apa itu gelombang transversal,

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah gangguannya (arah getarannya) tegak lurus terhadap arah merambat gelombang. Gambar gelombang transversal sebagai berikut :

Istilah-istilah dalam gelombang transversal :
Puncak gelombang adalah titik tertinggi pada gelombang (misal b dan f)
Dasar gelombang adalah titik-titik terendah pada gelombang (misal d dan h)
Bukit gelombang adalah lengkungan obc atau efg
Lembah gelombang adalah cekungan cde atau ghi
Amplitude (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai oleh partikel (misal b b₁ atau d d₁)
Panjang Gelombang (λ) adalah jarak antara dua puncak berurutan (misal bf ) atau jarak antara dua dasar berurutan (misal dh)
Gelombang transversal merambat pada medium padat karena gelombang ini membutuhkan medium yang relatif kaku untuk merambatkan energi getarnya. Jika medium tempat merambat tidak kaku, partikel medium akan saling meluncur. Dengan demikian, gelombang transversal tidak dapat merambat dalam medium fluida (zat cair dan gas).
Gelombang transversal dapat diperoleh dengan menarik sebuah slinki dalam arah horizontal, kemudian menggetarkan ujung slinki ke atas dan ke bawah, energi getaran tersebut akan dipindahkan dari ujung yang satu ke ujung yang lain dan terbentuklah gelombang. Pada saat energi getaran berpindah, medium tempat gelombang merambat bergerak ke atas dan ke bawah sehingga gerak medium tersebut tegak lurus terhadap gerak gelombang.

210669

daya dan usaha

Pada pokok bahasan mengenai usaha dan energi, energi potensial dan energi kinetik serta pembahasan Hukum Kekekalan Energi, kita telah mempelajari konsep usaha tanpa memperhitungkan besaran waktu. Misalnya ketika mengangkat sebuah batu hingga ketinggian tertentu, kita membutuhkan sejumlah usaha. Batu yang kita angkat dengan sejumlah usaha tentu saja memerlukan selang waktu tertentu untuk berpindah dari kedudukan awal ke kedudukan akhir. Batu yang diangkat secara perlahan-lahan pasti memiliki waktu tempuh yang lebih lama dibandingkan dengan batu yang diangkat dengan cepat. Pada kesempatan ini kita akan mempelajari pokok bahasan Daya, sebuah besaran fisika yang menyatakan hubungan antara usaha dan waktu. Selamat belajar, semoga sukses…..

Dalam ilmu fisika, daya diartikan sebagai laju dilakukannya usaha atau perbandingan antara usaha dengan selang waktu dilakukannya usaha. Dalam kaitan dengan energi, daya diartikan sebagai laju perubahan energi. Sedangkan Daya rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan usaha total yang dilakukan dengan selang waktu total yang dibutuhkan untuk melakukan usaha. Secara matematis, hubungan antara daya, usaha dan waktu dirumuskan sebagai berikut :

berdasarkan persamaan ini, dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju usaha, semakin besar Daya. Sebaliknya, semakin kecil laju Usaha maka semakin kecil laju Daya. Yang dimaksudkan dengan laju usaha adalah seberapa cepat sebuah usaha dilakukan. Misalnya mobil A dan B memiliki massa yang sama menempuh suatu lintasan berjarak 1 km. Apabila mobil A menempuh lintasan tersebut dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan mobil B, maka ketika menempuh lintasan itu, daya mobil A lebih besar dari mobil B. Dengan kata lain, Mobil A memiliki laju perubahan energi kimia menjadi energi mekanik yang lebih besar dari pada mobil B.

Daya merupakan besaran skalar, besaran yang hanya mempunyai nilai alias besar, tidak mempunyai arah. Satuan Daya dalam Sistem Internasional adalah Joule/detik. Joule/detik juga biasa disebut Watt (disingkat W), untuk menghargai James Watt. Dalam sistem British, satuan daya adalah 1 pon-kaki/detik. Satuan ini terlalu kecil untuk kebutuhan praktis sehingga digunakan satuan lain yang lebih besar, yakni dayakuda atau horse power (disingkat hp). 1 dayakuda = 550 pon-kaki/detik = 764 watt = ¾ kilowatt.

Besaran Usaha juga bisa dinyatakan dalam satuan daya x waktu, misalnya kilowatt-jam alias KWH. Satu KWH adalah usaha yang dilakukan dengan laju tetap sebesar 1 Kilo Watt selama satu jam.

Daya seekor kuda menyatakan seberapa besar usaha yang dilakukan kuda per satuan waktu. Daya sebuah mesin menyatakan seberapa besar energi kimia atau listrik dapat diubah menjadi energi mekanik per satuan waktu.

