PENENTUAN KEMURNIAN PERAK SEBAGAI BAHAN INDUSTRI KERAJINAN PERAK DENGAN METODE AKTIV ASI NEUTRON

(1)

SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176

PENENTUAN KEMURNIAN PERAK

SEBAGAI BAHAN INDUSTRI KERAJINAN PERAK

DENGAN METODE AKTIV ASI NEUTRON

WIDARTO, ZAINUL KAMAL

Pustek Akselerator

dan Proses Bahan - BATAN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB

Yogyakarta

55281

Telp. (0274) 488435

Abstrak

PENENTUAN KEMURNIAN PERAK SEBAGAI BAHAN INDUSTRI KERAJINAN PERAK DENGAN METODE AKTIV ASI NEUTRON. Ada rumor yang menyebutkan bahwa kandungan perak di dalam bahan industri kerajinan perak tidak mumi. Rumor macam ini dapat menimbulkan gangguan terhadap kelangsungan industri tersebut yang mencakup mata pencaharian ribuan orang. Maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui tingkat kemumian perak. Sampel yang berupa bahan industri perak diiradiasi di dalam Reaktor Kartini di fasilitas pneumatik dengan fluks neutron 2,1 xl 012N/cm2'dt selama 1 menit dan difasilitas Lazy Susan denganfluks neutron 1,04 x 1011N/cm2.dt selama 6jam. Hasil iradiasi menunjukkan bahwa di fasilitas pneumatik ditemukan isotop AgI08, sedangkan di fasilitas Lazy Susan ditemukan isotop AiIOm dan secara kuantitatifkemumian kemumian perak berkisar dari 80,40% sampai 92,69%.

Kata kunci: kerajinan perak, kemumian, aktivasi neutron

Abstract

DETERMINATION OF SILVER PURITY IN MATERIALS FOR SILVER CRAFT INDUSTRY BY NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS. Rumours say that silver in materials of silver industry is not pure. Such rumour can disturb the stability of silver industry. It's important to do a research on the purity of silver in the industry. Sample materials were irradiated in Kartini reactor in the pneumatic facility with neutron flux 2.1 x10 N/cm2.dt for 1 minute, and in Lazy Susan facility with neutron flux 1.04x1011 N/cm2.dt for 6 hours. Results showed that in pneumatic facility there wasAgI08 and in Lazy Susan AgJJOm.In quantitative

analysis silver purity was approximately 80.40%-92.6%t Key words: silver craft, purity, neutron activtion,

PENDAHULUAN

Perak merupakan salah satu jenis logam

di alam bebas yang dapat ditemukan bersamaan

dengan logam-Iogam lain, misalnya tembaga

dan emas. Dalam tabe1 periodik, perak dapat

dipadukan dengan atom-atom dalam

golong-annya dan diperoleh berbagai jenis

logam

paduan dengan berbagai sifat

01 an Vlack and

Laurence., 1985).

Perak murni memang lebih baik namun

ada kalanya karena faktor harga atau pengadaan

diperlukan

adanya

ketidakmurnian,

sebagai

contoh

perak

sterling

yang

kandungannya

terdiri dari 7,5% tembaga dan 92,5% perak,

dapat membentuk perak yang lebih kuat, keras,

dan awet, dengan harga yang lebih murah. Pada

umurnnya perak

digunakan untuk berbagai

kebutuhan manusia, misalnya alat rumah tangga

serta perhiasan

Mengingat

perak

merupakan

bahan

logam yang sangat banyak manfaatnya bagi

kebutuhan manusia serta sifat sifatnya yang

menguntungkan, maka perlu dilakukan suatu

pene1itian tentang tingkat kemurniannya. Dalam

penelitian ini pemeriksaan tingkat kemurnian

dilakukan dengan metode analisis pengaktifan

(2)

keunggulan-keunggulan

antara

lain

dapat

mendeteksi

pelbagai unsur secara bersamaan, tidak merusak

bahan, tanpa pemurian kimia, dan mempunyai

ketelitian yang tinggi (Corliss,W,R 1963)

CARA PENELITIAN Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini

meliputi

Reaktor

Kartini

dengan

fasilitas

iradiasi Lazy Susan dan pneumatik,

spektro-metri-y dengan

detektor

HpGe,

timbangan

digital Ohauss, kontainer timbal, vial polietilen,

sarung tangan kulit dan pinset.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian

meliputi: sampel perak dari industri kerajinan

perak di Kotagede,

perak standar, sumber

radiasi 152Eu.

Prosedur Preparasi dan Iradiasi Sampel

Sampel perak dipotong-potong dengan

ukuran yang kecil, dibagi dua, masing masing

ditimbang

1-2 g. Satu bagian diiradiasi di

fasilitas

pneumatik

yang

mempunyai

fluks

neutron 2,1 x 1012n1cm2dtselama I menit,

sedangkan

bagian

yang

lain

diiradiasi

di

fasilitas Lazy Susan yang mempunyaifluks

neutron 1,04 x lOll nlcm2dt selama 6 jam.

Kalibrasi Energi

Kalibrasi

yang

dimaksudkan

untuk

mendapatkan harga perbandingan antara laju

cacah yang diterima detektor dengan aktivitas

sumber standar pada saat dilakukan pencacahan

yang dinyatakan dengan rumus

keterangan:

%

E(E) = efisiensi detektor

cps = cacah per second (laju cacah)

dps = disintegrasi per second (aktivitas)

Y(E)

= yield

sedangkan

C

ps---

Luasanpuncakserapan

total (cacah)

Waktu pencacahan (detik)

SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 Analisis Kualitatif

Analisis

kualitatif

bertujuan

untuk

mendapatkan unsur perak yang terkandung di

dlam

sampel.

Setelah

data

hasil

kalibrasi

diperoleh, maka dilakukan pencacahan sampel

dan standar selama 600 detik. Puncak-puncak

spektrum gamma dapat dicatat sebagai nomor

salur (=X) dengan menggunakan persamaan

kalibrasi: Y = aX

+

b, sehingga diperoleh harga

energi puncak gamma (=Y) yang bersesuaian.

Energi sinar gamma yang dipancarkan

oleh suatu radionuklida pada saat pencacahan,

perlu dicatat karena merupakan

salah satu

karakterristik

dari

radionuklida

itu.

Daftar

energi sinar gamma dari berbagai radionuklida

telah

disusun

dalam

bentuk

tabel

isotop,

sehingga dapat diketahui unsure-unsur yang

terkandung di dalam sampel. Selain energi

gamma, perlu dicatat puncak

serapan total

"netto" yang dipancarkan oleh sinar gamma itu

yang

diperlukan

untuk

analisis

kuantitatif

(Anonim,1974., Tjipto.S.,1982).

Analisis Kuantitatif

Analisis

kuantitatif

bertujuan

untuk

menentukan kadar suatu unsur di dalam sampel.

Data

luas

puncak

serapan

(netto)

dapat

digunakan untuk menghitung aktivitas sampel.

Aktivitas

radionuklida pada sampel dihitung

berdasarkan laju cacah dengan satuan cacah per

detik (Susetyo,W, 1988).

Rumusan

yang

dipergunakan

dalam

analisis kuantitatif adalah:

CpSCuplikan X KStandart KCuPlikan

=

CPSStandart

K adalah kadar unsur sampel (l1gr/mL atau

I1gr/gratau ppm).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Spektrometer gamma sebelum digunakan

untuk

mencacah

sampel-sampel

yang

akan

diteliti hams dikalibrasi terlebih dahulu dengan

menggunakan

sumber

standar

Eul52·

Peng-gunaan sumber standar EUl52 sangat

berman-faat karena mempunyai banyak puncak gamma

yang tersebar secara merata dari energi rendah

sampai ke energi tinggi sehingga dapat

(3)

di-SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176

Y =0,9196K - 0,0376 (r=0.999) Tabel 2 Hubungan antara Hasil Pencacahan pada

Nomor Sa1urdengan Energi

Tinggi pulsa yang dihasilkan oleh detektor dan penguat setara dengan energi sinar gamma yang mengenai detektor. Cacah pulsa-pulsa yang mempunyai tinggi yang sarna dicatat dalam suatu salur dengan nomor tertentu, sehingga nomor salur penganalisis salur ganda sebanding dengan energi gamma (Susetyo, 1988).

