seminar usulan tugas akhir dgn judul "pembuatan detektor foton gamma menggunakan...
DESCRIPTION
persentasi usulan TA-ku... judul yang penuh dilema dan kontroversi. Namun akhirnya fix dan siap eksekusi. hehe..moga bermanfaat...TRANSCRIPT
PEMBUATAN DETEKTOR FOTON
GAMMA DENGAN PHOTODIODA
OLEH:
I WAYAN ADY CHANDRA
020600143
PROGRAM STUDI ELEKTRONIKA INSTRUMENTASI
JURUSAN TEKNOFISIKA NUKLIR
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR
Desember 2009
Usulan Penelitian Tugas Akhir D-IV
PENDAHULUAN
DASAR TEORI
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKA
31-12-2009
LAMPIRAN
PENDAHULUAN
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
RUMUSAN
MASALAH
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKA
Pembuatan detektor nuklir untuk mendeteksi foton gamma
dengan memanfaatkan sensor semikonduktor, sangat jarang
dilakukan.
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
RUMUSAN
MASALAH Dibutuhkan detektor semikonduktor dengan konstruksi
geometri kecil, catu daya rendah & linearitas yang tinggi
untuk mendeteksi radiasi gamma .
Kedepannya, diharapkan dapat menggantikan surveymeter
yang diaplikasikan secara langsung.
Adanya perubahan konsentrasi muatan & konduktivitas pada
Photodioda jika dihubungkan ke rangkaian listrik tertutup(3)
.
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
KEASLIAN
TA
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
RUMUSAN
MASALAH
LATAR
BELAKANG© Pengembangan artikel yang diunduh dari situs
http://www.maxim-ic.com/an2236
© Sepengetahuan penulis, di STTN belum pernah dilakukan
penelitian yang sama dengan tugas akhir yang diajukan.
© Pernyataan Sri Mulyono Atmojo dari PRPN-BATAN >>
“Pengembangan Sistem Spektroskopi Nuklir Menggunakan
Photodioda”, diterbitkan dalam Jurnal PRIMA Vol.1 No
1/April 1999:5-10, tersirat menguatkan bahwa penggunaan
photodioda untuk membuat detektor nuklir merupakan
hal yang masih jarang dilakukan(3)
.
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
RUMUSAN
MASALAH
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
Bagaimana membuat
detektor semikonduktor
yang memiliki konstruksi
geometri kecil & portable ?
Bagaimana
membuat
detektor
semikonduktor
dengan noise
yang rendah?
Bagaimana
membuat
detektor
semikonduktor
dengan
linearitas yang
tinggi?
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
RUMUSAN
MASALAH
1) Penggunaan
photodioda sebagai
detektor nuklir
ditempatkan pada
wadah yang kedap
cahaya sekunder.
2) Panjang gelombang
foton gamma yang
ditangkap yakni sebesar
0.0001-0.1 nm(4)
.
AsumsiBatasan Masalah
1) Mengetahui hubungan antara
pengaruh jarak sumber
terhadap besarnya intensitas
yang dihasilkan sebagai
keluaran detektor .
2) Menentukan kelinieran antara
banyaknya foton gamma yang
ditangkap oleh photodioda
dengan besarnya arus yang
dihasilkan sebagai respon
keluaran photodioda.
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
Tujuan
PENELITIAN
Manfaat
PENELITIAN
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
RUMUSAN
MASALAH
Asumsi &
batasan
masalah
1) Membuat detektor foton gamma dengan photodioda
yang memiliki kelinieran yang baik, dengan
konstruksi geometris kecil, catu daya rendah, dan
portable.
2) Menganalisis unjuk kerja & karakteristik unit detektor
tersebut
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
Manfaat
PENELITIAN
LATAR
BELAKANG
KEASLIAN
TA
RUMUSAN
MASALAH
Asumsi &
batasan
masalah
Tujuan
PENELITIAN
1. Penulis: penerapan ilmu pengetahuan yang telah
didapatkan pada bangku kuliah (pendidikan formal) &
non-formal.
2. Bagi institusi pendidikan/masyarakat umum:
diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan
tambahan informasi mengenai pemanfaatan
photodioda pada detektor semikonduktor.
