KOEFISIEN ABSORBSI TIMBAL DAN ALUMINIUM

1.                   Tujuan Percobaan

1.         Memahami absorbsi radiasi oleh bahan

2.         Memahami hubungan tebal absorber terhadap intensitas radiasi

3.         Menentukan /memperkirakan tebal aman absorber terhadap radiasi.

4.                   Alat dan bahan percobaan

1.                   Komputer

2.                   Vernier interfac komputer ( Lab Pro )

3.                   Sumber Cs-137

4.                   Monitor Radiasi ( Digital Radiasi Monitor )

5.                   Logger Pro

6.                   Timbale dengan berbagai ketebalan

7.                   Alumunium dengan berbagai ketebalan.

8.                   Dasar teori

Radiasi adalah pancaran energy dari suatu sumber energy ke lingkungannya. Radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk mengenalinya diperlukan suatu alat bantu pendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi. Ada beberapa jenis detektor yang secara spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor neutron, dll. Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui proses ionisasi, eksitasi dan lain-lain. Dengan menggunakan sifat-sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat detektor radiasi.

Gambar 1. Radiasi α, β dan ɣ

Beberapa jenis radiasi dari radioaktif, yaitu radiasi alpha, betha dan gamma. Radiasi alpha pada umumnya dipancarkan oleh elemen berat, yaitu unsure yang nilai massanya besar, tetapi tetapi tenaga ikatnya rendah. Radiasi alpha ini daya jangkauannya atau daya tembusnya sangat rendah sekali. Hal ini disebabkan karena radiasi alpha bermassa 4 dan bermuatan positif, padahal di alam banyaj sekali electron bebas yang bermuatan negative, sehingga mudah sekali dihentikan oleh elketron-elektron tersebut. Geraknya lambat karena massanya 4 (relatif berat). Radiasi alpha memiliki jangkauan di udara yang sangat pendek, sekitar 2-3 cm, sehingga untuk perlindungan diri (proteksi radiasi) terhadap radia alpha bisa dihentikan dengan menutup memakai sehelai kertas.

Radiasi beta sebenarnya ada dua macam, yaitu Beta min dan Beta plus yang keduanya memilki sifat berlainan. Pemakaina mindan plus adalah untuk menyatakan muatan listrik yang dibawa oleh zarah radiasi beta.ditinjau darisegi struktu atomnya, radiasi beta min ini terjadi pada atom yang kelebihan electron.  Radiasi beta min pada umumnya disertai juga dengan radiasi gamma. Radiasi beta plus serupa dengan pancaran elktron positif atau positron dari inti atom. Radiasi beta plus terjadi pada atom yang kelebihan potron.

Peristiwa absorbsi adalah salah satu bentuk kehilangan energy zarah radiasi beta bila mengenai medium. Berbeda dengan radiasi partikel bermuatan (a atau b), daya tembus radiasi gamma dan sinar-X sangat tinggi bahkan tidak dapat diserap secara keseluruhan.

Gambar 2. Penyerapan Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Hubungan antara intensitas radiasi yang datang (I₀) dan intensitas yang diteruskan (I_x) setelah melalui bahan penyerap setebal x adalah sebagai berikut.

                                                                                                 (1)

μ adalah koefisien serap linier bahan terhadap radiasi gamma dan sinar-X. μ sangat dipengaruhi oleh jenis bahan penyerap, nomor atom (Z) dan densitas  (r) serta energi radiasi yang mengenainya. Nilai tebal bahan penyerap dapat dalam satuan panjang (mm ; cm) ataupun dalam satuan massa persatuan luas (gr/cm²). Terlihat bahwa persamaan (1) di atas merupakan persamaan eksponensial seperti persamaan peluruhan radioaktif sehingga dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 3. Kurva intensitas radiasi yang diteruskanoleh bahan penyerap

Bila di peluruhan radioaktif dikenal istilah waktu paro, disini terdapat istilah tebal paro (HVL = half value layer) yaitu tebal bahan yang dapat menyerap separo dari intensitas mula-mula atau intensitas yang diteruskan tinggal separonya. Istilah lain adalah TVL (tenth value layer) yaitu tebal bahan yang dapat menyerap 90% intensitas mula-mula atau intensitas yang diteruskan tinggal sepersepuluh (10%) nya. Nilai HVL dan TVL suatu bahan ditentukan dari koefisien serap linier (μ) nya dengan persamaan berikut.

                                                                            (2)

Perhitungan intensitas radiasi yang masih diteruskan setelah melalui suatu bahan penyerap (penahan radiasi) lebih mudah bila menggunakan konsep HVL dan TVL ini dibandingkan harus menggunakan persamaan dasarnya

                                                                         (3)

Dimana n adalah jumlah HVL (x / HVL) sedangkan m adalah jumlah TVL (x / TVL).

9.                   PROSEDUR EKSPERIMEN

1.                   Menyiapkan program Logger Pro dan memasang sensor mendeteksi.

2.                   Menghitung cacah latar.

3.                   Menghitung cacah radiasi sebagai I₀

4.                   Menghitung cacah radiasi dengan penghalang timbale dari ketebalan yang paling tipis sampai paling besar.

5.                   Menghitung cacah radiasi deng penghalang alumunium dari ketebalan paling tipis ke paling tebal.

6.                   Analisis data