KONTROL KINERJA SPEKTROMETER GAMMA MENGGUNAKAN METODE QUALITY CONTROL CHART

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1

Jakarta, 12 Desember 2007 _{ISSN : 1978-9971}

"

KONTROL KINERJA SPEKTROMETER GAMMA

MENGGUNAKAN METODE QUALITY CONTROL CHART

Noviarty, Dian Anggraini dan Rosika Kriswarini Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN ABSTRAK

KONTROL KINERJA SPEKTROMETER GAMMA MENGGUNAKAN METODE

QUALITY CONTROL CHART. Kontrol kinerja spektrometer gamma menggunakan metode QC Chart dilakukan dengan tujuan untuk memonitor keabsahan suatu hasil pengujian. QC Chart,

diperoleh dari hasil kalibrasi energi menggunakan bahan standar Co-60, pada dua puncak energi radiasi yaitu energi 1173,24 keY dan energi ] 332,50 keY. Untuk melihat kestabilan pengukuran kalibrasi energi dilakukan dengan 3 kali pengulangan pengukuran dan dalam kurun waktu 3 bulan. Hasil pengukuran pada masing-masing puncak energi berupa nilai cacahan radiasi (intensitas radiasi) dan resolusi dituangkan dalam bentuk QC Chart. Dari QC Chart tersebut dapat disimpulkan bahwa kinerja spektrometer gamma masih cukup baik dilihat dari nilaiQC Chart yang berada pada daerah batas yang dibolehkan yaitu di wilayah ISD atau -I SD. Sedangkan resolusi yang diberikan dapat diterima karena berada pada daerah yang dibolehkan yaitu antaral,83 -1,95. Kata kunci ; Spektrometer Gamma,Quality Control Chart

ABSTRACT

PERFORMANCE CONTROL OF GAMMA SPECTROMETER BY QC CHART

METHOD. Performance control of gamma spectrometer by QC Chart method for test validation. Energy calibration is done by using standard material Co-60 at 1173.24 keY and 1332.50 keY energy peaks. The calibration observation was done three replications in three months. The measurements were recorded in radiation counting and resolution. The measurement values are then represented in QC Chart. The summary performance of gamma spectrometer was validated from the chart reading, i.e. the range of acceptance must be between I and -I deviation standard. It was shown that the resolution measurement was acceptable that the value was about] .83-1.95. Key words;Gamma Spectrometer, Quality Control Chart

I. PENDAHULUAN

Badan Tenaga Nuklir Nasional (BA TAN) adalah salah satu lembaga

pemerintah non departemen yang

mempunyal tugas melaksanakan

penelitian di bidang pengembangan dan pemanfaatan tenaga nuklir sesuai dengan

peraturan perundang-undangan yang

berlaku.

Bidang Pengembangan Radiometalurgi (BPR) adalah salah satu bidang di Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BA TAN merupakan fasilitas uji pasca iradiasi yang bertugas antara lain meneliti dan mengembangkan teknologi bahan bakar nuklir. Untuk menunjang penelitian tersebut diperlukan suatu alat yang dapat

menganalisis radionuklida yang

dihasilkan dari bahan bakar nuklir pasca

Pusat Teknologi Keselamatan don Metrologi Radiasi - Badon Tenaga Nuklir Nasional 60

Daftar Isi

Prosiding Pertemuan dan Presentasi l/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1

Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971

radiasi. Salah satu alat yang dapa!

digunakan untuk menganalisis

radionuklida tersebut adalah alat

Spektrometer Gamma EG & G ORTEC yang terdapat di laboratorium fisika kimia Pengembangan Teknologi Bahan Bakar N ukl ir.

