PENGARUH PANJANG K~BEL ANTARA OETEKTOR OENGAN PENGUAT AWAL TERHAOAP OERAU ELEKTRONIK Bambang Supardiyono. Pusat Penelitian
Rill Isaris
Nuklir
Yogyakarta
ABSTRAK Telah di 1akukan pengukuran derau el ektroni k dar i uni t spektrometer gamma BI-752A dengan variasi panjang kabel penghubung antara detektor dengan penguat awal. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa derau akan naik 4 mV/m perubahan panjang kabel. ?an amplitudo tinggi pulsa akan turun 100 mV/ m per ubahan panj ang kabel . Oar i hasi 1 penguk ur an ter 1iha t • untuk panjang kabel antara detektor dengan penguat awal sejauh 9 meter. derau menunjukkan 50 mili volt. masih lebih kecil dari 100 mili volt batas derau yang diisyaratkan. serta penurunan nilai banding pulsa terhadap derau CP/N) sebesar 12. 5/meter panj ang kabel . Oar hasi 1 ter sebut dapa t disimpulkan bahwa memasang kabel penghubung detektor dengan pengua t awal dengan panj ang s/d 15 meter masi h di per kenankan. karena akan menimbulkan derau elektronik sebesar 85 mi Ii vol t.
i
ABSTRACT The measurement of electronic noises of Gamma spectrometer BI-752A by variating cable interconection between detector and Preamp has been carried-out. Test results show that there will be increasing of noises 01' 4 mV/m long of cable. And for 9 meters long cables between detector and Preamp created 50 mV height of noise which is still within acceptable limit of noise Cl00 mY). It can be concluded that cable of up to 15 meters long is still within aceptable ranges which causes 86 mV noise.
I. PENDAJ1ULUAN Dalam sistem kabel
nuklir
penghubung
antara
detektor
atas
adalah
serendah
sistem
di
elektronik mengganggu dapat
pencacahan
dapat
menjadi
hasi 1 pencacahan.
dipenuhi.
penguat
ditekan
awal
Hal
disarankan
dengan
dekat
dengan
467
penguat
panjang
awal
dari
mungkin.
sehingga
derau
minimum
sehingga
tidak
tersebut
untuk peralatan-peralatan
dipasang
agar
di
yang
detektor
atas
memang
memungkinkan
khususnya
per-
468
alat.an spekt.romet.ri gamma praktek
peralatan-peralatan
kan dalam
kedokteran
take letak
detektor
unit spektrometri sedekat
mungkin
masalah
hanya
pemi ki ran, ser asi .
secara
karena
pengukuran detektor pembuatan
dengan
penguat
renograf
pengukuran standar,
dan
dari
kemudian
gamma BI-762A
II. OASAR
up
awal,
maka
tidak menjadi cukup
dalam
Oi dalam
penelitian
dipergunakan ini dilakukan
gamma
pengukuran
dilakukan
merealisasi
yang
uni t spektrometri
kurang
kabel penghubung
rangka
take
menjadi
menjadi
dicoba
panjang
up
penguat awal
teknis
detektor
perubahan
dilakukan
buatan
diguna-
dan tyroid
tersebut
tersebut,
tyroid
nuklir.
derau
hal
penyangga
terhadap
yang
pemasangan
secara
estetika
derau
gamma
dalam
jauh dari konsul sebagai tempat
detektor
'pemikiran
Tetapi
renograf
Sebenarnya
bentuk
kedokteran
seperti
biasanya
gamma.
laboratorium.
spektrometri
nuklir
dengan
Berdasarkan
dalam
di
ortec sebagai
unit
spektrometri
PPNY BATAN Yogyakarta.
TEORI
A. Derau Oalam
sistem
spektrometer karena
peranan
berkaitan
cacahan. tami nasi sistem tronik
meliputi
Secara
dengan
pencacahan, linier
tidak
tinggi besar
terutama
yang
derau
elektromagnit dibahas
disebut
kabel penghubung
makalah
derau
dan
derau
dari
teori
detektor
dengan
tidak
dibahas
.penting
stabilitas
awal
elektronik .. Derau derau
akan
penguat
pen-
umumnya terkondan der au dari
penguat panas
dan elek-
(Johnson),
Oalam makalah ini
masing-masing
elektronik
peralatan
adalah
NaI(Tl) pada itu sendi ri
statistik,
derau
ini
derau
resolusi
karena kabel yang panjang mempunyai terkontaminasi derau dari luar dan Oalam
khususnya
dan lain sebagainya.
