Tabel 12. Efisiensi pada wadah Marinelli beaker Geometri Efiensi (%) 604,7 keV 795,8 keV MB-0,5 liter MB-1 liter MB-2 liter MB-3 liter 10,582 6,421 6,177 4,193 9,655 6,301 5,891 3,673 Pada Tabel 12. Dapat dilihat nilai laju cacah menurun untuk geometri wadah yang semakin besar pada puncak energi 604.7 keV dan 795.8 keV. Nilai efisiensi terbesar terdapat pada wadah marinelli beaker 0,5 liter yaitu 10,582% pada energi 604,7 keV dan 9,655% pada energi 795,8 keV.
Efisiensi pada Wadah Silinder
Wadah silinder yang digunakan pada penelitian ada dua dan kedua silinder mempunyai ukuran diameter yang berbeda yaitu silinder 0,2 liter mempunyai diameter 6cm sedangkan silinder 2 liter mempunyai diameter 15,3 cm sedangkan diameter detektor 7,5cm. Perbedaan diameter kedua wadah mempengaruhi penempatan wadah pada spectrometer gamma, dimana pada wadah silinder 0,2 liter diameternya lebih kecil dari diameter detektor sehingga bagian bawah wadah silinder 0,2 liter seluruhnya kontak dengan detektor sedangkan pada wadah silinder 2 liter pada bagian bawah wadahnya tidak seluruhnya kontak dengan detektor.
Perbedaan perbandingan luas alas wadah silinder dengan luas detektor yang kontak dengan wadah dapat mempengaruhi efisiensi wadah silinder.
Tabel 13. Efisiensi pada wadah silinder Geometri Efiensi (%) 604,7 keV 795,8 keV Silinde-0,2 liter Silinder-2 liter 10,268 3,054 8,522 2,565 Pada tabel 13. Dapat dilihat nilai laju cacah menurun untuk geometri wadah yang semakin besar pada puncak energi 604.7 keV dan 795.8 keV. Nilai efisiensi terbesar terdapat pada wadah silinder 0,2 liter yaitu 10,268% pada energi 604,7 keV dan 8,522% pada energi 795,8 keV.
Perbandingan Nilai Efisiensi Berbagai Wadah Efisiensi dari seluruh wadah hasil dari pencacahan spektrometer gamma ditunjukkan pada Tabel 14. Dari Tabel 14 dapat dilihat nilai efisiensi dari tiap wadah berbeda dengan wadah lainnya disebabkan faktor geometri wadah. Nilai efisiensi wadah Marinelli beaker 0,5 liter tertinggi dari seluruh wadah, sedangkan wadah silinder 2 liter memiliki nilai efisiensi paling rendah dari seluruh wadah.
Pada wadah Marinelli beaker nilai efisiensi semakin tinggi untuk wadah Marinelli beaker yang volumenya kecil, sama halnya dengan Marinelli beaker pada wadah silinder
8,522 9,655 6,302 5,891 2,565 3,673 10,268 10,582 6,461 7,177 3,054 4,193 0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000 10,0000 12,0000 SI-0,2L MB-0,5L MB-1L MB-2L SI-2L MB-3L EF IS IEN S I (% ) GEOMETRI WADAH 795,8 Kev 604,7 KeV
17
nilai efisiensi semakin tinggi untuk wadahsilinder yang volumenya lebih becil. Tabel 14. Efisiensi pada setiap wadah Geometri Efiensi (%) 604,7 keV 795,8 keV MB-0,5 liter MB-1 liter MB-2 liter MB-3 liter Silinder-0,2 liter Silinder-2 liter 10,582 6,421 6,177 4,193 10,2687 3,0542 9,655 6,301 5,891 3,673 8,522 2,565
Efisiensi pengukuran menggunakan wadah silinder 2 liter lebih kecil dari pada wadah Marinelli beaker 2 liter, ini menunjukkan bahwa wadah Marinelli beaker lebih baik dari pada wadah Silinder. Dengan diketahuinya faktor geometri dari wadah yang digunakan mencacah energi sinar gamma kita dapat mengukur kadar zat radioaktif dari sampel dengan akurat.
