laporan resmi geiger muller

Laporan Praktikum Fisika Modern 2010

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini telah dikenal dan diketahui berbagai macam zat yang mengandung

radioaktif. Keberadaan zat radioaktif tidak dapat diketahui secara langsung dengan panca

indera. Untuk mendeteksi keberadaan zat radioaktif diperlukan alat detector, salah satunya

detector Geiger Muller. Zat radioaktif memancarkan sinar tembus yang biasa disebut sinar

radioaktif. Pemancaran sinar tembus yang secara spontan oleh inti-inti yang tidak stabil

dinamakan radioaktivitas.

Radioaktivitas ini bisa dideteksi oleh suatu alat yang disebut detektor radioaktif. Detektor

ini ditemuka oleh Geiger_Muller. Oleh karena tu,detektor ini disebut sebagai Geiger_Muller

Detektor. Pada percobaan ini,detektor ini digunakan untuk menentukan count dari zat

radioaktif. Dari count tersebut akan diketahui waktu peluruhan dari suatu zat radioaktif serta

hubungan yang terjadi antara jarak sumber dengan count yang didapatkan.

1.2 Permasalahan

Permasalahan dalam percobaan Geiger Muller adalah bagaimana hubungan antara jarak

sumber radioaktif dengan count. Selain itu, bagaimana cara mendapatkan konstanta

peluruhan,massa hidup,dan waktu paruh suatu zat radioaktif.

1.3 Tujuan

Percobaan Geiger Muller ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara jarak sumber

radioaktif dengan count radiasi. Serta mencari konstanta peluruhan,masa hidup,dan waktu

paruh suatu zat radioaktif.

1.4 Sistematika Laporan

Laporan ini terdiri atas bab 1 yaitu pendahuluan yang berisi latar

belakang,permasalahan,tujuan,dan sistematika laporan. Bab 2 berisi tinjauan pustaka. Bab 3

yaitu metodologi percobaan yang meliputi peralatan dan cara kerja. Pada bab 4 yang berisi

1 | G e i g e r m u l l e r d e t e c t o r


analisa dan pembahasan meliputi data percobaan,perhitungan,grafik dan pembahasan. Selain

itu terdapat bab 5 yang merupakan kersimpulan laporan



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Model inti

Inti atom terdiri dari netron dan proton, yang disebut nucleon. Sebagai indeks atas

pengidentifikasian dalam menandai nuklid digambarkan sebagai berikut:

ZUA

Dengan A = nomor massa

Z = nomor atom

A – Z = N, jumlah proton.

(Husin, 2005)

Untuk nuklida-nuklida dengan Z sama dinamakan isotop. Nuklida dengan A sama

dinamakan isobar. Nuklida dengan N sama tetapi Z berbeda disebut isoton. Nuklida dengan Z

dan A sama, dengan sendirinya N sama tetapi berbeda tingkat energinya atau tetapan

integrasinya atau waktu paruhnya disebut isomer. Setiap nuklida memiiki gaya inti yaitu gaya

yang mengikat inti agar tidak bercerai berai. Massa inti suatu atom lebih kecil jika

dibandingkan dengan massa nucleon penyusunnya. Sehingga dapat dikatakan pada

penyusunan inti dari partikel penyusunnya ada massa yang hilang, berubah menjadi energy

ikat inti. Berarti energy ikat setara dengan massa lenyap pada penyusunan inti dari partikel

penyusunnya. (Sugimin, 2000)

Inti atom juga memiliki keadaan ground state dan tereksitasi. Ketika inti kembali ke

keadaan ground state dari keadaan tereksitasi, maka inti atom akan meluruh sambil

meradiasikan sinar gamma. Keadaan ground state ini disebut keadaan stabil inti, tingkat

energinya ditentukan oleh komposisi proton dan neutron penyusun nukleon. Massa inti,

ditentukan oleh massa neutron dan proton sehingga dapat ditulis, M inti = M proton + M

neutron. Nukleon mempunyai spin ½. Karena nukleon bergerak, maka proton dan neutron



juga mempunyai momentum sudut orbital. Di dalam inti atom nukleon-nukleon mengalami

gerak orbital, baik proton maupun neutron mempunyai momen magnetik (Strange, 2000)

Saat ini belum ada teori yang bisa menjelaskan sifat inti atom yang telah teramati.

Sehingga digunakan rekaaan atau imajinasi para ilmuan tenteng model inti. Sejauh ini, ada

empat model inti yang diakui oleh para ilmuwan antara lain; model tetes cairan, model kulit ,

model kolektif dan gabungan dari model kolektiv dan kulit yang disebut model penyatuan.