secara
teoritis
nuklir pulsa
Pulsa dari detektor der au dar i detek tor
penguat derau
pencacahan
derau makin
di
besar,
atas. bila
awal makin panjang,
kemungkinan lebih besar dari kabel itu sendiri.
secara
teori
tentang
derau
469
hubungannya penguat
dengan
awal,
perubahan
hanya
panjang
akan
dibahas
yaitu perubahan
panjang
kabel coaxial antara detektor
spektrometri
pereobaan
gamma
radiasi
dengan
tertentu
pula.
eara difoto,
Kemudian
Panj ang
kabel
seeara
perubahan
penguat
di rubah
pertama aeuan,
dar i
2 meter,
awal.
derau.
tegangan
tahap
dengan perubahan sumber Na zz
tegangan
tinggi
derau
terhadap Selama
panjang
9
tetap.
met er .dengan dua
tahap.
gamma
ortee
spektro-
Disamping kabel
penguat
pengukuran
menggunakan
pengamatan
dengan
adalah
spektrometri
buatan PPNY BATp~.
derau, juga dilakukan
sumber
dilakukan
kedua
uni t
tanpa
tinggi
pengukuran unit
memasang
pengukuran
1 met er sampai
menggunakan
metri gamma BI-762A
dan
kabel detektor
pengukuran
sedangkan
dengan
operasi,
dilakukan
dan supply
panjang
tudo pul sa menggunakan
dengan
dengan
tertentu
panjang
dilakukan
penguatan
pengukuran
keadaan
penguatan
kondisi
sebagai
ditinjau
terukur
di1akukan
pada
setiap
awal dirubah.
Tahap
dengan
Derau
Pel aksanaan
perubahan
derau yang
detektor
atau
praktis
B. Pengukuran
kabel
dilakukan
perubahan
ampli-
tersebut
dengan
III. HASIL PENGUKURAN Pereobaan yang
te, 1etak
dengan
unit
dilakukan dal am
1 merupakan
peralatan
1emar i
spektrometri
linier dihubungkan bar
dengan menggunakan timbal ,
gamma,
skema
pereobaan
yang dipergunakan
kemudi an
kemudian
dengan osiloskop
detektor
sebagai
pengukuran
dalam pereobaan
NaICTl)
di hubungk an
keluaran
penguat
alat ukur.
Gam-
derau.
Adapun
tersebut
adalah
Bin modul ortee merk 4001 A Penguat awal ortee 113 Penguat linier ortee 575 HV ortee 556 Lemari timbal C25x22x22) Detektor
em tebal·3,5
em
NaICT1) ukuran 2" x 2" merk Harshaw
SsS
470
Spektrometri
gamma BI-762A
Kabel coaxial Sumber
RG 59/U panjang
radioaktiI
Osiloskop - Kamera
Na 22· aktivitas
Tektronik
Tektronik
1, 3, 5, 7 dan 9 m 0,864 ~Ci
7704
C-59
HV
PL
PA
I I'----~ I
LEMARI
CR 0
TIMBAL
Gambar Pengukuran seperti kabel Ioto
1. Skema percobaan
dengan
pad a gambar
1 meter, 3
menggunakan
untuk
pengukuran
2 derau
derau
dengan
dengan
unit spektrometri
gambar tanpa
gamma
3 dan tabel
1.
radiasi,
juga
radiasi
kan bahwa
secara
visual
sumber
hasil
Disamping
sumber
dengan
panjang
hasil
kabel
kabel
kabel
diperoleh
derau pada panjang
panjang
pengukuran
Batan,
digunakan tronik
ortec
derau
9
5 meter dan Hasil meter.
dengan
menggunakan Dengan
gamma ortec disusun dalam t.abel 2.
buatan
sumber
pada
variasi
cara yang sarna dilakukan metri
unit
2, Ioto 1 menunjukkan
Ioto
derau
pengukuran
derau dari unit. spekt.ro-
pengukurannya dilakukan
dilakukan
CNa). 22 tanpa
pengukuran
pengamatan
perubahan
sumber.
derau
derau
Hasil pengamatan
t.idak terjadi
dan
terlihat. pada bila
menunjuk-
derau
Di sampi ng
elek-
di 1ak u-
471
kan
pengamat.an
pul sa jang
puneak
t.enaga kabel.
derau
Hasil
juga Na 22
dilakukan Canihilasi)
pengukuran
pengukuran dengan
amplit.udo
pulsa
amplit.udo
variasi disusun
t.abel 3. Tabel
1.
