Daftar isi
Aktivitas Zat Radioaktif
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Tujuan percobaan untuk mengetahui karakteristik dari radioaktivitas yang dipancarkan zat radioaktif, menyelidiki dan membandingkan daya tembus dari α, β, dan γ, untuk menyelidiki kemampuan dari berbagai material (bahan) untuk menyerap radiasi, dan menyelidiki hubungan jarak antara sumber sumber radioaktif dengan aktivitas sumber. Penelitian ini penting karena akan menambah pengetahuan kita terutama tentang daya tembus yang berbeda dari α, β, dan γ dan kita tahu apakah radiasi ini memiliki perilaku sebagaimana hukum kuadrat terbalik atau tidak.
Fenomena Radioaktivitas ditemukan oleh Antonie Henri Bescuerel, seorang ilmuwan Perancis yang lahir pada 15 Desember 1852. Pada awalnya Becquerel bereksperimen dengan menggunakan bahan-bahan berpendar. Teknik percobaan ini cukup sederhana. Becquerel membungkus pelat fotografi dengan menggunakan kertas hitam, untuk melindunginya dari cahaya, dan kemudian meletakkannya di atas bahan berpendar. Becquerel kemudian menyinarinya dengan sinar matahari langsung sesaat sebelum mencuci pelat. Karena diketahui bahwa sinar-x dapat menembus kertas, pelat fotografi yang terbungkus kertas akan menghitam jika terbentuk dalam proses sinar-x. Awalnya, hasil bereksperimen ini negatif. Namun dengan menggunakan kalium uranil disulfat K2UO2 (SO 4) 2 2 H2O ia menemukan gejala radioaktif.
Bab II. Kajian Pustaka
Salah satu sifat unik yang dimiliki oleh atom adalah kemampuannya untuk secara spontan berubah dari inti dengan Z dan N ke nilai-nilai inti tertentu lainnya. Peristiwa ini disebut peluruhan. Sifat tersebut dimiliki inti yang tidak stabil dan inti ini disebut radioaktif. Ada tiga jenis radiasi yang dapat dipancarkan dalam peluruhan, yaitu radiasi α, β, dan γ. Masing-masing bahan radioaktif memiliki karakteristik yang unik. Selain itu peristiwa ini tidak dapat dideteksi oleh indera, proses peluruhan ini juga terjadi secara acak, meskipun dapat diperkirakan[4].
Inti radioaktif adalah inti yang memancarkan sinar radiokatif (sinar α, β, atau γ). Akibat pemancaran sinar ini, inti radioaktif makin lama makin kecil (meluruh). Laju perubahan inti radioaktif dinamakan aktifitas inti. Semakin besar aktifitasnya semakin banyak inti atom yang meluruh tiap detiknya (catatan aktifitas hanya berhubungan dengan jumlah peluruhan tiap detik, tidak tergantung pada sinar apa yang dipancarkan). Satuan aktifitas inti adalah curie:
1 curie (Ci) = 3,7 x 10 10 peluruhuan /detik
Aktifitas inti (R), sering dinyatakan dalam besaran λ yang menyatakan probabilitas (peluang) meluruhnya inti tiap detik;
R = λ N (1)
Dengan N menyatakan banyaknya inti, Jadi jika ada 1023 inti radioaktif dan peluang tiap inti meluruh per detik adalah 10-12 maka aktifitas intinya adalah 1023 x 10-12 = 1011 inti/detik atau sama dengan 2,7 Ci.
Aktifitas inti R dapat juga dipandang sebagai laju perubahan inti radiokatif.
R = – dN/dt (2)
Tanda negatif menunjukkan bahwa semakin lama N semakin kecil.
Dari persamaan (1) dan (2) kita peroleh :
λ N = – dN/dt
atau
λ dt = – dN/N (3)
Anggap ketika t = 0 banyaknya inti adalah No dan pada waktu t banyak inti adalah N.
Dengan mengintegrasi persamaan (3) kita peroleh :
N = No e (4)
Persamaan (4) dinamakan persamaan peluruhan radioaktif eksponensial. Dimana λ dinamakan konstanta peluruhan. Persamaan ini menunjukkan bagaimana sejumlah bahan radiokatif meluruh terhadap waktu.
Untuk menghitung No suatu inti radioaktif tidaklah mudah oleh karena itu bentuk persamaan (4) haruslah diubah kedalam besaran yang dapat diukur.
Kalikan kedua ruas persamaan (4) dengan λ.