Spektrometer Gamma merupakan alat analisis yang digunakan untuk identifik~i radionuklida dengan cara mengamati spektrum karakteristik yang ditimbulkan oleh interaksi radiasi dengan materi detektor. Pada Spektrometer

Gamma ini detektor yang digunakan

adalah detektor HPGe. Oetektor HPGe

Inl dapat berfungsi dengan baik

sebagaimana yang diharapkan jika

detektor senantiasa didinginkan sampa! temperatur -196°C, Pendinginan detektor ini sangat mempengaruhi umur detektor yang akan berdampak pada kinerja alat, sehingga detektor harus selalu berada

dalam keadaan dingin. Proses

pendinginan detektor dilakukan dalam dewar yang diisi dengan nitrogen cair setiap satu kali dalam satu minggu. Untuk melihat kinerja detektor berfungsi dengan baik sesuai dengan spesifikasi alat spektrometer gamma dimonitor melalui kegiatan kalibrasi alat. Kalibrasi alat dilakukan

pada energi gamma dengan

menggunakan sumber standar Co-60,

pada dua puncak energi yaitu energi 1173,24 keY dan energi 1332,50 key[1.2]. Selanjutnya diamati besarnya intensitas radiasi (cacahan radiasi) dan resolusi yang dihasilkan sesuai dengan puncak energi yang telah ditentukan. Besarnya

cacahan radiasi dan resolusi yang

dihasilkan diamati dalam kurun waktu tertentu dan dituangkan dalam bentuk QC Charts.

QC Charts adalah merupakan suatu kontrol kerja yang digunakan dalarn

pengendalian mutu untuk memonitor

keabsahan pengujian dan kalibrasi yang dilakukan pada sam pel yang sarna dalam kurun waktu tertentu.

Pada pembuatan QC Charts ini ada 4 garis penting yang dapat ditentukan yaitu melalui garis pusat sebagai nilai benar yang diperoleh dari pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dalam kurun waktu tertentu, garis batas yang dibolehkan dibatasi pada nilai 1SO, garis batas peringatan (warning limit) pada nilai 2S0, garis batas tindak lanjut (action limit) pada nilai 3S0(3)

II. TAT A KERJA Bahan:

Sumber Standar Co-60 digunakan

sebagai bahan untuk kalibrasi energi pada pembuatan QC Charts.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi J/miah FungsiofWl Pengembangan Teknologi Nuklir 1

Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971

Perala tan:

Spektrometer Gamma EG&G

ORTEC digunakan sebagai alat ukur

energl gamma.

Prosedur Percobaan

1. Penyiapan kondisi operasi

Sebelum melakukan pengoperaslan peralatan dilakukan pengkondisian ruangan dan peralatan sebagai berikut [4].

a. Kondisi ruangan : Suhu 2] °C, Humiditas 63 %.

b. Dewar detektor telah terisi

nitrogen cair paling lambat 7 jam sebelum operasi[4].

2. Pengoperasian

Pengoperasian alat Spektrometer

Gamma dilakukan dengan tahapan

kerja sebagai berikut[4]:

a. Tegangan tinggi dinaikkan secara perlahan hingga mencapai 2.8 kY dengan cara memutar tombol HV

yang terletak pada panel MCA

(Multi Channel Analyzer) secara perlahan.

b. Lakukan kalibrasi peralatan

menggunakan sumber standar Co-60, dengan lama cacahan 1000 detik.

c. Masukan nilai energi dari Co-60 yaitu energi 1173,24 keY dan Energi 1332,50 keY.

d. Amati besamya intensitas

cacahan, FWTM dan FWHM

yang dihasilkan pada channel energi 1173,24 keY dan channel energi 1332,50 keY.

e. Kalibrasi dilakukan dengan 3 kali pengulangan dalam kurun waktu 3 bulan.

e. Rekam data yang diberikan dalam peta QC Charts.

3. Pembuatan QC Charts

Pembuatan QC charts dilakukan

dengan tahapan kerja sebagai berikut[3] a. Buat QC Charts dari data nilai

rata-rata pengujian menggunakan

metoda gamma spektrometri

sebagai ordinat, dan waktu sebagai absis.

b. Masukkan nilai rerata dari

serangkaian pengujian (10 kali pengukuran) dan gunakan sebagai tengah dari bagan QC Charts, kemudian buat garis batas + lSD,

-ISD ; +2SD, -2SD dan +3SD,

-3SD

c. Analisis kinerja alat dengan mengamati sebaran data pad a QC Charts

Prosiding Perlemllan OOn Presenlasi J/miah FlIngsional Pengembangan Teknologi Nuklir /

