LAPORAN RESMIPRAKTIKUM FISIKA MEDIS
PERCOBAAN 8Multi Channel Analyzer
MUHAMMAD ABDUL MANAF081311733064KELOMPOK VIII
PRODI TEKNOBIOMEDIK – DEPARTEMEN FISIKAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA2014
Multi Channel AnalyzerPercobaan 8
A. TUJUANMenentukan intensitas dan karakteristik energiradiasi yang tercacah oleh detektor sertamempelajari spektrum energi dengan MCA (Multi ChannelAnalyzer).
B. DASAR TEORISumber radioaktif meluruh memancarkan partikel
alpha, betha, atau gamma secara acak. Partikel yangdipancarkan mempunyai energi tertentu. Energiradiasi ini sangat erat hubungannya dengan pemakaiansumber radioaktif tersebut sebagai sumber radiasipada pemakaian bahan radiasi di bidang radiologiuntuk pengobatan alternatif pada manusia. Padaumumnya, dosis ditentukan oleh besarnya intensitasradiasi, sedangkan daya tembus partikel terhadapjaringan pada tubuh manusia ditentukan oleh energiradiasinya.
Untuk menentukan energi radiasi suatu sumberradioaktif digunakan alat spektrometer yang dapatmemberikan informasi spektrum energi sumbertersebut. Untuk menampilkan spektrum tersebutdibutuhkan perangkat penganalisa saluran ganda (multichannel analyzer, MCA), sehingga pada layar penganalisaitu dapat ditampilkan spektrum radiasi gamma yangditangkap detektor. Nomor saluran pada MCA sebandingdengan energi radiasi gamma yang tertangkap olehdetektor. Semakin besar energi radiasi gamma,
semakin besar pula nomor salur tempat munculnyaspektrum radiasi tersebut, demikian pula sebaliknya.
Pada layar MCA akan ditampilkan spektrum radiasigamma yang muncul pada beberapa nomor salur yangberlainan. Data tampilan spektrum tersebut dapatdipakai untuk menganalisa unsur-unsur yangterkandung dalam sampel teraktivasi baik secarakualitatif maupun kuantitatif. Setiap unsurradioaktif memancarkan radiasi dengan energi yangberbeda-beda. Oleh sebab itu, analisa kualitatifdapat dilakukan dengan cara menentukan letak (nomorsalur) munculnya spektrum radiasi gamma. Darianalisa ini dapat diketahui jenis-jenis unsur yangterdapat di dalam sampel. Analisa kuantitatiffilakukan melalui pengukuran tinggi atau luas kurvaspektrum radiasi gamma tersebut. Dari analisa inidapat ditentukan jumlah unsur-unsur yang terdapat didalam sampel. Dari analisa kualitatif maupunkuantitatif mampu memberikan hasil pengukuran yangsangat teliti.
Sinar gamma adalah radiasi gelombangelektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangatpendek (dalam orde Angstrom) yang dipancarkan olehinti atom yang tidak stabil yang bersifatradioaktif.
Detektor yang umum digunakan dalam spektroskopigamma adalah detektor sintilasi NaI (Tl). Detektorini terbuat dari bahan yang dapat memancarkankilatan cahaya apabila berinteraksi dengan sinargamma. Sebagaimana detektor yang lain, detektorsintilasi juga membutuhkan sumber tegangan tinggi(HV). Penentuan tegangan kerja detektor sintilasiadalah dengan cara mencari perbandingan cacahansumber terhadap cacahan latar belakang yang terbaik
Apabila sinar gamma mengenai detektor NaI(Tl)maka akan terjadi tiga efek, yaitu efek fotolistrik,efek compton dan bentukan pasangan. Efek fotolistrikterjadi apabila ada sinar gamma yang mengenaielektron d kulit K dari sebuah atom maka elektrontersebut akan kosong sehingga akan diisi olehelektron dari kulit yang lain, transisi ini yangmenyebabkan terjadinya efek fotolistrik.
