prngukuan radioaktivitas (1).ppt

8/18/2019 prngukuan radioaktivitas (1).ppt

1/39

Pengukuran

RadioaktivitasFarmasi UNTAN


2/39

• RA meluruh memancarkan

partikel α/ inti helium, β (elektron , β(positron dan !"• Radiasi partikel #ermuatan dpt

dideteksi dng meman$aatkan radiasi%at ts# dng materi"• Partikel &g #ergerak pd suatu materi

akan diperlam#at gerakn&a krntum#ukan dng atom'atom materi &gdilalui sepan ang lintasann&a"


3/39

• )nteraksi radiasi dengan materi daptter d melalui * cara+

")nteraksi radiasi dng inti atom materidi sekitarn&a*")nteraksi radiasi dengan elektron

atom materi, menurut ga&a coulom#


4/39

• U/ partikel* ringan #ukan elektron,sep- proton, deutron dan al$a, interksidng inti atom materi tdk #egitumemainkan peran penting dlm prosesperlam#atann&a"

• )nteraksi radiasi dng elektron dptmenghasilkan * proses- &aitu+

")onisasi*"eksitasi


5/39

" )onisasi•

.uatu partikel #ermuatan #ergerakmenim#ulkan medan listrik disekitarn&a"

• edan listrik mempengaruhi e' &gada di sekitar

• 0ika interaksi kuat, e' tertolakkeluar dan menerima energi kinetik"

• Peristi1a ini dise#ut ionisasi danter adi pasangan ion, &aitu ion 2 dan '


6/39

*" 3ksitasi• 0ika interaksi ter d kuat u ter d prosesionisasi, maka #isa ter d eksitasi"•e' akan #erpindah dr keadaan a1al

dng energi ikat, 3o menu u suatuenergi ikat akhir 3•3 43o , 345


7/39

0enis tum#ukan &ang ter adi+a Tum#ukan 36A.T)7

ter adi ika T)8A7 ter adi peru#ahan energidalam atau energi kinetik total dari partikel'partikel &ang #ertum#ukan"

# Tum#ukan TA7 36A.T)7

ter adi ika A8A peru#ahan energi dalamdari satu atau le#ih dari sistem &ang#ertum#ukan (mis" ter adi pengionan atom

Interaksi Radiasi denganElektron Atom Materi


8/39

c Pen&erapan .3 PURNA

ter adi ika semua radiasi &ang menum#ukmateri diserap sempurna (tidak ada radiasisemula &ang diteruskan atau dipantulkan "

Pengamatan interaksi radiasidengan materi makroskopis 9mikroskopis"


9/39

isal+

0ika intensitas radiasi diukur se#elumdan sesudah melalui suatu materi,maka intensitas &ang diserap materidapat dihitung"

Io

It

Ia


10/39

• .ecara A.7:.7:P)7, pengukurann&amerupakan hasil rata'rata dari #er#agaitum#ukan radiasi dengan tiap atompen&usun materi &ang #iasan&ameli#atkan #er#agai enis interaksi"

• .ecara )7R:.7:P)7, pengukurann&amemperhitungkan setiap enistum#ukan &ang ter adi pada tingkat

atom atau su# atomik dan proses'proses &ang diaki#atkan tum#ukanterse#ut"


11/39

)nteraksi Partikel α denganateri

• Partikel al$a terdiri atas inti atom helium,&ang merupakan inti sta#il karena energiikat per nukleonn&a cukup tinggi (; <

e= "• Partikel α mempun&ai massa le#ih #esardari elektron, sehingga ika elektronditum#uk dengan partikel α maka

perlam#atan partikel α ter adi tanpadi$usi, melalui se umlah #esar tum#ukandengan pertukaran energi sedikit demisedikit"


12/39

• suatu elektron &ang terlepas darior#ital atom oleh partikel α danterlempar mele1ati ruang denganenergi tertentu #eraki#at elektron inimampu menghasilkan pasangan ion"

• Pengionan spesi>k umlahpasangan ion &ang dihasilkan persatuan pan ang dari arak tempuh (per

mm radiasi pengion"• Pengionan spesi>k #ergantung pada

energi &ang tertinggal pada partikel"