(Wong, 1990)

Beberapa sifat inti dengan sifat tetes cairan:Dapat dikatakan bahwa kerapatan tetes cairan

tidak bergantung pada ukurannya. Dengan begitu jika tetes itu menyerupai bola, maka

radiusnya sebanding dengan akar 3 jumlah molekulnya.

Kerapatan = Jumlahmolekul

4/3 π radius3∝ 3

4 π (2.1)

Hal serupa ditemui pada inti, bahwa radius inti (inti dianggap menyerupai bola) sebanding

dengan A1/3, sehingga kerapatannya tidak bergantung pada ukurannya.

Energi ikat tiap molekul sama, sehingga energy yang diperlukan untuk memisahkan

semua molekul cairan itu sebanding dengan jumlah molekulnya. Pada energy ikat tetes cairan,

dikenakan koreksi efek permukaan, dikarenakan molekul cairan dipermukaan kurang terikat

dibanding molekul tetes cairan. (Beisser Arthur, 1983)

Model kulit mengajukan bahwa keadaan inti hampir sama dengan keadaan elektron

pada model atom. Model ini berhasil menjelaskan sifat-sifat fisis inti seperti momen

magnetik, momen sudut, bentuk geometri inti dan sebagainya. (Wong, 1990)

Beberapa sifat inti, contoh: kestabilan, jumlah di alam, menunjukkan suatu nilai atau

keadaan yang menonjol jika jumlah proton dan / atau netron inti itu sama dengan salah satu

bilangan berikut: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, ..., yang disebut sebagai bilangan ajaib (magic

numbers). Fenomena bilangan ajaib tidak dapat dijelaskan oleh model inti tetes cairan

maupun model inti gas Fermi. Karena itu, diperlukan model inti lain.Pada atom memiliki

sifat-sifat yang tidak kontinyu (pada situasi tertentu menonjol) dikarenakan atom memiliki

tingkat-tingkat keadaan yang diskrit (struktur kulit). Ide ini lalu dipakai juga untuk inti, bahwa

inti memiliki struktur kulit, tingkat-tingkat keadaan yang diskrit. (Beisser Arthur, 1983)



Model kolektiv hampir sama seperti model tetes cairan, karena memperlakukan

nukleon secara kolektiv. Model kolektiv memfokuskan pada interaksi-interaksi kolektiv antar

nukleon seperti akibat-akibat interaksi antar nukleon maka akan menimbulkan rotasi dan

vibrasi dan sebagainya. Model ini berhasil menjelaskan tingkat-tingkat energi inti dan jumlah

proton-neutron penyusunnya.

Model penyatuan merupakan gabungan antara model kulit dan kolektiv dimana model

kulit dengan sangat baik berhasil menjelaskan sifat-sifat penting inti. Sedangakan model

kolektiv berhasil menjelaskan sifat-sifat konsekuensi yang timbul akibat model kulit (Wong,

1990)

2.2 Stabilitas inti

Komposisi jumlah proton dan neutron didalam inti atom sangat mempengaruhi

kestabilan inti atom tersebut, Inti atom dikatakan stabil bila komposisi jumlah neutron dan

protonnya sudah seimbang, serta tingkat eneginya sudah ada pada keadaan dasar. Jumlah

proton dan neutron atau tingkat energi dari inti yang stabil tidak akan mengalami perubaha

selama tidak ada gangguan dari luar. Komposisi disini bukan berarti jumlah keduanya harus

sama namun lebih kepada keseimbangan energi ang dibuat oleh komposisi tersebut. Setiap

inti dari atom yang berbeda, mempunyai tingkat keseimbangan yang berbeda. Secara umum,

kestabilan inti ringan terjadi bila jumlah proton sama dengan jumlah neutron. Sedangkan

kestabilan inti berat terjadi bila jumlah neutron maksimum 1,5 kali jumlah protonnya. Inti-inti

atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak

seimbang ataupun karena tingkat energinya tidak pada kondisi dasar, cenderung untuk

berubah menjadi stabil. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena jumlah komposisi jumlah

neutron protonnya tidak seimbang, maka inti tersebut akan meluruh dengan memancarkan

radiasi alpha atau beta disertai pembentukan inti baru yang stabil. Sedangkan, kalau

kestabilannya disebabkan karena tingkat energinya pada keadaan tereksitasi maka akan

cenderung berubah menjadi stabil dengan memancarkan radiasi gamma. Proses perubahan

atau transformasi inti atom yang tidak stabil menjadi inti yang lebih stabil tersebut dinamakan

dengan peluruhan radioaktif (Wong, 1990)



Pada umumnya inti ringan (A < Z), mengandung jumlah neutron dan proton yang

hampirr sama. Sedangkan pada inti berat perbandingan antara jumlah neutron dan proton

bertambah besar, setidaknya tidak akan lebih kecil dari 1. Hal ini dijelaskan dari dengan

apabila proton lebih banyak dari neutron, maka inti memerlukan tenaga untuk mengikat

proton karena gaya Coulombnya. Menurut model kulit, neutron dan proton terletak dalam satu

tingkat tenaga dengan berpasangan.