λN = λNo e (5)
dengan Ro = λNo merupakan aktifitas awal dan
R = λN (6)
Besaran R dan Ro dapat diukur dengan alat pencacah yaitu dengan mengukur berapa banyak radiasi yang terjadi tiap detiknya[2]
Sinar alfa, beta dan gamma memiliki beberapa perbedaan karekteristik mulai dari daya tembus dampai ionisasinya. Perbandingan sifat-sifatnya yakni:
GAMBAR 1. Daya tembus radiasi sinar α , β dan γ
Sifat sinar alfa
· Dibelokkan oleh medan listrik dan magnet. Pembelokan kurang tajam jika dibandingkan dengan partikel beta, karena partikel alfa mempunyai massa lebih besar.
· Mempengaruhi plat fotografi, dan menyebabkan fluoresensi pada bahan fluorescent.
· Mengionisasi gas yang dilalui.
· Massa partikel alpha adalah 6,643 x 10-27 kg atau kira-kira empat kali massa proton. Muatan partikel alfa adalah +3,2 x 10-19 C (dua kali muatan proton).
· Sebuah partikel alpha terdiri dari dua proton dan dua neutron.
· Kecepatan sebuah partikel adalah 107m/s.
· Daya tembus yang sangat kecil.
· Memiliki energi kinetik yang besar.
· Menghancurkan sel-sel hidup dan menyebabkan kerusakan biologis.
· Mereka bisa tersebar saat melewati mika tipis atau emas foil.
Sifat sinar beta
· Dibelokkan oleh medan listrik dan magnetik. Defleksi besar karena partikel beta lebih ringan daripada a-partikel.
· Mempengaruhi pelat fotografi.
· Mengionisasi gas yang mereka lalui.
· Massa partikel beta adalah 9,1 x 10-31 kg dan muatannya adalah +1,6×10-19 C.
· Kecepatannya adalah 108 m/s.
· Daya tembus partikel beta adalah lebih dari partikel alfa.
· Menyebabkan fluoresensi bahan fluorescent.
· Menghasilkan sinar-X ketika dihentikan oleh logam yang mempunyai nomor atom dan titik leleh tinggi seperti tungsten.
· Menyebabkan kerusakan radiasi yang lebih besar karena dapat dengan mudah melewati kulit tubuh.
Sifat sinar gamma
· Tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnetik.
· Mempengaruhi pelat fotografi.
· Kekuatan ionisasi sangat rendah dibandingkan dengan partikel alfa maupun beta.
· Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik seperti sinar-X dan sinar tampak. Panjang gelombang sinar gamma lebih pendek dari sinar-X.
· Kecepatan sinar gamma sama dengan kecepatan cahaya.
· Daya tembus tinggi.
· Menyebabkan fluoresensi pada bahan fluorescent.
· Terdifraksi oleh kristal.
· Meskipun sinar-X dan sinar gamma memiliki sifat yang mirip, asal keduanya berbeda. Sinar-X berasal dari awan elektron di luar inti, dimana sinar gamma berasal dari inti.
· Dapat dengan mudah melewati tubuh manusia dan menyebabkan kerusakan biologis yang besar[2].
Ketika peluruhan terjadi, akan terjadi pancaran radiasi dari sinar radioaktif, yaitu radiasi α, β, dan γ. Radiasi ini memiliki kemampuan untuk menembus bahan yang berbeda untuk setiap jenis. Penetrasi radiasi ini umumnya memenuhi persamaan
(7)
dimana It = aktivitas zat radioaktif ke penghalang, I0 = aktivitas radioaktif tanpa penghalang, t = ketebalan bahan penghalang, dan μ = koefisien permeabilitas bahan. Penyelidikan permeabilitas bahan akan dilakukan pada percobaan bagian II.
Salah satu hukum alam yang paling umum adalah hukum kuadrat terbalik. Seorang ilmuwan menyatakan bahwa hukum kuadrat terbalik adalah karakteristik dari apa yang akan datang dari sumber titik dan terus bergerak lurus. Cahaya dan suara berperilaku sesuai dengan hukum kuadrat terbalik ketika keluar dari sumber titik. Intensitas cahaya dan suara seperempat lebih kecil ketika bergerak 2 kali jauh dari sumber. Inilah sebabnya mengapa hubungan ini dikenal sebagai hukum kuadrat terbalik. Apakah radiasi ini akan berperilaku seperti itu pula? Untuk menemukan jawabannya, akan dilakukan pada kegiatan 3 [4].
METODOLOGI EKSPERIMEN
Dalam penelitian ini, kita menggunakan peralatan: Geiger-Muller (GM) Tube, Ratemeter, Komputer, sumber radioaktif, sample holder, dan Mikrometer sekrup. Dan berbagai bahan yang kita digunakan dalam penelitian ini adalah:
Sumber Radioaktif
a. Radiasi (α); Po-210, 138 d, 0.1 µCi
b. Radiasi (β); Sr-90, 28.6 y, 0.1 µCi
c. Radiasi (γ); Co-60, 5.27 y, 1 µCi
Lead dengan ketebalan
a. 0,190 cm
b. 0,248 cm
c. 0,358 cm
d. 0,705 cm
Al dengan ketebalan
a. 0,201 cm
b. 0,242 cm
c. 0,274 cm
d. 0,335 cm
Dalam percobaan ini, terdapat tiga kegiatan. Kegiatan pertama adalah menyelidiki aktivitas zat radioaktif, kegiatan kedua mengukur daya tembus sinar α, β, dan γ, dan kegiatan ketiga adalah hukum kuadrat terbalik.