13/39

• Partikel α secara kontinu kehilangan energisepan ang alan tempuhn&a dengan

menghasilkan proses'proses pengionan, makapengionan spesi>k pun #eru#ah secarakontinu" ?ersamaan dengan hilangn&a energipartikel, kecepatan partikeln&a pun

#erkurang"• Pada kecepatan &ang le#ih rendah, partikel α

mempun&ai le#ih #an&ak 1aktu untukmempengaruhi lingkungan atom'atom &angdi umpain&a sehingga umlah pasangan ion&ang ter adi akan le#ih #an&ak karenapartikel α mempun&ai kesempatan le#ih#esar untuk #erinteraksi dengan elektron"


14/39


15/39

• 8i dalam udara dengan tekanan < 5 mm@gpada temperatur 5 oB pan ang angkauan (R

partikel α dapat din&atakan dengan kategori+a) E < 4 MeV, R (cm) = 0,56 E MeV.) 4 MeV < E < ! MeV, R (cm) = ",#4 E

(MeV) $ #,6#

• R partikel α dalam suatu medium atau #ahanlainn&a, dapat din&atakan s##+Rm (mg%cm # ) = 0,56 & A "%' & R

dimana+ A C nomor atom medium

R C pan ang angkauan partikel αdalam

udara (cm Rm C kerapatan kete#alan (mg/cm *


16/39

• @u#ungan antara kerapatan total dengankete#alan (te dapat dirumuskan s##+

Rm (g%cm # ) = (g%cm ' ) & te (cm)

• Pan ang angkauan/lintasan partikel α

dalam tu#uh manusia dapat din&atakans##+Ra & a = Rt & t

dimana+ Ra C pan ang lintasan α di udara Da C #erat enis udara Rt C pan ang lintasan α dalam tu#uhmanusia

Dt C #erat enis tu#uh manusia


17/39

• 7ecepatan partikel β #ergantung padaenergin&a, dimana #erkisar dari 5 secarakontinu sampai sekitar *,E 5 5 cm/s

(mendekati kecepatan caha&a "• Partikel β harus #ergerak dengan

kecepatan &ang le#ih #esar daripada

kecepatan α &ang mempun&ai energi&ang sama, karena massa partikel βle#ih kecil dari partikel α"

)nteraksi Partikel β denganateri


18/39

• 3nergi partikel β dihitung #erdasarkankecepatan partikeln&a (v "

ika v 4 (rendah , maka energin&a dapatdihitung menggunakan persamaan+

E = m* #sedangkan ika v G (tinggi , makadiperlukan $aktor koreksi relativitas3insten +

m = m o %+" - # "%# dimana+ m C massa e$ekti$ m o C massa diam β C v/c , dengan v C kecepatan partikel c C kecepatan caha&a


19/39

• Pen&erapan partikel β oleh materi dari

pengamatan A7R:.7:P).merupakan $ungsi dari arak &angditempuh partikel'partikel dalam#ahan pen&erap dari rapat massa#ahan terse#ut"

• 0ika suatu #erkas partikel β denganintensitas () o mengenai suatu

a#sor#er, maka se umlah partikelakan terserap sehingga intensitas&ang diteruskan adalah )"


20/39

• pen&erapan partikel β akan turun secaraeksponensial ika menem#us suatu #ahana#sor#en dengan te#al ( "

• Pern&ataan terse#ut dapat din&atakandengan persamaan+dimana+ R o C keakti$an &ang teramati tanpaa#sor#er

R C keakti$an &ang teramati dengana#sor#erH C koe>sien a#sorpsi (cm * /g

I


21/39

• @u#ungan antara pan ang lintasan

(g/cm*

dengan energi partikel β( e= dapat din&atakan s##+

Emaks / 0,! MeV, maka R = 0,54#Emaks $ 0,"''0,"5 MeV < E maks < 0,! MeV,

makaR = 0,40 (E maks ) ",'!


