PERCOBAAN GEIGER MULLER

4,441 views

Published on

TEKNIK LABORATURIUM 1
PERCOBAAN GEIGER MULLER

dont forget to give your heart below ^^

Published in: Education
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
4,441
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
225
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

PERCOBAAN GEIGER MULLER

  1. 1. TEKNIK LABORATURIUM 1 PERCOBAAN GEIGER MULLERdiajukan guna melengkapi tugas Teknik Laboratorium 1 Program Studi Pendidikan Fisika (S1) Oleh Miranda Wahyuning Tyas 100210102013 Millathina Puji Utami 100210102029 Evin Andriani 100210102034 Henry Ayu Kartikasari 100210102035 KELAS : A PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER 2012 Percobaan Geiger Muller| 1
  2. 2. KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke-hadirat Allah SWT, yang telahmelimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalahdengan judul “Percobaan Geiger Muller” pada matakuliah Teknik Laboraturium 1 dengan tepatwaktu. Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Dalam penyelesaian makalah ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dariberbagai pihak, baik secara langsung maupun tak langsung. Selanjutnya penulis sampaikanterima kasih kepada Bapak Yushardi yang telah memberi arahan dan bimbingan selama dalamkegiatan perkuliahan. Penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyelesaikan makalah ini.Menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tidak lepas dari kekurangan dan kelemahan.Oleh karena itu, kritik dan saran yang konstruktif sangat penulis harapkan guna penyempurnaanmakalah ini. Akhirnya, penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semuapihak, Amin.... Jember, 10 Oktober 2012 Penulis Percobaan Geiger Muller| 2
  3. 3. DAFTAR ISIKATA PENGANTAR …………………………………………………………….. iDAFTAR ISI ………………………………………………………………………. iiBAlB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ………………………………………………………… 1 I.2 Rumusan Masalah …………………………………………………….. 1 I.3 Tujuan …………………………………………………………………. 1BAB II PEMBAHASAN 2.1 Detektor Geiger Muller ………………………………………………. 2 2.2 Prinsip Kerja Detektor Geiger Muller ………………………………. 3 2.3 Kelebihan dan Kekurangan Detektor Geiger Muller ……………….. 4 2.4 Data Hasil Pengematan Detektor Geiger Muller ……………………. 6BAB III 3.1 Kesimpulan …………………………………………………………… 9 3.2 Saran ………………………………………………………………….. 9DAFTAR PUSTAKA Percobaan Geiger Muller| 3
  4. 4. BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Detektor Geiger-Muller bekerja berdasarkan prinsip ionisasi, di mana partikel radiasi yang masuk akan mengionisasi gas isian dalam detektor. Telah dilakukan Eksperimen Detektor Geiger-Muller yang bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja sdan resolving time detektor Geiger-Muller, serta untuk mengetahui laju cacah sesungguhnya dan perilaku distribusi statistik pencacahan radiasi nuklir. Sumber radiasi yang digunakan dalam percobaan adalah Co-60 dan Cs-137. Berdasarkan analisis data pengamatan, diperoleh bahwa resolving time detektor Geiger Muller yang digunakan dalam percobaan adalah 607,9 mikrodetik. Laju cacah untuk Co-60 adalah 13,917; Cs-137 adalah 146,002; serta gabungan keduanya adalah 161,847. Distribusi statistik pencacahan radiasi menunjukkan pola berupa kurva distribusi Poisson.1.2 Rumusan Masalah 1.2.1 Apa itu detektor Geiger Muller? 1.2.2 Bagaimana prinsip kerja detektor Geiger Muller? 1.2.3 Bagaimana kelebihan dan kekurangan detektor Geiger Muller? 1.2.4 Bagaimana data hasil pengamatan dan analisis data pada detektor Geiger Muller?1.3 Tujuan 1.3.1 Mahasiswa dapat mengetahui detektor Geiger Muller. 1.3.2 Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja detektor Geiger Muller. 1.3.3 Mahasiswa dapat mengetahui kelebihan serta kekurangan detektor Geiger Muller. 1.3.4 Mahasiswa dapat menganalisis data hasil pengamatan pada detektor Geiger Muller. Percobaan Geiger Muller| 4
