Deteksi Radioaktif (Geiger Muller)

JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer

Abstrak- judul dari percobaan ini yakni deteksiradioaktif (geiger muller). Tujuan dari percobaan ini yaknimengenali berbagai tipe partikel neutron,proton,elektron,foton, meson dan anti partikel. Mengetahui carakerja geiger muller, dan mengetahui jenis-jenis radiasi.Percobaan ini dilakukan dengan persipan alat dan bahandiantaranya alat geiger muller, penggaris , sumber radiasiAm-241, Co-60, Sr-90 , penutup plastik, aluminium, sengdengan 3 jenis yakni radiasi latar belakang, efek jarakterhadap radiasi, effek shielding terhadap radiasi.untukpercobaan pertama geiger muller digunakan untukmengukur radiasi diruang pengukuran, perobaan keduadengan variasi jarak (1-5 cm) diukur besar radiasi yangdihasilkan , pada percobaan ketiga diukur radiasi apabilaada variasi penutup(1-4 lapis). Dan dihasilkan daripercobaan tersebut yakni Kesimpulan dari percobaandeteksi radioaktif (geiger muller ) yakni tipe partikelneutron(netral), proton (+) keduanya penyusun inti,elektron (-) sering beremisi khusunya radiasi beta, foton(partikel bernergi namun tak bermassa) meson (partikelsubatomik berperan gaya ikat inti). cara kerja geiger mullermenggunakan prinsip ionisasi gas dalam tabung geiger olehsinar radiasi, jenis radiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90,Am-241) dan γ (Am-241,Co-60)

Kata kunci – radiasi, geiger muller, radiasi sinarα,β,γ

I. PENDAHULUAN

Radiasi partikel merupakan hal yang umum padadunia sains, baik radiasi sinar α,β dan γ. Banyak sekalidigunakan dalam berbagai bidang diantaranya rekayasagenetika pada dunia pertanian agar mendapatkan bibitunggul.namun hal yang terpenting yakni pada perlakuansinar radiasi partikel tadi. Misal cara deteksi radioaktifsehingga dapat diterapkan teknologi yang digunakanuntuk mengatasi manfaat maupun kekurangan dariadanya sinar radioaktif tersebut. Salah satunya denganpenggunaan alat Geiger muller untuk mendeteksi sinarradiasi tersebut.

Pada dasarnya atom tersusun atas electron,neutron maupun proton.pada keadaan dialam missal padaunsur Radon ternyata bias meluruh menjadi unsur lain .hal ini dikarenakan tujuan dari peluruhan tersebut yakniuntuk menuju pada kondisi stabil. Proses tersebut biasjuga bias dianggap sebagai proses ionisasi partikel karenaterjadi emisi partikel.

Pada dasarnya sinar radiasi partiker memilikikarakteristik tersendiri diantaranya radiasi sinar alfameiliki karakterisitik bermuatan positif, massa lebih besardan energi ionisasi rendah dan tidak bisa menembus kulit.Radiasi sinar beta bersifat bermuatan negative, massa

lebih kecil dari partakel alfa , bisa menembuskulit namun tidak untuk aluminium dan energi ionisailebih besar daripada sinar alfa. Dan terakhir yakni sinargamma bersifat tak bermuatan karena berupa gelombangelektromagnetik, tidak bermassa serta energi ionisasipaling besar bisa menembua kulit, aluminimu, beton.

