha.
Kata Kunci—Radioaktif, Alpha, Beta, Gamma
I. PENDAHULUAN
R
|
1.1
Latar
Belakang
adiasi merupakan suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke
lingkungannya tanpa membutuhkan medium atau bahan penghantar tertentu. Radiasi
nuklir memiliki dua sifat yang khas yaitu tidak dapat dirasakan secara langsung
dan dapat menembus berbagai jenis bahan. Oleh karena itu, untuk menentukan ada
atau tidak adanya radiasi nuklir diperlukan suatu alat, yaitu pengukuran
radiasi yang digunakan untuk mengukur kuantitas, energi atau dosis radiasi.
Detektor Geiger-Muller merupakan
salah satu detektor yang berisi gas. Selain Geiger-Muller masih ada detektor
lain yang merupakan detektor isian yaitu detektor ionisasi dan detektor
proporsional. Ketiga macam detektor tersebut secara garis besar prinsip
kerjanya sama, yaitu sama-sama menggunakan medium gas. Perbedaannya hanya
terletak pada tegangan yang diberikan pada masing-masing detektor tersebut.
Detektor Geiger-Muller bekerja dengan cara mengukur perubahan yang disebabkan
oleh penyerapan energi radiasi oleh medium penyerap. Sebenarnya terdapat banyak
mekanisme yang terjadi di dalam detektor tetapi yang sering digunakan adalah
proses ionisasi dan proses sintilasi. Prinsip kerja detektor Geiger-Muller pada
umumnya didasarkan pada interaksi zarah radiasi terhadap detektor (sensor) yang
sedemikian rupa sehingga tanggapan (respon) dari alat akan sebanding dengan
efek radiasi atau sebanding dengan sifat radiasi yang diukur. Detektor
Geiger-Muller terdiri dari suatu tabung logam atau gelas dilapisi logam yang
biasanya diisi gas seperti argon, neon, helium, atau lainnya (gas mulia dan gas
poliatomik) dengan perbandingan tertentu.
Pada praktikum ini, praktikan
diharapkan dapat mengenal tentang beberapa tipe partikel seperti proton,
elektron, neutron, foton, meson, dan anti partikelnya. Para praktiken juga
diharapkan dapat mengetahui cara kerja Geiger-Muller seperti yang telah
dijelaskan diatas. Selanjutnya dari kedua tujuan tersebut, para praktikan
diharapkan dapat menyebutkan dan menjelaskan jenis-jenis radiasi yang terjadi di
lingkungan sekitar kita.
Adapun jenis-jenis radiasi yang ada disekitar kita antara lain radiasi
ionisasi dan radiasi non-ionisasi. Radiasi ionisasi adalah beberapa jenis
radiasi yang memiliki energi cukup untuk mengionisasi partikel. Sedangkan
radiasi non-ionisasi merupakan jenis radiasi yang tidak membawa energi cukup
untuk mengionisasi atom atau molekul. Yang termasuk dalam radiasi ionisasi
antara lain Radiasi Alpha (α), Radiasi Beta (β), dan Radiasi Gamma (γ).
Sementara pada radiasi non-ionisasi terdapat radiasi neutron, radiasi
elektromagnetik, cahaya, dan radiasi thermal.
Peluruhan alpha (α) adalah jenis peluruhan radioaktif dimana inti atom
memancarkan partikel alpha dan dengan demikian mengubah (atau meluruh) menjadi
atom dengan nomor massa 4 kurang dan nomor atom 2 kurang. Namun karena massa
partikel yang tinggi sehingga memiliki sedikit energi dan jarak yang rendah.
Partikel alpha dapat dihentikan dengan selembar kertas (atau kulit).
Peluruhan beta (β) adalah jenis peluruhan radioaktif dimana partikel
beta (elektron atau positron) dipancarkan. Radiasi beta-minus (β-)
terdiri dari sebuah elektron yang penuh energi. Radiasi ini kurang mudah
terionisasi daripada alpha, tetapi lebih tinggi daripada sinar gamma. Elektron
seringkali dapat dihentikan dengan beberapa sentimeter logam. Radiasi ini
terjadi ketika peluruhan neutron menjadi proton dalam nukleus, melepaskan
partikel beta, dan sebuah anti neutrino.
Radiasi beta-plus (β+) adalah emisi positron. Jadi, tidak
seperti β-, peluruhan β+ tidak dapat terjadi dalam
isolasi, karena memerlukan energi, massa neutron lebih besar daripada massa
proton. Peluruhan β+ hanya dapat terjadi didalam nukleus ketika
nilai energi yang mengikat dari nukleus induk lebih kecil dari nukleus.
Perbedaan antar energi ini masuk kedalam reaksi konversi proton menjadi
neutron, positron, dan anti neutrino. Dan ke energi kinetik dari
partikel-partikel.
