JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer Abstrak- judul dari percobaan ini yakni deteksi radioaktif (geiger muller). Tujuan dari percobaan ini yakni mengenali berbagai tipe partikel neutron,proton, elektron,foton, meson dan anti partikel. Mengetahui cara kerja geiger muller, dan mengetahui jenis-jenis radiasi. Percobaan ini dilakukan dengan persipan alat dan bahan diantaranya alat geiger muller, penggaris , sumber radiasi Am-241, Co-60, Sr-90 , penutup plastik, aluminium, seng dengan 3 jenis yakni radiasi latar belakang, efek jarak terhadap radiasi, effek shielding terhadap radiasi.untuk percobaan pertama geiger muller digunakan untuk mengukur radiasi diruang pengukuran, perobaan kedua dengan variasi jarak (1-5 cm) diukur besar radiasi yang dihasilkan , pada percobaan ketiga diukur radiasi apabila ada variasi penutup(1-4 lapis). Dan dihasilkan dari percobaan tersebut yakni Kesimpulan dari percobaan deteksi radioaktif (geiger muller ) yakni tipe partikel neutron(netral), proton (+) keduanya penyusun inti, elektron (-) sering beremisi khusunya radiasi beta, foton (partikel bernergi namun tak bermassa) meson (partikel subatomik berperan gaya ikat inti). cara kerja geiger muller menggunakan prinsip ionisasi 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) Kata kunci – radiasi, geiger muller, radiasi sinar α,β,γ I. PENDAHULUAN Radiasi partikel merupakan hal yang umum pada dunia sains, baik radiasi sinar α,β dan γ. Banyak sekali digunakan dalam berbagai bidang diantaranya rekayasa genetika pada pada perlakuan sinar radiasi partikel tadi. Misal cara deteksi radioaktif sehingga dapat diterapkan teknologi yang digunakan untuk mengatasi manfaat maupun kekurangan dari adanya sinar radioaktif tersebut. Salah satunya dengan penggunaan alat Geiger muller untuk mendeteksi sinar radiasi tersebut. Pada dasarnya atom tersusun atas electron, neutron maupun proton.pada keadaan dialam missal pada unsur Radon ternyata bias meluruh menjadi unsur lain . hal ini dikarenakan tujuan dari peluruhan tersebut yakni untuk menuju pada kondisi stabil. Proses tersebut bias juga bias dianggap sebagai proses ionisasi partikel karena terjadi emisi partikel. Pada dasarnya sinar radiasi partiker memiliki karakteristik tersendiri diantaranya radiasi sinar alfa meiliki karakterisitik bermuatan positif, massa lebih besar dan energi ionisasi rendah dan tidak bisa menembus kulit. Radiasi sinar beta bersifat bermuatan negative, massa lebih kecil dari partakel alfa , bisa menembus kulit namun tidak untuk aluminium dan energi ionisai lebih besar daripada sinar alfa. Dan terakhir yakni sinar gamma bersifat tak bermuatan karena berupa gelombang elektromagnetik, tidak bermassa serta energi ionisasi paling besar bisa menembua kulit, aluminimu, beton. Deteksi Radioaktif (Geiger Aris Widodo, Muhammad Taufiqi, M. zainuri Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
Transcript
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Abstrak- judul dari percobaan iniyakni deteksi radioaktif (geiger muller).Tujuan dari percobaan ini yakni mengenaliberbagai tipe partikel neutron,proton,elektron,foton, meson dan anti partikel.Mengetahui cara kerja geiger muller, danmengetahui jenis-jenis radiasi. Percobaanini dilakukan dengan persipan alat danbahan diantaranya alat geiger muller,penggaris , sumber radiasi Am-241, Co-60,Sr-90 , penutup plastik, aluminium, sengdengan 3 jenis yakni radiasi latarbelakang, efek jarak terhadap radiasi,effek shielding terhadap radiasi.untukpercobaan pertama geiger muller digunakanuntuk mengukur radiasi diruang pengukuran,perobaan kedua dengan variasi jarak (1-5cm) diukur besar radiasi yang dihasilkan ,pada percobaan ketiga diukur radiasiapabila ada variasi penutup(1-4 lapis). Dandihasilkan dari percobaan tersebut yakniKesimpulan dari percobaan deteksiradioaktif (geiger muller ) yakni tipepartikel neutron(netral), proton (+)keduanya penyusun inti, elektron (-) seringberemisi khusunya radiasi beta, foton(partikel bernergi namun tak bermassa)meson (partikel subatomik berperan gayaikat inti). cara kerja geiger mullermenggunakan prinsip ionisasi gas dalamtabung geiger oleh sinar radiasi, jenisradiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90,Am-241) dan γ (Am-241,Co-60)
Kata kunci – radiasi, geiger muller,radiasi sinar α,β,γ
I. PENDAHULUAN
Radiasi partikel merupakan halyang umum pada dunia sains, baikradiasi sinar α,β dan γ. Banyaksekali digunakan dalam berbagai bidangdiantaranya rekayasa genetika pada
dunia pertanian agar mendapatkan bibitunggul.namun hal yang terpenting yaknipada perlakuan sinar radiasi partikeltadi. Misal cara deteksi radioaktifsehingga dapat diterapkan teknologiyang digunakan untuk mengatasi manfaatmaupun kekurangan dari adanya sinarradioaktif tersebut. Salah satunyadengan penggunaan alat Geiger mulleruntuk mendeteksi sinar radiasitersebut.
