KAJIAN KINERJA SISTEM DETEKSI ANTARA DETEKTOR Nal(Tl ...

Presiding Pertemuan IImiah Rekayasa Perangkat NuklirPRPN-BA TAN 30 Nopember 2011

KAJIAN KINERJA SISTEM DETEKSI ANTARA DETEKTOR Nal(Tl) DAN Csl(Tl)

UNTUK PERANGKAT RENOGRAF PORTABEL JINJING

Joko Sumanto, Sigit Bachtiar, Abdul Jalil

Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir-BATAN-Kawasan Puspiptek Gd.71, lt2, Serpong

ABSTRAK

KAJIAN KINERJA SISTEM DETEKSI ANTARA DETEKTOR Nal(TI) DAN Csl(TI) UNTUKPERANGKA T RENOGRAF PORTABEL JINJING. Telah dilakukan kajian kinerja sistem deteksiantara detektor Nal(TI) dan Csl(TI) untuk perangkat renograf portabel jinjing. Kegiatan inidimaksudkan untuk menggantikan sistem deteksi yang lebih kecil, sehingga perangkat renografmenjadi mudah di jinjing. Metoda yang digunakan adalah dengan studi Iiteratur danmembandingkan kinerja sistem deteksi yang meliputi pengukuran tegangan kerja, resolusi danefisiensi detektor Nal(TI) 2x2" PMT dan detektor Csl(TI)1x1" PMT dan photodiode. Hasil kajianmenunjukkan bahwa detektor Nal(TI) 2x2" memberikan efisiensi yang lebih besar dan resolusiyang cukup baik dibandingkan dengan detektor Csl(TI) 1x1". Dengan demikian detektor Csl(TI)yang lebih kedl belum bisa mengggantikan detektor Nal(TI) 2x2" pada perangkat renograf.

Kata kunci: Detektor, Nal(TI), CsI(TI), photodiode

ABSTRACT

PERFORMANCE REVIEW OF DETECTORS DETECTION SYSTEM Nal (TI) and CSI (TI)DEVICE FOR RENOGRAPH PORT ABLE TOTE. Petformance review has been conductedbetween the detector Nal(TI) detection systems and portable renograph Csl(TI) for portabledevices. This activity is intended to replace a smaller detection system, so the device becomeseasy renograph in tote. The method used is the study of literature and compare the performanceof detection systems, including measurement of work stress, resolution and detector efficiencyNa(TI)2x2"-PMT and Csl(TI)1x1"-PMT and photodiode detector. The study results showed that theNal(TI)2x2" detectors provide greater efficiency and resolution is quite good compared to thedetector CSI. Thus CSI smaller detector can not replace Nal(Tl)2x2" detector on the devicerenograph.

Keywords: detector, Nal(TI), CSI(T1),photodiode

1. PENDAHULUAN

BAT AN telah berupaya untuk mengembangkan beberapa prototip peralatan kedokteranyang memanfaatkan teknologi nuklir dengan mengikuti trend teknologi komputer. Walaupundemikian peralatan-peralatan terse but masih memerlukan pengembangan lebih lanjut agar dapatberoperasi dengan daya yang lebih rendah dan dimensi ukuran yang lebih kompak, portable jinjing.Perekayasaan renograf portable jinjing dilakukan berdasarkan permintaan renograf, agar dapatdipindah-pindah dengan mudah dan ringan. Pengembangan yang akan dilakukan adalah padasistem detektsi, sistem akuisisi, serta menggunakan detektor yang lebih keci!. Penggunaankomponen berteknologi baru dan berdaya rendah akan digunakan sebagai inti dari sistemelektronik peralatan tersebut akan diteliti lebih jauh. Pemanfaatan komunikasi data denganperalatan pendukungnya juga akan lebih diefisienkan. Dari segi mekanik, dimensi peralatan akandirancang sekompak mungkin dan dapat dengan mudah dipindah-pindahkan (portable jinjing).

44

Prosiding Pertemuan IImiah Rekayasa Perangkat NuklirPRPN-BA TAN 30 Nopember 2011

Dengan dimensi yang kompak dan berdaya listrik rendah diharapkan peralatan ini dapatdioperasikan dengan mudah (mobile).