Pengamatan
Alat. HV detektor Type kabel meter No.
derau
PHA buatan 450 Volt. RG 59/U
fungsi
panjang
kabel
Batan I mpedansi
73
ohm
1
7 50 35 44 milli milli volt. 9 5 3 met.er kabel 30 Derau Panjang Amplifier
Tabel
2.
Pengamat.an
Alat HV detekt.or Type kabel
derau
PHA buatan 450 Volt RG 59/U
fungsi
panjang
kabel
Or tee I mpedansi
73
ohm
1
54 40 milli met.er volt volt. 5 7 9 3 met.er meter kI abel 25 32 48 mi milli 11i Pa.njang No. Derau Amplifier
Tabel
3.
Amplit.udo
Al at. HV det.ektor Sumber
1
PHA 450
Amplifier
fungsi
buat.an Bat.an Volt
Na-22
7 9 met.er meter Lebar meterpulsa 3 5 3,8 4,0 volt 4,4 volt. volt. 4,2 4 4,5 J..1s J..1S Panjang kabel Aplitude No.
panjang
kabel
pandalam
----
~--------------
~------
472
Photo 1. Coax : RG 59/U Panjang : 1 .meter Derau : 25 mV
Photo 2. Coax : RG 59/U Panjang : 5 meter : 40 mV Der GI.U
Photo 3. Coax : RG 59/U Panjang : 9 meter Derau : 54 mV
Gambar
2.
Derau amplifier
dari PHA ORTEC
-----------------
-----------------
473
Photo
1. RG 59/U 1 met er 30 mV
Coax Panjang Derau
Photo
2.
Coax Panjang Derau
Photo
Panjang Derau
3. Derau amplifier
44
mV
3.
Coax
Gambar
RG 59/U 5 meter
dari PHA BATAN
RG 59/U 9 met-er 60 mV
474
Tabel
i
4. Perhitungan
nisbah puneak/derau
II 4,6 met.er Nisbah Derau V 4,2 4,4 3 met.er V1 IP/N Panjang Kabel I5 Aplitude I
I
7 meter 9 meter
4,0
V
5') mV
8(1
3,8
V
60
63
!
I
4.
5.
I V.
PE~le.~.HASAN Berdasarkan
antara
panjang
Cgambar
4a).
I 60 40 I) -1J-I-1III1" 20 30 10 50 -I
tabel 1 dan label kabel
penghubung
2 dibuat dengan
grafik hubungan
derau
elekt.ronik
mV
II II !
I
panjang
Kabel
mengakibalkan 4a terlihat Bat.an adalah
4a. Grafik
4a
dapat
baik
panjang
dihit.ung
derau
perbedaan
derau
awal
10
Kabel vs derau bahwa
perubahan
maupun
sebesar panjang
1
meler
Batan akan Gambar 4 mil Ii volt.
del-au anlara
pad a
meter
T
8
unt.uk PH.l.\ Or tee
perubahan bahwa
T
6
4
Gambar gambar
T
T
2
Oari
mV
PHA
PHA Ort.ee dan PHA
Kabel
1
mete 1-
,
PHA
475
Ortee
mempunyai
mempunyai katakan
bahwa
digunakan atas
derau
derau
sekitar
sekitar PHA
sebagai
mY,
sedangkan
30 mY, seeara
kualitatir
Batan
sesuai
standar.
dapat..diestimasikan
tersebut
masih
kenankan
dalam
demikian
bahwa
lebih
keeil
sistem
tidak
der au
masi h
akan
di
samping
terhadap kabel
(gambar
grarik 4b),
kabel
derau
yaitu
100
sistem
grar ik
akan
pulsa 100 mY, jadi untuk
tinggi
panjang
juga
linier. pulsa
i ba t.kan
Kabel
yang
86 mV diperDengan karena
penguat
Berdasarkan panjang
ba.hwa per ubahan penur unan
antara
tinggi
detektor sekitar
~-2-
3
2
o
meter
2
4
6
Gambar 4b. Grafik panjang
8
awal
berpengaruh
volt
4
15
Var iasi
dengan
ngan penguat awal 15 meter tinggi pulsa menjadi
5
peng-
derau mY.
dengan
ter 1iha t
mengak
di
15 meter
peneaeahan,
derau
penguat
yang
Kabel
di per kenank an.
