Pengukuran Dosis Berkas Elektron Dari Mesin Berkas Elektron Pada Biji Tumbuhan Menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Skripsi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Pengukuran Dosis Berkas Elektron Dari Mesin Berkas Elektron Pada Biji Tumbuhan Menggunakan Spectrophotometer Genesys 5 Skripsi Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si) Program Studi Fisika

Diajukan Oleh: Patrik Ageng Pangarso 013214008

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2008


Measuring Dosage Electron Beam from Electron Beam Machine on Plant Seeds Using Spectrophotometer Genesys 5 Skription Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to obtain the Sarjana Sains Degree in Physics

By Patrik Ageng Pangarso 013214008

FACULTY of SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY Yogyakarta 2008




Persembahan Ku persembahkan karya kecil ini kepada : Sang Maha Guru Allah Bapa -

Embah Kakung H.Y.R.Soedjono trima Kasih atas nasehat dan materil yang diberikan selama ini untuk “ nyantrik “ di rumah tercinta ini.

-

Embah Putri Valentina Musinah trima kasih atas kesediaan hati dalam melayani dan memberikan petuah serta pengalaman hidup selama ini dari muda sampai usia tua yang aku rasa ada kata kesimpulan yaitu Sabar……..

-

Pa...e... Yohanes Pemandi Wartono, yang telah memberikan banyak dana dan usaha selama aku belajar di Jogja. ”Matur nuwun ngeh pak....”

-

Bu...e... Maria Marselina Rusmiyati, Tak terkira selama ini yang engkau sudah berikan kepada aku baik materil atau pun moril. Maka Ku ucapkan trima kasih tak terkira untuk Ibu tercinta. ” Matur sembah nuwun Ibu.....” -

Kakak ku Alm Yustinus Danang Wicaksono Trima kasih atas dorongan suport yang tak terlihat semoga engkau terberkati di surga dan selalu mendampingi aku selama perjalanan hidup ini .

-

Adik ku Fransiska Pangesti trima kasih semuanya atas dukungan dan hiburan selama ini walaupun kau jauh disana .

-

Satu lagi yang tak terlupa adalah dia adek ”Ruri” yang telah menyemangati aq dalam penulisan ini.Hehehehehe. Akhir kata …..”Tidak ada sesuatu hal yang tidak mungkin, Segala sesuatu dapat

terjadi oleh Nya, oleh sebab itu belajar terus jangan putus asa sampai tutup mata.” Ora et labora, Pro eklesia et patria. iv



ABSTRAK Pengukuran Dosis Berkas Elektron Dari Mesin Berkas Elektron Pada Biji Tumbuhan Menggunakan Spectrophotometer Genesys 5 Oleh : Patrik Ageng Pangarso. Telah dilakukan penelitian pengukuran dosis berkas elektron dari mesin berkas elektron pada biji tumbuhan menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Penelitian pengaruh dosis berkas elektron ini bertujuan untuk mengetahui hasil dari pengaruh berkas elektron pada beberapa biji tumbuhan dengan menvariasikan dosis berkas elektron. Mesin berkas elektron ini memancarkan berkas elektron dengan energi 277,2 keV dan arus berkas elektron sebesar 0,6 mA, 1,0 mA, 1,8 mA, 2,7 mA, dan 3,8 mA. Dari penelitian ini, dosis yang teramati sampai mengenai bahan sebesar 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, dan 92±1 kGy.

vi


ABSTRACT Measuring Dosage Electron Beam from Electron Beam Machine on Plant Seeds Using Spectrophotometer Genesys 5 By Patrick Ageng Pangarso The Research of measurement electron beam had been done to measure the dosage of electron beam from electron beam machine on seed by using Spectrophotometer Genesys 5. This research was done to find out the result from the effect of electron beam from kinds of seed by differentiate the dosage of electron beam. This electron beam machine emits electron beam at 277, keV with electron beam current of 0,6 mA, 1.0 mA, 1,8 mA, 2,7 mA, and 3,8 mA. From this research, the dosage that reached the material are 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, and 92±1 kGy.

vii


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini,saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama

: Patrik Ageng Pangarso

Nomor mahasiswa : 013214008 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : “ PENGUKURAN DOSIS BERKAS ELEKTRON DARI MESIN BERKAS ELEKTRON PADA BIJI TUMBUHAN MENGGUNAKAN SPECTROPHOTOMETER GENESYS 5” Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

perpustakaan

Universitas

Sanata

Dharma

hak

untuk

menyimpan,mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Dengan pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal :15 Agustus 2008 Yang menyatakan

Patrik Ageng Pangarso


KATA PENGANTAR

Puji syukur pertama-tama saya haturkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih dan perlindungannya yang diberikan kepada saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk memenuhi prasarat dalam memperoleh gelar sarjana Sains Program Studi Fisika Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Skripsi ini membahas tentang Pengaruh Dosis Berkas Elektron Dari Mesin Berkas Elektron Pada Biji Tumbuhan Menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Saya menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak dapat berjalan dengan baik tanpa proses yang panjang dan dukungan berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka dalam kesempatan yang berbahagia ini saya secara khusus mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Dr.Ir. Widi Setiawan, selaku Kepala Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan-BATAN Yogyakarta. 2. Bapak Ir. Suprapto selaku Kepala Bidang Teknologi Akselerator dan Fisika Nuklir. 3. Bapak Drs. Tjipto Sujitno APU., yang telah menjembatani dalam penelitian di Bidang Teknologi Akselerator dan Proses Bahan. 4. Bapak Ir. H. Muryono Hadihardjono, yang telah membimbing dalam penulisan skripsi ini. 5. Bapak Rany Saptaaji dan kelompok Akselerator yang telah memberikan keterangan mengenai mesin berkas elektron dengan sabar.

viii



Daftar Tabel Halaman Tabel 4.1. Data volume, massa , dan massa jenis biji ....................................

19

Tabel 4.2. Data hubungan arus berkas elektron (mA) terhadap dosis berkas elektron (kGy) dengan kecepatan konveyer 2,7 cm/detik dan energi 277,2 keV...........................................................................

21

x


Daftar Gambar Halaman

Gambar 2.1. Skema mesin berkas elektron............................................................. 5 Gambar 3.1. Alur penelitian.................................................................................... 13 Gambar 4.1. Grafik hubungan respons dosimeter terhadap dosis kalibrasi pada Spectrophotometer Genesys 5................................................... 20 Gambar 4.2. Grafik hubungan dosis iradiasi (kGy) terhadap arus berkas elektron (mA) dengan kecepatan konveyer 2,7 cm/det dan energi 277,2 kev.. 21 Gambar 4.3. Sampel biji kangkung tanpa dosis berkas elektron..............................................................

22

Gambar 4.4. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 18 kGy...22 Gambar 4.5. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 30 kGy...23 Gambar 4.6. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 49 kGy...23 Gambar 4.7. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 67 kGy...24 Gambar 4.8. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 92 kGy...24 Gambar 4.9. Sampel biji sawi tanpa dosis berkas elektron........................................25 Gambar 4.10. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 18 kGy...... 25 Gambar 4.11. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 30 kGy...... 26 Gambar 4.12. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 49 kGy.....

26

Gambar 4.13. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 67 kGy....

