Risa/ah Peltemllan //miah Penelilian dan Pengembangan Apfl:kasi/solop dan Radiasi. 2(x)f
METODE ANALISIS UNSUR DENGAN SPEKTROMETRI TOTAL REFLECTION X-RAY FLUORESCENCE Yulizon Menry*, Ali Arman Lubis*, daDPeter Wobrauschek** .Puslitbang TeknologiIsotopdan Radiasi,BATAN, Jakarta ..Atominstitute der Osterreichischen Universitaten,Vienna,Austria
ABSTRAK METODE ANALISIS UNSUR DENGAN SPEKTROMETRI TOTAL REFLECTION X-RAY FLUORESCENCE. Telah dilakukan penentuanbeberapaunsur dalam contoh Standar ReferenceMaterial Soil-7 dan Orchard Leavesdari IAEA denganmetodeanalisis total reflection x-rayfluorescence.Analisis kualitatif menggunakanpaketprogram AXIL (Analysis ofX-Ray Spectra by Iterative Least-squaresfitting) dan analisis kuantitatif menggunakanmetode perbandinganlangsung dengan internal standar Ga. Spektrometerdilengkapidengansebuahmonokromator(cut o.ff) yang berfungsiuntuk menyerapjenis energi tinggi dari swnberpengeksitasi.Hasil pengukuranmenunjukanbahwametodaini mampumenganalisisunsurunsur dalam contohberbentuktipis dengandeviasiberkisarantara0,63 -13,87 % dan batasdeteksiterendah (MDL) sistemmencapaiordeppb.
ABSTRACT ELEMENTAL ANALYSIS MEmOD USING TOTAL REFLECTION X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY. Detenninationof severalelementsin StandaJdReferenceMaterial Soil-7 and Orchard Leaves from IAEA has beendone by meansof Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometry.Qualitative analysisusing AXIL (Analysis of X-Ray Spectraby Iterative Least-squaresfitting) program and quantitativeanalysisusing comparativemethod with ultemal standardGa. The spectrometeris complementedwith a monocromator(cut-ofl) which its fmlctionis to absorbhigh energyfrom the excitation sources.The result showsthis methodcan analyzethe elementsof thin sample with the deviationbetween 0.63 -13.87 % andthe minimum detectionlimit (MDL) of the instrumentin ppb.
PENDAHULUAN
dideteksi secara langsung dengan menggunakan detektorenergy-dispersive X-ray (1,2,3,9). Metodeanalisis spektrometriTotal-ReflectionXRay Fluorescenceadalah relatif barn untuk analisis unsur mikro dan runut. Metode ini mempunyai perbedaan yang mendasar yang juga merupakan kelebihannya dibandingkan dengan metode XRF konvensionalyaitu: .besarnn sudut datang irndiasi dari sumber pengeksitasike permukaancontohyang sangatkecil « O.l~ sehinggapita energi sumber pengeksitasi menjadisempit,terfokusdan tetap. .Pengurangan jumlah intensitas hamburan dari contohyangcukupbesar. .Jarak contoh daD detektor yang semakin dekat sehinggamengurnngiintensitaspendar yang hilang ditengahjalan. .Double eksitasicontoh oleh sinar datangdan sinar pantuI. .Jumlah contoh yang cukup kecil untuk keperluan analisis. .Nilai barns deteksi terendah (l\ImL) yang sangat baik. .Tidak diperlukannya koreksi absorbsi dan enhancement pactaperhitungankuantitatif.