Pada dasarnya yang menetukan kestabilan inti adalah jangkauan gaya inti kuat. Gaya

tolak Coulomb proton–proton mempunyai jangkauan keseluruh inti. Oleh karena itu pada Z

tinggi harus diimbangi oleh lebih banyaknya netron dan proton yang akan menimbulkan gaya

tarik inti. Enam puluh persen dari nuklida mempunyai Z genap dan N genap. Hampir semua

yang lainnya dengan N genap dan Z ganjil atau sebaliknya dalam keadaan tidak stabil, hanya

lima buah nuklida yang kelihatan stabil, yaitu : 1H2, 3Li6, 5Be10, dan 73Ta180. Semua secara

matematis inti-inti yang stabil ini terletak pada garis parabola massa inti M sebagai fungsi

nomor massa Z. (Ali Imron, 2000)

2.3 Radioaktivitas

Penemuan sinar-X oleh rontgen pada tahun 1895 membuat henry Becquerel

menyelidiki asal usul dari sinar-X dan menemukan bahwa senyawa uranium menunjukkan

keaktifan radiasi tertentu dengan daya tembus yang sangat kuat,seperti sinar-X,meskipun

senyawa uranium ini tidak disinari terlebih dahulu. Pemancaran sinar tembus (sinar

radioaktif) secara spontan oleh inti-inti tidak stabil (misalnya uranium) dinamakan

radioaktifitas.

Kita dapat mendeteksi aktivitas radioaktif dengan menggunakan pencacah Geiger-

Muller. Beberapa berkas radiasi dibelokkan oleh medan magnetic sehingga lintasannya tidak

mengenai tabung Geiger. Penbelokan berkas radiasi oleh medan magnet menunjukkan bahwa

radiasi tersebut terdiri atas partikel-partikel bermuatan. Prinsip tersebut dapat digunakan oleh

berkas radioaktif lain. Pada tahun 1899 Ernest Ruherford melakukan percobaan dalam rangka

studinya mengenai radioktif. Ia menempatkan sedikit radium didasar sebuah kotak kecil dari

timah hitam (timbal). Dia mendapatkan bahwa berkas sinar terpisah tiga komponen.



Dengan memperhatikan arah sinar yang dibelokkan,dapat disimpulkan bahwa

komponen sinar yang tidak dibelokkan adalah tidak bermuatan (sinar γ),komponen yang

dibelokkan ke kanan adalah bermuatan positif (sinar α),dan sinar yang dibelokkan kekiri

adalah bermuatan negative (sinar β).

Daya tembus dari sinar-sinar tersebut berbeda antara yang satu dengan yang lainnya

adalah sama. Daya tembus terbesar dimiliki oleh sinar γ. Urutan daya tembus dari sinar-sinar

tersebut adalah sinar α < sinar β < sinar γ.

Peluruhan inti atom terjadi untuk mempertahankan kekekalan muatan(muatan total sebelum

dan sesudah peluruhan adalah sama). Peluruhan ini mencakup tiga hal yaitu:pemancaran

electron,pemancaran positron,dan penangkapan electron.

Terdapat tiga jenis peluruhan inti yaitu:

2.3.1 Peluruhan sinar alfa

Telah diketahui sdinar alfa merupakan inti atom (He) yang mengandung 4

nukleon,yaitu 2 proton dan 2 neutron. Ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa,inti tersebut

akan kehilangan 4 nukleon.Diantaranya adalah proton.sesuai dengan hukum kekekalan nomor

massa dan hukum kekekalan nomor atom maka:

i. Nomor masssa(A) berkurang 4, dan

ii. Nomor atom (Z) berkurang 2

Jadi jika sebuah inti induk X berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar α ,

maka peluruhannya dapat ditulis sebagai

XZA XZ−2

A−4 + α24

Hukum kekekalan energy juga berlaku pada reaksi inti pemancaran sinar α. Jika massa

inti induk adalah mx, massa inti anak adalah my, dan massa inti sinar α adalah mα, semuanya

dinyatakan dalam u, maka kita dapat menyatakan energy disintegrasi , Q ( dalam satuan MeV)

sebagai

Q = (mx – my- mα ) x 931 MeV/ u (2.2)



2.3.2 Peluruhan sinar β

Sebuah inti yang meluruh dengan memancarkan sinar beta tidak akan berkurang

nomor massanya tetapi nomor atomnya akan bertambah satu. Jadi, jika sebuah inti induk X

berubah menjadi inti anak yang sambil memancarkan sinar beta reaksi intinya diberikan oleh :

XZA XZ +1

A + β−10 + v (neutrino)

Pada peluruhan sinar β ini bukanlah suatu electron orbital (electron yang bergerak mengitari

inti atom pada suatu orbit tertentu ) melainkan electron yang diciptakan dalam inti itu sendiri.