Pada proses ini terjadi pula proses defek massayakni proses penyusutan massa inti atom karena adanyaenergy ikat inti yang didasari oleh adanya gaya ikat inti .ketika tidak ada gaya ikat inti maka proton-proton danneutron-neutron akan tolak menolak. Maka ketikaterdapat gaya ikat inti maka akan terjadi pengekerutanatau penyusutan sehinga terdapat selih massa penyusunnucleon dengan massa inti atom yang disebut defekmassa tadi. Dan ternyata bahwa tak hanya proton,electronmaupun neutron penyusun inti atom, terdapat partikelyang disebut meson yakni subatomic yang memiliki besar2/3 ukuran proton, berjari-jari 10-15m, massa hidup 10-8s.dan menurut professor hideki Yukawa bahwa mesonmerupakan subatomic yang bertanggung jawab atas gayaikat inti antara proton-proton maupun neutron-neutron.Pada percobaan deteksi radioaktif (Geiger muller ) iniakan didapat jumlah partikel yang terdeteksi oleh alatGeiger muller dari sinar α,β dan γ yang nantinyadigunakan untuk mengetahui intensitas sinar radiasitersebut, serta mengetahui bahan yang meiliki keuatanuntuk ditembus sinar radiasi, dan daya tembus dari sinarradiasi tersebut.

II. METODE

Jenis praktikum deteksi radioaktif (Geiger muller ) iniyakni kauntitatif . hal ini dikarenakan output data yangdihasilkan berupa jumlah partikel yang ditangkap olehalat Geiger muller . yang diukur dalam percobaan iniyakni intensitas radiasi dari sinar radiasi alfa,beta dangamma namun intensitas ini dinyatak dengan dayatembus sinar radiasi tersebut yang dapat diketahui daridata jumlah partikel yang didapat pada tiap waktunya.

Untuk percobaan ini dilakukan denganm cara yaknidisiapkan alat dan bahan diantaranya alat Geiger muller,sumber radiasi (Co-60, Am-241, Sr-90).penggaris, platplastik,aluminium, seng sebanyak 4 buah. Dan penopang.Lalu alat dirangkai seperti gambar berikut.

Deteksi Radioaktif (Geiger Muller)Aris Widodo, Muhammad Taufiqi, M. zainuri

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh NopemberJl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: [email protected]


. Gambar 1. Rangkaian alat

Dan percobaan ini terbagi menjadi 3 macam

yakni percobaan pertama radiasi latar belakang, kedua

pengaruh jarak terhadap intensitas radiasi , ketiga yakni

pengaruh efek shielding terhadap intensitas radiasi. Untuk

percobaan yang pertama, yakni radiasi latar belakang

dilakukan dengan cara alat Geiger muller di nyalakan lalu

lalu tabung penangkap radiasi di arahkan kearah bebas ,

di upayakan pengamat yang berada di depan detector

tidak bergerak dan barang-barang bersifat radiasi di

jauhkan, di catat jumlah partikel yang tertangkap ,

percobaan di lakukan 5 kali pengulangan.

Dan untuk percobaan kedua dilakukan dengan

cara alat Geiger muller di rangkai lalu di tempat sumber

radiasi missal Co-60 di penjepit, lalu di arahkan tabung

penangkap radiasi ke sumber radiasi, di atur jarak

keduanya yakni 1,2,3,4,5 cm , lalu di ukur besarnya

jumlah partikel yang tertangkap oleh alat, percobaan

untuk sumber radiasi Am-241, Sr-90.

Dan untuk percobaan ketiga, dilakukan dengan

cara alat Geiger muller dirangkai, lalu sumber radiasi C0-

60 di jepit dan dihadapkan dengan tabung detector, di atur

jarak keduanya 2 cm, lalu di depat tabung detektor di

variasi jumlah plat penutup yakni 1,2,3,4 dengan variasi

bahan plastik ,seng dan aluminium. Lalu dicatat jumlah

partikel yang tertangkap oleh alat pada setiap variasi

jumlah penutup dan variasi bahan penutup. Percobaan

diulangi untuk sumber radiasi Am-241, Sr-90.

Untuk validasi data , percobaan 1 diulang 5 kali,

percobaan kedua divariasi jarak, percobaan ketiga

divariasi jumlah penutup dan variasi penutup.

