Detektor Cdte Ridwan

PRAKTIKUM ALAT DETEKSI DAN PENGUKURAN RADIASI

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM ALAT DETEKSI & PENGUKURAN RADIASI

DISUSUN OLEH : NAMA

:

Ridwan Arifudin

NIM

:

011400394

TEMAN KERJA

:

Rizky Dian Fitrianto

KELOMPOK

:

B6

PROGRAM STUDI

:

D-IV TEKNOKIMIA NUKLIR

JURUSAN

:

TEKNOKIMIA NUKLIR

ACARA

:

Detektor CdTe

TANGGAL PRAKTIKUM

:

1 Desember 2015

PEMBIMBING

:

Sudiono

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2015

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA 2015


PERCOBAAN SPEKTROSKOPI GAMMA DENGAN DETEKTOR CdTe

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM : Agar peserta mampu memahami teknik dasar pengukuran tenaga sinar gamma menggunakan detektor CdTe. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS : Agar peserta mampu melakukan kalibrasi energi, dan mengidentifikasi sumber radioaktif.

LANDASAN TEORI : Energi radiasi yang memasuki bahan semikonduktor akan diserap oleh bahan, dan memberikan energi yang cukup, sehingga beberapa electron dalam kristal berpindah dari pita valensi ke pita konduksi, sehingga menyisakan hole. Pasangan elektron dan hole ini seperti juga pasangan ion dalam zat cair atau gas, akan bergerak apabila ada beda tegangan, seperti ion positif dan ion negatif. Ingat bahwa muatan positif dalam bahan semikonduktor pada kenyataannya tidak bergerak. Yang sebenarnya terjadi adalah bahwa hole-hole dalam kristal akan diisi oleh elektron-elektron tetangganya, elektron-elektron yang bergerak ini pun akan meninggalkan/ membuat hole-hole baru di tempatnya semula. Hal ini menyebabkan seolah-olah hole itu bergerak. Detektor semikonduktor terdiri atas bahan tipe –n dan tipe –p seperti ditunjukkan pada Gambar 1a. Semikonduktor tipe –n dihubungkan dengan kutub positif tegangan listrik, sedangkan semikonduktor tipe –p dihubungkan dengan kutub negatif tegangan listrik. Hal ini menyebabkan pembawa muatan positif akan tertarik ke kutub negatif (atas), dan pembawa muatan negatif akan tertarik ke kutub positif (bawah). Hal ini menyebabkan timbulnya lapisan kosong muatan ( depletion layer ) seperti ditunjukkan pada Gambar 1b. Lapisan kosong muatan ini sama dengan halnya volume sensitif pada ruangan dalam kamar ionisasi Bila ada radiasi pengion memasuki daerah ini, akan terbentuk pasangan “ion-ion” baru, yaitu elektron dan hole yang masing-masing akan bergerak ke kutub positif dan kutub negatif. Tambahan elektron dan hole inilah yang akan menyebabkan terbentuknya pulsa atau arus listrik. Jadi pada detektor ini, energi radiasi diubah menjadi energi listrik. Dalam detektor CdTe akan dihasilkan sepasang elektron dan hole untuk tiap energi 4,43 eV. Pada Gambar 2a dan Gambar 2b ditunjukkan spektrum Cs-137 dan spektrum Ba-133 yang dicacah dengan detektor CdTe. tipe-n tipe-n

depletion region

tipe-p



Gambar 1a. konfigurasi detektor semikonduktor

Gambar 2a. Spektrum Cs-137

tipe-p

power supply



Gambar 1b. Depletion region

Gambar 2b. Spektrum Ba-133

ALAT DAN BAHAN : 1. Detektor CdTe XR-100T 2. Power Supply & Amplifier Model PX2T 3. Multi Channel Analyzer 4. Source kit 5. Pinset KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA 1. Dilarang makan, minum selama praktikum berlangsung. 2. Hindari kontak langsung dengan sumber radioaktif, gunakan pinset/alat sejenisnya untuk memegang sumber 3. Pastikan sambungan sistem sudah benar dan tegangan tinggi untuk detektor sesuai yang dibutuhkan



PROSEDUR : 1. Siapkan bahan dan peralatan yang dibutuhkan. 2. Periksa sambungan sistem seperti ditunjukkan pada Gambar 3. 3. Masukkan kabel power spektrometer dan PC ke jala-jala PLN kemudian hidupkan. 4. Letakkan sumber radioaktif di depan detektor dengan jarak sesuai kebutuhan. 5. Atur gain amplfier , ADC ( jumlah saluran, LLD & ULD), waktu cacah (real time atau live time) sesuai kebutuhan. 6. Jalankan akuisisi dan tunggu hingga selesai. 7. Catat data-data yang diperlukan dan masukkan dalam tabel PERCOBAAN I. IDENTIFIKASI SPEKTRUM GAMMA 1. Letakkan sumber Ba-133 sedekat mungkin dengan detektor 2. Jalankan akuisisi dan tunggu hingga selesai. 3. Catat nomor saluran untuk puncak-puncak yang muncul 4. Tentukan FHWM pada daerah masing-masing dengan cara set ROI. Catat nomor saluran puncak, FWHM, cacah peak area gross, cacah peak area net .. 5. Simpan file dalam folder. 6. Ganti dengan sumber X kemudian bersihkan layar dengan erase spectrum dan clear ROI. ulangi langkah 1 s.d. 5

