BAB 1 BAB 1 PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.1 Latar Belakang Pad
Pada a saasaat t ini ini teltelah ah dikdikenaenal l dan diketdan diketahuahui i berberbagbagai ai macmacam am zat zat yanyang g menmengangandudungng radioaktif. Keberadaan zat radioaktif tidak dapat diketahui secara langsung dengan panca radioaktif. Keberadaan zat radioaktif tidak dapat diketahui secara langsung dengan panca indera. Untuk mendeteksi keberadaan zat radioaktif diperlukan alat detector, salah satunya indera. Untuk mendeteksi keberadaan zat radioaktif diperlukan alat detector, salah satunya detecto
detector Geiger Muller. r Geiger Muller. Zat radioakZat radioaktif memancarktif memancarkan sinar tembus yang biasan sinar tembus yang biasa disebut sinar a disebut sinar radioaktif. Pemancaran sinar tembus yang secara spontan oleh inti-inti yang tidak stabil radioaktif. Pemancaran sinar tembus yang secara spontan oleh inti-inti yang tidak stabil dinamakan radioaktivitas.
dinamakan radioaktivitas.
Radioaktivitas ini bisa dideteksi oleh suatu alat yang disebut detektor radioaktif. Detektor Radioaktivitas ini bisa dideteksi oleh suatu alat yang disebut detektor radioaktif. Detektor ini ditemuka oleh Geiger_Muller. Oleh karena tu,detektor ini disebut sebagai Geiger_Muller ini ditemuka oleh Geiger_Muller. Oleh karena tu,detektor ini disebut sebagai Geiger_Muller Dete
Detektoktor. r. PadPada a perpercobcobaan aan iniini,de,detektektor tor ini digunini digunakaakan n untuntuk uk menmenententukaukan n coucount nt dardari i zatzat radioaktif. Dari count tersebut akan diketahui waktu peluruhan dari suatu zat radioaktif serta radioaktif. Dari count tersebut akan diketahui waktu peluruhan dari suatu zat radioaktif serta hubungan yang terjadi antara ja
hubungan yang terjadi antara jarak sumber dengan count yang didapatkan.rak sumber dengan count yang didapatkan.
1.2 Permasalahan 1.2 Permasalahan
Permas
Permasalahan dalam percobalahan dalam percobaan Geiger aan Geiger MulleMuller adalah bagaimana hubunr adalah bagaimana hubungan antara jarak gan antara jarak sumber radioaktif dengan count. Selain itu, bagaimana cara mendapatkan konstanta sumber radioaktif dengan count. Selain itu, bagaimana cara mendapatkan konstanta peluruhan,massa hidup,dan waktu paruh suatu zat radioaktif.
peluruhan,massa hidup,dan waktu paruh suatu zat radioaktif.
1.3 Tujuan 1.3 Tujuan Percob
Percobaan aan GeigeGeiger r Muller ini Muller ini bertubertujuan untuk juan untuk mengemengetahui hubungatahui hubungan n antara jarak antara jarak sumbsumber er radioaktif dengan count radiasi. Serta mencari konstanta peluruhan,masa hidup,dan waktu radioaktif dengan count radiasi. Serta mencari konstanta peluruhan,masa hidup,dan waktu paruh suatu zat radioaktif.
paruh suatu zat radioaktif.
1.4 Sistematika Laporan 1.4 Sistematika Laporan
Lap
Laporaoran n ini terdirini terdiri i ataatas s bab 1 bab 1 yaiyaitu tu penpendahdahuluuluan an yanyang g berberisi isi latlatar ar belakang,permasalahan,tujuan,dan sistematika laporan. Bab 2 berisi tinjauan pustaka. Bab 3 belakang,permasalahan,tujuan,dan sistematika laporan. Bab 2 berisi tinjauan pustaka. Bab 3 yaitu metodologi percobaan yang meliputi peralatan dan cara kerja. Pada bab 4 yang berisi yaitu metodologi percobaan yang meliputi peralatan dan cara kerja. Pada bab 4 yang berisi analisa dan pembahasan meliputi data percobaan,perhitungan,grafik dan pembahasan. Selain analisa dan pembahasan meliputi data percobaan,perhitungan,grafik dan pembahasan. Selain itu terdapat bab 5 yang merupakan kersimpulan laporan
BAB II BAB II TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Model inti 2.1 Model inti
Inti atom terdiri dari netron dan proton, yang disebut nucleon. Sebagai indeks atas Inti atom terdiri dari netron dan proton, yang disebut nucleon. Sebagai indeks atas pengidentifikasian dalam menandai nuklid digambarkan sebagai berikut:
Z ZUUAA
Dengan
Dengan A A = = nomor nomor massamassa Z = nomor atom Z = nomor atom A – Z = N, jumlah proton. A – Z = N, jumlah proton. (Husin, 2005) (Husin, 2005) Untuk nuklida-nuklida dengan Z sama dinamakan
Untuk nuklida-nuklida dengan Z sama dinamakan isotopisotop. Nuklida dengan A sama. Nuklida dengan A sama dinamakan
dinamakanisobar isobar . Nuklida dengan N sama tetapi Z berbeda disebut. Nuklida dengan N sama tetapi Z berbeda disebut isotonisoton. Nuklida dengan Z. Nuklida dengan Z dan
dan A A samsama, a, dendengan gan sensendirdirinyinya a N N samsama a tettetapi api berberbedbeda a tintingkagkat t eneenergirginya nya ataatau u tettetapaapann integrasinya atau waktu paruhnya disebut
integrasinya atau waktu paruhnya disebut isomer isomer . Setiap nuklida memiiki gaya inti yaitu gaya. Setiap nuklida memiiki gaya inti yaitu gaya ya
yang ng memengngikikat at ininti ti agagar ar titidadak k bebercrceraerai i beberairai. . MaMassssa a ininti ti susuatatu u atatom om leblebih ih kekecicil l jijikaka dibandingkan dengan massa nucleon penyusunnya. Sehingga dapat dikatakan pada dibandingkan dengan massa nucleon penyusunnya. Sehingga dapat dikatakan pada penyusunan inti dari partikel penyusunnya ada massa yang hilang, berubah menjadi energy penyusunan inti dari partikel penyusunnya ada massa yang hilang, berubah menjadi energy ikat inti. Berarti energy ikat setara dengan massa lenyap pada penyusunan inti dari partikel ikat inti. Berarti energy ikat setara dengan massa lenyap pada penyusunan inti dari partikel penyusunnya. (Sugimin, 2000)
penyusunnya. (Sugimin, 2000)
Inti atom juga memiliki keadaan ground state dan tereksitasi. Ketika inti kembali ke Inti atom juga memiliki keadaan ground state dan tereksitasi. Ketika inti kembali ke keadaan ground state dari keadaan tereksitasi, maka inti atom akan meluruh sambil keadaan ground state dari keadaan tereksitasi, maka inti atom akan meluruh sambil mer
meradiadiasiasikan kan sinsinar ar gamgamma. ma. KeaKeadaadaan n groground und stastate te ini ini disdisebuebut t keakeadaadaan n stastabil bil intinti, i, tintingkagkatt energi
energinya nya ditenditentukan oleh tukan oleh kompkomposisosisi i protoproton n dan neutron penyusun nukleondan neutron penyusun nukleon. . Massa inti,Massa inti, ditentukan oleh massa neutron dan proton sehingga dapat ditulis, M inti = M proton + M ditentukan oleh massa neutron dan proton sehingga dapat ditulis, M inti = M proton + M neutron. Nukleon mempunyai spin ½. Karena nukleon bergerak, maka proton dan neutron neutron. Nukleon mempunyai spin ½. Karena nukleon bergerak, maka proton dan neutron juga mempunyai momentum sudut orbital. Di dalam inti atom nukleon-nukleon mengalami juga mempunyai momentum sudut orbital. Di dalam inti atom nukleon-nukleon mengalami gerak orbital, baik proton maupun neutron
gerak orbital, baik proton maupun neutron mempunyai momen magnetik (Strange, 2000)mempunyai momen magnetik (Strange, 2000)
Saat ini belum ada teori yang bisa menjelaskan sifat inti atom yang telah teramati. Saat ini belum ada teori yang bisa menjelaskan sifat inti atom yang telah teramati. Sehingga digunakan rekaaan atau imajinasi para ilmuan tenteng model inti. Sejauh ini, ada Sehingga digunakan rekaaan atau imajinasi para ilmuan tenteng model inti. Sejauh ini, ada empat model inti yang diakui oleh para ilmuwan antara lain; model tetes cairan, model kulit , empat model inti yang diakui oleh para ilmuwan antara lain; model tetes cairan, model kulit , model kolektif dan gabungan dari model
model kolektif dan gabungan dari model kolektiv dan kulit yang disebut model kolektiv dan kulit yang disebut model penyatuan.penyatuan. (Wong, 1990) (Wong, 1990) Beberapa sifat inti dengan sifat tetes cairan:Dapat dikatakan bahwa kerapatan tetes cairan Beberapa sifat inti dengan sifat tetes cairan:Dapat dikatakan bahwa kerapatan tetes cairan tid
tidak ak berbergangantuntung g padpada a ukuukuranrannyanya. . DenDengan gan begbegitu itu jikjika a tettetes es itu itu menmenyeryerupaupai i bolbola, a, makmakaa radiusnya sebanding dengan akar 3 jumlah molekulnya.
