Ke Daftar Isi Prosldlno pertemuan
dan Presentasl
IImlah Funoslonal Toknls Non PonoUti. 18 Desombor 2006
ISSN :1410 - 5381
KALIBRASI ALA T UKUR KONT AMINASI PERMUKAAN P(y) DENGAN DETEKTOR GEIGER MULLER TERHADAP SUMBER RADIASI P STANDAR C. Tuti Budiantari PTKMR - BAT AN
ABSTRAK KALJBRASI ALAT UKUR KONTAMINASI GEIGER MULLER TERHADAP SUMBER
PERMUKAA1'{.P(Y) DENGAN DETEKTOR RADIASI P STANDAR. Telah dilakukan
kalibrasi alat ukur kontaminasi permukaan l3\y) Aloka model TGS 133 dengan jenis detektor 13M terhadap sumber radiasi standar 4 C, 147 Pm, 36 Cl, 90Sr+90Y,dan I06Rb+106Rh. Kalibrasi dilakukan dengan meletakkan bagian muka detektor pad a jarak 0,5 em dari sumber radiasi. Sebelum kalibrasi dilakukan pengecekan pendahuluan kondisi alat ukur serta pengukuran cacah latar belakang untuk rentang 300 cpm. Sesudah kalibrasi dilakukan pengukuran cacah latar belakang kembali. Faktor kalibrasi dengan satuan (s-l.cm-2/cpm) yang diperoleh merupakan hasil bagi an tara laju pancaran permukaan (S-I.cm-2 ) dengan laju cacah netto rerata (cpm) sedangkan efisiensi alat dengan satuan % merupakan hasil bagi antara laju cacah netto rerata dalam satuan cps dengan hasil kali antara laju pancaran permukaan dengan satuan (S·I.cm-2) dengan luas efektif detektor 19,6 cm2. Faktor kalibrasi alat ukur kontaminasi ~ermukaan dengan detektor GM yang diperoleh dengan sumber standar 14 C, 147 Pm, 36 Cl. °Sr+90y, I06Rb + I06Rh berturut-turut adalah 1,08 x 10-2 ; 5,10 x 10-3; 1,45 x 10-3 1,46 X ro-3 clan 1,58 x ro-3 dan efisiensi alat ukur tersebut untuk sumber-sumber di atas adalah 7,89 %; ] 6,96 %; 58,55 %, 58,07 % dan 53,89 %.
ABSTRACT CALIBRATION OF A P(y) SURFACE CONTAMINA nON MEASURING INSTRUMENT WITH GEIGER MULLER DETECTOR TO P STANDARD RADIA TJON SOURCES. Calibration of a TGS 133 P(y) surface contamination measuring instrument with Geiger Muller detector made in Aloka tol4 C, 147 Pm, 36 CI, 90Sr+90Y,dan I06Rb+106Rh standard radiation sources had been done. Calibration was done by placing the front face of detector at 0.5 cm distance from active surface radiation source. Checking of measuring instrument condition before calibration and background for 300 cpm before and after calibration must be done. Calibration factor (s-l.cm-2/cpm) obtained was a ratio between surface emission rate (sl,cm-2) and net counting rate (cpm). Calibration factor of a TGS 133 surface contamination measuring instrument with Geiger Muller detector tol4 C, 147 Pm, 36 CI, 90Sr+90Y,dan I06Rb+106Rh standard radiation sources obtained were 1.08 x 10-2 ; 5.10 X 10-3; 1.45 X 10-3; 1.46 X ro-3 and 1.58 x 10-3 and their efficiencies for the above radiation sources were 7.89 %; 16.96 %; 58.55 %, 58.07 % dan 53.89 %.
218
•IJrosldJng pertemuan
dan Presentasilimiah
FunoslonaJ Teknls Non Panelltl, 19 Desember
2006
-
ISSN :1410 - 6381
PENDAHULUAN Berbagai perorangan,
maeam
monitor
a]at
ukur
lingkungan
fasi]itas untuk tujuan proteksi untuk tujuan pemantauan
radiasi
seperti
dan alat monitor
surveimeter, kontaminasi
radiasi. Untuk penerapannya
tetapi juga terka]ibrasi
monitor
area,
digunakan
dosimeter
dalam
fasilitas-
alat ukur radiasi tidak hanya sesuai
sesuai dengan besaran yang diukur.