Sinar gamma yang masuk ke dalam detektorberinteraksi dengan atom-atom bahan sintilatormenurut efek fotolistrik, hamburan Compton danpasangan produksi, yang akan menghasilkan kilatancahaya dalam sintilator. Keluaran cahaya yangdihasilkan oleh kristal sintilasi sebanding denganenergi sinar gamma. Kilatan cahaya oleh pipa cahayadan pembelok cahaya ditransmisikan ke fotokatodadari photomultiplier tube (PMT) kemudian digandakansebanyak-banyaknya oleh bagian pengganda elektronpada PMT. Arus elektron yang dihasilkan membentukpulsa tegangan pada input penguat awal (preamplifier).Pulsa ini setelah melewati alat pemisah danpembentuk pulsa dihitung dan dianalisis olehMulichannel Analyzer (MCA) dengan tinggi pulsa sebandingdengan energi gamma.
Sosok yang paling sering digunakan untukmengekspresikan resolusi detektor dalam sistemspektroskopi gamma (MCA) adalah lebar penuh padasetengah maksimum (FWHM). Ini adalah lebar puncaksinar gamma pada setengah dari titik tertinggi padadistribusi puncak. Angka resolusi yang diberikandengan mengacu pada energi gamma sinar tertentu.Resolusi dapat dinyatakan dalam istilah absolut ataurelatif. Misalnya, natrium iodida (NaI) detektormungkin memiliki FWHM dari 9,15 KeV di 122 KeV, dan82,75 KeV di 662 KeV. Nilai-nilai resolusi
dinyatakan secara absolut. Untuk mengekspresikanresolusi dalam hal relatif, FWHM di eV atau MeVdibagi oleh energi sinar gamma dan dikalikan dengan100%.
C. ALAT DAN BAHAN1. Power Supply 1,5 kV/1mA2. Preamplifier (MCA-Casey 529 780) dan detektorsintilator (Leybold 559 90)
3. Interface4. Komputer (PC)5. Printer
D. LANGKAH KERJA
1. Susun peralatan sesuai gambar atau petunjuk daridosen Pembina praktikum
2. Nyalaka semua tombol dan nyalakan komputer, masukke menu MCA lewat direktori Cassey/MCA
3. Jalankan program MCA sampai system siap melakukanperekaman spectrum
4. Ambil Co-60 sebagai isotop kalibrator, atur HVantara 450 s/d 600 sehingga dipeeroleh nilairesolusi yang optimal (table 1)
5. Pastikan peralatan bekerja pada nilai HV optimaltersebut
6. Buat kurva kalibrasi hubungan antara nomor kanaldan energy Co-60 (table 2)
7. Buat persamaan fungsi garis lurus antara energyradiasi dan nomor kanal
8. Ganti sumber co 60 tersebut dengan sumber lain,baik dengan pamancar gamma (Cs-137) dan Betha (Na-22) serta amati spectrum energinya
9. Tentukan karakteristik energy gamma dan bethamaksimum dari sampel tersebut dan bandingkandengan tabel karakteristik energy gamma dan betha
10. Tentukan intensitas radiasi gamma dan bethayang tercacah oleh detector
E. HASIL PERCOBAAN
Co-60
No Spektrum HV Batas KanalAwal Akhir
1 I 675 volt 103 1322 II 700 volt 130 1703 III 725 volt 160 210 4 IV 750 volt 200 2645 V 775 volt 254 3306 VI 800 volt 315 410
Cs-137
No Spektrum HV Batas KanalAwal Akhir
1 I 725 volt 86 140
Na-22
No Spektrum HV Batas KanalAwal Akhir
1 I 725 volt 80 100
Penentuan Resolusi
No HV FWHM X2 –X1
R = (FWHM) / (X2 –X1)
1 I 675volt 12 58.08%
2 II 700 17 58.16%
volt
3 III 725volt 21 50.85%
4 IV 750volt 29 37.20%
5 V 775volt 41 48.30%
6 VI 800volt 2 1.335%
Data Kalibrasi
No E(KeV)
Nomer KanalHV 675
VHV 700
VHV 725
VHV 750
V HV 775 V HV 800V
1 1173,208 112 141 176 221 279 347
2 1331,464 124 158 197 250 320 395
Penentuan Energi Cs-137 dan Na-22
No SumberRadiasi HV Energi
1 Cs-137 700 volt 856.699 KeV2 Na-22 700 volt 698.442 KeV
Resolusi dihitung menggunakan rumus
Dengan, FWHM menyatakan lebar penuh pada setengah
puncak (sesuai dengan singkatan FWHM dalambahasa Inggris, yakni Full Width at HalfMaximum),
menyatakan nomor kanal pada puncak pertama,
menyatakan nomor kanal pada puncak kedua.