Jakarla, /2Desember 2007 ISSN : 1978-9971

III. HASIL DAN PEMBAHASAN QC Charts adalah merupakan suatu kontrol kerja yang digunakan dalam

pengendalian mutu untuk memonitor

keabsahan pengujian dan kalibrasi yang dilakukan pada sam pel yang sarna dalam kurun waktu tertentu. Dari pengamatan kalibrasi energi gamma menggunakan

sumber standar Co-60, yang dilakukan pad a dua puncak energi yaitu pada energi 1173,24 keY dan 1332,50 keY. diperoleh besarnya intensitas cacahan energi rata-rata dan 10 kali pengukuran sebesar 42484 untuk energi 1173,24 keY dan

447895. untuk energi 1332,50 keY

seperti yang ditunjukkan dalam Tabel I.

Tabel I. Data Pengukuran intensitas energi Co-60

Intensitas Energi No.

Tanggal_{1173,24 keV}1332,50 keV 1. 14 Juni 2007 4390539036 2. 18 Juni 2007 4926843671 3. 22 Juni 2007 4983644143 4. 28 Juni 2007 4939244501 5. 4 Juli 2007 4392849868 6. 5 Juli 2007 4186546810 7. 23 Juli 2007 4954343602 8, 24 Juli 2007 4700541616 9 25 Juli 2007 4631141023 10. 26Juli 2007 4145647013 rerata: 42484 rerata : 47895

Selanjutnya dilakukan pembuatan garis batas yang dibolehkan, garis batas peringatan dan garis tindakan. Kemudian besar intensitas cacahan yang diperoleh dari pengukuran Co-60 pada tanggal 14

Juni 2007 sampai dengan 13 Agustus 2007 dipetakan dalam QC chart, seperti yang ditunjukankan pada Gambar 1 dan Gambar 2.

X rerata

41000J _

:::::f=~=-=~=~=~~=~=~=~~=~=~=-=~=~~]::::

Prosiding Perlemuan dan Presenlasi J/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir I Jakarta, /2Desember 2007

