M ODUL 7 ATEN ATE N U AS ASII SIN SIN AR - X Freddy Giovanni S, S, Retno M , M ulyanto, Ryan Ryan Sentosa, Sentosa, Dian A.H 10210059, 10210055, 10210070, 10210073, 10210104 Program Stud i Fisika, Fisika, Instit Instit ut Teknologi Bandung, Indonesia E-mail : giov.setiaw giov.setiaw
[email protected] Asisten Asisten Tanggal Praktikum
: Art ha Ivonita / 10209087 : 22-11-201 2
Abstrak Sinar-X merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dari cahaya tampak, sehingga sinar-X tidak dapat dilihat oleh mata dan memiliki daya tembus yang sangat tinggi. Sinar-X dapat diproduksi dengan menembakkan elektron berenergi tinggi pada suatu material tertentu, sehingga elektron pada orbital rendah terlepas. Hal ini mengakibatkan elektron pada orbital yan g lebih tinggi terjatuh dan mengeluarkan foton X-Ray yang bersifat diskrit. Spektrum kontinu (Bremsstrahlung) dapat dihasilkan dihasilkan ketika elektron dibelokkan oleh inti a tom sehingga kelebihan energi. Pada Pada p raktikum kali ini, praktikan dituntut untuk memahami cara kerja X-Ray Apparatus serta mengamati pengaruh ketebalan dan berbagai jenis material absorber pada proses atenuasi X-Ray, baik dengan menggunakan atapun tanpa filter Zirconium. Setelah itu, melalui data yang didapat dihitung pula koefisien atenuasi melalui rumusan Lambert. Hasilnya diperoleh bahwa semakin tebal material yang digunakan maka koefisien atenuasinya akan semakin besar. besar. Selai Selainn itu, bila m enggunakan ma terial dengan nom or at om yang t inggi, maka p robabilitas X-R X-Ray ay t erserap erserap atau pun terha mbu rkan sem sem akin tinggi, menyebabkan int ensitas ensitas X-R X-Ray ay sema sema kin rendah dan fakt or atenua sinya sema kin b esar. esar. Kata Kunci : absorbe absorbe r, ate nuasi, sinar-x, sinar-x, transm itansi
I. Pendahuluan Praktikum kali ini bertujuan untuk mengamati pengaruh berbagai jenis material absorber dan ketebalannya dalam proses atenuasi, dengan menggunakan X-Ray Apparatus. Setelah itu, melalui data yang didapatkan dari alat tersebut akan dihitung koefisien masing – masing material melalui rum usan usan atenuasi Lamb ert. Sinar X (X – Ray) merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. X-Ray memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut [1 ] : X-Ray tidak dapat dilihat oleh mata telanjang (invisible ( invisible ) dan merambat dalam suatu garis lurus. M em iliki panjang gelom gelom bang yang lebih pendek dari cahaya tampak (0.01 hingga 10nm) sehingga memiliki daya tembus yang lebih t inggi. inggi. Tidak bermuatan (netral) sehingga tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik m a u p u n m e d an an m a gn gn e t .
Dapat membuat suatu zat atau substansi berpend ar (fluo resensi). resensi). X-ray dan cahaya tampak sama – sama merupakan bentuk gelombang energi elektromagnetik. Partikel pembawa energi ini disebut disebut dengan dengan fo ton. Foton dapat dihasilkan dari transisi elektron dari suatu orbital (tingkat energi) yang lebih tinggi ke orbital yang lebih rendah. Energi foton ini akan sebanding dengan selisih energi kedua orbital. Adapun proses kebalikannya yaitu bila elektron menyerap energi, maka elektron tersebut tereksitasi ke orbit al yang lebih tinggi. tinggi. X-Ray dapat dihasilkan dari sebuah alat yang bernama X-Ray Apparatus. Komponennya meliputi sebuah tabung kaca dalam keadaan vakum, dan di dalamnya terdapat filamen yang berfungsi sebagai katoda dan elekt roda po sitif sitif sebagai sebagai anoda. anoda. Proses produksi X-Ray diawali oleh pemanasan filament dengan mengalirkan arus listrik (emisi termionik), maka akan muncul
berkas – berkas elektron. Berkas – berkas ini akan bergerak menuju anoda yang lebih positif. Perbedaan pot ensial yang besar antara anoda dan katoda menyebabkan elektron akan dipercepat hingga kecepatan tinggi dan m enum buk atom pada material anoda.