Khusus untuk Co-60, yakni sebagai kalibrator,nilai FWHM (Full Widht at Half Maximum) diperlukanuntuk memperoleh resolusi pada setiap nilai HV-nya.
Gambar 1. Penentuan FWHM pada grafik
F. ANALISIS DATAa. Co-60 dengan HV 675 V
12max
x3 x4
FWHM
** *
Gambar 2. Spektrum Gamma Co-60 dengan HV 675 volt
Dari Gambar 2 didapatkan nilai x1 = 114 dan nilai x2
= 126. Dengan meninjau data mentah yang tersaji padagambar 2, diketahui koordinat titik A adalah(106,494) dan koordinat titik B adalah (121,498).Persamaan garis yang melalui titik A dan titik B,yakni garis AB, dapat ditentukan menggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=106,yA=494,xB=121,yB=498, maka
y−494498−494
=x−106121−106
y−4944
=x−10615
y=0.267x+465.6
Pada Gambar 2, garis yang melalui x1 = 114berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordina
A BF G
D
X1 X2
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 114.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilaixc = 114 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=0.267x+465.6yc=0.267 (114)+465.6
yc=496Maka koordinat titik C adalah (114,496).Pada gambar 2, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (114,773). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(773−496 )=138.5
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar2) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿496+138.5=634.5
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=634.5.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (110,614)
dan (111,656). Maka, nilai dapat ditentukan melaluiyF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1634.5−614656−614
=xF−110111−110
xF=4640.5
42
xF=110.488Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (117,656)dan (118,596). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1634.5−656596−656
=xG−117118−117
xG=−7041.5
−60xG=117.358
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 117.458 – 110.488 = 6,97
Nilai resolusi untuk HV 675 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿ 6.97126−114
x100%
¿0.5808x100%¿58.08%
b. Co-60 dengan HV 700 V
Gambar 3. Spektrum Co-60, HV 700 Volt
Dari gambar iatas didapatkan nilai x1 = 141 dan nilaix2 = 158. Dengan meninjau data mentah yang tersajipada gambar 3, diketahui koordinat titik A adalah(122,367) dan koordinat titik B adalah (140,357).Persamaan garis yang melalui titik A dan titik B,yakni garis AB, dapat ditentukan menggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=122,yA=367,xB=140,yB=357, maka
y−367357−367
=x−122140−122
y−367−10
=x−12218
y=−0.556x+434.778
Pada Gambar 3, garis yang melalui x1 = 141berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordina
A
F
D
X1
E
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 141.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilai xc = 141 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=−0.556x+434.778yc=−0.556(141)+434.778yc=356.382 atau 356.4
Maka koordinat titik C adalah (141,356.4).Pada gambar 3, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (131,619). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(619−356.4 )=131.3
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar3) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿356.4+131.3=487.7
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=487.7.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (136, 469)
dan (137, 501). Maka, nilai dapat ditentukanmelalui
yF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1487.7−469501−469
=xF−136137−136
xF=4914.7
36xF=136.52
Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (146,490)dan (147,456). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1487.7−490456−490
=xG−146147−146
xG=−4966.3
−34xG=146.067
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 146.067 – 136.52 = 9.547
Nilai resolusi untuk HV 700 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿ 9.547158−141
x100%
¿0.5616x100%¿58.16%
c. Co-60 dengan HV 725 V