Salah satu alat ukur radiasi yang digunakan
untuk tujuan proteksi
radiasi adalah a]at
'","
ukur kontaminasi radioakti[
permukaan.
pemanear
peneaeah
semikonduktor
ukur ini digunakan
untuk
[oton, alpha dan atau beta pada permukaan
ku]it pekerja radiasi. tabung
Alat
Alat ukur ini terdiri dari rangkaian
proporsional
dan rangkaian
atau
Geiger
Muller,
mendeteksi
pera]atan,
adanya
bahan
atau pada baju dan
alat deteksi yang umumnya detektor
berupa
solid state, sintilasi
atau
alat ukur seperti amplifier, discriminator, meter dan lain-lain,
[ 1]
Agar diperoleh
hasil deteksi
yang akurat malm alat ukur tersebut
dengan sumber radiasi standar yang tertelusur Dalam makalah permukaan
ini
akan dibahas
ke laboratorium
hasil kalibrasi
dengan jenis detektor Geiger Muller
Pm, 36Cl, 90Sr+90Y,dan Laboratorium
Kalibrasi
terhadap
I06Rb+I06Rh yang digunakan
dosimetri
dan efisiensi
perlu dikalibrasi
standar primer. alat ukur kontaminasi
sumber radiasi beta standar
untuk mendeteksi
C,
14
147
adanya radiasi beta di
dan Standar Radiasi JNC, Tokai Jepang.
TEORI Ada dua jenis alat ukur yang digunakan
untuk
mendeteksi
kontaminasi
permukaan
[2]
yaitu
1. Alat
untuk mengukur
ini dihubungkan mengukur 2.
seeara elektronik
kontaminasi
Alat untuk memantau A]at pemantau melebihi
kontaminasi
permukaan adanya
cli]engkapi
permukaan
(surface contamination meter) . Alat ukur
dengan satu atau ]ebih detektor
yang diraneang
untuk
dalam satuan aktivitas per satuan luas.
kontaminasi
permukaan
(sUlface contamination monitor).
dengan alarm. Jika kontaminasi
clari suatu permukaan
tertentu
batas yang cliijinkan maka alarm akan berbunyi.
Salah satu rangkaian dilihat pada Gambar
a]at ukur kontaminasi
1 di bawah ini.
219
permukaan
B(y)
dengan detektor
GM dapat
.
I'rosldlno pertemuan dan Presontasillmiah FungslonalTeknls NonPencUU,18Desember 2006
. Amplifier
~-Ictc::r 121ju pc::nc2ICllh:
Gambar
I. Rangkaian
Kalibrasi
alat ukur kontaminasi
alat ukur kontaminasi
dilakukan
pada jarak 5 mm atau 10 mm ke permukaan pabrik.
detektor.
Rangkaian
kalibrasi
permukaan
P(y) dengan
dengan menempatkan
pemegang
sumber
alat ukur kontaminasi
bagian muka detektor
kalibrasi alat ukur kontaminasi
220
yang dirancang
oleh untuk
dapat dilihat pada Gambar
2.
Gambar 2. Rangkaian
detektor GM
aktif sumber seperti yang direkomendasikan
Oleh sebab itu perlu untuk menggunakan
menempatkan
ISSN:1410- 5381
.