Contoh soal 1 :

Seseorang yang bermassa 60 kg menaiki tangga selama 4 sekon. Apabila ketinggian vertikal tangga tersebut adalah 4 meter, hitunglah daya orang itu dalam satuan watt dan besarnya energi yang dibutuhkan untuk menaiki tangga. Anggap saja percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2.

Panduan jawaban :

Hasil perhitungan kita menunjukkan bahwa ketika menaiki tangga, orang tersebut mengubah energi kimia menjadi energi mekanik sebesar 2400 Joule. Ini belum termasuk energi panas yang dihasilkan ketika orang tersebut bergerak. Jadi ketika menaiki tangga, energi yang diubah orang tersebut lebih besar dari 2400 Joule.

Pengertian Termistor

Sejarah Termistor

Nama termistor berasal dari Thermally Sensitive Resistor. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). Termistor (Inggris: thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491.


Prinsip Termistor
Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan termistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi.Termistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor, sehingga pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu. Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.

Komponen dalam termistor ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Termistor dapat dibentuk dalam bentuk yang berbeda-beda, bergantung pada lingkungan yang akan dicatat suhunya. Lingkungan ini termasuk kelembaban udara, cairan, permukaan padatan, dan radiasi dari gambar dua dimensi. Maka, termistor bisa berada dalam alat–alat seperti disket, mesin cuci, tasbih (manik-manik), balok, dan satelit. Ukurannya kecil dibandingikan dengan termometer lain, ukurannya


Jenis – Jenis Termistor
Termistor dibedakan dalam 2 jenis, yaitu

1. Termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC (Negative Temperature Coefisient)
NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Dimana bahannya terbuat dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa mengandung unsur – unsur seperti Mn2 O3, NiO,CO2, O3,Cu2 O, Fe2 O3 TiO2, dan U2 O3. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3 , BeO , MgO.

2. Temistor yang mempunyai koefisien positif yang disebut PTC (Positive Temperature Coefisient).
PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan NTC antara lain:1.Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif2.Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada termistor NTC.

Jenis – jenis PTC
• Jenis pertama terdiri dari thermally sensitif silicon resistors, kadang-kadang disebut sebagai "Silistors". Device ini menunjukkan nilai koefisien suhu positif yang cukup seragam (sekitar 0,77% /°C) kebanyakan dari silistor melalui berbagai wilayah/rentang operasional, tetapi dapat juga menujukkan koefisien suhu negatif di wilayah temperatur yang melebihi 150° C. Device ini paling sering digunakan untuk kompensasi terhadap device semiconducting silicon dalam kisaran temperature antara -60° C ke 150°.
• Jenis kedua merupakan polycrystalline bahan keramik yang biasanya resistivitasnya tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan dopants. Umumnya dibuat dari campuran barium, timah dan strontium titanates dengan tambahan seperti yttrium, manganese, tantalum dan silika. Device ini memiliki daya tahan-suhu karakteristik negatif yang sangat kecil. Koefisien suhu device ini hingga mencapaisuhu yang kritis, yang disebut sebagai "Curie", perubahan atau transisi suhu. Suhu kritis ini merupakan pendekatan, device ini mulai menunjukkan peningkatan, resistansi suhu coefficient positif seperti peningkatan resistansi yang besar.


Cara Penggunaan Termistor
Cara penggunaan termistor,sama halnya dengan cara penggunaan thermometer. Hanya perbedaannya adalah termistor digunakan untuk mengukur suhu pada resistor. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya.

Aplikasi Termistor
Termistor sangat menguntungkan untuk mengukur temperatur, karena disamping harganya yang murah, termistor memiliki resolusi tinggi dan memiliki ukuran dan bentuk yang fleksibel. Nilai mutlak dari hambatannya sangat tinggi jadi untuk kabel yang panjang dan hambatan konstan bisa ditoleransi. Tanggapan yang lambat (1 ms sampai 10s) bukan hal yang merugikan untuk aplikasi umum.
1) Pendeteksi dan pengontrol temperaturTermistor-termistor disediakan sangat murah dan dapat diandalkan sebagai sensor temperaturyang memiliki rentang yang lebar. Contoh-contoh sederhana jarak dari alarm-alarm api pada pendeteksi tumor. Kadang-kadang termistor merupakan bagian dari osilator dan frekwensi keluarannya menjadi fungsi temperatur.
2) CompensasiSebagian besar resistor dan penghubungpada PTC. Termistor dihubungkan pararel dengan NTC yang komponen-komponennya bisa di nonaktifkan dengan bantuan temperatur.
3) Seperti pada relay temperatur dan saklar. Kegunaan pada efek-efek terhadap pemanasan . Sebagai contoh, pengkarakteristikan dengan NTC bias digunakan untuk mengatur tegangan dan pada penundaan dan waktu sirkuit. Pengkarakterisasian dengan PTC digunakan untuk memproteksi gelombang.
4) Pengukuran yang tidak langsung pada parameter-parameter lain. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya. Disini bisa dipakai untuk mengatur tingkat pencairan, aliran gas, tingkat pemvakuman dan lain sebagainya.
5) Detektor gelombang yang memiliki panjang gelombang yang lebarAplikasi termistor pada fhoto detektor panjang gelombang dihasilkan pada salah satu detektor suhu yang disebut dengan termistor balometer.