Metode spekrometri pendar sinar-x (XRFS) berkembang pesat sejak tahun 1958, metode ini tennasuk metode nuklir karena didasarkan pacta pengukuran sifat-sifat nuklir dari suatu unsur yang dianalisis. Metode ini mempunyaibeberapakelebihan diantaranya: preparasi contoh yang sederhana,tidak merusak contoh dan mampumenganalisisunsurdalam contoh secara serentak. Pacta awalnya metode ini digunakan untuk analisis contoh-contoh berbentuk padat seperti contoh geologi, logam, tanall, basil industri yang konsentrasiunsurnyaberorde%. Metode ini juga dikenal mempunyaikesalahansistematikyang disebabkanoleh pengaruh absorbsidan enhancement oleh contoh yang didefenisikan sebagai pengaruh matrik. Upaya untuk mengurangikekurangantersebut telah dilakukan dengan memperlakukan contoh ke dalarn bentuk tipis yang bertujuanuntuk mengurangi pengaruhmatrik (3,8,9). Perkembanganyang sangatberarti dalam unjuk kerja dan ketelitian metoda analisis XRF dicapai pertamakali oleh YONEDA dan HORIUCm (1971). Percobaan dilakukan dengan dengan menempatkan suatu contoh bentuk tipis diatas plat reflector quartz, kemudian contoh tersebut diiradiasi dengan suatu sumber pengeksitasi (tabung x-ray) dengan besaran Sedangkanbentuk contoh yang terbaik untuk metode sudut sinar datang lebih kecil «) dari besaransudut analisisini adalahbentukcair (1,2,3,9). kritis pantulantotal. Dengan model operasiseperti ini, Pengukuran intensitas pendar sinar-x pacta untuk pertamakalinya jumlah contoh < 10.9gr dapat permukaancontohsangatsensitifterhadapvariasi sudut 205
Risa/ah Peltemuan //miah Penelitian dan Pengembangan };J/ikasi /sotop dan Radiasi. 2(XJI
sinar datangkarenabasil pengukuranini diperolehdari peristiwa transisi-transisiyang terjadi di sekitardaerah sudut kritis pada pennukaancontoh. Pada daerahini perubahan kecil pada energi-energi dari sumber pengeksitasidapat menghasilkanperubahanbesarpada intensitaspendarsinar-xyang dibasilkan,oleh sebabitu diatasi dengan menggunakanjenis sinar pengeksitasi yang monokromatis. Sebuah monokromator (cut off) dapat memilih pita energi yang sempit pada energi tertentu dari sumber pengeksitasi,seperti energi Ka dari Mo atau LJ3dari W dengancara mengatursudut sinar datang. Umumnya kristal monokromator mempunyai resolusi yang tinggi terhadapenergi tapi rendahdalam kemampuanpernantulansehinggametode ini menggunakantabung pengeksitasix-ray yang dapat diatur tenaganyasebagaisumberpengeksitasi(1,2,3,9). Analisis dengan spektrometri pendar sinar-x mempunyai hubungan yang tidak linear antara intensitas karakteristik sinar-x yang terukur dengan konsentrasi. Ketidaklinearan ini disebabkan oleh peristiwa self-absorption, yaitu ikut terabsorbsinya pendar sinar-x yang dibasilkan oleh unsur-unsuryang terdapat dalam suatu contoh oleh matrik contoh itu sendiri dan peristiwa enhancement, yaitu bertambahnya jumlah pendarsinar-x suatuunsurakibatproseseksitasi basil pendaransmar-xunsur lain dalam contohtersebut (1,2,3,9). Hubungan antara intensitas pendar smar-x dengan konsentrasi unsur dalam contoh dinyatakan denganpersamaanberikut (1,3,4,7,8,9):
Semua pengukuran dilakukan relatif terhadap internal staodar yang dimasukkan ke dalam contoh dan dilakukan dengan melibatkan sensitifitas relatif rnasingmasing unsur yang dianalisis dalam suatu seri tarutao staodar. Contoh dan juga seri larutao staodar disiapkan dengan menambahkan suatu internal staodar yang telah diketahui konsentrasinya. Metode kuantifikasi dibagi menjadi dua langkah yaitu penentuan sensitifitas sistim dengan seri tarutao staodar daD pengukuran contoh dengan metode perbandingan langsung. Untuk langkah pertarna yang bertujuan untuk mendapatkan sensitifitas relatif spektrometer untuk masing-masing unsur, maka dari persamaan (I) dapat ditulis persarnaan-persarnaan yang digunakan terhadap seri tarutao staodar yang kedalarnnya ditambahkan internal standar.