26

Gambar 4.14. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 92 kGy...... 27 Gambar 4.15. Hasil penyemaian pada tumbuhan kangkung dengan dosis berkas elektron dari k1 sampai dengan k5 dengan menggunakan polybag.................................................................................... 28 Gambar 4.16. Hasil penyemaian pada tumbuhan sawi yang sudah dikenai berkas elektron dengan dosis dari s1 sampai s5 dengan menggunakan polybag ............................................................................................................ 29

xi


Daftar isi Halaman Halaman Judul ...........................................................................................................

i

Halaman Persetujuan Pembimbing ............................................................................

ii

Halaman Pengesahan .................................................................................................

iii

Halaman Persembahan...............................................................................................

iv

Pernyataan Keaslian Karya ........................................................................................

v

Abstrak.......................................................................................................................

vi

Abstrack .....................................................................................................................

vii

Kata Pengantar ...........................................................................................................

viii

Daftar Tabel ...............................................................................................................

x

Daftar Gambar ...........................................................................................................

xi

Daftar Isi ....................................................................................................................

xii

Bab I Pendahuluan .....................................................................................................

1

1.1. Latar Belakang ....................................................................................................

1

1.2. Rumusan Masalah...............................................................................................

2

1.3. Batasan Masalah .................................................................................................

2

1.4. Tujuan .................................................................................................................

2

1.5. Manfaat Penelitian..............................................................................................

2

1.6. Sistematika Penulisaan........................................................................................

3

Bab II Dasar Teori........................................................................................... ..........

4

2.1. Penemuan Elektron .............................................................................................

4

2.2. Mesin Berkas Elektron........................................................................................

5

xii


2.2.1. Emisi Termionik ..............................................................................................

7

2.2.2. Tabung Pemercepat..........................................................................................

7

2.2.3. Gaya magnetik pada sebuah muatan yang bergerak ........................................

9

2.3. Penentuan dosis pada CTA .................................................................................

9

BAB.III. Metode Penelitian .......................................................................................

11

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................................

11

3.2. Alat Penelitian.....................................................................................................

11

3.3. Pelaksanaan Penelitian........................................................................................

14

3.3.1. Pengukuran massa jenis biji. ...........................................................................

14

3.3.2. Memancarkan berkas elektron .........................................................................

14

3.3.2.1. Persiapan menjalankan mesin berkas elektron….... ……………...

15

3.3.2.2. Menjalankan mesin berkas elektron……………………………….

15

3.3.2.3. Mematikan mesin berkas elektron…………………………………

16

3.3.3. Perhitungan dosis dengan Spectrophotometer Genesys 5……………….. .

17

3.3.4. Melihat biji yang sudah dikenai berkas elektron menggunakan mikroskop kamera……..................................................................................

17

3.3.5. Menanam biji yang sudah dikenai berkas elektron........................................

18

BAB IV. Hasil dan Pembahasan................................................................................

19

4.1. Hasil Penelitian...................................................................................................

19

4.1.1. Data biji................................................................................................

19

4.1.2. Kalibrasi alat.........................................................................................

19

4.1.3. Data arus berkas elektron yang digunakan untuk memancarkan berkas elektron .................... .................................................................

xiii

20


4.1.4. Pengaruh berkas elektron pada biji yang dilihat dengan mikroskop ...............

22

4.1.4.1. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji kangkung dilihat pada mikroskop

22

4.1.4.2. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji sawi dilihat pada mikroskop........

24

4.1.5. Hasil pengamatan tanaman dari biji yang dikenai berkas elektron..................

27

4.1.5.1. Hasil penyemaian pada biji kangkung .............................................

27

4.1.5.2. Hasil penyemaian pada biji sawi yang dipancarkan oleh berkas elektron...........................................................................................................

28

4.2. Pembahasan hasil ................................................................................................

29

4.2.1. Dosis berkas elektron.......................................................................................

29

4.2.1.1. Mendapatkan dosis dari mesin berkas elektron ...............................

29

4.2.1.2. Pengaruh arus berkas elektron terhadap dosis berkas elektron.........

30

4.2.2. Penerapan mesin berkas elektron pada biji .....................................................

30

4.2.2.1. Hasil mikroskopik biji ..................................................................................

30

4.2.2.2. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji dengan ditanam ...........................

31

BAB V Penutup .........................................................................................................

32

5.1. Kesimpulan .........................................................................................................

32

5.2. Saran ...................................................................................................................

32

Daftar Pustaka............................................................................................................

33

Lampiran....................................................................................................................

34

xiv


BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang. Mesin Berkas Elektron berguna untuk memancarkan berkas elektron ke bijibijian yang merupakan alat teknologi baru di Indonesia. Dalam penggunaannya mesin berkas elektron tidak menggunakan bahan radioaktif sehingga aman untuk kesehatan. Mesin berkas elektron dirancang untuk keperluan penelitian dan aplikasi dalam bidang industri, kesehatan lingkungan, dan bioteknologi. Berkas elektron dapat digunakan dalam meningkatkan kinerja jasad hidup [Muryono, 2001]. Aplikasi menggunakan berkas elektron untuk pangan secara komersial di Indonesia telah dimulai pada tahun 1987, tetapi penelitian dengan menggunakan mesin berkas elektron untuk memancarkan berkas elektron ke biji tanaman belum pernah dilakukan sampai saat ini. Berkas elektron memberikan pengaruh pada tepung dengan berbagai perlakuan [Tanhindarto, 2005]. Berdasarkan pada hasil tersebut dan untuk menjawab tantangan alternatif penggunaan mesin berkas elektron perlu adanya penelitian proses memancarkan berkas elektron pada biji tanaman untuk mengetahui pengaruh dari berkas elektron pada biji tanaman. Dalam penelitian ini, peneliti memvariasikan dosis berkas elektron pada biji tumbuhan. Untuk mencapai hal tersebut digunakan mesin berkas elektron sebagai pemancar berkas elektron. Berkas elektron dianalisa lewat Spectrophotometer Genesys 5. Hasilnya diamati lewat mikroskop kamera dan penanaman biji.

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

1.2

Rumusan Masalah. Dalam penelitian ini yang menjadi rumusan masalah adalah menentukan dosis

berkas elektron pada beberapa biji tumbuhan. Mengetahui perubahan hasil dari tiap dosis berkas elektron ke biji tumbuhan. 1.3. Batasan Masalah. Dalam penelitian ini, peneliti membatasi pengaruh berkas elektron pada biji kangkung, dan biji sawi. Memvariasikan dosis dari arus berkas elektron yang digunakan. 1.4. Tujuan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh berkas elektron yang dipercepat pada beberapa biji tumbuhan. Dengan memvariasikan arus dari berkas elektron yang menuju biji tanaman dapat diketahui dosis yang diterima. 1.5. Manfaat Penelitian. Memberikan informasi kepada pengguna mesin berkas elektron bahwa telah dilakukan penelitian tentang pengaruh berkas elektron pada biji kangkung, dan biji sawi dengan menggunakan mesin berkas elektron sehingga dapat berguna untuk proses selanjutnya dan dapat dikembangkan sesuai ilmu pengetahuan dan teknologi masa depan. 1.6. Sistematika Penulisan. Dalam penelitian ini dituliskan dengan sistematika sebagai berikut:


BAB I. Pendahuluan. Bab ini menguraikan tentang latar belakang permasalahan, rumusan permasalahan, batasan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian. BAB II Dasar Teori. Bab ini menguraikan tentang teori yang digunakan dalam MBE dan yang berhubungan dengan prinsip kerja MBE. BAB III. Metodologi Penelitian. Bab ini menguraikan tentang alat dan bahan yang digunakan dalam eksperimen, prosedur eksperimen dan metode yang digunakan untuk analisa data. BAB IV. Hasil Dan Pembahasan . Bab ini menguraikan tentang hasil eksperimen dan pembahasannya. BAB V. Penutup. Bab ini berisi kesimpulan dan saran penulis terhadap penelitian yang telah dilakukan.. Selain itu disertakan juga daftar pustaka dan lampiranlampiran untuk melengkapi uraian sebelumnya.


