PENGUKURAN
RADIOAKTIVITAS
BETA FALL-OUT.
Oleh: SlJRATMAN La boratorium
Radioisotop
Pusat Penelitian
Gama BAT AN
dan PRIY ANA Bagian Ilmu Kimia Fakultas
Ilmu Pasti dan Alam
UG
M.
ABSTRAK Pengukuran radioaktivitas beta fall-out dibicarakan dalam prasaran ini. Pengukuran terse but meliputi pengumpulan fall-out dengan metoda "open-pot", Pembuatan cuplikan dengan cara penguapan sebagian atau seluruh fall-out yang terkumpul dan pengukuran radioaktivitas dengan menggunakan sistim pencacah-aktivitas rendah (cacah latar belakang 2,0 cpm) serta standar radioaktivitas KCI. Dibandingkan pula hasil pengukuran radioaktivitas Puslit Gama Yogyakarta. Pusat Rcaktor Atom Bandung
beta.fall-out yang terkumpul di dan Puslit Pasar Jum'at Jakarta.
I. PENDAHULUAN. Pengukuran radioaktivitas beta fall-out di Pusat Penelitian Gama telah dikerjakan sejak tahun 1965 (l). Tetapi pe~cerjaan ini sering sekali terhenti dan dipublikasikan secara sangat terbatas (1,2). Baru sesudah diadakan studi perbandingan dalam bidang ini dengan Puslit/Pustor lain dalam lingkungan BATAN sejak tahun 1971, pekcrjaan ini dilaksanakan secara lcbih teratur dan sungguh-sungguh. S'ejak awal pekerjaan ini telah digunakan metoda-metoda pengumpulan fall-out pembuatan cuplikan dan pengukuran radioaktivitas beta yang tetap, tentu saja dengan mengadakan perbaikan-perbaikan yang perlu untuk memperoleh hasil-hasil yang lebih baik. Pengumpulan fall-out dikerjakan dengan mctoda "open pot" yang terdiri atas corong dan botol penampung. Cuplikan dibuat dcngan jalan penguapan sebagian atau seluruh cairan fall-out. Sedang radioaktivitas beta cuplikan yang dibuat diukur dengan pencacah GM tipe "tingkap ujung" dengan standar radioaktivitas KCl (3). Beberapa perbaikan telah dihrjakan selama ini. Corong dan hotol penampung fall-out yang semula terbuat dari gelas telah diganti dengan corong dan penampung plastik (polietilen) yang dibuat dari ember-ember plastik. Penggunaan hahan-bahan plastik untuk pekerjaan ini adalah lehih menguntungkan, oleh karena gelas mempunyai tendensi untuk menyerap hahan-bahan radioaktif. Perbaikan yang herarti dalam metoda pemhuatan cuplikan helum dapat dikerjakan sarna sekali. Sampai saat ini cuplikan masih dibuat dengan cara penguapan sebagian atau seluruh cairan fall-out yang lerkumpul selama sebulan. Pembuatan sistim pencacah aktivitas rendah (5) merupakan perhaikan yang paling besar dalam pekerjaan ini. Pengukuran radioaktivitas fall-out yang sangat rendah dengan menggunakan sistim pencacah GM dengan Pencacah latar belakang kurang lebih 10 cpm memherikan hasil yang rendah sekali ketelitiannya. Sistim pencacah aktivitas rendah yang mcmberikan pencacahan latar belakang scbesar 2,0 cpm sangat meningkatkan ketelitian pengukuran ini. Dengan mcnggunakan sistim pencacah aktivitas rendah ini diperoleh hasil pengukuran radioaktivitas beta fall-out yang lcbih mantap, sehingga dapat dikemukakan dalam prasaran ini. I~PROSEDURPERCOBAAN Terdiri atas 3 langkah, yaitu pengumpulan pengukuran radioaktivitas {3fall-qut.