• Termistor Bolometer adalah detektor suhu yang bertentangan dengan detektor kuantum tentang radiasi. Pada bolometer, radiasi diserap oleh material, temperaturnya meningat dan hambatan berubah dan di amati. Termistor bolometer adalah temistor sederhana dengan sebuah mantel khusus untuk lebih efisien dalam menyerap cahaya terutama pada spektrum inframerah. Sering kali film dengan ketebalan 200Ǻ dari bismut sering dipakai untuk keperluan ini. Respon terhadap Gelombang yang memiliki panjang gelombang yang panjang diatas 1000 mµ masih mungkin terdeteksi. Oksida logam pertama kali muncul pada tahun 1940. dan memakai kristal tunggal Ge dan Si. Termistor bolometer dimulai pada tahun 1960. Sekarang ini dengan penambahan doping Ge pada device lebih mudah.Pada pengoprasian sebenarnya, termistor bolometer lebih cocok untuk panjang gelombang yang pendek sekitar beberapa mµ, dan sering kali suhunya menurun sampai 4K.

KRISTAL

disusun oleh satuan-satuan struktur yang identik secara berulang-ulang yang tak hingga didalam ruang.

Dasar-Dasar Struktur Kristal
1. KISI DAN BASIS KRISTAL

• Kisi adalah sebuah susunan titi-titik yang teratur dan periodik di dalam ruang. Sebuah kristal ideal disusun oleh satuan-satuan kristal yang identik secara berulang-ulang yang tak hingga dalam ruang.

• Basis didefinisikan sebagai sekumpulan atom, dengan jumlah atom dalam sebuah basis dapat berisi satu atom atau lebih.

2. Struktur Kristal

• Bahan yang tersusun oleh deretan atom-atom yang teratur letaknya dan berulang (periodik) yang tidak berhingga dalam ruang disebut bahan kristal. Kumpulan yang berupa atom atau molekul dan sel ini terpisah sejauh 1 Å atau 2 Å

• Sebaliknya, zat padat yang tidak memiliki keteraturan demikian disebut bahan amorf atau bukan-kristal

Struktur kristal akan terjadi bila ditempatkan suatu basis pada setiap titik kisi sehingga struktur kristal merupakan gabungan antara kisi dan basis. Apabila dinyatakan dalam hubungan dua dimensi adalah sebagai berikut

.

Sistem Kisi Kristal dan Kisi Bravais


TIPE KISI 3 DIMENSI
Untuk tipe kisi 3 dimensi terdapat 7 sistem kisi kristal, yaitu sebagai berikut:
1. Triklinik
2. Monoklin
3. Orthorombik
4. Tetragonal
5. Kubus
6. Trigonal
7. Heksagonal

Peluruhan Radioaktif

Peluruhan Radioaktif atau bisa disebut juga Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan yang dilakukan oleh inti atom yang tidak stabil agar menjadi inti atom yang stabil.

Mengapa inti atom bisa tidak stabil?

Suatu inti atom yang tidak stabil terjdi ketika jumlah proton jauh lebih besardari jumlah neutron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil.

Peluruhan Radioaktif ada 3, yaitu: peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma.

Kita mulai dari peluruhan alfa.

1.Peluruhan partikel alfa

Peluruhan alfa terjadi pada inti-inti atom yang punya nomor atom lebih besar dari 82 atau punya nomor masa lebih besardari 200. Oh iya partikel alfa ini merupakan inti atom Helium yang terdiri dari 2 proton dan 2 neutron. Nah, pada saat peluruhan terjadi partikel alfa ini akan kehilangan 2 proton. jadi jika sebuah inti atom memancarkan partikel alfa maka akan terbentuk inti baru dengan nmor masa A – 4 dan nomor atom z – 2.  Partikel alfa ini tidak dapat menembus kulit manusia. kenapa? karena partikel alfa langsung kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan atom atau molekul materi yang dilaluinya. tabrakan itu mengakibatkan atom atau molekul yang dilaluinya mengalami ionisasi.