Pada tahun 1930, Wolfgang Pauli mengusulkan suatu solusi bahwa kemungkinan partikel beta

muncul suatu partikel baru yang sangat sukar dideteksi selama peluruhan partikel neutrino .

neutrino memiliki muatan nol dan massa diam nol.

2.3.3 Peluruhan gamma

Sinar gamma adalah foton-foton (kuanta atau paket energy) yang memiliki energy

sangat tinggi. Seperti halnya sebuah atom, inti atom itu sendiri dapat berada dalam keadaan

tereksitasi. Ketika inti ini melompat ke keadaan yang lebih rendah atau keadaan dasarnya,

inti ini memancarkan sebuah foton. Karena sinar γ tidak memiliki nomor massa dan nomor

atom nol, maka pemancaran sinar γ tidak menyebabkan perubahan nomor massa dan nomor

atom pada inti induk. Dengan kata lain, inti anak sama dengan inti induk, atau tidak terjadi

inti baru pada pemancaran gamma. Dalam beberapa kasus, inti dapat tinggal dalam keadaan

tereksitasi selama beberapa saat sebelum inti ini memancarkan sinar γ. Inti ini disebut dalam

keadaan metastabil, dan inti ini disebut suatu isomer.

2.3.4 Peluruhan Radioaktif

Laju peluruhan radioaktif disebut aktivitas (activity lambing A). Semakin besar

aktivitasnya , semaikin banyak inti atom yang meluruh per detik. Aktivitas tidak bersangkut

paut dengan jenis peluruhan atau radiasi yang dipancarkan cuplikan, atau dengan energy

radiasi yang dipancarkan . Aktivitas hnya ditentukan oleh jumlah peluruhan per

detik( Kenneth S. Krane. 1992.359-360).

Satuan dasar untuk mengukur aktivitas adalah curie.



1 curie ( Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan /detik

Satu curie didefinisikan sebagai banyaknya peluruhan yang dilakukan oleh satu gram radium

dalam waktu satu sekon. Satu curie adalah bilangan yang besar sehingga kita lebih sering

bekerja dengan satuan millicurie (mCi) dan mikrocurie (µCi). Dalam SI, satuan aktivitas

radiasi dinyatakan dalam Bequerel ( Bq ) .

1 curie = 3,7 x 1010 peluruhan/sekon = 3,7 x 1010 Bq

1 mCi = 10-3 Ci

1 µCi = 10-6 Ci

(http://atophysics.wordpress.com).

Jika peluang untuk meluruh disebut tetapan paluruhan (lambang λ ), maka aktivitas bahan

bergantung pada banyak inti radioaktif dalam bahan ( N ) dan λ. Secara matematis ditulis

A = λ N (2.3)

Tetapan peluruhan λ memiliki harga berbeda untuk inti yang berbeda tetapi konstan terhadap

waktu. Makin banyak inti yang meluruh per satuan waktu, makin besar A. Secara matematis

dinyatakan oleh

A = -dNdt

(2.4)

Tanda negative kita berikan karena Neutron berkurang terhadap waktu , sedang kita

menginginkan atom berharga positif(http://atophysics.wordpress.com).

Hukum peluruhan radioaktif

N = N0 e-λt (2.5)

Dengan N0 = banyak inti radioaktif saat t= 0

N = banyak inti pada selang waktu t

e = bilangan natural = 2,718…


http://atophysics.wordpress.com/



λ = tetapan peluruhan (satuan s-1)

banyaknya inti induk dalam suatu contoh berkurang secara eksponensial terhadap waktu. Kita

tidak dapat mengukur banyaknya inti radioaktif Neutron, tetapi kita dapat menyatakan dalam

persamaan aktivitas, yaitu dengan menggalikan kedua ruasnya dengan λ sehingga

memberikan

λ N = λ N0 e-λt (2.6)

aktivitas radioaktif

A = A0 e-λt (2.7)

Dengan A0 = aktivitas awal pada t= 0

A = aktivitas setelah selang waktu t

Waktu paruh

Usia paruh peluruhan , t ½ , adalah waktu yang diperlukan aktivitas untuk berkurang menjadi

separuh, seperti yang diperlihatkan gambar 2.2 . jadi A = A0/2 ketika t = t1/2

T1/2 = 1λ

ln 2 (2.8)

= 0,693

λ (2.9)



Gambar 2.1 grafik peluruhan

Pers. A = A0 e-λt berbentuk garis lurus : dengan mencocokan suatu garis lurus melalui data

tersebut, kita dapat memperoleh nilai λ.

