Laporan GEIGER MULLER

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA - I

OLEH: Irawaty Manglumpun Millytia Mamoto Farly Mokalu Helen L. Nae Faris Mumu Janet Mokoginta Christiani Momongan

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MANADO 2011

1

LABORATORIUM FISIKA -1

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









KATA PENGANTAR Puji Syukur Penulis Panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan Rahmat-Nya laporan ini dapat terlesaikan.Laporan ini berisi tentang “PERCOBAAN GEIGER MULLER ”.Laporan ini di susun sebagai bentuk pertanggung jawaban dari praktikum yang telah kami lakukan dan untuk memenuhi tugas Mata-kuliah Laboratorium Fisika-1. “Tak ada gading yang tak retak”, demikian halnya laporan laporan ini. Oleh karena itu, Kritik maupun saran yang bersifat membangun tetap dinantikan penulis untuk perbaikan dimasa yang akan datang. Akhir kata selamat membaca dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.

Tondano, Oktober 2011

Penulis









I.

JUDUL PERCOBAAN “Teknik Pencacah Nuklir Dengan Detektor Geiger -Muller

”

II.

III.

TUJUAN PERCOBAAN 1. Mempelajari cara kerja detektor tabung Geiger Muller 2. Membuat kurva Plateau serta menentukan tegangan operasi t abung GM 3. Mempelajari watak statistik radiasi nuklir ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN 1. Detector GM (Geiger – (Geiger – Muller) Muller) 2. System Pencacah Nuklir 3.

IV.



Sumber Radioaktif (Co – (Co – 60 60 ( ))

TEORI DASAR Radioaktivitas adalah proses nuklir yaitu partikel dari inti sebuah atom memberikan hasil peninggalan dibelakangnya sebuah atom yang lain, yang menempati tempat yang berbeda di dalam daftar berkala. Dengan perkataan lain radioaktivitas melibatkan transmutasi unsur-unsur. – sifat Sifat – sifat sinar radioaktif adalah : a. Sinar alfa ( ) 1. Memiliki daya tembus terlemah. -2 2. Memiliki jangkauan beberapa beberapa cm di udara udara dan dapat masuk masuk sejauh 10 mm dalam logam tipis 3. Memiliki daya ionisasi yang paling kuat 4. Dapat di belokkan dalam medan magnet





b. Sinar beta ( ) 1. Daya tembus yang dimiliki lebih besar dibandingkan dengan sinar dan lebih kecil dibandingkan dengan sinar 2. Dibelokkan dalam medan magnet dan medan listrik 3. Kecepatan partikel ini terletak antara 0,32 sampai 0,9mkali kecepatan cahaya c. Sinar gamma ( ) 1. Merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energy yang tinggi atau panjang gelombang yang sangat pendek. 2. Tidak dibelokkan dalam medan magnet maupun medan listrik 3. Kecepatan yang dimiliki sama dengan kecepatan cahaya 4. Mempunyai daya tembus paling besar namun daya ionisasi paling kecil. 5. Sinar Gamma tidak mempunyai nomor atom dan nomor massa maka inti induk yang memancarkan memancarkan sinar gamma tidak berubah berubah nomor atom dan nomor















Anoda Katoda

Pencacah Geiger Muller

terbuat dari gelas maka dinding tabung harus dilapisi logam tipis. yaitu kawat tipis atau wolfram yang terbentang di tengah - tengah tabung. Anoda sebagai elektroda positif.

Mula-mula tabung dikosongkan, kemudian diisi gas mulia seperti argon, neon yang dicampur sedikit dengan 10 % gas yang mudah terurai seperti alcohol, Br, Cl 2, dsb pada tekanan 50 – 100 mmHg. Potensial yang diberikan dapat dapat divariasi dari 0 sampai 1000 V (tergantung pada spesifikasi tabung). Salah satu ujung tabung tutupnya dibuat dari bahan tipis (misal : plastik, mika) agar dapat dimasuki radiasi nuklir. Apabila radiasi nuklir , , dan masuk ke tabung detektor maka dapat menimbulkan proses ionisasi dan proses eksitasi pada atom-atom gas mulia. Jumlah ion yang terbentuk sebanding dengan tenaga radiasi yang masuk. Jika potensial yang dipasang rendah, belum terjadi pulsa keluaran karena ion-ion belum mampu ditarik ke anoda/katoda. Bila potensialnya dinaikkan sampai cukup tinggi, Artinya dengan kenaikkan tegangan akan menurunkan medan magnet yang akan menangkap elektron dari radiasi sinar radioaktif yang masuk maka akan diperoleh pulsa keluaran yang dapat terdeteksi pada alat pencacah sebab semua ion-ion dan elektron telah dapat ditarik menuju ke anoda (elektron) dan menuju katoda (untuk ion-ion positif). Proses ionisasi ini disebut ionisasi primer . Banyaknya elektron dan ion positif yang mencapai anoda dan katoda terbaca melalui alat pencacah. Apabila potensial antara anoda dan katoda dinaikkan lebih tinggi lagi, maka dalam tabung akan terjadi ionisasi berantai , sehingga jumlah electron dan ion positif menjadi sangat besar. Jumlah electron dan atau ion positif yang terbentuk tidak lagi