Sebelum menggunakan alat ini untuk melakukan penyelidikan eksperimental aktivitas zat radioaktif, kita perlu memperhatikan tegangan operasional (tegangan kerja) GM detektor yang akan digunakan sehingga dapat bekerja dengan baik. Tegangan kerja peralatan ini dapat dipilih dalam kisaran tegangan pada daerah plato dari alat. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan sebelumnya, daerah plato GM di kisaran 400 volt – 900 volt, di mana wilayah pencacahan hampir konstan untuk semua tegangan. Bila perangkat dioperasikan di daerah plato maka kemungkinan pencacahan akan meledak dan tidak stabil dan menyebabkan kerusakan pada peralatan. Daerah ini disebut daerah discharge. Sehingga agar detektor bekerja dengan benar dan aman, pilihlah tegangan kerja 500 volt atau sekitar 25% di daerah bawah plato.
Selanjutnya, sebelum praktikum, kita memeriksa apakah seluruh perangkat (GM tabung, ratemeter, dan komputer) telah terhubung dengan benar, maka kita beralih ke ratemeter dengan memutar tombol ratemeter dari posisi off ke posisi HV dan mengaktifkan program radiation detector di komputer. Berikutnya, kita putar kenop regulator tegangan pada tombol ratemeter untuk mendapatkan penunjukan tegangan 500 volt pada skala ratemeter. Sementara itu, radiation detector dalam program komputer, kita memilih pilihan com 1 atau com 2 pada jendela program yang muncul. (Pemilihan com 1 atau 2 tergantung mana yang digunakan dalam komputer). Kemudian, pilih com dalam pelaksanaan (setelah menekan enter) kita memilih pilihan count yang muncul di layar dan kemudian tekan enter. Kemudian kita menekan tombol ESC pada keyboard komputer untuk kembali ke scaler tersebut. Kita menekan tombol F1 untuk mengisi waktu pencacahan (misalnya 1 detik atau 2 detik), dan kemudian masukkan. Kemudian kita menekan F2 untuk mengisi jumlah yang diinginkan dari data (misalnya 30 kali). Sekarang ratemeter siap mencacah hasil deteksi tabung GM dan menampilkan data hasil bacaannya pada monitor komputer.
Dalam kegiatan pertama, kita ingin mengidentifikasi aktivitas zat radioaktif. Yang pertama, kita memastikan komputer telah dalam keadaan siap untuk merekam data. Dan kemudian, kita menempatkan sumber radioaktif (misalnya sumber β) pada rak sampel. Kemudian putar tombol ratemeter HV ke posisi count. Setelah itu, kita tekan enter pada komputer agar cacahan terrekam pada komputer dan catat hasil yang tertulis pada komputer ke dalam tabel. Kemudian, kita mengulangi langkah-langkah untuk sumber radiasi yang berbeda dan radiasi latar belakang. (Untuk radiasi latar belakang, kita tidak perlu menempatkan sumber radiasi di rak sampel).
Dalam kegiatan kedua, kita ingin mengetahui daya tembus dari α, β, dan γ sinar. Yang pertama, kita memastikan bahwa komputer dengan program radiation detector dalam posisi siap untuk merekam data. Dan kita menempatkan sumber radioaktif (misalnya sumber beta) dari rak sampel. Kemudian, pilih bahan penghalang (misalnya Lead) yang tersedia mulai dari yang paling tipis dan menempatkannya di posisi sampel rak 1. Pertama-tama kita perlu untuk mengukur ketebalan hambatan yang akan digunakan dengan menggunakan mikrometer. Kemudian, memutar tombol ratemeter ke posisi HV. Memutar perlahan tombol HV adjust sampai jarum menunjukkan angka tegangan 500 V (terdengar bunyi yang cukup beraturan) kemudian memindahkan tombol ratemeter ke posisi count. Berikutnya, tekan enter pada komputer agar cacahan terrekam pada komputer kemudian mencatat hasil yang tampil pada komputer ke dalam tabel pengamatan. Kemudian, kita ulangi untuk bahan Lead dengan ketebalan yang berbeda dan langkah-langkah berulang tapi dengan mengganti Lead dengan Al. Kemudian ulangi langkah menggunakan sumber radiasi gamma. Dan yang terakhir, pengamatan merekam data ke dalam tabel pengamatan.
