SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

PENENTUAN KEMURNIAN PERAKSEBAGAI BAHAN INDUSTRI KERAJINAN PERAK

DENGAN METODE AKTIV ASI NEUTRON

WIDARTO, ZAINUL KAMALPustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB

Yogyakarta 55281 Telp. (0274) 488435

Abstrak

PENENTUAN KEMURNIAN PERAK SEBAGAI BAHAN INDUSTRI KERAJINAN PERAK DENGANMETODE AKTIV ASI NEUTRON. Ada rumor yang menyebutkan bahwa kandungan perak di dalam bahanindustri kerajinan perak tidak mumi. Rumor macam ini dapat menimbulkan gangguan terhadapkelangsungan industri tersebut yang mencakup mata pencaharian ribuan orang. Maka perlu dilakukanpenelitian untuk mengetahui tingkat kemumian perak. Sampel yang berupa bahan industri perak diiradiasidi dalam Reaktor Kartini di fasilitas pneumatik dengan fluks neutron 2,1 xl 012 N/cm2'dt selama 1 menit dandifasilitas Lazy Susan denganfluks neutron 1,04 x 1011 N/cm2.dt selama 6jam. Hasil iradiasi menunjukkanbahwa di fasilitas pneumatik ditemukan isotop AgI08, sedangkan di fasilitas Lazy Susan ditemukan isotopAiIOm dan secara kuantitatifkemumian kemumian perak berkisar dari 80,40% sampai 92,69%.

Kata kunci: kerajinan perak, kemumian, aktivasi neutron

Abstract

DETERMINATION OF SILVER PURITY IN MATERIALS FOR SILVER CRAFT INDUSTRY BYNEUTRON ACTIVATION ANALYSIS. Rumours say that silver in materials of silver industry is not pure.Such rumour can disturb the stability of silver industry. It's important to do a research on the purity of silverin the industry. Sample materials were irradiated in Kartini reactor in the pneumatic facility with neutronflux 2.1 x10 N/cm2.dt for 1 minute, and in Lazy Susan facility with neutron flux 1.04x1011 N/cm2.dt for 6hours. Results showed that in pneumatic facility there was AgI08 and in Lazy Susan AgJ JOm. In quantitativeanalysis silver purity was approximately 80.40%-92.6%t

Key words: silver craft, purity, neutron activtion,

PENDAHULUAN

Perak merupakan salah satu jenis logamdi alam bebas yang dapat ditemukan bersamaandengan logam-Iogam lain, misalnya tembagadan emas. Dalam tabe1 periodik, perak dapatdipadukan dengan atom-atom dalam golong­annya dan diperoleh berbagai jenis logampaduan dengan berbagai sifat 01an Vlack andLaurence., 1985).

Perak murni memang lebih baik namunada kalanya karena faktor harga atau pengadaandiperlukan adanya ketidakmurnian, sebagaicontoh perak sterling yang kandungannya

Widarto dkk 91

terdiri dari 7,5% tembaga dan 92,5% perak,dapat membentuk perak yang lebih kuat, keras,dan awet, dengan harga yang lebih murah. Padaumurnnya perak digunakan untuk berbagaikebutuhan manusia, misalnya alat rumah tanggaserta perhiasan

Mengingat perak merupakan bahanlogam yang sangat banyak manfaatnya bagikebutuhan manusia serta sifat sifatnya yangmenguntungkan, maka perlu dilakukan suatupene1itian tentang tingkat kemurniannya. Dalampenelitian ini pemeriksaan tingkat kemurniandilakukan dengan metode analisis pengaktifanneutron, yang mempunyai keunggulan-

Sekalah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

keunggulan antara lain dapat mendeteksipelbagai unsur secara bersamaan, tidak merusakbahan, tanpa pemurian kimia, dan mempunyaiketelitian yang tinggi (Corliss,W,R 1963)

CARA PENELITIAN

Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian inimeliputi Reaktor Kartini dengan fasilitasiradiasi Lazy Susan dan pneumatik, spektro­metri-y dengan detektor HpGe, timbangandigital Ohauss, kontainer timbal, vial polietilen,sarung tangan kulit dan pinset.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitianmeliputi: sampel perak dari industri kerajinanperak di Kotagede, perak standar, sumberradiasi 152Eu.