Kerapatan
Kerapatan
=
=
Jumlah molekul4/3πradius3∝34πJumlah molekul4/3πradius3∝34π(2.1) (2.1)
Hal serupa ditemui pada inti, bahwa radius inti (inti dianggap menyerupai bola) sebanding Hal serupa ditemui pada inti, bahwa radius inti (inti dianggap menyerupai bola) sebanding dengan A
dengan A1/31/3, sehingga kerapatannya tidak bergantung pada , sehingga kerapatannya tidak bergantung pada ukurannya.ukurannya.
Energi ikat tiap molekul sama, sehingga energy yang diperlukan untuk memisahkan Energi ikat tiap molekul sama, sehingga energy yang diperlukan untuk memisahkan semua molekul cairan itu sebanding dengan jumlah molekulnya. Pada energy ikat
semua molekul cairan itu sebanding dengan jumlah molekulnya. Pada energy ikat tetes cairan,tetes cairan, dikenakan koreksi efek permukaan, dikarenakan molekul cairan dipermukaan kurang terikat dikenakan koreksi efek permukaan, dikarenakan molekul cairan dipermukaan kurang terikat dibanding molekul tetes cairan. (Beisser Arthur, 1983)
dibanding molekul tetes cairan. (Beisser Arthur, 1983)
Model kulit mengajukan bahwa keadaan inti hampir sama dengan keadaan elektron Model kulit mengajukan bahwa keadaan inti hampir sama dengan keadaan elektron pad
pada a modmodel el atoatom. m. ModModel el ini ini berberhashasil il menmenjeljelaskaskan an sifsifat-sat-sifat ifat fisfisis is intinti i sepseperterti i mommomenen magnetik, momen sudut, bentuk geometri inti dan
magnetik, momen sudut, bentuk geometri inti dan sebagainya. (Wong, 1990)sebagainya. (Wong, 1990) Bebera
Beberapa pa sifat inti, contoh: kestabilasifat inti, contoh: kestabilan, n, jumlajumlah h di alam, di alam, menunmenunjukkajukkan n suatu nilai atausuatu nilai atau keadaan yang menonjol jika jumlah proton dan / atau netron inti itu sama dengan salah satu keadaan yang menonjol jika jumlah proton dan / atau netron inti itu sama dengan salah satu bilangan berikut: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, ..., yang disebut sebagai bilangan ajaib (magic bilangan berikut: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, ..., yang disebut sebagai bilangan ajaib (magic num
numberbers). s). FenFenomeomena na bilbilangangan an ajaajaib ib tidtidak ak dapdapat at dijdijelaselaskan kan oleoleh h modmodel el intinti i tettetes es caicairanran maupun model inti gas Fermi. Karena itu, diperlukan model inti lain.Pada atom memiliki maupun model inti gas Fermi. Karena itu, diperlukan model inti lain.Pada atom memiliki sifat-sifat yang tidak kontinyu (pada situasi tertentu menonjol) dikarenakan atom memiliki sifat-sifat yang tidak kontinyu (pada situasi tertentu menonjol) dikarenakan atom memiliki tingkat-tingkat keadaan yang diskrit (struktur kulit). Ide ini
tingkat-tingkat keadaan yang diskrit (struktur kulit). Ide ini lalu dipakai juga untuk inti, bahwalalu dipakai juga untuk inti, bahwa inti memiliki struktur kulit, tingkat-tingkat keadaan yang diskrit. (Beisser Arthur, 1983)
inti memiliki struktur kulit, tingkat-tingkat keadaan yang diskrit. (Beisser Arthur, 1983) Mod
Model el kokoleklektiv tiv hamhampir pir samsama a sepseperterti i modmodel el tettetes es caicairanran, , karkarena ena memmemperperlaklakukaukann nukleon secara kolektiv. Model kolektiv memfokuskan pada interaksi-interaksi kolektiv antar nukleon secara kolektiv. Model kolektiv memfokuskan pada interaksi-interaksi kolektiv antar nukleon seperti akibat-akibat interaksi antar nukleon maka akan menimbulkan rotasi dan nukleon seperti akibat-akibat interaksi antar nukleon maka akan menimbulkan rotasi dan vibrasi dan sebagainya. Model ini berhasil menjelaskan tingkat-tingkat energi inti dan jumlah vibrasi dan sebagainya. Model ini berhasil menjelaskan tingkat-tingkat energi inti dan jumlah proton-neutron penyusunnya.
proton-neutron penyusunnya.
Model penyatuan merupakan gabungan antara model kulit dan kolektiv dimana model Model penyatuan merupakan gabungan antara model kulit dan kolektiv dimana model kulit dengan sangat
kulit dengan sangat baik berhasil menjelaskabaik berhasil menjelaskan n sifat-sifat-sifat penting inti. sifat penting inti. SedanSedangakan modelgakan model kolektiv berhasil menjelaskan sifat-sifat konsekuensi yang timbul akibat model kulit (Wong, kolektiv berhasil menjelaskan sifat-sifat konsekuensi yang timbul akibat model kulit (Wong, 1990)
1990)
2.2
2.2 Stabilitas Stabilitas intiinti
Kom
Komposposisi isi jumjumlah lah proproton ton dan dan neuneutrotron n diddidalaalam m intinti i atoatom m sansangat gat memmempenpengargaruhiuhi kestabilan inti atom tersebut, Inti atom dikatakan stabil bila komposisi jumlah neutron dan kestabilan inti atom tersebut, Inti atom dikatakan stabil bila komposisi jumlah neutron dan
protonnya sudah seimbang, serta tingkat eneginya sudah ada pada keadaan dasar. Jumlah protonnya sudah seimbang, serta tingkat eneginya sudah ada pada keadaan dasar. Jumlah proton dan neutron atau tingkat energi dari inti yang stabil tidak akan mengalami perubaha proton dan neutron atau tingkat energi dari inti yang stabil tidak akan mengalami perubaha selama tidak ada
selama tidak ada ganggangguan dari guan dari luar. Komposiluar. Komposisi disini si disini bukabukan n berarti jumlah keduanyberarti jumlah keduanya a harusharus sama namun lebih kepada keseimbangan energi ang dibuat oleh komposisi tersebut. Setiap sama namun lebih kepada keseimbangan energi ang dibuat oleh komposisi tersebut. Setiap inti dari atom yang berbeda, mempunyai tingkat keseimbangan yang berbeda. Secara umum, inti dari atom yang berbeda, mempunyai tingkat keseimbangan yang berbeda. Secara umum, kestabilan inti ringan terjadi bila jumlah proton sama dengan jumlah neutron. Sedangkan kestabilan inti ringan terjadi bila jumlah proton sama dengan jumlah neutron. Sedangkan kestabilan inti berat terjadi bila jumlah neutron maksimum 1,5 kali jumlah protonnya. Inti-inti kestabilan inti berat terjadi bila jumlah neutron maksimum 1,5 kali jumlah protonnya. Inti-inti atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak sei
seimbambang ng atauataupun pun karkarena ena tintingkagkat t eneenergirginya nya tidtidak ak padpada a konkondisdisi i dasdasar, ar, cencenderderung ung untuntuk uk berubah menjadi stabil. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena jumlah komposisi jumlah berubah menjadi stabil. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena jumlah komposisi jumlah neutron protonnya tidak seimbang, maka inti tersebut akan meluruh dengan memancarkan neutron protonnya tidak seimbang, maka inti tersebut akan meluruh dengan memancarkan rad
radiaiasi si alalphpha a ataatau u bebeta ta didisesertrtai ai pepembmbenentutukakan n ininti ti babaru ru yayang ng ststababilil. . SeSedadangngkakan, n, kakalalauu kes
kestabtabilanilannya nya disdisebaebabkabkan n karkarena ena tintingkagkat t eneenergirginya nya padpada a keakeadaadaan n teretereksiksitastasi i makmaka a akaakann cenderung berubah menjadi stabil dengan memancarkan radiasi gamma. Proses perubahan cenderung berubah menjadi stabil dengan memancarkan radiasi gamma. Proses perubahan atau transformasi inti atom yang tidak stabil menjadi inti yang lebih stabil tersebut dinamakan atau transformasi inti atom yang tidak stabil menjadi inti yang lebih stabil tersebut dinamakan dengan peluruhan radioaktif (Wong, 1990)
dengan peluruhan radioaktif (Wong, 1990)
Pada umumnya inti ringan (A < Z), mengandung jumlah neutron dan proton yang Pada umumnya inti ringan (A < Z), mengandung jumlah neutron dan proton yang hampirr sama. Sedangkan pada inti berat perbandingan antara jumlah neutron dan proton hampirr sama. Sedangkan pada inti berat perbandingan antara jumlah neutron dan proton bertam
bertambah besar, setbah besar, setidaknidaknya tidak akan lebih keciya tidak akan lebih kecil dari 1. Hal ini dijelaskan l dari 1. Hal ini dijelaskan dari dengdari denganan apabila proton lebih banyak dari neutron, maka inti memerlukan tenaga untuk mengikat apabila proton lebih banyak dari neutron, maka inti memerlukan tenaga untuk mengikat proton karena gaya Coulombnya. Menurut model kulit, neutron dan proton terletak dalam satu proton karena gaya Coulombnya. Menurut model kulit, neutron dan proton terletak dalam satu tingkat tenaga dengan berpasangan.