BAB II DASAR TEORI

2.1. Penemuan Elektron. Pada tahun 1897 J.J.Thomson mengamati penyimpangan partikel pada gabungan medan magnet dan medan listrik. Dari pengukuran perbandingan muatan dan massa pada percobaan tersebut dihasilkan penemuan sebuah partikel [Halliday & Resnick, 1996]. Menurut Thomson partikel tersebut merupakan butiran-butiran kecil yang berasal dari dalam atom-atom yang menyusun bahan katoda sendiri. Butiran yang kecil ini oleh Thomson disebut elektron. Elektron ini bermuatan negatif sebab dipancarkan oleh katode dan ditarik oleh anode. Alat yang dipakai Thomson dalam eksperimen tersebut menggunakan berkas elektron yang dihasilkan dari kawat yang panas. Kemudian berkas elektron dipercepat oleh perbedaan potensial listrik yang digunakan. Berkas elektron lalu memasuki sebuah daerah dengan arah tegak lurus medan listrik dan medan magnet. Elektron yang bergerak tersebut terlihat sebagai sebuah titik cahaya yang mengarah pada layar pendar. Keseluruhan ruang pada saat elektron bergerak dari sumber sampai layar pendar dibuat hampa udara agar tidak terjadi tumbukkan antara berkas elektron yang bergerak dengan molekul udara [Halliday & Resnick, 1996].

4


5

2.2. Mesin Berkas Elektron. Mesin berkas elektron merupakan suatu unit alat untuk menghasilkan berkas elektron yang digunakan untuk memancarkan berkas elektron. Skema sistem peralatan ini dapat dilihat pada gambar 2.1.

Tabung Akselerator

S a m p e l

Sumber elektron

Magnet pemanyar

Gambar 2.1. Skema mesin berkas elektron.

Sumber elektron merupakan komponen Mesin Berkas Elektron (MBE) yang sangat penting yaitu sebagai penghasil berkas elektron yang akan memancarkan berkas elektron pada suatu bahan. Pada bagian pemancar, elektron dihasilkan dengan cara memanaskan logam dengan arus listrik dan selanjutnya elektron yang dihasikan tersebut dikeluarkan dari dalam sumber dan dibentuk menjadi berkas elektron. Catu daya sebagai sumber daya listrik digunakan untuk mengatur arus listrik menuju ke sumber elektron yang dipakai dalam pembentukkan berkas elektron. Pemfokus berkas elektron mempunyai fungsi untuk mengumpulkan


6

berkas elektron yang dipancarkan oleh sumber elektron sehingga dapat masuk dalam tabung akselerator. Tabung akselerator berfungsi untuk mempercepat berkas elektron yang dihasilkan dari sumber elektron sehingga berkas elektron tersebut dapat mencapai kecepatan yang tinggi sesuai dengan kebutuhan mesin berkas elektron untuk memancarkan berkas elektron. Untuk mempercepat berkas elektron tersebut tabung akselerator menggunakan tegangan listrik searah digunakan generator yang dapat menghasilkan tegangan tinggi. Magnet pemayar berfungsi untuk menyimpangkan berkas elektron agar bergerak kearah samping kiri dan kanan terhadap sumbu tabung akselerator sehingga berkas elektron yang keluar dari tabung akselerator mengenai keseluruh permukaan sampel di bawah jendela pemayar. Catu daya sebagai sumber daya listrik berfungsi untuk mengatur arus listrik. Arus listrik yang menuju rangkaian magnet pemayar menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan digunakan dalam memayarkan berkas elektron. Dari magnet pemayar sampai jendela pemayar berkas elektron dilindungi oleh corong pemayar agar tidak berbenturan dengan molekul udara lainnya. Dari jendela pemanyar menuju sampel terdapat penyetop berkas elektron, kegunaan penyetop berkas elektron adalah untuk mengetahui arus berkas elektron yang menuju sampel, jika sudah sesuai dengan arus berkas elektron yang diinginkan maka penyetop berkas akan terbuka secara otomatis. Sempel yang dikenai berkas elektron dibawa sampai tepat di bawah corong pemayar dengan konveyer. Koveyor merupakan roda besi yang diatur sedemikian


7

dan dihubungkan dengan tali karet khusus sehingga dalam berjalan semua roda bergerak. Konveyor ini dijalankan dengan kecepatan yang dapat diatur.

2.2.1. Emisi Termionik. Gejala pelepasan elektron bebas dari permukaan logam karena panas logam disebut emisi termionik. Bila suhu katoda cukup tinggi sebagian elektron memiliki cukup tenaga untuk lepas dari logam, seperti molekul-molekul yang akan menguap dari suatu zat cair. Elektron bebas yang terdapat pada bahan logam, baru dapat lepas dari permukaan logam itu apabila tenaga geraknya cukup besar, sehingga dapat mengatasi tenaga ikat permukaan pada elektron bebas tersebut. Tenaga ikat pada elektron disebut fungsi kerja. Potensial yang mengikat elektron bebas untuk tidak lepas dari permukaan dapat disebut potensial ambang [Soedojo, 1985]. Bahan yang digunakan sebagai sumber elektron adalah kawat tungsten.

2.2.2. Tabung Pemercepat. Tabung pemercepat berfungsi mempercepat elektron yang dihasilkan oleh sumber elektron. Energi yang digunakan untuk mempercepat elektron sangat besar maka elektron dapat keluar dari tabung pemercepat dan digunakan untuk memancarkan berkas elektron pada suatu bahan. Oleh karena itu di dalam tabung pemercepat harus dihasilkan suatu medan listrik sedemikian rupa sehingga berkas elektron dapat dipercepat. Medan listrik dalam tabung pemercepat dihasilkan dengan pemasangan tegangan listrik searah


8

(DC) [Djoko, 2004]. Gaya yang terdapat pada elektron yang berada dalam medan listrik dapat dituliskan [Alonso, 1992]: ρ ρ F = qE

(2.1)

ρ dengan E : medan listrik(newton/coulomb).

q : muatan elektron (1,602.10-19 coulomb).

Elektron sebagai suatu massa

jika ditarik oleh suatu gaya akan

menghasilkan gerak lurus yang dipercepat beraturan dengan percepatan tertentu pula. [Soetrisno,1978]: ρ ρ F a= m

(2.2)

ρ dengan F : gaya yang berkerja pada elektron.

ρ a : percepatan elektron. m : massa elektron (9,109 x 10-31kg). Dengan mengikuti persamaan (2.1) dan (2.2) percepatan berkas elektron pada tabung pemercepat menjadi: ρ ρ qE a= m

(2.3)


9

2.2.3. Gaya Magnetik pada sebuah muatan yang bergerak. Interaksi antara muatan listrik yang bergerak dengan medan magnetik pada daerah yang mempunyai medan magnet menyebabkan adanya gaya terhadap muatan. Gaya tersebut tergantung pada kecepatan, muatan elektron, dan medan magnetik. Hal ini dapat dituliskan dengan persamaan berikut [Johannes, 1978]: ρ ρ ρ F = qV × B

(2.4)

ρ dengan V : kecepatan muatan . ρ B : medan magnetik dengan satuan T.