QC Charts Spektrometer Gamma Menggunakan Co-60(Energi 1173.24 keV) 49000

~~~~=-":-_~===_-:-_-=--:-:~~~~===~=

..

IX+3SD :; 47000t---IX+2 SD ~ 45000 ~ ~--=--=--- 1X+1SD UJ 43000J J9

'!

.s .5

14-Jun 24-Jun 4-Jul 14-Jul 24-Jul 3-Aug 13-Aug

Tanggal

155N :1978-9971

Gambar 1. QC Charts Spektrometer Gamma Energi 1173,24 keY

sehingga perlu tindakan perbaikan, namun tindakan perbaikan dilakukan bila

10 titik berada berada di daerah rerata yang

sama[3)-menunjukkan bahwa kerja detektor tidak optimal sehingga pengisian gas nitrogen perlu dilakukan, sedangkan jika berada di daerah batas tindakan men unj ukkan

detektor terganggu

Pada Gambar-I QC Charts

cacahan intensitas energi 1173,24 keY terlihat bahwa titik-titik pengukuran

masih berada pada daerah yang

dibolehkan dan pada daerah garis batas yang dibolehkan yaitu pada daerah 1SD

atau -1 SD , demikian juga dengan

intensitas cacahan pada energi 1332,50 ke V yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Nilai cacahan intensitas energi berada di daerah batas yang dibolehkan menunjukan bahwa fungsi detektor cukup optimal, dan bila nilai cacahan berada

dalam

bahwa

daerah

fungsi

batas _peringatan

Prosiding Pertemuan dan Presenlasi lImiah Fungsional Pengembangan Telmologi Nuklir /

Jakarta, /2 Desember 2007 ISSN: 1978-9971

QC Charts Spektrometer Gamma Menggunakan Co-60(Energi 1332.50 keV) r I I 55000 L .. _ .. _ .. _ .._ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _ .. _.~ I ' I j 53000 c I I i---1

, I

51000"

1

I' 49000

r----

, ~---;;\---

----

.---1h I

i

47000

j!

m_~

y

~!

k:__

1 45000 .1 _ i I

::::: -L~~.

~_-.=~=.~~.=~

=~~.~_~.=~=.~;.~~.=~~~~.=~=l

14-Jun 24-Jun 4-Jul 14-.Jul 24-Jul 3-Aug 13-Aug

X+3SD X+2SD X+1SD Xrerata X-1SD )(..2SD X-3SD

'.

Tanggal

Gambar 2. QC Charts Spektrometer Gamma Energi 1332,50 keY Selanjutnya Resolusi dilakukan pengamatan spektrometer resolusi gamma. dari alat

Maximum) yang biasa disebut dengan Gauss ratio. Nilai Gauss ratio yang baik adalah berkisar antara 1,83 sampal

resolusi ditunjukkan dalam Tabel 2 dan Gambar 3.

ditentukan dari perbandingan antara FWTM (Full Width at Tenth Maximum)

dan FWHM (Full Width at Half

dengan 2,001,2] Hasil pengamatan

Tabel 2. Data Pegukuran FWTM dan FWHM Standar Co-60

Tanggal Energi 1173,24 keV EnerQi 1332,50 keV FWTM FWHM Gauss RatioFWHM FWTM Gauss Ratio 23-Jul 2.800 5.3601.914 2.870 5.4201.889 24-Jul 2.790 5.3301.910 2.860 5.4201.895 25-Jul 2.760 5.3901.953 2.860 5.4701.913 26-Jul 2.850 5.2801.853 2.840 5.3801.894 27-Jul 2.800 5.2601.879 2.860 5.5001.923 30-Jul 2.770 5.3001.913 2.880 5.4301.885 31-Jul 2.790 5.3601.921 2.870 5.3701.871 1-AuQ 2.840 5.4301.912 2.860 5.5101.927 2-AuQ 2.800 5.3301.904 2.820 5.4901.947 3-AuQ 2.820 5.4601.936 2.910 5.5101.893

Pada Tabel 2 terJihat bahwa

resolusi alat yang dihasilkan dinyatakan dalam Gauss ratio yaitu sekitar 1,83 sampai dengan 1,95. Nilai Gauss ratio yang dibolehkan yaitu an tara 1,83 sampai dengan 2,00, seperti yang ditunjukkan

dalam Gambar-3 Gauss Ratio Co-60

bahwa nilai Gauss ratio yang diberikan masih berada pada daerah pengukuran yang dibolehkan. Sehingga keabsahan pengukuran dapat diterima. Nilai resolusi

101 akan berpengaruh kepada hasil

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1

Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971

pengukuran. Jika nilai resolusi tidak terpenuhi maka akan terjadi kesalahan pengukuran, karena resolusi merupakan

kemampuan suatu sistem untuk

berdekatan. Hasil resolusi yang tidak baik memberikan indikasi bahwa adanya noise

yang berasal dan detektor dan

mengganggu pengukuran 1,2]. I 1.98 1_I ~ I :X:194~

3:'

I U. I - I ~ 1.9 1 ••••• I 3: ! u. 1.86 ~ i 1.82 L! ---.---22-Jul

membedakan dua puncak energi yang

r---

Nilai Gaus Ratio Co-60

I 27-Jul 1-Aug T aoggal

I-+-

E=1173.24ke~ ! ~ '"1332.50

"l

_I 6-Aug IV. KESIMPULAN

Gambar 3. Gauss Ratio pengukuran Co-60

SARAN Pada pelaksanaan kontrol kinerja