•Pr'osldl~
portomuan
dan Presuntasilimiah
Fungslonal Toknis Non PUllOUt!, 19 Dosombur 2006
Ada 2 Lcvel sumber radiasi acuan yang umumnya Level I : Sumber standar
ISSH :1410 - 6381
digunakan
acuan yang harus telah dikalibrasi
yaitu :
secara langsung
di laboratorium
standar nasional dalam bentuk laju pancaran permukaan Level II : Sumber bentuk
standar
laju pancaran
acuan yang harus dikalibrasi
permukaan
dengan
di laboratorium
alat ukur acuan dimana
yang diakui dalam
efisiensinya
telah diukur
dengan sumber standar acuan level 1. Untuk sumber dengan
level I sumber acuan diukur dengan metode absolut atau
dengan alat ukur yang telah dikalibrasi
dengan sumber standar yang telah diukur secara
absolut. Sumber acuan yang biasanya digunakan biasanya berbentuk
planar
dan diletakkan
untuk kalibrasi alat ukur permukaan
pada bahan dengan koefisien
hamburan
rendah
misalnya plastik atau aluminium. Sumber
racliasi
yang
Pl:rmukaan yang mend~teksi
biasanya
digunakan
Radionuklida 147Pm YUSr+Yoy LIUBi
permukaan
Untuk sumber dengan dikalibrasi
maka
alat
ukur
kontaminasi
beta untuk kalibrasi
4493 2093000 1381 373 36500 10483 957 1099,108 87,44 75,1 50,5 1492 156 1162 763 5,01 3541Waktu (ke 167 709 433 225 66 2274 Encrgi beta maksimum V) (hari) para 19
Sumber yang digunakan mempunyai
kalibrasi
radiasi beta dapat dilihat pad a Tabel I. [1,4]
Tabel 1. Radionuklida c--
untuk
dalam kalibnisi
sebaiknya
sumber yang tidak terkolimasi
aktif yang lebih besar dari permukaan permukaan
kalibrasi
kalibrasi dengan ketelitian
hams
detektor yang akan dikalibrasi.
aktif yang lebih kecil dari permukaan dilakukan
pada beberapa
yang sama.[I]
221
dan
posisi
detektor yang akan
untuk memperoleh
hasil
lJrosl~ PortBmuan!lan i=;;;;;;;;;;;ii===
ProsilntasllimIah
Funoslonal roknls Non PonoUU,18D8S8mb8r 2008
Untuk alat ukur yang mempunyai
skala linier, kalibrasi dilakukan
untuk setiap rentang antara 50 % dan 75 % dad skala maksimum. yang mempunyai pengukuran.
skala logaritmik
ISSN :1410 - 6381
maka kalibrasi dilakukan
minimall
Sedangkan
untuk setiap
posisi
untuk alat ukur
rentang efektif
[1]
Faktor menggunakan
kalibrasi
alat
persamaan
ukur
kontaminasi
permukaan
dapat
diperoleh
dengan
di bawah ini (1) ;"
SA
"
CF = --M-Mb
(1)
dengan : CF adalah faktor kalibrasi SA
adalah laju pancaran radionuklida
(S·I.
alat ukur kontaminasi
permukaan
per satuan luas berdasarkan
sertifikat
sumber
cm-2)
M adalah laju cacah alat ukur kontaminasi
permukaan
ketika disinari dengan sumber
radiasi pada j arak yang di gunakan (s -1) Mb adalah laju cacah latar belakang
Sedangkan
efisiensi
alat ukur kontaminasi
alat ukur tersebut
permukaan
(S'I)
, Eff, dapat diperoleh
dengan
menggunakan
persamaan: laju cacah netto (cpm)/60(detik/menit) I:,'ff
L"
= ---------------------------------------------------------------Laju pancaran
permukaan
(S-I. cm-2)
/'( x 1OOo~
•••••••••••••••
0
(2)
x luas efektif detektor
TATA KERJA Pcralatan Spesifikasi digunakan
alat ukur
untuk kalibrasi
kontaminasi
yang akan dikalibrasi
dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
222
dan sumber
radiasi
yang
ndela eksi BV)
prusllIiIJJ Pert6muan
dan
Presentasillml~FunDslunal
TBknls Nun PeneUU,18 Desember
2006
ISSN :14W - 6381
Tabel 2. Spesifikasi alat ukur kontaminasi permukaan dengan detektor OM yang akan dikalibrasi [4 ] Partikel 1100 Vdan ± beta V Jenis OM 3,10 305004 detik Model I Nomor seri 0-100 epm 1150 pulsa I50 caeah sid 0 -TOS 100 kepm dalam Aloka, Jepang ~(y) 133 I Ro 45367 rentang surveimeter , : 2,5 mg/em2Tetapan waktu Diameter 50 mm ;Luas efektif: 19,6 em:? .....