Pada dasarnya atom tersusun ataselectron, neutron maupun proton.padakeadaan dialam missal pada unsur Radonternyata bias meluruh menjadi unsurlain . hal ini dikarenakan tujuan daripeluruhan tersebut yakni untuk menujupada kondisi stabil. Proses tersebutbias juga bias dianggap sebagai prosesionisasi partikel karena terjadi emisipartikel.
Pada dasarnya sinar radiasipartiker memiliki karakteristiktersendiri diantaranya radiasi sinaralfa meiliki karakterisitik bermuatanpositif, massa lebih besar dan energiionisasi rendah dan tidak bisamenembus kulit. Radiasi sinar betabersifat bermuatan negative, massa
lebih kecil dari partakel alfa ,bisa menembus kulit namun tidak untukaluminium dan energi ionisai lebihbesar daripada sinar alfa. Danterakhir yakni sinar gamma bersifattak bermuatan karena berupa gelombangelektromagnetik, tidak bermassa sertaenergi ionisasi paling besar bisamenembua kulit, aluminimu, beton.
Deteksi Radioaktif (GeigerMuller)Aris Widodo, Muhammad Taufiqi, M. zainuri
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA InstitutTeknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Pada proses ini terjadi pulaproses defek massa yakni prosespenyusutan massa inti atom karenaadanya energy ikat inti yang didasarioleh adanya gaya ikat inti . ketikatidak ada gaya ikat inti maka proton-proton dan neutron-neutron akan tolakmenolak. Maka ketika terdapat gayaikat inti maka akan terjadipengekerutan atau penyusutan sehingaterdapat selih massa penyusun nucleondengan massa inti atom yang disebutdefek massa tadi. Dan ternyata bahwatak hanya proton,electron maupunneutron penyusun inti atom, terdapatpartikel yang disebut meson yaknisubatomic yang memiliki besar 2/3ukuran proton, berjari-jari 10-15m,massa hidup 10-8s. dan menurutprofessor hideki Yukawa bahwa mesonmerupakan subatomic yang bertanggungjawab atas gaya ikat inti antaraproton-proton maupun neutron-neutron.Pada percobaan deteksi radioaktif(Geiger muller ) ini akan didapatjumlah partikel yang terdeteksi olehalat Geiger muller dari sinar α,β danγ yang nantinya digunakan untukmengetahui intensitas sinar radiasitersebut, serta mengetahui bahan yangmeiliki keuatan untuk ditembus sinarradiasi, dan daya tembus dari sinarradiasi tersebut.
II. METODE
Jenis praktikum deteksi radioaktif(Geiger muller ) ini yakni kauntitatif. hal ini dikarenakan output data yangdihasilkan berupa jumlah partikel yangditangkap oleh alat Geiger muller .yang diukur dalam percobaan ini yakniintensitas radiasi dari sinar radiasialfa,beta dan gamma namun intensitasini dinyatak dengan daya tembus sinarradiasi tersebut yang dapat diketahuidari data jumlah partikel yang didapatpada tiap waktunya.
Untuk percobaan ini dilakukandenganm cara yakni disiapkan alat danbahan diantaranya alat Geiger muller,sumber radiasi (Co-60, Am-241, Sr-90).penggaris, plat plastik,aluminium,seng sebanyak 4 buah. Dan penopang.Lalu alat dirangkai seperti gambarberikut.
. 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.
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
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 watu sebagai berikut.
Pada percobaan 1 dengan metoderalat maka di hasilkan jumlah Npartikel yang tertangkap yakni sebesarN= 3,4 ± 0,5 count/10s. Adanya ralattersebut menunjukkan bahwa akurasipengukuran dipengaruhi oleh faktor –faktor perubah besar radiasi. Hal inidikarenakan pada saat praktikumterdapat benda yang memancarkanradiasi yang terdeteksi diantaranyalampu, handphone. Jenis radiasi lampuyakni gelombang UV dan jenis radiasiHP yakni gelombang micro, sehinggagelombang itu akan masuk ke detektorgeiger muller dan mengionisai gas didalmnya sehingga akan terdeteksiradiasi pada ruangan tersebut.
Untuk percobaan yang kedua yakniefek jarak dihasilkan berbagai plotgrafik sesuai variasi sumber radiasiyakni dihasilkan sebagai berikut.