tingkat tenaga dengan berpasangan.
Pada dasarnya yang menetukan kestabilan inti adalah jangkauan gaya inti kuat. Gaya Pada dasarnya yang menetukan kestabilan inti adalah jangkauan gaya inti kuat. Gaya tolak Coulomb proton
tolak Coulomb proton–prot–proton on mempumempunyai jangkauan keselurnyai jangkauan keseluruh uh inti. Oleh inti. Oleh karena itu karena itu pada Zpada Z tinggi
tinggi harus diimbangi oleh lebih banyharus diimbangi oleh lebih banyaknya netron dan proton yaknya netron dan proton yang akan menimbulkan gayaang akan menimbulkan gaya tarik inti. Enam puluh
tarik inti. Enam puluh persen dari nuklida mempersen dari nuklida mempunyai punyai Z genap dan Z genap dan N genap. Hampir semuN genap. Hampir semuaa yang lainnya dengan N genap dan Z ganjil atau sebaliknya dalam keadaan tidak stabil, hanya yang lainnya dengan N genap dan Z ganjil atau sebaliknya dalam keadaan tidak stabil, hanya lima buah nuklida yang kelihatan stabil, yaitu :
lima buah nuklida yang kelihatan stabil, yaitu : 11HH22,, 33LiLi66,, 55BeBe1010, dan, dan 7373TaTa180180. Semua secara. Semua secara matematis inti-inti yang stabil ini terletak pada garis parabola massa inti M sebagai fungsi matematis inti-inti yang stabil ini terletak pada garis parabola massa inti M sebagai fungsi nomor massa Z. (Ali Imron, 2000)
nomor massa Z. (Ali Imron, 2000) 2.3
Penemuan sinar-X oleh rontgen pada tahun 1895 membuat henry Becquerel Penemuan sinar-X oleh rontgen pada tahun 1895 membuat henry Becquerel menyelidiki asal usul dari sinar-X dan menemukan bahwa senyawa uranium menunjukkan menyelidiki asal usul dari sinar-X dan menemukan bahwa senyawa uranium menunjukkan keakti
keaktifan fan radiasradiasi i tertenttertentu u dengadengan n daya daya tembutembus s yang sangat yang sangat kuat,kuat,sepertseperti i sinarsinar-X,mes-X,meskipukipunn senyawa uranium ini tidak disinari terlebih dahulu. Pemancaran sinar tembus (sinar senyawa uranium ini tidak disinari terlebih dahulu. Pemancaran sinar tembus (sinar radioaktif) secara spontan oleh inti-inti tidak stabil (misalnya uranium) dinamakan radioaktif) secara spontan oleh inti-inti tidak stabil (misalnya uranium) dinamakan
radioaktifitas. radioaktifitas.
Kita dapat mendeteksi aktivitas radioaktif dengan menggunakan pencacah Kita dapat mendeteksi aktivitas radioaktif dengan menggunakan pencacah Geiger-Muller. Beberapa berkas radiasi dibelokkan oleh medan magnetic sehingga lintasannya tidak Muller. Beberapa berkas radiasi dibelokkan oleh medan magnetic sehingga lintasannya tidak mengenai tabung Geiger. Penbelokan berkas radiasi oleh medan magnet menunjukkan bahwa mengenai tabung Geiger. Penbelokan berkas radiasi oleh medan magnet menunjukkan bahwa radiasi tersebut terdiri atas partikel-partikel bermuatan. Prinsip tersebut dapat digunakan oleh radiasi tersebut terdiri atas partikel-partikel bermuatan. Prinsip tersebut dapat digunakan oleh berkas radioaktif
berkas radioaktif lain. Pada tahun 189lain. Pada tahun 1899 Ernest Ruherford melaku9 Ernest Ruherford melakukan percobaan dalam rangkakan percobaan dalam rangka studinya mengenai radioktif. Ia menempatkan sedikit radium didasar sebuah kotak kecil dari studinya mengenai radioktif. Ia menempatkan sedikit radium didasar sebuah kotak kecil dari timah hitam (timbal). Dia mendapatkan bahwa berkas sinar terpisah tiga komponen.
timah hitam (timbal). Dia mendapatkan bahwa berkas sinar terpisah tiga komponen.
Dengan memperhatikan arah sinar yang dibelokkan,dapat disimpulkan bahwa Dengan memperhatikan arah sinar yang dibelokkan,dapat disimpulkan bahwa komp
komponen sinar yang tidak dibelonen sinar yang tidak dibelokkaokkan adalah tidak bermuatan (sinan adalah tidak bermuatan (sinar γ),kompor γ),komponen nen yangyang dibelokkan ke kanan adalah bermuatan positif (sinar α),dan sinar yang dibelokkan kekiri dibelokkan ke kanan adalah bermuatan positif (sinar α),dan sinar yang dibelokkan kekiri adalah bermuatan negative (sinar β).
adalah bermuatan negative (sinar β).
Daya tembus dari sinar-sinar tersebut berbeda antara yang satu dengan yang lainnya Daya tembus dari sinar-sinar tersebut berbeda antara yang satu dengan yang lainnya adalah sama. Daya tembus terbesar dimiliki oleh sinar γ. Urutan daya tembus dari sinar-sinar adalah sama. Daya tembus terbesar dimiliki oleh sinar γ. Urutan daya tembus dari sinar-sinar tersebut adalah sinar α < sinar β < sinar γ.
tersebut adalah sinar α < sinar β < sinar γ. Peluru
Peluruhan inti han inti atom terjadi atom terjadi untuuntuk k mempemempertahanrtahankan kan kekekkekekalan alan muatanmuatan(muatan total (muatan total sebelusebelumm dan sesudah peluruhan adalah sama).
dan sesudah peluruhan adalah sama). PeluruPeluruhan ini han ini mencakmencakup up tiga hal tiga hal yaituyaitu:peman:pemancarancaran electron,pemancaran positron,dan penangkapan electron.
electron,pemancaran positron,dan penangkapan electron. Terdapat tiga jenis peluruhan inti yaitu:
Terdapat tiga jenis peluruhan inti yaitu:
2.3.1 Peluruhan sinar alfa 2.3.1 Peluruhan sinar alfa
Telah diketahui sdinar alfa merupakan inti atom (He) yang mengandung 4 Telah diketahui sdinar alfa merupakan inti atom (He) yang mengandung 4 nukleon,yaitu 2 proton
nukleon,yaitu 2 proton dan 2 dan 2 neutron. Ketika sebuah inti mneutron. Ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa,inti tersebutemancarkan sinar alfa,inti tersebut akan kehilangan 4 nukleon.Diantaranya
akan kehilangan 4 nukleon.Diantaranya adalah proton.sesuai dengan hukum kekekalan nomor adalah proton.sesuai dengan hukum kekekalan nomor massa dan hukum kekekalan nomor atom maka:
massa dan hukum kekekalan nomor atom maka: i.