'220
fall-out;
pembuatan
cuplikan
dan
1. Pengumpulan Fall-Out. Pengumpulan fall-out dengan metoda "open. pot" ini dilakukan di Puslit GAMA Sekip Unit III Yogyakarta, dipasang 4 huah masing-masing pada jarak ± 1,5 meter, pada ketinggian ± I 5 meter dari permukaan tanah. Diantara 4 buah pengumpulan fall-out tersebut, sebu~h dibagi 4 yang masing-masing dikirim ke P. KA. B.; Puslit Pasar Jumat; Serpong. Pada pengumpulan fall-out dengan metode ini. 1.).
Dipergunakan susunan alat seperti tertera ·pada gamhar 1, dibuat dari em her dan slang plastik yang terdapat dipasaran.
2).
Alat tersebut ditempatkan pada tempat yang tertinggi dari gedung FJ P.A. U.G.M., sehingga be bas darijatuhan yang berasal dari atap, pohon pohon dan sebagainya.
3).
Fall-out dikumpulkan selama 1 bulan (tiap tgl. 1 dipasang, dan tgl. 1 bulan berikutnya diambil).
4).
Apabila tidak ada hujan untuk waktu yang agak panjang (misalnya sclama musim kering), corong penampung fall-out perlu dicuci dengan aquadest (± 2x seminggu), supaya jatuhan yang sudah jatuh kedala'm corong tidak diterbangkan oleh angin (air cucian beserta debu-debu yang tercuci dimasukkan kedalam penampung).
5).
Sebelum fall-out yang terkumpul selama 1 bulan diambil, corong perlu dicuci dengan aquadest lagi.
2. Pembuatan Cuplikan. 1) Fall-Out yang terkumpul selama I bulan ditent~an volumenya. 2). Untuk fall-out kering (yang terkumpul dalam musim kering), volume tidak perlu ditentukan. Tambahkan saja sejumlah aquadest untuk pengerjaan berikutnya. 3) Fall-out dipindahkan kedalam gelas piala 2 liter, untuk diuapkan secara perlahanlahan (jangan sampai mendidih). Sisa-sisa fall-out dalam penampung dibersihkan dengan al)uadest dan dipindahkan kedalam gelas piala terse but diatas untuk ikut serta diuapkan.
* Cara penguapan untuk mendapat cuplikan : -
Penguapan dari volume fall-out yang terkumpul selama I bulan. Penguapan 200 ml dari volume fall-out yang terkumpul selama I bulan.
-- Penguapan scluruh volume faH-out yang terkumpuJ sclama 1 bulan. 4) Penguapan dilanjutkan terus hingga volume fall-out tinggal 25 m\. 5). Sisa penguapan yang tinggal 25 ml tsb. dipindahkan sedikit demi sedikit kedalam plancetaluminium (lihat gambar la), sambil dikeringkan dengan lampu pemanas. 6) Sisa fall-out yang menempel pada dinding gelas piala dihersihkan dengan 0,5 m\. 10% HN03 (kalau perlu ditambah aquadest), dan dipindahkan kedalam plancet untuk ikut serta dikeringkan. 7) Padatan fall-out yang diperoleh dalam plancet ditentukan beratnya. 8) Cuplikan fall-out sudah sial' untuk ditentukan radioaktivitasnya. 3. Pengukuran Radioaktivitas. Secara singkat dapat diterangkan bahwa aktivitas diukur dengan pencacah GM tipe tingkap ujung, dengan sistirn pencacah aktivitas rendah (lihat apendiks 1) cupJikan ditempatkan pada jarak ± 3 mm dari GM. Sebagai standar dipergunakan KCI (K alam mengandung 0,0119% K 40 yang radioaktif) .. 221
Menurut pustaka (3,4) slandar yang terbaik untuk mengukur radioaklivitas dari fall-out adaJah K--40, karena tenaga rata-rata ~ dari K-40 paling sesuai dengan
\,n~~~ rmni\a
r!~i~i~~I\ ~-'Q!r~~f nn]~ij~1
~y)~\1if\ h~~\jp~~~mhi~1 ~mm
1,25 X 109 tahun. Kadar K-40 alam = 0,0 119%,disintegrasinya merupakan 89% 13 dan 11% tangkapan elektron tenaga maksimum 13 adalah 1,136 Mev (6). Pelaksanaan pengukuran radioaktivitas 1) Menentukan grafik adsorbsi 13 dari standar KCl. Pencacahan dimulai dari 0,00 gram naik 25 ingram sampai cacah konstan (tiap pencacahan 30 menit). _2) Pencacahan cuplikan dilakukan 30 menit untuk tiap cuplikan.
