Percobaan Deteksi Radioaktif (Geiger Muller), Fisika Modern 2012, Fisika FMIPA ITS 2012

1. JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Abstrak- judul dari percobaan ini yakni deteksi
radioaktif (geiger muller). Tujuan dari percobaan ini yakni
mengenali berbagai tipe partikel neutron,proton,
elektron,foton, meson dan anti partikel. Mengetahui cara
kerja geiger muller, dan mengetahui jenis-jenis radiasi.
Percobaan ini dilakukan dengan persipan alat dan bahan
diantaranya alat geiger muller, penggaris , sumber radiasi
Am-241, Co-60, Sr-90 , penutup plastik, aluminium, seng
dengan 3 jenis yakni radiasi latar belakang, efek jarak
terhadap radiasi, effek shielding terhadap radiasi.untuk
percobaan pertama geiger muller digunakan untuk
mengukur radiasi diruang pengukuran, perobaan kedua
dengan variasi jarak (1-5 cm) diukur besar radiasi yang
dihasilkan , pada percobaan ketiga diukur radiasi apabila
ada variasi penutup(1-4 lapis). Dan dihasilkan dari
percobaan tersebut yakni Kesimpulan dari percobaan
deteksi radioaktif (geiger muller ) yakni tipe partikel
neutron(netral), proton (+) keduanya penyusun inti,
elektron (-) sering beremisi khusunya radiasi beta, foton
(partikel bernergi namun tak bermassa) meson (partikel
subatomik berperan gaya ikat inti). cara kerja geiger muller
menggunakan prinsip ionisasi gas dalam tabung geiger oleh
sinar radiasi, jenis radiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90,
Am-241) dan γ (Am-241,Co-60)
Kata kunci – radiasi, geiger muller, radiasi sinar
α,β,γ
I. PENDAHULUAN
Radiasi partikel merupakan hal yang umum pada
dunia sains, baik radiasi sinar α,β dan γ. Banyak sekali
digunakan dalam berbagai bidang diantaranya rekayasa
genetika pada dunia pertanian agar mendapatkan bibit
unggul.namun hal yang terpenting yakni pada perlakuan
sinar radiasi partikel tadi. Misal cara deteksi radioaktif
sehingga dapat diterapkan teknologi yang digunakan
untuk mengatasi manfaat maupun kekurangan dari
adanya sinar radioaktif tersebut. Salah satunya dengan
penggunaan alat Geiger muller untuk mendeteksi sinar
radiasi tersebut.
Pada dasarnya atom tersusun atas electron,
neutron maupun proton.pada keadaan dialam missal pada
unsur Radon ternyata bias meluruh menjadi unsur lain .
hal ini dikarenakan tujuan dari peluruhan tersebut yakni
untuk menuju pada kondisi stabil. Proses tersebut bias
juga bias dianggap sebagai proses ionisasi partikel karena
terjadi emisi partikel.
Pada dasarnya sinar radiasi partiker memiliki
karakteristik tersendiri diantaranya radiasi sinar alfa
meiliki karakterisitik bermuatan positif, massa lebih besar
dan energi ionisasi rendah dan tidak bisa menembus kulit.
Radiasi sinar beta bersifat bermuatan negative, massa
lebih kecil dari partakel alfa , bisa menembus
kulit namun tidak untuk aluminium dan energi ionisai
lebih besar daripada sinar alfa. Dan terakhir yakni sinar
gamma bersifat tak bermuatan karena berupa gelombang
elektromagnetik, tidak bermassa serta energi ionisasi
paling besar bisa menembua kulit, aluminimu, beton.
Pada proses ini terjadi pula proses defek massa
yakni proses penyusutan massa inti atom karena adanya
energy ikat inti yang didasari oleh adanya gaya ikat inti .
ketika tidak ada gaya ikat inti maka proton-proton dan
neutron-neutron akan tolak menolak. Maka ketika
terdapat gaya ikat inti maka akan terjadi pengekerutan
atau penyusutan sehinga terdapat selih massa penyusun
nucleon dengan massa inti atom yang disebut defek
massa tadi. Dan ternyata bahwa tak hanya proton,electron
maupun neutron penyusun inti atom, terdapat partikel
yang disebut meson yakni subatomic yang memiliki besar
2/3 ukuran proton, berjari-jari 10-15
m, massa hidup 10-8
s.
dan menurut professor hideki Yukawa bahwa meson
merupakan subatomic yang bertanggung jawab atas gaya
ikat inti antara proton-proton maupun neutron-neutron.
