ALAT UKUR RADIASI
Badan Pengawas Tenaga NuklirJl. MH Thamrin, No. 55, Jakarta 10350
Telepon : (021) 230 1266
Radiasi Nuklir
Partikel bermuatanProton Sinar alphaElektron (Sinar beta)
Secara umum dapat dikategorikan menjadi:
Partikel tak bermuatanNeutronSinar - X dan gamma
PRINSIP DASAR DETEKSI RADIASI
Interaksi radiasi dengan medium/ bahan:– proses ionisasi
• Langsung (alpha, Beta, Gamma)• Tak Langsung (Neutron)
– pancaran cahaya, – pemanasan medium, – reaksi kimia – dan lain-lain.
Jumlah ionisasi Intensitas percikan cahaya Intensitas panas/kenaikan suhu medium Perubahan sifat bahan akibat reaksi kimia
Perhitungan Kualitas/kuantitas radiasi :
BAHAN DETEKTOR
BAHAN GEJALA YANG TERJADI JENIS DETEKTOR
Gas Muatan/arus/pulsa listrik Isian gasSemikonduktor Muatan/pulsa listrik SemikonduktorCairan kristal Percikan cahaya SintilasiKristal Termoluminesen TLDEmulsi Foto Pengnhitaman film Film badgeLogam berat Panas Kalorimeter
DETEKTOR BERISI GAS
Prinsip Kerja : ionisasi gas (Ion-ion yang terjadi di dalam gas terkumpul di katoda dan anoda dan melalui suatu rangkaian elektronik dirubah menjadi pulsa listrik. Bentuk : Umumnya berbentuk selinder (Elektroda di tengahnya yang merupakan elektroda positif ( anoda) dan bagian dinding selinder merupakan elektroda negatif (katoda).
Rangkaian Dasar Detektor berisi Gas
SKEMA DIAGRAM DETEKTOR BERISI GAS
Jenis Detektor Isian Gas
REKOMBINASI
BILIK IONISASI
PROPORSIONAL
GEIGER MULER
TINGGI PULSA
TEGANGAN KERJA
Plaeteau
Daerah Rekombinasi(Bergabung kembali)
Daerah Tegangan kerja detektor dimana pasangan ion yang terbentuk akan terjadi rekombinasi membentuk atom netral sebelum mencapai elektroda.
Rekombinasi akan semakin kecil apabila tegangan kerja detektor dinaikan
Kenaikan tegangan kerja menambah jumlah pasangan ion yang terjadi.
Pada batas rentang tegangan kerja tertentu, jumlah pasangan ion (pulsa) yang terjadi tidak tergantung pada tegangan tetapi tergantung pada energi radiasi.
Detektor yang bekerja pada daerah tegangan ini disebut Detektor Kamar Ionisasi.
Pulsa yang terbentuk relatif rendahEfektif mengukur radiasi dengan energi yang besar.Kenaikan tegangan tidak mempengaruhi tinggi pulsa
Daerah Kamar (Bilik) Ionisasi
Elektron yang terbentuk disekitar anoda memproduksi ionisasi sekunder, shg terjadi multiplikasi pasangan ion (Avalance).
Avalance sebanding dengan energi partikel, shg tinggi pulsa sebanding dengan jumlah ion primer yang terjadi.
Detektor ini disebut Detektor Proporsional. Kenaikan tegangan juga menaikkan tinggi pulsa,
detektor proporsional membutuhkan tegangan kerja yang stabil.
Keuntungan dapat mengukur radiasi dengan energi yang rendah.
Daerah Proporsional
Apabila tegangan kerja terus dinaikan, volume sensitif akan meluas sepanjang tabung detektor, sehingga proses ionisasi mengalami titik jenuh.
Tinggi pulsa yang terbentuk sama untuk semua energi
Detektor disebut Detektor Geiger Muller. Tidak dapat membedakan energi Sangat baik sebagai counting (c/s) Sering digunakan sebagai control probe detector Bekerja pada daerah Plateau yaitu daerah tegangan
Daerah Geiger Muller
Untuk mendeteksi neutron harus menggunakan gas yang mengandung Boron atau dinding detektor dilapisi Boron.n + B Li + alpha
Radiasi gamma akan berinteraksi dengan dinding detektor melalui proses efek foto listrik menghasilkan elektron yang akan mengionisasi gas dalam detektor.
Partikel alpha akan mengionisasi gas dalam detektor.
Pengukuran NeutronI(IONISASI TIDAK LANGSUNG)
DETEKTOR SINTILASI
Dalam detektor Sintilasi, radiasi dirubah menjadi kilatan cahaya.