Gambar 2.2 Grafik rajahan semilog aktivitas terhadap waktu.

( Kenneth S. Krane. 1992. 362)

Aktivitas radioaktif bergantung pada banyaknya atom radioaktif yang masih ada.

(http://atophysics.wordpress.com)

2.4 Geiger Muller Detector

Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Müller adalah sebuah alat

pengukur radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha

dan beta. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller, sebuah tabung yang diisi oleh gas

yang akan bersifat konduktor ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya

Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada

indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi

menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk

mendeteksi radiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak

bisa digunakan untuk mendeteksi neutron. (http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif)


http://id.wikipedia.org/wiki/Neutron

http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_gamma

http://id.wikipedia.org/wiki/Argon

http://id.wikipedia.org/wiki/Foton

http://id.wikipedia.org/wiki/Partikel

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tabung_Geiger-M%C3%BCller&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_beta

http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_alpha

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Radiasi_ionisasi&action=edit&redlink=1



Detektor berisi gas yang bekerja pada tegangan tinggi disebut alat cacah Geiger Muller

menurut nama penemunya,atau biasanya disingkat hanya alat cacah Geiger saja. Pada

tegangan yang lebih tinggi lagi pelucutan muatan berkesinambungan terjadi dalam tabung.

Sifat khas dari alat cacah geiger ialah tinggi pulsanya konstan dalam suatu daerah

tegangan terpasang tertentu,sehingga penyedia daya tidak perlu diatur secara cermat seperti

pada alat cacah sebanding. Dan jug,tinggi pulsanya beberapa volt sehingga tidak perlu

memakai penguat tegangan. Kerugian alat cacah Geiger ialah ketakpekaan alat ini dalam

selang waktu 200 sampai 400 mikrosekon setelah setiap pulsa sehingga mencegah pemakaian

untuk laju pencacahan yang tinggi dan tidak dapat memberi informasi mengenai partikel atau

foton yang menimbulkan suatu pulsa. (Arthur Beiser,1989,hal:460-461)



BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan Bahan

Peralatan dan bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain seperangkat

peralatan Geiger muller, penggaris (30) cm dan stop watch.

3.2 Skema alat dan Rangkaian

Gambar 3.1 Rangkaian percobaan

3.3 Cara Kerja

Pada percobaan ini,peralatan dan bahan disiapkan. Peralatan dan bahan dirangkai seperti

pada gambar 3.1. alat dinyalakan dengan cara dihubungkan dengan sumber tegangan sampai

muncul angka pada layar digital. Selector switch pada N diputar, tombol reset pada alat

ditekan sehingga layar menunjukkan angka nol, cup pelindung dibuka kemudian didekatkan

sumber radioaktif yaitu Sr-90 dengan jarak 1 cm. Tombol start ditekan dan setelah 10 sekon

ditekan tombol stop dan catat aktivitas pada layar. Percobaan diulangi untuk waktu 10 sampai

100 sekon. Diulangi lagi dengan variasi jarak yang berbeda. Ulangi dengan radioaktif lain

yaitu Cs-137.



BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

Berikut ini adalah data hasil percobaan Geiger muller detector, count yang terdeteksi

pada layar dengan perbedaan waktu dan jarak.

Table 4.1 tabel data percobaan 1

10s 20s 30s 40s 50s 60s 70s 80s 90s 100s t maksimal1 3904 7576 11131 15250 18083 21230 24514 27459 31438 36563 672882 1619 3315 5022 6629 8306 10058 11648 13692 15372 17084 672883 1052 2039 2937 3856 4768 5720 6602 7521 8475 9433 672884 683 1302 1915 2569 3205 3720 4386 4958 5575 6213 672885 530 1005 1511 2037 2575 3081 3608 4130 4666 5131 672886 452 803 1220 1598 1991 2387 2814 3243 3631 4038 67288

jarak count

Table 4.2 tabel data percobaan 2

10s 20s 30s 40s 50s 60s 70s 80s 90s 100s t maksimal1 1004 1827 2690 3492 4497 5399 6347 7318 8212 9089 672882 409 793 1235 1632 2049 2465 2849 3180 3594 4007 672883 196 413 658 809 1037 1269 1499 1705 1919 2119 672884 170 332 511 679 850 1007 1182 1327 1480 1631 672885 117 223 364 481 613 707 822 954 1082 1188 672886 90 191 296 373 451 528 613 718 795 877 67288

jarak count

4.2 Perhitungan

Untuk menghitung konstanta peluruhan dan waktu paruh digunakan perhitungan

sebagai berikut :

Diketahui : No = 67288, Nt = 63884, t = 10 s

Ditanya : λ ,T 12

dan masa hidup (t hidup)