Pengaruh Faktor Geometri terhadap Pengukuran Sinar Gamma
Pengaruh faktor geometri dapat dilihat pada nilai efisiensi dari tiap wadah yang berbeda dengan wadah yang lain. Pengaruh faktor geometri dari keenam wadah yang digunakan dalam penelitian diamati dengan membandingkan goemetri dari wadah-wadah dengan nilai efisiensi. Perbandingan geometri dilakukan pertama untuk wadah yang memiliki persamaan bentuk geometri yaitu tiap-tiap wadah Marinelli beaker dan tiap-tiap wadah silinder dan yang kedua membandingkan bentuk geometri wadah yaitu Marinelli beaker dengan wadah silinder.
Pengaruh Faktor Geometri pada Wadah Marinelli beaker
Wadah Merinelli beaker yang mempunyai volume lebih besar mempunyai nilai efisiensi pengukuran yang lebih kecil. Hal ini disebabkan semakin besar volume semakin besar juga radiasi gamma yang terabsorsi oleh materi sampel sebelum radiasi gamma sampai ke detektor. Nilai efisiensi pada wadah Marinelli beaker 3 liter paling kecil dibandingkan wadah Marinelli beaker yang lain.
Energi sinar gamma pada sampel yang terdeteksi oleh detektor adalah pada bagian permukaan wadah yang kontak dengan detektor, pada wadah Marinelli beaker rongga pada tiap wadah yang kontak dengan sinar gamma untuk setiap variasi volume wadah mempunyai luas yang hampir sama oleh karena itu nilai efisiensi wadah yang mempunyai volume lebih besar nilai efisiensi lebih kecil karena permukaan sampel yang tidak kontak dengan detektor lebih luas. Data lengkap geometri dari masing wadah Marinelli beaker dapat dilihat pada Tabel 8 dan pada Gambar 8.
Dari Tabel 15 dapat dihitung luas rongga yang kontak dengan detektor dan luas permukaan sampel dari seluruh wadah Marinelli beaker. Dengan membandingkan luas permukaan rongga dengan luas seluruh permukaan sampel pada Marinelli beaker dapat digunakan untuk melihat adanya pengaruh faktor geometri terhadap pengukuran energi sinar gamma. Luas rongga dan luas permukaan sampel pada seluruh variasi wadah Marinelli beaker pada puncak energi 604,7 keV dapat dilihat pada Tabel 16. dan grafik nilai efisiensi terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan wadah Marinelli beaker ditunjukkan pada Gambar 11.
18
Tabel 15. Data dari efisiensi dan deviasi standar efisiensi pada puncak energi 604,7 keV, luas sampeldan luas rongga dari seluruh wadah Marinelli beaker Geometri Efisiensi (%) Deviasi standar Luas sampel (cm2) Luas rongga (cm2) Luas rongga / Luas sampel MB-0,5 liter MB-1 liter MB-2 liter MB-3 liter 10,582 6,421 6,177 4,193 1,475 0,745 1,348 9,695 681,191 1000,199 1192,430 1416,077 214,310 231,450 242,260 245,890 0,314 0,231 0,203 0,173
Gambar 11. Hubungan nilai efisiensi terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan wadah Marinelli beaker pada puncak energi 604,7 keV
Dari grafik nilai efisiensi terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan sampel Marinelli beaker terlihat semakin besar nilai perbandingan luas semakin besar juga nilai efisiensi pengukuran. Geometri dari wadah mempengaruhi ketelitian pencacahan energi sinar gamma, untuk wadah Marinelli Beaker nilai efisiensi tertinggi dimiliki oleh wadah Marinelli beaker 0,5 liter, tetapi kebalikannya wadah Marinelli beaker 3 liter mempunyai nilai efisiensi paling rendah.
Luas rongga dan luas permukaan sampel pada seluruh variasi wadah Marinelli beaker pada puncak energi 795,8 keV dapat dilihat pada Tabel 17. dan grafik nilai efisiensi
terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan wadah Marinelli beaker ditunjukkan pada Gambar 13.
