UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN METODE JARAK SKRIPSI BIDANG MINAT BIOFISIKA Mega Wahyu JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2015
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi radionuklida yang terkandung di dalam gipsum dengan menggunakan metode LIBS dan proteksi radiasi dengan metode jarak. Uji radionuklida gipsum dengan metode LIBS menggunakan objek gipsum berukuran 1 cm 3 cm dan proteksi radiasi dengan metode jarak menggunakan Surveymeter dengan objek papan gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan, dan plafon berbahan beton didalam ruangan. Uji radionuklida dengan metode LIBS menunjukkan unsur radionuklida yang terkandung di dalam gipsum adalah Th (Thorium) dengan intensitas rata-rata sebesar 456,5555 a.u dan K (Kalium) dengan intensitas rata-rata sebesar 128,2222 a.u. Dari batas ambang dosis yang ditetapkan untuk masyarakat umum sebesar 1 µsv/tahun diperoleh jarak yang aman di posisi pengukuran tengah adalah 80 cm dari papan gipsum diluar ruangan, 100 cm dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan aman di jarak berapapun dari plafon beton di dalam ruangan. Sedangkan di posisi pengukuran pojok aman di semua titik baik dari papan gipsum di luar ruangan, dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan, dan plafon berbahan beton di dalam ruang. Kata kunci : gipsum, radionuklida, dosis radiasi. ABSTRACT Research has been to identify radionuklid which contain in gypsum with LIBS method and radiation protection with distance method. Test of gypsum radionuklid with LIBS method using 1 cm 3 cm of gypsum and radiation protection with distance method using surveymeter with object gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Test of radionuklid with LIBS method indicate radionuklid elemen which contain in gypsum is Th (Thorium) with rate intensity 456,5555 a.u and K (Kalium) with rate intensity 198,5555 a.u. From treshold decide for public people is 1 µsv/year can obtain save distance at tengah of measurement position is 80 cm from gypsum board outside of room, 100 cm from plafond with gypsum matter inside of room and save for all distance from plafond with concrete matter inside of room. While, at corner of measurment save for all distance from gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Keyword : gypsum, radionuklid, dose rate v
KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,karena atas limpahan rahmat dan hidayah-nya penyusun dapat menyelesaikan hasil tugas akhir yang berjudul Uji Radionuklida Gipsum Dengan Metode Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Libs) Dan Proteksi Radiasi Dengan Metode Jarak Penyusun mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dan mendukung terbentuknya proposal tugas akhir ini. Ucapan terimakasih tersebut penyusun sampaikan kepada: 1. Bapak Gusti Ngurah Sutapa, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, dukungan dan pengetahuan tentang konsep yang sangat banyak, serta tema pokok yang telah diberikan demi terselesaikannya proposal tugas akhir ini. 2. Bapak I Wayan Balik Sudarsana, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan koreksi yang sangat bermanfaat demi terselesaikannya proposal tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah mengesahkan proposal tugas akhir ini. 4. Bapak dan Ibu dosen Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah memberikan masukan dan pengetahuan. 5. Bapak Suhaimi dan Ibu Hartatik selaku orang tua kandung yang selalu mendoakan dan memberikan bekal. 6. Teman-teman mahasiswa Jurusan Fisika Universitas Udayana khususnya angkatan 2011 yang telah bersedia membantu dan memberi masukan kepada penyusun. Penyusun menyadari bahwa pemaparan materi dalam hasil tugas akhir ini kurang sempurna dan masih terdapat keterbatasan dalam penyampainnya.oleh karena itu penyusun mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar hasil tugas akhir ini menjadi baik lagi. Bukit Jimbaran, Oktober 2015 Penyusun vi
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERNYATAAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERSETUJUAN... iv ABSTRAK... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 3 1.3. Batasan Masalah...... 3 1.4. Tujuan Penelitian... 3 1.5. Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1.Radiasi Alam... 4 2.1.1. Radiasi Teresterial... 4 2.2.Proteksi Radiasi Eksternal... 6 2.2.1. Pengaturan waktu... 6 2.2.2. Pengaturan jarak... 7 2.2.3. Pengaturan perisai... 10 2.3. Nilai Batas Dosis... 12 2.4. Gipsum... 13 2.5. Surveymeter... 15 2.5.1. Jenis Surveymeter... 16 2.5.2. Prosedur Menggunakan Surveymeter... 17 2.5.3. Bagian-Bagian Surveymeter RGD 27091... 18 vii