Jawab :

N = N0 e-λt

NNo

= e – λ t

Ln N

No = -λ t

Ln NoN

= λ t

λ= Ln NoN

1/t

= Ln6728863384

1/90

= 0.005977

T1/2 = Ln2x1λ

= 0.693 1

0.005977

= 115.9436 s

T hidup = 1,44 x T1/2

= 1,44 x 115.9436

= 166.9588 s

Tabel 4.3 data perhitungan konstanta peluruhan radioaktif Sr-90



jarak(cm) λ 10s λ 20s λ 30s λ 40s λ 50s λ 60s λ 70s λ 80s λ 90s λ 100s

1 0.005977 0.005972 0.006028 0.006425 0.00626 0.006318 0.006472 0.006555 0.006996 0.0078392 0.002435 0.002526 0.002586 0.002593 0.002635 0.002698 0.002715 0.002844 0.002882 0.0029293 0.001576 0.001539 0.001488 0.001475 0.00147 0.001481 0.001475 0.001482 0.001496 0.001514 0.00102 0.000977 0.000962 0.000973 0.000976 0.000948 0.000963 0.000957 0.000961 0.0009695 0.000791 0.000752 0.000757 0.000769 0.00078 0.000781 0.000787 0.000792 0.000799 0.0007936 0.000674 0.0006 0.00061 0.000601 0.000601 0.000602 0.00061 0.000617 0.000616 0.000619

Rata2 0.002079 0.002061 0.002072 0.002139 0.00212 0.002138 0.002171 0.002208 0.002292 0.0024430.002172Rata-rata total

lamda

Table 4.4 data perhitungan konstanta peluruhan radioaktif Cs-137

jarak(cm) λ 10s λ 20s λ 30s λ 40s λ 50s λ 60s λ 70s λ 80s λ 90s λ 100s

1 0.001503 0.001376 0.00136 0.001332 0.001383 0.001394 0.001415 0.001439 0.001446 0.0014512 0.00061 0.000593 0.000617 0.000614 0.000618 0.000622 0.000618 0.000605 0.00061 0.0006143 0.000292 0.000308 0.000328 0.000302 0.000311 0.000317 0.000322 0.000321 0.000321 0.000324 0.000253 0.000247 0.000254 0.000254 0.000254 0.000251 0.000253 0.000249 0.000247 0.0002455 0.000174 0.000166 0.000181 0.000179 0.000183 0.000176 0.000176 0.000178 0.00018 0.0001786 0.000134 0.000142 0.000147 0.000139 0.000135 0.000131 0.000131 0.000134 0.000132 0.000131

Rata2 0.000494 0.000472 0.000481 0.00047 0.000481 0.000482 0.000486 0.000488 0.000489 0.000490.000483Rata-rata total

lamda

Table 4.5 perhitungan waktu paruh Sr-90

Jarak 10s 20s 30s 40s 50s 60s 70s 80s 90s 100s1 115.9436 116.0329 114.9695 107.8567 110.7076 109.6865 107.0739 105.7235 99.0568637 88.403542 284.5418 274.3425 268.0285 267.2737 262.9989 256.8194 255.2089 243.6843 240.481299 236.60993 439.7824 450.4213 465.836 469.7234 471.458 468.0342 469.7446 467.7366 463.307571 458.81274 679.2609 709.339 720.0602 712.1004 710.0003 731.1191 719.6907 724.336 721.146266 715.32315 876.3528 921.0244 915.388 901.7407 888.0106 887.1408 880.2176 875.2432 867.874123 873.69316 1028.181 1154.465 1136.227 1153.308 1153.623 1151.198 1135.537 1122.359 1124.33847 1119.787

rata2 570.6771 604.2709 603.4182 602.0005 599.4663 600.6664 594.5788 589.8471 586.034099 582.1048593.3064rata2 total

t1/2

Table 4.6 perhitungan waktu paruh Cs-137




rata2 2645.423 2629.497 2503.854 2587.439 2586.077 2627.884 2624.761 2603.42 2611.75049 2628.1632604.827rata2 total

t1/2

Table 4.7 perhitungan masa hidup Sr-90


rata2 821.7751 870.1501 868.9222 866.8808 863.2315 864.9596 856.1935 849.3799 843.8891 838.2309854.3613rata2 total

t hidup

Table 4.8 perhitungan masa hidup Cs-137


rata2 3809.409 3786.475 3605.55 3725.913 3723.951 3784.153 3779.655 3748.925 3760.921 3784.5543750.951rata2 total

t hidup

4.3 Grafik



0 20 40 60 80 100 1200

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

f(x) = 67306.1598030585 exp( − 0.000617102929436292 x )f(x) = 67352.4556929913 exp( − 0.000802745327942627 x )f(x) = 67263.2985051694 exp( − 0.000957915841699005 x )f(x) = 67292.9392312605 exp( − 0.00149218022364413 x )f(x) = 68097.301746604 exp( − 0.00298035486957335 x )f(x) = 70409.1171616856 exp( − 0.00755184527208486 x )

