Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
1
GEIGER MULLER
Amastasia Salsabila Muliawati, Amru Al Amin, dan Ibu Iim Fatimah
Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Analitika Data, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: amastasiasalsabila@gmail.com
Abstrak—Telah dilakukan praktikum dengan judul Geiger Muller
yang bertujuan untuk mempalajari jenis-jenis partikel,
mempelajari dan memahami prinsip Geiger Counter,
mempelajari pengaruh jarak terhadap radiasi radioaktif, dan
mempelajari pengaruh pelindung (Shielding) terhadap radiasi.
Adapun prinsip yang digunakan pada praktikum ini yaitu
ionisasi. Untuk melakukan praktikum ini digunakan variasi pada
jarak geiger counter terhadap radioaktif sebesar 5 cm, 10cm dan
15cm, pelindung atau penghalang dari geiger counter terhadap
radioaktif yaitu kertas, plastik, dan logam, dan jenis radioaktif
berupa CO-60, AM-24, SR-90. Dirangkai alat yang digunakan
dengan mengatur variasi yang telah ditetapkan dengan
pengulangan sebanyak tiga kali. Didapat hasil data berupa count
yang terbaca pada geiger count dengan waktu pada stopwatch
selama 60 detik tiap variasi. Pada percobaan radiasi latar
belakang memiliki nilai rata-rata kecepatan paparan radiasi
sebesar 0,57 count/s. Pada percobaan Paparan Pengaruh Jarak 5
cm pada Intensitas memiliki nilai rata-rata kecepatan paparan
radiasi sebesar 0,54 count/s, untuk jarak 10 m memiliki nilai ratarata kecepatan paparan radiasi sebesar 0,5 count/s, dan untuk
jarak 15 cm memiliki nilai rata-rata kecepatan paparan radiasi
sebesar 0,56 count/s. Dari praktikum yang dilakukan dapat di
simpulkan beberapa hal bahwa jenis partikel ada dua yaitu
partikel fundamental dan partikel komposit, dimana Geiger
Muller dalam percobaan kali ini mengukur radiasi yang datang,
sehingga dapat diketahui waktu yang diperlukan untuk mencapai
nilai tertentu pada count dan jarak dapat mempengaruhi waktu
yang diperlukan untuk memenuhi nilai count. Prinsip pada geiger
muller adalah ionisasi, semakin jauh jarak antara detector Geiger
muller dengan sumber radiasi maka jumlah partikel yang
tertangkap semakin kecil, dan pelindung mempengaruhi jumlah
peluruhan yang terjadi pada bahan radioaktif. Radiasi
menggunakan shielding dapat menentukan peluruhan pada tiap
bahan, bahan radioaktif Co-60 memancarkan sinar gamma, Sr-90
memancarkan sinar beta dan Am-24 memancarkan sinar alfa.
Kata Kunci— Geiger Counter, Partikel, Radioaktif.
I. PENDAHULUAN
D
ALAM kehidupan sehari-hari di era saat ini,
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat
pesat perkembangannya utamanya pada bidang fisika.
Saat ini banyak alat alat yang menggunakan prinsip- prinsip
fisika. Salah satunya yaitu prinsip pada ionisasi. Pada ionisasi
dapat dikembangkan dengan berbagai hal, salah satunya pada
Geiger Muller. Pada geiger muller dapat diketahui jenis radiasi
yang ada pada suatu radioaktif. Dapat pula diketahui peluruhan
yang terjadi pada radioaktif yang terpapar radiasi. Apabila
dipelajari lebih dalam mengenai Geiger muller akan sangat
bermanfaat dalam kehidupan sehari- hari. Salah satu contoh
penerapan pada kehidupan sehari hari jika mengetahui jenis
radiasi yang terpancar adalah pada dunia kesehatan. Dengan
mengetahui jenis radiasi, dapat mengobati penderita penyakit
kanker atau tumor. Oleh karena itu diperlukan pendalaman
mengenai Geiger muller agar dapat mengetahui
kebermanfaatan yang lebih.
Atom dikatakan sebagai unsur terkecil karena dapat
memberikan sifat kimia pada suatu benda namun partikel
penyusunnya tidak dapat secara mandiri memberikan sifat dasar
kimia. Setelah beberapa abad lamanya teori tentang atom
mendapat perhatian yang serius, sehingga ditemukan bahwa
partikel dasar atom adalah: proton, elektron dan neutrron.
Partikel-partikel inilah yang menyebabkan terjadinya atom.
Dalam ilmu kimia disebutkan “setiap atom memiliki titik pusat
atau inti atau nucleus yang terdiri dari beberapa neutron dan
proton”. Atom terdiri dari inti yang bermuatan listrik positif dan
dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan listrik negatif
untuk mengimbangi muatan proton inti, cacahnya sama dengan
cacah proton didalam nukleus. Partikel-partikel dasar itu ada
yang bermuatan positif dan ada yang bermuatan negatif dan ada
pula yang tidak bermuatan, sedangkan massanya berbeda.
Proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif,
sedangkan neutron tidak bermuatan atau netral. Hal ini
disebabkan karena proton bergabung dengan elektron maka
sifatnya berubah menjadi netral. Neutron adalah proton yang
kepadanya ditambahkan muatan negatif (elektron), sehingga
dari positif berubah menjadi netral (maka dinamakan
neutron)[1].
Pada quarks, secara relatif merupakan partikel berat dan
mempunyai enam variasi di alam dengan spin 1/2. tiga dari
variasi quarks tersebut memiliki muatan listrik +2e/3. quarks
juga dibedakan berdasarkan penambahan bilangan kuantum,
yaitu up, down, chorm, strange, top dan bottom. Materi materi
yang disusun oleh atom memiliki quarks jenis up dan down.
Dengan artian quark pada atom memiliki massa yang lebih
kecil. Untuk jenis quark charm dan strange terdapat pada
partikel sedangkan pada quark jenis up dan down merupakan
quark yang dihasilkan oleh ilmuan dalam laboratorium yang
mempunyai massa lebih berat, dan jenis up dan down tidak ada
pada alam[2].
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
Kemudian yang ketiga, force partikel merupakan partikel
Gambar 1. Alat Geiger Counter Sederhana
yang menghubungkan aksi antara partikel yang berbeda satu
sama lain. Jenis force partikel yang berbeda satu sama lain ini
memiliki peran paling penting pada photon. Yang merupakan
manifestasi dan medan elektromagnetik. Selain itu terdapat
force particle yang lain yaitu gluons dan vektor bosons. Gluons
merupakan manifestasi dari strong nuclear force. Yang
mengikat inti atom dan partikel penyusunnya. Vektor bosons
merupakan manifestasi dari weak nuclear force, yang
berhubungan dengan peluruhan pada unsur radioaktif [2].
Partikel subatom adalah dua atau lebih partikel dasar dalam
keadaan terikat. Sebagai contoh, sebuah proton terdiri atas dua
quark up dan satu quark down. Sementara nukelus atom
helium-4 terdiri atas dua proton dan dua neutron. Neutron
terdiri atas dua quark up dan satu quark down. Komposit
mencakup semua hadron, termasuk barion (seperti proton dan
neutron) dan meson (seperti pion dan kaon) [3].
Salah satu cara mempelajari partikel elementer (fundamental
adalah mengelompokkan ke dalam kategori yang berbeda
berdasarkan perilaku tertentu) yaitu berdasarkan sifat- sifat
tertentu dan sifat- sifat yang sama untuk kesamaan atau
karakteristik
umum
diantara
klasifikasi.
Misalnya
mengklasifikasikan beberapa partikel sesuai dengan jenis
kekuatan yang dilaluinya berinteraksi. Yang pertama adalah
gaya gravitasi, gaya yang selalu dirasakan, andai tidak ada
gravitasi manusia tidak akan beridri, berjalan, dan lain lain.
Yang kedua gaya elektromagnetik, misalnya adanya tarik
menarik pada benda bermagnet. Kompas yang dapat
menunjukkan arah utara dan selatan. Yang ketika gaya lemah,
dan yang terakhir gaya kuat. Fenomena gaya yang terjadi hanya
pada atom dan inti atom, sehingga manusia tidak bisa
merasakan fenomena gaya ini[3].
Suatu elektron dan atom telah dipahami sebelum komposisi
intinya diketahui. Sebabnya adalah gaya yang mengikat inti
bersama jauh lebih kuat daripada gaya listrik yang mengikat
elektron pada inti, sehingga inti lebih sulit untuk dipecahkan.
Suatu ketika, suat inti memmiliki jumlah neutron tak seimbang.
Sehingga iinti tak akan bertahan dan akan memancarkan energi
untuk mencapai kestabilan yang mulanya tidak stabil. Energi
yang dipancarkan disebut dengan energi radiasi. Selama
melepaskan energi, mungkin melepaskan satu atau dua partikel
radiasi sekaligus. Sedangkan suatu inti yang stabil adalah inti
yang memiliki jumlah neutron yang seimbang [3].
Jumlah proton dan neutrin di dalam inti atom sangat
menentukan kestabilan inti atom. Hanya kurang lebih 400 inti
2
atom yang stabil dari 1500 inti atom yang telah diketahui. Inti
Gambar 2. Skema Alat percobaan Geiger Muller
inti yang tidak stabil secara spontan akan melakukan peluruhan
untuk menuju daerah kestabilan inti dengan memancarkan
partikel radioaktif. Idaknya inti atom dapat dilihat dari
komposisi jumlah proton dan seutron serta tingkat energinya.