Ii = Si. Cj. Tj( C\, Cz,
Untuk langkah kedua yang bertujuan untuk menentukan konsentrasi unsur daIam contoh maka digunakan metode pengukuran perbandingan langsung :
Co) .Hi (C\,
C2,
Cn)
(1)
dengan, II adalah intensitas unsur i dalam contoh (cacah/det), 81 sensitifitas spektrometer untuk unsur i (cacah/det)/(g/cm2), CI konsentrasi unsur i, TI daD HI adalah faktor se/f-absorption dan enhancement. Pada kondisi contoh dalam bentuk tipis (ketebalan < 1 mill), besarnn kedua faktor T I dan HI adalah konstan dan dianggap sarna dengan 1, sehingga persamaan (1)
menjadi: L = Si. Cj .(pd);
(2)
dimana pd adalahdensitaspennukaanpadapennukaan reflector (glcm2), p densitas dalam gr/cm3 dan d ketebalandalamcm. Berdasarkanrumus diatas,hubunganintensitas dan konsentrasisuatuunsur menjadi linear, nilai slope padakurva kalibrasi daDnilai sensitifitasmenjaditidak tergantung kepada matrik contoh sehingga proses kuantifikasi dapat dilakukan dengan metode perbandingan lansung. Sebagai standar digunakan internal standar yang ditambahkan kedalam contoh. Nilai sensitifitas masing-masing unsur pada setiap contoh adalah konstan. Sensitifitas didefinisikan sebagai nilai dari basil percobaanintensitas pendar sinar-x dari unsur dalambentuk contohtipis per satuan berat area. Sensitifitasjuga bergantungpada tetapan fisika, geometri, parameter spektrometerserta jenis tabungpengeksitasiyang digunakan.
206
Iii = SI.Cli.p.d
(3) (4)
ISIS= SSIS. CSIS. P .d
dirnana 1.1adalah intensitas seri larutan standar untuk unsur i, isIS intensitas internal standar dalam seri larutan standar, SSISsensitifitas internal standar, Csi konsentrasi seri larutan standar unsur i dan CSIS konsentrasi internal standar dalam seri larutan standar. Dengan memperbandingkan persamaan (3) dan (4) maka didapatkan nilai relatif sensitifitas relatif unsur i (Sit SSIS): (Sj / SSlS)= (Isi / ISIS).(Csi / Csrs)
c; =
(Ii I Is).
(5)
(6)
(Si I Ss) .Cs
substitusi nilai (SII SSIS)persamaan (5) ke persamaan (6) didapat : Cxi = (Ixi / lxis) .(Sj / SSIS).CXIS
dimana hi adalahintensitasunsur i dalam contoh,lxis intensitas internal standar dalam contoh dan CXIS konsentrasiinternal standardaiamcontoh. Batas deteksi terendah (Minimum Detection Limit, MDL) adalah barns pengukuran konsentrasi terendah yang masih dapat diukur dengan menggunakansistirn tersebut,bila basil pengukuran lebih besardari batas deteksiterendah(> MDL) rnaka basil pengukuran tersebut layak dipercaya, MDL dirumuskan(4,8,9,11):
3
lag
MDL = -
81
J
t
dengan tBe adalah mtenSltasbackground unsur i, t waktu cacah dan 81 sensitifitas unsur i. Dari rumus diatasnilai MOL untuk metodeanalisis denganTXRF dapatdimaksimalkanantaralain dengan:
Risalah Peltemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radias~ 200 t
.Menaikkan nilai sensitifitas sistem (8) dengancara memperkeciljarak swnber-contoh-detector sehingga area deteksi oleh detektor menjadi lebih luas, menaikkan tenaga swnber pengeksitasi, memperkecil pita energi sumber dengan menggunakansebuahmonokromator(cutoJ!). .Memperkecil intensitas background (IBJ dengan cara membentuk contoh tipis sehingga dapat mengurangi pengaruh hamburan, absorbtion dan enhancement. .Memperpanjang waktu pengukuran( t ) Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui sejauh mana metode analisis spektrometri Total ReflectionX-RayFluorescenceini mampumenganalisis kandunganunsurdalam suatucontoh.
BAHAN DAN METODE Bahan. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:aquabidest,HNO3pekat,beberapa larutan induk standar 1000 ppm sepertiCa, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ga, Ni, Cu,Zn, Sedan Sr buatanMERCK sebagaiseri larutan standar,larutanstandarGa sebagai internal standar,Standard ReferenceMaterials Soil 7 dan Orchard Leaves dari lAEA, PVA (poly vinyl alcoho/)danHzOz. Peralatan. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adaIah seperangkatspektrometri Total ReflectionX -ray Fluorescenceyang terdiri dari modul TXRF (sistemreflector,collimator dan monocromator), plat fluorescence(ZnS),kameramini TVCCD 200, TV monitor Sanyo Model VM209, detektor Si(Li) PGT, tabung x-ray (Mo dan W) Siemens AG CR 61, generatorPhilips type PW 1320/00,HV (power supply), penguat awal (pre-amplifier), penguat akhir (Amplifier), ADC (Analog to Digital Converter), pencacah salur ganda (MCA), komputer dan printer serta paket programQXAS-AXIL (QuantitativeX-Ray Analysis System-Analysisof X-RaySpectrabyIterative Least-squaresfitting). Peralatanlain yang digunakan adalahtimbangananalitik, desikator,pinset,lampuinfra merah,vesseldan microwave. Diagram alat dapatdilihat pactaGambar1.