Gambar 2. Grafik sumber radiasi Co-60 pengaruhjarak
Sr-90
jumlah lapispenutup
N partikel(count/10s)
Plastik
Aluminium
seng
0 1954 1974196
91 891 682 382 331 146 53 79 24 44 7 4 4
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Gambar 3. Grafik sumber radiasi Sr-60 pengaruhjarak
Gambar 4. Grafik sumber radiasi Am-241 pengaruhjarak
Dari ketiga grafik tersebutsecara garis besar menghasilkan suatukejadian yang sama yakni semakin besarjarak antara detektor dengan sumberradiasi maka jumlah partikel yangtertangkap semakin kecil hal ini bisadi analogikan sebagai lampu senter,ketika di senterkan dengan tembok yangdekat maka tingkat fokusnya tinggilingkaran cahanya kecil , tetapiketika dijauhkan maka lingkarancahanya semakin besar artinya sumberradiasi ketika jaraknya dekat makaradiasi yang di pancarkan akan fokusdi alirkan ke tabung, namu ketika dijauhkan maka banyak sinar radiasi yangtak tertangkap sehingga nilainyasemakin kecil. Serta dari ketigasumber radiasi penurunan nilai radiasitertangkap tidak membentuk fungsikuadrat x berpangkat -2 seperti padaumumnya nilai penurunan radiasi halini di karenakan nilai penurunannyatidak stabil sehingga dapat di analisabahwa terdapat faktor yang menyebabkanketidak stabilan tersebut di antaranyahadapan radiant dengan tabung detektortidak sehadapan secara lurus sehinggabanyak yang tidak tertangkap secaramaksimal sehinnga penurunan kadangterlonjak sangat besar kadang sangat
kecil. Sehingga hal tersebut yangmempengaruhi.
Untuk percobaan ketigadihasilkan plot grafik pengaruh efekshielding sebagai berikut.
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 tersebutdapat di ketahui bahwa bahan penutupyang mudah ditembus yakni plastiknamun yang sulit ditembus yakni seng,hal ini dikarenakan bahwa plastikhanya bisa menghentikan radiasi
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
partikel yang bermassa besar sehinggaketika partikel radiasi tidakberkarakteristik tersebut maka denganmudah melewati bidang tersebut, namunpada seng yang merupakan materiallogam maka bila radiasi berupapancaran elektron maka akan mudah dihalangi oleh seng sehingga seng sangatsulit ditembus.
Gambar 8. daya tembus sumber radiasi denganpenutup plastik
Gambar 9. daya tembus sumber radiasi denganpenutup Aluminium
gambar 10. daya tembus sumber radiasi denganpenutup seng
Dari penutup plastik dayatembus terkuat pada sumber radiasi Sr-90 dan yang terlemah yakni Co-60, padapenutup aluminium daya tembus terkuatpada sumber radiasi Sr-90 dan yangterlemah pada sumber radiasi Co-60,
JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
namun pada penutup seng daya tembustertinggi justru Co-60 dan yangterlemah justru Am-241, hal inidikarenakan dari analisa data bahwajumlah partikel yang banyak diionisasi oleh Sr-90 lebih banyaksehingga dapat disimpulkan bahwa dayatembusnya lebih besar dan secarakarakteristik bahwa Sr-90 merupakanjenis radiasi β namun perwaktunyaemisinya sangat banyak partikel yangdilontarkan sehingga bnyak yang lolosbaik pada plastik maupun seng, namundisisi lain Co-60 lontaran emisipartikel perwaktunya sangat kecilsehingga karena input emisi sebelummenembus penutup kecil maka yang lolosdi tembus maka kecil juga, namun padaseng hal itu berbalik maka daptdisimpulkan karena seng bersifat tidakmeloloskan elektron maka dengankecepetan penembakan tiap waktunyasemakin besar maka banyak yang tidaklolos karena dianalogikan sengmerupakan filter untuk perwaktunyahanya bisa meloloskan partikel sekiansehingga walaupun tinggi maka yangdiloloskan kecil maka hasilinyaberbalik demikian.
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaandeteksi radioaktif (geiger muller )yakni tipe partikel neutron(netral),proton (+) keduanya penyusun inti,elektron (-) sering beremisi khusunyaradiasi beta, foton (partikel bernerginamun tak bermassa) meson (partikelsubatomik berperan gaya ikat inti).cara kerja geiger muller menggunakanprinsip ionisasi gas dalam tabunggeiger oleh sinar radiasi, jenisradiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90, Am-241) dan γ (Am-241,Co-60)
Modern untuk percobaan deteksiradioaktfif (geiger muller) muhammadtaufiqi yang telah bersedia membantubaik pada saat sebelum,sedang dansetelah dilaksanakannya percobaan.Penulis juga mengucapkan terima kasihkepada rekan satu kelompok atas kerjasamanya 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:Freemancompany,2008.