Dari grafik nilai efisiensi terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan sampel Marinelli beaker terlihat semakin besar nilai perbandingan luas semakin besar juga nilai efisiensi pengukuran. Geometri dari wadah mempengaruhi ketelitian pencacahan energi sinar gamma, untuk wadah Marinelli beaker nilai efisiensi tertinggi dimiliki oleh wadah Marinelli beaker 0,5 liter, tetapi kebalikannya wadah Marinelli beaker 3 liter mempunyai nilai efisiensi paling rendah.
10,5829 6,42186 6,17769 4,19361 0 2 4 6 8 10 12 0 0,1 0,2 0,3 0,4 E fi sien si (% )
19
Tabel 16. Data dari efisiensi dan deviasi standar efisiensi pada puncak energi 795,8 keV, luas sampeldan luas rongga dari seluruh wadah Marinelli beaker Geometri Efisiensi (%) Deviasi standar Luas sampel (cm2) Luas rongga (cm2) Luas rongga / Luas sampel MB-0,5 liter MB-1 liter MB-2 liter MB-3 liter 9,655 6,301 5,891 3,673 0,317 0,433 0,621 4,362 681,191 1000,199 1192,430 1416,077 214,310 231,450 242,260 245,890 0,314 0,231 0,203 0,173
Gambar 12. Hubungan nilai efisiensi terhadap perbandingan luas rongga dengan luas seluruh permukaan wadah Marinelli beaker pada puncak energi 795,8 keV
Pengaruh Faktor Geometri pada Wadah Silinder
Pada penelitian digunakan dua wadah silinder yaitu 2 liter dan silinder 0,2 liter. Nilai efisiensi dari dua macam volume wadah silinder ditunjukkan oleh Tabel 10 dan 11. Dari Tabel 10 dan 11 dapat dilihat wadah silinder yang mempunyai volume lebih besar mempunyai nilai efisiensi yang paling kecil baik pada puncak energi 795,8 keV maupun pada puncak energi 604,5 keV. Hal ini disebabkan semakin besar volume semakin besar juga radiasi gamma yang terabsorsi oleh materi sampel sebelum radiasi gamma sampai ke detektor. Dari Tabel 10 dan 11 juga dapat dilihat wadah silinder yang mempunyai standar deviasi nilai efisiensi yang lebih kecil dari wadah silinder 0,2 liter yang berarti pada wadah silinder 2 liter nilai efisiensi pada puncak energi yang berbeda yang dicacah mempunyai perbedaan nilai efisiensi yang kecil. Nilai efisiensi pada wadah silinder 2
liter lebih kecil dibandingkan wadah silinder 0,2 liter tetapi nilai efisiensi silinder 2 liter lebih akurat karena memiliki deviasi standar dari nilai efisiensi yang yang lebih kecil.
Energi sinar gamma pada sampel yang terdeteksi oleh detektor adalah pada bagoan permukaan wadah yang kontak dengan detektor, pada wadah silinder perbandingan luas kontak wadah ke detektor dengan luas sampel pada wadah mempengaruhi nilai efisiensi. Data lengkap geometri dari masing-masing wadah silinder dapat dilihat pada Tabel 8 dan Gambar 7.
Dari Tabel 8 dapat dihitung luas kontak dengan detektor dan luas permukaan sampel dari seluruh wadah silinder. Dengan cara membandingkan luas permukaan silinder yang kontak dengan luas seluruh permukaan sampel pada wadah silinder dapat digunakan untuk melihat adanya pengaruh faktor geometri
20
terhadap pengukuran energi sinar gamma.Luas kontak dengan detektor dan luas
permukaan sampel dari seluruh wadah silinder dapat dilihat pada Tabel 18.