Radiasi gamma atau sinar gamma adalah sebuah bentuk berenergi dari
radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktifitas atau proses nuklir
atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Radiasi gamma
terdiri dari foton dengan frekuensi lebih besar dari 1019 Hz. Radiasi gamma
bukan elektron atau neutron sehingga tidak dapat dihentikan hanya dengan kertas
atau udara, penyerapan sinar gamma lebih efektif pada materi dengan nomor atom
dan kepadatan yang tinggi. Bila sinar gamma bergerak melewati sebuah materi
maka penyerapan radiasi gamma proporsional sesuai dengan ketebalan permukaan
materi tersebut.
Ikatan antara atom ada yang kuat dan lemah. Pada ikatan atom yang kuat,
elektron pada orbital paling luarlah yang berperan besar dalam pembentukan
ikatan dan mereka disebut elektron valensi. Elektron pada orbital yang lebih
dalam lebih erat terikat pada inti atom dan disebut elektron inti. Elektron
inti tidak cukup berperan dalam pembentukan ikatan atom kecuali jika terjadi
promosi dan hibridisasi.
Pada fisika partikel, meson adalah partikel subatomik hadron yang
tersusun atas satu quark dan satu anti-quark, disusun oleh gaya ikat yang kuat.
Karena meson tersusun atas sub partikel, mereka
memiliki ukuran dengan radius satu femtometer, dimana ukuran ini sekitar
2/3 ukuran proton atau neutron. Semua meson tidak stabil, dengan hidup terlamanya
hanya beberapa ratus mikrosecond. Perubahan peluruhan meson (terkadang melalui
partikel lain) untuk membentuk elektron dan neutron.
II. METODE
Langkah awal dalam praktikum ini adalah menyiapkan
alat dan bahan yang diperlukan dalam melaksanakan praktikum ini, yaitu seperangkat alat pendeteksi radiasi
Geiger-Muller, Co-60 (kobalt), Am-24 (amerisium), Sr-90 (Skronium), shield
plastik, aluminium, seng, dan penggaris.
Setelah menyiapkan semua alat dan bahan tersebut sesuai dengan petunjuk
asisten, selanjutnya hubungkan stopcontack pada perangkat pendeteksi radiasi
Geiger-Muller dengan power suplay. Dan ukurlah nilai radiasi latar belakang
dengan mengarahkan muka pendeteksi ke sembarang arah namun harus konsisten dan
dilakukan 5 kali pengulangan. Setelah didapatkan nilai radiasi latar belakang,
lalu dilanjutkan dengan melakukan praktikum pengaruh jarak terhadap intensitas
radiasi. Pada praktikum ini diukur intensitas radiasi alpha (α) pada jarak 2,
4, 6, 8 dan 10 sebanyak masing-masing 3 kali pengulangan yang kemudian
praktikum diulang untuk jenis sumber partikel beta (β) dan gamma (γ) sehingga
akan didapatkan 15 data untuk 1 jenis partikel.
Setelah melakukan praktikum pengaruh jarak terhadap intensitas radiasi,
dilanjutkan dengan melakukan praktikum ketiga dan terakhir yaitu praktikum efek
shielding terhadap intensitas radiasi. Semua alat dan bahan yang dibutuhkan
pada praktikum disiapkan sesuai dengan petunjuk asisten, kemudian praktikum
dilanjutkan dengan mengukur intensitas radiasi sinar alpha (α) yang sebelumnya
telah ditutupi plat plastik sebanyak 1 buah, 2 buah, 3 buah dan 4 buah. Selanjutnya,
dilakukan pula percobaan untuk jenis plat aluminium dan seng sehingga untuk
ketiga jenis plat tersebut (yaitu plastik, aluminium, dan seng) akan didapatkan
12 data berdasarkan jumlah plat yang digunakan pada praktikum. Kemudian untuk
masing-masing jumlah dan plat dilakukan 3 kali pengulangan sehingga total
jumlah data yang akan didapatkan pada praktikum efek shielding terhadap
intensitas radiasi sinar alpha (α) adalah sebanyak 36 data dengan variasi 3
kali pengulangan 4 jenis jumlah plat, dan 3 jenis plat yang digunakan.
Praktikum ini kemudian dilanjutkan dengan mengganti sumber radiasi alpha (α)
menjadi sumber radiasi beta (β) dan gamma (γ).
Setelah didapatkan semua data dari ketiga praktikum tersebut, selanjutnya
dilakukan perhitungan nilai rata-rata dan pembahasan berdasarkan dengan data
grafik yang telah dibuat.