PROSEDUR Pengaturan modul TXRF. Modul TXRF mempunyai 3 (tiga) bagian penting yaitu reflector (tempatsample),collimator dan monocromator(cut off) yang hams diatur posisinya untuk mendapatkanbasil yang maksimal. Posisi reflector hams sejajar dengan permukaandetektor, pemilihan collimator disesuaikan denganjenis jendela tabung x-ray daD ditempatkan segaris denganjendela pada collimator clan dengan menggunakanfluorescencer ZnS atau kamera mini, kondisi optimum yang akan dicapai ditandai dengan didapatkannya intensitas sinar yang tertinggi. Sedangkan pengaturan posisi monocromator dan
reflectordilakukandenganmengatursudut-sudutkedua komponentersebuthingga didapatkandua berkas sinar (berkas sinar datang clan pantulaIUlya)yang sarna intensitasnya.Kemudian dengan mengatur stopper terusan berkas sinar datang dari monocromator dihalangi clan yang diteruskan ke reflector adalah berkassinarpantulnya(1,2,3). Penentuan Sensitifitas Sistem. Penentuan sensitifitassistemmenggunakan beberapalarutan induk standar1000ppm sepertiCa, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, CD,Zn, Ga,Sedan Sr buatanMERCK. Masing-masing larutan induk standar satu persatu dipipet (masingmasing 51.11)dengan rnikropipet dan diteteskan ditengah-tengah reflector, selanjutnya dikeringkan dengan menggunakan lampu infra mernh. Setelah kering, tatnbabkan 10 1.11 PVA (poly vinyl alcohol) untuk melekatkan lapisan tipis yang terbentuk di reflector dan keringkankembali. Reflector yang berisi lapisan tipis dari standar-standardengan konsentrasi masing-masing5 ppm tersebut ditempatkandi dalam petridish, untuk menghindari kontaminasi udarn. Selanjutnyadilakukanpencacahanreflector selama500 detik dan spektrumdisimpandi hardisk dan kemudian diolall denganmenggunakanprogram AXIL. Tetapan fisika dan parameter spektrometerjuga diperlukan untuk mendapatkan nilai sensitifitassistemselainnilainilai basil cacahan. Aplikasi metode analisis dengan menggunakan SRM Soil- 7 daD Orchard Leaves. Pactapeneliuan ini metode analisis spektrometri TXRF diaplikasikan untuk menentukan unsur dalam Standard Reference Materials Soil-7 daD Orchard Leaves dari International Atomic Energy Agency (IAEA) yang dianggap sebagai contoh. Masing-masing contoh ditimbang sebanyak 100 mg, dimasukkan kedalam vessel, tambahkan 4 ml FlNO3 pekat, dimasukan kedalam microwave, dan diatur waktu dan tenaga microwave (1 meDii dan 20%), setelah lamt, didinginkan dan tambahkan H2O2 untuk menghilangkan sisa rnatrik dan membuat lamtao menjadi belling. Tepatkan lamtan menjadi 10 ml dengan menambahkan aquabidest. Pipet 10 ~llamtan dengan mikropipet dan teteskaIl tepat ditengah-tengah reflector, tambahkan internal standar (unsur yang tidak terdapat dalam contoh) Ga 50 ppm untuk Soil-7 dan 10 ppm untuk Orchard Leaves dengan cara mengambil 50 ~l dan 10 ~l dengan mikropipet daTi 1000 ppm lamtao induknya. kemudian keringkan dengan menggunakan lampu infra merah. Setelah kering diteteskan sebanyak 10 ~l PV A (poly vinyl Alkohol) dikeringkan kembali. Reflector kemudian di tempatkan di dalam petri dish dan dilakukan pencacahan reflector selarna 500 detik. Basil pencacahan disimpan di hardisk, kemudian diolah dengan menggunakan program AXIL. Pencacahan blanko dilakukan dengan cara yang satna taopa contoh selama 500 detik (13). Penentuan Batas Deteksi Terendah (MDL). Penentuan barns deteksi terendah (MDL) diperlakukan sarna dengan penentuan sensitifitas sistern yaitu dengan 207
Risalah Peltemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Aplikasi Isolop dan Radia~ 2()()1