Kegiatan ketiga, kita akan menyelidiki hukum kuadrat terbalik. Langkah-langkah dalam kegiatan ini adalah pertama, kita memastikan bahwa komputer dengan program radiation detector dalam posisi merekam data. Kemudian, menempatkan sumber radioaktif (misalnya sumber beta) dari sampel rak posisi 1. Kemudian, kita mengukur jarak sampel dari ujung tabung GM. Berikutnya, Ratemeter posisi HV. Dan dengan perlahan kita mengubah HV menyesuaikan tombol sampai jarum menunjukkan tegangan nomor 500 V (terdengar bunyi yang beraturan) kemudian memindahkan tombol ratemter ke posisi count. Selanjutnya, kita tekan enter pada komputer untuk merekamnya pada komputer. Kemudian, kita ulangi langkah 2-4 untuk mengubah posisi rak sampel dari 1 sampai 3, 5, dan seterusnya. Dan jangan lupa setiap memindahkan rak sampel, komputer harus siap untuk merekam data. Kemudian, kita ulangi langkah-langkah untuk sumber-sumber lain. Dan yang terakhir, kita mencatat data yang muncul pada komputer dalam tabel pengamatan.
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA
Kegiatan 1: Menyelidiki aktivitas zat radioaktif
| Sumber radiasi beta(cps) | ||
| 114 | 88 | 102 |
| 102 | 94 | 113 |
| 109 | 96 | 105 |
| 106 | 112 | 109 |
| 94 | 103 | 95 |
| 94 | 109 | 111 |
| 84 | 72 | 80 |
| 101 | 98 | 110 |
| 91 | 86 | 93 |
| 102 | 107 | 98 |
| Cps Maksimum | 114 | |
| Cps rata-rata | 99,27 | |
| Standar Deviasi | 10,26 | |
| Sumber radiasi gamma(cps) | ||
| 9 | 16 | 14 |
| 17 | 16 | 21 |
| 10 | 21 | 15 |
| 20 | 18 | 17 |
| 10 | 16 | 17 |
| 21 | 18 | 27 |
| 16 | 19 | 9 |
| 22 | 21 | 11 |
| 14 | 25 | 14 |
| 9 | 17 | 13 |
| Cps Maksimum | 27 | |
| Cps rata-rata | 16.43 | |
| Standar deviasi | 4,60 | |
| Sumber radiasi alfa(cps) | ||
| 3 | 0 | 1 |
| 2 | 2 | 2 |
| 3 | 0 | 1 |
| 1 | 4 | 2 |
| 1 | 3 | 2 |
| 0 | 0 | 2 |
| 1 | 3 | 1 |
| 2 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 |
| Cps Maksimum | 3 | |
| Cps rata-rata | 1.33 | |
| Standar deviasi | 1,14 | |
GAMBAR 1. Grafik hubungan antara cps maksimum dan cps rata-rata radiasi , β, and γ.
Berdasarkan histogram di atas, menunjukkan bahwa cps maksimum, cps rata-rata dan standar deviasi untuk setiap sumber radiasi, sumber radiasi beta cps maksimal 114, rata-rata cps 99.27, standar deviasi 0.73, sumber radiasi gamma, cps maksimum 27 , cps rata-rata 16,43 dan standar deviasi 6.49. untuk radiasi radiasi alfa, cps maksimum 3, standar deviasi 7.65 dengan rata-rata 1.33 cps. Adapun sumber radiasi gamma (γ) adalah sumber yang paling aktif dari radiasi, terlihat pada kegiatan cps maksimum aktivitas 80 cps dan rata-rata adalah 55,93.