2. Peluruhan partikel beta

ada 3 fenomena yang termasuk dalam peluruhan partikel beta yaitu :

a.peluruhan negatron

Disini terjadi perubahan neutron menjadi proton dengan pemancaran elektron negatif atau bisa juga disebut negatron.

b.peluruhan positron

proses ini disebabkan inti mengandung terlalu banyak proton (Z>N), sehingga untuk mencapai kestabilan, proton ditranspormasi menjadi neutron dengan disertai pancaran beta positif. Peluruhan beta positif terjadi jika suatu inti yang bermuatan Z berubah menjadi inti dengan muatan Z-1.

c.penangkapan elektron.

Dalam struktur atom elektron pada kulit K kadang-kadang dapat ditangkap oleh inti, sehingga salah satu proton dalam inti ditranspormasikan mejadi neutron untuk membentuk suatu inti yang stabil. Elektron dalam kulit K yang ditangkap inti tadi meniggalkan sebuah tempat kosong yang dapat diisi oleh electron kulit L. proses pengisian ini, loncatan electron kulit K dan kulti L, disertai oleh pancaran energi dalam bentuk sinar-X. kadang kadang sinar-X yang dipancarkan itu dapat juga berinteraksi dengan elektron di kulit L dan kulit atau kulit M, N dan seterusnya sehingga  dapat terjadi pancaran elektron yang disebut elektron auger. Penangkapan electron tersebut tidak dapat dideteksi secara langsung tetapi yang dideteksi adalah electron auger.

3.Peluruhan partikel gamma

sinar gamma memancarkan sinar dengan daya tembus tinggi dan tidak terpengaruh oleh medan listrik dan medan magnet. Sinar gamma merupakan foton gelombang elektromagnetik. Foton gamma yang dipancarkan oleh inti menumbuk elektron kulit sebelah dalam atom kulit K atau kulit L dan menyerahkan seluruh energinya kepada elektron tersebut. Akibatnya tidak diancarkan foton gamma keluar dari sistem atom. Tetapi elektron yang tertolak keluar. Peristiwa ini disebut konversi internal dan electron yang tertolak keluar disebut elektron konversi. Peristiwa konversi internal ini menghasilkan pancaran elektron monokinetik.

SISTEM PERIODIK UNSUR

PENGERTIAN SINAR GAMMA

Setelah tertunda sekian lama, saya ingin melanjutkan kembali serial tulisan saya tentang radioaktivitas, kali ini adalah Sinar Gamma. Sinar Gamma begitu istimewa dibandingkan dengan sinar/partikel radioaktif lainnya dikarenakan dia tidak memiliki massa dan muatan. Sinar Gamma memiliki panjang gelombang yang paling kecil dan energi terbesar dibandingkan spektrum gelombang elektromagentik yang lain, ( sekitar 10 000 kali lebih besar dibandingkan dengan energi gelombang pada spektrum sinar tampak ). Selain itu, sinar gamma memiliki daya ionisasi yang paling rendah namun jangkauan tembus yang paling besar dibandingkan sinal beta dan alfa

Sinar gamma muncul dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom tersebut memiliki energi yang tidak sesuai dengan kondisi dasarnya (groundstate). Energi gamma yang muncul antara satu radioisotop dengan radioisotop yang lain adalah berbeda – beda dikarenakan setiap radionuklida memiliki emisi yang spesifik. Sinar gamma juga dapat ditemui di dalam alam semesta, dimana sinar gamma berjalan melintasi jarak yang teramat luas di alam semesta , yang kemudian pada akhirnya terserap oleh atmosfer bumi. Perlu diketahui, panjang gelombang yang beberbeda pada gelombang elektromagnetik akan menembus atmosfer dengan kedalaman yang berbeda pula.

Karena daya tembusnya yang begitu tinggi, sinar gamma mampu menembus berbagai jenis bahan, termasuk jaringan tubuh manusia. Material yang memiliki densitas tinggi seperti timbal sering digunakan sebagai shielding untuk memperlambat atau menghentikan foton gamma yang memancar.

Sinar gamma awalnya ditemukan oleh seorang fisikawan prancis yang bernama Pada waktu itu, tahun 1896, Henri menemukan mineral uranium yang ternyata menghitamkan plat fotografi meskipun dilapisi oleh lapisan kertas buram tebal.

Sebelum itu, Rontgen telah menemukan Sinar- X dan Becquerel melihat bahwa sinar yang dipancarkan oleh uranium tersebut mirip dengan sinar X, sehingga ia menyebut sinar tersebut “metallic phosphorescence.”

MANFAAT SINAR GAMMA

Daya tembus dari foton gamma memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan manusia, dikarenakan ketika sinar gamma menembus beberapa bahan, sinar gamma tidak akan membuatnya menjadi radioaktif. Sejauh ini ada tiga radionuklida pemanacar gamma yang paling sering digunakan yakni cobalt-60, cesium-137 dan technetium-99m.

