Prosiding Pertemuan don Presenlasi I/miah Fungsional Pengembangan Jakarta,
Daftar Isi
Teknologi Nuklir I
ISSN : 1978-9971
12 Desember 2007
PENENTUAN RESPON PENCACAH NEUTRON MK 7 NRM TERHADAP SUMBER NETRON CEPAT 24tAm_Be Sri Inang Sunaryati Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BA TAN
ABSTRAK PENENTUAN RESPON PENCACAH NEUTRON MK 7 NRM TERHADAP SUMBER NEUTRON CEPAT 24IAm_Be. Makalah ini menguraikan pengukuran respon detektor pencacah neutron berbentuk bola dengan diameter 8 inci terhadap jarak ke sumber neutron cepat 241Am_Be yang dilakukan di dalam ruang kalibrasi berukuran panjang 11,0 m, lebar 5,4 rn dan tinggi 3,5 m. Detektor dan sumber radiasi neutron ditempatkafi pada ketinggian yang sarna yaitu 120 cm dari lantai dengan jarak detektor ke sumber radiasi bervariasi mulai dari 60 cm sid 170 cm dan rentang jarak 10 em. Koreksi terhadap neutron terhambur dilakukan menggunakan teknik semi - empiris. HasH yang diperoleh menunjukk!ip bahwa respon detektor terhadap neutron cepat 241Am-Be pada jarak 60 cm sid 110 crn mengikuti persamaan garis lurus dengan kontribusi hamburan dari dinding 16 %. berdasarkan kombinasi pengukuran dan ruang kalibrasi pada jarak 100 cm sebesar perhitungan akan diperoleh daerah linier yang merupakan daerah kalibrasi alat ukur radiasi neutron tersebut, karena daerah linier ini menggambarkan jarak sumber radiasi ke detektor dengan hamburan yang konstan:' Kata Kunci :
Pencacah neutron MK 7 NRM., neutron hamburan neutron
cepat 24\Am_Be, respon detektor dan
ABSTRACT DETERMINA nON OF THE RESPONSE OF MK 7 NRM NEUTRON DETECTOR FOR A 241Am-Be NEUTRON SOURCE. This paper described measurement of the response of a 8 inch spherical neutron counter against with distance trom a 241AmBe fission neutron source in variety of distance in a calibration room with dimensions about 11.0 m length, 5.4 m width and 3.5 m high. Instrument and source were placed on a stand so that the distances between them and the floor were about 120 em, with the distances between the source and the detector are various between 60 cm up to 170 cm and ranging 10 cm. Correction for neutron scattering has been done using a semiempirical technique. The result obtained showed that the response of the detector against fast 24\Am-Be at the distance of 60 cm up to 100 em followed straight line equation (linear regression), and the contribution of scattering trom the wall of calibration at 100 em of distance were 16%. In summary the calibration distance for this detector should be limited in the range &om 60 cm to 110 cm-.
Key words:
Response ofMK 7-NRM neutron detector, 241Am_Befast neutron, detector response, and scattered neutron
I. PENDAHULUAN Pencacah adalah
portable sekitar
salah yang reaktor,
yang
neutron
satu
MK
7 NRM
surveymeter
neutron
digunakan akselerator
di
daerah
dan fasilitas
Instrumen
sumber
neutron.
ini dapat mengukur
laju dosis
neutron
dalam
sampai
dengan
I rem/jam
termal
dengan
energi
sampai
Pusat Teknologi Keselamatan
mempunyai
dengan
don Metrologi Radiasi - Badon Tenaga Nuklir Nasional
rentang
0, I
untuk neutron
an tara
7 MeV.
mrem/jam
Unit
0,025 eV detektor
161
Prosiding Perlemuan clan Presenlasi llmiah Fungsional Jakarla,
/2 Desember
terdiri
dari
Pengembangan
ISSN: 1978-9971
detektor
proporsional
neutron
di
ruang
berbentuk bola diisi dengan eampuran
diperhitungkan
gas
yang dikalibrasi.
3He
yang
moderator
diselubungi
polietilen[I].
dengan
Surveymeter
tersebut
untuk
Untuk
harus
setiap
menghitung
detektor
hamburan
neutron seharusnya dapat membaea laju
neutron oleh dinding, udara, dan benda-
dosis ekivalen dengan ketidakpastian
benda yang ada di ruang laboratorium
50%
sampai
dengan
100%
-
untuk
keperluan pemantauan rutin[2]. Sumber
'.
