Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

BAB I : Pendahuluan

BAB II : Prinsip dasar deteksi dan pengukuran radiasi

A. Besaran Ukur Radiasi

B. Penggunaan Alat Ukur Radiasi C. Mekanisme Pendeteksian Radiasi D. Cara Pengukuran Radiasi

BAB III : Jenis Detektor Radiasi

A. Detektor Isian Gas B. Detektor Sintilasi

C. Detektor Semikonduktor D. Detektor Film

BAB IV

: Alat Ukur untuk Proteksi Radiasi

A. Dosimeter Perorangan

B . Monitor Area

C. Monitor Kontaminasi

D. Kalibrasi Alat Ukur

E. Respon Energi

BAB V : Alat Ukur untuk Aplikasi atau Penelitian

A. Sistem Pencacah Integral – Differensial

Umum:

setelah mengikuti materi ini peserta

mampu menguraikan prinsip kerja dari

alat ukur radiasi, baik yang digunakan

sebagai alat ukur untuk proteksi radiasi

maupun untuk aplikasi/penelitian

Khusus:

1. menyebutkan dua sifat radiasi nuklir yang

menyebabkan alat ukur radiasi mutlak diperlukan,

2. membedakan kuantitas, energi dan dosis radiasi,

3. menyebutkan empat mekanisme pendeteksian

radiasi,

4. menjelaskan prinsip kerja detektor isian gas, sintilasi, semikonduktor dan emulsi fotografi,

5. menyebutkan keunggulan dan kelemahan dari detektor isian gas, sintilasi, semikonduktor dan emulsi fotografi,

7. menguraikan prinsip kerja dosimeter saku, film badge, TLD dan RPLD,

8. menyebutkan keunggulan dan kelemahan

dari dosimeter perorangan di atas

9. menguraikan tiga langkah penting yang harus

diperhatikan sebelum menggunakan surveimeter 10.menguraikan kegunaan sistem pencacah

integral, sistem pencacah diferensial dan sistem spektroskopi

11.menyebutkan tiga aspek pencacahan yang utama.



Tidak dapat dirasakan



Dapat menembus bahan

Oleh karena itu alat ukur radiasi mutlak

Susunan peralatan untuk

mendeteksi dan mengukur radiasi

- Deteksi radiasi?

- Apa yang diukur?

Fluks (Kuantitas):

Jumlah radiasi pada suatu lokasi pengukuran

(radiasi per detik.m2)

Energi :

kekuatan dari setiap radiasi yang dipancarkan

(keV, MeV)

Intensitas:

Hasil perkalian fluks dengan energi

(MeV per detik.m2)

Laju Dosis:

Alat Ukur utk

Proteksi Radiasi

Alat Ukur

Radiasi

Alat Ukur utk

Aplikasi/ Penelitian



Alat Ukur utk Proteksi Radiasi

mengukur intensitas atau dosis radiasi

untuk keperluan keselamatan



Alat Ukur utk Aplikasi/Penelitian

mengukur kuantitas atau energi radiasi

untuk keperluan aplikasi atau penelitian

Peralatan penunjang detektor

radiasi

 Radiasi berinteraksi dengan bahan detektor

Bahan yang jika berinteraksi dengan radiasi

akan mengubah energi radiasi menjadi bentuk

energi lain yang lebih mudah diamati

Mekanisme Deteksi

Contoh Detektor

Proses Ionisasi

Proses Sintilasi

Proses Termoluminisensi

Efek Pemanasan

Reaksi Kimia

Perubahan Biologi

GM

NaI(Tl)

TLD

Kalorimeter

Film Badge

Dosimeter Biologi

- Cara pulsa/Pulse mode

 Pulsa yg dihasilkan merupakan hasil interaksi setiap radiasi di dlm detektor

 Tinggi pulsa α Q, dan Q α energi radiasi (kapasitas detektor diasumsikan konstan)

- Cara arus/Current mode

 Arus listrik yg terbentuk merupakan perubahan muatan rata-rata terhadap waktu.

 Pemakaian:

 Alat ukur proteksi radiasi

t

Q

I

∆

∆

=

Keunggulan :

 Kontruksi sangat sederhana

Kelemahan :

 Effisiensi rendah

Jenis Detektor Isian Gas :

 Detektor Ionisasi

 Detektor Proporsional

 Detektor Geiger Mueller (GM)

photomultiplier Bahan

sintilator

Percikan cahaya

Proses sintilasi penyerapan energi radiasi dan pemancaran cahaya

Kontruksi Photomultiplier

Percikan cahaya Photokatoda 100 V 500 V 400 V 300 V 200 V elektron Dinode Dinode Dinode Anode Pulsa Listrik Dinode

Keunggulan :

 Effisiensi tinggi dan respon sangat cepat

Kelemahan :

 Kontruksi rumit

Jenis Detektor Sintilasi :

 NaI(Tl) untuk radiasi gamma  LiI(Eu) untuk radiasi neutron

 Cair untuk alpha dan beta aktivitas rendah  Plastik untuk radiasi sinar-X

Tipe p Tipe n R Peraga -+ + +

Keunggulan :

 Resolusi tinggi

Kelemahan :