Radioaktif 1 Sr-90jarak 1 cmExponential (jarak 1 cm)jarak 2cmExponential (jarak 2cm)jarak 3cmExponential (jarak 3cm)jarak 4 cmExponential (jarak 4 cm)jarak 5cmExponential (jarak 5cm)jarak 6cm

Waktu (s)

Coun

t

Grafik 4.1 Hubungan count terhadap waktu zat radioaktif Sr-90

0 20 40 60 80 100 12052000

54000

56000

58000

60000

62000

64000

66000

68000

f(x) = 67269.9396596172 exp( − 0.000129002121688603 x )f(x) = 67292.5532009422 exp( − 0.000179352895865237 x )f(x) = 67273.107457263 exp( − 0.000245887301233003 x )f(x) = 67312.8716510554 exp( − 0.000324344306436126 x )f(x) = 67286.2148278967 exp( − 0.000612680007458533 x )f(x) = 67458.2654523601 exp( − 0.001462211616655 x )

Radioaktif 2 Cs-137

jarak 1cmExponential (jarak 1cm)jarak 2cm Exponential (jarak 2cm )jarak 3cmExponential (jarak 3cm)jarak 4cmExponential (jarak 4cm)jarak 5cmExponential (jarak 5cm)jarak 6cmExponential (jarak 6cm)

Waktu (s)

Coun

t

Grafik 4.2 Hubungan count terhadap waktu zat radioaktif Cs-137



0 1 2 3 4 5 6 70

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

f(x) = − 2110.82142857143 x² + 20538.7214285714 x + 14339.6f(x) = − 1769.76785714286 x² + 17361.3178571429 x + 21838.7f(x) = − 1531.64285714286 x² + 15073.7571428571 x + 27592.6f(x) = − 1382.71428571429 x² + 13531.4571428571 x + 31970.4f(x) = − 1199.75 x² + 11745.2785714286 x + 36676.4f(x) = − 1028.51785714286 x² + 10034.3678571429 x + 41278.9f(x) = − 890.607142857141 x² + 8614.90714285713 x + 45320.2f(x) = − 639.535714285713 x² + 6222.74999999999 x + 51252f(x) = − 432.339285714283 x² + 4213.00357142855 x + 56426.3000000001f(x) = − 226.624999999998 x² + 2183.40357142855 x + 61709.9

Zat adioaktif 1 (Sr-90)waktu 20 sPolyno-mial (waktu 20 s)waktu 30 sPolyno-mial (waktu 30 s)waktu 40 sPolyno-mial (waktu 40 s)waktu 50 sPolyno-mial (waktu 50 s)Polyno-mial (waktu 50 s)waktu 60 sJarak (cm)

Coun

t

Grafik 4.3 Hubungan count terhadap jarak zat radioaktif Sr-90

0 1 2 3 4 5 6 752000

54000

56000

58000

60000

62000

64000

66000

68000

f(x) = − 529.196428571425 x² + 5133.08928571425 x + 54196.5000000001f(x) = − 477.910714285714 x² + 4632.80357142857 x + 55474.5f(x) = − 427.107142857141 x² + 4134.20714285713 x + 56762.4f(x) = − 364.374999999998 x² + 3552.56785714284 x + 58161.7f(x) = − 309.98214285714 x² + 3023.90357142854 x + 59509.9000000001f(x) = − 259.464285714286 x² + 2522.67857142857 x + 60811f(x) = − 201.071428571428 x² + 1955.44285714285 x + 62249.2f(x) = − 154.55357142857 x² + 1502.73214285713 x + 63413.5f(x) = − 108.821428571429 x² + 1046.63571428572 x + 64645.4f(x) = − 62.142857142855 x² + 591.342857142838 x + 65829.8000000001

Zat Radioaktif 2 (Cs-13)

waktu 10 s Polynomial (waktu 10 s)waktu 20 s Polynomial (waktu 20 s)waktu 30 s Polynomial (waktu 30 s)waktu 40 s Polynomial (waktu 40 s)waktu 50 s Polynomial (waktu 50 s)waktu 60 s Polynomial (waktu 60 s)waktu 70 s Polynomial (waktu 70 s)waktu 80 s Polynomial (waktu 80 s)waktu 90 s Polynomial (waktu 90 s)waktu 100 s Polynomial (waktu 100 s)

Jarak (cm)