Persamaan 2.4 digunakan untuk memayarkan berkas elektron seperti pada gambar 2.1. Magnet pemanyar berkas elektron digunakan untuk menarik berkas elektron menyebar ke seluruh corong pemanyar sehingga berkas elektron dapat merata keseluruh permukaan sampel yang dilalaui.

2.3. Penentuan dosis pada CTA. Dalam menentukan dosis serap pada bahan didasarkan pada hasil deteksi berkas elektron yang mengenai CTA beserta bahan. Setelah berkas elektron mengenai bahan dilakukan pengukuran absorbansidengan alat Spectrophotometer Genesys 5. Perhitungan dosis serap dilakukan berdasarkan kalibrasi dosis serap terhadap respon dosimeter. Kurva kalibrasi diperoleh dari hasil pengukuran dosimeter yang telah diketahui nilai dosisnya secara pasti. Sedangkan respon dosimeter (R) merupakan hasil pengukuran absorban dosimeter setelah dikenai berkas elektron (abs) dikurangi dengan absorban dosimeter tanpa dikenai berkas


10

elektron (bgd) dibagi dengan tebal dosimeter (t) yang diulis dalam rumus sebagai berikut [Saptaaji, 2006]: R=

(abs − bgd ) t

dengan R : respons dari dosimeter CTA abs : absorban dosimeter setelah dikenai berkas elektron. bgd : absorban dosimeter tanpa dikenai berkas elektron.

(2.5)


BAB III METODE PENELITIAN

3.1

Waktu dan Tempat Penelitian. Penelitian ini dilakukan di Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan

(PTAPB) Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) Yogyakarta. Pengukuran fisik sampel dikerjakan di Laboratorium Analisa Pusat Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Proses memancarkan berkas elekton dan uji dosis dilakukan di Laboratorium Mesin Berkas Elektron (MBE) (PTAPB-BATAN). Uji foto mikro dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Gajah Mada.

3.2. Alat Penelitian. Pada penelitian ini digunakan peralatan yang terdiri dari beberapa bagian utama yaitu : 1. Mesin Berkas Elektron. 2. Dosimeter CTA . 3. Spectrophotometer Genesys 5 4. Timbangan Scout Pro. 5. Gelas ukur 10 ml. 6. Mikroskop Kamera.

11

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12 Berikut ini penjelasan dari alat-alat yang digunakan : 1. Mesin Berkas Elektron Mesin Berkas Elektron

digunakan sebagai alat untuk memancarkan berkas

elektron menuju sampel. 2. Dosimeter CTA Dosimeter CTA yang digunakan adalah tipe FUJI FTR-125 buatan jepang yang berupa pita panjang, warna bening dengan dimensi lebar 8 mm, tebal 0,125 mm, densitas 1,298 gr/cm3 dan dapat dibaca pada panjang gelombang 280 mm. 3. Spectrophotometer Genesis 5. Spectrophotometer Genesis 5 digunakan untuk mengukur absorbansi dosimeter sebelum dan sesudah dikenai berkas elektron dengan MBE. 4. Timbangan Scout Pro. Timbangan ini merupakan timbangan digital yang digunakan untuk mengukur massa biji digunakan untuk mengukur massa jenis biji yang dikenai berkas elektron. 5. Gelas Ukur. Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume biji yang akan dikenai berkas elektron. 6. Mikroskop kamera. Mikroskop yang digunakan adalah jenis mikroskop kamera merek olympus DP 12. Miktroskop tersebut digunakan untuk melihat perubahan biji yang sudah dikenai berkas elektron.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13 Dalam eksperimen tersebut langkah dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.1

MBE

Dosimeter +Sampel

Spctrophotometer Genesys 5

Mikroskopik biji

Uji tanaman

Gambar 3.1. Alur penelitian. Mesin Berkas Elektron digunakan untuk memancarkan berkas elektron menuju bahan yang sudah disiapkan dalam wadah. Dosimeter Cellulose Triacetat (CTA) digunakan sebagai alat untuk mengetahui dosis berkas elektron. Untuk mengetahui hasil

pancaran

berkas

elektron,

CTA

dianalisis

absorbansinya

Spectrophotometer Genesis 5. Nilai absorbansi yang ditampilkan komputer untuk mendapatkan data dosis pada masing-masing perlakuan.

oleh

alat

diolah dengan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 Setelah dikenai berkas elektron biji dilihat dengan mikroskop kamera untuk melihat morfologi pada biji. Sesudah dilakukan penelitian fisik pada biji maka selanjutnya biji kemudian ditanam untuk melihat efek berkas elektron pada pertumbuhan biji.

