ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS UNSUR Zr, Hf, U DAN Th DALAM CUPLIKAN NATRIUM ZIRKONAT DENGAN METODA AAN

ISSN 0216 - 3128

190

Sukirno, dkk.

ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS UNSUR Zr, Hf, U DAN Th DALAM CUPLIKAN NATRIUM ZIRKONAT DENGAN METODA AAN. Sukirno, Sri Murniasih, Rosidi Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan – Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb Yogyakarta 55281 Email : [email protected]

ABSTRAK ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS UNSUR Zr, Hf, U DAN Th DALAM CUPLIKAN NATRIUM ZIRKONAT DENGAN METODA AAN. Telah ditentukan ketidakpastian dalam analisis unsur-unsur Zr, Hf, U dan Th dalam sampel natrium zirkonat secara AAN (Analisis Aktivasi Neutron) dengan metoda komparatif di laboratorium PTAPB BATAN. Selain untuk memenuhi persyaratan sistem mutu ISO/IEC 17025-2008, estimasi ketidakpastian pengukuran perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas dan tingkat kepercayaan hasil analisis serta untuk menentapkan ketelusuran hasil analisis terhadap satuan internasional. Kontribusi ketidakpastian berasal dari kegiatan preparasi cuplikan dan standar, iradiasi dan pengukuran dengan spektrometri gamma. Dengan konsentrasi Zr = 49,309 %; Hf = 0,854 %; U = 296,5 mg/kg dan Th = 659,9 mg/kg, maka dari perhitungan estimasi ketidakpastian unsur Zr, Hf, U dan Th diperoleh hasil berturut-turut 3,39 %, 0,053 %, 22,6 mg/kg dan 47,5 mg/kg. Dengan melihat hasil estimasi ketidakpastian hasil pengukuran tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa metoda AAN musih cukup handal dan valid untuk analisis unsur dalam cuplikan. Kata kunci: ketidakpastian, unsur Zr, Hf, U dan Th, AAN

ABSTRACT ESTIMATION OF ANALYSIS UNCERTAINTY OF Zr, Hf, U AND Th ELEMENTAL IN SODIUM ZIRCONATE BY AAN METHOD. Uncertainty of analysis in the Zr, Hf, U and Th elements in sodium zirconate by NAA ( Neutron Activation Analysis) method using comparative technique have been carried out at NAA laboratory PATPB BATAN. Beside to meet the requirements of international standard of ISO/IEC 17025-2008, uncertainty estimation should be done to increase quality and confidence of analysis result and also to establish traceability of the analysis results to international unit. Sample and standard preparation and irradiation as well as measurement using gamma spectrometry were the main activities which could give contribution to uncertainty. The concentration of Zr was 49,309 %; Hf = 0,854 %: U = 296,5 mg/kg and Th = 659,9 mg/kg, therefore the result uncertainty estimation of Zr, Hf, U and Th are 3,39 %, 0,053 %, 22,5 mg/kg and 47,5 mg/kg, respectively. From the estimation of uncertainty data, it can be concluded that NAA method reliable and valid for elements analysis in samples. Keywords: uncertainty, Zr, Hf, U and Th elements, NAA

PENDAHULUAN

L

aboratorium pengujian yang telah terakreditasi berarti telah menerapkan sistem manajemen mutu dengan menggunakan acuan ISO/IEC 170252008 dan akan memiliki manfaat maksimal. Selain untuk memenuhi persyaratan sistem mutu, estimasi ketidakpastian pengukuran perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas dan tingkat kepercayaan hasil analisis serta untuk menentapkan ketertelusuran hasil analisis terhadap satuan internasional(1,2). Dengan demikian dapat dipastikan dengan terakreditasi sebuah laboratorium dapat mengangkat nama laboratorium itu sendiri dan dari segi pendapatan (imbalan jasa pengujian laboratorium) meningkat pula. Laboratorium BKTPB-PTAPB BATAN merupakan laboratorium pengujian berdasarkan Komite Akreditasi Nasional (KAN), dimana salah satu metode uji yang