melakukanpengukurnnbeberapalarutanstandarseperti Ca, V, Ti, Cr, Mo, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Se daD Sr dengan konsentrasi sarna dan tertentu (5 ppm). Pencacahandilakukan lebih lmna (:i: 2 jmn) dengan menggunakan2 jenis tabung pengeksitasi(Mo daDW). Tabung pengeksitasi Mo digunakan untuk analisis unsur mediumdan berat (Fe, Co, Ni, Cu,Zn, Ga, Se Sr, Rb, Zr, Ba Pb, Hg, Cd dan lain-lain) sedangkantabung pengeksitasiW digunakan untuk analisis unsur ringan (Ca, V, Ti, Cr, Mo, Fe, Co, Ni). Ulangan pencacahan dilakukansebanyak3 kali. Teknik Pencacahan. Sebelum dilakukan pencacahan, alat spektrometer total reflection x-ray fluorescence daD generator tabung dibiarkan hidup kurang lebih 30 menit untuk warm up, hidupkan sistim pendingin tabung pengeksitasi, kemudian naikan HV spektrometer periahan-lallan dengan kecepatao :!: 50 volt/detik sampai mencapai nilai 1000 volt, naikkan tegangan dan arus generator untuk tabung perlahanlahan sampai mencapai 50 KV- 20 mA, kalibrasi sistem spektrometer terlebih dabulu dengan menggunakan larutao unsur yang berbeda (Ca, Fe dan Sf) yang mewakili 3 daerab spektrum. U nsur Ca untuk daerah energi rendah, Fe untuk daerah energi menengab daD Sr untuk daerah energi tinggi.. Pengukuran resolusi (FWHM) detektor diperoleh 178 eV pada energi 5,898 keY (spektrurn Fe Ka.) dengan tabung Mo dan 163 eV pada energi 5,898 keY (spektrum Fe Ka.) dengan tabung W. PencacallaDblanko, seri larutao staodar dan contoh yang telab diteteskan ke reflector dilakukan selama 500 detik.
BASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengukuran spektmm dengan menggunakan monocromator (cut ojJ) dan tidak menggunakan cut off dapat dilihat pactagambar 2. Pacta gambar 2 terlihat bahwa penggunaan cut off dapat mengurangi pendar sinar-x dari jenis energi tinggi sumber (Ka pacta tabung Mo dan L] pacta tablU1g W) yang puncak-plU1caknya terletak disebelah kanan puncak hamburan sumber pengeksitasi. Jenis energi tinggi sumber ini antara lain memberikan kontribusi berupa intensitas hamburan Compton dari dalam detektor yang muncul pacta didaerah energi rendah (unsur ringan) pacta spektrum yang mengakibatkan intensitas background didaerah tersebut menjadi lebih besar. Dengan adanya cut off ini, jenis energi K6 atau L] akan terserap/terpenetrasi kedalam reflector cut off sehingga intensitasnya menjadi jauh berkurang. Akibatnya intensitas background pacta spektmm dapat dikurangi secara signifikan dan menghasilkan pengukuran yang lebih sensitif serta nilai barns detektsi terendah menjadi lebih baik. Hasil pengukuran sensitifitas sistem menggunakan tablU1g sumber pengeksitasi Mo dan W, yaitu plot antara sensitifitas dengan nomor atom masing-masing unsur dapat dilihat terlihat pactagambar 3a dan 3b. Pacta gambar terlihat bahwa makin besar nomor atom makin tinggi sensitifitasnya. Hal ini juga 208
menunjukkan bahwa unsur dengan nomor atom yang mendekati nomor atom tabung sumber pengeksitasi mempwlyai sensitifitas yang lebih tinggi dibandingkan unsur dengan nomor atom yang menjauhi nomor atom tabung sumber pengeksitasi. Hasil penentuan kandungan unsur dalam Standard Reference Materials Soil-7 dan Orchard Leaves dengan metode analisis spektrometri total reflection x-ray fluorescence dapat dilibat pada gambar 4a, gambar4b dan tabel 1. Dari gambar dapat dilihat bahwa sebagian besar puncak unSur-unsur di dalam contoh SRM Soil-7 daD Orchard Leaves dapat dideteksi daD pemisahan puncak antar unsur cukup baik. Puncak