Radiasi berinteraksi dengan material sintilasi, seluruh energi kinetik radiasi diserap oleh sintilator untuk menghasilkan pulsa-pulsa cahaya yang jumlahnya sebandingan dengan energi radiasi
SKEMA DIAGRAM DETEKTOR SINTILASI
Bahan SintilatorRadiasi
cahaya
Photo Multiplier
Tube
Anoda
memancarkan cahaya
Katoda Meter
Bahan-bahan Sintilator
Bahan OrganikSintilator Kristal MurniSintilator CairSintilator PlastikBahan AnorganikNaI(Tl) : untuk Radiasi Gamma dan sinar-XZnS(Ag) : untuk radiasi AlphaSintilator Gas : Ar, Kr, Xe, He, N, dll
Detektor Semi-konduktor
Prinsip: ionisasi bahan/medium pada semikonduktor, membentuk pasangan lubang dan elektron
Bahan/medium: zat padat, Germanium dan Silicon.Energi diperlukan untuk membntuk elektron kecil adalah 3,5 eV, medium udara sebesar 35 eV.
Bentuk detektornya kecil dan resolusi energinya lebih baik, cocok untuk digunakan sebagai spektrometri.
katoda ( + )
Anoda ( - )
+ + + + + + + + +
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Radiasi
Skema Sistem Detektor Semi-Konduktor
Monitor Perorangan
Dosimeter Saku:Dapat langsung dibaca tanpa alat bantu lainnya.
Prinsip kerja: ionisasi gas dan juga menggunakan prinsip elektroskop, dimana apabila pada anodanya diberi muatan, maka kedua tuas pada ujung anodanya (satu tetap, yang satu dapat bergerak bebas) akan saling menolak, sehingga tuas yang bergerak bebas akan menunjukan angka nol.
Rentang terbatas sampai dengan 200 mrem/1 Rem.
DOSIMETER SAKU
Prinsip: Penghitaman/densitas film. Emulsi AgBr yang digunakan sebagai detektornya apabila terkena radiasi akan terurai menjadi ion Ag+ dan ion Br- dan setelah melalui tahapan proses pengambangan dan pemantapan akan terjadi bayangan laten pada film. Tingkat kehitaman film sebanding dengan jumlah dosis radiasi.Holder film badge terdapat filter :Alumunium, timah hitam dan tembaga atau seng yang gunanya untuk membedakan jenis dan energi radiasi.Pengukuran terbatas sampai dengan 300 rem.
Film Badge
Gambar skema Film Badge Holder
Thermo Luminesence Dosimeter (TLD)
Prinsip Kerja: Koversi Penas menjadi Cahaya Bahan: kristal fosfor, jika terkena radiasi pada temperatur normal, elektron-elektron bebas yang terjadi diperangkap dalam kisi-kisi dalam bentuk cacad dgkondisi tidak stabil. Apabila fosfor dipanaskan, energi yang berasal dari elektron yang terperangkap akan terlepas dan kembali pada posisi semula sambil memancarkan cahaya. Cahaya yang timbul ini akan ditangkap oleh alat “TLD Reader” dan dikonversikan dalam pembacaan dosis radiasi.Dengan adanya proses pemanasan inilah maka detektor
ini disebut Thermo Luminesence Dosimeter.Dapat mengukur dosis radiasi sampai dengan 4.000 rem.
Perbandingan Beberapa Monitor Perorangan
Tidak dapat dibaca ulang
Mempunyai hard recordBersifat medico legalDapat digunakan ulangTLD
Tidak dapat diguna-kan ulang
Mempunyai hard record Dapat dibaca ulangBersifat medico legal
Film Badge
Pengukuran dosis radiasi terbatas
Dapat langsung dibacaSebagai indikator awalPen Dosimeter
KerugianKeuntungan
MONITOR LINGKUNGAN
SURVEY METER❂ Digunakan untuk mengetahui tingkat radiasi
di suatu tempat dalam satuan laju dosis. Pemilihian survey meter yang akan digunakan harus didasarkan pada :
❂ Jenis Radiasi, ❂ Energi Radiasi, ❂ Kondisi tempat kerja.
MONITOR KONTAMINASISuatu alat monitor radiasi yang digunakan untuk mengetahui tingkat kontaminasi di suatu tempat kerja dalam satuan cacah per satuan waktu (c/s)
MONITOR ARESuatu alat monitor yang digunakan untuk memonitor suatu daerah radiasi secara terus menerus. Biasanya dihubungkan pada suatu sistem peringatan dini untuk kondisi kedaruratan nuklir.
Kalibrasi Alat UkurAlat Ukur Radiasi :❂ faktor hambur dari ruangan kalibrasi❂ sumber kalibrasi berumur paro panjang❂ dilakukan secara berkala Alat ukur yang perlu dikalibrasi adalah :❂ telah habis masa kalibrasinya, ❂ setelah diperbaiki, ❂ yang baru dibeliSertifikat kalibrasi berisikan :❂ indentitas kalibrator, faktor kalibrasi❂ tanggal kalibrasi, masa berlaku kalibrasi.
Faktor yang mempengaruhi Ketelitian kalibrasi
❂ penentuan jarak antara detektor dan sumber
❂ menentukan koreksi akibat hamburan, kelembaban dll
❂ ketelitian dalam menentukan aktivitas sumber
FILM BADGE
THERMO LUMINESENCE DOSIMETER
PEN DOSIMETER
SOUND MONITOR
✔
BABY LINE
KALIBRASI