Kegiatan 2: Mengukur daya tembus sinar α, β, dan γ
Sumber radiasi :
Waktu paruh : 0,38 s
Aktivitas mula-mula : 0.1 µCi
Jenis penghalang : Aluminium dan lead
Untuk Aluminium :
| Ketebalan = 0,242 cm (Q) | ||
| 2 | 1 | 1 |
| 3 | 1 | 0 |
| 1 | 4 | 1 |
| 2 | 0 | 0 |
| 2 | 2 | 4 |
| 2 | 0 | 1 |
| 3 | 6 | 1 |
| 6 | 2 | 1 |
| 1 | 3 | 3 |
| 2 | 2 | 0 |
| Cps rata-rata | 1.9 | |
| Standar deviasi | 1,56 | |
| Ketebalan = 0,201 cm (R) | ||
| 2 | 5 | 1 |
| 1 | 3 | 0 |
| 1 | 3 | 2 |
| 2 | 3 | 4 |
| 3 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 2 |
| 2 | 5 | 3 |
| 1 | 0 | 6 |
| 2 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 3 |
| Cps rata-rata | 2,27 | |
| Standar deviasi | 1,46 | |
| ketebalan = 0,274 cm (S) | ||
| 2 | 2 | 3 |
| 3 | 3 | 0 |
| 0 | 2 | 3 |
| 2 | 1 | 4 |
| 1 | 1 | 2 |
| 2 | 2 | 3 |
| 2 | 2 | 3 |
| 2 | 2 | 2 |
| 0 | 1 | 3 |
| 2 | 0 | 4 |
| Cps rata-rata | 1.97 | |
| Standar deviasi | 1,08 | |
| ketebalan = 0,335 cm (T) | ||
| 3 | 0 | 6 |
| 1 | 2 | 1 |
| 1 | 5 | 3 |
| 5 | 0 | 0 |
| 2 | 6 | 0 |
| 0 | 2 | 1 |
| 0 | 1 | 2 |
| 1 | 0 | 1 |
| 2 | 1 | 0 |
| 2 | 1 | 0 |
| Cps rata-rata | 1.63 | |
| Standar deviasi | 1,76 | |
GAMBAR 2. Grafik hubungan antara ketebalan Aluminium (m) and cps rata-rata dari sumber radiasi alfa (α).
Untuk Lead:
| Ketebalan = 0.119 cm (Q) | ||
| 1 | 4 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 2 | 3 | 1 |
| 0 | 0 | 4 |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 2 | 2 |
| 0 | 2 | 1 |
| 1 | 3 | 1 |
| 0 | 3 | 0 |
| Cps rata-rata | 1,13 | |
| Standar deviasi | 1,23 | |
| Ketebalan = 0.248 cm (R) | ||
| 1 | 3 | 3 |
| 1 | 1 | 0 |
| 2 | 1 | 0 |
| 2 | 0 | 2 |
| 4 | 3 | 2 |
| 2 | 1 | 1 |
| 1 | 2 | 4 |
| 2 | 0 | 3 |
| 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 |
| Cps rata-rata | 1.47 | |
| Standar Deviasi | 1,20 | |
| Ketebalan = 0.358 cm (S) | ||
| 0 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 3 |
| 3 | 3 | 1 |
| 1 | 3 | 1 |
| 2 | 3 | 3 |
| 0 | 2 | 1 |
| 1 | 2 | 2 |
| 0 | 2 | 0 |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 3 | 2 |
| Cps rata-rata | 1.47 | |
| Standar Deviasi | 1,15 | |
| Ketebalan = 0.705 cm (T) | ||
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 2 | 0 |
| 0 | 4 | 4 |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 2 | 1 |
| 0 | 0 | 2 |
| 1 | 1 | 2 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 1 |
| Cps rata-rata | 0.97 | |
| Standar deviasi | 1,08 | |
GAMBAR 3. Grafik hubungan antara ketebalan Lead (m) cps rata-rata sumber radiasi alfa (α)
Sumber Radiasi : β
Waktu paruh : 0,5 s
Aktivitas mula-mula :
Jenis penghalang : Lead and Aluminium
Untuk Aluminium :
| Ketebalan = 0.242 cm (M) | ||
| 2 | 4 | 7 |
| 8 | 5 | 8 |
| 5 | 10 | 7 |
| 6 | 4 | 5 |
| 4 | 5 | 3 |
| 8 | 4 | 7 |
| 4 | 4 | 2 |
| 5 | 8 | 8 |
| 4 | 4 | 6 |
| 4 | 5 | 2 |
| Cps rata-rata | 5,27 | |
| Standar Deviasi | 2,02 | |
| Ketebalan = 0.201 cm (N) | ||
| 2 | 3 | 4 |
| 2 | 3 | 4 |
| 3 | 5 | 1 |
| 5 | 1 | 1 |
| 8 | 6 | 5 |
| 4 | 3 | 3 |
| 9 | 9 | 3 |
| 3 | 4 | 7 |
| 4 | 3 | 4 |
| 4 | 3 | 2 |
| Cps rata-rata | 3,93 | |
| Standar Deviasi | 2,08 | |
| Ketebalan = 0.274 cm (O) | ||
| 3 | 2 | 7 |
| 2 | 4 | 4 |
| 3 | 4 | 5 |
| 3 | 3 | 2 |
| 3 | 7 | 0 |
| 2 | 2 | 5 |
| 1 | 0 | 1 |
| 4 | 3 | 1 |
| 1 | 4 | 1 |
| 5 | 3 | 0 |
| Cps rata-rata | 2,83 | |
| Standar Deviasi | 1,83 | |
| Ketebalan = 0.335 (P) | ||
| 2 | 1 | 3 |
| 1 | 1 | 4 |
| 4 | 1 | 1 |
| 0 | 2 | 1 |
| 3 | 2 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 3 | 2 |
| 3 | 2 | 3 |
| 2 | 3 | 5 |
| 2 | 0 | 1 |
| Cps rata-rata | 1,80 | |
| Standar Deviasi | 1,30 | |
GAMBAR 4. Grafik hubungan antara ketebalan Aluminium (m) and cps rata-rata dari sumber radiasi beta (β).
