MODUL 2 STATISTIKA RADIOAKTIVITAS

Transkripsi

1 MODUL STATISTIKA RADIOAKTIVITAS Muhammad Ilham, Rizki, Moch. Arif Nurdin,Septia Eka Marsha Putra, Hanani, Robbi Hidayat. 008, 000, 000, 00, 00, 00. Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia Asisten: (Fauzia P. Lestari/0008) Tanggal Praktikum: (0-0-0) Abstrak Setiap inti suatu unsur akan cenderung menstabilkan kaadaanya sendiri. Pada saat dimana inti itu tidak stabil, maka inti tersebut akan meluruh menjadi inti baru yang lebih stabil. Pada saat proses pembentukan inti baru tersebut, inti dapat menerima ataupun melepas energi ke lingkungannya. Partikel-partikel seperti alfa, beta, ataupun gamma akan terpancar akibat pembentukan inti baru tersebut yang mengakibatkan radiasi. Keberadaan radiasi hanya dapat di ketahui dengan menggunakan detektor pendeteksi radiasi. Pada percobaan yang dilakukan saat ini, kita mendeteksi radiasi yang ditimbulkan oleh unsur Cs- dengan menggunakan detektor Geiger-Muller. Pada proses penditeksian menggunakan pencacah Geiger-Muller untuk menamplkan pulsanya. pencacahan akan digunakan untuk mengetahui statistik radioaktif yang disajikan dalam distribusi poison dan distribusi normal. Kata Kunci : Radioaktivitas, Geiger-Muller, Distribusi Poisson I. Pendahuluan. Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah membuktikan prinsip kerja dari detektor Geiger-Muller, menentukan tegangan yang bekerja pada detektor tersebut dan menggunakan distribusi probabilitas dalam menggambarkan pola radioaktivitasnya.. Teori Dasar Radioaktivitas merupakan gejala pemancaran partikel radioaktif akibat peluruhan inti atom yang tidak stabil agar menjadi inti yang stabil. dari radioaktif ini berupa emisi partikel alfa, partikel beta dan emisi positron serta penangkapan elektron orbital.masing-masing dari reaksi tersebut mungkin saja atau mungkin juga tidak disertai dengan radiasi gamma. Partikel-partikel yang dihasilkan dari transformasi/peluruhan tersebut tidak dapat diamati atau dirasakan secara kasat mata dengan panca indra kita. Oleh sebab itu, kita memerlukan suatu alat untuk mendeteksi keberadaan partikel tersebut yang lebih sering dikenal sebagai detektor.detektor merupakan suatu alat yang sangat peka terhadap adanya radiasi, yang apabila terkena radiasi akan memberikan tanggapan (response) tertentu yang akan menjadi lebih mudah diamati. Detektor berguna sebagai alat untuk mengukur dan menentukan adanya radiasi. Detektor untuk mengamati partikelpartikel tersebut bermacam-macam seperti detektor ionisasi, detektor proporsional, detektor Geiger muller, detektor sintilasi, dan detektor semikonduktor atau detektor zat padat, namun yang sering digunakan pada umumnya ialah detektor Geiger-Muller karena penggunaannya yang mudah serta ekonomis. Gambar. Prinsip kerja Detektor Geiger-Mueller Detektor Geiger-Muller Detektor Geiger-Muller merupakan sebuah tabung pendeteksi radiasi sebuah partikel tunggal dari sebuah radiasi ionisasi yang prinsip kerjanya menggunakan isian gas. Detektor ini pun dilengkapi/dipasangkan dengan Pencacah Geiger-Muller yang berfungsi sebagai penampil pulsa yang di terima oleh detektor tersebut.prinsip kerja dari detektor ini ialah Apabila ke dalam tabung masuk zarah radiasi maka radiasi