Prosedur Preparasi dan Iradiasi Sampel

Sampel perak dipotong-potong denganukuran yang kecil, dibagi dua, masing masingditimbang 1-2 g. Satu bagian diiradiasi difasilitas pneumatik yang mempunyai fluksneutron 2,1 x 1012n1cm2dtselama I menit,sedangkan bagian yang lain diiradiasi difasilitas Lazy Susan yang mempunyaifluksneutron 1,04 x lOll nlcm2dt selama 6 jam.

Kalibrasi Energi

Kalibrasi yang dimaksudkan untukmendapatkan harga perbandingan antara lajucacah yang diterima detektor dengan aktivitassumber standar pada saat dilakukan pencacahanyang dinyatakan dengan rumus

keterangan:% E(E) = efisiensi detektorcps = cacah per second (laju cacah)dps = disintegrasi per second (aktivitas)Y(E) = yield

sedangkan

C Luasanpuncakserapan total (cacah)ps--------------Waktu pencacahan (detik)

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Analisis Kualitatif

Analisis kualitatif bertujuan untukmendapatkan unsur perak yang terkandung didlam sampel. Setelah data hasil kalibrasidiperoleh, maka dilakukan pencacahan sampeldan standar selama 600 detik. Puncak-puncakspektrum gamma dapat dicatat sebagai nomorsalur (=X) dengan menggunakan persamaankalibrasi: Y = aX + b, sehingga diperoleh hargaenergi puncak gamma (=Y) yang bersesuaian.

Energi sinar gamma yang dipancarkanoleh suatu radionuklida pada saat pencacahan,perlu dicatat karena merupakan salah satukarakterristik dari radionuklida itu. Daftarenergi sinar gamma dari berbagai radionuklidatelah disusun dalam bentuk tabel isotop,sehingga dapat diketahui unsure-unsur yangterkandung di dalam sampel. Selain energigamma, perlu dicatat puncak serapan total"netto" yang dipancarkan oleh sinar gamma ituyang diperlukan untuk analisis kuantitatif(Anonim,1974., Tjipto.S.,1982).

Analisis Kuantitatif

Analisis kuantitatif bertujuan untukmenentukan kadar suatu unsur di dalam sampel.Data luas puncak serapan (netto) dapatdigunakan untuk menghitung aktivitas sampel.Aktivitas radionuklida pada sampel dihitungberdasarkan laju cacah dengan satuan cacah perdetik (Susetyo,W, 1988).

Rumusan yang dipergunakan dalamanalisis kuantitatif adalah:

CpSCuplikan X KStandartKCuPlikan = CPSStandart

K adalah kadar unsur sampel (l1gr/mL atauI1gr/gratau ppm).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kalibrasi Energi

Spektrometer gamma sebelum digunakanuntuk mencacah sampel-sampel yang akanditeliti hams dikalibrasi terlebih dahulu denganmenggunakan sumber standar Eul52· Peng­gunaan sumber standar EUl52 sangat berman­faat karena mempunyai banyak puncak gammayang tersebar secara merata dari energi rendahsampai ke energi tinggi sehingga dapat di­lakukan secara serentak.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 92 Widarto dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Y =0,9196K - 0,0376 (r=0.999)

Tabel 2 Hubungan antara Hasil Pencacahan padaNomor Sa1urdengan Energi

Tinggi pulsa yang dihasilkan olehdetektor dan penguat setara dengan energi sinargamma yang mengenai detektor. Cacah pulsa­pulsa yang mempunyai tinggi yang sarna dicatatdalam suatu salur dengan nomor tertentu,

sehingga nomor salur penganalisis salur gandasebanding dengan energi gamma (Susetyo,1988).

Kalibrasi energi yang dilakukan denganmencacah sumber isotop standar 152Eumemilikiwaktu paruh 13,1 tahun. Sumber 152Eu inidiproduksi pada 15 Juni 1979 dengan aktivitasawal sebesar 1,9750.105 dps dan aktivitas padatanggal 16 September 2002 sebesar 5,550.104dps. Sebelum pencacahan dimulai, semuafungsi alat diatur pada kondisi ketja optimumdengan tegangan operasi sebesar 3000 Volt.

Tabel 1 Data Kalibrasi Energi dengan Sumber 52Eu.