ii
ii. . NoNomomor r atatom om (Z(Z) ) beberkrkururanang g 22
Jadi jika sebuah inti induk X berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar α , Jadi jika sebuah inti induk X berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar α , maka peluruhannya dapat ditulis sebagai
maka peluruhannya dapat ditulis sebagai ZAX Z-2A-4X
ZAX Z-2A-4X ++ 24α24α
Hukum kekekalan energy juga berlaku pada reaksi inti pemancaran sinar α. Jika massa Hukum kekekalan energy juga berlaku pada reaksi inti pemancaran sinar α. Jika massa inti induk adalah m
inti induk adalah mx,x,massa inti anak adalah mmassa inti anak adalah myy, dan massa inti sinar α adalah m, dan massa inti sinar α adalah mα,α,semuanyasemuanya dinyatakan dalam u, maka kita dapat menyatakan energy disintegrasi , Q ( dalam satuan MeV) dinyatakan dalam u, maka kita dapat menyatakan energy disintegrasi , Q ( dalam satuan MeV) sebagai sebagai Q = (m Q = (mxx– my– my- m- mαα) ) x x 99331 1 MMeeVV/ / u u ((22..22)) 2.3.2 Peluruhan sinar β 2.3.2 Peluruhan sinar β Seb
Sebuah uah intinti i yanyang g melmeluruuruh h dendengan gan memmemancancarkarkan an sinsinar ar betbeta a tidtidak ak akaakan n berberkurkurangang nomor massanya tetapi nomor atomnya akan bertambah satu. Jadi, jika sebuah inti induk X nomor massanya tetapi nomor atomnya akan bertambah satu. Jadi, jika sebuah inti induk X berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar beta reaksi intinya diberikan oleh : berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar beta reaksi intinya diberikan oleh :
ZAX Z+1AX
ZAX Z+1AX ++-10β-10β + v (neutrino)+ v (neutrino)
Pada peluruhan sinar β ini bukanlah suatu electron orbital (electron yang bergerak mengitari Pada peluruhan sinar β ini bukanlah suatu electron orbital (electron yang bergerak mengitari inti atom pada suatu orbit tertentu ) melainkan electron yang diciptakan dalam inti itu sendiri. inti atom pada suatu orbit tertentu ) melainkan electron yang diciptakan dalam inti itu sendiri. Pada tahun 1930, Wolfgang Pauli mengusulkan suatu solusi bahwa kemungkinan partikel Pada tahun 1930, Wolfgang Pauli mengusulkan suatu solusi bahwa kemungkinan partikel betabeta muncu
muncul l suatu partikel baru yang suatu partikel baru yang sangasangat t sukar dideteksukar dideteksi si selamselama a pelurpeluruhan partikel neutrino .uhan partikel neutrino . neutrino memiliki muatan nol dan massa diam nol.
neutrino memiliki muatan nol dan massa diam nol. 2.3.3 Peluruhan gamma
2.3.3 Peluruhan gamma
Sinar gamma adalah foton-foton (kuanta atau paket energy) yang memiliki energy Sinar gamma adalah foton-foton (kuanta atau paket energy) yang memiliki energy sangat tinggi. Seperti halnya sebuah atom, inti atom itu sendiri dapat berada dalam keadaan sangat tinggi. Seperti halnya sebuah atom, inti atom itu sendiri dapat berada dalam keadaan tereks
tereksitasi. itasi. Ketika inti ini meloKetika inti ini melompat ke keadaan yang lebimpat ke keadaan yang lebih rendah atau keadah rendah atau keadaan dasarnyan dasarnya,a, inti ini memancarkan sebuah foton. Karena sinar γ tidak memiliki nomor massa dan nomor inti ini memancarkan sebuah foton. Karena sinar γ tidak memiliki nomor massa dan nomor atom nol, maka pemancaran sinar γ tidak menyebabkan perubahan nomor massa dan nomor atom nol, maka pemancaran sinar γ tidak menyebabkan perubahan nomor massa dan nomor atom pada inti induk. Dengan kata lain, inti anak sama dengan inti induk, atau tidak terjadi atom pada inti induk. Dengan kata lain, inti anak sama dengan inti induk, atau tidak terjadi inti baru pada pemancaran gamma. Dalam beberapa kasus, inti dapat tinggal dalam keadaan inti baru pada pemancaran gamma. Dalam beberapa kasus, inti dapat tinggal dalam keadaan tereksitasi selama beberapa saat sebelum inti ini memancarkan sinar γ. Inti ini disebut dalam tereksitasi selama beberapa saat sebelum inti ini memancarkan sinar γ. Inti ini disebut dalam keadaan metastabil, dan inti ini disebut suatu isomer.
2.3.4 Peluruhan Radioaktif 2.3.4 Peluruhan Radioaktif
Laj
Laju u pelpeluruuruhan han radradioaioaktiktif f disdisebuebut t aktaktiviivitas tas (ac(activtivity ity lamlambinbing g A). A). SemSemakiakin n besbesar ar aktivitasnya , semaikin banyak
aktivitasnya , semaikin banyak inti atom yang meluruh pinti atom yang meluruh per er detik. Aktivitas tidak bersandetik. Aktivitas tidak bersangkutgkut paut dengan jenis peluruhan atau radiasi yang dipancarkan cuplikan, atau dengan energy paut dengan jenis peluruhan atau radiasi yang dipancarkan cuplikan, atau dengan energy radiasi yang dipancarkan . Aktivitas hnya ditentukan oleh jumlah peluruhan per radiasi yang dipancarkan . Aktivitas hnya ditentukan oleh jumlah peluruhan per detik( Kenneth S. Krane.
detik( Kenneth S. Krane. 1992.359-360).1992.359-360).
Satuan dasar untuk mengukur aktivitas adalah curie. Satuan dasar untuk mengukur aktivitas adalah curie. 1 curie ( Ci) = 3,7 x 10
1 curie ( Ci) = 3,7 x 101010 peluruhan /detik peluruhan /detik
Satu curie didefinisikan sebagai banyaknya peluruhan yang dilakukan oleh satu gram radium Satu curie didefinisikan sebagai banyaknya peluruhan yang dilakukan oleh satu gram radium dalam waktu satu sekon. Satu curie adalah bilangan yang besar sehingga kita lebih sering dalam waktu satu sekon. Satu curie adalah bilangan yang besar sehingga kita lebih sering bekerja dengan satuan millicurie (mCi) dan mikrocurie (µCi). Dalam SI, satuan aktivitas bekerja dengan satuan millicurie (mCi) dan mikrocurie (µCi). Dalam SI, satuan aktivitas radiasi dinyatakan dalam Bequerel ( Bq ) .
