ALAT UKUR RADIASI Badan Pengawas Tenaga Nuklir Jl. MH Thamrin, No. 55, Jakarta 10350 Telepon : (021) 230 1266
Radiasi Nuklir Secara umum dapat dikategorikan menjadi: Partikel bermuatan Proton Sinar alpha Elektron (Sinar beta)
Partikel tak bermuatan Neutron Sinar - 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.
Perhitungan Kualitas/kuantitas radiasi : Jumlah ionisasi Intensitas percikan cahaya Intensitas panas/kenaikan suhu medium Perubahan sifat bahan akibat reaksi kimia
BAHAN DETEKTOR BAHAN
GEJALA YANG TERJADI
JENIS DETEKTOR
Gas Semikonduktor Cairan kristal Kristal Emulsi Foto Logam berat
Muatan/arus/pulsa listrik Muatan/pulsa listrik Percikan cahaya Termoluminesen Pengnhitaman film Panas
Isian gas Semikonduktor Sintilasi TLD Film badge 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).
SKEMA DIAGRAM DETEKTOR BERISI GAS
Rangkaian Dasar Detektor berisi Gas
Jenis Detektor Isian Gas TINGGI PULSA
GEIGER MULER Plaeteau
PROPORSIONAL
BILIK IONISASI REKOMBINASI
TEGANGAN KERJA
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.
Daerah Kamar (Bilik) Ionisasi 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 rendah Efektif mengukur radiasi dengan energi yang besar. Kenaikan tegangan tidak mempengaruhi tinggi pulsa
Daerah Proporsional 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 Geiger Muller 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
Pengukuran NeutronI (IONISASI TIDAK LANGSUNG) 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.
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
Anoda
Radiasi
Bahan Sintilatorcahaya memancarkan cahaya
Photo Multiplier Tube Katoda
Meter
Bahan-bahan Sintilator Bahan Organik Sintilator Kristal Murni Sintilator Cair Sintilator Plastik Bahan Anorganik NaI(Tl) : untuk Radiasi Gamma dan sinar-X ZnS(Ag) : untuk radiasi Alpha Sintilator 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.
Skema Sistem Detektor Semi-Konduktor Anoda ( - )
Radiasi
+++++++++ ____________
katoda ( + )
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
Film Badge 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.
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 Keuntungan
Pen Dosimeter
Film Badge
TLD
Kerugian
Dapat langsung dibaca Sebagai indikator awal
Pengukuran dosis radiasi terbatas
Mempunyai hard record Dapat dibaca ulang Bersifat medico legal
Tidak dapat digunakan ulang
Mempunyai hard record Bersifat medico legal Dapat digunakan ulang
Tidak dapat dibaca ulang
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 KONTAMINASI Suatu alat monitor radiasi yang digunakan untuk mengetahui tingkat kontaminasi di suatu tempat kerja dalam satuan cacah per satuan waktu (c/s)
MONITOR ARE Suatu 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 Ukur Alat 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 dibeli Sertifikat 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