Sebaliknya, inti atom dikatakan tidak stabil apabila komposisi
jumlah proton neutron tidak seimbang atau tingkat energinya
tidak stabil atau dapat dikatakan sedang berada pada tidak
keadaan dasar. Inti atom yang tidak stabil, cenderung untuk
berubah menjadi stabil [4].
Inti atom atau radioaktif adalah inti yang tidak stabil yang
secara spontan memancarkan sinar radioaktif (yaitu sinar α,
sinar β, dan sinar Ɣ). adanya pemancaran sinar ini akan
menyebabkan jumlah inti semakin lama semakin berkurang
atau meluruh. Inti radioaktif mengalami peluruhan untuk
mencapai kondisi yang lebih stabil. Secara teori proses
peluruhan radioaktif adalah proses dimana lepasnya energi atau
melepaskan kelebihan energi. Setelah terjadi peluruhan, elemen
akan berubah menjadi elemen lain karena jumlah protonnya
berubah [3].
Atom yang tidak stabil akan berusaha stabil dengan
mengubah nomor atom dan junmlah neutron, dengan cara
pelurahan. Yaitu peluruhan alfa, beta, atau gamma. Peluruhan
tersebut merupaan subjek umum dari peluruhan radioaktif.
Peluruhan akan memancarkan energi dari atom yang disebut
radiasi. Terdapat radiasi pengion maupun non pengion. Radiasi
yang pancaran energinya cukup membuat elektron pada atom
terionisasi, disebut radiasi pengion, namun yang tidak, disebut
radiasi non pengion. Radiasi pengion dapat termasuk partikel
maupun foton. Sinar gamma dan sinar-X termasuk foton. Sinar
alfa, beta, dan neutron termasuk partikel. Radiasi pengion
biasanya terdiri dari partikel subotomik, atom yang bergerak
lebih cepat dari cahaya, gelombang elektromagnetik dengan
energi tinggi, dan spektrum elektromagnetik[4].
Peluruhan adalah perubahan suatu nuklida menjadi nuklida
lain secara spontan dan diikuti dengan pemancaran partikel
radioaktif. Inti atom yang mengalami peluruhan disebut inti
induk. Sedangkan inti yang dihasilkan dari peluruhan disebut
inti anak. Inti anak ini meluruh lagi membentuk inti anak baru.
Begitu seterusnya sampai terbentuk deret radioaktif yang
memiliki inti stabil. Inti atom radioaktif yang memancarkan
sinar alfa akan menyebabkan nomor atom inti induk berkurang
dua dan nomor massa induk berkurang empat sehingga berubah
menjadi inti atom yang lain[7].
Sinar alfa merupakan pemancaran partikel yang terdiri atas
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
dua proton dan dua neutron yang merupakan partikel yang
bermuatan positif yang memiliki massa 4 kali massa proton.
Pancaran sinar alfa menyebabkan ukuran inti menjadi lebih
kecil. Partikel alfa adalah inti atom helium yang memiliki
energi tinggi dan bermuatan positif 2+. Partikel Sinar alfa akan
membelok ketika berada dalam medan magnet maupun medan
listrik. Partikel sinar alfa memiliki daya tembus lebih kecil
dibandingkan dengan sinar beta dan gamma. Sinar beta
merupakan pancaran elektron dari inti atom karena perubahan
neutron menjadi proton dan diberi lambang -1e0. Ketika
pancaran sinar beta berlangsung, secara bersamaan terjadi
perubahan neutron menjadi proton. Dengan kata lain, partikel
sinar beta merupakan elektron yang bergerak cepat. Partikel
sinar beta memiliki muatan negatif yaitu (1-). Sinar beta akan
membelok ketika berada dalam medan magnet dan medan
listrik. Partikel sinar beta memiliki daya tembus lebih kecil dari
pada sinar gamma namun lebih besar dari pada sinar alfa. Inti
atom dapat memiliki energi ikat nukleon yang lebih tinggi dari
energi ikat dasarnya (ground state). Dalam keadaan ini dapat
dikatakan bahwa inti atom dalam keadaan tereksitasi dan dapat
kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan sinar gamma
yaitu foton yang besarnya energi tergantung pada keadaaan
energi tereksitasi dengan energi dasarnya. Pemancaran sinar
gamma tidak menyebabkan perubahan massa maupun muatan
pada inti atom. Pancaran sinar gamma tidak mengubah inti
induk atom. Sinar gamma memancarkan energi yang berupa
gelombang elektromagnetik. Sinar gamma ini memiliki
frekuensi yang tinggi. Partikel sinar gamma tidak bermuatan
listrik. Partikel sinar gamma memiliki daya tembus lebih besar
dibandingkan sinar alfa maupun sinar beta. Partikel sinar
gamma tidak dibelokan oleh medan magnet maupun medan
listrik. Pancaran positron menubah proton menjadi neutron.
Pancaran positron terjadi karena inti memiliki rasio neutron
terhadap proton yang relatif rendah.[7].