Cesium -137 bermanfaat digunakan dalam perawatan kanker, mengukur dan mengontrol aliran fluida pada beberapa proses industri, menyelidiki subterranean strata pada oil wells, dan memastikan level pengisian yang tepat untuk paket makanan, obat – obatan dan produk yang lain.

Pada Cobalt-60 bermanfaat untuk: sterilisasi peralatan medis di rumah sakit, pasteurize beberapa makanan dan rempah, sebagai terapi kanker, mengukur ketebalan logam dalam stell mills.

Sedangkan Tc-99m adalah isotop radioaktif yang paling banyak digunakan secara luas untuk studi diagnosa sebagai radiofarmaka. (Technetium-99m memiliki waktu paru yang lebih singkat). Radiofarmaka ini digunakan untuk mendiagnosa otak, tulang, hati dan juga mampu menghasilkan pencitraan yang dapat digunakan untuk mendiagnosa aliran darah pasien

Sebagian besar manusia terpapar gamma secara alamiah yang terjadi pada beberapa radionuklida tertentu seperti potassium-40 yang dapat ditemukan pada tanah dan air, dan juga daging serta makanan yang memiliki kadar potassium tinggi seperti pisang. Radium juga merupakan sumber dari paparan radiasi gamma. Namun, bagaimanapun juga, peningkatan penggunaan terhadap instrumentasi kedokteran nuklir (seperti untuk diagnosa tulang, thyroid, dan lung scans) juga turut memberikan andil terhadap proporsi peningkatan paparan pada banyak orang.

Kebanyakan paparan yang terjadi pada sinar gamma merupakan jenis paparan eksternal. Sinar gamma ( dan juga sinar X ) sebagaimana diketahui sebelumnya- mudah untuk melintasi jarak yang besar di dalam udara dan mampu menembus jaringan tubuh hingga beberapa sentimeter. Sebagian besar dari sinar gamma tersebut memiliki energi yang cukup untuk menembus tubuh manusia, dan memapar semua organ yang ada di dalam tubuh tersebut.

Sehingga dalam kasus sinar gamma, baik paparan eksternal dan internal menjadi perhatian utama dalam proteksi dan keselamatan radiasi. Ini dikarenakan sinar gamma mampu melintas dengan jarak yang lebih jauh ketimbang partikel alfa dan beta serta memiliki cukup energi untuk melintasi keseluruhan tubuh, sehingga berpotensial untuk memapar semua organ tubuh.

Sejumlah besar dari radiasi gamma secara besar – besaran mampu melewati tubuh tanpa berinteraksi dengan jaringan. Ini dikarenakan pada tingkat atomik, tubuh sebagian besar terdiri dari ruangan kosong sedangkan sinar gamma memiliki ukuran yang lebih kecil dari ruang – ruang tersebut. Berbeda dengan partikel alfa dan beta yang ketika berada di dalam tubuh akan melepaskan semua energi yang mereka miliki dengan menubruk jaringan dan menyebabkan kerusakan pada jaringan tersebut.

Sinar gamma bisa mengionisasi jaringan secara langsung atau menyebabkan yang disebut dengan “secondary ionizations.” yakni ionisasi yang disebabkan ketika energi dari sinar gamma ditransfer ke partikel atomik seperti elektron ( identik dengan partikel beta) yang kemudian partikel  berenergi tersebut akan berinteraksi dengan jaringan untuk membentuk ion, inilah yang disebut secondary ionizations.

Tabung Geiger-Müller

Pencacah Geiger, atau disebut jugaPencacah Geiger-Müller adalah sebuah alat pengukur radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketikapartikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi neutron.

Tabung Geiger-Müller

Sebuah tabung Geiger-Muller (or tabung GM ) adalah unsur pengindera ( sensor ) dari sebuah Geiger counter yang dapat mendeteksi sebuah partikel tunggal dari sebuah radiasi ionisasi. Adalah Hans Geiger yang memberinya nama tabung GM pada tahun 1908. Dan Walther Müller berkolaborasi dengan Geiger dalam pengembangan yang lebih lanjut pada tahun 1928. Ini adalah jenis gas ionisasi detektor dioperasikan dengan tegangan di Geiger plateau (daerah plato ).