3. Bagi praktisi spektroskopi nuklir: sebagai referensi
khususnya dalam hal pengembangan detektor
semikonduktor dengan menggunakan photodioda.
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
DASAR TEORI
31-12-2009
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
a. Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat
Nuklir PRPN-BATAN, 11 November 2008, “Rancang
Bangun Densitometer Menggunakan Photodiode
Berbasis Mikrokontroler AT89S8252” yang ditulis
oleh Nugroho Tri S, Djiwo H, & Agus T.
b. Makalah Sri Mulyono Atmojo dari PPNR-BATAN
“Pengembangan Sistem Spektroskopi Nuklir
Menggunakan Photodioda” yang diterbitkan pada
Jurnal PRIMA Vol.1 No.1/April 1999:5-10
c. http://www.maxim-ic.com/an2236
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
Sinar gamma berasal dari inti atom yg radioaktif(7)
.
Keadaan eksitasi (excited state) (2)
.
Sinar gamma dapat dianggap baik sebagai gelombang
elektromagnetik maupun sebagai suatu partikel yang
disebut foton. (7)
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
± Adalah peristiwa diserapnya
energi foton seluruhnya oleh
elektron yang terikat kuat
oleh suatu atom sehingga
elektron tersebut terlepas
dari ikatan atom(8)
.
± Elektron lepas >>
fotoelektron(8)
.
± Terjadi pada foton energi
rendah(8)
.
± Terjadi pada material
dengan nomor atom yang
besar(8)
.
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
☻ Terjadi apabila foton (energi
hv) berinteraksi dengan
elektron bebas/elektron yang
tidak terikat dengan kuat oleh
inti(8)
☻ Kemungkinan terjadinya
hamburan Compton berkurang
bila energi foton yang datang
bertambah dan bila nomor
atom bertambah(8)
.
☻ Dalam hamburan Compton ini,
energi foton yang datang dan
diserap atom diubah menjadi
energi kinetik elektron dan
foton hamburan(8)
.
☻ Hamburan foton penting untuk
radiasi elektromagnetik dalam
sebagian besar unsur-unsur
ringan(8)
.
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
☻ Terjadi karena interaksi antara foton dengan
medan listrik dalam inti atom berat(8)
.
☻ Karena massa diam elektron ekivalen dengan
energi 0,51 MeV, maka produksi pasangan hanya
dapat terjadi pada energi foton ≥ 1,02 MeV(8)
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
☻ Adalah sebuah diode besar berupa P-N atau P-I-N yang
diberi reverse biased(2)
.
☻ Bila ditembus oleh zarah radiasi maka di dalam
depletion layer timbul pasangan lubang elektron
(electron hole pair)(2)
.
☻ Dengan menghubungkan ke rangkaian listrik tertutup,
akan menghasilkan arus listrik dalam semikonduktor .(2)
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
☻ Menyerap cahaya dengan karakteristik panjang
gelombang(9)
.
☻ Besarnya arus listrik dan tegangan yang dihasilkan oleh
photodioda tergantung intensitas radiasi yang
dipancarkan oleh sumber gamma tersebut dan lebar
celah depletion layer yang terbentuk(9)
.
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
Sebuah unit detektor semikonduktor foton
gamma yang terbuat dari photodioda, memiliki
hubungan terbalik antara intensitas foton gamma
dengan kuadrat jarak pendeteksian, dengan
konstruksi geometris yang kecil, kelinieran yang
tinggi, catu daya yang rendah, serta portable.
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
31-12-2009
Dasar
teori
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUAN
INPUT
GAMMA
PHOTON
PHOTODIODE
AMPLIFIER
2
AMPLIFIER
4
AMPLIFIER
3
AMPLIFIER
1
COMPARATOR
SIGNAL
OUTPUT
VOLTAGE
DIVIDER
DETECTOR
CLICK HERE TO SEE THE CIRCUIT
SINAR GAMMA
HAMBURAN
COMPTON
PRODUKSI
PASANGAN
DETEKTOR
SEMIKONDUKTOR
EFEK FOTOLISTRIK
PHOTODIODA
HIPOTESIS
BLOK DIAGRAM
TINJAUAN
PUSTAKA
RENCANA
PENELITIAN
Bahan &
komponen
peralatan
Jadwal
penelitian
Alur
Langkah
kerja
PENDAHULUANDASAR
TEORI
DAFTAR
PUSTAKA
31-12-2009
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUANDASAR
TEORI
1) Sebuah Photodioda.
