Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Laporan Praktikum Efisiensi dan Tegangan Kerja Detektor Geiger Muller

Efisiensi dan Tegangan Kerja Detektor Geiger Muller

I. Pendahuluan
Radioaktif yang diradiasikan oleh suatu bahan atau isotop radioaktif tidak dapat dideteksi oleh indra manusia. Karena radioaktif tidak dapat dilihat, dirasakan, dan tidak berbau. Sehingga untuk dapat mengetahui suatu bahan apakah memancarkan radiasi berbahaya atau tidak adalah menggunakan suatu detektor. Salah satu detektor yang banyak digunakan adalah detektor Geiger Muller (Arya, 2007).
Efisiensi dan tegangan kerja pada suatu detektor sangat penting untuk diketahui. Dengan mengetahui berapa tingkat efisiensi detektor pada jarak tertentu dan berapa daya serap detektor tersebut, maka kita dapat menggunakan detektor secara optimal untuk mendeteksi pancaran radioaktif suatu bahan (Ptruzella, 2002).
Dengan adanya batasan masalah tersebut, maka menjadi hal yang melatar belakangi percobaan ini. Maka dari itu, penulis melakukan percobaan menghitung efisiensi dan tegangan kerja detektor Geiger Muller.

II. Tujuan
   1.1  Menentukan tingkat efisiensi dari suatu detektor Geiger Muller
   1.2  Mengukur tegangan kerja detektor Geiger Muller

III.  Dasar Teori
      Detektor Geiger Muller
         Detektor Geiger Muller sering disebut sebagai pencacah Geiger-Muller, yaitu sebuah alat untuk mengukur besarnya radiasi yang dipancarkan oleh suatu bahan. Detektor ini dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi sinar alpha dan beta. Geiger Muller dapat bekerja karena di dalamnya terdapat sensor yaitu sebuah tabug Geiger-Muller. Tabung ini berisi gas dan biasanya yang digunakan adalah gas Argon (Knall, 1979). 

      Bagian-bagian detektor Geiger Muller

- Katoda = yaitu dinding tabung logam yang merupakan elektroda negatif. Jika tabung terbuat dari gelas, maka dinding tabung harus dilapisi logam tipis. 
- Anoda = kawat tipis atau wolfram yang terbentang ditengah-tengah tabung. Anoda sebagai elektroda positif. 
- Isi tabung = gas bertekanan rendah, biasanya gas beratom tunggal di campur gas poliatom (biasanya banyak digunakan adalah Argon dan Helium) (Reynaldo, 20001)

Prinsip kerja detektor Geiger-Muller
  Apabila zarah radiasi masuk ke dalam tabung, maka radiasi akan mengionisasi gas isian. Banyaknya pasangan elektron-ion yang terjadi pada detektor Geiger-Muller tidak sebanding dengan tenaga zarah radiasi yang datang. Hasil ionisasi ini disebut elektron primer. Karena antara anoda dan katoda diberikan beda tegangan maka akan timbul medan listrik pada keduanya. Ion positif bergerak ke arah dinding katoda, sedangkan elektron (ion negatif) bergerak ke anoda. Dengan tenaga yang relatif tinggi maka elektron mampu mengionisasi atom-atom sekitarnya, sehingga menimbulkan pasangan elektron-ion sekunder. Pasangan elektron-ion sekunder masih menimbulkan elektron-ion tersier dan seterusnya. Sehingga akan terjadi lucutan yang terus-menerus (Priyantoro, 1999). 

Efisiensi detektor Geiger-Muller
  Efisiensi adalah suatu parameter yang penting, karena menunjukkan pencacah (cacahan) terhadap radiasi yang diterima detektor. Setiap radiasi yang mengenai detektor akan diubah menjadi pulsa listrik dan akan di catat sebagai sebuah cacahan. Pola hal itu terjadi maka sistem pencacah mempunyai efisiensi 100 %. Efisiensi sistem pencacah sangat ditentukan oleh efisiensi detektor yang mempunyai nilai berbeda-beda di setiap jenisnya. Sebagai contoh detektor sentilasi dapat mempunyai efisiensi 50% untuk radiasi sinar gamma, sedangkan detektor isian gas hanya 5 %. Persamaan efisiensi ditunjukkan sebagai berikut (Nicholas, 1983) :
Efisiensi =  (Jumlah Cacahan /Intensitas Radiasi)  x100% 

IV. Metodologi Percobaan

   4.1 Alat dan Bahan
1.      Counter (1 buah) ,sebagai pengubah pulsa listrik
2.      Ba-133 (1 buah), sebagai sumber radioaktif
3.      Stopwatch (1 buah), sebagai penghitung waktu pencacahan
4.      Detektor Geiger-Muller (1 buah), mengubah radiasi menjadi pulsa listrik

   4.2 Gambar Alat dan Bahan

          -

   4.3 Langkah Kerja
         1. Penentuan daerah tegangan kerja detektor Geiger Muller
Gambar.1. Langkah kerja penentuan daerah tegangan kerja detektor Geiger Muller

         2. Penentuan nilai efisiensi detektor Geiger-Muller
Gambar.2. Langkah kerja penentuan nilai efisiensi pada detektor Geiger Muller