Daerah plato
Daerah plato adalah tegangan dalam rentang counter Geiger-Müller beroperasi. Tergantung pada karakteristik spesifik pencacahan ( ukuran, jenis gas dll), lebih tepatnya tegangan jangkauannya berbeda-beda. Di wilayah ini, potensi perbedaan di pencacahan cukup kuat untuk mengionisasi semua gas di dalam tabung, tergantung pemicu radiasi ionisasi yang masuk (alfa, beta atau radiasi gamma). Dataran di bawah tegangan tinggi ( plateau ) tidak cukup untuk menyebabkan discharge; dimana Townsend avalanche yang dibatasi adalah hasil, dan tabung bertindak sebagai counter proporsional, dan pulsa ukuran output tergantung pada awal ionisasi yang dibuat oleh radiasi. Tegangan yang lebih tinggi menyebabkan fenomena yang disebut quenching yang dikenakan ion-ion positif yang diambil ke katoda sehingga membuat pulsa terus listrik di pencacah.
Dataran akan condong sedikit jika terjadi peningkatan kepekaan terhadap energi radiasi rendah, hal ini disebabkan oleh peningkatan tegangan pada perangkat. Normalnya bila partikel memasuki tabung dan mengionisasi salah satu gas atom, ionisasi gas akan terjadi. Sekali energi partikel yang rendah memasuki counter, ada kemungkinan bahwa energi kinetis di samping potensi energi dari tegangan yang mencukupi untuk tambahan ionisasi terjadi, maka ion terekombinasi. Pada tegangan yang lebih tinggi, dengan ketinggian minimum untuk radiasi tingkat tetes, maka sensitivitas pencacah meningkat.

daerah plato untul GM

Penilaian karakteristik detektor GM ditentukan oleh bentuk platonya. Detektor GM yang baik mempunyai panjang plato sekitar 200 Volt, kemiringan atau slopnya cukup kecil. Tegangan kerja detektor GM pada umumnya terletak antara 1,3 sampai 0,5 panjang plato, dihitung dari titik V₁. Sedangkan kemiringan detektor GM dihitung berdasarkan plato yang ada dalam % per 100 Volt, seebagai berikut.
Kemiringan (slope) =

Keterangan dan operasi

Sebuah tabung Geiger-Müller terdiri dari tabung yang diisi gas dengan tekanan rendah (0,1 ~ ATM) seperti helium, neon atau Argon, dalam beberapa kasus pada Penning mixture dan uap organik atau halogen berisi gas dan elektroda, diantaranya ada beberapa ratus tegangan volt, tapi tidak ada arus listrik yang mengalir. Dinding dari tabung yang baik di dalam atau di luarnya adalah logam, atau bagian dalammnya hanya dilapisi dengan logam atau grafit untuk membentuk katoda sedangkan anode adalah kawat yang lulus dari pusat tabung.
Ketika ionisasi radiasi melewati tabung, beberapa molekul gas terionisasi, menciptakan ion positif dan elektron. Kuatnya medan listrik dibuat oleh tabung elektroda yang membuat ion-ion bergerak menuju katoda dan elektron menuju anode. Pasangan ion yang cukup mendapatkan energi untuk mengionisasi molecules gas melalui tabrakan pada prosesnya, menciptakan avalanche dari partikel.
Hasilnya secara singkat, pulsa yang saat ini yang lewat (atau cascades) dari elektroda negatif ke elektroda positif diukur atau dihitung.
Jumlah pulsa per detik menunjukan intensitas medan radiasi. Beberapa pencacah Geiger menampilkan rata-rata pengeksposan (mR·h), namun ini tidak berhubungan dengan mudah ke tingkat dosis.

Quenching

Dari mekanisme deteksi diketahui bahwa ion positif yang tiba pada dinding detektor setelah terjadinya pulsa akan menyerahkan energi kinetiknya kepada dinding detektor. Energi yang diserahkan ini sebagian besar diubah dalam bentuk panas. Sedangkan energi yang semula sibawa oleh ion positif digunakan untuk mengeksitasi atom dari dinding. Salam proses kembali ke tingkat dasarnya, atom tersebut akan melepas energi eksitasi melalui pemancaran sinar foton ultra violet. Pada saat demikian medan listrik sekitar anoda sudah kembali sepenuhnya ke intensitas semula.
Dalam keadaan demikian interaksi antara foton ultraviolet dengan gas di dalam detektor mungkin dapat menimbulkan prose avalanche. Proses avalanche ini menyebabkan gangguan pada pencacahan atau spurious count. Hal ini harus dicegah, pencegahan ini disebut dengan quenching atau pemadaman, atau pemuduran, atau pendinginan. Quenching dapat dilakukan secara elektronis, yaitu dengan menurunkan tegangan anoda setelah terjadinya denyut (pulsa) sampai semua ion positif terkumpul. Cara quenching yang lain adalah secara kimia, yaitu dengan menggunakan gas polyatom, seperti gas halogen, metana, gas ether dan alkohol. Quenching dengan cara kimia disebut juga self quenching. Gas quenching dapat menyerap foton ultraviolet tanpa mengalami ionisasi. Foton ultraviolet yang diserap gas quenching akan hilang dengan cara mendisosiasi gas polyatom. Detektor dengan cara quenching dapat hidup selama molekul gas quenching masih cukup. Umur atau wakyi hidup detektor biasanya ditentukan oleh banyaknya radiasi yang tertangkap, umurnya berorde sekitar 10⁸ cacahan.
Apabila sebagai gas quenching digunakan gas halogen maka setelah gas halogen menyerap energi foton ultraviolet tidak akan mengalami disosiasi. Oleh karena itu detektor GM yang menggunakan gas halogen mempunyai umur yang tidak dibatasi oleh jumlah cacahan ya ng dihasilkan detektor. Dalam hal ini detekyor yang menggunakan gas halogen umurnya dipengaruhi oleh keadaan katodenya, apakh sudah termakan gas halogen atau belum. Perlu diketahui bahwa gas halogen bersifat sangat reaktif dan mudah membentuk radikal bebas.