Sebab kelebihan energi elektron ataupun kelebihan energy foton dari eksitasi digunakan untuk proses penguraian (proses disosiasi) dari gas-gas campuran yang mudah berurai. N cacahan Daerah plateau

V Vambang



Voperasi

Bagian kurva potensial yang hampir datar jumlah cacahannya disebut “plateau”. Atau daerah plateau adalah daerah yang mendekati nilai konstan dan pada grafik ditunjukkan dengan garis mendatar/hampir datar. Tegangan ambang adalah tegangan saat mulai terjadi nilai cacahan. Tegangan operasi adalah tegangan yang diperlukan untuk terjadinya pencacahan pada daerah plateau. Tegangan high ketika tejadi ionisasi tingkat tinggi. Pada potensial yang lebih tinggi akan terjadi penaikkan pulsa radiasi yang cepat meningkat. Hal ini akibat sudah terjadi efek lucutan, dimana electron dari katoda dapat langsung sampai ke anoda dalam jumlah yang besar. Apabila potensial terus dinaikkan, lucutan akan semakin cepat meningkat dan dapat menyebabkan menyebabkan detektor rusak. Untuk menghindari kerusakan detektor variasi tegangan tegangan untuk percobaan ini dioperasikan tidak melebihi 560 V. Laju cacah radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber radioaktif adalah bervariasi disekitar harga rata-rata. Radiasi sinar kosmis adalah radiasi sinar yang terkontaminasi dengan lingkungan sekitar termasuk juga radiasi dari angkasa luar. Frekuensi laju cacah bervariasi dari rendah sampai maksimum. Kurva dari Peluang P(m) sebagai fungsi hasil cacah m, membentuk kurva distribusi yang ternyata berupa distribusi Poisson.



      









P(m)

1

2

3

5

4

6

7

m

Rerata dari m adalah : 

̅       

Pada gambar dinyatakan distribusi Poisson untuk n = 3, dan distribusi Poisson akan diperoleh apabila pengamatan dilakukan sebanyak 50 kali dan n . Untuk n 10, maka distribusi itu mendekati pola distribusi Gauss.



 













VI.

LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN a. Untuk Menentukan Membuat Kurva Plateau & Menentukan Tegangan Operasi tabung GM ditempuh Langkah-Langkah Sebagai Berikut : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan dipakai. 2. Mengambil zat radioaktif dan mencatat nama unsur radioaktif yang digunakan. 3. Meletakkan zat radioaktif dalam tabung detektor GM dan mengukur jarak antara jendela tabung detector Geiger muller muller ke zat radioaktif yang yang digunakan. digunakan. 4. Menyambung kabel detector GM ke sistem pencacah. pencacah. 5. Menghidupkan tegangan listrik dengan menekan tombol ON pada amplifier sistem pencacah nuklir. 6. Memilih timer 10 detik dan 30 detik. 7. Mengatur tegangan ambang dengan variasi tegangan 40 Volt. 8. Mengamati pulsa keluaran yang dicacah kemudian mencatat laju cacahan yang terbaca untuk tiap selang variasi tegangan yang diberikan dalam waktu 10 detik dan 30 detik. 9. Mengambil data dalam dalam 5 kali pengulangan pengulangan pengamatan. 10. Mengolah dan menganalisis data yang sudah diperoleh.

b. Untuk Pengamatan Radiasi Background Dapat ditempuh Langkah-Langkah sbb: 1. Pada pengamatan pengamatan ini (Untuk mempelajari watak watak statistic radiasi nuklir) tidak digunakan sumber radioaktif. 2. Tabung Detektor Geiger Muller diarahkan ke arah sinar matahari ( Misalnya ; Tabung detektor Geiger Muller diarahkan ke Ventilasi) 3. Menyambung kabel detektor GM ke sistem pencacah 4. Menghidupkan tegangan listrik dengan menekan tombol ON pada amplifier sistem pencacah nuklir. 5. Memilih timer 10 detik 6. Tegangan dipasang tetap yaitu 440 Volt pada potensial operasi dari pengamatan sebelumnya . 7. Mencatat hasil cacahan dalam 100 kali pengulangan pengamatan 8. Mengolah dan menganalisis data yang sudah diperoleh. 9. Mengarahkan jendela tabung Geiger muller menghadap matahari atau celah









VII.