Untuk Lead :
| Ketebalan = 0.119 cm (Q) | ||
| 2 | 1 | 3 |
| 3 | 3 | 2 |
| 3 | 0 | 2 |
| 4 | 3 | 3 |
| 0 | 2 | 1 |
| 1 | 3 | 0 |
| 2 | 1 | 2 |
| 0 | 1 | 1 |
| 4 | 1 | 1 |
| 2 | 4 | 5 |
| Cps rata-rata | 2,00 | |
| Standar Deviasi | 5,09 | |
| Ketebalan = 0.248 cm (R) | ||
| 3 | 3 | 2 |
| 1 | 4 | 1 |
| 0 | 0 | 4 |
| 6 | 4 | 3 |
| 5 | 2 | 6 |
| 2 | 3 | 0 |
| 1 | 0 | 2 |
| 1 | 1 | 1 |
| 3 | 2 | 3 |
| 0 | 3 | 0 |
| Cps rata-rata | 2,20 | |
| Standar Deviasi | 1,72 | |
| Ketebalan = 0.358 cm (S) | ||
| 2 | 4 | 4 |
| 4 | 2 | 2 |
| 3 | 2 | 1 |
| 1 | 3 | 1 |
| 0 | 6 | 3 |
| 4 | 1 | 3 |
| 1 | 2 | 1 |
| 2 | 0 | 8 |
| 0 | 2 | 0 |
| 0 | 2 | 1 |
| Cps rata-rata | 2,16 | |
| Standar Deviasi | 1,81 | |
| Ketebalan = 0.705 cm (S) | ||
| 2 | 3 | 2 |
| 1 | 3 | 2 |
| 2 | 2 | 0 |
| 3 | 2 | 5 |
| 0 | 3 | 1 |
| 2 | 3 | 2 |
| 5 | 1 | 2 |
| 2 | 1 | 4 |
| 3 | 4 | 3 |
| 0 | 3 | 1 |
| Cps rata-rata | 2,23 | |
| Standar Deviasi | 1,28 | |
GAMBAR 5. Grafik hubungan antara ketebalan Lead (m) dan cps rata-rata sumber radiasi beta (β)
Sumber Radiasi :
Waktu paruh : 5.27 y
Aktivitas mula-mula : 0.1 µCi
Jenis penghalang : Aluminium dan Lead
Untuk Aluminium :
| Ketebalan = 0.242 cm (M) | ||
| 9 | 6 | 8 |
| 4 | 10 | 9 |
| 9 | 9 | 6 |
| 12 | 10 | 11 |
| 5 | 4 | 3 |
| 10 | 7 | 12 |
| 2 | 7 | 9 |
| 4 | 9 | 6 |
| 10 | 2 | 13 |
| 8 | 9 | 7 |
| Cps rata-rata | 7,67 | |
| Standar Deviasi | 2,91 | |
| Ketebalan = 0.201 cm (N) | ||
| 9 | 9 | 12 |
| 9 | 6 | 8 |
| 8 | 7 | 5 |
| 6 | 11 | 9 |
| 5 | 12 | 8 |
| 8 | 10 | 8 |
| 10 | 4 | 11 |
| 16 | 0 | 6 |
| 5 | 6 | 12 |
| 9 | 8 | 4 |
| Cps rata-rata | 8,37 | |
| Standar Deviasi | 2,70 | |
| Ketebalan = 0.274 cm (O) | ||
| 6 | 5 | 10 |
| 10 | 6 | 9 |
| 7 | 6 | 9 |
| 9 | 6 | 9 |
| 6 | 6 | 13 |
| 9 | 6 | 8 |
| 10 | 13 | 4 |
| 6 | 5 | 5 |
| 13 | 10 | 7 |
| 16 | 8 | 15 |
| Cps rata-rata | 8,40 | |
| Standar Deviasi | 3,06 | |
| Ketebalan = 0.335 cm (P) | ||
| 2 | 8 | 13 |
| 11 | 11 | 14 |
| 7 | 11 | 11 |
| 8 | 5 | 14 |
| 6 | 7 | 7 |
| 4 | 9 | 6 |
| 7 | 6 | 10 |
| 10 | 5 | 5 |
| 9 | 12 | 1 |
| 11 | 8 | 10 |
| Cps rata-rata | 8,27 | |
| Standar Deviasi | 3,23 | |
GAMBAR 6. Grafik hubungan antara ketebalan Aluminium (m) cps rata-rata dari sumber radiasi gamma (γ)