3.3. Pelaksanaan Penelitian. Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahap, yaitu: pengukuran massa jenis biji, tahap memancarkan berkas elektron, tahap perhitungan dosis pada bahan dengan menggunakan Spectrophotometer Genesys 5, tahap melihat biji yang sudah dikenai berkas elektron dengan mikroskop, dan tahap menanam biji yang sudah dikenai berkas elektron. 3.3.1. Pengukuran massa jenis biji. Sampel dalam penelitian ini adalah biji tanaman pertanian. Untuk mengetahui massa jenis biji dilakukan pengukuran massa dan volume pada biji. Dari data tersebut massa jenis biji dapat diketahui dengan membagi massa biji dengan volume pada biji. Dalam mencari massa dari biji kangkung, dan biji sawi digunakan timbangan digital Scout Pro. Untuk mengetahui volume pada biji menggunakan gelas ukur yang diisi air. Perubahan air yang naik pada gelas ukur menunjukkan volume biji. 3.3.2. Memancarkan berkas elektron. Proses memancarkan berkas elektron dilakukan menggunakan Mesin Berkas Elektron 300 keV / 10 mA milik P3TM_ BATAN. Proses operasi Mesin Berkas Elektron terdiri dari:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15 3.3.2.1. Persiapan menjalankan mesin berkas elektron. Dalam menjalankan mesin berkas elektron dipastikan tidak ada personil di dalam ruangan. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengoprasikan mesin berkas elektron: - Suhu ruang dalam mesin berkas elektron tidak lebih dari 25 derajat Celsius. - Kelembaban relativ tidak lebih dari 60 persen. - Suhu pendingin pada Osilator dan Shuter tidak lebih dari 20 derajat Celsius. - Tekanan udara pada kompresor antara 5-7 kg/cm2 - Kevakuman pada mesin berkas elektron kurang dari 5 x 10 -5 milibar. - Menghidupkan sumber tegangan pemercepat sampai tegangan anoda hidup. - Pastikan tidak ada orang didalam ruangan. - Selama menjalankan mesin berkas elektron ruangan dalam keadaan tertutup. - Mengaktifkan Emergensi selama mesin berkas elektron dijalankan. 3.3.2.2. Menjalankan mesin berkas elektron. Dalam menjalankan mesin berkas elektron, tegangan tinggi diatur agar sampel dapat dikenai berkas elektron dengan baik. Hal-hal yang penting dalam menjalankan mesin berkas elektron: -Menghidupkan kunci kontak, alaram peringatan akan berbunyi selama 10 sampai 30 detik. - Menyiapkan kondisi kontrol dengan menekan tombol on. -Untuk menaikkan tegangan tinggi dengan cara menekan tombol Riliase dan tombol up secara serempak. - Tegangan tinggi diatur hingga mencapai tegangan yang dikehendaki. - Penyetop berkas elektron diposisikan menutup.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16 -Menghidupkan pendingin window (Blower) AC ruangan akan mati dengan sendirinya. - Menghidupkan sistim pemanyar. Sumber elektron dihidupkan dengan menyalakan sumber daya filamen secara bertahap sambil menjaga kondisi kevakuman tetap tinggi sekitar 5 x 10-5 milibar. Tegangan anoda diatur untuk memperoleh arus berkas elektron pada nilai yang dikehendaki. Jalankan konveyor serta sampel yang akan dikenai berkas elektron sesuai dengan dosis yang diinginkan. Sampel dimasukkan dalam plastik tipis agar mudah untuk dikenai berkas elektron, kemudian diletakkan pada wadah khusus diatas bantalan konveyer. 3.3.2.3. Mematikan mesin berkas elektron. Langkah-langkah dalam mematikan mesin berkas elektron: - Tutup penyetop berkas elektron. - Mematikan tegangan tinggi dengan menekan tombol Release dan tombol Reset. - Mematikan sumber elektron dengan cara mematikan sumber daya filamen dan sumber daya anoda. - Mematikan sistem pemayar, dan pendingin jendela pemayar. - Hidupkan ventilator untuk membersihkan ruangan MBE dari gas ozon, selama ± 10 menit, dan hidupkan AC ruangan MBE. - Matikan kunci kontak dengan cara memutar ke posisi off. - Masuk ruangan sambil menekan tobol emergency I dan II.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 - Matikan sumber daya tegangan tinggi, sesuai prosedur yang ada melalui panel kontrol operasi, hingga bola pelucut muatan menempel pada terminal atau elektroda sumber tegangan tinggi. - Gunakan tongkat pelucut muatan yang tersedia untuk mengamankan setiap komponen MBE yang berpotensi bermuatan sebelum dipegang. Mesin berkas elektron ini dijalankan dengan energi tertentu. Energi yang diperkenankan hanya sampai 300 keV meskipun dirancang untuk 350 keV. Ini dilakukan untuk menjaga keadaan alat agar tidak ada lompatan energi yang lebih besar yang menyebabkan kerusakkan komponen mesin. 3.3.3.Perhitungan dosis dengan menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Perhitungan

dosis

berkas

elektron

menggunakan

CTA

dosimeter

dan

Spectrophotometer Genesys 5. Untuk mengkalibrasi alat Spectrophotometer Genesys 5 digunakan CTA dosimeter yang sudah diketahui dosisnya secara pasti. Nilai absorbansi dari CTA yang sudah diketahui dosisnya digunakan untuk mencari respons. Data dari respon pada dosimeter akan didapatkan grafik persamaan kalibrasi dosis elektron terhadap respons dosimeter. Dari persamaan dapat digunakan sebagai acuan untuk mencari dosis setelah dikenai berkas elektron. Persamaan kalibrasi dapat dilihat pada gambar 4.1. Persamaan kalibrasi pada gambar grafik 4.1 digunakan untuk mencari dosis dari CTA. Dengan perhitungan absorbansi dari CTA yang sudah dikenai berkas elektron akan diketahui respons dosimeter. Dari respons akan diketahui dosis berkas elektron.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 3.3.4. Melihat biji yang sudah dikenai berkas elektron menggunakan mikroskop kamera. Untuk melihat biji yang sudah dikenai berkas elektron digunakan mikroskop kamera merek olympus DP.12. Mikroskop ini merupakan mikroskop yang secara otomatis dapat melihat gambar hasil perbesaran pada layar yang sudah diatur. Hasil perbesaran yang sudah diatur tersebut diolah dalam perangkat komputer. 3.3.5.Menanam biji tanaman yang sudah dikenai berkas elektron. Untuk melihat pertumbuhan biji yang sudah dikenai berkas elektron ditanam dalam palstik polybag, dengan cara mengisikan kantung polibag tersebut dengan tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1. Siapkan lahan yang dijadikan tempat penyemaian agar mudah dalam pengawasan dan dapat teramati dengan baik. Dalam mengisikan tanah dan pupuk tersebut kedalam polibag menjadi 5 untuk masing-masing perlakuan dosis dan satu sebagai kontrol dengan ketinggian setengah tinggi polibag. Setelah ditanam dilakukan penyiraman pada polibag tersebut. Diamati tumbuhan tersebut selama satu bulan terhitung dari menanam.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil penelitian. 4.1.1. Data biji. Sebelum dikenai berkas elektron sampel berupa biji tanaman dilakukan pengukuran massa jenisnya dahulu, dengan menggunakan gelas ukur untuk mengetahui volume dan timbangan digital Scout Pro untuk mengetahui massanya hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel 4.1. Selengkapnya dari perhitungan massa jenis biji terlampir di lampiran 1. Berikut hasil perhitungan massa jenis biji . No. Jenis biji tanaman Massa biji (gr) Volume (ml) 1. Kangkung 3,1 2,5 2. Sawi 0,7 0,7 Tabel 4.1. Data volume, massa, dan massa jenis tiap-tiap biji.

Massa jenis (gr/ml) 1,24±0,02 1,04±0,05

4.1.2. Kalibrasi alat. Sebelum alat Spectrophotometer Genesys 5 digunakan perlu dilakukan kalibrasi agar memperoleh perhitungan standar untuk mendeteksi dosis. Data dicari dari CTA yang sudah diketahui dosisnya secara pasti. Kemudian dicari absorbansi dari setiap dosis yang sudah diketahui tersebut yang kemudian dapat dicari respon dari dosis tersebut. Hasil kalibrasi dapat dilihat pada gambar 4.1. Hasil selengkapnya dapat ditunjukkan dalam lampiran 2.

19


80

R = 0,659 D - 1,4211

70

Response (cm

60 50 40

Respons (cm )

30

Linear (Respons (cm ))

20 10 0 -10

0

20

40

60

80

100

120

Dosis kalibrasi (kGy)

Gambar 4.1. Grafik hubungan respon dosimeter terhadap dosis kalibrasi pada spectrophotometer Genesys 5.

4.1.3. Data arus berkas elektron yang digunakan untuk memancarkan berkas elektron. Dalam memancarkan berkas elektron pada penelitian ini menggunakan arus berkas elektron yang berbeda hal ini dilakukan agar dapat menghasilkan dosis yang bervariasi. Data dosis dari mesin berkas elektron ini diperoleh dari pengukuran pada CTA dosimeter yang dilihat absorbansinya pada Spectrophotometer Genesys 5. Dari nilai absorbansi yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam persamaan kalibrasi alat untuk mendapatkan nilai dosis yang dipakai hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.2. Dari tabel 4.2 dapat dibuat grafik hubungan dosis berkas elektron (kGy) terhadap arus berkas elektron (mA) seperti pada gambar 4.2. Data pengukuran absorbansi ada pada lampiran 4.


No.

Arus berkas

Absorbansi (A)

Respons (cm-1)

Dosis berkas elektron(kGy)

elektron (mA) 1.

0,6

0,2

10,2

18±1

2.

1,0

0,3

18,1

30±1

3.