Persamaan regresi linier

Tabel 3 Data Kalibrasi Efisiensi MenggunakanSumber Standar 152Eu

No

NoEnergiCacah(YieldEfisiensisalur

(Kev)cps) (%)1

132,35121,67260,410,28200,1502

266,13244,6944,70,07380,1003

344,39107,47107,470,26400,0684

447,25411,256,940,02210,0535

482,99444,119,420,03080,0516

847,23779,0721,580,13000,0287

943,39867,496,060,0160,0248

1048,46964,1119,650,14480,0239

1180,701085,7310,690,10140,01810

1209,301112,0215,680,13550,01911

1530,761407,6319,430,20700,016

Persamaan regresi linier

Y= 0,3445 - 1,0028X (r=0,994)

Setelah dilakukan kalibrasi energi clankalibrasi efisiensi maka spektrometer gammasudah dapat digunakan untuk mencacahmasing-masing sampel yang sudah diradiasi.Hasil dari diiradiasi sampel akan menyebabkansampel tersebut dalam keadaan tereksitasi.Peristiwa pancaran energi suatu inti dari suatukeadaan tereksitasi menuju ke keadaan clasardisebut proses deexsitasi. Hasil pancaran energiinti sampel diteruskan ke dalam perangkatspektrometri-r dan tingkat energi yangdiperoleh kemudian dibandingkan denganenergi radionuklida sehingga dapat diketahuiacla dan tidaknya unsur perak di dalamsampel(Beyser,A.,1992)

Tabel 4 dan 5 merupakan hasil analisiskualitatif sampel yang diiradiasi denganmenggunakan fasilitas pneumatik maupun LazySusan.

Kalibrasi Energi

Pada kalibrasi energi dicatat cacah yangdidapat kemudian dibandingkan tabel energisehingga diperoleh Yield atau intensitas mutlak.Efisiensi detektor dihitung dengan meng­gunakan rumus

%E(E)- CPS( ,100%dps Y E

clan diperoleh hasil; dalam Tabel3.

SatuanVolt

Enegi(Yi)121,57244,69344,39411,25444,11779,07867,49964,111085,731112,021407,63

Kuantitas3000

13,1 Tahun1,975.

Dps105 5,550.104

Dps

5

Centimeter1800

detik

Nomorsalur132,35266,13374,54447,25482,99847,23943,391048,461180,71209,3

1530,76

No

1

2

34

56

7891011

No Besaran/Spesifikasi1 Tegangan Operasi

(HV)

2 IsotopStandar152Eu

UmurParuhAktivitasAwal(15­06-1979)Aktivitaskini(16­09-2002)

3 Jarak detector

4 Lamapencacahan

Widarto dkk 93 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Tabel4 Hasil analisis kualitatifunsur-unsur yangterkandung didalam sampel dengan menggunakanfasilitas diiradiasi Pneumatik.Energ

UnsurWaktuBera!CpStSampel

(Kev)ParuhSampel(d!)

(gr)Indus!ri

433,17Ag108144,01,01361,02A

632,14Ag108145,2 151,79Indus!ri

433,01Ag108144,01,02154,17B

631,97Ag108145,2 131,04Indus!ri

433,15Ag108144,01,00371,48C

632,13A.9,108145,2 170,44

Tabe1 4 menunjukkan adanya isotopAg108 pada dua tingkat energi yaitu 433,8 dan632,9 Kev sebagai dua energi-y yang berbeda.Hal ini dapat terjadi karena adanya de-eksitasiyang menyebabkan teIjadinya percabangan-y.

Tabel 5 menunjukkan hasil analisiskualitatifunsur-unsur yang terkandung di dalamsampe1 dengan menggunakan fasilitas iradiasiLazy Susan.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tabel 6 Hasil kadar perak di dalam sampe1 yangdiiradiasi di fasilitas Pneumatik mauoun Lazy Susan

Sam pel PneumatikLazy SusanUnsur

KadarUnsurKadar

(%)(%)

Indus!riAg10a20,19Ag110m16,25

AAg10a21,02Ag110m16,41

Ag110m

16,48

Industri Ag10a17,78Ag110m19,10B

Ag10a18,00Ag110m19,02

Ag110m

18,78

Industri

Ag10a24,19Ag110m10,72C

Ag10a23,05Ag110m11,02

A£110m

10,58

Kadar perak dalam sampel secarakeseluruhan disajikan dalam Tabel 7 yangmerupakan penjumlahan dari seluruh kadarpada Tabel 6 masing masing industri.