Untuk pengolahan data dilakukan dengan cara

untuk percobaan pertama di hitung nilai radiasi

pengukuran rata-rata dengan teknik ralat mutlak maka

akan di hasilkan N=…..± ∆ count/10s. untuk percobaan

kedua dan ketiga dengan membuat plot. Pada percobaan

kedua di plot pada sumbu y = N partikel, x =variasi jarak

lalu di regresi kuadrat sehingga di hasilkan fungsi

kuadratik pada setiap data yang dihasilkan. Untuk

percobaan tiga membuat 2 jenis plot yakni di pertama

berdasarkan jenis bahan penutup dengan sumbu y= N

partake, x = lapis penutup, untuk grafik kedua yakni daya

tembus sinar radiasi yakni perbandingan daya tembus

untuk jenis bahan penutpu yang sama dengan model plot

sama pada jenis grafik pertama.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari percobaan di atas dihasilkan data watusebagai berikut.

Tabel 1. Data percobaan radiasi latar belakang

waktu (t) Pengulanganke

N partikel(count/10s)

10 1 310 2 510 3 310 4 210 5 4

Tabel 2. Data percobaan efek jarak

jarak (cm)jumlah partikel (count/10s)

Co-60 Sr-90 Am-2411 35 3316 1322 12 1822 303 4 1052 264 4 659 105 3 440 8

Tabel 3. Efek shielding sumber radiasi Co-60

Co-60

jumlah lapis penutup N partikel (count/10s)Plastik Aluminium seng

0 16 15 111 14 13 102 14 11 93 11 8 84 11 8 7


Tabel 4. Efek shielding sumber radiasi Sr-90

Tabel 3. Efek shielding sumber radiasi Am-241

Am-241


0 30 32 281 28 19 112 24 19 63 22 16 34 22 12 3

Pada percobaan 1 dengan metode ralat maka dihasilkan jumlah N partikel yang tertangkap yakni sebesarN= 3,4 ± 0,5 count/10s. Adanya ralat tersebutmenunjukkan bahwa akurasi pengukuran dipengaruhioleh faktor –faktor perubah besar radiasi. Hal inidikarenakan pada saat praktikum terdapat benda yangmemancarkan radiasi yang terdeteksi diantaranya lampu,handphone. Jenis radiasi lampu yakni gelombang UV danjenis radiasi HP yakni gelombang micro, sehinggagelombang itu akan masuk ke detektor geiger muller danmengionisai gas di dalmnya sehingga akan terdeteksiradiasi pada ruangan tersebut.

Untuk percobaan yang kedua yakni efek jarakdihasilkan berbagai plot grafik sesuai variasi sumberradiasi yakni dihasilkan sebagai berikut.

Gambar 2. Grafik sumber radiasi Co-60 pengaruh jarak

Gambar 3. Grafik sumber radiasi Sr-60 pengaruh jarak

Gambar 4. Grafik sumber radiasi Am-241 pengaruh jarak

Dari ketiga grafik tersebut secara garis besarmenghasilkan suatu kejadian yang sama yakni semakinbesar jarak antara detektor dengan sumber radiasi makajumlah partikel yang tertangkap semakin kecil hal ini bisadi analogikan sebagai lampu senter, ketika di senterkandengan tembok yang dekat maka tingkat fokusnya tinggilingkaran cahanya kecil , tetapi ketika dijauhkan makalingkaran cahanya semakin besar artinya sumber radiasiketika jaraknya dekat maka radiasi yang di pancarkanakan fokus di alirkan ke tabung, namu ketika di jauhkanmaka banyak sinar radiasi yang tak tertangkap sehingganilainya semakin kecil. Serta dari ketiga sumber radiasipenurunan nilai radiasi tertangkap tidak membentukfungsi kuadrat x berpangkat -2 seperti pada umumnyanilai penurunan radiasi hal ini di karenakan nilaipenurunannya tidak stabil sehingga dapat di analisabahwa terdapat faktor yang menyebabkan ketidak stabilantersebut di antaranya hadapan radiant dengan tabungdetektor tidak sehadapan secara lurus sehingga banyakyang tidak tertangkap secara maksimal sehinngapenurunan kadang terlonjak sangat besar kadang sangatkecil. Sehingga hal tersebut yang mempengaruhi.