Gambar 1. Seperangakat alat pendeteksi
radiasi Geiger-Muller
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Praktikum Deteksi Radioaktif (Geiger-Muller)
ini bertujuan untuk mengenal beberapa tipe partikel, seperti proton, elektron,
neutron, foton, meson, dan anti-partikelnya. Para praktikan juga diharapkan
dapat mengetahui cara kerja geiger muller dan mengenal jenis-jenis radiasi.
Pada praktikum
ini terdapat 3 jenis praktikum berbeda, yaitu Praktikum Pengukuran Radiasi
Latar Belakang, Praktikum Pengaruh Jarak terhadap Intensitas Radiasi, dan
Praktikum Efek Shield pada Intensitas Radiasi.
Pada Praktikum
Pengukuran Radiasi latar Belakang dimana
sebelum mengukur radiasi suatu bahan, sebaiknya terlebih dahulu kita mengetahui
nilai intensitas radiasi dimana tempat kita melakukan praktikum. Praktikum ini
dilakukan dengan mengarahkan alat Geiger-Muller kesegala arah namun tetap konsisten
dan dilakukan pengambilan data sebanyak 5 kali dalam waktu masing-masing 10
detik. Kemudian dari kelima data tersebut kita ambil nilai intensitas radiasi
rata-rata seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini.
Tabel 1. Data Radiasi latar belakang pada Laboratorium Madya.
T (second)
|
I (count/10 sec)
|
10
|
3
|
1
|
|
3
|
|
1
|
|
1
|
|
Rata-rata
|
1.8
|
Nilai radiasi sebesar 1.8
count/10 second tersebut mungkin disebabkan oleh beberapa radiasi yang mungkin
disebabkan oleh alat elektronik yang dibawa oleh para praktikan didalam
Laboratorium Madya. Nilai radiasi ini mungkin juga disebabkan oleh radiasi yang
dapat dipancarkan oleh alat dan bahan yang terdapat dalam laboratorium. Oleh
karena itu, akan lebih baiknya jika praktikum Deteksi Radiasi (Geiger-Muller)
dilakukan di dalam ruangan bebas radiasi sehingga nilai radiasi yang
dipancarkan oleh bahan merupakan nilai radiasi yang sesungguhnya tanpa adanya
pengaruh radiasi dari luar.
Setelah kita mengetahui nilai
radiasi latar belakang laboratorium, selanjutnya kita melakukan Praktikum
Pengaruh Jarak Terhadap Intensitas Radiasi. Praktikum ini dilakukan dengan
mengubah jarak pemancaran antara alat pendeteksi Geiger-Muller dan bahan
radioaktif sebesar 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm, dan 10 cm. Adapun bahan radioaktif
yang digunakan antara lain Co-60, Am-241, dan Sr-90. Untuk masing-masing unsur
dan jarak pemancaran dilakukan 3 kali pengulangan sehingga untuk satu jenis
unsur akan didapatkan data sebanyak 10 data. Dan data total yang akan
didapatkan pada praktikum ini adalah sebanyak 30 data dengan rincian sebagai
berikut.
Tabel 2.
Data Hasil pengamatan Praktikum 2 (Pengaruh jarak pada Intensitas Radiasi
2 cm
|
4 cm
|
6 cm
|
8 cm
|
10 cm
|
|
Co-60
|
11
|
8
|
4
|
4
|
3
|
12
|
6
|
4
|
2
|
4
|
|
11
|
6
|
4
|
2
|
3
|
|
Am-241
|
43
|
17
|
12
|
7
|
3
|
42
|
18
|
13
|
9
|
4
|
|
42
|
18
|
13
|
9
|
3
|
|
Sr-90
|
2082
|
657
|
351
|
178
|
131
|
2066
|
690
|
356
|
187
|
147
|
|
2067
|
661
|
333
|
194
|
134
|
|
Rata-rata
|
708.4444444
|
231.2222222
|
121.1111111
|
65.77777778
|
48
|
Dari data hasil pengamatan
Praktikum Pengaruh Jarak terhadap Intensitas Radiasi diatas, dapat diketahui
bahwa jumlah partikel radioaktif yang dapat terdeteksi oleh alat Geiger Muller
pada jarak sebesar 2 cm sebanyak 708.4444444 count/10 sec, pada jarak 4 cm sebanyak 231.2222222
count/10 sec, jarak 6 cm sebanyak 121.1111111 count/10 sec, 8 cm sebanyak
65.77777778 count/10 sec, dan pada jarak 10 cm jumlah partikel radioaktif yang
dapat terdeteksi sebanyak 48 count/10 sec. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin dekat jarak pemancaran maka nilai intensitas
radiasi yang terdeteksi oleh alat Geiger-Muller semakin banyak seperti yang
telah digambarkan pada grafik hubungan jarak pemancaran dengan intensitas
radiasi dibawah ini.