Pada percobaan deteksi radioaktif (Geiger muller ) ini
akan didapat jumlah partikel yang terdeteksi oleh alat
Geiger muller dari sinar α,β dan γ yang nantinya
digunakan untuk mengetahui intensitas sinar radiasi
tersebut, serta mengetahui bahan yang meiliki keuatan
untuk ditembus sinar radiasi, dan daya tembus dari sinar
radiasi tersebut.
II. METODE
Jenis praktikum deteksi radioaktif (Geiger muller ) ini
yakni kauntitatif . hal ini dikarenakan output data yang
dihasilkan berupa jumlah partikel yang ditangkap oleh
alat Geiger muller . yang diukur dalam percobaan ini
yakni intensitas radiasi dari sinar radiasi alfa,beta dan
gamma namun intensitas ini dinyatak dengan daya
tembus sinar radiasi tersebut yang dapat diketahui dari
data jumlah partikel yang didapat pada tiap waktunya.
Untuk percobaan ini dilakukan denganm cara yakni
disiapkan alat dan bahan diantaranya alat Geiger muller,
sumber radiasi (Co-60, Am-241, Sr-90).penggaris, plat
plastik,aluminium, seng sebanyak 4 buah. Dan penopang.
Lalu alat dirangkai seperti gambar berikut.
Deteksi Radioaktif (Geiger Muller)
Aris Widodo, Muhammad Taufiqi, M. zainuri
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: aris.prof@yahoo.co.id

2. JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
. Gambar 1. Rangkaian alat
Dan percobaan ini terbagi menjadi 3 macam
yakni percobaan pertama radiasi latar belakang, kedua
pengaruh jarak terhadap intensitas radiasi , ketiga yakni
pengaruh efek shielding terhadap intensitas radiasi. Untuk
percobaan yang pertama, yakni radiasi latar belakang
dilakukan dengan cara alat Geiger muller di nyalakan lalu
lalu tabung penangkap radiasi di arahkan kearah bebas ,
di upayakan pengamat yang berada di depan detector
tidak bergerak dan barang-barang bersifat radiasi di
jauhkan, di catat jumlah partikel yang tertangkap ,
percobaan di lakukan 5 kali pengulangan.
Dan untuk percobaan kedua dilakukan dengan
cara alat Geiger muller di rangkai lalu di tempat sumber
radiasi missal Co-60 di penjepit, lalu di arahkan tabung
penangkap radiasi ke sumber radiasi, di atur jarak
keduanya yakni 1,2,3,4,5 cm , lalu di ukur besarnya
jumlah partikel yang tertangkap oleh alat, percobaan
untuk sumber radiasi Am-241, Sr-90.
Dan untuk percobaan ketiga, dilakukan dengan
cara alat Geiger muller dirangkai, lalu sumber radiasi C0-
60 di jepit dan dihadapkan dengan tabung detector, di atur
jarak keduanya 2 cm, lalu di depat tabung detektor di
variasi jumlah plat penutup yakni 1,2,3,4 dengan variasi
bahan plastik ,seng dan aluminium. Lalu dicatat jumlah
partikel yang tertangkap oleh alat pada setiap variasi
jumlah penutup dan variasi bahan penutup. Percobaan
diulangi untuk sumber radiasi Am-241, Sr-90.
Untuk validasi data , percobaan 1 diulang 5 kali,
percobaan kedua divariasi jarak, percobaan ketiga
divariasi jumlah penutup dan variasi penutup.