spektrometer gamma menggunakan QC

Charts dapat disimpulkan bahwa

pengukuran yang dilakukan dapat

diterima dilihat dan nilai QC Charts yang

berada pada daerah batas yang

dibolehkan yaitu pad a daerah

I

SD atau

-I

SD. Sedangkan resolusi yang diberikan juga dapat diterima karena berada pada

daerah yang dibolehkan yaitu 1,83 - 1,95.

Untuk memonitor keabsahan

pengukuran pengujian maka sebaiknya kontrol kerja dengann menggunakan QC Charts dilakukan secara terus menerus secara periodik.

DAFT AR PUST AKA

1. HENDRIY ANTO H.T., "Spektro-metri Gamma ", Pelatihan Penyelia

Laboratorium Analisis Aktivasi

Neutron, Pusdiklat SA TAN, 2003

Prosiding Pertemuan dnn Presentasi llmiah Fungsional Pengembangan Telmologi Nuklir J

Jakarta. 12 Desember 2007 _{ISSN : 1978-9971}

3. PUDJIASTUTI, U., "Pengendalian Mutu untuk laboratorium sesuai ISO/IEC 17025- 2005" Jakarta 2005 2. WIBOWO, L.N, "Analisis Perpforma

Spektrometer Gamma EG&G ORTEC". Urania Buletin Triwulan Daur Bahan Bakar Nuklir ISSN 0852-4777 Vol.12 No.! Januari 2006

4. ANONlM, "Operator's

Spectrometer Gamma EG

ORTEC ", Tennesse, USA.

Manua!

&

G

2. Penanya: Nazaroh

(PTKMR -BAT AN)

Pertanyaan :

I. Apakah untuk menentukan QC

Charts harus menggunakan Co-60, apakah tidak bisa digunakan Co-57 atau sumber standar yang lain yang energinya rendah?

2. Apakah kerugiannya bila

menggunakan sumber standar

selain dari Co-60 untuk QC

Charts?

Tanya Jawab :

1. Penanya: Pratiti MF.

(pRR -BA TAN)

Pertanyaan :

1. Kenapa kontro! kinerja

menggunakan bahan standar

Co-60 yang hanya mempunyai 2

puncak energi, sementara ada

bahan standar lain misa! Ba-133 yang mempunyai 4 puncak energi?

2. Apakah pernah dicoba dengan

menggunakan standar terse but dan bagaimana hasi! terhadap control chartnya?

Jawaban : Noviarty

(PTBN - BAT AN)

I. Untuk me!akukan kalibrasi energi cukup dilakukan pada 2 titik energi, karena ini hanya untuk mengka!ibrasi alat dan melihat unjuk kerja alat tersebut pada daerah energi tersebut. Bisa digunakan standar lain seperti Eu-152 atau standar lainnya.

2. Selama ini belum.

Jawaban : Noviarty

(pTBN - BAT AN)

] . Tidak, bisa juga menggunakan standar lain.

2. Tidak ada kerugiannya, bisa saja dilakukan.

3. Penanya: Yayan Tahyan

(PRR -BATAN)

Pertanyaan :

1. Kenapa sumber stanadar hanya

dipakai Co-60 energi ]] 73 dan

1332 keY, sedangkan dalam

pengukuran MCA sebenarnya

akan dijumpai energi yang

rendah? Apakah dilakukan juga

pengukuran QC Charts uotuk

energi rendah seperti Co-57 atau Ba-133?

2. Berapa lama data QC Charts

tersebut berlaku?

Jawaban : Noviarty

(PTBN - BAT AN)

I. Kita dapat menggunakan sumber standar lain tergantung dari sampel yang akan diukur, tetapi di pusat kami sering digunakan

untuk mengukur uranium yang

mempunyai energi cukup

dikalibrasi dengan standar Co-60.

Prosiding Per/emuan dan Presentasi J/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir J Jakar/a, 12Desember 2007

2. QC Cahrts dapat diberlakukan sampai adanya tindakan action limit, jadi setelah dilakukan

tindakan perbaikan maka QC

Cahrts diperbaiki.

4. Peoaoya: Wahyudi

( PTKMR-BA T AN)

Pertaoyaan :

I. Selama pengukuran ada

peluruhan, bagaimana dengan

pengaruhnya terhadap QC

Charts?

2. FWHM adalah lebar setengah dari tinggi puncak, sedangkan FWTM adalah lebar sepersepuluh tinggi puncak, sehingga data FWHM <

FWTM, Bagaimana dengan data

di Tabel QC Charts? Jawaban : Noviarty

(PTBN - BAT AN)

I. Pembuatan QC Charts

menggunakan sumber standar

yang waktu peluruhannya

panjang. Jika untuk melakukan pengukuran suatu sampel, kita

membuat sumber standar baru

untuk pembuatan kurva kalibrasi standar.

2. Perhitungan Gauss Ratio

dilakukan dengan menggunakan

perbandingan FWHM dan

FWTM, sehingga FWHM dibagi FWTM berkisar 1,83 sampai 2,00.

Nilai Gauss Ratio

menggambarkan nilai resolusi yang dipengaruhi oleh kinerja detektor.

Pusa/ Teknologi Keselama/an dan Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN : 1978-9971

68