Jika ditinjau dari bahan
radioaktif yang digunakan pada praktikum ini (yaitu Co-60, Am-241, dan Sr-90),
dapat diketahui bahwa nilai intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bahan
Sr-90 memiliki nilai intensitas radiasi yang relatif lebih besar dibandingkan
dengan nilai intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bahan Co-60 dan Am-241.
Dan nilai intensitas radiasi Am-241 memiliki nilai intensitas radiasi yang relatif
lebih besar daripada nilai intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bahan
Co-60. Jadi urutan nilai intensitas radiasi dari yang terbanyak hingga yang
paling sedikit adalah Sr-90, Am-241 dan Co-60.
Grafik 1. Pengaruh Jarak Terhadap Intensitas Radiasi
Dari grafik diatas dapat
diketahui bahwa semakin jauh jarak pemancaran antara alat pendeteksi radiasi
Geiger-Muller dan bahan radioaktif, maka nilai intensitas radiasi yang
tertangkap semakin sedikit. Hal itu ditunjukkan dengan gambaran grafik menurun
seiring dengan bertambahnya jarak pemancaran.
Setelah kita mengetahui bahwa
nilai intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu bahan berbanding terbalik
dengan jarak pemancaran, selanjutnya kita akan mencari tahu pengaruh jumlah dan
bahan shield (penghalang) terhadap intensitas radiasi pada praktikum yang
ketiga yaitu Praktikum Pengaruh Efek Shield pada Intensitas Radiasi.
Pada praktikum ini akan
dilakukan 2 peninjauan, yaitu peninjauan pada jumlah lapisan shield dan bahan
shield yang digunakan untuk menghalangi radiasi. Adapun variasi jumlah shield
yang digunakan pada praktikum ini antara lain tanpa shield, 1, 2, 3, dan 4
lapisan shield. Sedangkan jenis bahan shield yang digunakan antara lain
plastik, aluminium, dan seng. Pada praktikum ini tidak dilakukan pengulangan
pengambilan data sehingga jumlah data yang akan didapatkan pada praktikum ini
adalah sebanyak 15 data seperti yang ditunjukkan pada tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3. Data Hasil Pengamatan Praktikum 3 (Pengaruh Efek
Shield pada Intensitas Radiasi Co-60)
Plastik
|
Aluminium
|
Seng
|
Rata-rata
|
|
Tanpa Shield
|
11
|
16
|
12
|
13
|
1
|
8
|
6
|
5
|
6.333333333
|
2
|
8
|
6
|
5
|
6.333333333
|
3
|
4
|
5
|
3
|
4
|
4
|
4
|
5
|
3
|
4
|
Rata-rata
|
7
|
7.6
|
5.6
|
Jika ditinjau dari jumlah shield
yang digunakan, maka pengambilan data intensitas radiasi yang terbesar dimiliki
oleh nilai intensitas radiasi rata-rata tanpa menggunakan shield yaitu sebesar
13 count/10 sec. Sementara itu, nilai intensitas radiasi dengan menggunakan 1
dan 2 shield memiliki nilai intensitas radiasi rata-rata yang sama yaitu 6.333333333 count/10 sec. Begitu pula
dengan nilai intensitas radiasi yang didapatkan dengan menggunakan 3 dan 4
shield yaitu sebanyak 4 count/10 sec. Jadi, berdasarkan data pengaruh jumlah shield
terhadap intensitas radiasi diatas dapat disimpulkan bahwa semakin banyak
jumalh shield yang digunakan, maka nilai intensitas radiasi yang dipancarkan
justru akan semakin sedikit. Hal tersebut juga dapat ditunjukkan dengan
menggunakan grafik dibawah ini.
Grafik 2. Pengaruh Jumlah Shield pada
Intensitas Radiasi Co-60
Dari grafik dapat diketahui bahwa seiring bertambahnya
jumlah shield yang digunakan, maka grafik hubungan jumlah shield dan intensitas
radisiasi justru akan semakin menurun. Hal itu menunjukkan bahwa nilai
intensitas radiasi berbanding terbalik dengan jumlah shield yang digunakan.
Selain jumlah shield yang digunakan, jenis bahan
shield yang digunakan juga mempengaruhi intensitas radiasi yang dipancarkan
oleh Co-60. Berikut akan dijelaskan hubungan bahan shield yang digunakan dengan
intensitas radiasi Co-60 yang dipancarkan dengan menggunakan grafik hubungan
dibawah ini.