  5. 5. BAB II PEMBAHASAN 2.1 Detektor Geiger-Muller Detektor merupakan suatu bahan yang peka terhadap radiasi, yang bila dikenai radiasiakan menghasilkan tanggapan mengikuti mekanisme yang telah dibahas sebelumnya. Suatubahan yang sensitif terhadap suatu jenis radiasi belum tentu sensitif terhadap jenis radiasiyang lain. Sebagai contoh, detektor radiasi gamma belum tentu dapat mendeteksi radiasineutron. Detektor radiasi bekerja dengan cara mengukur perubahan yang disebabkanolehpenyerapanenergiradiasi olehmedium penyerap. Sebenarnya terdapat banyak mekanismeyang terjadi di dalam detektor tetapi yang sering digunakan adalah proses ionisasi dan prosessintilasi. Apabila dilihat dari segi jenis radiasi yang akan dideteksi dan diukur, diketahui adabeberapa jenis detektor, seperti detektor untuk radiasi alpha, detektor untuk radiasi beta,detektor untuk radiasi gamma, detektor untuk radiasi sinar - X, dan detektor untukradiasi neutron. Apabila dilihat dari segi pengaruh interaksi radiasinya, dikenal beberapamacam detektor, yaitu detektor ionisasi, detektor proporsional, detektor Geiger muller, detektorsintilasi, dan detektor semikonduktor atau detektor zat padat. Walaupun jenis peralatan untuk mendeteksi zarah radiasi nuklir banyak macamnya,akan tetapi prinsip kerja peralatan tersebut pada umumnya didasarkan pada interaksi zarahradiasi terhadap detektor (sensor) yang sedemikian rupa sehingga tanggap efek radiasi atausebanding dengan sifat radiasi yang diukur.Jadi detektor radiasi dapat dibedakan menjadi 3 yaitu : a. Detektor Isian Gas b. Detektor Sintilasi c. Detektor Semikonduktor Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Müller adalah sebuah alatpengukur radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha danbeta. Sensornya adalah sebuah, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktorketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif.Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupajarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada Percobaan Geiger Muller| 5
  6. 6. kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupuntingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi neutron.Bagian-bagian detektor Geiger Muller : Katoda yaitu dinding tabung logam yang merupakan elektroda negatif. Jika tabung terbuat dari gelas maka dinding tabung harus dilapisi logam tipis. Anoda yaitu kawat tipis atau wolfram yang terbentang di tengah - tengah tabung. Anoda sebagai elektroda positif. Isi tabung yaitu gas bertekanan rendah, biasanya gas beratom tunggal dicampur gas poliatom (gas yang banyak digunakan Ar dan He).2.2 Prinsip Kerja Geiger Muller Detektor Geiger Muller meupakan salah satu detektor yang berisi gas. Selain Geigermuller masih ada detektor lain yang merupakan detektor isian gas yaitu detektor ionisasi dandetektor proporsional. Ketiga macam detektor tersebut secara garis besar prinsip kerjanya sama,yaitu sama-sama menggunakan medium gas. Perbedaannya hanya terletak pada tegangan yangdiberikan pada masing-masing detektor tersebut. Apabila ke dalam labung masuk zarah radiasi maka radiasi akan mengionisasi gas isian.Banyaknya pasangan eleklron-ion yang lerjadi pada deleklor Geiger-Muller tidak sebandingdengan tenaga zarah radiasi yang datang. Hasil ionisasi ini disebul elektron primer. Karenaantara anode dan katode diberikan beda tegangan maka akan timbul medan listrik di antarakedua eleklrode tersebut. Ion positif akan bergerak ke arah dinding tabung (katoda) dengankecepatan yang relative lebih lambat bila dibandingkan dengan elektron-elektron yangbergerak ke arah anoda (+) dengan cepat. Kecepatan geraknya tergantung pada besarnyategangan V. Sedangkan besarnya tenaga yang diperlukan untuk membentuk elektron dan iontergantung pada macam gas yang digunakan. Dengan tenaga yang relatif tinggi maka elektronakan mampu mengionisasi atom-atom sekitarnya. Sehingga menimbulkan pasangan elektron- Percobaan Geiger Muller| 6