digunakan adalah metoda uji analisis aktivasi neutron (AAN). Salah satu persyaratan dalam menerapkan sistim majemen mutu di laboratorium berdasarkan standar nasional ISO/IEC 17025-2008, yaitu adanya nilai ketidakpastian (uncertainty) pengukuran dari suatu metoda uji yang digunakan. Ketidakpastian didifinisikan sebagai suatu parameter yang menerapkan rentang nilai yang didalamnya diperkirakan nilai benar yang terukur berada. Nilai ketidakpastian pengukuran menggunakan suatu metoda uji dapat diperoleh apabila persyaratan yang diperlukan terpenuhi. Estimasi nilai ketidakpastian pengujian perlu dilakukan oleh setiap laboratorium pengujian. Hal ini berkaitan dengan metoda, prasarana dan sarana, kalibrasi dan standardisi peralatan, kemampuan sumber daya manusia yang tersedia, adalah tidak sama untuk setiap laboratorium.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 4 Juli 2012

Sukirno, dkk.

ISSN 0216 - 3128

Dalam melakukan kegiatan, laboratorium BKTPB-PTAPB menggunakan teknik analisis aktivasi neutron sebagai metoda analisis yang utama, hingga estimasi ketidakpastian pengukuran teknik AAN perlu dilakukan. Proses estimasi ketidakpastian pengukuran meliputi pernyataan tentang apa yang diukur, identifikasi sumber ketidakpastian, estimasi masing-masing komponen ketidakpastian perhitungan, ketidakpastian gabungan baku dan ketidakpastian diperluas. Pada analisis bahan sebagai contoh adalah unsur Zr, Hf, U dan Th dalam sampel natrium zirkonat hasil dari proses pelindian, akan ditetapkan faktor-faktor apa saja yang memberi sumbangan terhadap nilai ketidakpastian dalam perhitungan. Untuk mengetahui berapa besar nilai ketidakpastian pengukuran yang dilakukan dalam analisis bahan dengan metoda AAN, maka perlu dilakuakan estimasi ketidakpastian hasil pengukuran pada analisis sampel dengan metoda tersebut. Dalam metoda relatif AAN, dimana cuplikan yang belum diketahui konsentrasinya diiradiasi simultan bersama-sama dengan standar dari suatu unsur yang akan dianalisis, konsentrasi ‘C’ unsur dalam cuplikan dapat ditentukan melalui persamaan(1). C=

m. Au .e ± λ (t u − t s ) M . As

(1)

Dengan m adalah massa unsur dalam standar; M massa unsur dalam cuplikan yang akan ditentukan konsentrasinya; Au aktivitas radionuklida (unsur) dalam cuplikan; As aktivitas unsur dalan standar; tu, ts waktu luruh unsur dalam cuplikan dan standar; λ konstanta peluruhan, dimana λ ln2/T1/2 Proses penilaian ketidakpastian meliputi spesifikasi besaran ukur, identifikasi sumber ketidakpastian, kuantifikasi dari ketidakpastian standar individu, perhitungan gabungan standar ketidakpastian, dan penyajian ketidakpastian bentangan(1-3)..

Faktor yang ketidakpastian

berpengaruh

pada

Langkah-langkah ketidakpastian yang dapat memberikan kontribusi nyata terdiri dari tiga kegiatan yaitu (1) preparasi cuplikan dan standar, (2) proses iradiasi dan (3) pengukuran menggunakan spektrometer gamma(3). Faktorfaktor berkontribusi ketidakpastian dijabarkan sebagai berikut: Preparasi cuplikan dan standar, terdiri dari: a) Penimbangan berat cuplikan, b) konsentrasi unsur standar pembanding, kemurnian. Iradiasi, terdiri dari: a) Perbedaan geometri iradiasi, b) Neutron self shielding, c) durasi waktu iradiasi dan d) penguapan selama iradiasi.