-
Proslding Pertemuan
dan Prasentasilimiah
Tabe 1 3. Spesifikasi
FungslonaI Yeknls Non penelitl1B
Laju
untuk kalibrasi
,
147Pm J6CI 2,62 tahlln IO()R~lo(jRh Uy 1,01 tal1lln 879 IYUSr_ 2,54 73x 4,40 1,36 1,40 1YkBg 03S·1 3,32 kBg s·\ 4-3-1997 kBg pancaran Radianllklida 1,21xl03s'\ 28,5 tahlln 4,19xl03s'\ -;-' (S·I, em)) relatif !aju pancaran maksimllm sinar
i3 permllkaan Waktll para Dimensi permukaan Kctidakpastian
ISSN :1410 - 5381
2006
sumber I'adiasi level I yang digunakan
mm mm mm 8,46 per ±5% ±5% 12 - mm 9-1996 PTB PTB PTB ±IO% ±5 ±5% 10-3150 170 11-11150 170 mm 150 170 mm 18-9mOl mm mm 150 170 xmm x1997 3keY 33156 1996 1996 mm xmm mm xxxPTB 100 120 120 100 100 120 x 120 100 mm x% mm ±5 % 14C 3,10 5,86 1,87 10,4 2n 225 3541 keV 5730 keY tahlln keY 2274 3x105 709 keY tal1lln
"
Desember
I ,27x 1 03S'\
panearan
Kalibrasi Kondisi alat
termasuk
tinggi,
alat ukur yang akan dikalibrasi mika tipis yang digunakan
pengukuran
pcngaturan itll dilakukan
plato,
Sumber beta
14
hati di at as permukaan
, eatu daya
noise yang disebabkan
discriminator, dan pengaturan pengukuran
yang meliputi
kondisi bagian dalam dan luar
tcgangan oleh kabel,
penunjukkan
rcndah , eatu daya
tegangan
gain amplifier,
pengaturan
meter dieek terlebih
dahulu.
Setelah
eaeah lataI' belakang pada rentang ukur 300 cpm.
CI dilctakkan sumbcr
di tempatnya.
Setelah itu detektor diletakkan
dengan jarak 0,5 em. Kemudian
224
rentang
seeara hati-
ukur diatur sesuai
Prusldinu pertemuan
dan Presentasillmiah
FunDslunal Teknls Nun PenellU,19
dengan sumber yang digunakan Jika
bacaan
dilakukan
sudah
stabil
maka
lIntuk sumber beta
Setelah
selesai
147
kalibrasi
dan ditunggu bacaan
yang diperoleh
Dengan menggunakan
ISSN :1410 - 5381
2006
beberapa lama
sampai bacaan laju cacah stabil.
dicatat.
Dengan
cara yang
sama
cacah latar belakang
pada
Pm, 90Sr+90y, dan I06Rb+106Rh. maka dilakukan
rentang ukur 300 Cpll1 seslIai dcngan saat pcngccekan dilakukan.
-
Desember
persamaan
pengukuran
cacah latar belakang
(1) dan (2) berturut-turllt
sebelum kalibrasi
dapat diperoleh
faktor
kalibrasi dan faktor efisiensi alat ukur kontall1inasi perll1ukaan ~()') dengan detektor OM.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
kalibrasi
alat ukur kontaminasi
dilihat pada Tabel 4 dan grafik efisiensi
permukaan
~()') dengan
antara energi dan efisiensi
detektor
OM dapat
alat dapat dilihat pada
Oambar 3.