Gambar 3. Blok Diagram Spektrometri Gamma dengan Detektor CdTe

PERCOBAAN II. RESOLUSI ENERGI GAMMA 1. Buka file untuk sumber Ba-133. 2. Hitung resolusi detektor R dengan persamaan berikut :

 = ∆   100%

dimana E adalah lebar setengah puncak maksimum (FWHM) E adalah nomor saluran puncak foto 3. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk puncak-puncak lainnya. 4. Buatlah grafik energi vs resolusi. PERCOBAAN III, KALIBRASI ENERGI GAMMA 1. Jalankan kalibrasi secara manual dengan memasukkan data energi dan nomor saluran puncak untuk sumber Ba-133 dan sumber X. 2. Tetapkan energi sumber-X berdasarkan nomor saluran puncaknya. 3. Dengan perolehan energi sumber-X cari nama unsur dalam tabel energi. PERCOBAAN IV. EFISIENSI DETEKTOR 1. Hitung efisiensi detektor untuk sumber Ba-133 pada masing-masing puncaknya dengan persamaan seperti berikut :

1 = ∑1 − ∑    SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA 2015


dimana : Ep adalah efisiensi detektor  t adalah waktu pencacahan (s)   U1 adalah intensitas cacah total di bawah puncak  Ub adalah intensitas latar pada waktu pencacahan yang sama dengan U 1  f adalah fraksi peluruhan gamma  AU1 adalah aktivitas sumber (dps)   adalah faktor geometri :  = ½  

(1 − √ 2+2),

d adalah jarak detektor ke sumber (cm), R adalah jari-jari detektor (cm)

2. Catat parameter lain yang akan digunakan untuk menghitung efisien detektor seperti jarak sumber ke detektor, diameter detektor, aktivitas sumber, fraksi peluruhan gamma dan sebagainya. 3. Buat grafik energi vs efisiensi. DATA PENGAMATAN 1. Gambar spektrum Ba-133

TABEL 1. Data Pengamatan Ba-133 (T = 10,53 th) No. Nama Puncak Energi f (%) Nomor (keV) saluran 1 Photopeak 1 81,0 33 2 Photopeak 2 276,4 6,9 3 Photopeak 3 302,8 19 4 Photopeak 4 356,0 62 5 Photopeak 5 383,9 8,7 ½



Aktivitas awal, A0 = Bq, pada tanggal = Aktivitas Ba-133 saat ini, At (Bq) :


FWHM

Cacah area nett

Cacah area gross


Resolusi (E  81,0 keV)





Efisiensi (E  81,0 keV) :







PEMBAHASAN :

2. Gambar Spektrum Sumber X



TABEL 3. Data Pengamatan Sumber-X No. Nama Puncak Energi f (%) (keV) 1 Photopeak (1) ”X” 2 Photopeak (2) ”X” 3 Photopeak (3) ”X” 4 Photopeak (4) ”X” 5 Photopeak (5) ”X”

 

Nomor saluran

FWHM

Cacah area Cacah area nett gross

Aktivitas awal, A0 = Bq, pada tanggal = Aktivitas Sumber-X saat ini, At (Bq) :

Hasil perhitungan resolusi dan efisiensi detektor untuk berbagai puncak energi sumber –X seperti ditunjukkan pada Tabel 4 berikut ini : TABEL 4. Hasil Perhitungan Resolusi dan Efisiensi Detektor No. Nama Puncak Energi (keV) Resolusi 1 Photopeak (1) ”X” 2 Photopeak (2) ”X” 3 Photopeak (3) ”X” 4 Photopeak (4) ”X” 5 Photopeak (5) ”X”

PEMBAHASAN :

GRAFIK ENERGI GAMMA VERSUS RESOLUSI DAN EFISIENSI DETEKTOR (gunakan berbagai energi gamma pada Ba-133 dan sumber-X)


Efisiensi


PEMBAHASAN :

KESIMPULAN :

SARAN :



DAFTAR PUSTAKA :

Yogyakarta, ............................... PRAKTIKAN,

RIDWAAN ARIFUDIN NIM.011400394


Detektor Cdte Ridwan

Recommend Documents