Gambar 4. Spektrum Co-60 dengan HV 725 volt
Dari gambar iatas didapatkan nilai x1 = 176 dan nilaix2 = 197. Dengan meninjau data mentah yang tersajipada gambar 4, diketahui koordinat titik A adalah(163,253) dan koordinat titik B adalah (188,248).Persamaan garis yang melalui titik A dan titik B,yakni garis AB, dapat ditentukan menggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=163,yA=253,xB=188,yB=248, maka
y−253248−253
=x−163188−163
y−253−5
=x−16325
y=−0.2x+285.6
A B
F G
D
X1 X2
E
C
Pada Gambar 4, garis yang melalui x1 = 176berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordina
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 176.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilai xc = 176 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=−0.2x+285.6yc=−0.2(176)+285.6
yc=250.4Maka koordinat titik C adalah (176, 250.4).Pada gambar 3, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (176,509). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(509−250.4 )=129.3
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar2) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿250.4+129.3=379.7
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=379.7.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (170, 368)
dan (171, 384). Maka, nilai dapat ditentukanmelalui
yF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1
381.78−368384−368
=xF−170171−170
xF=2733.78
16xF=170.86
Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (181,397)dan (182,369). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1381.78−397369−397
=xG−181182−181
xG=−5083.22
−28xG=181.54
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 181.54 – 170.86 = 10.68Nilai resolusi untuk HV 725 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿10.68
197−176x100%
¿0.5085x100%¿50.85%
d. Co-60 dengan HV 750 V
Gambar 5. Spektrum co-60, dengan HV 750 volt
Dari gambar diatas didapatkan nilai x1 = 221 dannilai x2 = 250. Dengan meninjau data mentah yangtersaji pada gambar 5, diketahui koordinat titik Aadalah (205,185) dan koordinat titik B adalah(236,182). Persamaan garis yang melalui titik A dantitik B, yakni garis AB, dapat ditentukanmenggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=205,yA=185,xB=236,yB=182, maka
y−185182−185
=x−205236−205
y−2533
=x−16325
y=0.12x+233.44
A B
F G
D
X1 X2
E
Pada Gambar 5, garis yang melalui x1 = 221berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordina
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 221.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilai xc = 221 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=0.12x+233.44yc=0.12(221)+233.44
yc=259.96Maka koordinat titik C adalah (221, 259.96).Pada gambar 3, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (221,391). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(391−259.96 )=65.52
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar 5) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿259,96+652.52=325.48
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=325.48.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (216, 321)
dan (217,344). Maka, nilai dapat ditentukan melaluiyF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1325.48−321344−321
=xF−216217−216
xF=4963.52
23xF=215.81
Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (226,341)dan (227,315). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1325.48−341315−341
=xG−226227−226
xG=−5891.52
−26xG=226.60
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 226.60 – 215.81 = 10.79
Nilai resolusi untuk HV 750 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿ 10.79250−221
x100%
¿0.3721x100%¿37.20%
e. Co-60 dengan HV 775 V
Gambar 6. Spectrum Co-60 dengan HV 775 volt
Dari gambar diatas didapatkan nilai x1 = 279 dannilai x2 = 320. Dengan meninjau data mentah yangtersaji pada gambar 5, diketahui koordinat titik Aadalah (255,135) dan koordinat titik B adalah(296,136). Persamaan garis yang melalui titik A dantitik B, yakni garis AB, dapat ditentukanmenggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=255,yA=135,xB=296,yB=136, maka