Teknologi Nuklir /
2007
tersedia
neutron
kategoriyakni
terdiri atas 3
dengan
neutron berenergi neutron
lambat
memperlambat
lebih tinggi, sumber
diterima
semi
oleh
empirik
yaitu
Dengan
perhitungan maka akan diperoleh respon detektor
yang
berasal
langsung
dari
sumber neutron [3] Dari
neutron dengan spektrum
berdasarkan
yang
detektor.
menggunakan kombinasi pengukuran dan
biasanya
radionuklida
memanearkan
umum
sumber neutron
yang diperoleh
teknik
dengan eara mengukur respon total yang
yang
untuk kalibrasi
digunakan
kurva
yang
diperoleh,
kombinasi pengukuran
dan
energi yang lebar dan terakhir sumber
perhitungan akan diperoleh daerah linier
neutron alat pemereepat, yang merupakan
yang merupakan
sumber
ukur
neutron
untuk
kalibrasi
yang
radiasi
daerah
neutron
kalibrasi
terse but,
karena
lebih mahal dibandingkan dengan sumber
daerah linier ini menggambarkan
neutron
sumber
radionuklida[3].
laboratorium Teknologi Radiasi
kalibrasi
fasilitas
PTKMR
Keselamatan - BATAN)
Di
(pusat
2 jenis
ke
detektor
jarak dengan
hamburan yang konstan Makalah
dan Metrologi terdapat
radiasi
alat
ini
menguraikan
pengukuran hamburan untuk respon dari
sumber neutron radionuklida yaitu 252Cf
alat ukur radiasi peneaeah neutron MK 7
dan 241Am-Be
NRM terhadap sumber neutron 241Am-Be
Ruang PTKMR
laboratorium
yang
terbuat
berukuran panjang
kalibrasi dari
beton
diperkirakan
hamburan signifikan!ll, kesalahan
dilakukan
di
ruang
kalibrasi
PTKMR-BATAN
11,0 m, lebar 5,4 m
dan tinggi 3,5 m. Ruang dengan dimensi 101
yang
akan
neutron
Pusal Teknologi Kese/amalan
Respon suatu detektor dinyatakan
menyebabkan yang
untuk terse but
II. TEORI
eukup
menghindari maka
don Metr%gi
hamburan
sebagai
baeaan
alat
ukur
terse but
dibandingkan dengan dosis ekivalen hasil perhitungan
dalam ruang hampa udara
Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasiona/
162
Prosiding Perlemuan dan Presenlasi /lmiah Fungsional Pengembangan
/2 Desember
Jakarla,
(vaccum)
Teknologi Nuklir 1
ISSN : 1978-9971
2007
yang
dikoreksi
terhadap
yang disebabkan
oleh medan radiasi total neutron
dan
hamburan
di udara dan dinding ruangan.
(neutron
langsung
Respon
detektor
terhambur),
dan A adalah faktor absorbsi
dapat
dinyatakan
udara terhadap
sebagai berikut[4]:
R=M
J
4Jl"·r2
oS· F(90)
............. (1)
neutron.
III. PERALA T AN dan TAT A KERJA
H; •
Sumber neutron cepat 241Am-Be
•
Detektor neutron MK 7 NRM
•
Scaler Tennelec TC 534
sumber (cps).
•
Mistar
r
jarak (cm).
•
Laser
S
adalah fraksi kontribusi.
dengan:
R
respon detektor (cps/mRem/jam) bacaan
yang
hamburan
hanya
berasaJ
oleh ruang
dari
Penentuan Diskriminator Tennelec TC 534
pada unit
jarak kalibrasi. F (90)
Pertama-tama
: faktor koreksi anisotropi radiasi e4lAm-Be
H
ekivalen
e41Am-Be = 3,8 x
M.r2
menentukan
respon
hamburan
neutron
persamaan
tertentu
dari
regresi linier sumber
diperoleh
mendekati
pada
ke detektor
persamaan
yang
garis lurus:
= Mo ( I + S~)
dengan
10"
Mo
detektor
dengan
(2)
sumber
Kemudian dari
dilakukan
detektor
Selanjutnya sampal
pada tegangan
diperoleh
neutronnya
1,1 x
penentuan suatu
respon tegangan.
Scaler dinaikkan plato
(plateau) . Penentuan Respon Pencacab MK 7 NRM Terbadap Neutron 241 Am-Be.