radiasi dinyatakan dalam Bequerel ( Bq ) . 1 curie = 3,7 x 10
1 curie = 3,7 x 101010peluruhan/sekon = 3,7 x 10peluruhan/sekon = 3,7 x 101010BqBq 1 mCi = 10 1 mCi = 10-3-3CiCi 1 µCi = 10 1 µCi = 10-6-6 CiCi ((http://atophysics.wordpress.comhttp://atophysics.wordpress.com).). Jika peluan
Jika peluang untuk melurug untuk meluruh disebut tetapan paluh disebut tetapan paluruhan (lambanruhan (lambang λ g λ ), maka aktivitas ), maka aktivitas bahanbahan bergantung pada banyak inti radioaktif dalam bahan ( N ) dan λ. Secara matematis ditulis bergantung pada banyak inti radioaktif dalam bahan ( N ) dan λ. Secara matematis ditulis
A
A = = λ λ N N ((22..33)) Tetapan peluruhan λ memiliki h
Tetapan peluruhan λ memiliki harga berbeda untuk inti yang arga berbeda untuk inti yang berbeda tetapi konstan berbeda tetapi konstan terhadapterhadap waktu. Makin banyak inti yang meluruh per satuan waktu, makin besar A. Secara matematis waktu. Makin banyak inti yang meluruh per satuan waktu, makin besar A. Secara matematis dinyatakan oleh
dinyatakan oleh
A =
-A = -dNdtdNdt (2.4)(2.4) Tan
Tanda da negnegatiative ve kitkita a berberikaikan n karkarena ena NeuNeutrotron n berberkurkurang ang terhterhadaadap p wakwaktu tu , , sedsedang ang kitkitaa menginginkan atom berharga positif(
menginginkan atom berharga positif(http://atophysics.wordpress.comhttp://atophysics.wordpress.com).). Hukum peluruhan radioaktif
N
N = N= N00ee-λt-λt (2.5)(2.5) Dengan N
Dengan N00 = banyak inti radioaktif saat t= 0= banyak inti radioaktif saat t= 0 N = banyak inti pada selang waktu t N = banyak inti pada selang waktu t e = bilangan natural = 2,718…
e = bilangan natural = 2,718… λ = tetapan peluruhan (satuan s λ = tetapan peluruhan (satuan s-1-1)) banyaknya inti induk
banyaknya inti induk dalam suatu contoh dalam suatu contoh berkurang secara eksponensial terhadberkurang secara eksponensial terhadap waktu. ap waktu. KitaKita tidak dapat meng
tidak dapat mengukur banyaknya ukur banyaknya inti radioaktif inti radioaktif Neutron, tetapi kita Neutron, tetapi kita dapat menyatakan dalamdapat menyatakan dalam persamaan aktivitas, yaitu dengan menggalikan kedua ruasnya dengan λ sehingga persamaan aktivitas, yaitu dengan menggalikan kedua ruasnya dengan λ sehingga memberikan memberikan λ N = λ N λ N = λ N00ee-λt-λt (2.6)(2.6) aktivitas radioaktif aktivitas radioaktif A = A A = A00ee-λt-λt (2.7)(2.7) Dengan A
Dengan A00= aktivitas awal pada t= 0= aktivitas awal pada t= 0 A
A = = aktivitas aktivitas setelah setelah selang selang waktu waktu tt Waktu paruh
Waktu paruh
Usia paruh peluruhan , t
Usia paruh peluruhan , t ½½ , adalah waktu yang diperlukan aktivitas untuk berkurang menjadi, adalah waktu yang diperlukan aktivitas untuk berkurang menjadi separuh, seperti
separuh, seperti yang dipyang diperlihatkan gambar erlihatkan gambar 2.2 . 2.2 . jadi jadi A = A = AA00/2 ketika t = t/2 ketika t = t1/21/2 T
T1/21/2== 1λln21λln2 (2.8)(2.8) =
Gambar 2.1 grafik peluruhan Gambar 2.1 grafik peluruhan
Per
Pers. s. A A = = AA00 ee-λt-λt berbentuk garis lurus : dengan mencocokan suatu garis lurus melalui databerbentuk garis lurus : dengan mencocokan suatu garis lurus melalui data tersebut, kita dapat memperoleh nilai λ.
tersebut, kita dapat memperoleh nilai λ.
Gambar 2.2 Grafik rajahan semilog aktivitas terhadap waktu. Gambar 2.2 Grafik rajahan semilog aktivitas terhadap waktu.
( Kenneth S. Krane. 1992. 362) ( Kenneth S. Krane. 1992. 362) Aktivitas
Aktivitas radioaktif radioaktif bergantung bergantung pada pada banyaknya banyaknya atom atom radioaktif yanradioaktif yang g masih masih ada.ada. ((http://atophysics.wordpress.comhttp://atophysics.wordpress.com)) 2.4
2.4 Geiger Geiger Muller Muller DetectorDetector Pen
Pencaccacah ah GeiGeigerger, , ataatau u disdisebuebut t jugjuga a PenPencacacacah h GeiGeigerger-Mü-Mülleller r adaadalah lah sebsebuah uah alaalatt pengukur
pengukur radiasi ionisasiradiasi ionisasi.. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksiPencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpharadiasi alpha dan
yang akan bersifat konduktor ketika
yang akan bersifat konduktor ketika partikelpartikel atauatau fotonfoton radiasi menyebabkan gas (umumnyaradiasi menyebabkan gas (umumnya Argon
Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi
mendeteksi radiasi gammaradiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak , walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi
bisa digunakan untuk mendeteksi neutronneutron. (http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif). (http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif)
Detekt
Detektor berisi gas yaor berisi gas yang bekerjng bekerja pada teganga pada tegangan tinggi disan tinggi disebut alat cacah Geiebut alat cacah Geiger ger MulleMuller r men
menuruurut t namnama a penpenemuemunyanya,at,atau au biabiasansanya ya disdisingingkat hanya alat cacah kat hanya alat cacah GeigGeiger er sajsaja. a. PadPadaa tegangan yang lebih tinggi lagi pelucutan muatan berkesinambungan terjadi dalam tabung. tegangan yang lebih tinggi lagi pelucutan muatan berkesinambungan terjadi dalam tabung.
Sifat khas da
Sifat khas dari alat cacah geiger ialah tinri alat cacah geiger ialah tinggi pulsggi pulsanya konanya konstan dalam sustan dalam suatu atu daerahdaerah tegangan terpasang tertentu,sehingga penyedia daya tidak perlu diatur secara cermat seperti tegangan terpasang tertentu,sehingga penyedia daya tidak perlu diatur secara cermat seperti pad
pada a alaalat t cacacacah h sebsebandandinging. . Dan Dan jugjug,ti,tinggnggi i pulpulsansanya ya bebbeberaperapa a volvolt t sehsehingingga ga tidtidak ak perperlulu memak
memakai penguat tegai penguat teganganangan. Kerugian . Kerugian alat cacah Geiger ialah ketalat cacah Geiger ialah ketakpekakpekaan alat ini dalamaan alat ini dalam selang waktu 200 sampai 400 mikrosekon setelah setiap pulsa sehingga mencegah pemakaian selang waktu 200 sampai 400 mikrosekon setelah setiap pulsa sehingga mencegah pemakaian untuk laju pencacahan yang tinggi dan tidak dapat memberi informasi mengenai partikel atau untuk laju pencacahan yang tinggi dan tidak dapat memberi informasi mengenai partikel atau foton yang menimbulkan suatu pulsa. (Arthur Beiser,1989,hal:460-461)
BAB III BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Peralatan dan Bahan
3.1 Peralatan dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain seperangkat Peralatan dan bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain seperangkat peralatan Geiger muller, penggaris (30) cm dan stop watch.
peralatan Geiger muller, penggaris (30) cm dan stop watch. 3.2 Skema alat dan Rangkaian
3.2 Skema alat dan Rangkaian
Gambar 3.1 Rangkaian percobaan Gambar 3.1 Rangkaian percobaan 3.3 Cara Kerja
3.3 Cara Kerja
Pada percobaan ini,peralatan dan bahan disiapkan. Peralatan dan bahan dirangkai seperti Pada percobaan ini,peralatan dan bahan disiapkan. Peralatan dan bahan dirangkai seperti pada gambar 3.1. alat dinyalakan dengan cara dihubungkan dengan sumber tegangan sampai pada gambar 3.1. alat dinyalakan dengan cara dihubungkan dengan sumber tegangan sampai muncul angka pada layar digital. Selector switch pada N diputar, tombol reset pada alat muncul angka pada layar digital. Selector switch pada N diputar, tombol reset pada alat ditekan sehingga layar menunjukkan angka nol, cup pelindung dibuka kemudian didekatkan ditekan sehingga layar menunjukkan angka nol, cup pelindung dibuka kemudian didekatkan sumber radioaktif
sumber radioaktif yaitu Sr-90 dengan jarak 1 yaitu Sr-90 dengan jarak 1 cm. Tombol start ditekan dan cm. Tombol start ditekan dan setelah 10 sekonsetelah 10 sekon ditekan tombol stop dan catat aktivitas pada layar. Percobaan diulangi untuk waktu 10 sampai ditekan tombol stop dan catat aktivitas pada layar. Percobaan diulangi untuk waktu 10 sampai 100 sekon
100 sekon. Diulangi lagi denga. Diulangi lagi dengan variasi jarak yang berben variasi jarak yang berbeda. Ulangi dengda. Ulangi dengan radioaktif an radioaktif lainlain yaitu Cs-137.
yaitu Cs-137.