DATA HASIL PENGAMATAN

Tabel 1.1 : Data Hasil Cacahan Radiasi Nuklir

   

Keterangan : Nama Zat Radioaktif : Jarak antara Zat radioaktif radioaktif dan jendela tabung detektor: Waktu cacahan : 10 sekon

      

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

0 40 80 120 160 200 240 280

Jumlah Cacahan dalam 10 sekon I II III IV V 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 71 61 50 62 84

9. 10. 11. 12. 13.

320 360 400 440 480

74 58 70 65 73

74 69 67 65 66

58 69 67 67 66

61 74 68 78 63

61 76 71 70 81

65.6 69.2 68.6 69 69.8

14. 15

520 560

68 83

68 65

70 83

74 78

74 77

70.8 77.2

NO

TEGANGAN

Jlh.rata-rata cacahan dalam 10 s 0 0 0 0 0 0 0 65.6









Tabel 1.2 : Data Hasil Cacahan Radiasi Nuklir Keterangan : Nama Zat Radioaktif Jarak Waktu cacahan

:

     :        : 30 sekon

Jumlah Cacahan dalam 30 sekon NO

TEGANGAN

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560

I

II

III

IV

V

0 0 0 0 0 0 184 206 198 197 197 208 208 208 235

0 0 0 0 0 0 177 198 192 226 191 217 217 234 241

0 0 0 0 0 0 177 185 215 193 200 198 195 219 244

0 0 0 0 0 0 197 191 183 191 203 198 196 205 242

0 0 0 0 0 0 199 199 190 184 206 198 211 214 250

Jlh.rata-rata cacahan dalam 30 s 0 0 0 0 0 0 186.8 195.8 195.6 198.8 199.4 203.8 205.4 216 242.4









Tabel 1.3 : Data Hasil Cacahan Radiasi Kosmis Keterangan : Tanpa Menggunakan Zat Radioaktif Waktu cacahan : 10 sekon Data Hasil cacahan untuk 100 kali pengamatan Tegangan Operasi : 440 V No

Cacahan

No

Cacahan

No

Cacahan

No

Cacahan

1

2

26

0

51

1

76

1

2

3

27

3

52

4

77

2

3

4

28

2

53

2

78

2

4

4

29

3

54

1

79

2

5 6

1 2

30 31

1 6

55 56

2 1

80 81

3 5

7 8

3 1

32 33

0 5

57 58

3 0

82 83

1 3

9

3

34

1

59

4

84

0

10

1

35

0

60

1

85

1

11

2

36

0

61

4

86

2

12 13

2 1

37 38

0 3

62 63

2 0

87 88

4 3

14 15

1 3

39 40

0 0

64 65

0 1

89 90

1 1

16

2

41

2

66

2

91

2

17

0

42

4

67

2

92

4

18

2

43

3

68

2

93

0

19

1

44

2

69

2

94

2

20

2

45

3

70

1

95

4

21

1

46

2

71

5

96

1

22 23

4 2

47 48

2 1

72 73

2 2

97 98

2 5

24

2

49

1

74

1

99

0

25

0

50

3

75

2

100

0









VIII.

PENGOLAHAN DATA

Kurva Plateau Hasil Cacahan (m) sebagai Fungsi Tegangan (V) untuk Waktu 10 s & 30 s 300

250 242.4

Daerah Plateau 216 200

195.8 195.6 198.8 199.4

203.8 205.4

186.8

) m (

N A H A 150 C A C L I S A H

100

Daerah Plateau 65.6

65.6

69.2

280

32 0

36 0

68.6

69

69.8

70.8

40 0

44 0

48 0

52 0

77.2

50

0

0 40

0 80

0 120

0 160

0 20 0

0 240

TEGANGAN (V)

56 0











Untuk pengamatan pada 10 detik dengan variasi tegangan kelipatan 40 V adalah : 

Lebar daerah daerah plateau adalah 520-280 = 240 240 V



Kemiringan kurva/koefisien arah grafik

 



       dari kurva plateau. Presentasi penaikan laju cacah

             



Tegangan Tegangan Ambang adalah 240 volt



Tegangan Tegangan operasi berdasarkan hitungan daerah plateau :





                                   

Jadi tegangan operasi untuk waktu 10 s adalah 320 V 480 V

⁄

Untuk pengamatan pada 30 detik dengan variasi tegangan kelipatan 40 V adalah : 

Lebar daerah plateau adalah 480-280 = 200 V



Kemiringan kurva/koefisien arah grafik











Membuat Grafik Berdasarkan Data Hasil Cacahan Radiasi Kosmis Cacahan Radiasi Setiap 10 s (m)

Frekuensi N (m)

    

1.