Grafik 3. Pengaruh Bahan Shield pada
Intensitas Radiasi Co-60
Angka 1 pada sumbu koordinat
jenis bahan menunjukkan bahan plastik, 2 untuk aluminium, dan 3 menunjukkan
seng. Nilai intensitas radiasi rata-rata untuk bahan aluminium menujukkan nilai
intensitas radiasi tertinggi dilanjutkan dengan bahan plastik dan seng sebagai
bahan dengan intensitas radiasi terendah seperti yang telah ditunjukkan pada
grafik diatas. Hal itu menunjukkan bahwa aluminium merupakan bahan shield yang
mudah dilalui oleh radiasi Co-60 dibandingkan dengan plastik dan seng. Atau
dapat dikatakan bahwa radiasi Co-60 lebih mudah dibelokkan oleh bahan seng
dibandingkan dengan bahan plastik dan aluminium.
Semua data dan grafik diatas
merupakan data hasil pengamatan pada praktikum ketiga untuk bahan radioaktif
Co-60. Selanjutnya kita akan menganalisis data hasil pengamatan praktikum
ketiga untuk bahan radioaktif Am-241 seperti yang akan ditunjukkan pada tabel
dan grafik dibawah ini.
Tabel 4. Data Hasil Pengamatan Praktikum 3 (Pengaruh Efek
Shield pada Intensitas Radiasi Am-241)
Plastik
|
Aluminium
|
Seng
|
Rata-rata
|
|
Tanpa Shield
|
17
|
16
|
15
|
16
|
1
|
12
|
8
|
5
|
8.333333333
|
2
|
11
|
7
|
4
|
7.333333333
|
3
|
8
|
7
|
3
|
6
|
4
|
8
|
6
|
2
|
5.333333333
|
Rata-rata
|
11.2
|
8.8
|
5.8
|
Seperti pada bahan radioaktif
Co-60, pada praktikum ini juga akan dilakukan analisis data dengan tinjauan
jumlah shield dan jenis bahan shield yang digunakan.
Untuk peninjauan jumlah shield
yang digunakan, berdasarkan data hasil pengamatan pada tabel 4 diatas nilai
intensitas radiasi rata-rata yang dihasilkan tanpa menggunakan shield memiliki
nilai intensitas radiasi yang terbesar dibandingkan dengan menggunakan shield.
Grafik 4. Pengaruh Jumlah Shield pada
Intensitas Radiasi Am-241
Seperti pada praktikum dengan
bahan radioaktif Co-60 sebelumnya, semakin banyak jumlah shield yang digunakan,
maka nilai intensitas radiasi yang dihasilkan justru akan semakin sedikit. Hal
itu ditunjukkan dengan menurunnya grafik hubungan jumlah shield dan intensitas
radiasi (seperti pada grafik 4 diatas) seiring dengan bertambahnya jumlah
shield yang digunakan.
Grafik 5. Pengaruh Bahan Shield pada
Intensitas Radiasi Am-241
Selanjutnya, untuk tinjauan
bahan shield yang digunakan, bahan plastik memiliki nilai intensitas radiasi
yang terbesar kemudian dilanjutkan dengan shield berbahan aluminium dan seng.
Hal itu menunjukkan bahwa plastik merupakan bahan shield yang mudah dilewati
oleh radiasi Am-241 dibandingkan dengan nilai intensitas radiasi yang
ditunjukkan oleh bahan aluminium dan seng. Atau dapat dikatakan bahwa radiasi
Am-241 lebih mudah dihentikan oleh bahan shield seng dibandingkan dengan shield
berbahan aluminium dan plastik.
Untuk praktikum yang sama, yaitu
praktikum ketiga dengan tema Pengaruh Efek Shield terhadap Intensitas Radiasi,
dilakukan perubahan pada bahan radioaktif yang digunakan sebelumnya yaitu bahan
Am-241 diubah menjadi Sr-90. Adapun data hasil pengamatan yang berhasil
didapatkan pada praktikum ini dilihat dari dua peninjauan (jumlah shield dan
bahan shield) seperti praktikum sebelumnya seperti yang ditunjukkan pada tabel
5 dibawah ini.
Tabel 5. Data Hasil Pengamatan Praktikum 3 (Pengaruh Efek
Shield pada Intensitas Radiasi Sr-90)
Plastik
|
Aluminium
|
Seng
|
Rata-rata
|
|
Tanpa Shield
|
672
|
606
|
657
|
645
|
1
|
315
|
245
|
17
|
192.3333333
|
2
|
81
|
47
|
2
|
43.33333333
|
3
|
15
|
16
|
2
|
11
|
4
|
9
|
5
|
0
|
4.666666667
|
Rata-rata
|
218.4
|
183.8
|
135.6
|
Berdasarkan data hasil pengamatan pada tabel 5 dan
grafik 6, dapat diketahui bahwa pada peninjauan jumlah shield yang digunakan,
hasilnya relatif sama dengan hasil peninjauan pertama pada praktikum ketiga
dengan menggunakan bahan radioaktif Co-60 dan Am-241 sebelumnya yaitu seiring
dengan bertambahnya jumlah shield pada sumbu koordinat jumlah shield, maka
grafik hubungan intensitas radiasi Sr-90 dan jumlah shield akan semakin
menurun. Hal tersebut membuktikan kesimpulan pada praktikum sebelumnya bahwa
nilai intensitas radiasi suatu bahan radioaktif berbanding terbalik dengan
jumlah shield yang digunakan untuk menghalangi terjadinya radiasi. Semakin
banyak jumlah shield yang digunakan maka intensitas radiasi yang dapat
ditangkap oleh alat pendeteksi Geiger-Muller akan semakin sedikit.