BAB IV BAB IV
ANALISA DATA DAN
ANALISA DATA DAN PEMBAHASANPEMBAHASAN
4.1
4.1 Data Data PercobaanPercobaan
Berikut ini adalah data hasil percobaan Geiger muller detector, count yang terdeteksi Berikut ini adalah data hasil percobaan Geiger muller detector, count yang terdeteksi pada layar dengan perbedaan waktu dan jarak.
pada layar dengan perbedaan waktu dan jarak. Table 4.1 tabel data percobaan 1
Table 4.1 tabel data percobaan 1
1 100s 2s 200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000s s t t mmaakkssimimaall 1 1 3399004 4 7755776 6 111111331 1 115522550 0 118800883 23 21122330 0 224455114 4 227744559 9 331144338 8 336655663 3 6677228888 2 2 1166119 9 3333115 5 5500222 2 6666229 9 8833006 6 110000558 18 11166448 138 1366992 2 115533772 2 117700884 4 6677228888 3 3 1100552 2 2200339 9 2299337 7 3388556 6 4477668 8 5577220 0 6666002 2 7755221 1 8844775 5 9944333 3 6677228888 4 4 66883 3 1133002 2 1199115 5 2255669 9 3322005 5 3377220 0 4433886 6 4499558 8 5555775 5 6622113 3 6677228888 5 5 55330 0 1100005 5 1155111 1 2200337 7 2255775 5 3300881 1 3366008 8 4411330 0 4466666 6 5511331 1 6677228888 6 6 44552 2 88003 3 1122220 0 1155998 8 1199991 21 233887 7 2288114 4 3322443 3 3366331 1 4400338 8 6677228888 jarak
jarak countcount
Table 4.2
Table 4.2 tabel data tabel data percobaan 2percobaan 2
1 100s s 2200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000s s t t mmaakkssiimmaall 1 1 1100004 4 1188227 7 2266990 0 3344992 2 4444997 7 5533999 9 6633447 7 7733118 8 8822112 2 9900889 9 6677228888 2 2 44009 9 77993 3 1122335 5 1166332 2 2200449 9 2244665 5 2288449 9 3311880 0 3355994 4 4400007 7 6677228888 3 3 11996 6 44113 3 66558 8 88009 9 1100337 17 122669 9 1144999 9 1177005 5 1199119 9 2211119 9 6677228888 4 4 11770 0 33332 2 55111 1 66779 9 88550 10 100007 7 1111882 2 1133227 7 1144880 0 1166331 1 6677228888 5 5 11117 7 22223 3 33664 4 44881 1 66113 3 77007 7 88222 2 99554 4 1100882 2 1111888 8 6677228888 6 6 990 0 11991 1 22996 6 33773 3 44551 1 55228 8 66113 3 77118 8 77995 5 88777 7 6677228888 jarak
jarak countcount
4.2 Perhitungan
4.2 Perhitungan
Untuk menghitung konstanta peluruhan dan waktu paruh digunakan perhitungan Untuk menghitung konstanta peluruhan dan waktu paruh digunakan perhitungan sebagai berikut :
sebagai berikut : Diketahui
Diketahui : : No No = = 67288, Nt 67288, Nt = = 63884, 63884, t t = = 10 10 ss Ditanya
Ditanya : : λ λ ,T,T 1212dan masa hidup (t hidup)dan masa hidup (t hidup)
Jawab : Jawab : • • N N = N= N00ee-λt-λt NNo NNo = e= e– λ t– λ t Ln Ln NNoNNo= -λ t= -λ t
λ= λ= LnLn NoNNoN1/t1/t = =LnLn67288 6338467288 633841/901/90 = = 0.0059770.005977 • • TT1/21/2 = Ln2= Ln2 x 1λx 1λ = 0.693 = 0.693 10.00597710.005977 = 115.9436 s = 115.9436 s • • T hidup = 1,44 x TT hidup = 1,44 x T1/21/2 = 1,44 x 115.9436 = 1,44 x 115.9436 = 166.9588 s = 166.9588 s Tabel
Tabel 4.3 data p4.3 data perhitungan konstanerhitungan konstanta peluruhan radioaktif ta peluruhan radioaktif Sr-90Sr-90
jarak jarak ((ccmm) ) λ 1λ 100s s λ λ 2200s s λ λ 3300s s λ λ 4400s s λ λ 5500s s λ λ 6600s s λ λ 7700s s λ λ 8800s s λ λ 9900s s λ λ 110000ss 1 1 0.000.00595977 77 0.000.00595972 72 0.000.00606028 28 0.0060.00642425 5 0.000.0062626 6 0.000.00636318 18 0.000.00646472 72 0.000.00656555 55 0.000.00696996 96 0.000.0078783939 2 2 0.00240.002435 35 0.00250.002526 26 0.00250.002586 0.86 0.0025002593 93 0.00260.002635 35 0.00260.002698 98 0.00270.002715 15 0.00280.002844 44 0.00280.002882 82 0.00290.00292929 3 3 0.000.00151576 76 0.000.00151539 39 0.000.00141488 88 0.0010.00147475 5 0.000.0014147 7 0.000.00141481 81 0.000.00141475 75 0.000.00141482 82 0.000.00141496 96 0.000.00151511 4 4 0.000.0010102 2 0.000.00090977 77 0.000.00090962 62 0.0000.00097973 3 0.000.000970976 6 0.000.00090948 48 0.000.00090963 63 0.000.00090957 57 0.000.00090961 61 0.000.0009096969 5 5 0.000.00070791 91 0.000.00070752 52 0.000.00070757 57 0.0000.00076769 9 0.000.0007078 8 0.000.00070781 81 0.000.00070787 87 0.000.00070792 92 0.000.00070799 99 0.000.0007079393 6 6 0.000.00060674 74 0.000.0006 06 0.000.00061 0.00061 0.00060601 0.00001 0.00060601 0.00061 0.000602 02 0.000.0006061 0.00061 0.000617 0.00017 0.00061616 0.00066 0.00061919 Rata2 Rata2 0.000.00202079 0.00279 0.00206061 0.0021 0.002072 0.00072 0.00212139 39 0.000.0021212 0.00212 0.002138 0.00238 0.00217171 0.00221 0.002208 0.00208 0.00229292 0.00242 0.00244343 0.002172 0.002172 Rata-rata total Rata-rata total lamda lamda
Table 4.4 data perhitungan konstanta peluruhan
Table 4.4 data perhitungan konstanta peluruhan radioaktif Cs-137radioaktif Cs-137
jarak jarak ((ccmm) ) λ 1λ 100s s λ λ 2200s s λ λ 3300s s λ λ 4400s s λ λ 5500s s λ λ 6600s s λ λ 7700s s λ λ 8800s s λ λ 9900s s λ λ 110000ss 1 1 0.000.00151503 03 0.000.00131376 76 0.000.00136 136 0.0010.00133332 2 0.000.001381383 3 0.000.00131394 94 0.000.00141415 15 0.000.00141439 39 0.000.00141446 46 0.000.0014145151 2 2 0.000.0006061 1 0.000.00050593 93 0.000.00060617 17 0.0000.00061614 4 0.000.000610618 8 0.000.00060622 22 0.000.00060618 18 0.000.00060605 05 0.000.0006061 1 0.000.0006061414 3 3 0.000.00020292 92 0.000.00030308 08 0.000.00030328 28 0.0000.00030302 2 0.000.000310311 1 0.000.00030317 17 0.000.00030322 22 0.000.00030321 21 0.000.00030321 21 0.000.00030322 4 4 0.00020.000253 53 0.00020.000247 47 0.00020.000254 0.54 0.0002000254 54 0.00020.000254 54 0.00020.000251 51 0.00020.000253 53 0.00020.000249 49 0.00020.000247 47 0.00020.00024545 5 5 0.000.00010174 74 0.000.00010166 66 0.000.00010181 81 0.0000.00017179 9 0.000.000180183 3 0.000.00010176 76 0.000.00010176 76 0.000.00010178 78 0.000.0001018 8 0.000.0001017878 6 6 0.00010.000134 34 0.00010.000142 42 0.00010.000147 0.47 0.0001000139 39 0.00010.000135 35 0.00010.000131 31 0.00010.000131 31 0.00010.000134 34 0.00010.000132 32 0.00010.00013131 Rata2 Rata2 0.000.00040494 0.0094 0.00040472 0.0072 0.00040481 81 0.0000.00047 0.0047 0.000480481 0.0001 0.00048482 0.0002 0.00048486 0.0006 0.00048488 0.0008 0.00048489 9 0.000.00040499 0.000483 0.000483 Rata-rata total Rata-rata total lamda lamda
Table 4.5 perhitungan waktu paruh Sr-90 Table 4.5 perhitungan waktu paruh Sr-90