191

Pengukuran menggunakan spektrometer gamma, terdiri dari: a) statistik pencacahan, b) geometri pencacahan, c) kehilangan karena pulsepileup, d) efek waktu mati, e) efek waktu peluruhan, f) truc coincidence dan g) waktu (lama) pencacahan. Faktor yang berkontribusi dalam ketidakpastian dalam formula tersebut dapat memberikan kontribusi kesalahan terhadap hasil akhir. Identifikasi dapat dilakukan dengan membuat cause and effect dagram (fish-bone diagram). Faktor-faktor yang berpengaruh pada ketidakpastian terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Cause and effect dagram (fish-bone diagram) faktor yang berpengaruh pada ketidakpastian metoda AAN.

TATA KERJA Alat Seperangkat spektrometer gamma dengan menggunakan detektor Ge(Li), Reaktor Kartini dengan fasilitas iradiasi Lazy Susan, timbangan analitik yang terkalibrasi, vial poliethilen.

Bahan NBL Reference Material No 107-A, 106, Monazite Sand dengan kandungan Th masing masing 0,1028±0,002 % dan 1±0,01 % serta U adalah 0,004±0,0002% dan 0,035±0,0001 %. Standar CRM pasir Zirkon Kalimatan, dengan kandungan ZrO2 = 52,8894±0,069 % dan HfO2 = 0,9007±0,008 %; sampel natrium zirkonat.

Cara Kerja Preparasi Dipersiapkan standar CRM pasir zirkon Kalimatan, NBL RM 107 dan 106 masing-masing ditimbang 0,1 g dalam vial poliethilen serta bahan cuplikan natrium zirkonat yang telah dihaluskan dan homogen. Iradiasi Bahan acuan CRM, NBL, sampel natrium zirkonat, dan vial kosong (blanko), bersama-sama


Sukirno, dkk.

ISSN 0216 - 3128

192

dimasukkan dalam kelongsong iradiasi. Iradiasi dilakukan dalam fasilitas sistem rabbit Lazy Susan, reaktor nuklir Kartini Jogjakarta. Waktu iradiasi dilakukan 12 jam dengan fluks neutron berkisar 0,2.1011n.cm-1.s-1. Setelah proses iradiasi neutron selesai cuplikan didinginkan (cooling) selama 5 (lima) hari untuk pencacahan uranium dan sekitar 30 hari untuk persiapan pencacahan Th, Hf dan Zr. Pencacahan Pencacahan dilakukan setelah pendingainan 5 hari untuk mengidentifikasi U) pada tenaga 228,2 keV, sedangkan pencacahan untuk menentukan Th dilakukan setelah 30 hari pendinginan pada tenaga 311,8 keV. Untuk mengidentifikasi radionuklida Hf pada energi puncak 133,05 dan 482,16 keV sedangkan dari Zr adalah 725,18 keV. Lama pencacahan dilakukan 600 -1000 detik sedangkan pencacahan blanko dilakukan 4000 detik menggunakan spektometer gamma yang digunakan menggunakan detektor Ge(Li) ) ORTEC, MCA Spektrum Master ORTEC 92X, dengan software Maestro

Berat cuplikan yang ditimbang adalah 100,48 mg dan berat standar yang ditimbang 100,64 mg, sehingga ketidakpastian gabungan untuk penimbangan cuplikan diperoleh µC,cuplikan = (0,260189/100,48)*100 % = 0,259 % dan penimbangan standar µC,standar = (0,260189/100,64)*100 % = 0,258% Konsentrasi standar Ketidakpastian dari konsentrasi standar berasal dari acuan standar CRM pasir zirkon Kalimatan, dengan kandungan Zr = 39,1541±0,0511 % dan Hf = 0,7637±0,0068 % Sedangkan Th = 1028±27, NBL 107A monazite sand, U = 350±3,5 NBL Reference Material No.106. Komponen ini merupakan tipe B karena ketidakpastian berdasarkan informasi/data yang dapat dipercaya. Simpangan baku (s) adalah ketidakpastian itu sendiri dan perlu koreksi terhadap distribusi probabilitas, dengan asumsi distribusi probabilitas adalah rectangular(1,4), maka ketidakpastian baku (µ) dari konsentrasi standar dengan menggunakann persamaan 2.