Resolving Time

Apabila ada dua zarah radiasi masuk ke dalam detektor berurutan dalam waktu yang berdekatan maka peristiwa avalanche ion dari zarah radiasi pertama akan melumpuhkan detektor. Selama beberapa saat detektor tak dapat mencatat adanya zarah radisi yang datang kemudian dalam waktu yang sangat berdekatan dengan zarah radiasi yang datang pertama. Intensitas medan listrik yang paling besar adalah di daerah pemukiman anoda, karena avalanche pengionan bermula di daerah yang sangat dekat dengan anoda dan dengan cepat akan melebar ke sepanjang anoda. Ion negatif (elektron) yang terbentuk bergerak ke arah anoda, sedang ion positif bergerak ke arah katoda. Elektron bergerak sangat cepat dan terkumpul di anoda dalam waktu yang jauh lebih cepat bila dibandingkandengan waktu yang diperlukan oleh ion positif untuk sampai di katoda.

Waktu yang diprlukan untuk mengumpulkan ion positif yang terbentuk di dekat pemukiman anoda akan mengikuti persamaan berikut:

Dengan catatan:

a = jari-jari anoda (cm)

b = jari-jari katoda (cm)

p = tekanan gas di dalam detektor

V = beda potensial antara elektroda (Volt)

µ = mobilitas ion positif [(cm/s)(V/cm)], untuk udara µ = 1070, untuk Argon, µ = 1040

Ion positif yang bergerak perlahan ini akan membentuk tabir pelindung di sekeliling anoda yang bermuatan positif. Hal ini menyebabkan sangat turunnya medan listrik di sekeliling anoda dan karena itu tak mungkin terjadi avalanche oleh lewatnya zarah radiasi berikutnya.

Bilamana ion bergerak ke arah katoda, intensitas medan listrik bertambah, sehingga pada suatu saatavalanche akan mulai lagi. Waktu yang diperlukan untuk mengembalikan intensitas medan ke harga semula disebut waktu mati atau dead time.

Pada akhir periode waktu mati, meskipun dapat terjadi avalanche lagi, tetapi denyut keluaran belum tertangkap lagi untuk menghasilkan pula pada detektor GM. Ketika ion positif meneruskan perjalanannya menuju ke dinding katoda, denyut keluaran yang dihasilkan dari zarah radiasi lain akan bertambah besar. Bila denyut keluaran sudah cukup tinggi dan dapat melampaui batas diskriminator maka akan dapat di cacah. Dalam keadaan ini detektor dapat dikatakan telah “pulih” kembali dari keadaan mati. Selang waktu antara akhir waktu mati dengan “pulih kembali penuh” disebut sebagai waktu pemulihan atau recovery time.

Jumlah waktu mati atau dead time ditambah dengan waktu pemulihan atau recovery time disebut resolving time. Resolving time dapat didevinisikan sebagai waktu minimum yang diperlukan agar zarah radiasi berikutnya dapat dicatat setelah terjadinya pencatatan atas zarah radiasi yanng datang sebelumnya. Resolving time berorde sekitar 100 mikrodetik atau lebih. Untuk detektor proporsional jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan detektor Geiger Muller, yaitu sekitar beberapa mikro detik saja.

Cara penentukan Resolving Time

Pada laju cacahan yang sangat tinggi, jumlah zarah yang tak dapat tercatat karena masuk detektor dalam selang resolving time, cukup berarti. Oleh karena itu perlu dilakukan koreksi terhadap resolving time ini.

Resolving time dapat ditentukan melalui dua sumber radiasi. Dua buah sumber radiai yang berintensitas sama, dicacah. Pertama, dicacah sendiri-sendiri sehingga akan memberikan hasil cacahan N₁ dan N₂. Kemudian dicacah bersama-sama yang akan menghasilkan pencacahan N₁₂. Secara teoritis apabila tidak ada cacahan yang hilang karena adaanya resolving tadi, maka:

N₁₂ = N₁ + N₂

Akan tetapi dalam kenyataannya harga:

N₁₂ N₁ + N₂

Dalam hal ini resolving time dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut

N₁, N_2, N₁₂, dan N_b adalah jumlah cacah persatuan waktu. Di dalam persamaan tersebut N_b adalah jumlah cacah latar atau background counting. Oleh karena N₁₂ harganya hampir sama dengan N₁ + N₂ maka percobaan untuk mengukur besarnya harga resolving time memerlukan ketelitian yang tinggi.