 Kontruksi rumit dan mudah rusak

Jenis Detektor Semikonduktor :

 HPGe untuk radiasi gamma  SiLi untuk radiasi Sinar-X

 Sawar muka (surface barrier) untuk alpha / beta

Jenis Detektor Keunggulan Kelemahan

Isian Gas Konstruksi Sederhana Efisiensi terendah

Resolusi terendah

Sintilasi Efisiensi Tinggi

Konstruksi Rumit Respon Cepat



Dosimeter Perorangan

 Monitor Area

Mengukur dosis yang mengenainya secara

akumulasi



Dosimeter saku



Film Badge



TLD

Jenisnya :

Dosimeter Saku

Gas

Jarum Quartz

Gas

Jarum Quartz

20

Film baru Film Film radiasi Setelah diproses Larutan developer Setelah dikenai radiasi

Film Badge

Kurva Tingkat Kehitaman Film

Tingkat Kehitaman Dosis Radiasi A B 10 mrem

Film Badge



Dosimeter Termoluminisensi (TLD)

›

Pengeksitasi  panas



Dosimeter Radiofotoluminisensi (RPLD)

Jenis Dosimeter

Keunggulan

Kelemahan

Dosimeter Saku Dapat Dibaca Langsung Tidak Teliti

Ada arus Bocor Lebih Teliti

Film Badge Akumulasi lebih baik Tidak dapat dibaca langsung Sebagai dokumentasi

Paling teliti Tidak dapat dibaca langsung TLD / RPLD Akumulasi lebih baik

Mengukur laju paparan atau laju dosis radiasi di

tempat kerja secara langsung



_{Permanen (fixed)}

 Surveimeter γ / sinar-X

 Surveimeter β dan γ

 Surveimeter α

 Surveimeter neutron

 Surveimeter Multi Guna



Periksa sertifikat kalibrasi

 Tanggal kalibrasi

 Faktor kalibrasi

 Periksa Baterai

Suatu nilai yang membandingkan antara

laju dosis sebenarnya (D

_s

) dan laju dosis

yang ditunjukkan oleh alat ukur (D

_u

).

u s k

D

D

F

=

Mengukur tingkat kontaminasi baik yang

berupa debu (padat), cairan maupun gas.

 Monitor Kontaminasi Permukaan

 Monitor Kontaminasi Perorangan

 Monitor Kontaminasi Udara

Monitor Kontaminasi :



Monitor permukaan

 meja kerja, lantai, alat ukur, baju

kerja, dsb.



Monitor perorangan

bagian tubuh / seluruh tubuh

(hand and foot monitor / whole

body monitor)



Sistem Pencacah Integral

 Sistem Pencacah Diferensial

 Sistem Spektroskopi

Mengukur Kuantitas radiasi tanpa

memperhatikan energi radiasinya



Dapat menggunakan detektor GM



Selang waktu pengukuran dapat

Mengukur kuantitas radiasi dalam

selang energi radiasi tertentu



Detektor yang digunakan harus dapat

membedakan energi radiasi



Menggunakan rangkaian diskriminator

Mengukur distribusi energi radiasi

yang dipancarkan oleh suatu sumber



Menggunakan detektor yang dapat

membedakan energi



Menggunakan rangkaian Multi Channel

Analyzer, MCA



Spektrum distribusi energi radiasi setiap



Perpendaran Sinar-X (XRF)



menentukan jenis dan kadar unsur yang

terkandung dalam suatu bahan



Prinsip  Menembakkan radiasi kesuatu

material dan kemudian mengukur sinar-X

karakteristik yang dipancarkan

• Laju Cacah

• Cacah Latar Belakang

• Fluktuasi Nilai Cacah

• Efisiensi Alat Ukur

1.

Laju Cacah:

1.

Cacah Latar Belakang:

t

C

R

∆

=

b g u s

R

R

R

=

−

1.

Fluktuasi Nilai Cacah (

Distribusi Normal

):

›

Standar deviasi nilai cacah, C

›

Standar deviasi laju cacah, R

›

Standar deviasi nilai cacah rata-rata, :

C

C

=

σ

t

C R

=

∆

σ

σ

C

C

1.

Effisiensi Alat Ukur:

p

A

R

.

=

η

AlAt UkUr

rAdiAsi

Detektor Sintilasi

Detektor Surface Barrier

 Radiasi pengion memiliki dua sifat yang khas, yaitu tidak

dapat dirasakan secara langsung oleh panca indera manusia dan beberapa jenis radiasi dapat menembus berbagai bahan

 Alat ukur untuk kegiatan proteksi radiasi harus dapat

menunjukkan intensitas atau dosis radiasi

 Alat ukur untuk aplikasi/penelitian harus dapat

 Terdapat 4 jenis detektor yang sering digunakan untuk

mengukur radiasi, yaitu detektor isian gas, detektor sintilasi, detektor semikonduktor, dan detektor film

 Alat ukur untuk proteksi radiasi : dosimeter perorangan,

monitor area dan monitor kontaminasi

 Alat ukur untuk aplikasi/penelitian berupa sistem

pencacah radiasi yang digunakan untuk mengukur kuantitas atau energi radiasi