Kalibrasi energi yang dilakukan dengan mencacah sumber isotop standar 152Eumemiliki waktu paruh 13,1 tahun. Sumber 152Eu ini diproduksi pada 15 Juni 1979 dengan aktivitas awal sebesar 1,9750.105 dps dan aktivitas pada tanggal 16 September 2002 sebesar 5,550.104 dps. Sebelum pencacahan dimulai, semua fungsi alat diatur pada kondisi ketja optimum dengan tegangan operasi sebesar 3000 Volt.

Tabel 1 Data Kalibrasi Energi dengan Sumber 52Eu.

Persamaan regresi linier

Tabel 3 Data Kalibrasi Efisiensi Menggunakan Sumber Standar 152Eu

No

NoEfisiensi_Energi_Cacah(Yield salur (Kev)cps) (%) 1 132,35121,670,2820260,410,150 2 266,13244,690,07380,10044,7 3 344,39107,470,2640107,470,068 4 447,25411,250,02210,0536,94 5 482,99444,110,03080,0519,42 6 847,23779,070,130021,580,028 7 943,39867,490,0160,0246,06 8 1048,460,144819,650,023964,11 9 1180,700,10141085,730,01810,69 10 1209,300,13551112,020,01915,68 11 1530,760,20701407,630,01619,43

Persamaan regresi linier

Y= 0,3445 - 1,0028X (r=0,994)

Setelah dilakukan kalibrasi energi clan kalibrasi efisiensi maka spektrometer gamma sudah dapat digunakan untuk mencacah masing-masing sampel yang sudah diradiasi. Hasil dari diiradiasi sampel akan menyebabkan sampel tersebut dalam keadaan tereksitasi. Peristiwa pancaran energi suatu inti dari suatu keadaan tereksitasi menuju ke keadaan clasar disebut proses deexsitasi. Hasil pancaran energi inti sampel diteruskan ke dalam perangkat spektrometri-r dan tingkat energi yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan energi radionuklida sehingga dapat diketahui acla dan tidaknya unsur perak di dalam sampel(Beyser,A.,1992)

Tabel 4 dan 5 merupakan hasil analisis kualitatif sampel yang diiradiasi dengan menggunakan fasilitas pneumatik maupun Lazy Susan.

Pada kalibrasi energi dicatat cacah yang didapat kemudian dibandingkan tabel energi sehingga diperoleh Yield atau intensitas mutlak. Efisiensi detektor dihitung dengan meng-gunakan rumus

%E(E)-

dps Y E

CPS(

,100%

clan diperoleh hasil; dalam Tabel3.

Satuan Volt Enegi(Yi) 121,57 244,69 344,39 411,25 444,11 779,07 867,49 964,11 1085,73 1112,02 1407,63 Kuantitas 3000 13,1 Tahun 1,975. Dps 105 5,550.104 Dps 5 Centimeter 1800 detik Nomorsalur 132,35 266,13 374,54 447,25 482,99 847,23 943,39 1048,46 1180,7 1209,3 1530,76 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 No Besaran/Spesifikasi 1 Tegangan Operasi (HV) 2 IsotopStandar 152Eu UmurParuh AktivitasAwal(15-06-1979) Aktivitaskini(16-09-2002) 3 Jarak detector 4 Lamapencacahan

(4)

Tabel4 Hasil analisis kualitatifunsur-unsur yang terkandung didalam sampel dengan menggunakanfasilitas diiradiasi Pneumatik.

Energ Unsur WaktuBera!_CpSt Sampel (Kev) Paruh Sampel (d!) (gr) Indus!ri 433,17 Ag108 144,01,01361,02 AIndus!ri 145,2Ag108632,14 151,79 433,01 Ag108 144,01,02154,17 B 631,97 Ag108 145,2 131,04 Indus!ri 433,15 Ag108 144,01,00371,48 C 145,2A.9,108632,13 170,44

Tabe1 4 menunjukkan adanya isotop

Ag108 pada dua tingkat energi yaitu

433,8

dan 632,9 Kev sebagai dua energi-y yang berbeda. Hal ini dapat terjadi karena adanya de-eksitasi yang menyebabkan teIjadinya percabangan-y.

Tabel 5 menunjukkan hasil analisis kualitatifunsur-unsur yang terkandung di dalam sampe1 dengan menggunakan fasilitas iradiasi Lazy Susan.

SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 Tabel 6 Hasil kadar perak di dalam sampe1 yang diiradiasi di fasilitas Pneumatik mauoun Lazy Susan

Sam pel Pneumatik_Lazy _Susan Unsur

KadarUnsurKadar

(%) (%) Indus!ri Ag10a 20,19Ag110m16,25 A Ag10a 21,02Ag110m16,41 Ag110m 16,48

Industri 17,78Ag110m19,10Ag10a B Ag10a 18,00 Ag110m19,02 Ag110m 18,78 Industri Ag10a 24,19Ag110m10,72 C Ag10a 23,05Ag110m11,02 A£110m 10,58

Kadar perak dalam sampel secara keseluruhan disajikan dalam Tabel 7 yang merupakan penjumlahan dari seluruh kadar pada Tabel 6 masing masing industri.

Tabel 7 Kadar Perak dalam Sampel

Data Tabel 7 menunjukkan bahwa kadar perak pada sampel industri kerajinan perak dimulai dari yang tertinggi adalah industri B, industri A dsan industri C masing masing sebesar

92,69%, 90,36%, 80,40%.

Hal ini terjadi karena industri B memang memiliki orientasi pemasaran untuk turis dan ekspor yang mengharuskan industri tersebut menghasilkan barang-barang dengan kualitas tinggi. Pemilihan bahan baku dan pengolahan yang baik akan menghasilkan perak yang bermutu tinggi. Industri A dan C merupakan industri dengan orientasi pasar dalam negeri sehingga untuk mampu bersaing dengan industri di tempat lain harus memberikan harga yang murah dengan mengurangi kadar perak tetapi tidak mengurangi kualitas dan

keindahannya.

Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa secara umum industri perak di Kotagede Yogyakarta juga meng-utamakan standar mutu yang tinggi selain bentuk desain yang beragam sehingga dalam Tabe1 5. Hasil Analisis Sampel Perak

Sampel WaktuUnsurCpStBera!Energi (Kev) Paruh Sam pel (hari) (gr) Industri 657,50 Ag110m253 0,96174,46 A 884,12 Ag110m 43,12 936,80 Ag110m 19,74 Industri 657.32 Ag110m253 1,01988,57 B 883,89 Ag110m 50,56 936,59 Ag110m 22,75 Industri 657,53 Ag110m253 1,09253,28 C 884,13 Ag110m 31,41 936,88 A1J.110m 13,73

Data data Tabel 5 juga menunjukkan adanya isotop pada beberapa tingkat energi

Seperti halnya pada iradiasi Pneumatik, pada iradiasi Lazy Susan juga teIjadi isotop dari beberapa tingkat energi. Selanjutnya dari hasil pencacahan yang disajikan pada Tabel 4 dan 5 dapat dilakukan perhitungan kadar perak yang hasilnya disajikan dalam Tabel 6.

Sampel Industri A Industri B Industri C Kadar (%) 90.36 92.69 80.40

(5)

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176

KESIMPULAN DAN SARAN

Kemurnian

hasil

industri

perak

di

Kotagede

cukup

tinggi:

pada

industri

B

92,69%, industri A 90,36% industri C 80,40%

Kemurnian hasil masing industri tidak

sama dikarenakan kebijaksanaan pengolahan

masing-masing

industri juga berbeda sesuai

dengan tingkat orientasi pasar

DAFTAR PUSTAKA

1. ANONIM,1974., Handbook of Nuclear Activ-ation Cross Section, InternActiv-ational Atomic Energy, Vienna

2. BEYSER, A., 1992, Konsep Fisika Modern Erlangga, Jakarta

3. CORLIES, W.R.,1963, Neutron Activation Analysis., United Stated Atomic

4. SUSETYO.,W., 1993, Spektrometri Gamma dan Penerapannya dalam Analisis Pengaktifan Neutron, Gadjah Mada University Press Yogyakarta

5. TJIPTO,S., 1982., Perisai Radiasi., PPBMI Yogyakarta

6. LACK,V., and LAURENCE, 1983., Elements of Materials: Science and Enginering, Addison Publishing Company, Reading Mass USA.