Tabel 4. Hasil perhitungan permukaan
kalibrasi (cpm)
faktor kalibrasi dan efisiensi alat ukur kontaminasi
~()') dengan
berbagai sumber radiasi standar
3K 3K r::rata 65 latar 10K 65 10K 4100 3K 1250 8,46 saat ± 5% 58,07% 1,87 10,4 ± 5% 5% 14C 5,5% 53,89 5,5 6,0% 16,96% 6,0% % 7,89% 683,3 7166,7 7101,7±2,3% 618,3±4,2 4035± 2,4 % 3,10 5,86 58,55% 1185 ±% 4,0 ±850 % 5,9 % 14/Pm ·J('CI ':IUSr+':IUy luoRb+IUORh pancaran x% 10·2± Radionuklida 1,45 1,46 1,58 5,0IxI0·3± x785 x±1,08 10·3± 10·3± 1O·3± 7,2% Laju LaJu cacah netto . Rentang Laju cacah Laju cacah rerata
--
(S·I. cm_2)
*) Laju cacah netto = laju cacah rerata - laju cacah latar belakang rerata
225
iProsldinU
Pertemuan
_
dan PresentasJ
ISSN :1410 - 5381
IImlah FunoslonaJ Tuknls Non PoneUU.18 Oosombur 2006
-
--
----------------
----
-------
---
---
_h
-
1
70
60
!
50
40
30
20
10
200
4CX)
cro
800
1000
1200
Energi
1400
1600
1800
Sumber Radiasi
20CXJ 2200
2400
2600
2800
JCOJ
3200
3400
3GOO
Beta M aksimum
( KoV)
Gambar 3. Hubungan antara energi sumber radiasi beta maksimum alat (%).
Berdasarkan
Gambar
3 dapat dipeiOleh
besarnya
(keV)dan
efisiensi
efisiensi
alat untuk sumber radiasi
beta lainnya yang berada dalam rentang energi 156 keY sid 3541 keY. Dengan diketahuinya efisiensi
alat tersebut
digunakan berdasarkan
dapat
berdasarkan persamaan
Karena bacaan yang digunakan terse but dapat
dihitung
persamaan
besarnya
laju pancaran
(2) serta faktor kalibrasinya
sumber
radiasi
untuk sumber
beta yang
beta terse but
(1). alat ukur yang dikalibrasi
maka tidak ada batasan atau tidak
digllnakan
berbeda
satuan dengan
untuk faktor kalibrasinya.
dapat
dilihat
sumber radiasi beta
Untuk
dari hasil pengecekan
mengetahui
alat
pendahuillan
alat
sebelum dikalibrasi.
KESIMPULAN Telah diperoleh
besarnya
faktor kalibrasi
alat ukur kontaminasi
dengan detektor GM terhadap
sumber standar 14C, 147Pm, 36 Cl. 90Sr+90y, 106Rb + 106Rh berturut-turut 5,10
X
10-3; 1,45
sumber-sumber
X
10-3 1,46
di atas adalah
X
10-3 dan 1,58 x 10-3 dan efisiensi
adalah 1,08 x 10-2
alat ukur terse but untuk
7,89 %; 16,96 %; 58,55 %, 58,07 % dan 53,89 %.
226
;
-
ProsldinQ pertemuan
UCAPAN
dan Presentaslllndah
TERIMA
Fungslonal TeknIs Nun Penelltl. 18 Oesember
2006
ISSN :1410 - 5381
KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. T. Momose, Satoshi Mikami dan Tadayoshi Suzuki yang telah mcmbantu tcrlaksananya kalibrasi ini. DAFT AR PUST AKA
1. International Atomic Energy Agency, Safety Reports Series No. 16, IAEA, Vienna ( 2000). 2. International
Elcctrotechnical
Commission,
Alpha,
Beta
and
Alpha-Beta
Contamination Meters and Monitors, IEC Publication 325, Geneva (1981). 3. International Standards Organization, Reference Sources for the Calibration of Surface Contamination Monitors _ Electrons of Energy Less than 0,15 MeV and Photons of Energy Less than 1,5 MeV, ISO Standard 8769-2, Geneva (1996). 4. Manual a1at ukur kontaminasi permukaan ~(y) TGS 133
227
Ke Daftar Isi