22/39

• Radiasi ! adalah gelom#angelektromagnetik, dimana dipancarkanse#agai $oton atau k1anta energi &angmen alar dengan kecepatan caha&a (cC J 5 5 cm/s "

• Pan ang gelom#ang (K dan $rekuensi

(L dihu#ungkan dengan kecepatancaha&a (c akan diperoleh persamaan+1 = c%2

)nteraksi Partikel ! denganateri


23/39

• 3nergi $oton dihitung denganmenggunakan hu#ungan+

E = 3 2• @u#ungan antara pan ang gelom#ang

(K dengan energi (3 dituliskan s##+1 (cm) = ",#4 & "0 "0 %E(MeV)

• ?e#erapa interaksi penting antara$oton dengan materi ialah ham#uranRa&leigh, Thomson, resonansi inti,?ragg, dan Fotodisintegrasi"


24/39

• @am#uran RAM63) @ ika interaksi antara suatu $oton dan elektron

or#ital tidak cukup untuk menghasilkanpengionan atau eksitasi atom, ter aditum#ukan elastik, dimana energi $otonse#elum dan sesudah tum#ukan tidak

#eru#ah"• @am#uran T@: .:N#erdasarkan si$at gelom#ang, mula'muladiperkirakan #ah1a sinar I akan dipantulkan

oleh suatu cermin, namun tern&ata #ah1asinar I #an&ak diham#urkan daripadadipantulkan" @am#uran ini adalah suatuinteraksi sinar I dengan elektron or#ital"


25/39

• @am#uran R3.:NAN.) )NT) ika $rekuensi vi#rasi suatu inti sama dengan$rekuensi $oton &ang mengenain&a maka ter adipen&erapan $oton, dimana $oton kemudiandipancarkan kem#ali dari inti tereksitasi"

• @am#uran ?RAter adi pada sinar gama dengan cara &angsama seperti ham#uran sinar I (di$raksi sinarI &ang ter adi pada suatu muka kristal" @al ini

merupakan suatu enis ham#uran elastikkoheren, karena terdapat hu#ungan $asa &angtepat antara gelom#ang atuh dengangelom#ang ham#uran"


26/39

• Fotodisintegrasidalam interaksi ini meli#atkan suatu tum#ukandari $oton #erenergi tinggi dengan suatu inti"Foton terserap sempurna dalam proses ini dansuatu netron, proton atau partikel alphadilepaskan dari inti &ang tereksitasi"

• 3$ek Fotolistrikter adi terutama ika energi $oton rendah"

Tum#ukan tak elastik dari $oton dengan

elektron or#ital mengham#urkan pelepasansempurna dari elektron dan menghasilkanpasangan ion"


27/39

• 3$ek B: PT:Npenting untuk sinar ! dengan energimedium (5,O ,5 e= " 3$ek ini meli#atkansuatu tum#ukan antara $oton dan elektron&ang se#agian energi $otonn&a di#erikan

pada elektron" Foton &ang keluarmempun&ai energi &ang le#ih kecil"pan ang gelom#ang $oton dapat dihitungdgn pers+

dimana +


28/39

• Pem#entukan Pasanganhan&a meli#atkan sinar gamma &angmempun&ai energi le#ih #esar dari ,5* e="3nergi sinar gamma diu#ah men adi suatuelektron dan positron dalam daerah medanelektromagnetik tinggi"

3 t C h"L o * m o c * dimana+ m o + massa elektron Lo + $rekuensi sinar gamma &ang

datang c + kecepatan caha&a h + tetapan Planck


29/39

• 0ika sinar gamma menem#us materi, makaakan mengalami pen&erapan olehinteraksi dengan atom'atom dari #ahanpen&erap, terutama oleh e$ek $otolistrik,e$ek compton dan oleh pem#entukanpasangan" @al ini mengaki#atkan ter adipenurunan intensitas radiasi dengan arak&ang ditempuhn&a melalui #ahanpen&erap"

• Penurunan energi dari #erkas radiasigamma &ang atuh ialah dalam #entukeksponensial"


30/39

• )o dan ) masing'masing adalah intensitasa1al dan intensitas setelah menem#usa#sor#er sete#al "

• H adalah koe$isien a#sorpsi &ang merupakan umlah dari J koe>sien a#sorpsi parsial &aituQ (koe$" $otolostrik , (koe$" e$ek Bomptondan S (koe$" pem#entukan pasangan "

• 7onsep &ang #erguna sehu#ungan denganpen&erapan gamma adalah @A6F =A6U36AM3R (@=6 atau te#al separo, &angdide>nisikan se#agai arak pada a#sor#er&ang harus ditempuh agar intensitas radiasigamma #erkurang men adi setengah nilaisemula"