Radiasi pengion adalah radiasi yang menimbulkan ionisasi
dan eksitasi pada materi yang ditembusnya. Atau dalam kata
lain yaitu peristiwa lepasnya elektron daru orbitnya karena
ditarik oleh radiasi partikel bermuatan. Setelah mengalami
transformasi atau peluruhan, inti yang tidak stabil akan menjadi
inti atom yang stabil. Inti atom yang mengalami transformasi
inti disebut inti induk, hasil dari peluruhan. Radiasi berenergi
pengion berenergi tinggi yang berasal dari benda angkasa dan
menembus kedalan atnosfer bumi disebut radiasi kosmik primer
dan radiasi kosmik yang dihasilkan oleh interaksi radiasi
kosmik primer dengan inti atom yang ada di udara disebut
radiasi kosmik sekunder[4].
Detektor geiger muller adalah jenis detektor yang dipandang
dari segi pengaruh interaksi radiasinya. Detektor ini merupakan
sebuah alat pengukur radiasi ionisasi yang dapat digunakan
untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensor yang
digunakan adalag sebuah tabung geiger muller. Tabung geiger
muller adalah sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan
bersifat konduktor ketika atau foton radiasinya menyebabkan
gas menjadi konduktif. Pada radiasi gamma, walaupun tingkat
rehabilitasnya kurang. Detektor ini tidak bisa digunakan untuk
mendetektsi neutron[5].
Cara kerja geiger muller tube, tinglat ionisasi tergantung
3
energi partikel dan jumlah radiasi yang diserap oleh gas.
Ionisasi molekul oleh gas radiasi nuklir adalah prinsip tabung
geiger. Tabung geiger terdiri dari kawat halus yang berjalan
secara aksial melalui silinder logam yang diisi gas. Biasanya
argon, pada tekanan sekitar 0,1 arm. Perbedaan potensial atau
tegangan di pertahankan antara kawat pusat dan silinder, kabel
pusat berada pada potensial sehubungan dengan silinder.
Partikel nuklir energetik (radiasi pengion) melewati silinder dan
memasuki tabung mengionisasi molekul gas. Elektron yang
dibebaskan tertarik ke arah kawat dan memasuki ion positif ke
arah silinder. Jika tegangan antara kawat dan silinder cukup
besar, elektron yang dipercepat memperoleh energi yang cukup
besar, elektron yang dipercepat memperoleh energi yang cukup
untuk mengionisasi molekul gas lain dalam perjalanan ke kawat
positif. Elektron dari ionisasi sekunder yang menghasilkan
ionisasi tambahan. Proses ini disebut komulatif[6].
II. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Pada percobaan Geiger Muller digunakan alat dan bahan
untuk menunjang praktikum. Adapun alat yang digunakan yaitu
Geiger counter, Geiger tube, statis, penggaris, power supply,
bahan radioaktif Co-60, Am-241, Sr-90 dan stopwatch.
Kegunaan pada masing masing alat yaitu pada Geiger counter
berfungsi sebagai pendeteksi radiasi yang memunculkan angka
hasil peluruhan berupa count. Geiger tube berfungsi sebagai
penerima sinar radiasi. Penggaris yang digunakan sebagai
mengukur jarak variasi pada geiger count dengan shield. Power
supply berfungsi sebagai sumber tegangan agar geiger counter
dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Stopwatch berfungsi
sebagai mengukur waktu yang dibutuhkan. Statif berfungsi
sebagai alat penjepit bahan radioaktif.
B. Skema Alat
Adapun skema alat pada praktikum ini terdapat pada gambar
2.
C. Cara Kerja
Adapun langkah- langkah yang dilakukan pada praktikum
geiger muller yaitu pertama disiapkan alat- alat yang
dibutuhkan dan dipastikan bahwa alat yang digunakan dapat
bekerja sesuai fungsinya. Selanjutnya, dihubungkan Geiger
counter ke power supply dan dinyalakan geiger counter yang
telah teraliri listrik. Untuk yang pertama dilakukan pengukuran
radiasi latar belakang, yaitu diarahkan muka pendeteksi ke
sembarang arah tanpa penghalang didekatnya, untuk
mengetahui pengaruh radiasi pada ruangan. Dan dilihat
perubahan count yang terjadi per 1 menit. Dicatat hasil count
pada radiasi latar belakang. Kemudian dilakukan pengulangan
sebanyak 3 kali. Untuk percobaan pengukuran radiasi yang
kedua yaitu pengukuran radiasi terhadap radioaktif. Yaitu
dengan meletakkan bahan radioaktif dengan variasi CO-60,
AM-241, dan Sr-90 dengan variasi jarak 5, 10 cm dan 15 cm.