JJaarraak k 1100s s 2200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000ss 1 1 11115.9435.9436 6 116116.0329 .0329 11114.9694.9695 5 10107.8567.8567 7 11110.7070.7076 6 10109.6869.6865 5 10107.0737.0739 9 10105.7235.7235 5 99.0599.056868637 637 88.4088.40353544 2 2 28284.5414.5418 8 274274.3425 .3425 26268.0288.0285 5 26267.2737.2737 7 26262.9982.9989 9 25256.8196.8194 4 25255.2085.2089 9 24243.6843.6843 3 240240.4812.481299 99 236236.6099.6099 3 3 43439.7829.7824 4 450450.4213 .4213 46465.836 469.7235.836 469.7234 4 47471.458 468.0341.458 468.0342 2 46469.7449.7446 6 46467.7367.7366 4636 463.3075.307571 71 458458.8127.8127 4 4 67679.2609.2609 9 70709.339 720.069.339 720.0602 02 71712.1002.1004 4 71710.0000.0003 3 73731.1191.1191 1 71719.6909.6907 7 72724.336 724.336 721.1461.146266 715.32266 715.323131 5 5 87876.3526.3528 8 921921.0244 .0244 91915.388 5.388 90901.7401.7407 7 88888.0108.0106 6 88887.1407.1408 8 88880.2170.2176 6 87875.2435.2432 867.872 867.87414123 23 873873.6931.6931 6 6 101028.1828.181 1 1151154.465 4.465 11113636.227 .227 11115353.308 .308 11115353.623 .623 11115151.198 .198 111135.5335.537 7 11112222.359 .359 1121124.3384.33847 47 1111119.7879.787 rata2 rata2 57570.670.6771 71 60604.274.2709 09 60603.413.4182 82 60602.002.0005 05 59599.469.4663 63 60600.660.6664 64 59594.574.5788 88 58589.849.8471 5871 586.036.03404099 99 58582.102.104848 593.3064 593.3064 rata2 total rata2 total t1/2 t1/2
Table 4.6 perhitungan waktu paruh Cs-137 Table 4.6 perhitungan waktu paruh Cs-137
JJaarraak k 1100s s 2200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000ss 1 1 46460.9740.9744 4 503503.4989 .4989 50509.578 9.578 52520.1580.1588 8 50500.9380.9385 5 49497.1337.1338 8 48489.6259.6255 5 48481.5111.5113 479.183 479.18999912 12 477477.5564.5564 2 2 11113636.644 116.644 1169.119.111 1 11112222.3 .3 11112828.99 .99 11112020.472 .472 11111414.105 112.105 1121.281.285 5 11114545.153 .153 11113636.240.2405 5 11112828.724.724 3 3 23237575.645 225.645 2251.201.203 3 21211515.602 .602 22229191.703 .703 22223030.971 .971 21832183.9 .9 21215353.2 .2 21216060.107 21.107 215555.612.61228 28 21216565.759.759 4 4 272739.5039.509 9 2802802.136 2.136 27272727.199 .199 27273333.132 .132 27272525.614 .614 27275757.544 .544 272737.2137.214 4 27278383.376 .376 2802804.3434.34303 03 2822824.2264.226 5 5 393982.0582.054 4 4174175.181 38325.181 3832.776 .776 38386363.927 .927 37378686.122 .122 39393636.507 .507 3943946.67 6.67 38388282.536 384.536 3847.4297.42997 97 3893890.380.38 6 6 51517777.71 .71 48487575.85 .85 47471515.67 .67 49498686.726 .726 51515252.343 .343 52527878.113 .113 53530000.571 .571 51516767.839 52.839 524747.687.68726 26 52528282.331.331 rata2 rata2 26264545.423 262.423 2629.499.497 7 25250303.854 258.854 2587.437.439 9 25258686.077 262.077 2627.887.884 4 26262424.761 .761 26260303.42 26.42 261111.750.75049 26249 2628.168.1633 2604.827 2604.827 rata2 total rata2 total t1/2 t1/2
Table 4.7 perhitungan masa hidup Sr-90 Table 4.7 perhitungan masa hidup Sr-90
JJaarraak k 1100s s 2200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000ss 1 1 166166.9588 .9588 167167.0873 165.5561 155.3136 159.4189 157.9485 154.1865 152.2419 142.6419 127.301.0873 165.5561 155.3136 159.4189 157.9485 154.1865 152.2419 142.6419 127.30111 2 2 40409.749.7402 02 39395.055.0532 32 38385.961 5.961 384384.874.8742 2 37378.7188.7184 4 36369.819.8199 99 36367.507.5009 09 35350.900.9054 54 34346.296.2931 31 34340.710.718282 3 3 633633.2867 .2867 648648.6066 670.8038 676.4018 678.8995 673.9693 676.4322 673.5407 667.1629 660.690.6066 670.8038 676.4018 678.8995 673.9693 676.4322 673.5407 667.1629 660.69033 4 4 97978.138.1358 58 10102121.448 .448 10103636.887 .887 1021025.425.425 5 1021022.4 2.4 10105252.812 .812 10103636.355 .355 10104343.044 .044 10103838.451 .451 10103030.065.065 5 5 12126161.948 .948 13132626.275 .275 13131818.159 .159 1291298.508.507 7 121278.7378.735 5 12127777.483 .483 12126767.513 .513 12126060.35 .35 12124949.739 .739 12125858.118.118 6 6 14148080.581 .581 16166262.43 .43 16163636.167 .167 1661660.760.764 4 161661.2161.216 6 16165757.726 .726 16163535.173 .173 16161616.197 .197 16161919.047 .047 16161212.493.493 rata2 rata2 82821.771.7751 870.1551 870.1501 86801 868.9222 86.9222 866.886.8808 86308 863.231.2315 5 86864.954.9596 85696 856.193.1935 5 84849.379.3799 84399 843.889.8891 1 83838.238.230909 854.3613 854.3613 rata2 total rata2 total t hidup t hidup
Table 4.8 perhitungan masa hidup Cs-137 Table 4.8 perhitungan masa hidup Cs-137
JJaarraak k 1100s s 2200s s 3300s s 4400s s 5500s s 6600s s 7700s s 8800s s 9900s s 110000ss 1 1 663663.8031 .8031 725725.0384 733.7923 749.0286 721.3515 715.8727 705.0607 693.3763 690.0335 687.681.0384 733.7923 749.0286 721.3515 715.8727 705.0607 693.3763 690.0335 687.68133 2 2 16163636.767 .767 16168383.52 1616.52 1616.111 162.111 1625.745.745 5 16161313.48 1604.48 1604.311 .311 16161414.65 .65 16164949.02 1636.02 1636.186 162.186 1625.365.3622 3 3 3423420.928 0.928 3243241.732 3046.468 3300.053 3212.598 3144.816 3100.607 3110.554 3104.082 3118.691.732 3046.468 3300.053 3212.598 3144.816 3100.607 3110.554 3104.082 3118.6933 4 4 39394444.893 .893 40403535.075 .075 39392727.167 .167 3933935.71 5.71 393924.8824.884 4 39397070.863 .863 39394141.588 .588 40400808.062 .062 40403838.254 .254 40406666.886.886 5 5 57573434.158 .158 60601212.261 .261 55551919.197 .197 5565564.054.054 4 545452.0152.016 6 56566868.57 .57 56568383.204 .204 55559090.851 .851 55554040.299 .299 56560202.148.148 6 6 74745555.903 .903 70702121.225 .225 67679090.565 .565 7187180.880.885 5 747419.3719.374 4 76760000.482 .482 76763232.822 .822 74744141.688 .688 75755656.67 .67 76760606.556.556 rata2 rata2 38380909.409 37.409 378686.475 .475 36360505.55 372.55 3725.915.913 3723 3723.953.951 3781 3784.154.153 3773 3779.659.655 3745 3748.928.925 3765 3760.920.921 3781 3784.554.5544 3750.951 3750.951 rata2 total rata2 total t hidup t hidup 4.3 Grafik 4.3 Grafik
Grafik 4.1 Hubungan count terhadap waktu zat radioaktif Sr-90 Grafik 4.1 Hubungan count terhadap waktu zat radioaktif Sr-90
Grafik 4.2 Hubungan count terhadap waktu
Grafik 4.2 Hubungan count terhadap waktu zat radioaktif Cs-137zat radioaktif Cs-137
Grafik 4.3 Hubungan count terhadap jarak zat radioaktif Sr-90 Grafik 4.3 Hubungan count terhadap jarak zat radioaktif Sr-90
Grafik 4.3 hubungan count terhadap jarak
Grafik 4.3 hubungan count terhadap jarak zat radioaktif Cs-137zat radioaktif Cs-137
4.4 Pembahasan 4.4 Pembahasan
Percob
Percobaan Geiger aan Geiger Muller detector untuk mencari Muller detector untuk mencari hubuhubungan antara count ngan antara count terhadterhadapap waktu dan count terhadap jarak serta menentukan konstanta peluruhan dan waktu paruh dari waktu dan count terhadap jarak serta menentukan konstanta peluruhan dan waktu paruh dari kedua zat radioaktif tersebut. . Pada percobaan ini digunakan dua zat radioaktif yaitu Sr-90 kedua zat radioaktif tersebut. . Pada percobaan ini digunakan dua zat radioaktif yaitu Sr-90 dan Cs- 137. Dan waktu digun
dan Cs- 137. Dan waktu digunakan adalah 10 s, 20 s, 30 akan adalah 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 40 s, 50 s, 60 s, 70 s, 60 s, 70 s, 80 s, 90 s,s, 80 s, 90 s, dan 100 s.