unsur Si yang cukup tinggi berasal bukan dari contoh akan tetapi berasal dari bahan reflector tempat sampel yaitu kwarsa. Hasil pengukuran beberapaunsur dalam contoh Standar Reference Material Soil-7 daD Orchard Leaves dibandingkan dengan yang tertera pada sertifikat dapat dilibat pacta pada Tabel 1. Pada tabel dapat dilihat analisis beberapaunsur dalam SRM Soil-7 dan Orchard Leaves memberikan lmsil yang tidak jauh berbeda dengan nilai yang terdapat pada rnasing-masing sertiftkatnya (Tabel 3 dan 4). Beberapa unsur tidak terdeteksi seperti Co, Ni, Cu dan Se pada kedua SRM karena konsentrasi yang kecil sehingga diperlukan waktu cacah yang cukup laIna untuk mendeteksinya. Sedangkan unsur Mn yang konsentrasinya relatif besar pacta kedua SRM tidak terdeteksi disebabkan karena puncak energi unsur Mn berbeda beberapa ke V dengan puncak energi unsur Fe yang sangat besar sehingga puncak energi unsur Fe menutupi puncah energi unsur Mn. Deviasi basil pengukuran berkisar antara 0,63 13,87 %. Hasil pengukuran barns deteksi terendah dapat dilibat pada tabel 2, gambar 5a dan 5b menggunakan tabung pengeksitasi Mo daD W. Konsentrasi seri larutan standar yang digunakan (Ca, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Se daD Sf) masing-rnasingnya adalah 10 ppm. Dari gambar dapat dilihat bahwa pemisahan puncak (resolusi) antar unsur yang cukup baik dengan waktu pengukuran yang pendek (50 detik). Gambar 5a daD 5b juga membuktikan bahwa sensitifitas pengukuran semakin tinggi ketika nomor atom unsur tersebut mendekati nomor atom sumber pengeksitasi dengan konsentrasi unsur yang sarna. Dari tabel 2 dapat dilihat bahwa kemampuan metode analisis dengan spektrometri Total-Reflection X -Ray Fluorescence ini mampu menganalisis unsur sampai unit ppb daD semakin lama waktu pengukuran semakin baik nilai batas deteksi terendahnya.
KESIMPULAN .Penggunaan monocromator pada peralatan spektrometri total reflection x-ray fluorescence berfungsi untuk menyerap jenis energi tinggi sumber pengeksitasisehingga dapat menunmkan intensitasbackgroundyangdihasilkan. .Semakin besar nomor atom suatu unsur yang mendekati nomor atom sumber pengeksitasi
RisalahPettemuan IlmiahPenelitiandan Pengembangan Aplikasilsotop danRadias~ 200 1
semakin besar nilai sensitifitasnyadibandingkan dengan nomor atom yang menjauhi nomor atom sumberpengeksitasi. .Dengan membentuk contoh menjadi tipis maka pengaruh matrik contoh dapat dihilangkan dan metode kuantifikasi perbandinganlansung dapat digunakan. .Pengukuran konsentrasi unsur dalam standard reference material Soil-7 dan Orchard Leaves menggunakan metode ini mempunyai deviasi pen~ berkisarantarn0,63 -13,87 %. .Batas deteksi terendah (MOL) metode ini dapat mencapai orde ppb, semakin lama waktu cacah makanilai MDL semakinbaik.
DAFTARPUSTAKA I. KLOCKENKAMPER R., KNOTH J., PRANGE A., SCHWENKE R., Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Analytical Chemistry,vol.64, no.23, 1115A-1123A,1992. 2. HANNES AIGINGER, Historical Developmentand Principles of Total Reflection X-ray FluorescenceAnalysis (TXRF), Spectrochimica Acta, vol.46B, no. 10, 1313-1321,1991. 3. KREGSAMER, P., Fundamental of Total Reflection X-ray Fluorescence,Spectrochimica Acta, vol. 46B, no. 10, 1333-1340,1991. 4. BERTIN, E. P., Principles and Practiceof X-Ray Spectrometric Analysis, 2 nd edition, Plenum Press,New York, 1975. 5. IAEA, OperationGuide on Sampling,Storageand Sample Preparation Procedures for XRF Analysis on Environmental Materials, IAEATECDOC, IAEA, Vienna,1996.