Neutron Sumber
= MT (r) (I + A.r) adalah neutron
neutron
pada jarak
slope S merupakan
respon
MK 7 NRM
konstribusi
oleh ruang
neutron
neutron
kalibrasi,
sebagai
PusaJ Teknclogi Keselamalan
terhadap
sumber
cepat
241Am-Be
dilakukan
laju cacah sumber
MT (r) neutron
instrumen
pencacah
r, sedangkan dengan cara mengukur
bacaan
24lAm_
tegangan
Penentuan
terhambur
neutron
waktu paruh 432 tahun[5].
respon detektor yang berasal dan sumber radiasi
pen en-
dari Scaler
pencacah
Be yang laju pancaran 107 n/s dengan
clan
akan
fluen-dosis
Sv.cm).
detektor
tuan diskriminator
dilakukan
Tennelec TC 534 dengan cara menyinari
konversi
Untuk
jarak
= 1,012).
faktor
10
digunakan
sumber
Scaler
cepat
241Am-Be
pada
suatu
fungsi jarak,
dan Melrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional
163
Prosiding Pertemuan Jakar/a,
/2 Desember
ketinggian
don Presen/asi l/miah FungJiona/ Pengembangan
Tekn%gi
Nuklir J
ISSN : 1978-9971
2007
dengan
jarak
detektor
ke
tersebut.
Selanjutnya
dilakukan
pengukuran respon dengan jarak detektor
sumber radiasi yang bervariasi. Mula-mula detektor ditempatkan
ke sumber radiasi yang bervariasi mulai
pada jarak 60 em dari sumber radiasi
dari jarak 60 em sampai dengan 170 em
dengan ketinggian
dengan rentang jarak
120 em dari lantai
ruang kalibrasi. Setelah
itu dilakukan
peralatan
pengukuran
pada
Gambar 1.
laju
eaeah
kondisi
10 em. Susunan
pengukuran dapat dilihat pada
Gambar ]. Susunan peralatan untuk pengukuran respon detektor MK 7 NRM terhadap sumber radiasi neutron eepat 241 Am-Be.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tenellee TC 534 dapat dilihat pada Tabel
Hasil pengukuran tegangan berkas neutron
241
Am-Be menggunakan Tabell. No
I4 12 98765321 110
1 dan Gambar 2.
Sea l ler
Penentuan kurva plato berkas neutron
241
Am-Be.
Diskriminator 70.058 72,908 3,5 2,0 2,2 3,0 1,8 3,2 289,125 282,766 69,533 72,375 71,500 71,041 0,0 2,5 0,5 1,2 1,0 3,3 71,250 71,891 70,941 70,591 Respon eps
(Volt)
Pusal Tekn%gi
Kese/amalan
dan Metr%gi
Radiasi - Badon Tenaga Nuklir Nasiona/
]64
Prosiding Pertemuan dan Presentasi l/miah Fungsional Pengembangan Jakarta,
/2 Desember
Teknologi Nuklir 1
ISSN : 1978-9971
2007
350 300
en a. U -
250 200
c:
oa.
150
UJ
<1>
0::::
100 50 o o
0.5
1.5
2.5
3.5
Tegangan (volt)
Gambar 2. Kurva plato berkas radiasi neutron 241AmBe. Hasil pengukuran tegangan berkas
daerah
tegangan
platonya
berada
di
neutron pada pencacah dapat dilihat pada
sekitar tegangan ini.
diskriminator Scaller antara 1 volt sampai
Hasil pengukuran berkas neutron
dengan 3,5 volt. Pada pengukuran
Be untuk berbagai jarak dapat dilihat
diambil tegangan kerja
ini
2,5 volt karena
241
Am-
pada Tabel 2. di bawah ini:
Tabel2. Pengukuran berkas neutron 24IAm_Be untuk berbagaijarak. No
A rM 19,51667 19,31369 1,69 70,93333 31,88089 26,46612 27,91803 27,16370 25,41343 0,9888 0,9936 0,9928 0,9952 42,44328 54,01249 34,46671 70,59285 16,26576 0,49 0,81 0,36 0,64 21,51667 15,03333 33,41910 0,9880 0,9904 21,31011 14,85293 0,008 0,008 2,25 1,44 28,94436 32,64014 0,9896 28,68333 42,71667 16,45000 54,31667 34,71667 28,45387 0,9944 0,9920 28,45387 1,96 1,00 30,68655 24,13333 0,9912 23,92096 1,21 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,5 (l-Ar) M(l-Ar) 1,1 1,3 (cps )r M(l-Ar)r (m)
1
Pusat Tekn%gi
Kese/arootan don Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional
165
Prosiding PertemUiln don Presentasi I/miah Fungsiona/ Jakarta.