1,8

0,5

30,9

49±2

4.

2,7

0,6

42,6

67±1

5.

3,8

0,8

59,3

92±1

Tabel 4.2. Data hubungan arus berkas elektron (mA) terhadap dosis berkas elektron (kGy) dengan kecepatan konveyer 2,7 cm/detik dan energi 277,2 keV.

100

D = 22,684A + 6,2851

Dosis berkas elektron (kG

90 80 70 Dosis berkas elektron (kGy)

60 50

Linear (Dosis berkas elektron (kGy))

40 30 20 10 0 0

1

2

3

4

Arus berkas elektron (mA)

Gambar 4.2. Grafik hubungan dosis berkas elektron (kGy) terhadap arus berkas elektron (mA) dengan kecepatan konveyer 2,7 cm/det dan energi 277,2 keV.


4.1.4. Pengaruh berkas elektron pada biji yang dilihat pada mikroskop. 4.1.4.1. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji kangkung dilihat pada mikroskop. Gambar biji ini diperbesar dengan menggunakan mikroskop kamera olympus DP 12 dengan perbesaran 20 kali. Gambar 4.3 merupakan biji kontrol tanpa pengaruh berkas elektron. Sedangkan pada gambar 4.4, gambar 4.5, gambar 4.6, gambar 4.7, dan gambar 4.8 merupakan biji kangkung yang sudah dikenai berkas elektron dengan dosis 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, dan 92±1 kGy. Gambar 4.3 merupakan sampel biji kangkung tanpa dikenai berkas elektron. Gambar 4.4 adalah sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron 18±1 kGy. Terlihat dari gambar 4.4 memiliki warna yang lebih tua dan bintik hitam yang sedikit karena dosis yang digunakan pada biji kangkung pada gambar 4.4 masih kecil.

Gambar 4.3. Sampel biji kangkung tanpa dosis berkas elektron.

Gambar 4.4. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 18±1 kGy.


Pada gambar 4.5 terlihat mulai adanya bercak-bercak kehitaman pada biji hal ini dimungkinkan karena pengaruh dosis yang diberikan dari mesin berkas elektron sebesar 30±1 kGy. Pada permukaan biji juga terlihat adanya seperti bekas terbakar. Terlihat pada gambar seperti adanya kawasan berkas elektron yang menumbuk permukaan biji kangkung.


Pada gambar 4.6 merupakan sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 49±2 kGy terlihat bercak hitam pada permukaan biji semakin besar dan meluas. Terlihat pula pada gambar tersebut bintik-bintik hitam dan bercak hitam yang semakin besar. Hal ini menandakan adanya berkas elektron yang sampai ke biji kangkung.

Gambar 4.6 Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 49±2 kGy.


Pada gambar 4.7 bintik hitam semakin jelas dan terlihat hampir menutupi lapisan biji dan terlihat mengumpul. Hal ini menandakan adanya berkas elektron yang mengenai biji pada dosis 67±1 kGy sehingga terbentuk menjadi bintik-bintik kecil.


Pada gambar 4.8 merupakan dosis berkas elektron yang terakhir sebesar 92±1 kGy pada biji kangkung. Pada gambar tersebut terlihat bintik bintik hitam yang mengumpul dan merata keseluruh permukaan biji yang dikenai berkas elektron.

Gambar 4.8. Sampel biji kangkung dengan dosis berkas elektron sebesar 92 ± 1 kGy.

4.1.4.2. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji sawi dilihat pada mikroskop. Biji sawi ini juga diperbesar dengan mikroskop yang sama dengan perbesaran 10 kali. Gambar 4.9 merupakan biji kontrol sawi tanpa pengaruh berkas elektron. Sedangkan pada gambar 4.10, gambar 4.11, gambar 4.12, gambar 4.13, dan gambar


4.14 merupakan biji sawi yang sudah dikenai berkas elektron dengan dosis yang sama sebesar 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, dan 92±1 kGy. Terlihat pada gambar 4.9 biji tidak ada yang bintik bintik hal ini karena biji tidak dikenai berkas elektron.

Gambar 4.9. Sampel biji sawi tanpa dosis berkas elektron.

Pada gambar 4.10 permukaan biji mulai nampak bintik-bintik kecil dan terlihat pada pinggir biji. Biji ini dikenai berkas elektron dengan dosis 18±1 kGy. Pada gambar ini juga terlihat adanya bekas tumbukan dengan partikel terlihat adanya titik- titik pada biji sawi yang diberikan berkas elektron tersebut.

Gambar 4.10. Sampel biji sawi dengan dosis berkas elektron sebesar 18±1 kGy.

Pada gambar 4.11 biji sawi dikenai berkas elektron dengan dosis berkas elektron sebesar 30±1 kGy. Dari gambar terlihat biji yang seperti bintik-bintik yang banyak dan lebih menyebar. Hal ini dapat diketahui dari bintik pada biji.



Pada gambar 4.12 biji sawi dipancarkan berkas elektron dengan dosis berkas elektron sebesar 49±2 kGy. Dari uji foto mikroskopik ini dalam biji terlihat adanya bintik hitam yang lebih banyak lagi dan warnanya juga berubah .


Pada gambar 4.13 biji ini dipancarkan berkas elektron dengan dosis dari berkas elektron sebesar 67±1 kGy. Dari gambar mikroskopik ini terlihat berkas yang menembus permukaan biji dan terjadi perubahan pada kulit biji yang terlhat agak kemerahan dan bintik yang ada lebih luas dari yang sebelumnya.



Pada gambar 4.14 biji sawi ini dikenai berkas elektron dengan dosis berkas elektron sebesar 92±1 kGy. Dalam gambar ini biji yang dikenai berkas elektron terlihat berkas yang keseluruh permukaan biji dan berkas yang banyak.


4.1.5. Hasil pengamatan tanaman dari biji yang dikenai berkas elektron. Pada penyemaian biji ini di lakukan pada polibag dengan isi tanah sebagai media yang ditanam selama 30 hari. 4.1.5.1. Hasil penyemaian pada biji kangkung. Dari hasil penanaman biji kangkung menurut dosis berkas elektron yang diberikan terdapat beberapa perbedaan dari tumbuhan yang tumbuh. Pada K0 merupakan tumbuhan kangkung kontrol yang tanpa dikenai berkas elektron. Terlihat pada tumbuhan tersebut tumbuh dengan normal. Pada K1, K2, K3, K4, dan K5 merupakan tumbuhan kangkung yang bijinya sudah dikenai dosis berkas elektron dari 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, dan 92±1 kGy.


K0

K1

K2

K3

K4

K5

Gambar 4.15. Hasil penyemaian pada tumbuhan kangkung dengan dosis berkas elektron dari k1 sampai k5 dengan menggunakan polybag.

Pada K0 merupakan biji kontrol pada biji kangkung dapat tumbuh dengan baik. Dari menvariasikan dosis berkas elektron tersebut tanaman yang terlihat paling banyak daunnya pada dosis K1 dan daunnya kecil-kecil. Pada K2 biji kangkung terlihat juga dapat tumbuh dilihat dari adanya daun yang tumbuh. Pada K3 daun yang terlihat hanya sedikit dimungkinkan akibat pengaruh dari dosis berkas elektron yang diberikan. Tumbuhan K4 terlihat lebih kecil lagi dan agak lebih keriting hal ini juga dimungkinkan akibat dosis berkas elektron yang diberikan. Pada tumbuhan K5 daun yang semi juga sedikit dan daunnya lebih kecil dari yang sebelumnya.