dan 100 s. Untuk variasi jarak digunakan 1 Untuk variasi jarak digunakan 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, dan 6 cm. Percobaancm, dan 6 cm. Percobaan dil
dilakuakukan kan dendengan gan menmendekdekatkaatkan n zat zat radradioaioaktiktif f padpada a GeiGeiger ger tubtube e agaagar r zat zat radradiasiasi i dapdapatat dideteksi Geiger tube. Sehingga peluruhannya dapat terbaca pada detector Geiger Muller. dideteksi Geiger tube. Sehingga peluruhannya dapat terbaca pada detector Geiger Muller. Radioaktivitas terjadi karena pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti tidak Radioaktivitas terjadi karena pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti tidak stabil, contoh inti yang tidak stabil Sr-90 dan Cs- 137. Kita dapat mendeteksi aktivitas radiasi stabil, contoh inti yang tidak stabil Sr-90 dan Cs- 137. Kita dapat mendeteksi aktivitas radiasi dar
dari i bahbahan an radradioaioaktiktif f dendengan gan penpencaccacah ah geigeiger ger mumuller.ller. PenPencacacacah h GeiGeiger ger MulMuller ler bekbekerjerjaa berdasarkan ionisasi gas. Alat pencacah Geiger Muller terdiri dari tabung yang diisi gas argon berdasarkan ionisasi gas. Alat pencacah Geiger Muller terdiri dari tabung yang diisi gas argon ber
melalu
melalui pintu tipis terbuat dari lempei pintu tipis terbuat dari lempengan ngan JumlJumlah ion yang dihasilah ion yang dihasilkan di daerah ini sangatkan di daerah ini sangat banyak, mencapai nilai saturasinya, sehingga pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan banyak, mencapai nilai saturasinya, sehingga pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan penguat pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah tidak dapat membedakan energi penguat pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah tidak dapat membedakan energi radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion yang dihasilkannya sama radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion yang dihasilkannya sama dengan nilai saturasinya.
dengan nilai saturasinya.
Dari percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil percobaan sebagaimana tabel 4.1 dan Dari percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil percobaan sebagaimana tabel 4.1 dan 4.2 dan tabel perhitu
4.2 dan tabel perhitungan 4.3-4ngan 4.3-4.8. Hubu.8. Hubungan count ngan count terhadterhadap waktu, terlihaap waktu, terlihat bahwa countt bahwa count yang terbaca semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu. Semakin lama waktu, maka yang terbaca semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu. Semakin lama waktu, maka semak
semakin banyak pula peluruhin banyak pula peluruhan yang terdeteksan yang terdeteksi i oleh geiger muller tube, sehinoleh geiger muller tube, sehingga gga nominominalnal yang terbaca pada digital counter semakin besar. Hubungan antara count terhadap waktu yang terbaca pada digital counter semakin besar. Hubungan antara count terhadap waktu adalah hubungan berbanding lurus. Hal ini bersesuaian dengan teori bahwa aktivitas adalah hubungan berbanding lurus. Hal ini bersesuaian dengan teori bahwa aktivitas radioa
radioaktif bergantktif bergantung pada banyaung pada banyaknya atom radioaknya atom radioaktif ktif yang masih ada. Sehinyang masih ada. Sehingga, ketikgga, ketikaa atom radioaktifmya sedikit, maka count yang terbaca akan semakin besar.Berdasarkan grafik atom radioaktifmya sedikit, maka count yang terbaca akan semakin besar.Berdasarkan grafik hubungan count terhadap waktu digunakan regresi eksponensial, data dan grafik dapat dilihat hubungan count terhadap waktu digunakan regresi eksponensial, data dan grafik dapat dilihat pada analisa data diatas. Berdasarkan grafik count terhadap jarak digunakan regresi pada analisa data diatas. Berdasarkan grafik count terhadap jarak digunakan regresi polinomial. Dari grafik tersebu
polinomial. Dari grafik tersebut t tampak bahwa pengaruh tampak bahwa pengaruh jarak terhadap count yaitu, jarak terhadap count yaitu, semakinsemakin jauh jarak zat radioaktif dengan geiger tube , jumlah count yang terdeteksi juga sedikit, jadi jauh jarak zat radioaktif dengan geiger tube , jumlah count yang terdeteksi juga sedikit, jadi terdapat hubungan
terdapat hubungan berbanding terbalik antara berbanding terbalik antara count dengan count dengan jarak.jarak. Untu
Untuk perhitunk perhitungan konstgan konstanta radiasianta radiasi, menggun, menggunakan rumus N akan rumus N = N= N00 ee-λt-λt , , dimandimana a NoNo
adalah jumlah count maksimum yang diterima oleh detector, sedangkan N adalah jumlah adalah jumlah count maksimum yang diterima oleh detector, sedangkan N adalah jumlah count maksimum dikurangi dengan count meluruh setelah t waktu. Perhitungan konstanta count maksimum dikurangi dengan count meluruh setelah t waktu. Perhitungan konstanta radioaktif dihitung setiap ∆t,
radioaktif dihitung setiap ∆t, dimana ∆t = 10 dimana ∆t = 10 s. Hasil perhitungan dapat s. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.3dilihat pada tabel 4.3 dan 4.4 dengan hasil sebagai berikut
dan 4.4 dengan hasil sebagai berikut λ Sr-90 = 0,002172 dan λ Cs-137 = λ Sr-90 = 0,002172 dan λ Cs-137 = 0,0004830,000483 Untuk menghitung waktu paruh digunakan rumus T
Untuk menghitung waktu paruh digunakan rumus T1/21/2 == 1λln21λln2 == 0,693λ0,693λ sehinggasehingga
dipero
diperoleh leh TT1/21/2 Sr-90 = 593,3064 dan TSr-90 = 593,3064 dan T1/21/2 Cs-137 = 2604,827. Untuk waktu hidup diperolehCs-137 = 2604,827. Untuk waktu hidup diperoleh
nilai t
BAB V BAB V KESIMPULAN KESIMPULAN
Dari percobaan Geiger muller detector diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: Dari percobaan Geiger muller detector diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: •
• Jarak dan count berbanding terbalik Jarak dan count berbanding terbalik •
• Waktu dan count berbanding lurusWaktu dan count berbanding lurus •
• Konstanta pelururuhan Sr-90 adalah 0.002172 dan Cs-197 adalah 0.000483Konstanta pelururuhan Sr-90 adalah 0.002172 dan Cs-197 adalah 0.000483 •
• Waktu paruh dari Sr-90 593.3064 adalah dan Waktu paruh dari Sr-90 593.3064 adalah dan Cs -197 adalah 2604.827Cs -197 adalah 2604.827 •
DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA
Beisser,Arthur. 1983.
Beisser,Arthur. 1983. Konsep Fisika ModernKonsep Fisika Modern..Jakarta: ErlanggaJakarta: Erlangga
Husin, Abdul Salam. 2000.
Husin, Abdul Salam. 2000. Fisika Modern II.Fisika Modern II. Surabaya: ITSSurabaya: ITS Imron, Ali. 2000.
Imron, Ali. 2000. Konsep Radioaktivitas.Konsep Radioaktivitas. Bandung: Penerbit ITBBandung: Penerbit ITB Krane, Kenneth. 1992.
Krane, Kenneth. 1992.Fisika ModernFisika Modern. Jakarta: UI Press. Jakarta: UI Press Moses, Serway. 2005.
Moses, Serway. 2005. Physics for Scientist and Engineering Physics for Scientist and Engineering . Jakarta: Erlangga. Jakarta: Erlangga Sugimin. 2000.
Sugimin. 2000. Fisika Reaktor Fisika Reaktor . Surabaya: ITS. Surabaya: ITS Wong, Samuel. 1990.
Wong, Samuel. 1990. Introduction To Nuclear PhysicsIntroduction To Nuclear Physics. New Jersey: Prentice Hall. New Jersey: Prentice Hall ((http://atophysics.wordpress.comhttp://atophysics.wordpress.com))
(http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif) (http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif)