HASIL DAN PEMBAHASAN

μ ( x) = s / 3

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang baik, perlu memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pengukuran dan ketidakpastian pengukuran. Standar ISO 17025 mengisyaratkan pentingnya penerapan ketidakpastian pengukuran. Untuk menentukan ketidakpastian terdapat beberapa langkah, yaitu penyusunan suatu model dari langkah pekerjaan dan menentukan formula yang digunakan dalam perhitungan hasil pengukuran. Faktor yang berpengaruh pada ketidakpastian akan memberikan kontribusi kesalahan terhadap hasil akhir. Identifikasi ketidakpastian dapat diuraikan di bawah ini.

Ketidakpastian baku relatif dari konsentrasi standar untuk setiap unsur yang diperhatikan disajikan pada Tabel 1. Hasil hitung ketidakpastian baku ini dengan nilai yang berbedabeda setiap unsur. Tabel 1. Ketidakpastian baku (µ) tipe B standar Unsur Simpangan Ketidakpastian ketidakpastia baku (s) (dalam %) n baku (µB)

Preparasi cuplikan dan standar Penimbangan cuplikan Nilai ketidakpastian pada timbangan akan dipengaruhi oleh, kalibrasi timbangan, kemampuan pembacaan skala (resolusi) dan repitabilitas. Perhitungan ketidakpastian gabungan penimbangan (µC) untuk sampel dan standar, dijumlahkan, dikuadratkan dan ditarik akar pangkat dua dari jumlah. Sumber ketidakpastian pada tahap preparasi sampel dan standar diantaranya berasal dari penimbangan dan kemurnian standar. Pada sertifikat kalibrasi timbangan yang digunakan tertera ketidakpastian timbangan tersebut adalah µ = ± 0,00052 g(5). Kedapatulangan penimbangan dilakukan 10 kali pengulangan dengan standar deviasi adalah 0,00003 g. Ketidakpastian telah dihitung oleh peneliti sebelumnya sebesar 0,260189 mg(4).

Zr Hf U Th

(2)

=s/ 3 0,0511 % (0,0511/39,1541)* 0,13051 / √3 100% = 0,13051 = 0,0753 0,0068 % 0,89040 0,89040 / √3 = 0,5141 3,5 µg/g 1,00000 1,00000 / √3 = 0,5773 27,0 µg/g 2,62646 2,62646 / √3 = 1,5164

Iradiasi Ketidakpastian dari perbedaan geometri iradiasi terkait dengan gradient fluks neutron pada kelongsong iradiasi. Ketidakpastian karena variasi spektrum neutron dalam waktu dan ruang dapat diabaikan karena sampel dan standar dalam satu kelongsong diiradiasi secara simultan. Ketidakpastian karena volatilisasi diabaikan selama iradiasi dan durasi iradiasi karena unsur Zr, Hf, U dan Th bukan merupakan unsur mudah menguap atau valatil. Ketidakpastian dari neutron self shielding dari beberapa kasus dapat diabaikan, koreksi perlu dilakukan pada unsur-unsur dengan tampang lintang absorpsi tinggi dan kerapatan jenis yang


Sukirno, dkk.

ISSN 0216 - 3128

tinggi(3). Unsur U, Th, dan Zr merupakan unsur tanpang lintang yang tidak terlalu tinggi, sedangkan unsur Hf cukup tinggi walau demikian konstribusi ketidakpastian dari faktor perisai dapat diabaikan. Kontribusi ketidakpastian dari durasi waktu iradiasi dapat dibaikan ketika cuplikan dan standar diiradisi bersama-sama dan ketika waktu mulai dan dihentikan iradiasi dapat diukur dengan akurat. Fasilitas iradiasi rabbit system Lazy Susan reaktor Kartini, kontribusi ketidakpastian dari selang waktu iradiasi dapat diabaikan.