2 akan mengionisasi gas isian. Banyaknya pasangan elektron-ion yang lerjadi pada detektor Geiger-Muller tidak sebanding dengan tenaga zarah radiasi yang datang. ionisasi ini disebut elektron primer. Karena antara anode dan katode diberikan beda tegangan maka akan timbul medan listrik di antara kedua eleklrode tersebut. Ion positif akan bergerak ke arah dinding tabung (katoda) dengan kecepatan yang relative lebih lambat bila dibandingkan dengan elektron-elektron yang bergerak ke arah anoda (+) dengan cepat. Kecepatan geraknya tergantung pada besarnya tegangan V. Sedangkan besarnya tenaga yang diperlukan untuk membentuk elektron dan ion tergantung pada macam gas yang digunakan. Dengan tenaga yang relatif tinggi maka elektron akan mampu mengionisasi atom-atom sekitarnya. sehingga menimbulkan pasangan elektron-ion sekunder. Pasangan elektron-ion sekunder ini pun masih dapat menimbulkan pasangan elektron-ion tersier dan seterusnya, sehingga akan terjadi lucutan yang terus-menerus (avalence). II. Metode Percobaan Pertama-tama kita harus menentukan tegangan kerja Geiger-Muller terlebih dahulu untuk menggunakannya pada proses pengamatan pencacahan. Proses menentukan tegangannya ialah:. Pasang bahan radioaktif (Cs-) pada detektor Geiger-Muller.. Nyalakan detektor Geiger-Muller.. Tekan tombol select untuk memilih Geiger-Muller Voltage.. Tekan enter untuk menentukan tegangan yang di inginkan.. Lakukan percobaan pada selang tegangan kerja 0V-00V dengan penambahan 0V setiap percobaannya.. Tekan enter jika sudah menentukan tegangan yang di kehendaki.. Tekan select untuk memilih gate, enter, kemudian select kembali memilih 0s dan enter untuk memulai cacahan. 8. Dari hasil cacahan-cacahan tersebut, cari cacahan yang paling stabil/mendekati stabil di antara yang lainnya untuk menentukan tegangan kerja. 9. tegangan kerja tersebut digunakan untuk proses pencacahan berkutnya. Mengetahui Distribusi dari Statistik Radioaktif. Masukkan tegangan kerja yang sudah di dapat pada Geiger-Muller Voltage.. Pilih selang waktu 0s. Lakukan 0 pencacahan dengan kali ( jumlah 00 cacahan). Lakukan pencacahan pada selang s dan 0s masng-masing kali pencacahan.. Matikan detektor, kemudian lepaskan bahan radioaktif.. Nyalakan detektor dan lakukan pencacahan tanpa radioaktif sebanyak kali dengan selang waktu 0s. III. Data dan Pengolahan Tegangan Kerja cacahan Tegangan Kerja cacahan Tabel. Data hasil cacahan detektor untuk menentukan tegangan kerja detektor

3 Gambar. Grafik vs Tegangan Kerja dari data Tabel. Dari grafik di atas kita dapat menentukan tegangan kerjanya ialah dengan cara mencari tegangan kerja yang hasil cacahannya cenderung lebih stabil di antara yang lainnya. Dari percobaan diatas kita dapatkan tegangan kerja yang stabil pada teganga 0 V, Tegangan kerja tersebut digunakan pada percobaan selanjutnya. No No

4 Tabel a. Data hasil cacahan detektor pada selang 0s dengan tegangan kerja 0V sebanyak 00kali No No Tabel b. Data hasil cacahan detektor pada selang 0s dengan tegangan kerja 0V sebanyak 00kali 0 sekon sekon No No

5 Tabel a(kanan) & b(kiri). Percobaan dengan selang s dan 0s sebanyak masing-masing kali. No No Tabel.Data hasil cacahan tanpa menggunakan bahan radioaktif sebanyak kali pada selang 0s. Jumlah data Waktu (s) Distribusi Normal Distribusi Poisson Mean Var Mean Var (TS) Tabel.Data hasil Mean dan Variance. Gambar. Kurva Distribusi Normal pencacahan sebanyak 00 kali, 0 kali, dan kail dengan selang waktu 0 s. Gambar. Kurva Distribusi Poisson pencacahan sebanyak 00 kali, 0 kali, dan kail dengan selang waktu 0 s.