6. KREGSAMER, P., Manual for QXAS Quantitative X-my Analysis System, under the auspicesof IAEA, Vienna,1995. 7. ANONYMOUS, Quantitative X-Ray Analysis System, Physic Section, PCI Laboratory Seibersdorf,lAEA, Vienna,1993. 8. RON JENKINS, R .W. GOULD, D. GEDCKE, Quantitative X -Ray Spectrometry, Marcel Dekker, New York, 1981. 9. RENE E. VAN GRIEKEN, ANDRZEJ A. MARKOWICZ, Handbook of X-Ray Spectrometry,Method and Techniques,Marcel Dekker,New York, 1992. 10.YOSHIHIRO MORl, KENGO SHIMANOE, TADASHI SAKON, Standard Sample Preparation for Quantitative TXRF Analysis, Advancesin X-ray Chemical Analysis,JAPAN, vol.26s,69-72,1995. 11.ANDREAS PRANGE, HELGA BODDEKER, KARSTEN KRAMER, Determination of Trace Elementsin River-WaterUsing Total-Reflection X-Ray Fluorescence, Spectrochimica Acta, vol.48B,no.2, 207-215,1993. 12.!UP AC, Nomenclature System for X-Ray Spectroscopy,X-Ray Spectrometry,vol.20, 149155,1991. 13.IAEA, Analiytical Quality Control Services 1994/1995, Intercomparison Runs Reference Materials, IAEA, Vienna,1994.
Tabel Hasil pengukuranSRMSoi/-7dan OrchardLeavesdengantab\illgMo Soil7
Orchard Leaves
Deviasi (%)
Sertiflkat
Terukur
Deviasi
(ppm)
(ppm)
(ppm)
(%)
161972,77 2966.80 2676,97 66,12 ttd 25050,85
0,63 1.11 10,77 10,19 2,53
20900
18362,47
12,14
2,6 91 300 0.2 1.3 12 25
2,80 ttd 341,60 ttd ttd ttd 28,40
7,85 13,87 -
13,61
37
34,18
7,62
Unsur
Sertiflkat (ppm)
Ca Ti V Cr MIl Fe
163000 3000 3000 60 631 25700
Ni
26
ttd
Cu
11
ttd
-
Zn Se
104 0.4
110,65 ttd
6,40 -
Sr
108
116,41
7,78
Co
---
Terukur
-
-----
---
ttd = tidak terdeteksi
209
Risa/ahPertemuan//miahPenelitiandan Pengembangan .'\O/ikasi /sotopdanRadiasi.2001
Tabe12.Batas deteksiterendah(MDL) menggunakan tabungMo dan W.
TabungMo Unsur
Tabung W 7200 detik
Unsur
3600detik
7200 detik
V
(ppm) 0,0661
(ppm) 0,0246
Cr Mn Fe Co Ni Cu
0,0444 0,0346 0,0274 0,0235 0,0300 0,0445
0,0166 0,0129 0,0102 0,0088 0,0112 0,0166
ZnI
0,0436!,
0,0163
Ca
0,1514
(ppm) 0,0564
Ti Cr Fe Zn Ga Se Sr Ba -~ Pb
0,1211 0,0670 0,0397 0,0233 0,0291 0,0187 0,0139 0,6836 0,1134 ,
0,0451 0,0250 0,0148 0,0087 0,0109 0,0070 0,0052 0,2548 0,0423 ,
Tabel3. Sertiflkat StandardReferenceMaterialsOrchard Leaves. Certified of constituentelements
Traceelements Content (wt .%)
Elements
Nitrogen N 2.76:i: 0.05 Calcium Ca 2.09:i:0.03 Potassium K 1.47:i:0.03 Magnesium Mg 0.62:i: 0.02 Phosphorus P 0.21:i:0.01 Non certified valtles for trace constituent ~ElementsContent elements (~g/g) Sulfur Chlorine Barium Bromine Fluorine Lithium Cobalt Iodine Bismuth Gallium Cesium Tellurium
210
S CI Ba Br F Li Co I Bi Ga Cs Te
1900 690 44 10 4 0.6 0.2 0.17 0.1 0.08 0.04 0.01
--
Elements Iron Manganese Sodium Lead Strontium Boron Zinc Copper Rubidium Arsenic Antimony Chromium Nickel Molybdenum Mercury Cadmium Selenium Thorium Uranium Bervllium