Grafik 6. Pengaruh Jumlah Shield pada
Intensitas Radiasi Sr-90
Selanjutnya, untuk peninjauan
bahan shield yang digunakan pada praktikum berbahan Sr-90, hasil praktikum yang
didapatkan relatif sama dengan hasil praktikum 3 untuk peninjauan bahan shield
pada bahan radioaktif Am-241. Yaitu nilai intensitas radiasi yang dipancarkan
oleh bahan shield plastik relatif lebih tinggi dibandingkan dengan nilai
intensitas radiasi yang dipancarkan oleh bahan shield yang lain. Hal itu
menunjukkan bahwa plastik lebih mudah dilewati radiasi Sr-90 dibandingkan
dengan aluminium dan seng. Atau dapat dikatakan bahwa seng merupakan bahan
terbaik yang bisa digunakan untuk menghalangi radioaktif yang dipancarkan oleh
Co-60, Am-241 dan Sr-90. Seperti yang ditunjukkan oleh grafik 7 dibawah ini.
Grafik 7. Pengaruh Bahan Shield pada
Intensitas Radiasi Sr-90
Dari ketiga praktikum diatas,
yaitu praktikum pengukuran radiasi latar belakang, praktikum pengaruh jarak
terhadap intensitas radiasi dan praktikum efek shield terhadap intensitas
radiasi dapat disimpulkan bahwa nilai intensitas radiasi latar belakang Laboratorium
Madya Jurusan Fisika FMIPA ITS adalah sebesar 1.8 count/10 sec.
Pada praktikum pengaruh jarak terhadap intensitas
radiasi dapat diketahui bahwa semakin jauh jarak pemancaran antara alat
pendeteksi radiasi Geiger-Muller dan bahan radioaktif (Co-60, Am-241, dan
Sr-90) maka intensitas radiasi yang dapat ditangkap oleh alat pendeteksi
radiasi Geiger-Muller semakin sedikit.
Sementara itu, pada praktikum ketiga, yaitu praktikum
pengaruh efek shield terhadap intensitas radiasi, dapat kita simpulkan bahwa untuk
peninjauan jumlah shield yang digunakan sebagai penghalang radiasi pada ketiga
bahan radioaktif (Co-60, Am-241, Sr-90) tersebut menunjukkan bahwa semakin
banyak jumlah shield yang digunakan maka nilai intensitas radiasi yang dapat
ditangkap oleh alat pendeteksi radiasi Geiger-Muller semakin sedikit.
Begitu pula dengan peninjauan bahan shield yang
digunakan (yaitu plastik, aluminium, dan seng). Pada ketiga bahan radioaktif
yang digunakan pada praktikum ketiga ini menunjukkan bahwa seng merupakan bahan
yang paling baik untuk menjadi bahan penghalang radiasi Co-60, Am-241, dan
Sr-90. Sementara pada percobaan Co-60 bahan shield yang paling mudah dilalui
radiasi Co-60 adalah shield berbahan aluminium. Sedangkan untuk kedua praktikum
yang lain, yaitu praktikum ketiga untuk bahan radioaktif Am-241 dan Sr-90,
bahan shield yang paling mudah dilalui radiasi adalah plastik.
Dari kedua peninjauan tersebut, dapat disimpulkan
bahwa bahan radioaktif Co-60 merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan
partikel gamma karena jika ditinjau dari nilai intensitas radiasi yang
dipancarkan, bahan Co-60 memiliki nilai pancaran intensitas radiasi terkecil
dibandingkan dengan nilai intensitas radiasi yang ditunjukkan oleh bahan
radioaktif Am-241 dan Sr-90. Selain itu, bahan shield yang mudah dilalui oleh
Co-60 merupakan bahan aluminium. Hal itu sesuai dengan sifat pergerakan
partikel gamma yang tidak mudah dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik
sehingga dapat melewati penghalang shield aluminium lebih mudah daripada lapisan
shield yang lain sehingga nilai intensitas radiasi yang terdeteksi oleh alat
Geiger-Muller lebih sedikit daripada bahan radioaktif yang lain karena tidak
mudah dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik.