6 Gambar. Perbandingan Kurva Distribusi Normal dari hasil pencacahan dengan dan tanpa Radioaktif, sebanyak kali dengan selang waktu 0 s. Gambar. Perbandingan Kurva Distribusi Normal hasil pencacahan dengan selang waktu s dan 0 s, sebanyak kali pencacahan. Gambar 8. Perbandingan Kurva Distribusi Poisson hasil pencacahan dengan dan tanpa Radioaktif, sebanyak kali dengan selang waktu 0 s. IV. Pembahasan Gambar. Perbandingan Kurva Distribusi Poisson hasil pencacahan dengan selang waktu s dan 0 s, sebanyak kali pencacahan. Berdasarkan dari hasil pengumpulan data percobaan yang dituangkan dalam kurva distribusi nomal (gambar ) diatas, kita dapat melihat bahwa cacahan dengan jumlah 00 kali memiliki puncak yang lebih tinggi dibanding dengan yang lainnya. ini juga (n00) memiliki lebar yang lebih kecil di bandingkan yang lainnya. Sehingga berdasarkan keterangan diatas kita dapat memastikan bahwa cacahan 00 kali lebih baik di banding yang lainnya. Hal ini disebabkan, semakin tinggi puncak probabilitas suatu kejadian, maka kemungkinan keberadaan radioaktivitas pada titik tersebut semakin besar. Sedangkan dengan melihat lebarnya, semakin lebar suatu kurva probabilitas, maka variannya semakin besar sehingga kemungkinannya semakn kecil. Oleh sebab itu, cacahan 00 kali lebih baik karena memilik puncak yang tinggi dan lebar yang kecil yang dapat menunjukan probabilitas yang besar (baik) terhadap radioaktif tersebut. Pada jumlah cacahan yang sama namun dengan selang waktu yang yang berbeda (gambar ), didapatkan bahwa cacahan dengan selang waktu s lebih baik di banding dengan selang waktu 0s. Seperti yang di jelaskan pada sebelumnya, bahwa

7 probabilitas semakin besar dan baik jika memiliki puncak yang tinggi dari suatu titik dan memiliki lebar yang kecil agar variannya kecil. Dengan mengacu pada prinsip distribusi probabilitas sebelumnya, kita dapat menentukan bahwa cacahan tanpa radioaktif lebih baik di bandingkan dengan menggunakan radioaktif. Hal ini dapat terjadi karena pada saat pencacahan menggunakan radioaktif, radiasi yang diterima oleh detektor semakin besar (nilai cacahannya pun meningkat). Radiasi yang masuk tabung detektor membuat gas dalam tabung terionisasi. Karena radiasi yang di terima cukup besar dan tidak teratur, menyebabkan nilai cacahan memiliki varian yang besar sehingga probabilitasnya kecil. Sedangkan pada detektor tanpa radioaktif, cacahan kecil karena radiasi yang ditimbulkan oleh alam kecil sehingga probabilitasnya besar. Setelah membandingkan kurva antara distribusi normal dan poisson, maka dapat disimpulkan distribusi poisson yang lebih tepat digunakan karena mempunyai kurva dengan lebar yang lebih kecik dan puncak yang tinggi. Statistika digunakan dalam mencari probabilitas cacahan radioaktif yang tidak merata disebabkan bahan radioaktif itu sendiri menembakkan partikel atau emisi secara random(tidak teratur). VI. Pustaka [].Arya,Atan P.99.Fundamental of Nuclear & Statistic for Engineer & Scientist.Asia : Pearson Education.Inc. []. []. 0/0/percobaan-geiger-muller-counter/ V. Simpulan Pada percobaan yang telah dilakukan, didapatkan tegangan kerja pada sistem tersebut adalah 0V. Tegangan tersebut digunakan untuk menentukan probabilitas suatu radioaktif yang di tampilkan dalam metode pulsa (cacahan) yang kemudian dapat di tampilkan dalam bentuk kurva. Dari data percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kurva dan semakin kecil lebarnya kurva, semakin besar pula probabilitasnya. Banyaknya pengambilan data cacahan yang dilakukanpun sangat menentukan, semakin banyak pengamatan/pengambilan data yang dilakukan maka probabilitasnya semakin besar.