Oleh karena itu perlu kajian kinerja sistem deteksi antara menggunakan detektor Nal(TI)2x2" dengan detektor Csl(TI)1/2x1". Dalam sistem spektroskopi gamma di bidang kesehatan.sistem deteksi yang digunakan biasanya menggunakan detektor Nal(TI) 2x2" yang mempunyaiefisiensi yang besar, tetapi resolusinya masih eukup baik. Namun detektor ini masih menggunakanphotomultiplier-PMT dan eatu daya tegangan tinggi. Sedangkan detektor Csl(TI)1/2x1" dapatmenggunakan teknologi photodiode dimana tidak memerlukan catu daya tengangan tinggi,sehingga menjadi praktis. Dengan mengganti sistem deteksi menggunakan detektor Csl(Tl) 1/2x1"diharapkan perangkat renograf menjadi porta bel jinjing.

2. TEORI

Beberapa kajian tentang kemungkinan penggunaan detektor berbasis teknologiphotodiode telah dilakukan.

Photodioda bekerja atas dasar pengubahan eahaya tampak yang mengenai photokatodasehingga menghasilkan elektron. Dengan tegangan bias yang diberikan antara katoda dan anoda.elektron terse but akan mengalir sehingga diperoleh arus listrik dan selanjutnya diubah menjaditegangan. Besarnya tegangan yang dihasilkan tergantung pad a kuat cahaya yang mengenaiphotokatoda. Secara umum photokatoda memiliki dark current yang kecil orde nanD ampere. Darkcurrent merupakan arus yang timbul pada photokatoda untuk keadaan gelap atau tanpa dikenaicahaya sama sekali. Photokatoda mempunyai waktu tanggap yang cepat dan responsif pada

wilayah panjang gelombang eahaya tampak yaitu antara 200nm sampai 1100nm dengan panjanggelombang effektip pad a 800nm. [ ,2J

Csl(TI) adalah sintilator anorganik yang sangat coeok untuk digandengkan dengan photodiodakarena memiliki yield eahaya yang paling tinggi. kuantum efisiensi sebesar 69% sepanjangspektrumnya dibandingan dengan 49% pada Nal(TI).

I/Keramik

Sintila tor c

Out

9 = Kapasitansi detektor semikonduktorq= Kapa.sitansiftedbackFf= Re.sistansiJ-jbackAt = Penguatan open loop ampltiier

Gambar 1. Kristal sintilator dan penguat awal peka muatan [2]

Kristal sintilator Csl(TI) berbentuk kubus dengan dimensi 10 X 10 x 10 mm3 dan diletakkan padaphotodioda dengan menggunakan teflon tape dan silicon oil. Kristal sintilator Csl(Tl) bersamaphotodioda dan penguat hibride dike mas dalam aluminium berbentuk silinder yang kedap cahaya.Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan deteksi pad a saat digunakan untuk mendeteksifoton.

Photodioda adalah dioda semikonduktor yang khusus diraneang untuk keperruanpembangkitan energi listrik karena penyinaran. Photodioda yang dikopel dengan sintilator dibuatdari silikon dengan resistivitas tinggi. biasanya dari tipe N dengan resistivitas sekitar 5000 Oemsampai dengan 10.000 Oem untuk mendapatkan kapasitansi yang rendah pada tegangan biasyang r'endah.

45


Jika sumber radiasi pengion melewati kristal maka tingkat energi elektron pada kristal akanmeningkat sampai ke tingkat eksitasi di bawah conduction band sehingga pada pita valensiterbentuk hole-hole, yang menyebabkan terjadinya eksitasi, yang pada eksitasinya dipancarkanfoton-foton.

Keluaran dari detektor ini berupa pulsa yang lemah dan lebarnya beberapa nanD detik.Oleh karena itu pad a detektor ini ditambahkan rangkaian penguat operasional dalam modeintegrator dengan menggunakan kapasitor umpan balik. Penguat ini memiliki impedansi masukantinggi dan mengintegrasikan pulsa-pulsa listrik yang lemah serta mengubahnya menjadi pulsategangan sehingga dihasilkan impedansi keluaran yang rendah. Penguat ini disebut penguat awalpeka muatan.