Pengukuran gamma

dengan

spektrometri

193

gamma dan ketidakpastian hasil terkait. Metode ini biasanya diterapkan pada non-destruktif analisis sampel lingkungan. Ketidakpastian dari komponen statistik pencacahan diperoleh dari setiap kali dilakukan pencacahan cuplikan maupun standar. Pada analisis unsur Zr dengan puncak energi radionuklida Zr-95 adalah 724,0 keV dan mempunyai probabilitas 50 %(6), untuk cacah cuplikan dan standar berturut-turut adalah 706,3 dan 560,5 dengan ketidakpastian cuplikan (µcuplikan) dan standar (µstandar) berturut-turut adalah 56,3 dan 6,36 kemudian nilai ini dirubah menjadi 7,960 % dan 1,134 %. Untuk unsur U dan Th radionuklida yang diperhatikan adalah anak peluruhan hasil aktivasi yaitu Np-239 dan Pa-233 yang mempunyai hasil ketidakpastian (µcuplikan) dan standar (µstandar) masing-masing adalah 396 (7,060 %) dan 34 (4,600 %) untuk unsur U sedangkan Th ketidakpastian (µcuplikan) dan standar (µstandar) adalah 921 (4,623 %) dan 282 (0,931 %). Perlu diketahui besarnya nilai pencacahan dan ketidakpastian tergantung dari lama pencacahan dan konsentrasi yang dicacah.

Statistik pencacahan Sumber-sumber ketidakpastian dalam spektrometri sinar gamma sebagai menghitung perbedaan geometri, gangguan gamma ray, kerugian tumpukan pulse plile-up, durasi penghitungan dan efek waktu mati dapat diabaikan(1). Tujuan spektrometri gamma analisis sampel natrium zirkonat adalah untuk menentukan konsentrasi aktivitas radionuklida pemancar sinar Tabel 2. Hasil hitung statistik pencacahan dan ketidakpastian cuplikan dan standar Unsur Radionuklida Energ Hasil pencacahan Ketidakpastian i cuplikan standar µcuplikan µstandar keV Zr Zr-95 724,0 706,5 560,5 56,3 7,960 % 6,36 1,134 % Hf Hf-181 482,2 108149 96695 8649 7,997 % 375 0,387 % U Np-239 228,2 5609 739 396 7,060 % 34 4,600 % Th Pa-233 311,8 19929 30283 921 4,623 % 282 0,931 % Tabel 3. Hasil pengukuran geometri pencacahan radionuklida Unsur Radionuklida Hasil pencacahan (%) Ketidakpastian (%) terkecil terbesar µcuplikan µbaku Zr Zr-95 93,76 110,41 9,07 5,236 Hf Hf-181 99,31 100,88 0,67 0,387 U Np-239 88,49 106,37 7,48 4,318 Th Pa-233 93,47 103,49 4,62 2,667 Tabel 4. Hasil hitung ketidakpastian integrasi puncak cuplikan dan standar Unsur Radionuklida Energi Ketidakpastian keV µcuplikan µstandar Zr Zr-95 724,0 2,226 % 1,453 % Hf Hf-181 482,2 0,965 % 0,457 % U Np-239 228,2 5,582 % 3,570 % Th Pa-233 311,8 5,113 % 3,917 %

Efek waktu mati dan peluruhan Efek waktu mati (dead time) diperhitungkan hanya apabila waktu pencacahan sangat dekat dengan waktu dengan waktu paro radionuklida yang akan diukur yaitu radionuklida dengan waktu paro pendek. Demikian juga efek waktu peluruhan untuk radionuklida umur paro menengah maupun panjang tidak perlu diperhitungkan atau dapat diabaikan, karena peda

perhitungan yang dilakukan untuk keempat radionuklida kebetulan berumur sedang dan panjang. Geometri pencacahan Geometri pencacahan, kontribusi dari komponen ini diperoleh dari repitabilitas cuplikan pada geometri yang tidak berubah, dengan asumsi distribusi rectangulator, perhitungan menggunakan persamaan (2). Pencacahan cuplikan yang


194

ISSN 0216 - 3128

Sukirno, dkk.