0

16

0

2 3 4

1 2 3

24 31 14

24 62 42

5 6

4 5

10 4

40 20

7

6 Jumlah

1

6

  

   

NO

Keterangan : Selang waktu pengamatan : 10 sekon Tegangan : 440 volt Peluang laju cacah diperoleh dari persamaan persamaan :









0.35

GRAFIK PELUANG PELUANG P(m) SEBAGAI SEBAGAI FUNGSI FUNGSI HASIL CACAHAN (m) dalam WAKTU 10 s

0.3 0.273

0.28

0.25

) 0.2 m ( G N A U L P0.15

0.17 0.141

0.1 0.08 0.05 0.032 0.01

0 0

1

2

3

4

hasil cacahan (m) / 30 sekon

5

6











Grafik distribusi Poisson, Peluang P(m) sebagai fungsi hasil cacahan (m)

GRAFIK PELUANG PELUANG P(m) SEBAGAI FUNGSI HASIL CACAHAN (m) dalam WAKTU 10 s 0.35

0.31

0.3

0.25

) m 0.2 ( p G N A 0.16 U L 0.15 E P

0.1

0.05

0.24

0.14

0.1

0.04









XI.

PEMBAHASAN

Dari pengolahan pengolahan data jika kita membandingkan membandingkan antara kurva plateau plateau Hasil Cacahan sebagai fungsi tegangan untuk waktu pengamatan selama 10 detik dan 30 detik dapat kita lihat bahwa keduanya walaupun memiliki pola/bentuk yang hampir sama, namun pada kurva A (untuk waktu pengamatan 10 detik) tegangan ambangnya berada pada tegangan 280 V sedangkan pada kurva B (untuk waktu pengamatan 30 detik) tegangan ambangnya berada pada 240 V. Selain itu, kedua kurva memiliki jangkauan daerah plateau yang berbeda yaitu pada kurva A, daerah plateaunya dimulai pada tegangan 280 V sampai dengan 520 V.Sedangkan pada kurva B daerah plateaunya dimulai pada tegangan 280 V sampai dengan 480 V. Selain itu, pada hasil cacahan tampak bahwa hasil cacahan untuk Zat radioaktif (Co) yang yang digunakan digunakan relative relative kecil. kecil. Hal ini dikarenakan dikarenakan pada pada Zat Zat Radioaktif yang digunakan memancarkan partikel yang memiliki daya ionisasi yang sangat kecil dibandingkan dengan .

  



Grafik Peluang P (m) sebagai fungsi hasil cacahan untuk waktu 10 sekon dengan menggunakan rumus :

      

bila dibandingkan dengan grafik

peluang P(m) sebagai fungsi hasil yang menggunakan rumus :

  

memiliki bentuk/ pola yang hampir sama, yaitu puncak grafik berada pada interval pada nilai cacahan sama dengan m Jadi peluang munculnya angka cacahan yang paling banyak adalah angka 2. Selain itu, berdasarkan data menunjukkan bahwa watak statistic radiasi nuklir yang diamati melalui pengamatan sinar radiasi kosmis

 











X. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan pengamatan dapat disimpulkan disimpulkan bahwa : Dari percobaan yang telah dilakukan yaitu pencacahan nuklir menggunakan detektor Geiger Muller maka dapat disimpulkan : a) Tegangan ambang untuk pengamatan dalam waktu 10 s adalah 280 V sedangkan sedangkan tegangan ambang dalam waktu 30 s adalah 240 Volt. b) Daerah Plateau yang diperoleh diperoleh berdasarkan kurva plateau plateau untuk pengamatan pengamatan 10 detik dimulai dari tegangan 280 V 520 V dengan dan untuk pengamatan 30 detik daerah Plateau dimulai dari tegangan 280 Volt sampai 480 Volt. Pada daerah ini (Tegangan 280 V 520 V ) garis kurva hampir mendatar menunjukkan nilai cacahan yang konstan/hampir konstan. c) Tegangan operasi yang diperoleh untuk pengamatan pada 10 detik adalah 320 volt 480 Volt, dan pada waktu 30 detik tegangan operasi yang

⁄ ⁄

⁄

diperoleh adalah 313,3 Volt

⁄ 446,7 Volt. Tegangan operasi ini diperoleh

dari perhitungan daerah plateau.









Daftar Pustaka: 

Kanginan,Marthen,Fisika Kanginan,Marthen,Fisika untuk SMA kelas XII.2007.Jakarta: Erlangga.



Buku Fisika dasar II .

Laporan GEIGER MULLER

Recommend Documents