Untuk Lead :
| Ketebalan = 0.119 cm (Q) | ||
| 10 | 8 | 7 |
| 8 | 10 | 11 |
| 7 | 9 | 11 |
| 11 | 11 | 8 |
| 3 | 9 | 9 |
| 11 | 8 | 6 |
| 6 | 4 | 5 |
| 10 | 6 | 11 |
| 11 | 6 | 7 |
| 7 | 10 | 9 |
| Cps rata-rata | 8,30 | |
| Standar Deviasi | 2,24 | |
| Ketebalan = 0.248 cm (R) | ||
| 9 | 12 | 9 |
| 5 | 4 | 5 |
| 9 | 10 | 7 |
| 9 | 9 | 5 |
| 7 | 5 | 8 |
| 11 | 11 | 7 |
| 7 | 10 | 14 |
| 6 | 10 | 9 |
| 12 | 7 | 9 |
| 9 | 9 | 4 |
| Cps rata-rata | 8,27 | |
| Standar Deviasi | 2,42 | |
| Ketebalan = 0.358 cm (S) | ||
| 7 | 2 | 2 |
| 7 | 8 | 10 |
| 6 | 7 | 4 |
| 9 | 8 | 5 |
| 4 | 5 | 6 |
| 7 | 9 | 11 |
| 9 | 7 | 6 |
| 9 | 10 | 4 |
| 9 | 10 | 7 |
| 12 | 2 | 9 |
| Cps rata-rata | 7,03 | |
| Standar Deviasi | 2,62 | |
| Ketebalan = 0.705 cm (T) | ||
| 7 | 4 | 4 |
| 6 | 7 | 6 |
| 7 | 5 | 10 |
| 3 | 6 | 8 |
| 8 | 5 | 8 |
| 9 | 5 | 6 |
| 10 | 7 | 7 |
| 11 | 3 | 5 |
| 3 | 4 | 7 |
| 10 | 6 | 6 |
| Cps rata-rata | 6,43 | |
| Standar Deviasi | 2,14 | |
GAMBAR 7. Grafik hubungan antara ketebalan Lead (m) dan cps rata-rata sumber radiasi gamma (γ)
Berdasarkan sumber radiasi grafik di atas yang memiliki daya tembus terbesar adalah gamma sumber radiasi dengan energi ionisasi terkecil dibandingkan dengan alfa dan beta.
Berdasarkan GAMBAR tersebut, cps rata-rata radiasi sumber alfa (α) dengan ketebalan Lead (cm) adalah 1,66; 1,96; dan 1,73 maka cps rata-rata radiasi sumber alfa (α) dengan ketebalan Al (cm) adalah 1,63; 1,56; dan 2,06. The cps rata radiasi sumber beta (β) dengan ketebalan Lead (cm) adalah 1,73; 1.76; dan 1,76 maka cps rata-rata radiasi sumber beta (β) dengan ketebalan Al (cm) adalah 2,86; 1,86; dan 1.53. The cps rata radiasi sumber gamma (γ) dengan ketebalan Lead (cm) adalah 21,53; 19,10; 16,03 maka cps rata-rata radiasi sumber gamma (γ) dengan ketebalan Al (cm) adalah 24,23; 22,46; dan 4,03. Jadi, kita mendapatkan nilai lebih tinggi dari cps rata-rata radiasi sumber gamma (γ), rata-rata rata-rata gamma besar daripada yang lain. Yang berarti bahwa radiasi sumber gamma (γ) memiliki daya tembus lebih tinggi dari sumber radiasi alfa (α) dan radiasi sumber beta (β). Dan daya tembus terendah adalah radiasi sumber alfa (α).