Coun

t

Grafik 4.3 hubungan count terhadap jarak zat radioaktif Cs-137

4.4 Pembahasan



Percobaan Geiger Muller detector untuk mencari hubungan antara count terhadap

waktu dan count terhadap jarak serta menentukan konstanta peluruhan dan waktu paruh dari

kedua zat radioaktif tersebut. . Pada percobaan ini digunakan dua zat radioaktif yaitu Sr-90

dan Cs- 137. Dan waktu digunakan adalah 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 60 s, 70 s, 80 s, 90 s,

dan 100 s. Untuk variasi jarak digunakan 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, dan 6 cm. Percobaan

dilakukan dengan mendekatkan zat radioaktif pada Geiger tube agar zat radiasi dapat

dideteksi Geiger tube. Sehingga peluruhannya dapat terbaca pada detector Geiger Muller.

Radioaktivitas terjadi karena pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti tidak

stabil, contoh inti yang tidak stabil Sr-90 dan Cs- 137. Kita dapat mendeteksi aktivitas radiasi

dari bahan radioaktif dengan pencacah geiger muller. Pencacah Geiger Muller bekerja

berdasarkan ionisasi gas. Alat pencacah Geiger Muller terdiri dari tabung yang diisi gas argon

bertekanan rendah. Saat partikel positif atau negatif atau partikel bermuatan lain masuk

melalui pintu tipis terbuat dari lempengan Jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini sangat

banyak, mencapai nilai saturasinya, sehingga pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan

penguat pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah tidak dapat membedakan energi

radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion yang dihasilkannya sama

dengan nilai saturasinya.

Dari percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil percobaan sebagaimana tabel 4.1 dan

4.2 dan tabel perhitungan 4.3-4.8. Hubungan count terhadap waktu, terlihat bahwa count

yang terbaca semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu. Semakin lama waktu, maka

semakin banyak pula peluruhan yang terdeteksi oleh geiger muller tube, sehingga nominal

yang terbaca pada digital counter semakin besar. Hubungan antara count terhadap waktu

adalah hubungan berbanding lurus. Hal ini bersesuaian dengan teori bahwa aktivitas

radioaktif bergantung pada banyaknya atom radioaktif yang masih ada. Sehingga, ketika

atom radioaktifmya sedikit, maka count yang terbaca akan semakin besar.Berdasarkan grafik

hubungan count terhadap waktu digunakan regresi eksponensial, data dan grafik dapat dilihat

pada analisa data diatas. Berdasarkan grafik count terhadap jarak digunakan regresi

polinomial. Dari grafik tersebut tampak bahwa pengaruh jarak terhadap count yaitu, semakin

jauh jarak zat radioaktif dengan geiger tube , jumlah count yang terdeteksi juga sedikit, jadi

terdapat hubungan berbanding terbalik antara count dengan jarak.



Untuk perhitungan konstanta radiasi, menggunakan rumus N = N0 e-λt , dimana No

adalah jumlah count maksimum yang diterima oleh detector, sedangkan N adalah jumlah

count maksimum dikurangi dengan count meluruh setelah t waktu. Perhitungan konstanta

radioaktif dihitung setiap ∆t, dimana ∆t = 10 s. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.3

dan 4.4 dengan hasil sebagai berikut λ Sr-90 = 0,002172 dan λ Cs-137 = 0,000483

Untuk menghitung waktu paruh digunakan rumus T1/2 = 1λ

ln 2 = 0,693

λ sehingga

diperoleh T1/2 Sr-90 = 593,3064 dan T1/2 Cs-137 = 2604,827. Untuk waktu hidup diperoleh

nilai t hidup Sr-90 854,3613 dan Cs-137 3750,951.

BAB VKESIMPULAN

Dari percobaan Geiger muller detector diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

Jarak dan count berbanding terbalik Waktu dan count berbanding lurus Konstanta pelururuhan Sr-90 adalah 0.002172 dan Cs-197 adalah 0.000483 Waktu paruh dari Sr-90 593.3064 adalah dan Cs -197 adalah 2604.827 Masa hidup dari Sr-90 adalah 854.3613 dan Cs -197 adalah 3750.951



DAFTAR PUSTAKA

Beisser,Arthur. 1983. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga

Husin, Abdul Salam. 2000. Fisika Modern II. Surabaya: ITS

Imron, Ali. 2000. Konsep Radioaktivitas. Bandung: Penerbit ITB

Krane, Kenneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta: UI Press

Moses, Serway. 2005. Physics for Scientist and Engineering. Jakarta: Erlangga

Sugimin. 2000. Fisika Reaktor. Surabaya: ITS

Wong, Samuel. 1990. Introduction To Nuclear Physics. New Jersey: Prentice Hall

(http://atophysics.wordpress.com)

(http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif)



laporan resmi geiger muller

Documents