Gamb ar 2. Spekt rum X-Ray diskrit dan k ont inu
Gam bar 1. Proses pro du ksi X-Ray
[2 ]
Dari proses ini dapat d ihasilkan dua b uah spektr um X-Ray, yaitu : a. Spektrum diskrit (X – Ray karakteristik), merupakan spektrum yang dihasilkan karena elektron berkecepatan tinggi m enum buk atom sehingga elektron pada orbital rendah meninggalkan atom. Elektron dari orbital yang lebih tinggi akan mengisi kekosongan ini. Akibatnya akan muncul energi dalam bentuk fot on yang besarnya sam a dengan selisih energi antar orbital. Karena energi orbital bersifat diskrit, maka spektrum x-ray yang dihasilkan akan diskrit pula. Spektrum ini bergantung pada nom or atom m ateria. Karena setiap material memiliki energi ikat yang berbeda, maka spektrum ini dikenal dengan nama X-Ray karakteristik atau spektrum monokromatik. b. Spektrum kontinu, yang juga disebut sebagai Bremsstrahlung X-Ray atau Braking Radiation. Spektrum ini dihasilkan ketika elektron yang berkecepatan tinggi dibelokkan oleh inti atom secara tiba – tiba ataupun perlahan – lahan, sehingga elektron ini memiliki kelebihan energi dan dikeluarkan dalam bentuk foton. Spektrum ini memiliki rentang yang lebar, disebut juga spektrum polikromatik.
[2 ]
X-Ray yang melewati suatu medium tertentu dapat mengalami atenuasi, yaitu pengurangan intensitas akibat adanya hamburan ataupun serapan. M edium ini disebut dengan absorber, pada X-Ray biasanya digunakan timah. Atenuasi karena hamburan terjadi ketika kuanta X-Ray terdefleksi karena menumbuk atom, sehingga intensitas radiasi pada arah semula berkurang. Sedangkan untuk atenuasi karena serapan, terjadi ketika energi X-Ray ditransfer pada atom yang dilewati, menjad energi eksitasi ataupun ionisasi. Hukum yang berkaitan dengan atenuasi ini adalah hukum atenuasi Lamb ert. =
(1)
Keterangan : T : Transmitansi R : Laju cacahan sesudah m elew ati bahan (s -1 ) R0 : Laju cacahan sebelum m elew ati bahan (s -1 ) Transmitansi ini bergantung pada ketebalan d an jenis bahan. Sem akin tebal d an semakin besar nomor atom material yang ditembus, maka atenuasinya akan semakin besar, berlaku ju ga untu k sebaliknya. Nilai transmitansi ini akan berckurang sebesar dT dengan penam bahan ketebalan dx, m aka rum usannya menjadi :
= −
( 2)
Nilai transmitansi sama dengan 1 (T=1) untuk nilai ketebalan bahan nol (x=0), maka dari itu didapatkan hubu ngan : T =
( 3)
l n = −
( 4)
Keterangan : T : Transmit ansi : koefisien aten uasi bahan x : ketebalan bahan (m ) II. M etode Percobaan A. Pengukuran efek latar 1 Power X-Ray Apparatus dinyalakan hingga muncul angka pada alat tersebut. Set parameter untuk tegangan (U) sebesar 0 kV, arus tabung (I) sebesar 0 m A, dan lama w aktu pengukuran ( Δt) selama 300 detik. ADJUST Knob dapat diputar untuk menambah sudut (Δβ), untuk kali ini pilih tombol TARGET dengan nilai sudut = 0 0 . Pastikan bahwa pintu kaca penutup chamber detektor telah tertutup. Tombol SCAN digunakan untuk memulai pencacahan radiasi X-Ray dan REPLAY untuk melihat laju rata – rata radiasi tersebut. Hasilnya pada display dicatat dan dim asukkan sebagai ef ek latar. Hipotesisnya, seharusnya terdapat nilai pada display, namun nilainya kecil karena masih terdapat radiasi latar pada ruang chamber. B. Atenuasi sebagai fungsi dari ketebalan bahan penyerap Bagian I – Tanpa Filter Zircon ium (Zr) Buka kaca penutup dan pastikan bahwa set of absorbers 1 telah terpasang pada goniometer. Absorber ini terbuat dari m aterial Aluminium (Z = 13) dengan ketebalan yang berbeda – beda, m ulai dari 0.5 m m hingga 3.0 mm. Setelah ditutup, set parameter pengukuran dengan nilai tegangan (U) =21 kV, besar arus (I) = 0.05 mA. Tekan tombol TARGET dan atur penabahan sudut ( Δβ) = 0 0 dan Δt = 60 s. Set p osisi angular m ula – m ula sebesar 0 0 dengan menggunakan ADJUST