Nilai μ untuk setiap ketebalan bahan adalah:
Alfa
Untuk Aluminium
Untuk Lead
Beta
Untuk Aluminium
Untuk Lead
Gamma
Untuk Aluminium
Untuk Lead
Kegiatan 3. Hukum kebalikan kuadrat
TABEL 1. Analisis hukum kebalikan kuadrat dari sumber alfa (α), beta (β), dan gamma (γ)
| sumber | jarak | jarak kuadrat | cps rata2 | cps rata2 x D^2 | 1/D^2 |
| ALFA | 0,01 | 0,00 | 17,40 | 0,00 | 10000,00 |
| 0,03 | 0,00 | 1,83 | 0,00 | 1111,11 | |
| 0,05 | 0,00 | 1,67 | 0,00 | 400,00 | |
| 0,07 | 0,00 | 1,53 | 0,01 | 204,08 | |
| 0,09 | 0,01 | 1,37 | 0,01 | 123,46 | |
| BETA | 0,01 | 0,00 | 258,90 | 0,03 | 10000,00 |
| 0,03 | 0,00 | 93,37 | 0,08 | 1111,11 | |
| 0,05 | 0,00 | 48,37 | 0,12 | 400,00 | |
| 0,07 | 0,00 | 30,17 | 0,15 | 204,08 | |
| 0,09 | 0,01 | 20,93 | 0,17 | 123,46 | |
| GAMMA | 0,01 | 0,00 | 38,47 | 0,00 | 10000,00 |
| 0,03 | 0,00 | 15,17 | 0,01 | 1111,11 | |
| 0,05 | 0,00 | 9,47 | 0,02 | 400,00 | |
| 0,07 | 0,00 | 6,37 | 0,03 | 204,08 | |
| 0,09 | 0,01 | 4,80 | 0,04 | 123,46 |
Alfa
GAMBAR 8. hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber dari tabung GM untuk sumber Alfa
GAMBAR 9. Hubungan antara cps rata-rata dengan kebalikan jarak kuadrat (1/D2) sumber Alfa
GAMBAR 10. Hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber ke tabung GM sumber Alfa dalam logaritma.
Beta
GAMBAR 11. hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber dari tabung GM untuk sumber Beta
GAMBAR 12. Hubungan antara cps rata-rata dengan kebalikan jarak kuadrat (1/D2) sumber Beta.
GAMBAR 13. Hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber ke tabung GM sumber Beta dalam logaritma.
.Gamma
GAMBAR 13. hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber dari tabung GM untuk sumber Gamma
GAMBAR 14. Hubungan antara cps rata-rata dengan kebalikan jarak kuadrat (1/D2) sumber Gamma
GAMBAR 15. Hubungan antara cps rata-rata dengan jarak sumber ke tabung GM sumber Gamma dalam logaritma.
Dalam percobaan yang berfungsi untuk menyerap radiasi adalah Al dan Lead. Al dan Lead memiliki tingkat penyerapan yang sama berdasarkan penggunaan cahayanya. Berdasarkan hukum kuadrat terbalik bahwa karakteristik sesuatu datang dari sumber titik dan terus bergerak lurus. Dari tabel 1. Analisis hukum kuadrat terbalik dari sumber radiasi alfa (α), beta (β), dan gamma (γ), cps rata-rata x D2 hampir konstan untuk sumber radiasi alfa tapi yang lain tidak.
Dari data hasil percobaan yang diperoleh, untuk kegiatan pertama yakni sumber radiasi beta (β) adalah sumber yang paling aktif dari radiasi, terlihat pada aktivitas cps maksimumnya yang cukup tinggi yakni 114 dan cps rata-ratanya adalah 99,27. Untuk kegiatan kedua, sumber radiasi gamma (γ) yang memiliki daya tembus lebih tinggi dari sumber radiasi alfa (α) dan sumber radiasi beta (β). Pada kegiatan 3, perilaku sumber radiasi radioaktivitas sesuai dengan hukum kuadrat terbalik .Berdasarkan hukum kuadrat terbalik bahwa karakteristik suatu benda berasal dari sumber titik dan terus bergerak lurus. Dari tabel 1. Analisis hukum kuadrat terbalik sumber radiasi alfa (α) beta (β) dan gamma, (γ) Cps rata-rata x D2 hampir konstan untuk sumber radiasi alfa tetapi tidak pada sumber radiasi yang lain. Dalam hal ini data yang diperoleh sesuai dengan teori yakni sumber radiasi gamma lebih besar dari alfa dan sumber radiasi beta. kegiatan kedua membuktikan bahwa radiasi yang memiliki daya tembus paling besar adalah gamma dan yang terkecil adalah alfa..
SIMPULAN
Dalam penelitian ini dapat disimpulkan bahwa untuk beberapa zat yang memancarkan radiasi radioaktivitas dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk sumber radiasi yang digunakan serta ketebalan dari bahan penyerap zat radioaktif. Daya tembus sinar gamma yang lebih besar daripada tembur sinar alfa dan sinar beta. Radiasi berperilaku sesuai dengan hukum kuadrat terbalik yakni semakin besar jarak sumber radiasi maka aktivitas sumbernya semakin berkurang.
REFERENSI
[1]Anonim. 2013. http://aktivitas-zat-radioaktif.html. Makassar: diakses pada tanggal 20 oktober 2014
[2]Anonim. 2014. http://www.ilmukimia.org. Makassar: diakses pada tanggal 20 oktober 2014
[3]Cottingham, W.N., Greenwood, D.A. 2004, Introduction to Nuclear Physics 2nd edition, Cambridge University Press, UK.
[4]Momang Y, Andi dkk. 2014. Penuntun Praktikum Eksperimen Fisika I.Unit Laboratorium Fisika Modern Jurusan Fisika FMIPA UNM.