3) Dari grafik adsorbsi 13 dari standard KCI untuk berat dan jumlah cacah tiap menit dari cuplikan maka dapat dihitung aktivitas 13 fall-out. (apendiks 2.3).
ember plastik luas penampang = diameter
0,04657 m2 24,30 em
slang plastik
I
ember
I
plastik
, I
I
standar besi
...... + ...
~:;:. ..•••.. ~;
Gambar
-.•.... , ---a. I
I
I
I~ Gambar
222
1a
planeet aluminium diameter = 3,6 em.
Cpm 110
•
100•
•
•
fI
• mgram Gambar
KCI
500
2. Grafik
1000 Adsorbsi
{3
standar
1500 KCI.
2000
2500
3000
3500
4000
mgram
DATA-DATA Volum
.,
2200 I0I
I~ ~~ I. I, a.
PENGUKURAN
AKTIVITAS
~ FALL-OUT
mi.
.
I , I
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
A M
J J A bulan
SON
O{ll J
F M A M
J
J
A
S
0
N/72
Gambar 3 : Volum, berat dan radioaktivitas fall-out Puslit Gama, April 1971 sid November 1972.
berat (gram)
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
A M oJ J bulan
224
A SON
O{ll J
F
M A M
J
J
A
S
0
N/72
0
...•
N
40....
volurn X '/~~ 10.
ul <
..... ~ ~::t NE 20-
"'Ii
A M J
J A SON
D,'71J F M A M J
J A 5 0 N/72
bulan
N 20 • ...• ••0 E •.. X .• volum ~~ 50. 40. C ::tN .:= semua
.>I.
VI
D
30 • 10 .,
A M J
J A SON
D/71J F M A M J
J A S 0
Nr72
bulan Gambar 4 (sambunganl
225
N
x
u
.• ..••0 30 50 ...• :l E ~ ~ c20.
'1
::tN10 I~ 40
on
A M
J
J
A
SON
0171 J
F M A M
J
J
A
0171 J
F M
J
J
A ~S 0
SON
/72
bulan Gambar 3 lsambunganl
.. . -
-
80 200
cc;j X40 60:l 20
~
::t 10 30 U\c 1> 70
· ·
I
.
.
NE 50
·
A M
J
J
A
SON
A M
N/72
bulan. Gambar 4 : Radioaktivitas fall-out Puslit Gama terukur dengan berbagai metoda.
226
dari cuplikan yang dibuat
.
J
x
I
r::
.;
x r::x , M A 0FF JN /72 fall-out '" E 90,1 IxA5Jx I Radioaktivitas u::L I I!EJanuari ~ sid November 1972. 80 I1972 30 40 50 60 20 20, 30. 50. •' 10 10.\ 70 N.I u ::L N; ~90,1 Gambar 5. ~
I ~
II
J
I
Puslit
Gama.
GAMA. PRAB. PUSLIT dan Pasar Jum'at. P.R.A.B.
227
'"
40· 30· 60· 90 -
Ps. JUM'AT
50· 70. _ 20 ~ ~ ~•• N ::t
c: E Y. VI1> ...
!E
80 10_
x
x
J
F
M
A
M
J
J
A
5
o
N
/72
Gambar 5 (sambungan).
IV.KESIMPULAN 1. Alat penampung dengan diameter tersebut cukup baik dipakai kare~a : a) Mudah didapat dipasaran b) Pembersi~an fall-out yang melekat mudah dikerjakan c) Dengan diameter tersebut volume fall-out maximum yang diperoleh dapat dikerjakan dalam waktu relatif singkat. 2: Penguapan volume fall-out yang ditampung, sering menghasilkan aktivitas yang lebih besar atau lebih kecil aktivitas total. Penguapan 200 cc dari volume fall-out yang ditampung sering menghasilkan cacah yang lebih kecil dari cacah deviasi latar belakang. Yang mana belum tentu seluruh volume faJl-out yang ditampung selama I hulan mempunyai aktivitas yang sangat rendah dibawah cacah deviasi Jatar belakang. DaTi data pengukuran cara pembuatan cuplikan 200 cc dan \4 volume umumnya menghasilkan aktivitas yang lebih kecil dibandingkan dengan cara pembuatan cuplikan untuk semua volume. 3. Karena pengukuran radioaktivitas ~ fall-out menyangkut segi kesehatan manusia, maka pemrasaran lebih cenderung memakai cara yang memberikan hasil pengukuran yang terbesar, dengan cara semua volume dibuat euplikan. **************
128
APENDIK
1
Bagan dari sistim pel1cacah aktivitas
rel1dah.
Sistim pel1eaeah aktivitas rel1dah terdiri dati pel1eaeah GM tingkap ujung didalam perisai timbal setebal 4,5 em (perisai dalam), diluar perisai timbal disusun peneaeah GM tingkap samping sebal1yak 32 buah merupakan cincin mengelilingi perisai timbal sebagai payung. Diluar disusun lembaran-lembaran timbal sebagai perisai luar, bagian atap terdiri dari lempeng-lempeng dan lcmbaran-lembaran timbal. Panjang atap = 150 em dan tebal17 em. Bagian sam ping kiri kanan terdiri lempenglempeng timbal tebal '10 em. Semuanya dipasang diatas landasan beton semen tinggi 1 meter luas 1 meter persegi.
KETERANGAN GAMBAR : 1. 2. 3. 4.
GM tingkap ujung Perisai dalam (timbal) GM tingkap samping (cincin). Petisai luar (timbal).
5. Lempeng besi 6. Beton semen (landasan) 7. Planeet (tempat euplikan).
229
APENDIKS
PERHITUNGAN DlSINTEGRASI
2.
STANDAR KCl.
B
0,1
Untuk berat KCll 00 mgram = 0,1 gram
gmol.
74,56 0,1 X 74,56' Kadar K-40 dalam K = 0,0119%
Jumlah atom K
603
=
X 1023 = 81 ,
X 1020
Maka jumlah atom K-40 = 0,0119 X 8,1 X 1020 = 9,63 X 1016 100 K-40 menga1ami disintegrasi : dN
=
dN
AN
- A dt
N
dt /J '::r;; -
A
t
)
No
N
e-
At
No
pada TV2
= V2 sehingga
)~ No
~V2
= -AtV2
tV2K-40
=
) -&2
1,25 X 109 tahun
=.4z2
A
(6).
0,693 (1,25) (265) (24) (60) (10~)
0,693 tV2
tYz
= AtV2
_15 A = 1,055 XI0 N = 9, 63 X 1016 atom K-40
_ dN = AN dt
= (1,055 X, 10-15) (9,63 X 1016) =
Disintegrasi ~ untuk K-40 = 89% maka disintegrasi ~ = ~
230
100
X 100,5 = 90,5 dpm.
100,5 dpm.
APENDIKS PERHlTUNGAN
AKTIVITAS
3.
~ FALL-OUT.
Contoh untuk fall-out Oktober 1971. Cacah latar belakang tiap 30 menit =
45 + 51 = 48 2
Cacah latar belakang tiap menit = 48 ± V48 = 1,6 30
± 0,23 cpm
Cacah fall-out + latar belakang tiap 30 menit = 1632. Cacah fall-out + latar belakang tiap menit =
54,40 ± 1,35
1632 ±~ 30
Jadi cpm sebenarnya dari fall-out = 54,40-
1,6 ±
V 1,352
+
52,80 ±
0,232
Dari berat fall-out Oktober 1971 (I)
1,37 cpm
283,6 mgram.
= 283,6 X 100,5 dpm = 285,1 dpm. 100 (dibanding dengan 100 mgram KCI = 100,5 dpm). Disintegrasinya
=~ X 285, I dpm 100 Dari grafik KCI untuk berat 283,6 mgram
= 253,7 dpm.
Disintegrasi ~ nya
= 25,50 cpm.
25 ,50 X 100% ·253, 7
Berarti efficiency alat
=
10,05%.
Aktivitas ~ fall-out 100 10,05
525,30 ± 13,63) dpm.
X (52,80 ± 1,37)
(525,30 ± 13,63) 106!:!:5:.- = (236,60 2,22 X 1012 bulan
± 6,14) 10_6~ bulan
(luas penampang penampung = 0,04657m2) _6 (236,60
± 6,14) 10
(5080 ± 131,8) 10
m2bulan
0,04657 = (5080 ± 131 ,8)
J1c
Km
2J1 c
bulan
(50,80 ± 1,32) 102
_6
J1
__ c m 2 bulan
J1 c Km 2 bulan .
231
DAFTAR I. WIRDATI
PUSTAKA MUNIR
;
Pengukuran Radioaktivitas dari faU-out. Thesis sarjana Fisika Fakultas !lmu Pasti dan Alarn U.G.M. (Des. 1965 -- Maret 1966). 2. ZALBA WI SOEYOETI Pengukuran Radioaktivitas dari fall-out. Thesis Sarjana Fisika Fakultas Ilmu Pasti dan Alam U.G.M. (April 1967 - Agustus 1967). 3. Advisory commttee on Nuclear Radiation Sampling of Radioactivity Fall-out CRACl; working group on Nuclear Radiation. 4. OSHINO, A.OKI I, YOSHIDA. S "Radioactivity in FaU-out and Natural Radioactivity in air-bone dugt at the time of the second Chinese Vuclig Explosion test" N.S.J. Ir 98. (January 1968). 5. SUMIHAR HUTAPEA M.Sc. DRS. ANUNG WIDODO "Low level counting" PRAB/SEM. LS. I/K - 30/70 6. "Reviews of Modern Physics" Volum 30. Number 2. Two Part - Part II April 1958. American Institute of Physics. Lancaster. PA, and New York, N.Y.
232
DISKUSI; SUWARNO WIRJOSIMIN : Apakab saudarn memperhatikan efisiensi pengolahan Sample '1 menurut pendapat saya hal itu perJu diperbatikanmengingat bahwa erlSiensi pengoJahan sample kira-kirn 50% sampai 60%. SURATMAN: Dalam prnsaran ini belum diperbitungkan faktor efisiensi pengolahan sample untuk selanjutnya akan kami perhatikan. J. SOEGJJO : 1. Dalam melaksanakan penelitian tersebut mestinya banyak faktor-faktor yang mempengaruhi al. lokasi, musim dU. Mohon keterangan faktor-faktor koreksi yang diperlukan sehingga basil dapat dicapai semaximal mung kin. 2. Untuk lokasi satu tempat/daerah, hasil tersebut dapat berlaku untuk lingkungan berapa IUas. SURATMAN : I. Dalam hal ini pemrasaran belum mendapatkan informasi berapa besar faktor-faktor koreksi atau perlu tidaknya faktor koreksi yang disebabkan karena pengaruh lokasi, musim dU. 2. Kami belum dapat menentukan sampai dimana hasil terse but berlaku, kami akan mencari informasi hal ini. W. MAR
K HAM
:
Pertanyaan-pertanyaan : Apakah dalam pengukuran yang dilakukan diadakan standardisasi metoda pengukuran atau alat-alat. Untuk mendapatkan hasil-hasil comparison yang tidak jauh berbeda. SURATMAN: Belum, karena pemrasaran tidak menghadiri rapat yang diadakan dikantor Pusat yang antara lain membicarakan standardisasi metoda + perala tan. Ny. S. SOMBU P. : Didalam sample-sample tersebut apakah ada kemungkinan terdapat radiasi-radiasi lain. SURATMAN: 9
_14
_131
Kebanyakan ~, mis. Sr 0, G , I , Ce, dsb. yang terpenting yang terdapat . didalam fall-out, kebanyakan memancarkan aktivitas ~.
233