terhadap
dar i
Ortee
di-
Kabel penghubung
antara detektor
hubungan
1 meter
nilai
yang
Batan
dapat
sekitar Nilai
bahwa panjang
tinggi pulsa keluaran
3 dibuat
panj ang
dari
ambang
berpengaruh
tabel
awal
PHA
tersebut
panjang
86 mY.
peneaeah
panjang Kabel penghubung di
penguat
mempengaruhi
ba wah
PHA
pengukuran
untuk
derau sekitar
dapat disimpulkan
meter
dengan
Hasil
hubung antara detektor dengan akan mengakibatkan
25
10
Kabel vs amplitudo
de3V.
476
Penurunan linggi pulsa, lidak begilu banyak berpengaruh lerhadap hasil pencacahan karena penurunan linggi pulsa dapal di i k ul i penurunan penganalisa saluran aras bawah dari S.alu hal lunggal (SCA) sislem pencacah nuklir lersebul. yang perlu diperhalikan unluk penurunan linggi pulsa akan Dalam sislem speklromenyebabkan resolusi berlambah besar. meler dengan menggunakan deleklar NaICT1) besar resolusi Dar i hasi 1 pengadalah sekilar 9 % unluk sumber Cs-137. ukuran linggi pulsa, dihilung besar ralio linggi pulsa dengan derau Clabel 4), kemudian dibual gra:fik hubungannya dengan panjang kabel Cgambar 4c), terlihal bahwa ter jadi penurunan rat.io linggi pulsa dengan derau CP/N) 12,5 kali pada perubahan panjang kabel 1 meter, eslimasi untuk panjang kabel '15 meler besar P/N adalah sekitar 1 kali berarli t.inggi derau sama dengan linggi pulsa mengakibalkan reso1usi nya besar. Berdasarkan derau Clerukur) dan tinggi pulsa Cterukur) pada panjang kabel 15 meler P/N adalah 3 vall/86 mV sama dengan 35 kali. P/N
150 r
~
2~
1
£~.
I -1
100 jI
.
~'" "'2
50 1
I
o jI
I
~
Gambar 4c.
I
4I
I
6I
Gra:fik panjang
I
8I
kabel
I
16
vs nisbah
,
meler P/N
477
Oari
hasil
tersebut
di
atas
terlihat
bahwa
estimasi
P/N,
pada panjang Kabel 15 meter memberikan hasil yang berbeda, estimasi berdasarkan grafik P/N vs panjang Kabel CL) memperoleh P/N sekitar 1 kali, sedangkan estimasi P/N perhitungan berdasarkan estimasi tinggi pulsa pada panjang Kabel 15 meter kemudian dibagi estimasi derau pada L = 15 meter adalah sebesar 35 ka1i yang akan memberikan reso1usi sebesar 10-12 Yo Ctipikal). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perubahan P/N dengan panjang Kabel L tidak linier, tetapi· mengalami kelen§kungan.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan pengukuran derau dan tinggi pulsa terhadap perubahan panjang Kabel penghubung antara detektor dengan penguat awa1, dan berdasarkan pembahasan yang telah dilakukan dapat diambi1 kesimpulan bahwa pemasangan penguat awa1 tidak harus sedekat mungkin dengan detektor. Dengan demikian da1am merencanakan pembuatan peralatan kedokteran nuklir seperti renograf dan thYroid up take, penguat awa1 dapat diletakkan dalam konsul, sehingga segi estetika statif detektor dan tata-rancang dapat dipertimbangkan. Berdasarkan hasil pengukuran, letak detektor dengan konsul bisa di a l ur sampai jar ak 9 met.er kar ena der au yang di t i mbul kan hanya sekitar 60 mV yang tidak mengganggu hasil pencacahan. Estimasi dengan panjang Kabel 15 meter menunjukkan bahwa derau sebesar 86 mY, t.inggi derau t.ersebut masih di bawah yang diisyaratkan dalam sistem spektrometri yaitu 100 mY, dan untuk memantapkan estimasi tersebut per1u dilakukan pengukuran lebih lanjut dengan variasipanjang Kabel sampai 15 meter agar diperoleh data yang valid untuk mendesain peralatan kedokteran nuklir kaitannya dengan tata letak dan keindahan untuk memperoleh kenyamanan bekerja.