y−135136−135
= x−255296−255
y−2531
=x−16341
y=(x:41)+128.780
Pada Gambar 6, garis yang melalui x1 = 279berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordinat
A B
F G
D
E
C
X1 X2
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 279.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilai xc = 279 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=(x:41)+128.780yc=(279:41)+128.780
yc=135.585Maka koordinat titik C adalah (279, 135.585).Pada gambar 6, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (279,319). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(319−135.585 )=91.708
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar 5) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿135.585+91.708=227.293
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=227.293.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (269,223)
dan (270,241). Maka, nilai dapat ditentukan melaluiyF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1227.298−223241−223
=xF−269270−269
xF=4846.298
18
xF=269.239Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (289,228)dan (290,208). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1227.193−228208−228
=xG−289290−289
xG=−5780.807
−20xG=289.040
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 289.040 – 269.239 = 19.801
Nilai resolusi untuk HV 775 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿ 19.801320−279
x100%
¿0.4830x100%¿48.30%
f. Co-60 dengan HV 800 V
A B
F G
D
X1 X2
E
Gambar 7. Spektrum Co-60 dengan HV 800 volt
Dari gambar diatas didapatkan nilai x1 = 347 dannilai x2 = 395. Dengan meninjau data mentah yangtersaji pada gambar 7, diketahui koordinat titik Aadalah (319,102) dan koordinat titik B adalah(372,103). Persamaan garis yang melalui titik A dantitik B, yakni garis AB, dapat ditentukanmenggunakan
Dengan menggunakan data yang didapatkan :xA=319,yA=102,xB=372,yB=103, maka
y−102103−102
=x−319372−319
y−2531
=x−31953
y=(x:53)+246.981
Pada Gambar 7, garis yang melalui x1 = 347berpotongan dengan garis AB di titik C. Koordinat
ttitik C dapat dinyatakan sebagai dengan xc = x1
= 347.
Nilai dapat ditentukan dari dengan mensubstitusinilai xc = 347 ke persamaan diatas, sehinggadidapatkan
yc=(x:53)+246.981yc=(x:53)+246.981
yc=253.528Maka koordinat titik C adalah (347,253.528).Pada gambar 7, koordinat ttitik D diberikan oleh(xD,yD) = (347,266). Mengingat FWHM adalah lebarpenuh pada setengah puncak maka nilai diberikan oleh
Setengah puncak ( ) = 12 (yD−yC)=12
(266−253.528)=6.236
Jika titik setengah puncak dinyatakan oleh titik E(lihat Gambar 7) maka koordinat titik E dinyatakan
oleh dimana danyE=yc+¿253.528+6.236=259.764
Garis yang melalui titik E juga melalui titik F dantitik G. Maka, titik F dan titik G memiliki nilaikoordinat y yang sama yakniyF=yG=yE=259.764.Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Fterletak di antara titik koordinat yaitu (346,247)
dan (347,266). Maka, nilai dapat ditentukan melaluiyF−yF1
yF2−yF1=xF−xF1
xF2−xF1259.764−247266−247
=xF−346347−346
xF=346.671Dari mentelaah data mentah diketahui bahwa titik Gterletak di antara titik koordinat yaitu (347,266)dan (348,246). Maka, xG nilai dapat ditentukanmelalui
yG−yG1
yG2−yG1=xG−xG1
xG2−xG1259.764−266246−266
=xG−347348−347
xG=−6496.236
−20xG=347.312
Jarak antara titik F dan titik G inilah yang disebutsebagai FWHM. Maka nilai FWHM adalah
FWHM = xG- xF = 347.312 – 346.671 = 0.641
Nilai resolusi untuk HV 800 V dapat dicari dengan
R=FWHMx2−x1
x100%
¿ 0.641395−347
x100%
¿0.01335x100%¿1.335%
g. Kalibrasi untuk HV 700 VHasil resolusi tertinggi akan digunakan untukmenjadi acuan MCA Na-22 dan Cs-137.Dari telaah data mentah yang tersaji pada gambar 3,
diketahui nilai X1=141 dan nilaiX2=158. Kanal
bersesuaian dengan energi 1173,208 keV sedangkan
kanal bersesuaian dengan energi 1331,464 keV.
No.