Tabel 17. Data dari efisiensi dan deviasi standar efisiensi pada puncak energi 604,7 keV, luas sampel dan luas rongga dari seluruh wadah silinder
Geometri Efisiensi (%) Deviasi standar Luas sampel (cm2) Luas alas silinder (cm2) Luas rongga / Luas sampel Silinder- 0,2 liter Silinder – 2 liter 10,268 3,054 0,099 0,305 162,024 712,223 28,260 44,160 0,174 0,062 Tabel 18. Data dari efisiensi dan deviasi standar efisiensi pada puncak energi 795,8 keV, luas sampel
dan luas rongga dari seluruh wadah silinder Geometri Efisiensi (%) Deviasi standar Luas sampel (cm2) Luas alas silinder (cm2) Luas rongga / Luas sampel Silinder -0,2 liter Silindr – 2 linder 8,522 2,565 0,113 0,067 162,024 712,223 28,260 44,160 0,174 0,062
Pada Tabel 16 da 17 dapat dilihat semakin kecil nilai perbandingan luas semakin kecil deviasi standar dari nilai efisiensi wadah. Goemetri dari wadah mempengaruhi ketelitian pencacahan sinar gamma, untuk wadah silinder nilai efisiensi wadah silinder 0,2 liter lebih tinggi tetapi deviasi standar efisiensinya paling besar baik pada puncak energi 795,8 keV maupun pada puncak energi 604,5 keV, kebalikannya wadah silinder 2 liter mempunyai nilai efisiensi paling rendah tetapi standar deviasi efisiensinya paling kecil.
Pengaruh faktor geometri pada pengukuran sinar gamma dapat diketahui dengan membandingkan nilai efisiensi dari wadah Marinelli beaker dengan wadah silinder. Wadah Marinelli beaker dan silinder mempunyai bentuk geometri yang berbeda juga nilai efisiensinya walaupun kedua wadah ini memiliki volume wadah yang sama yaitu antara wadah Marinelli beaker 2 liter dengan wadah silinder 2 liter, nilai efisiensi dari kedua wadah ditunjukan pada Tabel 18 dan 19.
Tabel 19. Nilai efisiensi dari wadah Marinelli beaker 2 liter dan Silinder 2 liter pada puncak energi 604,7 keV Geometri 604, keV Efisiensi (%) Deviasi Standar MB-2 liter Silinder-2liter 6,177 3,054 1,348 0,305
Dari Tabel 18 dan 19 terlihat nilai efisiensi Marinelli beaker lebih besar dari silinder, hal ini disebabkan oleh wadah Marenelli beaker mempunyai geometri yang sesuai dengan bentik dari detektor yang berbentuk silinder. Bagian alas dari wadah Marinelli beaker dibuat berongga berbentuk silinder untuk memaksimalkan luas kontak detektor dengan wadah sehingga nilai efisiensi dari wadah Marinelli beaker lebih baik dari wadah silinder.
21
Tabel 20. Nilai efisiensi dari wadah Marinellibeaker 2 liter dan Silinder 2 liter pada puncak energi 795,8 keV
Geometri 795,8 keV Efisiensi (%) Deviasi standar MB-2 liter Silinder-2 liter 5,891 2,565 0,621 0,067 Nilai deviasi standar wadah silinder 2 liter lebih kecil dari wadah Marinelli beaker 2 liter tetapi perbadaan nilainya kecil, ini menunjukkan deviasi standar nilai efisiensi lebih bergantung pada volume sampel yang dicacah dari pada perbandingan luas permukaan wadah yang kontak ke detektor dengan seluruh luas permukaan sampel. Wadah Marinelli beaker lebih baik dari pada wadah silinder karena nilai efisiensi wadah Marinelli beaker lebih besar dari silinder untuk volume yang sama sehingga lebih teliti untuk digunakan karena pada saat pencacahan energi sinar gamma dapat terdeteksi lebih baik.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Dari penelitian ini diperoleh nilai efisiensi terbesar dalam pengukuran spektrometer gamma dari 134Cs dalam tanah sebesar 10,528% pada puncak energi 604,7 keV dan 9,655% pada puncak energi 795,8 keV dengan menggunakan wadah Marinelli beaker.
Faktor geometri sampel sangat berpengaruh pada nilai efisiensi pengukuran. Selain besar nilai perbandingan luas permukaan wadah yang kontak dengan detektor terhadap seluruh luas permukaan sampel semakin besar nilai efisiensi. Wadah Marinelli beaker lebih baik digunakan dari pada wadah silinder karena nilai efisiensi pengukurannya lebih besar.