Setelah itu dihubungkan lagi power supply ke geiger counter
dan dinyalakan. Pastikan muka geiger tube mengenai atau
selurus dengan bahan radioaktif. Dan tidak ada penghalang
Tabel 1. Data percobaan radiasi latar belakang
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
Pengulangan
X (count)
1
37
2
30
3
35
Rata-rata
34
4
Tabel 7. Data Nilai I Percobaan Radiasi Latar Belakang
Pengulangan
Waktu
X(count)
I(count/s)
1
60
37
0.52
2
60
30
0.5
3
60
35
0.58
rata-rata
0.57
Tabel 2. Data percobaan jarak radiasi terhadap intensitas radiasi
Unsur
Radioaktif
Jarak (cm)
5
10
15
52
34
28
41
26
26
39
38
18
44
32.66
24
28
32
55
Am-24
28
34
27
29
23
28
Rata-rata
28.33
29.66
36.66
21
28
35
39
29
46
18
27
39
26
28
40
Co- 60
Rata-rata
Sr-90
Rata-rata
B. Perhitungan
Dari data yang sudah di dapatkan pada tabel 1, tabel 2, tabel
3, dan tabel 4, maka dapat di lakukan perhitungan untuk
kecepatan paparan radiasi pada masing – masing percobaan.
Berikut ini merupakan contoh perhitungan dari data hasil
percobaan
Diketahui :
Bahan radioaktif Co-60
X
= 41 count
t
= 60 s
s
=5 cm
Ditanya : kecepatan paparan radiasi
Solusi :
Untuk mendapatkan nilai kecepatan paparan radiasi dapat
digunakan cara sebagai berikut :
I=
X
t
(2)
yang menghalang. Ditunggu selama 1 menit dan dilihat
perubahan count yang terjadi pada geiger count. Dicatat hasil
count yang muncul setelah 1 menit, dan dilakukan pengulangan
sebanyak 3 kali pada masing masing variasi. Untuk pengukuran
yang ketiga yaitu dilakukan pengukuran dengan memberikan
penghalang berupa kertas, plastik, dan logam diantara jarak
geiger tube dengan radioaktif. Dilakukan langkah yang sama
seperti sebelumnya. Di catat hasil count dan dilakukan
pengulangan sebanyak tiga kali pada masing masing variasi
pelindung.
D. Flowchart
Adapun flowchart pada praktikum Geiger Muller yaitu pada
gambar 3.
E. Persamaan
Pada percobaan Geiger Muller ini digunakan persamaan
untuk menentukan besarnya I pada hasil data :
X
I=
t
(1)
Yang mana x merupakan count yang didapat dan t merupakan
waktu.
III. HASIL DAN DISKUSI
A. Analisa Data
Adapun data yang didapat setelah dilakukan praktikum yaitu
pada tabel 1, tabel 2, dan tabel 6.
I=
41
60
(3)
I = 0.68
(4)
Setelah didapat contoh perhitungan, maka didapat hasil
perhitungan dari praktikum geiger muller pada tabel 7, tabel 8,
dan tabel 9.
C. Grafik
Pada percobaan Geiger Muller didapatkan hubungan
intensitas terhadap jarak terlihat pada Gambar 4 dan grafik
hubungan antara intensitas terhadap shielding terlihat pada
Gambar 5.
D. Pembahasan
Pada percobaan Geiger muller, dengan tujuan untuk
mempelajari jenis jenis partikel, mempelajari dan memahami
prinsip Geiger counter, mempelajari pengaruh jarak terhadap
radiasi radioaktif, dan mengetahui pengaruh pelindung terhadap
radiasi. Pada praktikum digunakan geiger count dan radioaktif
untuk mengetahui jenis radiasi yang terjadi. Inti atom pada
radioaktif adalah inti yang tidak stabil yang secara spontan
memancarkan sinar radioaktif. Pemancaran sinar ini
menyebabkan jumlah inti makin lama makin berkurang
(meluruh). Inti radioaktif ini mengalami peluruhan untuk
mencapai kondisi stabil. Inti atom yang mengalami peluruhan
disebut inti induk. Sedangkan inti dari hasil peluruhan disebut
inti anak. Pada inti anak akan meluruh lagi dan membentuk inti
anak baru. Begitu seterusnya sampai terbentuk deret radioaktif
yang memiliki inti stabil. Hasil peluruhan pada radioaktif
terbaca pada geiger count, oleh sebab itu dipastikan geiger tube
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
telah lurus dengan radioaktif yang telah dijepit pada statif.
Sehingga dapat terbaca peluruhan yang terjadi selama 60 detik.
