PENGARUH TEKANAN GAS ISIAN ARGON ALKOHOL TERHADAP KARAKTERISTIK
DETEKTOR GEIGER-MÜLLER TIPE SIDE WINDOW
CARI RISTIANI
M0204021
J urusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Abstrak
Telah dibuat detektor Geiger-Müller tipe side window dengan gas isian Argon-Alkohol.
Tabung detektor terbuat dari pipa gelas dengan diameter 16 mm dan panjang daerah aktif 80 mm.
Anoda terbuat dari kawat tungsten dengan ukuran diameter 0,03 cm. Katoda terbuat dari bahan Cu
yang diuapkan dan menempel pada bagian dalam tabung gelas. Gas isian terdiri dari Argon dan
Alkohol dengan perbandingan 90% : 10%. Parameter tekanan gas isian divariasi dengan tujuan
dapat diketahui pengaruh tekanan gas isian terhadap karakteristik detektor. Dari pengukuran
diperoleh plateau, slope sebesar (75 volt, 41 % / 100 volt), (200
volt, 4,6 % / 100 volt),
(50 volt, 36 % / 100 volt) masing-masing untuk tekanan 8 cmHg, 10 cmHg dan 12 cmHg. Tekanan
optimum yang memenuhi karakteristik detektor adalah pada tekanan 10 cmHg. Hasil penelitian
menunjukkan panjang plateau dan slope berfluktuasi, dalam arti panjang plateau dan slope tidak
tergantung oleh tekanan gas isian.
Kata kunci : Geiger-Müller , plateau, slope , tekanan
I. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi saat ini
begitu pesat, dimana salah satunya adalah
teknologi nuklir yang penerapannya mulai
terasa dibutuhkan sangat mendesak pada
beberapa bidang antara lain : indust ri logam
(deteksi sambungan las dan kebocora n
pipa), perusahaan rokok, survey radiasi
pada suatu daerah/lokasi dan sebagainya.
Semakin tinggi suatu teknologi, maka resiko
kecelakaan yang mungkin terjadipun akan
semakin besar. Karena itu penerapan
teknologi
nuklir
yang
baik
sangat
memperhatikan seberapa jauh kemanfaatan,
keselamat an dan resiko kecelakaan bagi
kepenti ngan umum yang mungkin terjadi,
karena
pemakaian
teknologi
tersebut.
Bahaya radiasi merupakan dampak lain
dari penerapan teknologi nuklir, dimana
resiko tersebut tidak dapat dihilangkan.
Dengan adanya kenyataan itu, maka usaha
mengurangi resiko tersebut sekecil mungkin.
Radiasi nuklir tidak dapat dideteksi
dengan panca indra, maka perlu dibuat alat
bantu yang mampu mendeteksi radiasi
nuklir seawal mungkin. Alat bantu tersebut
berbentuk detektor radiasi nuklir. Semua
jenis detektor nuklir berdasarkan interaksi
radiasi dengan materi. Detektor nukli r
mempunyai jenis serta bentuk yang cukup
banyak. Salah satu da ri sekian banyak jenis
detektor nuklir adalah detektor
Geiger-Müller . Detektor Geiger-Geiger-Müller termasuk
golongan detektor radiasi nuklir dengan gas
isian sebagai medium aktifnya. Prinsip kerj a
detektor jenis gas isian adalah berdasarka n
interaksi radiasi dengan materi. Bahan
materi yang mampu berinteraksi dengan
radiasi adalah gas isian yang dalam hal ini
gas-gas mulia dan gas-gas poliatom (Irianto,
2008). Pada penelitian-penelitian terdahul u
telah dibuat detektor Geiger-Müller dengan
gas isian argon dan uap alkohol dengan hasil
kurang baik. Hal ini disebabkan oleh
banyak parameter yang berpenga ruh dalam
pembuatan detektor Geiger-Müller anta r a
lain : kebersihan tabung, tingkat kevakuma n
tabung. Untuk peningkatan karakteristik
perlu
dilakukan
penelitian
ulang.
Pembuatan tabung detektor Geiger-Müller
dengan gas isian argon dan alkohol dan
pengujiannya dilakukan optimasi terhadap
tekanan gas isian. Dengan penelitian ini
akan diperoleh tekanan gas isian yang
optimum terhadap karakteristik detektor
Geiger-Müller .
II. METODOLOGI PENELITIAN
a. Alat :
1. sistem uji detektor
2. sistem vakum pelapis tabung dan
pengisian gas
3. alat pelacak kebocoran vakum
4. multimeter
5. pesawat ultrasonik
b. Bahan
1. tabung gelas
2. tembaga murni sebagai bahan pelapis
katode
3. kawat ferniko sebagai terminal katode
4. kawat tungsten sebagai anode
Dalam penelitian ini dititik beratka n
pada pengaruh tekanan gas isian Argon
Alkohol terhadap karakteristik detektor GM
tipe Side Window. Sehingga dalam penelitian
yang perlu dilakukan adalah : Pembuat an
detektor GM tipe Side Window dengan
katoda yang dilapisi Cu dengan ukura n
panjang daerah aktif 8 cm dan diameter 16
mm serta optimasi pengisian gas unt uk
variasi tekanan 8 cmHg, 10 cmHg dan 12
cmHg dengan perbandingan 90% gas argon
dan 10% uap alkohol (Singru, 1972).
Dalam penelitian ini data yang
diamati
adalah
perubahan
tegangan
ambang, tegangan kerja (plateau), dan slope.