EnergiE(keV)
NomerKanalX
1. 1173,208 1412. 1331,464 158
Tabel Data Kalibrasi untuk HV 700 VPersamaan kalibras iuntuk HV 700 V dapat ditentukanmelalui
Dengan memasukkan nilaiX1=141,X2=158,E1=1173.208,danE2=1331,464 kepersamaan diatas maka didapatkan
E−1173.2081331.464−1173.208
=X−141158−141
E−1173.208158.256
=X−14117
17E−19944.536=158,256X−22472,35217E=158.256X−2527.816
E=(9,3092X−148.695)KeV
h. Cs-137 dengan HV 725 V
0 54 1081622162703243784324865405946487027568108649189720
5000
10000
15000
20000Cs137 725
Seharusnya kalibrasi yang digunakan adalah HV 700 Volt,bukan HV 725 VoltKoordinat puncak (108,17269)
Persamaan E untuk HV = 700 voltE = mx – nE = (9,3092X−148.695)KeVE = (9,3092(108)−148.695 )KeVE = 1005.3936 – 148.695E = 856.699 KeV
Dari literature diketahui bahwa E pada Cs-137 adalah662 Kev. Dari sini bisa dihitung presentase kesalahan
|nilailiteratur−nilaihasileksperimennilailiteratur |×100%
|662−856.699662 |×100%=35.45%
i. Na-22 dengan HV 725 V
0 54 1081622162703243784324865405946487027568108649189720
50
100
150
200
250
300
350Na22 725
Koordinat pucak (50,325)Persamaan E untuk HV = 700 voltE = mx – nE = (9,3092X−148.695)KeVE = (9,3092(91)−148.695 )KeVE = 847.137 – 148.695E = 698.442 KeV
Dari literature diketahui bahwa E pada Na-22 adalah 511Kev. Dari sini bisa dihitung presentase kesalahan
|nilailiteratur−nilaihasileksperimennilailiteratur |×100%
|511−698.442511 |×100%=36.68%
G. PEMBAHASAN
Pada praktikum ini, praktikan diminta untukmencari energi puncak gamma ɣ dari sumber radiasiCs-137 dan Na-22. Untuk mengetahui hal tersebut,maka diperlukan suatu kalibrator yang sudahdiketahui nilai energinya secara pasti. Kalibrator
yang digunakan ialah Co-60, dengan energi sebesar1173,208 KeV dan1331,464 KeV.
Co-60 mulanya diletakkan di depan detektorsintilasi, dengan sebelumnya mengatur nilaitegangan (high voltage) yang diperlukan. Kemudian,melalui software Multi Channel Analyzer (MCA) di PC,praktikan dapat mengatur hal-hal sebagai berikutpada tab “Define Setting”; Select Measure Time pada120 s, Select Resolution pada 10 bit, serta memilih linediagram untuk memunculkan grafik berupa garis.Record Measure dapat dipilih pada Spectrum 1 untuknilai tegangan 675 Volt, dan seterusnya untuknilai tegangan yang berbeda. Praktikan dapatmenekan tombol enter pada keyboard dan menunggusampai grafik muncul sepenuhnya, yakni ketikahitungan mundur pada pojok kanan monitor menjadi 0s.
Data cacahan yang diperoleh dapat disimpandalam format pdf dengan memilih tab “Output MeasureValue”, kemudian memilih opsi Print Table, sehinggamuncul beberapa data yang perlu diisi, yakni;“from no” yang diisi dengan nomor kanal mula-mulayang diperoleh ketika menggunakan HV terendahuntuk satu sumber radiasi, “to no” yang diisidengan nomor kanal terakhir yang diperoleh ketikamenggunakan HV tertinggi untuk satu sumberradiasi, dan “step” untuk memilih ketelitiancacahan kanal yang diinginkan. Adapun untukmengetahui kanal-kanal tersebut, maka praktikanharus lebih dulu menentukan posisi awal dan akhirdari dua puncak pada grafik, dimana kaki-kakipuncak tersebut tidak terpotong.