Sementara itu, bahan radioaktif Am-241 dan Sr-90 yang
sama-sama dapat melalui bahan plastik lebih mudah dan dapat dihentikan oleh
bahan shield seng, namun memiliki nilai intensitas radiasi yang berbeda yaitu
nilai intensitas radiasi Sr-90 jauh lebih besar dibandingkan dengan nilai
intensitas radiasi Am-241. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa Sr-90
merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan partikel alpha dan Am-241
merupakan bahan radioaktif yang dapat memancarkan partikel beta karena partikel
alpha lebih mudah terionisasi daripada partikel beta sehingga nilai intensitas
radiasi Sr-90 lebih besar daripada nilai intensitas radiasi Am-241 walaupun
kedua bahan radioaktif tersebut sama-sama dapat melewati bahan shield plastik
dengan mudah.
IV. KESIMPULAN
Pada praktikum Pengukuran Radiasi Latar
Belakang berhasil didapatkan nilai intensitas
radiasi latar belakang Laboratorium Madya Jurusan Fisika FMIPA ITS sebesar 1.8
count/10 sec. Sedangkan pada Praktikum Pengaruh Jarak
terhadap Intensitas Radiasi, dan Praktikum Efek Shield pada Intensitas Radiasi dapat disimpulkan bahwa Co-60 merupakan bahan
radioaktif yang dapat memancarkan partikel gamma. Am-241 merupakan bahan
radioaktif yang dapat memancarkan partikel beta. Dan Sr-90 merupakan bahan
radioaktif yang dapat memancarkan partikel alpha.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan
terima kasih kepada asisten laboratorium Fisika Modern yang telah membimbing dalam melakukan praktikum,
dan teman-teman yang telah membantu dalam melakukan praktikum.
DAFTAR
PUSTAKA
[1]
Beiser,
Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern Edisi
Keempat. Penerbit Erlangga, Jakarta
[2]
Halliday,
Resnick. 1986. Fisika Modern (Terjemahan
Pantur Silaban). PT. Gelora Aksara Pratama, Jakarta.
[3]
Diah, Septia.
2002. Jurnal Ilmiah Praktikum Radiasi_4
[4]
Fisika
FMIPA, Dosen. 2011. Fisika II (Listrik,
Magnet, Gelombang, Optika, Fisika Modern). ITS press, Surabaya.
[5]
Halliday,
Resnick. 1977. Fisika Jilid 2 Edisi 3
(Terjemahan Pantur Silaban). Penerbit Erlangga, Jakarta.
LAMPIRAN
Tabel 6. Ralat
Radiasi Latar Belakang
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
3
|
1.8
|
1.2
|
1.44
|
4.8
|
1
|
1.8
|
-0.8
|
0.64
|
4.8
|
3
|
1.8
|
1.2
|
1.44
|
4.8
|
1
|
1.8
|
-0.8
|
0.64
|
4.8
|
1
|
1.8
|
-0.8
|
0.64
|
4.8
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.489897949
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 27.2165527 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 27.2165527
%
K = 72.7834473%
Tabel 7. Ralat
Intensitas Radiasi Co-60 pada jarak 2 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
11
|
11.333
|
-0.333333333
|
0.111
|
0.666666667
|
12
|
11.333
|
0.666666667
|
0.444
|
0.666666667
|
11
|
11.333
|
-0.333333333
|
0.1111
|
0.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.610948699 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.610948699
%
K = 98.3890513 %
Tabel 8. Ralat
Intensitas Radiasi Co-60 pada jarak 4 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
8
|
6.6667
|
1.3333
|
1.777777778
|
2.666666667
|
6
|
6.6667
|
-0.66667
|
0.444444444
|
2.666666667
|
6
|
6.6667
|
-0.66667
|
0.444444444
|
2.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.365148372
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 5.477225575 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 5.477225575 %
K = 94.52277442%
Tabel 9. Ralat
Intensitas Radiasi Co-60 pada jarak 6 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
4
|
4
|
0
|
0
|
0
|
4
|
4
|
0
|
0
|
0
|
4
|
4
|
0
|
0
|
0
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 0 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 0 %
K = 100 %
Tabel 10. Ralat
Intensitas Radiasi Co-60 pada jarak 8 cm
I
|
I'
|
I – I '
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
4
|
2.666667
|
1.3333
|
1.777778
|
2.666666667
|
2
|
2.666667
|
-0.6667
|
0.444444
|
2.666666667
|
2
|
2.666667
|
-0.6667
|
0.444444
|
2.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.365148372
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 13.69306394 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 13.69306394 %
K = 86.30693606%
Tabel 11. Ralat
Intensitas Radiasi Co-60 pada jarak 10 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
3
|
3.3333
|
-0.3333
|
0.11111
|
0.666666667
|
4
|
3.3333
|
0.66667
|
0.44444
|
0.666666667
|
3
|
3.3333
|
-0.33333
|
0.11111
|
0.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 5.477225575 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 5.477225575 %