Untuk pengolahan data dilakukan dengan cara
untuk percobaan pertama di hitung nilai radiasi
pengukuran rata-rata dengan teknik ralat mutlak maka
akan di hasilkan N=…..± ∆ count/10s. untuk percobaan
kedua dan ketiga dengan membuat plot. Pada percobaan
kedua di plot pada sumbu y = N partikel, x =variasi jarak
lalu di regresi kuadrat sehingga di hasilkan fungsi
kuadratik pada setiap data yang dihasilkan. Untuk
percobaan tiga membuat 2 jenis plot yakni di pertama
berdasarkan jenis bahan penutup dengan sumbu y= N
partake, x = lapis penutup, untuk grafik kedua yakni daya
tembus sinar radiasi yakni perbandingan daya tembus
untuk jenis bahan penutpu yang sama dengan model plot
sama pada jenis grafik pertama.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari percobaan di atas dihasilkan data watu
sebagai berikut.
Tabel 1. Data percobaan radiasi latar belakang
waktu (t)
Pengulangan
ke
N partikel
(count/10s)
10 1 3
10 2 5
10 3 3
10 4 2
10 5 4
Tabel 2. Data percobaan efek jarak
jarak (cm)
jumlah partikel (count/10s)
Co-60 Sr-90 Am-241
1 35 3316 132
2 12 1822 30
3 4 1052 26
4 4 659 10
5 3 440 8
Tabel 3. Efek shielding sumber radiasi Co-60
Co-60
jumlah lapis penutup
N partikel (count/10s)
Plastik Aluminium seng
0 16 15 11
1 14 13 10
2 14 11 9
3 11 8 8
4 11 8 7

3. JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Tabel 4. Efek shielding sumber radiasi Sr-90
Tabel 3. Efek shielding sumber radiasi Am-241
Am-241
jumlah lapis penutup
N partikel (count/10s)
Plastik Aluminium seng
0 30 32 28
1 28 19 11
2 24 19 6
3 22 16 3
4 22 12 3
Pada percobaan 1 dengan metode ralat maka di
hasilkan jumlah N partikel yang tertangkap yakni sebesar
N= 3,4 ± 0,5 count/10s. Adanya ralat tersebut
menunjukkan bahwa akurasi pengukuran dipengaruhi
oleh faktor –faktor perubah besar radiasi. Hal ini
dikarenakan pada saat praktikum terdapat benda yang
memancarkan radiasi yang terdeteksi diantaranya lampu,
handphone. Jenis radiasi lampu yakni gelombang UV dan
jenis radiasi HP yakni gelombang micro, sehingga
gelombang itu akan masuk ke detektor geiger muller dan
mengionisai gas di dalmnya sehingga akan terdeteksi
radiasi pada ruangan tersebut.
Untuk percobaan yang kedua yakni efek jarak
dihasilkan berbagai plot grafik sesuai variasi sumber
radiasi yakni dihasilkan sebagai berikut.
Gambar 2. Grafik sumber radiasi Co-60 pengaruh jarak
Gambar 3. Grafik sumber radiasi Sr-60 pengaruh jarak
Gambar 4. Grafik sumber radiasi Am-241 pengaruh jarak
Dari ketiga grafik tersebut secara garis besar
menghasilkan suatu kejadian yang sama yakni semakin
besar jarak antara detektor dengan sumber radiasi maka
jumlah partikel yang tertangkap semakin kecil hal ini bisa
di analogikan sebagai lampu senter, ketika di senterkan
dengan tembok yang dekat maka tingkat fokusnya tinggi
lingkaran cahanya kecil , tetapi ketika dijauhkan maka
lingkaran cahanya semakin besar artinya sumber radiasi
ketika jaraknya dekat maka radiasi yang di pancarkan
akan fokus di alirkan ke tabung, namu ketika di jauhkan
maka banyak sinar radiasi yang tak tertangkap sehingga
nilainya semakin kecil. Serta dari ketiga sumber radiasi
penurunan nilai radiasi tertangkap tidak membentuk
fungsi kuadrat x berpangkat -2 seperti pada umumnya
nilai penurunan radiasi hal ini di karenakan nilai
penurunannya tidak stabil sehingga dapat di analisa
bahwa terdapat faktor yang menyebabkan ketidak stabilan
tersebut di antaranya hadapan radiant dengan tabung
detektor tidak sehadapan secara lurus sehingga banyak
yang tidak tertangkap secara maksimal sehinnga
penurunan kadang terlonjak sangat besar kadang sangat
kecil. Sehingga hal tersebut yang mempengaruhi.