Apabila laju pencacahan dalam pengukuran diketahui sama dengan N₀ dan harga resolving time T diketahui, maka laju pencacahan yang sebenarnya yaitu pencacahan yang akan diperoleh seandainya tidak ada kehilangan karena adanyja resolving time.

N sebenarnya = N₀ / ( 1 - N₀T )

Jadi dalam melakukan laju pencacahan dengan menggunakan detektor GM jangan lupa untuk mengoreksi hasil pencacahan dengan harga resolving time.

SINAR ALPHA, BETA, DAN GAMMA

A.     Sinar Alpha (α)

Partikel α memiliki muatan sebesar dua kali muatan proton dengan gerak yang relative lambat sehingga menimbulkan ionisasi yang cukup besar (sekitar 105 pasang ion per cm udara pada tekanan normal). Akibatnya energy akan berkurang dalam jarak yang pendek, sehingga hanya mampu menembus, misalnya, udara sejauh 5 cm.

Partikel α mempunyai dua proton dan dua netron sehingga inti induk yang meluruh dengan memancarkan partikel α akan menghasilkan inti baru dengan nomor atom berkurang sebanyak dua dan nomor massa berkurang sebanyak empat dibandingkan inti induk. Hal ini akan lebih jelas dengan memperhatikan reaksi berikut.

Pada reaksi tersebut inti X akan meluruh menjadi Y dengan memancarkan partikel α. Perhatikan jumlah muatan ruas kiri masih tetap sama dengan jumlah muatan pada ruas kanan, begitu juga dengan jumlah nucleon.

Sifat-sifat sinar alpha :

1.      memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm dalam udara).

2.      Mempunyai rmassa 4 sma.

3.      Mempunyai muatan +2e

4.      dapat mengionsasi molekul yang dilaluinya. Sinar alfa ini dapat menyebabkan satu atau lebih elektron suatu molekul lepas, sehingga molek  ul berubah menjadi ion (ion positif dan elektron) per cm bila melewati udara.

5.      dalam medan listrik dapat dibelokkan ke arah kutub negatif.

B.      Sinar Beta (β)

Partikel β dipancarkan oleh unsur yang mempunyai perbandingan jumlah netron lebih besar dibandingkan dengan jumlah proton. Agar stabil, netron harus dikurangi dengan cara satu netronnya berubah menjadi proton dan satu elektron. Proton hasil tetap berada pada intinya sedangkan elektronnya akan dipancarkan sebagai partikel β. Dengan demikian inti yang meluruh menjadi inti lain nomor atomnya bertambah tetapi nomor massanya tetap.

Dalam reaksi di atas terlihat inti atom X meluruh menjadi Y dengan memancarkan partikel β. Perlu diketahui bahwa elektron yang dipancarkan pada peluruhan sinar β ini bukan elektron yang berasal dari kulit (orbital) atom melainkan elektron yang diciptakan di dalam inti itu sendiri. Seperti halnya pada pemancaran α, jumlah nomor atom dan jumlah nukleon pada ruas kiri harus sama dengan ruas kanan.

Pertikel β mudah dideteksi karena lintasan yang melingkar jika melewati suatu bahan dan hanya tinggal sesaat pada suatu atom tunggal karena kecepatannya yang tinggi. Akibatnya, ionisasi yang disebabkan oleh partikel ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan ionisasi karena partikel α (sekitar 103 pasangan ion tiap cm udara pada tekanan yang normal).

Sifat – sifat sinar beta:

1.      memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm).

2.      Mempunyai massa 1/836 sma.

3.      Mempunyai muatan -l e.

4.      daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa,

5.      bermuatan listrik negatif, sehingga dalam medan listrik dibelokkan ke arah kutub positif.

C.      Sinar Gamma (γ)

Sinar γ merupakan radiasi elektromagnetik dengan energi yang sangat tinggi. Dibandingkan dengan partikel α dan β, sinar γ sedikit sekali menimbulkan ionisasi dan memiliki daya penetrasi yang sangat besar (Lihat gambar di atas). Karena sinar γ tidak mempunyai nomor atom dan nomor massa, maka inti induk yang memancarkan sinar γ tidak berubah nomor atom dan nomor massanya.

Sifat- sifat sinar gamma :

1.      tidak memiliki massa.

2.      memiliki daya tembus sangat kuat (dapat menembus lempeng timbel setebal 20 cm), daya ionisasinya paling lemah.

3.      tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.

Type a summary of the information in this newsletter or