radionuklida. Nilai puncak integral dapat dilihat diperoleh dibandingkan dengan cacahan rerata langsung pada puncak spektrum cacah radionuklida untuk radionuklida Zr-95 nilainya terkecil 93,76 % yang diperhatikan pada layar dan terbaca langsung. dan terbesar 110,41%. Ketidakpastian karena Dari hasil nilai puncak integral untuk unsur Hf perbedaan geometri pencacahan didapat dari setelah dirata-rata didapat nilai 115219 dengan 7 pencacahan berulang dengan nilai adalah 9,07 %. kali pengulangan dan nilai standar deviasi dengan Untuk selanjutnya ketidakpastian baku relatif nilai 1927 atau (1927/115219)*100 % = 1,672 %. dengan asumsi distribusi rectangular maka untuk Nilai standar deviasi dianggap ketidakpastian dan unsur Zr (radionuklida Z-95) adalah 9,07 % / √3 = dengan asumsi distribusi rectangulator maka 5,236 % dan untuk radionuklida lainya disajikan ketidakpastian baku (µB) unsur Hf berubah menjadi pada Tabel 2. 1,672 % /√3 = 0,965 %. Untuk selanjutnya unsur Integrasi puncak dan koreksi konstanta nuklir Zr, U dan Th telah disajikan pada Tabel 4. Ketidakpastian untuk integrasi luas puncak Koreksi yang berasal dari konstanta nuklir diperoleh dari perbandingan menggunakan yaitu waktu paroh radionuklida diambil 5 % untuk beberapa evaluasi puncak antara luas pucak semua radionuklida dan dengan asumsi distribusi radionuklida dengan luas pucak integral. Dari data rectangular, maka ketidakpastian = 5 % / √3 = hitungan ketidakpastian integrasi puncak cuplikan 2,886 %. dan standar disajikan pada Tabel 3 untuk setiap Tabel 5. Rangkuman estimasi nilai ketidakpastian perhitungan pada analisis U, Th, Zr dan Hf dalam natrium zirkonat No Komponen Unsur Zr Hf U Th 1 Preparasicuplikan (µ1) 0,259 0,259 0,259 0,259 2 Preparasi standar (µ2) 0,258 0,258 0,258 0,258 3 Kemurnian standar (µ3) 0,075 0,514 0,577 1,516 4 Statistik cacah cuplikan (µ4) 7,960 7,997 7,060 4,623 5 Statistik cacah standar (µ5) 1,134 2,011 4,600 0,931 6 Repitabilitas (µ6) 5,236 0,387 4,318 2,667 7 Data nuklir (µ7) 2,886 2,886 2,886 2,886 8 Integrasi puncak cuplikan (µ8) 2,226 0.965 5,592 5,113 9 Integrasi puncak standar (µ9) 1,453 0,457 3,570 3,917 Tabel 6. Estimasi ketidak pastian pada pengukuran unsur Zr, Hf, U dan Th dalam contoh uji natrium zirkonat. Zr Hf U Th Ketidakpastian gabungan (µG) 3,444 3,155 3,822 3,596 Tingkat kepercayaan 95 %. Fator 2 2 2 2 cukupan (k=2) 3,444*2 6,311 % 7,644 % 7,193 % Ketidakpastian diperluas = 6,888 % (µC k) dalam % Konsentrasi unsur 49,309 %, 0,854 % 296,5 mg/kg 659,9 mg/kg Ketidakpastian diperluas 3,39 %. 0,053 % 22,6 mg/kg 47,5 mg/kg (µC k) dalam satuan konsentrasi 659,9±47,57 Konsentrasi unsur dalam natrium 49,309±3,39% 0,854±0,053 % 296,5±22,6 mg/kg zirkonan menjadi mg/kg Deviasi relatif 6,88 % 6,31 % 7,64 % 7,17 % Rangkuman estimasi nilai ketidakpastian perhitungan pada analisis U, Th, Zr dan Hf dalam natrium zirkonat disajikan dalam Tabel 5. Pada tabel tersebut ada 9 komponen yang berpengaruh untuk menentukan ketidakpastian dalam konsentrasi unsur dalam natrium zirkonat. Dari 9 komponen rangkuman ketidakpastian kontribusi terbesar untuk ke empat unsur adalah unsur Hf

yang berasal dari statistik pencacahan cuplikan yaitu sebesar 7,997 %. Ketidakpastian standar dari sumber yang relevan ketidakpastian yang digabungkan, dengan menggunakan metode relatif, menghasilkan ketidakpastian standar gabungan (uG) untuk konsentrasi Zr, Hf, U dan Th dalam bahan matriks natrium zirkobnat. Ketidakpastian yang diperluas (U) ditentukan dari ketidakpastian standar


Sukirno, dkk.