Detektor Geiger-Müller dikat akan bai k
apabila mempunyai daerah plateau yang
panjang dan slope yang kecil yaitu menur ut
Ortec besarnya plateau antara 100-300 volt
dan slope kurang dari 8 % per 100 volt. Dat a
yang
diperoleh ini
untuk
mengetahui
pengaruh antara variasi tekanan terhadap
karakteristik
detektor
Geiger-Müller
.
P rosedure
penelitian
secara
matematis
sebagai berikut :
III. PENGUMPULAN DAN ANALISIS DATA
Data-dat a yang dikumpulkan dalam
penelitian ini adalah data uji fungsi detektor
Geiger-Müller dengan cara memvariasi
tegangan terhadap perubahan cacah per
menit, sehingga diperoleh panjang plateau,
slope, dan tegangan ambang. Untuk analisa
datanya diamati pengaruh tekanan terhadap
perubahan
tegangan
ambang,
panjang
plateau dan slope. Besarnya slope dinyatakan
dalam % per 100 volt (Arya, 2007) yang
dinyatakan dengan persamaan :
Slope =
100
%
)
100
(
)
(
2 1 1 2×
−
−
V
V
N
N
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam p roses pengujian detektor ini
diperoleh bentuk plateau yang tidak sesuai
dengan karakteristik yang diinginkan. Hal
ini disebabkan karena tingkat kebersihan
dalam tabung, bentuk geomet ri tabung
(anode tidak simet ris) dan ada kebocoran di
dalam tabung yaitu kebocoran sistem vakum
disebabkan karena banyaknya sambungan
dari sistem vakum ke tabung detektor yang
kurang rapat sehingga molekul gas yang ada
diluar masuk. Juga disebabkan ka rena
pengelasan yang kurang sempurna sehingga
terjadi keretakan pada tabung detektor
maupun sistem vakum sehingga gas argon
dan uap alkohol tidak bercampur seca r a
homogen
maka
dilakukan
pembuat an
tabung,
pelapisan,
pemvakuman,
dan
pengisian gas berulang-ulang.
Dalam
penelitian
ini
untuk
menentukan tekanan dalam pengisian gas
mengalami
kesulitan
karena
pada
manometer air raksa sangat cepat mengali r
naik turun walaupun kran tersebut sedi kit
dibuka.
Sehingga
untuk
menetukan
besarnya tekanan ha rus pelan-pelan dalam
Analisa Kegagalan UjiDetektor
KarakterisasiDetektor Analisis data Mulai Persiapan BahanPembuatan Tabung Detektor
Persiapan Pelapisan
Proses Pelapisan Bahan Katoda
Proses Pemasangan Bahan Anoda
Proses Pemvakuman Tabung Detektor
Proses PengisianGas
Tidak
Hasil ka rakterisasi detektor :
800 850 900 950 1000 0 10000 20000 30000 40000 Tanpa sumber Cs137 Dengan sumber Cs137 Cac ah per menit (cpm) Tegangan (volt)Gambar 4.1 Grafik hubungan tegangan
dengan cacah pada tekanan 8 cmHg
Berdasarkan Gambar 4.1 penguku ran
dengan sumber diperoleh panjang plateau 75
volt dan besarnya kemiringan plateau 41 %.
Dari data tersebut terlihat bahwa tegangan
detektor dapat dioperasikan antara 875 –
950 volt.
1000 1100 1200 1300 1400 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Tanpa sumber Cs 137 Dengan sumber Cs 137 C a c ah p er m enit (cpm ) Tegangan (volt)Gambar 4.2 Grafik hubungan tegangan
dengan cacah pada tekanan 10 cmHg
Berdasarkan Gambar 4.2 terlihat
bahwa panjang plateau yaitu 200 volt. Pada
tekanan ini detektor dapat dioperasikan
pada tegangan kerja antara 1150 – 1350 volt
dengan kemiringan plateau 4,8 %.
Pada tegangan 1000 – 1125 volt
menunjukkan belum bisa membedakan
adanya radiasi Cesium. Hal ini disebabkan
karena kebolehjadian ion elekt ron sampai
pada anode sedikit sehingga perbedaan
cacah yang dihasilkan dengan sumber dan
tanpa
sumber
kelihatan
sama.
Juga
disebabkan karena gerakan elekt ron dan ion
masih lambat sehingga sebelum elekt ron dan
ion mencapai ke elekt rode yang sesuai ada
kemungkinan antara elekt ron dan ion
bertemu dan bergabung kembali.
1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Tanpa sumber Cs137 Dengan sumber Cs 137
C
a
c
a
h pe
r me
nit
(c
p
m)
Tegangan (volt)
Gambar 4.3 Grafik hubungan tegangan dengan
cacah pada tekanan 12 cmHg
Berdasarkan Gambar 4.3 terlihat
bahwa panjang plateau sangat pendek yait u
50 volt dan kemiringan plateau diperoleh
sebesar 36 %.
Berdasarkan grafik tersebut bahwa
pengaruh tekanan 8 cmHg, 10 cmHg dan 12
cmHg terhadap karakteristik detektor yait u
panjang plateau dan slope saling berfluktuasi
dalam artian panjang plateau dan slope tidak
tergantung pada besarnya tekanan gas isian
dalam tabung.
8 9 10 11 12 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 threshold Tegan gan amba ng (v olt) Tekanan (cm Hg)