Pengembangan
Tekn%gi
Nuklir /
ISSN: 1978-9971
12 Desember 2007
40 35
en
30
it 25 § 20 g. Q) 0:::
15 10 5 o
0.36 0.49 0.64 0.81
1.21 1.44 1.69 1.96 2.25 2.56 Kuadrat Jarak (m2)
Gambar 3. Pengukuran neutron 241Am_Be pada berbagai kuadratjarak.
Hasil
pengukuran
total
respon
menunjukkan bahwa pada jarak 100 em
detektor MK 7 NRM, terhadap sumber
diperoleh
radiasi neutron eepat
menunjukkan
241Am_Be mulai
slope
sebesar
0,16
kontribusi
yang neutron
dari jarak detektor ke sumber radiasi 60
terhambur di ruang kalibrasi adalah 16%,
em sampai dengan 170 em, mula-mula
sedangkan perpotongan pada
dikoreksi dengan hamburan udara Mr (r)
memberikan
(I
+ A.r) dan selanjutnya
dikalikan
respon yang berasal
eps. Selanjutnya
detektor
persamaan
digambarkan
Nilai sebagai
hasilnya
perkalian
persamaan
2 dan
r
fungsi
dihitung
101
yang
menggunakan
dapat
dilihat
Gambar
3. dapat
bahwa pada jarak detektor
110 em nilai
M.r
mendekati
persamaan garis lurus
0,976.
detektor sebesar
diperoleh
24,36 eps / 12,261841
ke sumber
sebagai fungsi tinier
Berdasarkan
r
mengikuti
M.r = 24,36
( I+
pembahasan bahwa
alat
dapat
ukur
dilakukan
radiasi
100 em 0,16
Persamaan
kontribusi
neutron terhambur
Kese/amatan
garis
don Metr%gi
terse but
Radiosi - Badon Tenaga Nuklir Nasiona/
110 em.
diperoleh
sebesar
yang
ini
pada jarak
antara 60 em sampai dengan Pada jarak
dan
di atas dapat disirnpulkan
untuk
kalibrasi
hasil
dengan koefisien korelasi r =
Pusat Tekn%gi
respon
mRem/jam = 1,98 eps/mRem/jam
dilihat
radiasi mulai dari 60 em sampai dengan
r2)
akan
J
menggunakan
V. KESIMPULAN
Dari
0,16
dengan
pada
Gambar 3.
eenderung
dari
sumber neutron itu sendiri adalah 24,36
dengan kuadrat jarak sumber radiasi ke (r).
r = 0 em
slope
menunjukkan di ruang
166
Prosiding Perlemuan dan Presenlasi J/miah Fungsional Pengembangan
Teknologi Nuklir
kalibrasi
J
ISSN : 1978-9971
Jakarla, J2 Desember 2007
16%
adalah
sedangkan
perpotongan pada r = 0 cm memberikan
Function of Neutron 8529, ISO, 1986,
Energy,
ISO
respon yang berasal dari sumber neutron itu sendiri adalah 24,36 cps.
SARAN Perlu juga dilakukan perhitungan
'.
hamburan
menggunakan
komputer
Monte
mendapatkan
Carlo
kesesuaian
program untuk antara
pengukuran dan perhitungan.
DAFfAR PUSTAKA 1. Operation Manual Neutron Monitor MK 7 NRM, Nuclear Enterprises LTO, England, 1980. 2. RIMPLER, Dose equivalent Response of Neutron Surveymeter for Several Neutron Fields, Radiation Protection Dosimetry Vol. 44 Nuclear Technology Publishing 1992. 3. EISENHAUER, C.M, SCHWARTZ, R.B. JOHNSON, T., Measurement of Neutron Reflected from the Surface of a Calibration Room, Health Physics Vol. 42, Pergamon Press Ltd, ]982. 4. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Guidelines on Calibration of Neutron Measuring Devices, IAEA, Vienna, 1988. 5. INTERNATIONAL ORGANIZATION for STANDARDIZA TION, Neutron Reference Radiation for calibrating Neutron Measuring Device for Radiation Protection Purpose and for detennining. Their Response as a
Daftar Isi Pusal Teknologi Keselamalan
dan Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional
167