Saran
Dalam pengukuran aktivitas sumber dengan menggunakan alat spectrometer sinar gamma, faktor geometri sumber harus diperhatikan karena sangat berpengaruh pada nilai efisiensi dan ketelitian pangukuran.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim a, 1994. Alpha Decay. [8 April 2009] Anonim b, Argonne National Laboratory,
2001. Cesium, http://www.stoller-eser.com/FactSheet/Cesium,pdf. [13 Mei 2009]
Anonim c, Introduction to Radiation Safety,
http://www.ndt.org, [22 Juni 2009]. Anonim d, 2009. Radioactivity in Nature.
http://www.physics.isu.edu/radinf/natural .htm. [1 Juni 2009]
Anonim e, United States Environmental Protection Agancy. Ionizing and Non-Ionizing Radiation: Alpha Particles.
http://www.epa.gov/rpweb00/understand/ alpha.html. [15 Maret 2009]
Anonim f, United States Environmental Protection Agancy. Ionizing and Non-Ionizing Radiation: Beta Particles.
http://www.epa.gov/rpweb00/understand/ beta.html. [15 Maret 2009]
Anonim g, United States Environmental Protection Agancy. Ionizing and Non-Ionizing Radiation: Gamma Rays.
http://www.epa.gov/rpweb00/understand/ gamma.html. [15 Maret 2009]
Anonim h, Wikipedia. Cs-137 decay.
http://www.wikipedia.cs-137/decay.svg.html. [15 Maret 2009] Alfian, M. 2001. Kajian Awal Penyerapan
134
Cs oleh Rumput untuk Indikator Biologis Radioaktivitas Lingkungan di Sekitar P3TKN-BATAN Bandung, Tesis Magister Teknik Lingkungan ITB, Bandung.
Arya, A. P. 1966. Fundamentals of Nuclear Physics. Allyn and Bacon. Inc, Bosto. ATSDR, 2004. Toxicology Profile for
Ceasium. U.S. department of Health and Human Services.
Badan Pengawas Tenaga Nuklir, 1999. Keselamatan Kerja dengan Radiasi, Surat Keputusan NO.01/Ka-Bapeten/V-1999, Jakarta.
Badan Pengawas Tenaga Nuklir, 1999. Baku Tingkatan Radioaktivitas di Lingkungan, Surat Keputusan NO.02/Ka-Bapeten/V-1999, Jakarta.
Beiser, A. 1995. Konsep Fisika Modern. Ed ke-3. Erlangga, Jakarta.
Cember, H. 1969. Introduction to Health Physics. Ed. ke-1. Pergamon Press Inc, London.
22
Eisenbud, M. 1973. EnvironmentalRadioactivity. New York JohnWilley and Sons.
Haryanto, E Eko, 2004. Kajian Daya SerapTanaman Bunga Matahari (Helianthus anuus Less) sebagai Fitoremedistor Radiosecium di Tanah. Tesis Magister Teknik Lingkungan ITB, Bandung.
Mahmoud, A. 2000. HPGe Detector Photopeak Efficiency Calculation. New York: Pergamon Press.
Martin, Alan dan Samuel A. Harbison. Disarikan oleh Poppy Intan Tjahaja. 2002. Materi Kuliah Keselamatan Radiasi. Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITB, Bandung.
Muharini, A. 1998. Model Dinamik untuk Penyerapan 134Cs dalam Tanah oleh Tanaman Paksoi (Brassica rapa), Tesis
Magister Teknik Lingkungan , ITB. Bandung.
Pusat Pendidikan dan Pelatihan. 2000. Dasar Fisika Radiasi. BATAN, Jakarta.
Suilivan, L. 1993. Surveying For Low Energy Beta Radiation.
Susetyo, W. 1984. Instrumentasi Kimia II, spektrometri Gamma, Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Sutarman, et al, 2000. Distribusi 90Sr dan 137
Cs Hasil Jatuhan Debu Radioaktif di Indonesia, Prosiding Seminar Sains dan Teknologi Nuklir, Batan, Bandung. Wardana, W. A, 1990. Teknik Analisis
Radioaktivitas Lingkungan. Edisi kesatu. ANDI OFFSET, Yogyakarta.
Wiryosimin, S. 1995. Mengenal Asas Proteksi Radiasi. ITB, Bandung.