478
UCAPANTERIMA KASIH Kami ucapkan ~erima kasih kepada sdr. Totok Tri Kasjono serta rekan-rekan di kelompok Rekayasa dan Litbang Instrumentasi dan Elek~ronika Nuklir, yang ~elah memban~u secara 1angsung maupun ~i dak 1angsung sampa.i t.er 1aksananya pene1i tian kami. ACUAN 1. Eichholz G. G and P. _Tohn W.,"Principles of Nuclear Radiat.ion Det.ection" , Ann Arbor Science, Mich. 48106. to, John Willy and Sons, 2. Nicholson, "Nuclear Electronics London, 1974. 3. Chiang, H.H, "Elect.ronics Nuclear Ins~rument.a~ion", for Malabar, 1985. Robert.. E. Krieger Publ.Co.Inc, 4. Millmann, J. "Pulse, Digi~al and Switching Waveform", Mc Graw Hill, New York, 1965. 5. Glen F. Knoll and John Willy, "Radia~ion Detection and and Methods, 1973. Meausuremen~s to, Nuclear Ins~ruments 6. IAEA, Quali~y Control of Nuclear Medicine Instruments. TANYA JAWAB 1.
B1.1diono Hengapa
datam
type
p-.abeL RG
type
Lain
terseb1.1t
percobaan 58/U
dengan
hanya
impedans
mempergunakan
73 ohm., ?
i
Tidak
?
Hengapa
datam
percobaan
fitter,
sehingga
tidaP-. diLakuRan
menggunakan
memperp-.eciL dera1.1nya?
JAWABAN - Teoritis tor
yang
p-.abet pengh1.1b1.1ngantara baik
adal..ah memp1.1nyai
or....m., tetapi. - karena t inggt:) adal..ah
73
preamp
dengan
impedansi
seJ<>..i tar
dal..am.l..aboratoriu.m.yang ohm,
17'..a.J<>..a .~abel..tersebut
detek-
ada yang
100
C terdiper-
81.1nakan.
Dari
hasi l.. pengam.atan,
dera1.1 sep-.itar
1.1nt1.1.~ panjang
86 mV masih
di
instru.m.en n1.1p-.l..ir~. penggunaan
bawah fiLter
1.1nt1.1p-. penguk1.1ran beriJ<>..1.1tnya.
J<>..abel.. sampai
15
171.,
100 mY Cpersyaratan akan
dipergunaJ<>..an
479
2. Didi Gayani - Bukankah
akan
lebih baik bila preamp
tersebut
didekat-
kan saja pada dete.~tor, tidak akan meng-uran8i keindahan Pemt::LSan8anHV yan8 jauh ba8aimt::Lna pen8aruhnya JAWABAN 50al keindahan kotak
preamp
dan jU8a C±
2
pada
den8an
detektor,
?
adalah selera,
menurut
saya
pemt::Lsan8an
kol.imt::Ltor akan meng-uran8i keindahan,
adanya
mY_) sehin88a
den8an
mel.al.uikabel. den8an
kotak
menambvah
preamp, jwnlah
perlu
kabel
kabel
antar
daya
konsul.
detektor.
Panjan8
kabel HV,
berpen8aruh
tor, v.ntuk kabel V, sehin88a
terhadap HV supply
15 m
panjan8
akan
HV
t-urun
detek-
sekitar
50
50 V.
dalam pen8atv.ran HV harus ditambah
3. 5udarti Untv.k alasan detektor
estetika,
dapat
ng-uat awal te8an8an
tentan8 sistem JAWABAN
kabel
dik-uran8i den8an
yan8
den8an
jwnlah
dapat
diambil
te8an8an tersebut
Saya belv.m pernah
yan8
memberi dari
rendah.
kelv.ar daya
dari
pada
pe-
ran8kaian
pemba8i
Apa pendapat
saudara
?
men8enal
terseb-ut perlu jV8a seba8ai
sistem
tersebut
tapi, 7istem
bahan pertimban8an.
4. Yv.svp Apakah
diamt::Lti dalam percobaan
noise b-uatan? terseb-ut ?
Dan sejauh
ini,
imunity
terhadap
mt::Lna. pen8ar-uh terhadap
noise
JAWABAN 5ecara dalam
lan8s-un8 belwn percobaan
dilak-ukan
simulasi
RF,
tetapi
yan8 dilak-ukan di PPNY adalah daerah RF
dari. pemt::LncarRRI dan pemt::Lncarl.apan8an· terban8, nyata
RF tidak mene8an8g-u.
ter-