5
saat alat dihubungkan ke listrik, maka beda potensial dapat
berefek untuk mempercepat laju elektron-elektron itu menuju
elektroda. Ion yang positif akan bergerak menuju katoda
Gambar 4. Grafik Nilai I Radiasi terhadap Jarak Intensitas Radiasi
Gambar 5. Grafik Nilai I terhadap Shielding
Gambar 3. Flowchart Percobaan Geiger Muller
Pada percobaan Geiger Muller menggunakan prinsip ionisasi,
yaitu terlepasnya elektron dari kulit atom, menjadi elektron
bebas. Sehingga dapat diketahui radiasi pada percobaan ini
adalah jenis radiasi pengion. Di dalam tabung geiger, terdapat
gasmulia. Konfigurasi electron dengan kulit valensi yang terisi
penuh menyebabkan gas mulia bersifat cenderung sangat stabil
atau sukar bereaksi dengan unsur lain. Jenis isian gas yang
dipakai pada tabung Geiger Mulleradalah gas Argon. Jadi saat
radiasi masuk danmengenai partikel-partikel gas, elektron
valensi dari gas tersebut akan melompat keluar dari atom atau
dengan kata lain mengalami ionisasi. Hal tersebut
menyebabkan adanya elektron bebas berada dalam tabung dan
sedangkan ion yang negatif akan bergerak menuju anoda. Gas
mulia yang kekurangan elektron cenderung menarik elektron
baru untuk berikatan supaya kembali dalam keadaan stabil dan
peristiwa itu terjadi secara terus menerus (kontinyu) yang
disebut dengan peristiwa Avalenche.
Perbedaan efek compton dan efek fotolistrik yaitu pada efek
compton merupakan peristiwa terhamburnya sinar X atau
peristiwa foton saat menumbuk elektron diam menjadi foton
terhambur dan elektron. Sedangkan efek fotolistrik adalah
pengeluaran elektron dari suatu permukaan ketika dikenai, dan
menyerap radiasi elektromagnetik yang berada di atas frekuensi
ambang tergantung pada jenis permukaan. Efek fotolistrik
membutuhkan foton dengan energi dari beberapa electronvolts
sampai lebih dari 1MeV unsur yang nomor atom nya tinggi.
Pengertian dari deeksitasi adalah perpindahan elektron dari
tingkat energi yang tinggi ke energi yang lebih rendah dengan
memancarkan energi sedangkan pengertian dari deionisasi
yaitu peristiwa kebalikan dari ionisasi dimana elektron bebas
ditangkap oleh atom dengan disertai pancaran energi.
Radiasi latar belakang adalah ukuran tingkat radiasi pengion
yang ada di lingkungan pada lokasi tertentu yang bukan
disebabkan oleh sumber radiasi yang disengaja. Adanya radiasi
latar belakang ini sendiri dapat meningkatkan pembacaan total
yang diharapkan dari kontaminasi saha pada pengukuran
kontaminasi radioaktif di latar belakang radiasi.namun, jika
tidak asa sumber radiasi yang menjadi perhatian, maka
pengukuran dosis radiasi total di suatu lokasi umumnya disebut
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
radiasi latar, dan ini biasanya terjadi dimana laju dosis ambien
diukur untuk tujuan lingkungan.
Radiasi pengion adalah radiasi yang dapat menimbulkan
ionisasi dan eksitasi pada materi yng ditembusnya. Apabila
radiasi pengion menembus suatu materi, maka materi tersebut
akan mengalami ionisasi atau eksitasi dengan menyerap energy
radiasi. Sinar radioaktif memiliki daya tembus yang besar, dan
dapat mengionisasi media yang dilaluinya, maka dari itu
disebut radiasi pengion. Radiasi pengion yang dihasilkan oleh
isotop radioaktif dapat berupa radiasi partikel, yaitu radiasi alfa,
radiasi beta dan radiasi gamma. Daya tembus radiasi alfa lebih
kecil dari daya tembus radiasi beta maupun gamma. Sedangkan
daya tembus radiasi beta lebih besar dari daya tembus radiasi
alfa dan lebih kecil dari daya tembus radiasi gamma. Dan untuk
daya tembus radiasi gamma ebih besar dari pada daya tembus
radiasi alfa maupun radiasi beta. Pada radiasi alfa, radiasi
sangat kecil sehingga pada radiasi alfa tidak dapat menembus
medium dan jika menembus tidak bisa menarik energi pada
radioaktif. Sedangkan pada radiasi beta, radiasi dapat
menembus beberapa medium dan radiasi yang datang
berhimpitan dengan inti radioaktif, namun belum mengenai
tepat radioaktif, namun pada radiasi beta dapat menarik energi
pada radioaktif. Pada radiasi gamma radiasi dapat menembus
berbagai medium dengan batasan tertentu namun lebih baik
daya tembus daripada radiasi beta. Radiasi gamma pun dapat
langsung mengenai inti radioaktifnya sehingga energi dapat
tertarik keluar.
Pada Geiger Muller digunakan untuk mengetahui radiasi
alfa, beta dan gamma. Dengan berupa count yang muncul pada
geiger count dengan diberi pelindung pelindung pada yang
menghalang radioaktif. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger
Muller yang diisi oleh gas yang bersifat konduktor ketika
partikel atau foton radiasi menyebabkan gas menjadi konduktif.
Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada
indikatornya.
Pada percobaan Geiger muller didapatkan hasil data
percobaan berupa count per waktu. Dari hasil data percobaan
tersebut diperoleh nilai kecepatan paparan radiasi (I). Pada
percobaan radiasi latar belakang didapatkan nilai kecepatan
paparan radiasi (I) rata – rata sebesar 0,57 count/detik. Pada
percobaan pengaruh jarak terhadap intensitas radiasi
didapatkan kecepatan rata – rata paparan radiasinya yaitu untuk
bahan radioaktif Co-60 pada jarak 5 cm sebesar 0,73
count/detik, untuk jarak 10 cm sebesar 0,54 count/detik dan
untuk jarah 15 cm sebesar 0,40 count/detik. Untuk bahan
radioaktif Am-24, pada jarak 5 cm sebesar 0,47 count/detik, dan
pada jarak 10 cm sebesar 0,49 count/detik sedangkan pada jarak
15 cm sebesar 0,61 count/detik. Untuk bahan radioaktif Sr-90,
untuk jarak 5 cm sebesar 0,43 count/dertik, dan pada jarak 10
cm sebesar 0,47 count/detik sedangkan pada jarak 15 cm
sebesar 0,67 count/detik. Dan hasil dari kecepatan paparan
radiasi pada masing masing pelindung seperti yang dilihat pada
tabel. Dari hasil yang didapat diketahui bahwa kecepatan
paparan radiasi paling besar ada pada radioaktif jenis Co-60.
baik ketika paparan langsung mengenai geiger tube maupun
penghalang atau pelindung berupa kertas, mika, dan logam.
Kemudian dari hasil data count, waktu, dan kecepatan paparan
radiasi, maka dapat dikatakan bahwa kecepatan paparan radiasi
berbanding terbalik dengan waktu dan berbanding lurus dengan
count. Yang artinya semakin tinggi nilai kecepatan radiasi maka
6
semakin sedikit waktu yang dibutuhkan dan sebaliknya.
Sedangkan pada percobaan mengukur radiasi menggunakan
shielding, didapatkan radiasi paling besar di pancarkan pada saat
menggunakan shielding logam yaitu bahan radioaktif Co-60 ratarata sebesar 0,65 count/detik, saat menggunakan shielding kertas
bahan radioaktif Am-241 terbesar rata-rata sebesar 0,38
count/detik, saat menggunakan shielding plastik yaitu bahan
radioaktif Sr-90 rata-rata sebesar 0,59 count/detik. Daya tembus
dari terbesar hingga terkecil yaitu sinar gamma-sinar beta-sinar
alfa. Maka dapat dilihat bahwa radiasi pada bahan Co-60 lebih
besar dari pada Sr-90 dan Am-241 jadi bahan radioaktif Co-60
memancarkan sinar gamma (γ), Sr-90 memancarkan sinar beta (β)
dan Am-24 memancarkan sinar alfa (α).
Terlihat pada grafik hasil percobaan, hubungan paparan
radiasi terhadap jarak pada Co-60 berbanding lurus, sedangkan
pada Sr-90 dan Am-241 berbanding terbalik. Menurut teori,
yang benar adalah berbanding terbalik, karena seperti yang
telah dijelaskan di paragraf sebelumnya bahwa semakin besar
jarak maka radiasi semakin kecil, sehingga kecepatan paparan
radiasi juga harusnya semakin kecil, karena disini waktu yang
digunakan pada percobaan disetiap variasi adalah sama.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan dari percobaan yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa:
1. Jenis Partikel dibagi menjadi 2 yaitu partikel fundamental
dan partikel komposit. Partikel Fundamental merupakan suatu
partikel yang terdiri dari satu unsur, didalam nya terbagi lagi
menjadi Lepton dan Quark. Gabungan dari Lepton dan Quark
disebut dengan Fermion. Sedangkan Partikel Komposit terdiri
dari dua atau tiga unsur, didalam nya terdapat Baryon yang
merupakan kumpulan dari tiga partikel Quark dan Meson yang
merupakan kumpulan dari dua partikel, yaitu partikel quark dan
antiquark.
2. Prinsip dari Geiger Counter, yaitu peluruhan radioaktif dan
radiasi pengion dengan proses ionisasi gas.
3. Percobaan Geiger Muller yang telah dilakukan dapat
diketahui bahwa jarak cukup mempengaruhi radiasi yang
tertangkap oleh geiger count yaitu semakin jauh jarak yang ada
maka semakin sedikit radiasi yang tertangkap.
4. Dengan adanya pelindung dapat mengetahui jenis radiasi apa
yang terjadi pada radioaktif. Intensitas radiasi menggunakan
shielding dapat menentukan peluruhan pada tiap bahan, bahan
radioaktif Co-60 memancarkan sinar gamma, Sr-90
memancarkan sinar beta dan Am-24 memancarkan sinar alfa.