4.4. Metode grafik


V. Data Percobaan
 5.1. Penentuan tegangan kerja

5.2. Percobaan efisiensi 


VI. Analisa Data

      Detektor Geiger-Muller mempunyai prinsip yaitu memanfaatkan proses ionisasi sekunder yang berasal dari ionisasi primer akibat interaksi zarah dengan medium gas isian detektor. Radiasi  yang dihasilkan oleh suatu sumber (dalam percobaan ini Ba-133) ditangkap oleh detektor radiasi tersebut bersifat acak atau menyebar, lalu setelah ditangkap radiasi mengionisasi gas isian yang terdapat dalam detektor yaitu Argon. Setelah diberi beda potensial tertentu didalam beda potensial antara anoda dan katoda menyebabkan terjadinya medan listrik yaitu berupa arus. Hal inilah terjadinya proses pesangan ion-elektron yang dapat mengionisasi gas. Pada prinsipnya, elektron mengalir dari katoda menuju anoda, sedangkan muatan positif mengalir menuju katoda. Anoda ditunjukkan pada kawat filamen, dan katoda ditunjukkan pada selubung detektor Muller. Intensitas radiasi dari sumber radioaktif besarnya sebanding dengan pulsa listrik yang dikeluarkan karena pengumpulan eketron dalam anoda. Tegangan yang diberikan haruslah bertegangan tinggi, dalam percobaan ini digunakan tegangan sebesar 140-500 Volt. Hal ini dikarenakan tegangan rendah kurang memunculkan medan listrik yang dapat membantu proses ionisasi serta sifat dari gas mulia yang ion-ionnya kembali kebentuk asli.
      Pada percobaan pertama yaitu menentukan tegangan kerja detektor dengan mengambil jumlah cacahan (Imp) sebagai sumbu y (variabel terikat) dan tegangan (V) sebagai sumbu x (variabel bebas). Berikut adalah grafiknya :

Grafik.1. Hubungan Tegangan sebagai fungsi jumlah cacahan
      Daerah plateu pada grafik berada antara B dan C. panjang daerahnya adalah 400-496 volt. Untuk mendapatkan detektor Geiger-Muller yang baik harus mempunyai daerah Plateu yang panjang dan slopenya kecil. Dalam percobaan ini besarnya slope adalah -0.0119 . sehingga dapat dianggap bahwa detektor Geiger-Muller pada percobaan ini masih dalam keadaan baik . 
      Menentukan besarnya efisiensi detektor Geiger-Muller adalah percobaan yang kedua. Percobaan ini dilakukan dengan pencacahan latar dan pencacahan pada sumber Cs-137, dengan menggunakan tegangan sebesar 450 V dan waktu selama 60 detik. Pada cacah latar diperoleh 22 Imp, variasi jarak pada pecacahan sumber Cs-137 adalah (8,9,10,11,12) cm. pengulangan dilakukan 2x pada setiap jarak. Diperoleh cacahan rata-rata pada setiap jarak adalah (223.5 ; 175 ;151 ; 140, dan 129) Imp. Dari data dapat disimpulakn bahwa semakin lebar jarak yang digunakan, maka cacahannya akan semakin kecil. Hal ini di karenakan dosis radiasi dan tegangan yang diterima semakin kecil. Dengan hal itu, maka efisiensi detektor perlu diperhitungkan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung efisiensi adalah
At adalah aktifitas dari sumber Cs-137 yaitu 106*10^3 Bq. An adalah cacah bacaan dikurangi cacah latar per satuan waktu. Dengan menggunakan persamaan tersebut dapat ditentukan efisiensi setiap jarak yaitu (1.57; 1.13; 0.91; 0.78; 0.69)*10^-3 %. Literatur yang didapatkan, efisiensi detektor Geiger-Muller adalah 99% untuk radiasi beta dan 1% untuk radiasi alpha. Sehingga dapat disimpulkan bahwa detektor Muller pada percobaan ini, radiasi yang dideteksi adalah sinar alpha. 

VII. Kesimpulan
    1. Nilai efisiensi pada detektor Geiger-Muller adalah :
    2. Tegangan kerja detektor Geiger-Muller adalah 400 sampai 496 Volt

VIII. Daftar Pustaka
  Arya, W. 2007. Teknologi Nuklir, Proteksi Radiasi dan Aplikasinya. Yogyakarta : Andi Publisher

  Knall, G. 1997. Radiation Detector and Measurement. New York : John Willey

  Nicholas, T. 1983. Measurement and Detection of Radiation. New York : University of 
              Missouri Rolle

  Petruzella, F. 2002. Elektronik Industri. Yogyakarta : Andi Publisher

  Priyantoro, D. 1999. Petunjuk Praktikum Alat Deteksi dan Pengukuran Radiasi 
               Penahan Radiasi Nuklir. Bandung : STTN

  Reynaldo, M. 2001. Radioaktivitas. Bandung : FMIPA ITB

Halaman Pengesahan


IX. Lampiran


Posting Komentar untuk "Laporan Praktikum Efisiensi dan Tegangan Kerja Detektor Geiger Muller"