2.5.4. Kalibrasi Alat... 19 2.6. Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)... 21 BAB III METODE PENELITIAN... 22 3.1.Tempat dan Waktu Penelitian... 22 3.2.Alat dan Bahan... 22 3.2.1. Alat... 22 3.2.2 Bahan... 22 3.3 Jenis dan Sumber Data... 22 3.4. Variabel Penelitian... 23 3.4.1. Variabel Bebas... 23 3.4.2. Variabel Terikat... 23 3.4.3. Variabel Kendali... 23 3.5. Cara Kerja... 23 3.5.1. Proses pengujian kandungan radionuklida pada gipsum... 23 3.5.2. Proses pengukuran dosis radiasi... 24 3.6. Skema Pelaksanaan Penelitian... 26 3.7. Hipotesis... 27 3.8. Analisis Data... 27 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 29 4.1. Hasil Uji Radionuklida pada Sampel Gipsum dengan Metode LIBS... 29 4.2. Hasil Pengukuran Dosis Radiasi Dari Papan Gipsum Di Luar Ruangan, Plafon Berbahan Gipsum Di Dalam Ruangan Dan Plafon Berbahan Beton Di Dalam Ruangan (Kontrol) Dengan Metode Surveymeter...32 4.3. Pembahasan... 43 BAB V KESIMPULAN... 46 5.1. Kesimpulan... 46 5.2. Saran... 46 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Radionuklida yang terdapat pada deret Uranium... 5 Tabel 2.2 Radionuklida yang terdapat pada deret Thorium... 5 Tabel 2.3 Radionuklida yang terdapat pada deret Aktinium... 6 Tabel 2.4 Konsenterasai radionklida pada beberapa bahan bangunan... 14 Tabel 2.5 Perbandingan konsentrasi radionuklida (Bq.kg-1) dalam sampel gipsum yang diperoleh dari data penelitian berbagai belahan dunia... 15 Tabel 4.1 Panjang gelombang berdasarkan database NIST... 30 Tabel 4.2 Kesalahan dalam penelitian... 30 Tabel 4.3 Data intensitas emisi foto dan emisi foton background... 31 Tabel 4.4 Data intensitas emisi foton setelah dikurangi intensitas emisi foton background.... 31 Tabel 4.5 Data rata-rata intensitas emisi foton... 32 Tabel 4.6 Unsur-unsur radionuklida dari sampel gipsum... 32 Tabel 4.7 Rata-rata dan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan, plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam ruangan pada posisi pengukuran tengah... 33 Tabel 4.8 Rata-rata dengan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan, plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam ruangan 34 Tabel 4.9 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun.. 35 Tabel 4.10 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter dari gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran pojok dalam setahun... 35 Tabel 4.11 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran tengah... 37 ix
Tabel 4.12 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi pengukuran tengah..... 38 Tabel 4.13 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari papan gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah..... 39 Tabel 4.14 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari Plafon gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah..... 39 Tabel 4.15 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari data kontrol posisi pengukuran tengah... 40 Tabel 4.16 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran pojok... 40 Tabel 4.17 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi pengukuran pojok..... 42 Tabel 4.18 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari papan gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok..... 42 Tabel 4.19 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari Plafon gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok..... 42 Tabel 4.20 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari data kontrol di posisi pengukuran pojok... 42 x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber radiasi berbentuk garis... 9 Gambar 2.2 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber radiasi berbentuk luasan... 10 Gambar 2.3 Skema Surveymeter... 16 Gambar 2.4 Bagian RGD 27091... 19 Gambar 2.5 Label kalibrasi yang ada di dalam garis merah... 20 Gambar 2.6 Label kalibrasi... 20 Gambar 2.7 Rangkaian skematik LIBS... 21 Gambar 3.1 Foto rangkaian alat Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)... 24 Gambar 3.2 Foto alat surveymeter... 25 Gambar 3.3 Skema pelaksanaan penelitian.... 26 Gambar 4.1 Grafik intensitas emisi foton terhadap panjang gelombang unsur... 29 Gambar 4.2 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun... 36 Gambar 4.3 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun... 36 xi
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN I Deret Uranium LAMPIRAN II Deret Thorium LAMPIRAN III Deret Aktinium LAMPIRAN IV Data Identifikasi Unsur dengan metode LIBS LAMPIRAN V Data Pengukuran Dosis Radiasi dengan Metode Surveymeter LAMPIRAN VI Data Spektroskopi Atomik Unsur K dan Th berdasarkan NIST LAMPIRAN VII F tabel statistik LAMPIRAN VIII Output Posthoc Test LAMPIRAN IX Surat izin xii