4.1.5.2. Hasil penyemaian pada biji sawi yang dipancarkan oleh berkas elektron. Dari hasil penanaman biji sawi yang sudah dikenai berkas elektron terlihat di gambar 4.16. Pada gambar tersebut S0 merupakan kontrol dari biji sawi, sedangkan untuk S1, S2, S3, S4, dan S5 merupakan tumbuhan yang bijinya sudah dikenai berkas elektron dengan masing-masing dosis berkas elektron sebesar 18±1 kGy, 30±1 kGy, 49±2 kGy, 67±1 kGy, dan 92±1 kGy. Pada biji kontrol S0 biji sawi dapat tumbuh


dengan baik. Sedangkan pada biji sawi S1, S3, S4, dan S5 tidak ada biji sawi yang tumbuh, hanya S2 saja yang dapat tumbuh setelah dikenai berkas elektron, hal ini akibat pancaran berkas elektron yang berbeda-beda. S0

S1

S2

S3

S4

S5

Gambar 4.16 Hasil penyemaian pada tumbuhan sawi yang sudah diiradiasi dengan dosis iradiasi dari S1 sampai S5 dengan menggunakan polybag.

4.2.Pembahasan hasil. 4.2.1. Dosis berkas elektron. 4.2.1.1. Mendapatkan dosis dari mesin berkas elektron. Dalam mendapatkan dosis pada proses menjalankan mesin berkas elektron menggunakan CTA sebagai dosimetri yang dikenai berkas elektron bersama-sama dengan sampel. Setelah CTA dikenai berkas elektron tersebut dianalisa absorbansinya dengan menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Dari nilai absorbansinya maka dengan otomatis dapat diketahui respons dosimeter. Untuk mengetahui dosis tersebut menggunakan persamaan kalibrasi yang dibuat dari dosis yang sudah diketahui secara pasti.


4.2.1.2. Pengaruh arus berkas elektron terhadap dosis berkas elektron. Dalam gambar 4.2 grafik hubungan dosis berkas elektron (kGy) terhadap arus berkas elektron (mA) dengan kecepatan konveyer 2,7 cm/det dan energi 277,2 keV terlihat bahwa arus berkas elektron memiliki peranan untuk menaikkan dan menurunkan dosis. Dari gambar grafik dapat diketahui persamaan dosis terhadap arus berkas elektron yaitu D = 22,684 A + 6,285. 4.2.2. Penerapan mesin berkas elektron pada biji. Mesin berkas elektron ini dalam penerapan selanjutnya digunakan untuk memancarkan berkas elektron pada beberapa biji tumbuhan. Dari hasil uji mikroskopik dan penanaman dapat dilihat adanya pengaruh berkas elektron terhadap biji.

4.2.2.1. Hasil mikroskopik biji. Pada hasil foto mikroskopik pada biji kangkung dan sawi terlihat perubahan struktur kulit pada biji dari penambahan dosis yang dilakukan. Dari hasil foto ini terlihat pada biji kangkung semakin besar dosis yang dilakukan maka semakin terlihat pengaruh dari berkas elektron, ini terlihat dari bercak-bercak kehitaman yang menandakan adanya pengaruh dosis dari berkas elektron tersebut. Pada biji sawi juga terlihat nampak adanya bintik-bintik kehitaman hal ini juga menandakan adanya pengaruh berkas elektron pada biji.


4.2.2.2. Hasil pengaruh berkas elektron pada biji dengan ditanam. Dari hasil penanaman biji kangkung dan biji sawi sesudah dikenai berkas elektron memiliki hasil yang berbeda. Terlihat dari hasil penanaman biji kangkung, biji dapat tumbuh semua dengan baik dan terlihat adanya perubahan tanaman dari perlakuan dosis pada masing-masing biji. Pada biji sawi yang ditanam terlihat beberapa tanaman sawi yang mendapatkan perlakuan berkas elektron tidak bisa tumbuh semua hal ini dibandingkan pada kontrol atau biji tanaman yang tanpa dikenai berkas elektron. Dari tabel 4.1 biji kangkung lebih besar massa jenisnya dari pada biji sawi. Dari dosis yang sama tampak bahwa pertumbuhan biji kankung dapat tumbuh lebih baik dibandingkan dengan biji sawi. Hal ini dikarenakan penetrasi berkas elektron pada biji kangkung lebih pendek dibanding biji sawi.


BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan. Dari penelitian ini, didapatkan arus berkas elektron mempengaruhi besarnya dosis. Hubungan dosis berkas elektron terhadap arus berkas elektron memiliki hubungan yang linier terlihat pada gambar 4.2 . Semakin besar dosis berkas elektron yang mengenai pada biji semakin banyak pula bercak yang ditimbulkannya. Peningkatan dosis berkas elektron mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Perbedaan pengaruh berkas elektron pada masing-masing biji dikarenakan perbedaan massa jenis biji yang dikenai berkas elektron.

5.2. Saran. Diharapkan dalam penelitian lebih lanjut untuk memvariasikan energi berkas elektron.

32


DAFTAR PUSTAKA Alonso,M, & Finn,E. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas edisi kedua. jilid 2 Medan dan Gelombang. Jakarta. Penerbit Erlangga. Djoko, S, P. 2004. Teknologi Mesin Berkas Elektron. Diktat Materi Kuliah BATAN Accelerator School 2004. Haliday,D, R . 1996. Fisika. Edisi ke 3, Jilid 2. Jakarta pusat. Penerbit Erlangga. Johannes, H . 1978. Listrik dan Magnet. PN. Jakarta. BALAI PUSTAKA. Muryono,H . 2001. Kajian Pemanfaatan Laboratorium Berbasis Akselerator Dalam Bidang Bioteknologi. P3TM. BATAN, Yogyakarta. Volume 3, Nomor 2. Nopember 2001. Saptaaji,R, et.al . 2006. Penentuan Keseragaman Dosis dan Penetrasi Berkas Mesin Berkas Elektron 350 keV/ 10 mA. Prosiding Seminar Nasional Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir. Yogyakarta, 19 September 2006.PTAPB. Soedojo,P. 1985. Asas-asas Ilmu Fisika Listrik Magnet. Gajah Mada University Press. Sutrisno. 1978. Fisika dasar. Penerbit ITB. Tanhindarto, R. P. 2005. Proses Iradiasi Tepung Terigu Dengan Menggunakan Mesin Berkas Elektron (325 keV/10 mA). Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi-BATAN. ISSN 1411-1349. Volume 7, November 2005.

33


34

Lampiran 1. 1. Data perhitungan massa jenis biji No. 1 2

Jenis biji tanaman Kangkung Sawi

Massa biji (gr) 3,5 1,1

Volume (ml) 3,5 1,4

Massa jenis (gr/ml) 1,24±0,02 1,04±0,05

Berikut contoh perhitungan untuk mendapatkan massa jenis pada biji kangkung: -Massa wadah kosong = 2,5 gr -Massa I biji kangkung + wadah = 5,9 gr.

Massa bi I = 3,4 gr.

-Massa II biji kangkung + wadah = 6,1 gr.

Massa bi II = 3,6 gr

-Massa III biji kangkung + wadah = 5,2 gr.

Massa bi III = 2,7 gr.