  7. 7. ion sekunder. Pasangan elektron-ion sekunder ini pun masih dapat menimbulkan pasanganelektron-ion tersier dan seterusnya, sehingga akan terjadi lucutan yang terus-menerus(avalence). Kalau tegangan V dinaikkan lebih tinggi lagi maka peristiwa pelucutan elektronsekunder atau avalanche makin besar dan elektron sekunder yang terbentuk makin banyak.Akibatnya, anoda diselubungi serta dilindungi oleh muatan negative elektron, sehinggaperistiwa ionisasi akan terhenti. Karena gerak ion positif ke dinding tabung (katoda) lambat,maka ion-ion ini dapat membentuk semacam lapisan pelindung positif pada permukaandinding tabung. Keadaan yang demikian tersebut dinamakan efek muatan ruang atau spacecharge effect. Tegangan yang menimbulkan efek muatan ruang adalah tegangan maksimum yangmembatasi berkumpulnya elektron- elektron pada anoda. Dalam keadaan seperti ini detektortidak peka lagi terhadap datangnya zarah radiasi. Oleh karena itu efek muata ruang harusdihindari dengan menambah tegangan V. Penambahan tegangan V dimaksudkan supayaterjadi pelepasan muatan pada anoda sehingga detektor dapat bekerja normal kembali.Pelepasan muatan dapat terjadi karena elektron mendapat tambah tenaga kinetic akibatpenambahan tegangan V. Apabila tegangan dinaikkan terus menerus, pelucutan alektron yang terjadi semakinbanyak. Pada suatu tegangan tertentu peristiwa avalanche elektron sekunder tidakbergantung lagi oleh jenis radiasi maupun energi (tenaga) radiasi yang datang. Maka dariitu pulsa yang dihasilkan mempunyai tinggi yang sama sehingga detektor Geiger muller tidakbisa digunakan untuk mengitung energi dari zarah radiasi yang datang. Kalau tegangan Vtersebut dinaikkan lebih tinggi lagi dari tegangan kerja Geiger Muller, maka detektor tersebutakan rusak, karena sususan2.3 Kelebihan dan Kekurangan Geiger MullerKelebihan Detektor Geiger Muller : Konstruksi simple dan Sederhana Biaya murah Operasional mudahKekurangan Detektor Geiger Muller : Tidak dapat digunakan untuk spektroskopi karena semua tinggi pulsa sama. Efisiensi detektor lebih buruk jika dibandingkan dengan detektor jenis lain. Percobaan Geiger Muller| 7
  8. 8. Resolusi detektor lebih rendah. Waktu mati besar, terbatas untuk laju cacah yang rendah.Resolving time Apabila ada dua zarah radiasi masuk ke dalam detektor berurutan dalam waktu yangberdekatan maka peristiwa avalanche ion dari zarah radiasi pertama akan melumpuhkandetektor. Selama beberapa saat detektor tak dapat mencatat adanya zarah radisi yang datangkemudian dalam waktu yang sangat berdekatan dengan zarah radiasi yang datang pertama.Intensitas medan listrik yang paling besar adalah di daerah pemukiman anoda, karenaavalanche pengionan bermula di daerah yang sangat dekat dengan anoda dan dengan cepatakan melebar ke sepanjang anoda. Ion negatif (elektron) yang terbentuk bergerak ke arah anoda, sedang ion positifbergerak ke arah katoda. Elektron bergerak sangat cepat dan terkumpul di anoda dalam waktuyang jauh lebih cepat bila dibandingkandengan waktu yang diperlukan oleh ion positif untuksampai di katoda. Ion positif yang bergerak perlahan ini akan membentuk tabir pelindung di sekelilinganoda yang bermuatan positif. Hal ini menyebabkan sangat turunnya medan listrik disekeliling anoda dan karena itu tak mungkin terjadi avalanche oleh lewatnya zarah radiasiberikutnya. Jika ion bergerak ke arah katoda, intensitas medan listrik bertambah, sehinggapada suatu saat avalanche akan mulai lagi. Waktu yang diperlukan untuk mengembalikanintensitas medan ke harga semula disebut waktu mati atau dead time. Pada akhir periode waktumati, meskipun dapat terjadi avalanche lagi, tetapi denyut keluaran belum tertangkap lagi untukmenghasilkan pula pada detektor GM. Ketika ion positif meneruskan perjalanannya menuju ke dinding katoda, denyut keluaranyang dihasilkan dari zarah radiasi lain akan bertambah besar. Bila denyut keluaran sudah cukuptinggi dan dapat melampaui batas diskriminator maka akan dapat di cacah. Dalam keadaan inidetektor dapat dikatakan telah “pulih” kembali dari keadaan mati. Selang waktu antara akhirwaktu mati dengan “pulih kembali penuh” disebut sebagai waktu pemulihan atau recovery time.Jumlah waktu mati atau dead time ditambah dengan waktu pemulihan atau recovery timedisebut resolving time. Resolving time dapat didefinisikan sebagai waktu minimum yangdiperlukan agar zarah radiasi berikutnya dapat dicatat setelah terjadinya pencatatan atas zarahradiasi yang datang sebelumnya. Resolving time berorde sekitar 100 mikrodetik atau lebih.Berdasarkan analisis data, diperoleh resolving time detektor Geiger-Muller dalam percobaanadalah sebesar 607,9 mikrodetik. Percobaan Geiger Muller| 8