Untuk percobaan ketiga dihasilkan plot grafikpengaruh efek shielding sebagai berikut.

Sr-90


0 1954 1974 19691 891 682 382 331 146 53 79 24 44 7 4 4


Gambar 5. Grafik efek shielding pada Co-60

Gambar 6. Grafik efek shielding pada Sr-60

Gambar 7. Grafik efek shielding pada Am-241

dari ketiga grafik tersebut dapat di ketahuibahwa bahan penutup yang mudah ditembus yakni plastiknamun yang sulit ditembus yakni seng, hal inidikarenakan bahwa plastik hanya bisa menghentikanradiasi partikel yang bermassa besar sehingga ketikapartikel radiasi tidak berkarakteristik tersebut makadengan mudah melewati bidang tersebut, namun padaseng yang merupakan material logam maka bila radiasiberupa pancaran elektron maka akan mudah di halangioleh seng sehingga seng sangat sulit ditembus.

Gambar 8. daya tembus sumber radiasi dengan penutup plastik

Gambar 9. daya tembus sumber radiasi dengan penutup Aluminium


gambar 10. daya tembus sumber radiasi dengan penutup seng

Dari penutup plastik daya tembus terkuat padasumber radiasi Sr-90 dan yang terlemah yakni Co-60,pada penutup aluminium daya tembus terkuat padasumber radiasi Sr-90 dan yang terlemah pada sumberradiasi Co-60, namun pada penutup seng daya tembustertinggi justru Co-60 dan yang terlemah justru Am-241,hal ini dikarenakan dari analisa data bahwa jumlahpartikel yang banyak di ionisasi oleh Sr-90 lebih banyaksehingga dapat disimpulkan bahwa daya tembusnya lebihbesar dan secara karakteristik bahwa Sr-90 merupakanjenis radiasi β namun perwaktunya emisinya sangatbanyak partikel yang dilontarkan sehingga bnyak yanglolos baik pada plastik maupun seng, namun disisi lainCo-60 lontaran emisi partikel perwaktunya sangat kecilsehingga karena input emisi sebelum menembus penutupkecil maka yang lolos di tembus maka kecil juga, namunpada seng hal itu berbalik maka dapt disimpulkan karenaseng bersifat tidak meloloskan elektron maka dengankecepetan penembakan tiap waktunya semakin besarmaka banyak yang tidak lolos karena dianalogikan sengmerupakan filter untuk perwaktunya hanya bisameloloskan partikel sekian sehingga walaupun tinggimaka yang diloloskan kecil maka hasilinya berbalikdemikian.

IV. KESIMPULAN

Kesimpulan dari percobaan deteksi radioaktif(geiger muller ) yakni tipe partikel neutron(netral), proton(+) keduanya penyusun inti, elektron (-) sering beremisikhusunya radiasi beta, foton (partikel bernergi namun takbermassa) meson (partikel subatomik berperan gaya ikatinti). cara kerja geiger muller menggunakan prinsipionisasi gas dalam tabung geiger oleh sinar radiasi, jenis

radiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90, Am-241) dan γ(Am-241,Co-60)

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada asistenlaboratorium Fisika Modern untuk percobaan deteksiradioaktfif (geiger muller) muhammad taufiqi yang telahbersedia membantu baik pada saat sebelum,sedang dansetelah dilaksanakannya percobaan. Penulis jugamengucapkan terima kasih kepada rekan satu kelompokatas kerja samanya dalam melaksanakan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA[1] Halliday,Fundamental of physics.Jefferon city:John

willey,Inc,2011.[2] Serway, Modern Physics.USA:Brooks cole,2005.[3] Tipler,physics for scientist and engineer with modern physics

,.new York:Freeman company,2008.

Documents

Deteksi Radioaktif (Geiger Muller)