2) Sumber Gamma.
3) Kertas.
4) Beberapa komponen pasif, seperti resistor dan
kapasitor.
5) Beberapa IC op-amp dan sebuah IC komparator.
6) Kabel, pin header, solder wire dan pasta solder.
7) Papan PCB dan larutan Ferit clorit.
8) Casing rangkaian detektor.
31-12-2009
Bahan &
komponen
peralatan
Jadwal
penelitian
Alur
Langkah
kerja
1) Seperangkat komputer beserta beberapa software
pendukung, seperti EAGLE free version, OPEN OFFICE, dan
sebagainya.
2) Project board.
3) Sumber tegangan rendah 12 Volt dan 5 Volt.
4) Multimeter.
5) Counter dan osiloskop.
6) Heat solder, tang jepit, tang potong, obeng dan sebagainya.
31-12-2009
Bahan &
komponen
peralatan
Jadwal
penelitian
Alur
Langkah
kerja
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUANDASAR
TEORI
Mulai
Pembuatan
rangkaian
skematik
Apakah
terdapat error
pada rangkaian
skematik?
Pembuatan
PCB
Pengecekan
PCB
Selesai
Pengujian
rangkaian
skematik
Analisis
Kesalahan &
Perbaikan
TY
Apakah
PCB layak
digunakan?
Y
TBisa
diperbaiki?
Y Penyolderan
komponen
Apakah
Alat telah
berfungsi dengan
baik?
Pengujian Alat
T
Perbaiki
Apakah
koneksi antar
komponen
baik?
Y
Y
T
Perbaiki
T
Apakah
diperlukan
penggantian
komponen?
Pengambilan
data
karakteristik
Alat
Y
Lakukan
pengujian
ulang
T
Studi
literatur
31-12-2009
Bahan &
komponen
peralatan
Jadwal
penelitian
Alur
Langkah
kerja
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUANDASAR
TEORI
Kegiatan
Penelitian
Desember
2009
Januari
2010
Februari
2010
Maret
2010
April
2010
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Studi literatur
Pembuatan &
pengujian rangkaian
skematik
Pembuatan &
pengujian alat
Pengambilan data
karakteristik alat
Penulisan tugas
akhir
31-12-2009
Bahan &
komponen
peralatan
Jadwal
penelitian
Alur
Langkah
kerja
RENCANA
PENELITIAN
DAFTAR
PUSTAKAPENDAHULUANDASAR
TEORI
Daftar pustaka
1) Cember, Herman. 1983. Pengantar Fisika Kesehatan Edisi Kedua.Pergamon Press
2) Wardhana, Wisnu Arya. 2007. Teknologi Nuklir Proteksi Radiasi dan Aplikasinya.
Yogyakarta:ANDI
3) Atmojo, Sri Mulyono. 1999. Pengembangan Sistem Spektroskopi Nuklir
Menggunakan Photodioda Jurnal PRIMA Vol.1 No 1/April : 5-10
4) http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum_elektromagnetik diakses tanggal 2 Desember
2009
5) Tri S, Nugroho, dkk. 2008. Rancang Bangun Densitometer Menggunakan
Photodiode Berbasis Mikrokontroler AT89S8252. Prosiding Pertemuan Ilmiah
Rekayasa Perangkat Nuklir PRPN-BATAN: ISBN No.1693-3346
6) http://www.maxim-ic.com/an2236 diakses ulang tanggal 20 November 2009
7) Tsoulfanidis, Nicholas. 1983. Measurement and Detection of Radiation.
Hemisphere Publishing Corporation
8) http://staff.undip.ac.id/fisika/ekohidayanto/files/2009/11/07peluruhangamma.pdf
diakses tanggal 13 Desember 2009
9) http://www.scribd.com/document_downloads/19556063?extension=pdf diakses
tanggal 13 Desember 2009
31-12-2009
SEKIAN
TERIMA KASIH
31-12-2009