Shielding berbahan logam memiliki radiasi yang terbesar.
UCAPAN TERIMA KASIH
Saya Amastasia Salsabila Muliawati mengucapkan terima
kasih Tuhan YME karena telah diberikan kesempatan sehingga
bisa melakukan praktikum ini. Ucapan terima kasih selanjutnya
saya berikan kepada Ibu Iim Fatimah selaku dosen Fisika
Laboratorium dan mas Amru selaku asisten laboratorium
kelompok saya, yang memberi arahan dan menjawab segala
pertanyaan sehingga praktikum berjalan lancar. Serta temanteman semua yang bersedia menjawab pertanyaan saya tentang
praktikum ini. Selain itu, yang paling utama adalah terima kasih
kepada orang tua saya yang mendoakan serta selalu meridhoi
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
7
saya.
rata rata
1
DAFTAR PUSTAKA
20
2
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Ralph. Petrucci-Suminar. “Kimia Dasar Prinsip Percobaan Penerapan
Modern Cet.6”.Jakarta : Erlangga (1996)
Y. Wiyatmo, “Fisika Nuklir,” Jakarta: Pustaka Pelajar (2006)
Griffiths.“Introduction to Elementary Particles”. Germany : Willey VCH
(2004)
Beiser, Arthur. “Concept of Modern Physics”. Boston : Mc Graw Hill
(2003)
J. R. Taylor dan C. D. Zafiratos, “Modern Physics for Scientist and
Engineers,” New Jersey: Prentice Hall (1991)
W. B. Nurdin, “Fisika Nuklir untuk Kesahatan,” Bogor: Percetakan IPB
(2013)
Ridwan, Jatu P.”Simulasi Numerik Massa Peluruhan Inti Zat Radioaktif
Unsur Uranium-238 Dengan Metode Aljabar Matriks”. Jember :
Respitory Universitas Negri Jember (2015).
Sr-90
20
rata rata
20.33333333
1
31
Co- 60
2
39
3
35
rata rata
1
35
32
Plastik
Am-24
12
3
Tabel 3. Data Hasil pengamatan pengaruh efek shield pada intensits radiasi
Co-60
Kertas
21
3
2
LAMPIRAN
Pengulangan
22.66666667
Plastik
Aluminium
4
rata rata
16
1
37
2
35
Sr-90
3
1
31
31
54
2
33
39
25
1
3
31
35
38
2
35
rata rata
Tabel 4. Data Hasil pengamatan pengaruh efek shield pada intensits radiasi
Am-241
Pengulangan
Kertas
Plastik
Aluminium
1
29
32
8
2
27
12
3
3
12
4
1
54
Co- 60
38
rata rata
Kertas
Plastik
Aluminium
1
2
20
37
28
21
35
27
3
20
35
30
8
Logam
Am-24
Shielding
Bahan
Radioaktif
1
Co- 60
2
3
1
rata rata
rata rata
1
2
3
Am-24
4
1
28
Sr-90
27
3
30
rata rata
28.33333333
Tabel 8. Data nilai I percobaan radiasi terhadap intensitas radiasi
Unsur
Radioaktif
Waktu
Jarak 5 cm
I (count/s)
Jarak 10
cm
60
0.87
0.57
60
0.68
0.43
60
0.65
0.63
31
rata- rata
0.73
0.54
33
60
0.47
0.53
60
0.47
0.57
31.66666667
60
0.48
0.38
29
rata- rata
0.47
0.49
60
0.35
0.47
60
0.65
0.48
Co – 60
X (count)
31
Kertas
3
3
Tabel 6. Data percobaan radiasi terhadap Shielding yang diberikan
Pengulangan
39
1
2
Pengulangan
25
3
2
Tabel 5. Data Hasil pengamatan pengaruh efek shield pada intensits radiasi
Am-241
35.66666667
27
12
Jarak 15
cm
0.47
0.43
0.3
0.4
0.92
Am – 24
Sr - 90
0.45
0.47
0.61
0.58
0.77
Amastasia Salsabila M-01111840000005-Geiger Muller, 1-8
60
0.30
0.45
rata- rata
0.43
0.47
0.65
0.67
Tabel 9. Data nillai I percobaan radiasi terhadap shielding
Unsur
Radioaktif
I (count/s)
Waktu
Kertas
Plastik
60
0.52
0.52
60
0.55
0.65
60
0.52
0.58
rata- rata
0.53
0.58
60
0.48
0.53
60
0.45
0.20
60
0.20
0.07
rata- rata
0.38
0.27
60
0.33
0.62
60
0.35
0.58
60
0.33
0.58
rata- rata
0.34
0.59
Logam
0.9
Co – 60
Am – 24
Sr - 90
0.42
0.63
0.65
0.13
0.05
0.02
0.07
0.47
0.45
0.50
0.47
8