Khusus untuk Co-60, yakni sebagai kalibrator,nilai FWHM (Full Widht at Half Maximum) diperlukan
untuk memperoleh resolusi pada setiap nilai HV-nya.
Gambar 1. Penentuan FWHM pada grafikCara mencacah dengan MCA yang telah
dijabarkan sebelumnya, juga berlaku untuk sumberradiasi Cs-137 dan Na-22. Hanya saja, grafik yangditunjukkan sebagai hasil dari mencacah selama 120detik, akan tampak berbeda untuk masing-masingsumber radiasi, sebagaimana dilampirkan pada datapengamatan.
Untuk setiap nilai HV yang berbeda terhadapsumber radiasi Co-60, diperoleh resolusi yangberbeda, yakni :
HV = 675 Volt, R = 58.08%HV = 700 Volt, R = 58.16%HV = 725 Volt, R = 50.85%HV = 750 Volt, R = 37.20%HV = 775 Volt, R = 48.30%HV = 800 Volt, R = 1.335%
Pada saat percobaan digunakan kalibrasi HV725, namun dari hasil hitungan diketahui bahwakalibrasi yang digunakan seharusnya adalah HV 700
12max
x3 x4
FWHM
** *
V yang memiliki resolusi tertinggi 58.16%. Hal inidisebabkan pada saat percobaan hanya dilihatgambar spektrumnya saja tanpa dihitung resolusisecara benar dan teliti.
Analisis data menunjukkan hasil kalibrasi Co-60 pada HV 700 Volt sebagai E =(9,3092X−148.695 )KeV. Kanal dengan jumlah cacahantertinggi pada sumber radiasi Cs-137 serta Na-22dianggap sebagai nilai x, dan disubstitusikan padapersamaan di atas, sehingga diperoleh data energytiap radioaktif.
Cs-137 energinya adalah E = 856.699 KeVdengan presentase kesalahan sebesar 35.45%, sedangpada Na-22, E nya adalah 698.442 KeV denganpresentase kesalahan 36.68%.
Kesalahan diatas terutama disebabkan kesalahandalam penentuan kalibrasi yang digunakan. HV yangdigunakana seharusnya adlaah HV 700 volt, karenaresolusinya tertinggi, yakni 58.16%. Sedangkan HVyang digunakan pada praktikum ini adlaah HV 725%yang memiliki resolusi lebih rendah dibandingdengan resolusi pada HV 700 Volt.
H. KESIMPULAN1. Nilai resolusi sumber radiasi gamma pada Co-60
dengan berbagai macam HV adalahHV = 675 Volt, R = 58.08%HV = 700 Volt, R = 58.16%HV = 725 Volt, R = 50.85%HV = 750 Volt, R = 37.20%HV = 775 Volt, R = 48.30%HV = 800 Volt, R = 1.335%
2. Energi puncak pada Cs-137 dan Na-22 adalah E =856.699 KeV dengan presentase kesalahan sebesar
35.45%, sedang pada Na-22, E nya adalah 698.442KeV dengan presentase kesalahan 36.68%.
I. DAFTAR PUSTAKAAma, Fadli. 2012. Pedoman Praktikum Fisika Medis.Surabaya : Universitas AirlanggaAnonim. Spektroskopi Gamma. Surakarta : JurusanFisika FMIPA Universitas Sebelas Marethttp://www.astro.uwo.ca/~jlandstr/p359/writeup/mca.pdf diakses pada tanggal 5 Desember 2014 pukul07:15 WIBhttp://web.unair.ac.id/admin/file/f_12412_R2-BETA-GAMMA.pdf diakses pada tanggal 3 Desember pukul04:41 WIBhttp://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/Pengukuran_Radiasi/_private/Sistem%20Pencacah.pdfdiakses pada tanggal 3 Desemebr pukul 04:41 WIBhttps://bangkamil.files.wordpress.com/2008/01/pengukuran-radioaktif-menggunakan-detektor-nai-studi-kasus-lumpur-lapindo.pdf diakses padatanggal 8 Desember 2014 pukul 3:56 WIB