K = 94.52277442%
Tabel 12. Ralat
Intensitas Radiasi Am-241 pada jarak 2 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
43
|
42.333
|
0.6667
|
0.4444
|
0.66667
|
42
|
42.333
|
-0.3333
|
0.1111
|
0.666667
|
42
|
42.333
|
-0.3333
|
0.111111111
|
0.666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 0.431277604 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 0.431277604 %
K = 99.5687224%
Tabel 13. Ralat
Intensitas Radiasi Am-241 pada jarak 4 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
17
|
17.6667
|
-0.66667
|
0.4444
|
0.66667
|
18
|
17.6667
|
0.33333
|
0.1111
|
0.66667
|
18
|
17.6667
|
0.33333
|
0.1111
|
0.66667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.033438788 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.033438788 %
K = 98.96656121%
Tabel 14. Ralat
Intensitas Radiasi Am-241 pada jarak 6 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
12
|
12.6667
|
-0.66667
|
0.4444
|
0.666666667
|
13
|
12.6667
|
0.33333
|
0.1111
|
0.666666667
|
13
|
12.6667
|
0.33333
|
0.1111
|
0.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.441375151 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.441375151 %
K = 98.55862485 %
Tabel 15. Ralat
Intensitas Radiasi Am-241 pada jarak 8 cm
I
|
I'
|
I – I '
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
7
|
8.3333
|
-1.3333
|
1.7778
|
2.6667
|
9
|
8.3333
|
0.6667
|
0.4444
|
2.6667
|
9
|
8.3333
|
0.6667
|
0.4444
|
2.6667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.365148372
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 4.38178046 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 4.38178046 %
K = 95.61821954%
Tabel 16. Ralat
Intensitas Radiasi Am-241 pada jarak 10 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
3
|
3.3333
|
-0.3333
|
0.1111
|
0.666666667
|
4
|
3.3333
|
0.66667
|
0.4444
|
0.666666667
|
3
|
3.3333
|
-0.3333
|
0.1111
|
0.666666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 0.182574186
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 5.477225575 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 5.477225575 %
K = 94.52277442%
Tabel 17. Ralat
Intensitas Radiasi Sr-90 pada jarak 2 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
2082
|
2071.67
|
10.333
|
106.778
|
160.6666667
|
2066
|
2071.67
|
-5.6667
|
32.1111
|
160.6666667
|
2067
|
2071.67
|
-4.6667
|
21.7778
|
160.6666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 2.834313556
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 0.136813205%
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 0.136813205%
K = 99.8631868%
Tabel 18. Ralat
Intensitas Radiasi Sr-90 pada jarak 4 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
657
|
669.333
|
-12.333
|
152.1111
|
648.6666667
|
690
|
669.333
|
20.667
|
427.1111
|
648.6666667
|
661
|
669.333
|
-8.3333
|
69.44444
|
648.6666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 5.69502707
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 0.850850658 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 0.850850658 %
K = 99.14914934%
Tabel 19. Ralat
Intensitas Radiasi Sr-90 pada jarak 6 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
351
|
346.67
|
4.3333
|
18.7778
|
292.667
|
356
|
346.67
|
9.3333
|
87.111
|
292.667
|
333
|
346.67
|
-13.667
|
186.778
|
292.667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 3.825354014
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.103467504 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.103467504
%
K = 98.8965325 %
Tabel 20. Ralat
Intensitas Radiasi Sr-90 pada jarak 8 cm
I
|
I'
|
I – I '
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
178
|
186.333
|
-8.333
|
69.444
|
128.6666667
|
187
|
186.333
|
0.6667
|
0.4444
|
128.6666667
|
194
|
186.333
|
7.6667
|
58.778
|
128.6666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 2.536401651
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.361217344 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.361217344%
K = 98.63878266%
Tabel 21. Ralat
Intensitas Radiasi Sr-90 pada jarak 10 cm
I
|
I'
|
I - I'
|
(I - I')2
|
∑(I - I')2
|
131
|
137.333
|
-6.333
|
40.111
|
144.6666667
|
147
|
137.333
|
9.6667
|
93.444
|
144.6666667
|
134
|
137.333
|
-3.3333
|
11.111
|
144.6666667
|
Ralat Mutlak
Δ =
Δ =
Δ = 2.689485701
Ralat Nisbi
I = x 100%
I = x 100%
I = 1.958363374 %
Keseksamaan
K = 100% - I
K = 100% - 1.958363374 %
K = 98.04163663%
Thks, sgt membantu percobaan praktikum saya :)
BalasHapusIzin Copas yah untuk referensi..
BalasHapus