Untuk percobaan ketiga dihasilkan plot grafik
pengaruh efek shielding sebagai berikut.
Sr-90
jumlah lapis penutup
N partikel (count/10s)
Plastik Aluminium seng
0 1954 1974 1969
1 891 682 38
2 331 146 5
3 79 24 4
4 7 4 4

4. JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
Gambar 5. Grafik efek shielding pada Co-60
Gambar 6. Grafik efek shielding pada Sr-60
Gambar 7. Grafik efek shielding pada Am-241
dari ketiga grafik tersebut dapat di ketahui
bahwa bahan penutup yang mudah ditembus yakni plastik
namun yang sulit ditembus yakni seng, hal ini
dikarenakan bahwa plastik hanya bisa menghentikan
radiasi partikel yang bermassa besar sehingga ketika
partikel radiasi tidak berkarakteristik tersebut maka
dengan mudah melewati bidang tersebut, namun pada
seng yang merupakan material logam maka bila radiasi
berupa pancaran elektron maka akan mudah di halangi
oleh seng sehingga seng sangat sulit ditembus.
Gambar 8. daya tembus sumber radiasi dengan penutup plastik
Gambar 9. daya tembus sumber radiasi dengan penutup Aluminium

5. JURNAL PRAKTIKUM FISIKA MODERN- Spektrometer
gambar 10. daya tembus sumber radiasi dengan penutup seng
Dari penutup plastik daya tembus terkuat pada
sumber radiasi Sr-90 dan yang terlemah yakni Co-60,
pada penutup aluminium daya tembus terkuat pada
sumber radiasi Sr-90 dan yang terlemah pada sumber
radiasi Co-60, namun pada penutup seng daya tembus
tertinggi justru Co-60 dan yang terlemah justru Am-241,
hal ini dikarenakan dari analisa data bahwa jumlah
partikel yang banyak di ionisasi oleh Sr-90 lebih banyak
sehingga dapat disimpulkan bahwa daya tembusnya lebih
besar dan secara karakteristik bahwa Sr-90 merupakan
jenis radiasi β namun perwaktunya emisinya sangat
banyak partikel yang dilontarkan sehingga bnyak yang
lolos baik pada plastik maupun seng, namun disisi lain
Co-60 lontaran emisi partikel perwaktunya sangat kecil
sehingga karena input emisi sebelum menembus penutup
kecil maka yang lolos di tembus maka kecil juga, namun
pada seng hal itu berbalik maka dapt disimpulkan karena
seng bersifat tidak meloloskan elektron maka dengan
kecepetan penembakan tiap waktunya semakin besar
maka banyak yang tidak lolos karena dianalogikan seng
merupakan filter untuk perwaktunya hanya bisa
meloloskan partikel sekian sehingga walaupun tinggi
maka yang diloloskan kecil maka hasilinya berbalik
demikian.
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan deteksi radioaktif
(geiger muller ) yakni tipe partikel neutron(netral), proton
(+) keduanya penyusun inti, elektron (-) sering beremisi
khusunya radiasi beta, foton (partikel bernergi namun tak
bermassa) meson (partikel subatomik berperan gaya ikat
inti). cara kerja geiger muller menggunakan prinsip
ionisasi gas dalam tabung geiger oleh sinar radiasi, jenis
radiasi ada α (Am-241), β (Co-60, Sr-90, Am-241) dan γ
(Am-241,Co-60)
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
laboratorium Fisika Modern untuk percobaan deteksi
radioaktfif (geiger muller) muhammad taufiqi yang telah
bersedia membantu baik pada saat sebelum,sedang dan
setelah dilaksanakannya percobaan. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada rekan satu kelompok
atas kerja samanya dalam melaksanakan praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Halliday,Fundamental of physics.Jefferon city:John
willey,Inc,2011.
[2] Serway, Modern Physics.USA:Brooks cole,2005.
[3] Tipler,physics for scientist and engineer with modern physics
,.new York:Freeman company,2008.