31/39

• Netron merupakan partikel tidaksta#il dengan 1aktu paruh *menit dan meluruh men adi p, ndan netrino"

• Netron tidak #ermuatan, sehinggatidak dipengaruhi oleh medan magnit

maupun medan elektrostatis" Netronhan&a di#elokkan apa#ila#ertum#ukan dengan partikel lain"

)nteraksi Partikel Neutrondengan ateri


32/39

• Netron dihasilkan menggunakan *proses umum, &aitu penem#akan intidan pem#elahan dalam suatu reaktor"

• .um#er partikel &ang menggunakanpenem#akan inti se#agai sum#er netron

ada dua enis, &aitu menggunakansum#er radioakti$ maupunmenggunakan pemercepat partikel#ermuatan dengan tegangan tinggi"


33/39

• @am#uran 36A.T)7 ham#uran elastik adalah pen&e#a# utama dari

:83RA.) (perlam#atan netron" 8alam suatutum#ukan elastik, energi kinetik total danmomentum total dari netron dan inti tetapkonstan" 8alam hal ini tidak ter adi kehilangan

energi dengan pelepasan radiasi elektromagnetik"unsur'unsur &ang sering digunakan se#agaioderator adalah hidrogen dan kar#on"

hidrogen adalah moderator &ang sangat e>sien

karena mempun&ai massa &ang hampir samadengan netron sehingga pada tum#ukan elastiksempurna akan menghasilkan dera at moderasiter#esar"


34/39

• @am#uran R3.:NAN.) TA7 36A.T)7 ham#uran &ang men&e#a#kan kehilangandalam energi total dari sistem &ang#ertum#ukan" 8alam suatu reaksi enis (n,n dengan n adalah netron penem#ak dan

n adalah netron &ang le#ih lam#at &angdilepaskan inti sasaran dan per#edaanenergi kedua netron terse#ut dipancarkanse#agai suatu $oton"


35/39

• Untuk ke#an&akan inti penangkapannetron menghasilkan peningkatan energisekitar V e= ditam#ah energi kinetiknetron" @al ini men&e#a#kan energi inti&ang ter#entuk sesudah penangkapannetron #erada dalam tingkat energi &angtinggi"

• 7esta#ilan dicapai dengan pemancaranpartikel atau $oton" 0enis reaksi

penangkapan #ergantung pada energinetron penem#ak, sehingga menurutenergin&a, netron di#agi men adi W, &aitu+


36/39

• N3TR:N 6A ?AT (T3R A6energi inti meningkat han&a sekitar V e=dan umumn&a tidak cukup untukmengeluarkan suatu partikel" Reaksiumumn&a ialah enis reaksi (n, ! &angdikenal dengan reaksi Pengakti$an"misal+

• N3TR:N )NT3R 38)AT3penangkapan dapat menghasilkan reaksipengaktipan se#an&ak di atas, tetapi intiga#ungan &ang dihasilkan uga mempun&aicukup energi untuk mengatasi energi ikat danmengeluarkan suatu partikel"


37/39

• N3TR:N B3PATenergi kinetikn&a sampai 5 e= mem#erisum#angan sampai sekitar V e= kepada inti"3nergi ikat suatu nukleon han&a sekitar V e=,sehingga dua partikel dapat dilepaskan dari inti"misaln&a+

• N3TR:N R36AT)=)TA. umlah nukleon &ang dapat dilepaskandari inti sasaran dengan netron ini le#ih#esar lain"


38/39

etode deteksi radiasi dandetektor

• 8eteksi radiasi diketahui dari *proses hasil interaksi radiasi dngmateri+ proses ionisasi dan eksitasi"

• 8etektor+a"?erdasarkan prinsip proses ionisasi-

8etektor isi gas dan 8etektorsemikonduktor

#"?erdasarkan prinsip eksitasi


39/39

" 8etektor isi gas

8etektor terdiri dari dr suatu ta#ung kacaat logam &g tertutup &g didlmn&a diisidng gas"

8inding ta# katode7a1at &g teletak ditengah ta#ung anode

hv 2 2 22 2

' ' '' '

'

2

=

prngukuan radioaktivitas (1).ppt

Documents