Jika radiasi gamma menumbuk detektor maka muatan Q dihasilkan dengan amplitudo yangsetara dengan energi partikel. Sehubungan dengan muatan yang timbul, keluaran penguat pekamuatan naik dan bersamaan itu, tegangan dengan polarisasi terbalik muncul pada ke/uarannya.Penguat ini memiliki open loop gain besar sehingga melalui rangkaian feedback seolah-olahtegangan pada ujung masukan adalah nol. Akibatnya pulsa-pulsa muatan semuanya diintegrasikanterhadap kapasitor feedback dan menimbulkan tegangan keluaran. Pada titik ini tahanan feedbackuntuk arus searah dihubungkan paralel dengan kapasitor feedback dan tegangan keluaran menjadipulsa-pulsa tegangan yang meluruh secara perlahan.

Nal(TI) adalah sintilator yang paling banyak digunakan untuk mendeteksi sinar V. Dalambent uk kristal tunggal berdiameter 0,75 m dan tebal 0.25 m serta memiliki tingkat kerapatansebesar 3,67 x 103 kg/m3. Karena rapat massanya yang besar, nom or atom yang tinggi danukuran yang besar maka Nal(TI) sangat efisien untuk mendeteksi radiasi gamma.

Sn:/lfber

(t'gtmg£l1ltinggi

dinoda

Gambar 2. Skema detektor sintilasi Nal(TI) [31·

Sintilator Nal(TI) mempunyai banyak sifat yang merugikan seperti rapuh dan sensitifterhadap temperatur tinggi dan panas mendadak. Selain itu juga bersifat higroskopik sehinggaharus terlindung setiap saat. Nal(TI) selalu mengandung sejumlah kecil potasium yangmemberikan efek tertentu karena radioaktivitas.

Detektor Nal(TI) terdiri dari dua bagian. Bagian pertama adalah medium sintilasi berupasintilator Nal(TI) dim ana partikel yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa cahaya. Bagian keduaadalah tabung pengubah pancaran cahaya menjadi pulsa listrik setelah proses penggandaan yaituPhoto Multiplier Tube (PMT).Kelebihandan kekurangan detektor Csl(TI) photodiode

-Dimensi kecil

-Dioperasikan pad a tegangan rendah (tidak perlu tegangan tinggi)-Tinggi sinyal sangat stabil-Kokoh (rugged)-Tidak terpengaruh oleh medan magnet

46

Prosiding Pertemuan IImiah Rekayasa Perangkat NuklirPRPN-BATAN 30 Nopember 2011

Karakteristik yang memungkinkan penggunaan jenis Potodioda dapat dilihat dari grafik di bawahini:

C 8

SO" , ~40

- >-

~

u

Uco

"

.~ 30U u~ I).f!.

iO

Ii"

~

'".,i 0 0;

S

E10:>~ C'"

~

a:> 1Oa

~

o •0

"

()lOG

'"

Quartz

glass

2eD

120 ~E:>

100 .£..80 z:

inGo ii

SJO g

~20 :;

~Jo a300 400 500 600 7QO

Wavelength Inm]

Fig, 4.3 Quantum efficiency curve of a siliconphotodiode together with the emissionsoectrum of CsIITII. CdWO. and 8GO.

Fig. 4,2 Quantum efficiency curve of a standard bia/kaliphotocathode together with the scintillationemission spectrum of Nal(TI).

Gambar 3. Karakteristik Photodioda!4]

Spektrum EnergiSpektrum energi terdiri dari latar dan suatu luasan pada puncak energi dengan besar

energi tertentu yang sesuai dengan energi sumber radiasi yang digunakan. Setiap sumber radiasimemiliki jumlah puncak energi spektrum yang berbeda-beda tergantung pada banyaknya energiyang dimiliki sumber radiasi tersebut.

Resolusi detektorResolusi detektor dinyatakan dengan lebar setengah tinggi maksimum dimana satuan yang

diguanakan adalah keV atau dinyatakan dalam % terhadap energi dan dinyatakan denganpersamaan:

FWHMResolusi = E x 100% (1)

Dimana E adalah energi puncak dari sumber referensi. Nilai resolusi yang semakin kecilmenunjukkan resolusi yang semakin baik untuk memisahkan puncak energi yang berdekatan.Artinya detektor yang memiliki resolusi yang baik adalah detektor yang mampu memisahkan duapuncak energi yang sangat berdekatan.