Fe Mn Na Pb Sr B Zn Cu Rb As Sb Cr Ni Mo Hg Cd Se Th U Be
,
Content
(~g/g)
300 :i: 20 9 I :i: 4 82 :i: 6 45 :i: 3 37 :i: I 33 :i: 3 25 :i: 3 12 :i: I 12:i: 1 10 :i: 2 2.9:i: 0.3 2.6 :i: 0.3 1.3 :i: 0.2 0.3:i: 0.1 0.155 :i: 0.015 0.1:i: 0.01 0.08:i: 0.01 0.064 :i: 0.006 0.029 :i: 0.005 0.027:i: 0.010
Risalah Pettemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan ,'fJlikasi Isotop don Radiasi, ZOO1
Tabel 4. Sertifikat Standard Reference Materials Soil 7. Certified concentration
Element Antimony Arsenic Cerimn Cesium Chromimn Cobalt Copper Dysprosium Europium Hafnium Holmimn Lanthanum Lead Manganese Neodymimn Rubidimn Samarimn Scandium Strontium Tantalmn Terbimn Thorium Uranimn Vanadimn Ytterbimn Yttrimn Zinc Zirconimn
Sb As Ce Cs Cr Co Cu Dy Eu Hf Ho La Pb Mn Nd Rb Sm Sc Sr Ta Tb Th U V Yb Y Zn Zr
Non certified concentration Concentration Jig/g 1.7 13.4 61 5.4 60 8.9 11 3.9 1.0 5.1 1.1 28 60 631 30 51 5.1 8.3 108 0.8 0.6 8.2 2.6 66 2.4 21 104 185
Element
Concentration mgig
Aluminium Al 47 Calcimll Ca 163 Iron Fe 25.7 Magnesium Mg 11.3 Potassium K 12.1 Silicon Si 180 Sodium Na 2.4 Titanium Ti 3.0 Non certified of certaintrace elements EI t Concentration -.emen.
Bariwn Bromine Cadmiwn Fluorine Gallium Lithiwn Lutetium Mercury Molybdenwn Nickel Niobium Phosphorus Seleniwn
Jlg/g
Ba Br Cd F Ga Li Lu Hg Mo Ni Nb P Se
157 7 1.3 480 10 31 0.3 0.04 2.5 26 12 460 0.4
Gambar1: Diagram spektrometriTotalReflectionX-ray Fluorescence(11)
211
Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Aplikasi Isolop dan Radiasi, ZtXJl
600
I-kImburan
soo
i~ 2
~
~
WL-lines
400 11 300
Ca
Fe
200-
100
o.
~ 5
..'-
;-,~~ .!~::;:::==T==r==::;===;= 10
15
20
~ 25
30
Energi (keV)
Gambar2. Perbandinganspektrnmyangmenggunakan dantidak menggunakancut off
Garnbar 3a. Sensitifitas dengan tabung Mo
212
Gambar3b. Sensitifitasdengantabung W
Risalah Pertemuan/lmiah Penelitian dan Pengembangan Aplikasi lsotop dan Radiasi, 2(XJ1
350,
SrK..
DISKUSI Christian
Dr. Made Sumatm
Apakah metodeini dapatmengukurunsur-unsur dengannomor atomringan ?
Penelitian ini dilakukan di Wina, apakah basil training tersebuttelall dapat diterapkanpada Peraiatan XRF yang dipunyai oleh P3TIR ?
Yulizon Menry
Yulizon Menry
Bisa, den.gan menggunakan tabung x-my sebagai sumber pengeksitasi, metode ini dapat mendeteksi dan
menentukankadar unsur dari nomor atom 14 (Silikon) sampaidengannomor atom 92 (Uranium)
Untuk penerapan yang berhubungan dengan metodeTXRF, belumbisa diterapkankarenaXRF yang kita punyai menggunakan sumber isotop sebagai sumberpengeksitasibukan tabung x-ray. Akan tetapi penerapandengan membentuk contoh menjadi tipis telahkita lakukan.