  9. 9. Sumber Co-60 (S1) adalah 13,917; Co-60 dan Cs-137 (S12) adalah 161,847; Sumber Cs-137 (S2) adalah 146,002.METODOLOGI PENELITIAN 1. Alat dan bahan a. Satu set Detektor Geiger Muller dan counter b. Micrometer sekrop c. Stopwatch d. Sumber radiasi , 60 Co dan 137 Cs e. Penghalang timbale dan plastic dengan variasi ketebalan Timbale : 1.4 mm, 1.6 mm, 4 mm , 6 mm Plastic : 0.95 mm, 1.50 mm, 4mm, 6.05 mm 2. Cara Kerja a. Percobaan pertama yaitu menghitung efisiensi Detektor Geiger Muller. I. Menyiapkan alat dan bahan yang akan dipakai II. Merangkai alat yang akan dipakai III. Menghubungkan detector dengan PLN IV. Melakukan cacah latar selama 60 detik V. Melakukan pencacahan dengan variasi bahan radiasi(137Cs dan 60Co) masing masing selama 60 detik VI. Memasang salah satu bahan radiasi di depan detector. VII. Melakukan pencacahan dengan variasi jarak (5 variasi jarak) selama 60 detik b. Percobaan kedua yaitu mengukur daya serap Detektor Geiger Mullerv : I. Menyiapkan alat dan bahan yang akan dipakai II. Merangkai alat yang akan dipakai III. Menghubungkan detector dengan PLN IV. Melakukan pencacahan bahan radiasi dengan variasi penghalang (lead dan polyethylene) selama 60 detik Percobaan Geiger Muller| 9
  10. 10. DATA PERCOBAAAN 1. Percobaan pertama yaitu mneghitung efisiensi Detektor Geiger Muller. a. Sumber Radiasi : 60Co Aktivitas (A0) : 85.10±2.5% kBq Tanggal acuan : satu Desember 2010 r = 0.75 cm = 0.0075 m No R (x 10-2 m) Cacah (lmp) 1 3.5 1393 2 4.5 682 3 5.5 492 4 6.5 437 5 7.5 369 b. Sumber Radiasi : 137Cs Aktivitas (A0) : 74.56±2.5% kBq Tanggal acuan : satu Desember 2010 r = 0.75 cm = 0.0075 m No R (x 10-2 m) Cacah (lmp) 1 3.5 798 2 4.5 334 3 5.5 260 4 6.5 246 5 7.5 180 2. Percobaan kedua yaitu mengukur daya serap Detektor Geiger Muller a. Sumber radiasi : 60Co I0 = 591 Tanggal acuan : satu Desember 2010 i. Penghalang : Timbal (lead) No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp) 1 1.40 604 Percobaan Geiger Muller| 10
  11. 11. 2 1.60 580 3 4.00 475 4 6.50 431 ii. Penghalang : Plastik (polimer) No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp) 1 0.95 650 2 1.50 633 3 4.00 571 4 6.05 535b. Sumber radiasi : 137Cs I0 = 283 Tanggal acuan : satu Desember 2010 iii. Penghalang : Timbal (lead) No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp) 1 1.40 123 2 1.60 113 3 4.00 104 4 6.50 95 iv. Penghalang : Plastik (polimer) No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp) 1 0.95 201 2 1.50 157 3 4.00 144 4 6.05 132 Percobaan Geiger Muller| 11
  12. 12. BAB III PENUTUP3.1 KESIMPULAN 1. Detektor Geiger-Muller dapat digunakan sebagai instrumen pencacah radiasi nuklir karena bekerja berdasarkan prinsip ionisasi; apabila ada partikel radiasi yang masuk ke dalam detektor, maka partikel tersebut akan mengionisasi gas yang ada dalam detektor. 2. Resolving time detektor Geiger-Muller adalah 607,9 mikrodetik. 3. Laju cacah sesungguhnya dari sumber Co-60 (S1) adalah 13,917 ; Co-60 dan Cs-137 (S12) adalah 161,847; dan sumber Cs-137 (S2) adalah 146,002. 4. Distribusi statistik dari pencacahan radiasi nuklir akan membentuk kurva distribusi Poisson.3.2 SARAN Bagi para pembaca diharapkan untuk mempunyai banyak referensi mengenai Percobaan Geiger Muller ini agar dapat lebih memahami lagi. Percobaan Geiger Muller| 12
  13. 13. DAFTAR PUSTAKA Beiser, Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Penerbit Erlangga. Krane, Kenneth. Fisika Modern. Jakarta : Penerbit Erlangga. Manglumpun, Irawaty. 2011. Teknik Pencacah Radiasi Nuklir. Manado : Universitas Negeri Manado Anonim. 2011. Pencacah Geiger – Alat Pengukur Radiasi. Dalam http://adipedia.com/2011/03/pencacah- geiger-alat-pengukur-radiasi.html .Tanggal akses : 9 Mei 2012.. Percobaan Geiger Muller| 13

×