knob, lalu tekan tom bol SCAN untuk m emulai pengukuran dan REPLAY untuk melihat nilai laju rata – ratanya. Hal ini dilakukan berulang kali, dengan posisi angular bahan penyerap diubah – ubah dari 10 0 hingga 60 0 dan dicatat m asing – m asing hasilnya. Hipotesisnya, seharusnya hasil yang didapat menunjukkan pengurangan pada nilai laju rata – rata, karena ketebalannya semakin besar. Bagian II – M enggunakan Filter Zirconium (Zr) Tombol ZERO ditekan untuk menghentikan pencacahan. Kaca penutup dibuka, lalu pasangkan filter Zirconium pada kolimator, yang menyebabkan penekanan jum la h kom po nen rad iasi pad a p an ja n g gelombang pendek. Parameter pengukuran diset pada tegangan (U) = 21kV, arus (I) = 0.15mA , dan w aktu pengukur an selama 120 s. Set sudut angular mula- mula pada target sebesar 0 0 , lalu kembali tekan tombol SCAN unt uk m em ulai pengukuran dan REPLAY unt uk melihat laju rata – rata radiasinya. Hal ini dilakukan untuk posisi angular target yang diubah – ubah dari 0 0 hingga 60 0 dengan penam bahan sebesar 10 0 . Hipotesisnya, seharusnya nilai yang didapat akan berkurang karena terdapat filter yang men ahan radiasi gelombang pendek. C. Atenuasi sebagai fungsi dari jenis bahan penyerap. Bagian I – Tanpa Filter Zircon ium (Zr) Tombol ZERO kembali ditekan untuk menghentikan pencacahan. Lepas filter Zirconium yang terpasang pada kolim ator, lalu ganti set of a bsorber 1 dengan set o f absorber 2 , yang terbuat dari material yang berbeda – beda, yaitu C (Z=6), Al (Z=13), Fe (Z=26), Cu (Z=29), Zr (Z=40), dan Ag (Z=47), dengan ketebalan masing – masing 0.5 mm. Set parameter pengukuran, yaitu tegangan (U) = 30kV, arus emisi (I) = 0.05 mA, dan waktu pengukuran ( Δt) selama 60 s. Pengukuran dilakukan utnuk nilai sudut bahan penyerap yang berbeda – beda, yaitu 0 0 , 1 0 0 , dan 20 0 .
Selanjutnya parameter pengukuran yang digunakan diubah, yaitu nilai arus emisi (I) = 1.00 mA, dan waktu pengukuran ( Δt) sebesar 120 s. Pengukuran dilakukan pada sudut bahan penyerap 30 0 sampai 60 0 dengan penambahan 10 0 tiap pengukuran. Hipotesisnya, seharusnya nilai laju rata ratanya berkurang setiap percobaan seiring dengan kenaikan jumlah atom dari material absorber. Bagian II – M enggunakan Filter Zirconium (Zr) Perbedaan percobaan bagian II dengan bagian I hanyalah pada pemasangan filter Zirconium pada kolimator. Setelah itu pengukuran dan langkah percobaan dilakukan sam a persis sesuai dengan bagian per tam a. Hipotesisnya, seharusnya nilai yang didapat lebih kecil dibandingkan dengan bagian I, karena terdapat filter yang menyerap radiasi gelom bang pendek. D. Pencacaha n Sebagai Fungsi Arus Set parameter pengukuran, yaitu nilai tegangan (U) = 21 kV, lam a wakt u pengukur an ( Δt) selama 60 s. Posisi angular target untuk setiap pengukuran sebesar 0 0 . Karena fungsi arus, maka di sini parameter arus yang kita ubah – ub ah. Pengukuran d ilakukan pada nilai arus (I) sebesar 0.05 mA hingga 0.35 mA, dengan kenaikan masing – masing sebesar 0.05 mA tiap pengukuran. Seperti biasa tom bol SCAN unt uk m emulai pengukuran dan REPLAY unt uk m elihat hasilnya. Hipotesisnya, seharusnya nilai laju rata – rata yang didapat semakin bertambah tiap pengukuran, karena nilai arusnya semakin besar. E. Pengukuran Efek Lata r 2 Tekan tombol ZERO, lalu lepaskan filter Zirconium dari kolimator. Set parameter pengukuran pada tegangan (U) sebesar 0 kV, arus tabun g (I) = 0 mA , dan waktu p engukuran ( Δt) selama 300 s. Lalu tekan tombol SCAN unt uk m em ulai pengukuran dan REPLAY unt uk m elihat hasilnya pada display.
Hipotesisnya, seharusnya nilainya ada dan kecil, karena tidak ada sumber radiasi, tetapi radiasi yang sebelumnya masih bersisa atau masih terdapat radiasi dari kotak chamber. III. Data dan Pengolahan 1) Atenuasi sebagai fungsi dari ketebalan bahan penyerap Bagian I – Tanpa Filter Zircon ium (Zr) U = 21 kV I = 0.05 m A Δt = 60 s 0 Δβ = 0 Tabel 1. Laju cacahan radia si dan tran smita nsi X-Ray pad a percobaan B (tanpa filter Zirconium )
teba l x (mm ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
θ 0
( ) 0 10 20 30 40 50 60
R ( s-1 ) 619.6 252.4 115.4 60.28 32.51 23.61 12.28
T
ln T
1.000 0.407 0.186 0.097 0.052 0.038 0.020
0.000 -0.898 -1.681 -2.330 -2.948 -3.267 -3.921
Kurva Transmitansi pada Ketebalan yang Berbeda 1
T vs. x fit
0.9 0.8 0.7
i s n 0.6 a t i m s 0.5 n a r T 0.4
0.3 0.2 0.1 0
0
0.5
1 1.5 2 Ketebalan (mm)
2.5
Gambar 3. Grafik transmit ansi terh adap ketebalan bahan (x) t anpa Filter Zirconium
3
= 0 .9 93 4 .
(5 )
Kurva Transmitansi pada Ketebalan yang Berbeda 1
Kurva ln T terhadap Ketebalan Bahan yang Berbeda 0 lnT vs. x -0.5 fit -1 -1.5 T n l
T vs. x fit
0.8 i s n a 0.6 t i m s n a r T 0.4
-2 0.2
-2.5 -3
0 0
0.5
-3.5
0
0.5
1 1.5 2 Ketebalan (mm)
2.5
3
3
= 0 .9 97 3 .
Gambar 4. Grafik ln T t erhadap keteb alan bahan (x) tanpa Filter Zirconium
ln = −1.269 − 0.2456
(6 )
-1
R ( s-1 ) 669.2 268.9 114.7 50.85 25.9 15.85 6.575
-2 -2.5 -3 -3.5 -4
Tabel 2. Laju cacahan radia si dan t ransm itan si X- Ray pad a p ercobaan B (dengan filter Zirconium)
teba l x (mm) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
-1.5 T n l
Bagian II – Dengan Filte r Zirconium (Zr) U = 21 kV I = 0.15 m A Δt = 120 s 0 Δβ = 0
(7 )
Kurva ln T terhadap Ketebalan Bahan yang Berbeda 0 lnT vs. x -0.5 fit
Dengan melihat p ersam aan (4), maka didapat nilai untuk Alum inium t anpa filter = 1.269 m m -1
(0) 0 10 20 30 40 50 60
2.5
Gambar 5. Grafik transmit ansi terh adap ketebalan bahan (x) dengan Filter Zirconium
-4
θ
1 1.5 2 ketebalan (mm)
T
ln T
1.000 0.402 0.171 0.076 0.039 0.024 0.010
0.000 -0.912 -1.764 -2.577 -3.252 -3.743 -4.623
-4.5 0
0.5
1 1.5 2 Ketebalan (mm)
2.5
3
Gambar 6. Grafik ln T t erhadap keteb alan bahan (x) dengan Filter Zirconium
l n = −1.501 − 0.1581
(8 )
Dengan melihat persamaan (4), m aka didapat nilai untuk Alum inium d engan filter = 1.501 m m -1 2) Atenuasi sebagai fungsi dari jenis bahan penyerap.
Bagian I – Tanpa Filter Zircon ium (Zr) U = 30 kV I = 0.05 m A Δt = 60 s 0 Δβ = 0
Bagian II – Dengan Filt er Zirconium (Zr) U = 30 kV I = 0.05 m A Δt = 60 s 0 Δβ = 0
Tabel 3. Laju cacahan radia si, tra nsmit ansi, dan ko efisien aten uasi Tabel 5. Laju cacahan radia si, tra nsmit ansi, dan ko efisien aten uasi X- X-Ray pada p ercobaan C (tan pa filt er Zirconium ) Ray pada p ercobaan C (dengan filter Zirconium ) θ 0
( ) 0 10 20
Bahan C Al
No Atom 0 6 13
R ( s-1 ) 2863 2800 1928
T
ln T
1.000 0.978 0.673
0.000 -0.022 -0.395
μ
θ -1
(mm ) 0.000 0.045 0.791
U I
= 30 kV = 1mA Δt = 120 s 0 Δβ = 0
0
( ) 30 40 50 60
Bahan Fe Cu Zr Ag
No Atom 26 29 40 47
( ) 0 10 20
C Al
No Atom 0 6 13
R ( s-1 ) 1247 1246 750.5
T
ln T
1.000 0.999 0.602
0.000 -0.001 -0.508
R ( s-1 ) 192.4 18.64 140.1 130.7
T
ln T
0.048 0.005 0.035 0.033
-3.037 -5.371 -3.354 -3.424
μ
Tabel 6. Laju cacahan radiasi, transmit ansi, dan k oefisien at enua si X- Ray pada p ercobaan C (dengan f ilter Zirconium ) θ
-1
(mm ) 6.074 10.743 6.709 6.848
Bahan
0
( ) 30 40 50 60
Fe Cu Zr Ag
No R A t o m ( s-1 ) 26 67.08 29 6.975 40 82.32 47 30.81
T
ln T
0.010 0.001 0.012 0.005
-4.612 -6.876 -4.408 -5.390
Kurva Transmitansi pada Variasi Jenis Bahan
Kurva Transmitansi pada Variasi Jenis Bahan
1 T vs. Z
T vs. Z 0.8
0.8
i s 0.6 n a t i m s n a r 0.4 T
i s 0.6 n a t i m s n a r 0.4 T
0.2
0.2
0
0 10
( m m -1 ) 0.000 0.002 1.016
= 30 kV = 1mA Δt = 120 s 0 Δβ = 0
1
0
μ
U I
Tabel 4. Laju cacahan radia si, tra nsmit ansi, dan ko efisien aten uasi X-Ray pada p ercobaan C (tan pa filt er Zirconium ) θ
Bahan
0
20 30 Nomor Atom (Z)
40
Gambar 7. Grafik transmitansi terhadap nom or atom (Z) tanpa Filter Zirconium
0
10
20 30 Nomor Atom (Z)
40
Gambar 8. Grafik transmitansi terhadap nom or atom (Z) dengan Filter Zirconium
μ
( m m -1 ) 9.225 13.752 8.815 10.781
Tabel 7. Laju cacaha n rad iasi X-Ray t erhada p variasi nilai aru s
Kurva Koefisien Bahan terhadap Variasi Nomor Atom koefisien vs Z
10
) m m / 1 ( n a h a b n e i s i f e o k
Arus (m A) 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
8
6
4
R (s-1 ) 648.1 1189 1627 2002 2348 2654 2948
2 Kurva Pengaruh Arus Terhadap Laju Cacahan Radiasi 0 0
10
20 30 Nomor Atom (Z)
laju vs. arus
40
Gamb ar 9. Grafik koefisien bahan terh adap nomo r atom (Z) tanpa Filter Zirconium
) s / 1 s a a
Kurva Koefisien Bahan terhadap Variasi Nomor Atom
12
2000
n a a c a
koefisien vs. Z
2500
1500
u a
) m10 m / 1 ( n 8 a h a b 6 n e i s i f e 4 o k
1000
0.05
0.1
0.15
0.2 0.25 Arus (mA)
0.3
0.35
Gambar 11. Grafik laju cacahan radiasi ter hadap variasi arus yang digunakan
2 0 0
10
20 30 Nomor Atom (Z)
40
Gamb ar 10. Grafik koefisien bahan terh adap nom or atom (Z) dengan Filter Zirconium
3) Pencacahan seba gai fungsi arus U
= 21 kV Δt = 60 s 0 Δβ = 0 x = 0,5 m m
4) Pengukuran Efek Lata r Untuk efek latar pada kondisi awal dan akhir, digunakan paramet er sebagai berikut : U = 30 kV I = 0.05 m A Δt = 60 s 0 Δβ = 0 Laju Cacahan Radiasi Aw al = 0.238 s -1 Laju Cacahan Radiasi Akhir = 0.203 s -1 IV. Pemba hasan Data yang didapatkan dari literatur untuk perhitungan koefisien atenuasi pada alum inium adalah sebagai berikut :
Tabel 8. Nilai laju cacahan ra diasi dan t ransm itan si [3 ] dari Literatur
tanp a filter dengan filter
R (s-1 ) 58300
0.634
d (mm) 0.5
20300
0.565
0.5
T
M elalui persamaan (4) didapat koefisien atenuasi untuk aluminium, yaitu μ = 0.911 (tanpa filter Zirconium) dan μ = 1.14 (dengan filter Zirconium). Koefisien atenuasi linier untu k Alum inium pada Set of Absorber 1 dapat dilihat dari gradient grafik pada gambar 4 (t anpa filter Zr) dan gambar 6 (dengan filter Zr). Terdapat perbedaan nilai, di mana μ = 1.269 mm -1 (tanpa filter) dan μ = 1.501 mm -1 (dengan filter). Perhitungan koefisien atenuasi linier untuk Aluminium pada Set o f Absorber 2 dapat dilihat pada tabel 3 (tanpa filt er Zr) dan tabel 5 (dengan filter Zr), masing – masing bernilai μ = 0.791 m m -1 d an μ = 1.016 m m -1 . Nilai koefisien atenuasi Aluminium (Al) yang didapat dari Set o f Ab sorber 1 selalu leb ih besar daripada Set of Absorber 2 , baik dengan filter maupun tanpa filter Zr. Hal ini disebabkan karena perbedaan tegangan antara anoda dan katoda yang diberikan pada masing – masing eksperimen berbeda. Untuk percobaan Set o f Ab sorber 1 nilai t egangannya sebesar 21 kV, selalu lebih kecil daripada percobaan Set of Absorber 2 yang nilai tegangannya sebesar 30kV. Padahal, tegangan tersebut mempengaruhi akselerasi elektron yang ditembakkan. Semakin tinggi tegangan yang diberikan, maka akselerasinya akan semakin besar, atau dengan kata lain energi yang didapat elektron (E = qV) akan semakin besar juga. Elektron yang m emiliki energi yang lebih besar akan menghasilkan X-Ray dengan energi yang lebih tinggi sehingga mempunyai daya tembus yang lebih kuat. Hal ini mengakibatkan koefisien atenuasi akan semakin kecil bila energi X-Ray semakin tinggi, atau dapat disimpulkan bahwa koefisien
atenuasi linier suatu bahan akan sem akin kecil bila tegangan yang diberikan semakin besar. Bila yang dibandingkan adalah koefisien atenuasi Aluminium untuk percobaan yang m emakai filter d an yang tidak, m aka untuk Set of Absorber 1 d an Set of Absorber 2 sama – sama memberikan hasil sebagai berikut. Koefisien atenuasi Al tanpa filter selalu lebih kecil dibandingkan dengan percobaan m enggunakan filter. Hal ini disebabkan karena filter Zirconium berfungsi unt uk m enahan atau memblok spektrum Bremsstrahlung X-Ray dan hanya melewatkan spektrum yang diskrit saja. Oleh karena itu, intensitas X-Ray akan berkurang bila kita menggunakan filter Zr. Intensitas yang berkurang menyebabkan radiasi yang ditembuskan pada bahan dan diterima oleh detektor akan berkurang sehingga nilai koefisien atenuasi akan semakin besar. M aka dari itu, koefisien atenuasi Alum inium akan lebih besar bila menggunakan filter, dan lebih kecil bila tidak menggunakan filter Zr. Nilai koefisiean atenuasi untuk alum inium yang didapat dari percobaan berbeda dengan literatur. Perbedaan ini disebabkan karena adanya radiasi latar pada X-Ray Apparatus, sebesar 0.238 s -1 pada awal percobaan dan 0.203 s-1 pada akhir percobaan, yang dapat mempengaruhi perhitungan. Radiasi latar ini disebabkan karena chamber tidak tertutup dengan rapat atau sistem tidak vakum. Selain itu, tegangan yang digunakan pada literatur lebih tinggi dibandingkan dengan percobaan, yakni sebesar 30 kV. Jenis material yang digunakan sebagai absorber mempengaruhi jumlah intensitas radiasi X-Ray yang tertangkap pada detektor. Hal ini terlihat dari kurva pada gambar 7 (tanpa filter Zr) dan gambar 8 (dengan filter Zr). Grafik tersebut menunjukkan bahwa transm itansi akan semakin berku rang (gradien menurun) apabila nomor atom dari material absorber semakin besar. Nomor atom yang semakin besar berarti jumlah elektron dan proton pada satu buah atom tersebut semakin banyak, serta struktur dari material tersebut semakin rapat. Dengan demikian, probabilitas
X-Ray untuk mengalami hamburan (Compton Scattering) ataupun mentransfer energinya pada atom unt uk m enjadi energi eksitasi, akan semakin besar pula. Hal ini menyebabkan transmitansi / intensitas X-Ray yang dideteksi akan semakin kecil seiring bertambahnya nomor atom. Selain material absorber, sebenarnya material filter pun m empengaruhi transmitansi, sehingga nilai T pada percobaan dengan filter lebih kecil dibandingkan percobaan tanpa filter. Besarnya arus mempengaruhi intensitas X-Ray yang terdeteksi pada detektor. Hal ini terlihat dari grafik pada gambar 11, di mana kurva yang terbentuk hampir linier dengan gradient positif. Kurva tersebut menunjukkan bahwa laju cacahan radiasi / intensitas X-Ray yang terdet eksi akan berbanding lur us dengan besarnya arus yang diberikan. Arus digunakan untuk memanaskan filament pada katoda. Jumlah elektron yang terpercik / teremisikan dari filament akan sebanding dengan arus yang diberikan. Dengan dem ikian, bila semakin banyak jumlah elektron yang terpercik, maka semakin banyak pula elektron yang menumbuk atom material katoda dan akan menghasilkan radiasi X-Ray. Hal ini m enyebabkan intensitas / laju cacahan radiasi X-Ray yang tertangkap pada detektor akan sem akin t inggi. V. Sim pulan X-Ray yang melalui suatu medium tertentu akan mengalami penurunan nilai transmitansinya. Hal ini disebabkan karena adanya atenuasi X-Ray. Atenuasi ini bergantung pada ketebalan dan jenis material absober yang digunakan. Sem akin tebal mat erial yang ditem buskan oleh X-Ray, maka nilai atenuasinya akan semakin besar. Hal ini menyebabkan nilai transmitansinya semakin kecil sehingga intensitas X-Ray yang ditangkap oleh detekt or sem akin kecil pula. Jenis material juga mempengaruhi atenuasi X-Ray. Semakin tinggi nomor atom dari material yang digunakan, maka probabilitas X-Ray untuk mengalami
penghamburan atau penyerapan akan semakin tinggi, sehingga faktor atenuasinya pun akan sem akin besar. Arus pada filament dapat diatur untuk mengontrol intensitas X-Ray yang terdeteksi. Semakin besar arus yang dialirkan, maka elektron yang terpercik akan semakin banyak, sehingga intensitas X-Ray akan semakin tinggi. Sebaliknya, semakin kecil arus yang dialirkan, m aka intensitas X-Ray akan semakin r endah. VI. Pustaka [1] Kardiawarman. Sinar X. Diseminarkan di Jurusan Pendidikan Fisika Pada Tanggal 18 September 1996. Jurusan Pendidikan Fisika IKIP Bandun g. 1996. [ 2]h t t p : / / w w w . w i k ir a d io g ra p h y. co m / p ag e/ C h aracteristics+and+Product ion+of+X-rays, diakses tan ggal 22-11-2012 p k. 23.05 [3] LEYBOLD DIDATIC Physics Leaflet, Atomic and Nuclear Physics, P6.3.2.1 , “Investigating the attenuation of x-rays as a function of the absorber m aterial and absorber t hickness”.