-Massa IV biji kangkung + wadah = 5,3 gr

Massa bi IV = 2,8 gr.

Dalam, menghitung volume tiap biji menggunakan gelas ukur sebesar 5ml * Cara mendapatkan volume kangkung: -

Tinggi I air awal= 5,1 ml menjadi =7,9 ml, Volume kangkung I = 2,8 ml.

-

Tinggi II air awal = 5 ml menjadi = 7,9 ml, Volume kangkung II = 2,9ml.

-

Tinggi III air awal = 5,1 ml menjadi = 7,3 ml, Volume kangkung III= 2,2ml.

-

Tinggi IV air awal = 5,2 ml menjadi = 7,4 ml, Volume kangkung IV = 2,2ml.


35

Untuk perhitungan massa jenisnya ρ =

massa m = maka dari itu hasil V Volume

yang diperoleh dari massa dan volume sampel dapat dicari massa jenis dari sampel sebagai berikut : -

ρ kangkung I

= 3,4 gr/2,8 ml = 1,214 gr/ml

-

ρ kangkung II

= 3,6 gr/2,9 ml = 1,241 gr/ml

-

ρ kangkung III

= 2,7 gr/2,2 ml = 1,227 gr/ml

-

ρ kangkung IV

= 2,8 gr/2,2 ml = 1,272 gr/ml


36

Lampiran 2 Dalam lampiran ini disajikan hasil kalibrasi dari alat Spectrophotometer Genesis 5 adalah sebagai berikut:

Dosimeter n° Unirradiated a Unirradiated b Unirradiated c Unirradiated d P03/0196 01a P03/0196 01b P03/0196 01c P03/0196 01d P03/0196 02a P03/0196 02b P03/0196 02c P03/0196 02d P03/0196 03a P03/0196 03b P03/0196 03c P03/0196 03d P03/0196 04a P03/0196 04b P03/0196 04c P03/0196 04d P03/0196 05a P03/0196 05b P03/0196 05c P03/0196 05d P03/0196 06a P03/0196 06b P03/0196 06c P03/0196 06d P03/0196 07a P03/0196 07b P03/0196 07c P03/0196 07d P03/0196 08a P03/0196 08b P03/0196 08c P03/0196 08d P03/0196 09a P03/0196 09b P03/0196 09c P03/0196 09d

Absorbance 0,116 0,120 0,119 0,121 0,170 0,167 0,157 0,175 0,193 0,194 0,193 0,194 0,268 0,263 0,268 0,267 0,326 0,330 0,332 0,331 0,410 0,423 0,421 0,413 0,508 0,510 0,503 0,505 0,581 0,584 0,559 0,572 0,742 0,751 0,765 0,754 0,987 0,984 0,963 0,958

Response (cm-1)

Dose(kGy)

4,08 3,84 3,04 4,48 5,92 6 5,92 6 11,92 11,52 11,92 11,84 16,56 16,88 17,04 16,96 23,28 24,32 24,16 23,52 31,12 31,28 30,72 30,88 36,96 37,2 35,2 36,24 49,84 50,56 51,68 50,8 69,44 69,2 67,52 67,12

5,02 5,02 5,02 5,02 10,2 10,2 10,2 10,2 20,6 20,6 20,6 20,6 30,4 30,4 30,4 30,4 40,8 40,8 40,8 40,8 50,3 50,3 50,3 50,3 60,7 60,7 60,7 60,7 80,5 80,5 80,5 80,5 100,5 100,5 100,5 100,5


37

Rata2 BGD 0,119

Tebal (cm) 0,0125

80

R = 0,659 D - 1,4211

70

Response (cm

60 50 40

Respons (cm )

30

Linear (Respons (cm ))

20 10 0 -10

0

20

40

60

80

Dosis kalibrasi (kGy)

100

120


38

Lampiran 3 Dalam lampiran berikut disajikan hasil analisa radiasi lewat CTA reader yang dideteksi melalui Spectrophotometer Genesis 5 dan dianalisa melalui komputer sebagai berikut:

Typing Genesys 5 readings Date : Operator : Comment : Target Dose (kGy) :

05/31/07 Rani/Patrik Iradiasi Mesin Berkas Elektron

15

Absorbance measurement is done at 280 nm ! Is this true (Y/N) ? Zeroing of Spectrophotometer must be done with dosimeter holder in place ! Is it OK (Y/N) ?

Dosimeter N° 1 2 3 4 5

Absorbance 0,252 0,24 0,243 0,238 0,239

y y


39

Average dose calculation Sheet (kGy) Calibration Curve : BGD = t=

Dosimeter N° 1 2 3 4 5

Target Dose (kGy) : Mesured Dose (kGy) : Ecart (kGy) :

Dose(kGy) =

0,119 0,0125

Absorbance 0,252 0,24 0,243 0,238 0,239

15 17,13657056 2,136570561

(R+

1,421

)/

A cm (Abs-BGD)/t (cm-1) 10,64 9,68 9,92 9,52 9,6

Dose (kGy) 18,30197269 16,84522003 17,20940819 16,60242792 16,72382398

Average Dose (kGy)

17,13657056


40

Lampiran 4 Dalam lampiran ini ditunjukkan cara mendapatkan dari masing masing dosis yang telah diberikan dari nilai absorbansi dari alat Spectrophotometer Genesis 5. Dosimeter N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Absorbance 0,252 0,24 0,243 0,238 0,239 0,253 0,255 0,249 0,252 0,25 0,34 0,344 0,338 0,335 0,332 0,358 0,351 0,352 0,358 0,355 0,514 0,51 0,53 0,533 0,522 0,51 0,495 0,501 0,482 0,466 0,652 0,667 0,664 0,65 0,654 0,643 0,648 0,64

Response 10,64 9,68 9,92 9,52 9,6 10,72 10,88 10,4 10,64 10,48 17,68 18 17,52 17,28 17,04 19,12 18,56 18,64 19,12 18,88 31,6 31,28 32,88 33,12 32,24 31,28 30,08 30,56 29,04 27,76 42,64 43,84 43,6 42,48 42,08 41,92 42,32 41,68

Dosis radiasi 18,30197269 16,84522003 17,20940819 16,60242792 16,72382398 18,42336874 18,66616085 17,93778452 18,30197269 18,05918058 28,98482549 29,47040971 28,74203338 28,37784522 28,01365706 31,16995448 30,32018209 30,44157815 31,16995448 30,80576631 50,107739 49,62215478 52,05007587 52,41426404 51,07890744 49,62215478 47,80121396 48,52959029 46,22306525 44,28072838 66,86039454 68,68133536 68,31714719 66,61760243 66,01062215 65,76783005 66,37481032 65,40364188

(Dosis rata semua )

17,7±0,7

29,7±1,1

49,1±2,5

66,8±1,3


41

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

0,64 0,669 0,863 0,859 0,862 0,858 0,859 0,866 0,865 0,875 0,85 0,854

41,68 44 59,52 59,2 59,44 59,12 59,2 59,76 59,68 60,48 58,48 58,8

65,40364188 68,92412747 92,47496206 91,98937785 92,35356601 91,86798179 91,98937785 92,83915023 92,71775417 93,93171472 90,89681335 91,38239757

92,2±0,8

Pengukuran Dosis Berkas Elektron Dari Mesin Berkas Elektron Pada Biji Tumbuhan Menggunakan Spectrophotometer Genesys 5. Skripsi

Recommend Documents