ISSN 0216 - 3128

gabungan menggunakan ekspresi U = k uc, dengan faktor cakupan k = 2, yang memberikan tingkat kepercayaan sekitar 95%(1,3,4). Rangkuman estimasi nilai ketidakpastian gabungan dihitung berdasarkan pada komponenkomponen yang ada untuk analisis Zr, Hf, U dan Th dalam bahan matriks natrium zirkobnat disajikan dalam Tabel 5. Ketidakpastian gabungan dengan menggunakan persamaan (3) di bawah ini, seperti yang telah dilakukan oleh KUCERA(3).

μG =

∑μ

2 i

(3)

= μ12 + μ 22 + μ 32 + μ 42 + μ 52 + μ 62 + μ 72 + μ 82 + μ 92

μg =

0,259 2 + 0,258 2 + 0,075 2 + 7,96 2 + 1,134 2 + ... 5,236 2 + 2,886 2 + 2,126 2 + 1,453 2

μ g = 3,444% Setelah dilakukan perhitungan ketidakpastian gabungan dari 9 (sembilan) komponen yang memberikan kontribusi nyata, untuk unsur Zr diperoleh nilai 3,444 % seperti terlilihat pada Tabel 6 dan untuk unsur Hf, U dan Th juga tersajikan. Nilai ini hasil perhitungan dengan persamaan (3) dan contoh perhitungan unsur Zr telah diperagakan. Ketidakpastian gabungan dikembalikan dengan suatu faktor cakupan. Tingkat kepercayaan yang diampbil dalam laporan hasil analisis ini adalah 95 % maka faktor cakupan k = 2. Jadi ketidakpastian diperluas µC k = 3,444 % x 2 = 6,888 % (% merupakan totalitas). Konsentrasi Zr dalam cuplikan natrium zurkonat adalah 49,309 %, (% merupakan nilai satuan konsentrasi atau 1 % = 10000 mg/kg), maka ketidakpastian menjadi : (6,888 % x 49,309 %)/100 % = 3,39 %. Nilai 3,39 % merupakan rentang nilai yang dinyatakan perkiraan nilai penelitian/pengujian berada, sehingga konsentrasi unsur Zr dalam contoh uji natrium zirkonat nilainya terletak diantara 49,309±3,39 %. Untuk selanjutnya unsur Hf, U dan Th dengan perhitungan yang sama dengan unsur Zr dapat dilihat dalam Tabel 6. Dengan konsentrasi Zr sebesar 49,309±3,39 %. memberikan hasil analisis yang tepat dengan deviasi relatif yaitu perbandingan anatara ketidakpastian unsur Zr terhadap konsentrasi rerata unsurnya yaitu (3,39/49,309)*100 % = 6,88 %. Bila dilihat untuk unsur lainya yang disajikan pada Tabel 6 dimana deviasi relatif berkisar antara 6,3 % sampai dengan 7,2 % dengan demikian rentang deviasi reratif lebih kecil dari 10 %. Hal ini menujukkan hasil pengukuran ketidakpastian sangat memuaskan dan analisis unsur dalam natrium zirkonat dengan metoda AAN cukup handal dan valid. Nilai deviasi

195

relatif juga menyatakan mutu hasil pengukuran atau pengujian, semakin kecil nilai deviasi relatif maka semakin baik hasil mutu pengujian.