Tabel 7 Kadar Perak dalam Sampel

Data Tabel 7 menunjukkan bahwa kadarperak pada sampel industri kerajinan perakdimulai dari yang tertinggi adalah industri B,industri A dsan industri C masing masingsebesar 92,69%, 90,36%, 80,40%. Hal initerjadi karena industri B memang memilikiorientasi pemasaran untuk turis dan eksporyang mengharuskan industri tersebutmenghasilkan barang-barang dengan kualitastinggi. Pemilihan bahan baku dan pengolahanyang baik akan menghasilkan perak yangbermutu tinggi. Industri A dan C merupakanindustri dengan orientasi pasar dalam negerisehingga untuk mampu bersaing denganindustri di tempat lain harus memberikan hargayang murah dengan mengurangi kadar peraktetapi tidak mengurangi kualitas dan

keindahannya.Hasil yang diperoleh dari penelitian ini

menunjukkan bahwa secara umum industriperak di Kotagede Yogyakarta juga meng­utamakan standar mutu yang tinggi selainbentuk desain yang beragam sehingga dalamhal pemasaran harus mampu bersaing dengankerajinan serupa di daerah lain.

Tabe1 5. Hasil Analisis Sampel Perak

Sampel EnergiUnsurWaktuBera!CpSt

(Kev)

ParuhSam pel

(hari)

(gr)Industri

657,50Ag110m2530,96174,46A

884,12Ag110m 43,12

936,80Ag110m 19,74

Industri

657.32Ag110m2531,01988,57B

883,89Ag110m 50,56

936,59Ag110m 22,75

Industri

657,53Ag110m2531,09253,28C

884,13Ag110m 31,41

936,88A1J.110m 13,73

Data data Tabel 5 juga menunjukkanadanya isotop pada beberapa tingkat energi

Seperti halnya pada iradiasi Pneumatik,pada iradiasi Lazy Susan juga teIjadi isotopdari beberapa tingkat energi. Selanjutnya darihasil pencacahan yang disajikan pada Tabel 4dan 5 dapat dilakukan perhitungan kadar perakyang hasilnya disajikan dalam Tabel 6.

Sampel

Industri A

Industri B

Industri C

Kadar ( %)90.36

92.69

80.40

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 94 Widarto dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

KESIMPULAN DAN SARAN

Kemurnian hasil industri perak diKotagede cukup tinggi: pada industri B92,69%, industri A 90,36% industri C 80,40%

Kemurnian hasil masing industri tidaksama dikarenakan kebijaksanaan pengolahanmasing-masing industri juga berbeda sesuaidengan tingkat orientasi pasar

DAFTAR PUSTAKA

1. ANONIM,1974., Handbook of Nuclear Activ­ation Cross Section, International AtomicEnergy, Vienna

2. BEYSER, A., 1992, Konsep Fisika ModernErlangga, Jakarta

3. CORLIES, W.R.,1963, Neutron ActivationAnalysis., United Stated Atomic

4. SUSETYO.,W., 1993, Spektrometri Gamma danPenerapannya dalam Analisis PengaktifanNeutron, Gadjah Mada University PressYogyakarta

5. TJIPTO,S., 1982., Perisai Radiasi., PPBMIYogyakarta

6. LACK,V., and LAURENCE, 1983., Elements ofMaterials: Science and Enginering, AddisonPublishing Company, Reading Mass USA.

TANYAJAWAB

Pertanyaan1. Bagaimana bapak menetukan kemurnian

perak tersebut?2. Apakah alat yang digunakan sudah

dikalibrasi? (Edison Sihombing)3. Apakah ada standar kemurnian perak yang

dikabulkan untuk hasil industri. (Nugroho,PRSG)

4. Bagaimana mengidentifikasi, secaralangsung dan mudah, barang perak untukindustri A, B, C?

5. Apakah ada metode lain untuk menentukankemurnian perak?

Jawaban

1. Kemumian dilakukan dengan menentukankadar perak. Semakin besar kadamya,semakin tinggi kemurniannya.

2. Alat sudah dikalibrasi.

3. Sampai saat ini belum ada ketentuan daripemerintah, dalam hal ini departemenperindustrian dan perdagangan, tentangstandar kemurnian perak.

4. Sampai saat ini cara yang dimaksud secaraformal belum ada, namun secara informaldilakukan secara individual bedasarkan

pengalaman.5. Ada dan banyak, antara lain gravimetri,

volumetri, dan voltametri.

Widarto dkk 95 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN