Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

Alat Ukur Radiasi

PDL.PR.TY.PPR.00.D03.BP

1

BAB I : Pendahuluan BAB II : Prinsip dasar deteksi dan pengukuran radiasi A. Besaran Ukur Radiasi B. Penggunaan Alat Ukur Radiasi C. Mekanisme Pendeteksian Radiasi D. Cara Pengukuran Radiasi

BAB III : Jenis Detektor Radiasi A. Detektor Isian Gas B. Detektor Sintilasi C. Detektor Semikonduktor D. Detektor Film E. Jenis Detektor Lain Alat Ukur Radiasi


2

BAB IV

: Alat Ukur untuk Proteksi Radiasi A. Dosimeter Perorangan

B . Monitor Area C. Monitor Kontaminasi D. Kalibrasi Alat Ukur E. Respon Energi BAB V : Alat Ukur untuk Aplikasi atau Penelitian A. Sistem Pencacah Integral – Differensial B. Sistem Spektroskopi C. Aspek Pencacahan Alat Ukur Radiasi


3

Umum: setelah mengikuti materi ini peserta mampu menguraikan prinsip kerja dari alat ukur radiasi, baik yang digunakan sebagai alat ukur untuk proteksi radiasi maupun untuk aplikasi/penelitian

Alat Ukur Radiasi


4

Khusus: 1. menyebutkan dua sifat radiasi nuklir yang menyebabkan alat ukur radiasi mutlak diperlukan, 2. membedakan kuantitas, energi dan dosis radiasi, 3. menyebutkan empat mekanisme pendeteksian radiasi, 4. menjelaskan prinsip kerja detektor isian gas, sintilasi, semikonduktor dan emulsi fotografi, 5. menyebutkan keunggulan dan kelemahan dari detektor isian gas, sintilasi, semikonduktor dan emulsi fotografi, 6. membedakan kegunaan dosimeter perorangan, surveimeter dan monitor radiasi Alat Ukur Radiasi


5

7. menguraikan prinsip kerja dosimeter saku, film badge, TLD dan RPLD, 8. menyebutkan keunggulan dan kelemahan dari dosimeter perorangan di atas 9. menguraikan tiga langkah penting yang harus diperhatikan sebelum menggunakan surveimeter 10.menguraikan kegunaan sistem pencacah integral, sistem pencacah diferensial dan sistem spektroskopi 11.menyebutkan tiga aspek pencacahan yang utama.

Alat Ukur Radiasi


6

Alat Ukur Radiasi


7

 Tidak dapat dirasakan  Dapat menembus bahan Oleh karena itu alat ukur radiasi mutlak dibutuhkan dalam pemanfaatan teknologi nuklir

Alat Ukur Radiasi


8

Susunan peralatan untuk mendeteksi dan mengukur radiasi

- Deteksi radiasi? - Apa yang diukur?

Alat Ukur Radiasi


9

Fluks (Kuantitas): Jumlah radiasi pada suatu lokasi pengukuran (radiasi per detik.m2)

Energi : kekuatan dari setiap radiasi yang dipancarkan (keV, MeV)

Intensitas: Hasil perkalian fluks dengan energi (MeV per detik.m2)

Laju Dosis: Intensitas dalam bentuk satuan proteksi radiasi (Roentgen; Rem; Sievert) Alat Ukur Radiasi


10

Alat Ukur utk Proteksi Radiasi Alat Ukur Radiasi Alat Ukur utk Aplikasi/ Penelitian

Alat Ukur Radiasi


11

 Alat Ukur utk Proteksi Radiasi mengukur intensitas atau dosis radiasi untuk keperluan keselamatan

 Alat Ukur utk Aplikasi/Penelitian mengukur kuantitas atau energi radiasi untuk keperluan aplikasi atau penelitian Alat Ukur Radiasi


12

radiasi detektor

Peralatan penunjang

Radiasi berinteraksi dengan bahan detektor  Interaksi menghasilkan pembawa muatan  Intensitasnya kemudian diukur 

Alat Ukur Radiasi


13

Bahan yang jika berinteraksi dengan radiasi akan mengubah energi radiasi menjadi bentuk energi lain yang lebih mudah diamati

Alat Ukur Radiasi


14

Mekanisme Deteksi

Contoh Detektor

Proses Ionisasi Proses Sintilasi

GM NaI(Tl) TLD Kalorimeter Film Badge Dosimeter Biologi

Proses Termoluminisensi

Efek Pemanasan Reaksi Kimia Perubahan Biologi

Alat Ukur Radiasi


15

- Cara pulsa/Pulse mode Pulsa yg dihasilkan merupakan hasil interaksi setiap radiasi di dlm detektor  Tinggi pulsa α Q, dan Q α energi radiasi (kapasitas detektor diasumsikan konstan) 

Alat Ukur Radiasi


- Cara arus/Current mode 

Arus listrik yg terbentuk merupakan perubahan muatan rata-rata terhadap waktu.

Pemakaian:  Alat ukur proteksi radiasi 

I

=

∆Q ∆t

Alat Ukur Radiasi


Alat Ukur Radiasi


18

Alat Ukur Radiasi


19

Detektor Isian Gas Keunggulan :  Kontruksi sangat sederhana

Kelemahan :  Effisiensi rendah

Jenis Detektor Isian Gas :  Detektor Ionisasi  Detektor Proporsional  Detektor Geiger Mueller (GM) Alat Ukur Radiasi


20

Alat Ukur Radiasi


21

Bahan sintilator

photomultiplier peraga

Percikan cahaya

Alat Ukur Radiasi


22

Proses Sintilasi

Proses sintilasi penyerapan energi radiasi dan pemancaran cahaya

Alat Ukur Radiasi


23

Kontruksi Photomultiplier 100 V

300 V

Photokatoda

500 V Dinode

Dinode Anode

elektron

Percikan cahaya

Pulsa Listrik Dinode

200 V

Alat Ukur Radiasi


Dinode

400 V

24

Photomultiplier

Alat Ukur Radiasi


25

Detektor Sintilasi Keunggulan :  Effisiensi tinggi dan respon sangat cepat

Kelemahan :

 Kontruksi rumit

Jenis Detektor Sintilasi :  NaI(Tl) untuk radiasi gamma  LiI(Eu) untuk radiasi neutron  Cair untuk alpha dan beta aktivitas rendah  Plastik untuk radiasi sinar-X Alat Ukur Radiasi


26

Tipe p + -

+

+ -

-

R Peraga

Tipe n

+ Alat Ukur Radiasi

-


27

Detektor Semikonduktor Keunggulan :  Resolusi tinggi

Kelemahan :

 Kontruksi rumit dan mudah rusak

Jenis Detektor Semikonduktor :  HPGe untuk radiasi gamma  SiLi untuk radiasi Sinar-X  Sawar muka (surface barrier) untuk alpha / beta Alat Ukur Radiasi


28

Jenis Detektor

Keunggulan

Kelemahan

Sintilasi

Konstruksi Sederhana Efisiensi Tinggi Respon Cepat

Efisiensi terendah Resolusi terendah Konstruksi Rumit

Semikonduktor

Resolusi tertinggi

Konstruksi Rumit

Isian Gas

Alat Ukur Radiasi


29



Detektor Bubble

Alat Ukur Radiasi


30

Alat Ukur Radiasi


31

 Dosimeter Perorangan

 Monitor Area  Monitor Kontaminasi

Alat Ukur Radiasi


32

Mengukur dosis yang mengenainya secara akumulasi

Jenisnya :

 Dosimeter saku

 Film Badge  TLD Alat Ukur Radiasi


33

Dosimeter Saku

Gas Jarum Quartz

0

Alat Ukur Radiasi


34

Dosimeter Saku

Gas Jarum Quartz

20

Alat Ukur Radiasi


35

Film Badge Film

Film baru

Setelah diproses Film Larutan developer radiasi

Alat Ukur Radiasi

Setelah dikenai radiasi


36

Film Badge Kurva Tingkat Kehitaman Film Tingkat Kehitaman

B

A 10 mrem

Alat Ukur Radiasi


Dosis Radiasi

37

Filter pada Film Badge

Alat Ukur Radiasi


38



Dosimeter Termoluminisensi (TLD) › Pengeksitasi  panas



Dosimeter Radiofotoluminisensi (RPLD) › Pengeksitasi  ultra violet

Alat Ukur Radiasi


39

Proses Luminisensi

Proses Ionisasi Alat Ukur Radiasi

Proses Luminisensi


40

Jenis Dosimeter Dosimeter Saku

Film Badge

TLD / RPLD

Alat Ukur Radiasi

Keunggulan Dapat Dibaca Langsung

Kelemahan Tidak Teliti Ada arus Bocor

Lebih Teliti Akumulasi lebih baik Tidak dapat dibaca langsung Sebagai dokumentasi Paling teliti Tidak dapat dibaca langsung Akumulasi lebih baik Kristal dapat dipakai kembali


41

Mengukur laju paparan atau laju dosis radiasi di tempat kerja secara langsung  Permanen

(fixed)  Tidak Permanen (portabel) → Surveimeter

Alat Ukur Radiasi


42

Jenis :  Surveimeter γ / sinar-X  Surveimeter β dan γ  Surveimeter α  Surveimeter neutron  Surveimeter Multi Guna

Alat Ukur Radiasi


43

 Periksa sertifikat kalibrasi  Tanggal kalibrasi  Faktor kalibrasi

 Periksa Baterai  Pelajari pembacaan/skala Alat Ukur Radiasi


44

Suatu nilai yang membandingkan antara laju dosis sebenarnya (Ds) dan laju dosis yang ditunjukkan oleh alat ukur (Du).

Fk

Alat Ukur Radiasi

=

Ds Du


45

Mengukur tingkat kontaminasi baik yang berupa debu (padat), cairan maupun gas. Jenisnya :  Monitor Kontaminasi Permukaan  Monitor Kontaminasi Perorangan  Monitor Kontaminasi Udara Alat Ukur Radiasi


46

Monitor Kontaminasi :  Monitor permukaan  meja kerja, lantai, alat ukur, baju kerja, dsb.  Monitor perorangan bagian tubuh / seluruh tubuh (hand and foot monitor / whole body monitor)  Monitor udara  tingkat radioaktif di udara

Alat Ukur Radiasi


47

 Sistem Pencacah Integral

 Sistem Pencacah Diferensial  Sistem Spektroskopi

Alat Ukur Radiasi


48

Mengukur Kuantitas radiasi tanpa memperhatikan energi radiasinya

Alat Ukur Radiasi


49



Dapat menggunakan detektor GM



Selang waktu pengukuran dapat diatur sesuai kebutuhan

Alat Ukur Radiasi


50

Mengukur kuantitas radiasi dalam selang energi radiasi tertentu

Alat Ukur Radiasi


51



Detektor yang digunakan harus dapat membedakan energi radiasi



Menggunakan rangkaian diskriminator (Single Channel Analyzer, SCA)

Alat Ukur Radiasi


52

Alat Ukur Radiasi


53

Mengukur distribusi energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber

Alat Ukur Radiasi


54



Menggunakan detektor yang dapat membedakan energi



Menggunakan rangkaian Multi Channel Analyzer, MCA



Spektrum distribusi energi radiasi setiap nuklida bersifat unik

Alat Ukur Radiasi


55



Perpendaran Sinar-X (XRF)



menentukan jenis dan kadar unsur yang terkandung dalam suatu bahan



Prinsip  Menembakkan radiasi kesuatu material dan kemudian mengukur sinar-X karakteristik yang dipancarkan

Alat Ukur Radiasi


56

Puncak energi

Alat Ukur Radiasi


57

• Laju Cacah • Cacah Latar Belakang • Fluktuasi Nilai Cacah • Efisiensi Alat Ukur Alat Ukur Radiasi


58

1.

Laju Cacah:

C R= ∆t 1.

Cacah Latar Belakang:

Rs = Ru − Rb g Alat Ukur Radiasi


59

Fluktuasi Nilai Cacah (Distribusi Normal):

1.

σC = C σC σR = ∆t

›

Standar deviasi nilai cacah, C

›

Standar deviasi laju cacah, R

›

Standar deviasi nilai cacah rata-rata, C :

σC = Alat Ukur Radiasi


C N 60

1.

Effisiensi Alat Ukur:

R η= A. p

Alat Ukur Radiasi


61

Alat Ukur Radiasi Alat Ukur Radiasi

62 PDL.PR.TY.PPR.00.D03.BP

Detektor Sintilasi

Detektor Surface Barrier

Detektor Isian Gas

Berbagai Jenis detektor radiasi Alat Ukur Radiasi


detektor semikonduktor (HPGe)

Alat Ukur Radiasi


64

detektor semikonduktor (Si Li)

Alat Ukur Radiasi


65

Berbagai Jenis Survey Meter Alat Ukur Radiasi


Berbagai Jenis Personal Dosimeter Alat Ukur Radiasi


Surveymeter integral dan skala Alat Ukur Radiasi


Berbagai Jenis skala surveymeter Alat Ukur Radiasi


Alat Ukur Radiasi

Berbagai Jenis penunjukan PDL.PR.TY.PPR.00.D03.BP surveymeter

70

Respon surveymeter terhadap radiasi PDL.PR.TY.PPR.00.D03.BP

Alat Ukur Radiasi

71

Surveymeter neutron Alat Ukur Radiasi


Surveymeter babyline Alat Ukur Radiasi


Monitor kontaminasi permukaan Alat Ukur Radiasi


(a) Monitor kontaminasi seluruh tubuh Alat Ukur Radiasi

(b) Monitor kontaminasi tangan dan kaki 75




Radiasi pengion memiliki dua sifat yang khas, yaitu tidak dapat dirasakan secara langsung oleh panca indera manusia dan beberapa jenis radiasi dapat menembus berbagai bahan



Alat ukur untuk kegiatan proteksi radiasi harus dapat menunjukkan intensitas atau dosis radiasi



Alat ukur untuk aplikasi/penelitian harus dapat menunjukkan nilai kuantitas dan energi radiasi

Alat Ukur Radiasi


76



Terdapat 4 jenis detektor yang sering digunakan untuk mengukur radiasi, yaitu detektor isian gas, detektor sintilasi, detektor semikonduktor, dan detektor film



Alat ukur untuk proteksi radiasi : dosimeter perorangan, monitor area dan monitor kontaminasi



Alat ukur untuk aplikasi/penelitian berupa sistem pencacah radiasi yang digunakan untuk mengukur kuantitas atau energi radiasi

Alat Ukur Radiasi


77

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

Recommend Documents