KESIMPULAN Memperhatikan hasil estimasi nilai ketidakpastian dalam analisis Zr, Hf, U dan Th dalam natrium zirkonat menunjukkan bahwa sumber ketidakpastian dapat berasal dari tahapan preparasi, iradiasi, dan pengukuran menggunakan spektrometri gamma. Hasil estimasi ketidakpastian analisis unsur dalam cuplikan natrium zirkonat diperoleh untuk unsur Zr = 3,39 % dengan konsentrasi Zr = 49,309 %, Hf = 0,053 % dengan konsentrasi Hf = 0,854 %, U = 22,6 mg/kg dengan konsentrasi U = 296,5 mg/kg dan Th = 47,5 mg/kg dengan konsentrasi Th = 659,9 %. Sehingga konsentrasi unsur Zr, Hf, U dan Th berturut-turut dalam contoh uji natrium zirkonat nilainya terletak diantara; Zr = 49,309±3,39 %, %; Hf = 0,854±0,053 %; U = 296,5±22,6 mg/kg dan Th = 659,9±47,5 mg/kg. Dilihat dari deviasi relatif yaitu perbandingan anatara ketidakpastian unsur Zr terhadap konsentrasi rerata unsurnya nilai deviasi relatif berkisar antara 6,3 % sampai dengan 7,2 % dengan demikian rentang deviasi reratif lebih kecil dari 10 %. Hal ini menujukkan hasil pengukuran ketidakpastian sangat memuaskan dan analisis unsur dalam natrium zirkonat dengan metoda AAN cukup handal dan valid.

DAFTAR PUSTAKA 1.

2.

3.

4.

5.

MOREIRA.E.G, VASCONCELLEOS.B.A, SAIKI.M., Uncertainty Assessment in Intremental Neutron Analysis of Biological Matrials. Jurnal of Radioanalytical and Nuclear Chemestry Vol 269. No (2006), 377-382 BADA STANDAR NASIONAL., Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian Kalibrasi, ISO/IEC 17025, edisi kedua, Jakarta (2005). KUCERA.J., BODE.P., STEPPANEK.V., Uncertainty Evaluation in Instrumental and Radio-Chemical Neutron Activation Analysis. IAEA TECDOC 1401., Quantifying Uncertainty in Nuclear Analytical Measurements IAEA (2004). SUKIRNO., AGUS TAFTAZANI. Penafsiran Nilai Ketidakpastian Analisis Fe, Ca, Ze, Ba, La, Ti dan Ce dalam Cuplikan Sedimen Dengan Metoda XRF. Jurnal Iptek Nuklir GANENDRA. Vol 13 No 1 Januari 2010. PTAPB. BATAN Yogyakarta (2010) 19-26 LABORATORIUM KALIBRASI., SERTIFIKAT KALIBRASI”No Order : S.0600018/VII/ILS/05, Timbangan Elektronik tipe


ISSN 0216 - 3128

196

6.

GT 410. Laboratorium Kalibrasi Divisi Teknik, Indocal Laboratorium Sistem. Bandung (2005) ERDTMANN.G., SOYKA.W., The Gamma rays of the Radionuclides, New York (1979)

TANYAJAWAB Sahat Simbolon − Mengapa Na tidak dianalisis agar dapat disesuaikan dengan stokhiometris Na2ZrO3? − Apakah Hf 0,8 % dapat dianalisis dengan baik? − Mengapa menggunakan satuan yang berbeda (% dan mg/kg)?

Sukirno, dkk.

Sukirno • Na tidak dianalisis dalam Na2ZrO3, karena yang ditinjau adalah konsentrasi Zr, walaupun demikian unsur Na akan dilakukan di penelitian selanjutnya. • Konsentrasi Hf 0,8% sama dengan 8000 mg/kg,merupakan konsentrasi cukup besar, sehingga untuk dianalisis dengan metode AAN cukupmudah dan tentunya hasilnya cukup baik. Perlu diketahui batas deteksinya 0,07 mg/kg. (sangat jauh dari sampelyang dianalisis) • Pada penelitian ini hasil hitung konsentrasi untuk senyawa minor dan mayor konsentrasi menggunakan satuan %.untuk unsur Hf dan Zr, sedangkan untuk U dan Th merupakan unsur kelumit/minor dengan satuan mg/kg atau ppm (1% = 10000 mg/kg)


ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS UNSUR Zr, Hf, U DAN Th DALAM CUPLIKAN NATRIUM ZIRKONAT DENGAN METODA AAN

Recommend Documents