47

Presiding Pertemuan IImiah Rekayasa Perangkat NuklirPRPN-BA TAN 30 Nepember 2011

Efisiensi detektorEffisiensi detektor dinyatakan sebagai perbandingan antara banyaknya cacah dengan

aktivitas mutlak sumber yaitu cacah pancaran radiasi yang dihasilkan oleh sumber ke segala arah(41T). Kemampuan detektor untuk menerima pancaran radiasi dapat dipengaruhi oleh jarak sumberradiasi dengan detektor, medium antara detektor dengan sumber radiasi dan besarnya volume aktifdetektor (sintilator). Makin besar volume aktifnya makin banyak jumlah cacah radiasi yang dapatditerima oleh detektor. Dengan memperhatikan faktor geometri dan faktor dari sumber, efisiensidetektor dinyatakan dengan persamaan:

E = (n 13,7104 sf a) 100%

Dimana:

E= Counting Effisiensi (%)n = count rate yang telah dikoreksi background (cIs)s = aktivitas sumber standar pada sertifikat (IJCi)f = Decay factor for source to day of measurementa = Fractional abundance of detected radiation per desintegrasi (for Cs-137 this factor is 0,832)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

(2).

Komparasi Spektrum sumber standar Cs-137 (662kev) menggunakan sistem deteksi daridetektor Nal(Tl) 2x2" dan detektor Csl(TI) Photodiode 10x10mm, masing-masing diperlihatkanpada Gambar 6 dan Gambar 7. Sedangkan Spektrum sumber standar Co-60 (1173,1 key dan1332,4kev) menggunakan sistem deteksi dari detektor Nal(Tl) 2x2" dan detektor Csl(Tl)Photodiode 1Ox1Omm, masing-masing diperlihatkan pada Gambar 8 dan Gambar 9 [5].

Tabel1. Karakteristik Detektor sintilasi. [6]

MaxDec.."1YRefracti -ConversionTotal AttenuationMaterial

WavelengthConstanton IndexEfficiencyCoefficient em"\Density,

HygrosAm •• (nm)

(tJS)J.·ff',a).(%)150keV500keV(gr{cm )eopic?

Nal(T:)

415D.231.8£.1002.30.373.67YesCal(Na)

4200.631.83854.20.554.:.1YesCsl(TI)

:>t.o1.001.80454.20.554.51RatherBGO

<l800.30215129.60.957. '3NoGSO(Ce)

4.300.C61.9016 -5.71NoCdWO.

5LO'::.. CO2.3040q~0.~147.90No•.LZn\'\'O"

4gQE•.CC22026--:.'':11'No

CaF:(Eu)435C'.94144500.490.283.19No

BaF,32:·C'631.49203.900.434.%No

CaF3908.0061.483-53.300.454.034Yes

\'" " I\~- ~ . }"'- Ji,1111\ ' \ \\ \ . ~ '. -I .. ; ','. " I't-- ".\. \ \ ,~. 1\ \ \.

;'\ ~"~1'·~', .'

;-"'.

'."" I "~•...

'. \\ 1\ 'I,\

~\' " ' '<"

'I ",\ \ ',"" '""

'\ \!"-1:' ....f ~' ..'~'.'-.-.-', - - - ~1

Gambar 4. Absorption Effisicnsy of NaI(TI).[71

'\ \\\F:>,........ .,. ., \,, <c:;-'

t-----

I·,\ \ \ ".

, \ ~,..

I .\. \ \

~,.II

\ \\ "

\ \\

... ,j, I

" I..

~, \

..., .••.••....,'1i'1' "~

:," I11,III 'j':

,J.~

Gambar 5. Absorption Efficiency ofCsl(TI). [71

48


\.

120030

locmO800J0i ~ EroJO

" 4(0)0

200:)()661,6 keV

6ocmO

socmo

4o:mO

~g 3omOI,)

2omO

lomO

8t

661,6 keV

~

Ener gi

Gambar 6. Spektrum energi Cs-137

Menggunakan detektor Nal(Tl) 2"x2". [8J

20000 --.

1 BOO)

IWXJ

1<00:)

i12000

a 1:0000

.ro:I

2OCI)

o

Ent'f9i

Gambar 8. Spektrum energi Co-60Menggunakan detektor Nal(Tl) 2"x2". [8]

Ener;

Gambar 7. Spektrum energi Cs-137

Menggunakan detektor Csl(Tl) (Photodiode

10x10mm). [8J

~~QOOOO

• __ •••• ___ .• __ .> •• ____ •.•• , _____ •• no, _ ••__ ,__ "__ " ••~••• ____ ._.••

~OCOOO

;~C·;j

G :1-:';')11J3,1 kt V

35000001;(':')'V'\

1000000

Ii}{M:']\.'''l.332.4 keV

!~Iji.oCO

J1::\~:.j\

21)(1(1)00

~

1500)00 /1000000500000

\,ij- ..

._-~..._.__ ...__ ._- --'--

EnMgi

Gambar 9. Spektrum energi Co-50Menggunakan detektor Csl~l)(Photo diode 10x10mm).1 ]

Dari Gambar 6. sampai Gambar 9. menunjukkan komparasi kinerja sistem deteksi radiasigamma dari detektor Nal(TI) 2x2" dan detektor Csl(TI) Photodiode 1Ox1Omm. Dari Gambarterse but terlihat bahwa detektor Nal(TI) 2x2" mempunyai resolusi I daya pisah yang baik sertaeffisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan detektor Csl(TI) photodiode 10x10mm.Sedangkan dari TabeJ 1. menunjukkan bahwa efisiensi deleklol NaJ(TJ) dan detektor CsJ(TJ)berbanding 100% dan 45%. Jika akan digunakan detektor Csl(TI) photodiode dengan ukuran kristalyang lebih kecil, maka efisiensinya juga akan semakin menurun. Hal ini dapat dilihat pad a Gambar4 dan Gambar 5.

49


Tabel2. Karakteristik sistem deteksi dari detektor Nal(TI) dan Csl(TI)

No. Nal(TI)Csl(TI)1

4155502

0,231,003

1,851,804

100455 2,30

4,20,37

0,556

3,674,517

YesRather

Hasil pengujian dengan sinyal keluaran amplifier menggunakan sumber standar Ba-I33antara detektor Nal(TI) 2"x2" PMT buatan Bicron dan detektor Csl(TI) I"x I" PMT buatanHilger type W556 7699 diperlihatkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil pengujian sinyal keluaran dengan menggunakan sumber l33Ba

Nama

SinyalDetektor

Output Pre

Amplifier

Output

Amplifier

Keluaran Detektor NaI(TI) 2"x2"Bicron

Pada HV=638 V

Bentuk I Keterangan

Pulsa Negatif

Pulsa Positif

Amplitudo= 1,8VPcriode=20-30/ls

Pulsa PositifSemiGaussian

Amplitudo=2,5V &0,5V

Periode=5,5/ls

Keluaran Detektor CsI(TI) I"x I"Hilger

Pada HV=60 I V

Bentuk I Keterangan

Pulsa Negatif

Pulsa Positif

Amplitudo= I,6VPeriode=20-30IIS

Pulsa PositifSemiGaussian

Amplitudo=2,8 V &0,8 V

Periode=5,5/ls

Dari Tabel 3. terlihat bahwa intensitas pulsa yang dihasilkan detektor Nal(Tl) 2"x2" lebihterang dibandingkan dengan intensitas pulsa yang dihasilkan detektor Csl(TI) 1"x1". Hal tersebutdipengaruhi oleh perbedaan diameter yang dimilki kedua detektor tersebut. Semakin besardiameter detektor semakin besar pula radiasi gamma yang tertangkap, akibatnya detektor yangmemilki diameter lebih besar akan menghasilkan intensitas yang lebih terang.

Tabel 4. Hasil pengujian FWHM, Resolusi, Efisiensi antaradetektor Nal(TI) 2"x2" dan Csl(TI) 1"xi".

SumberKet. Detektor

Nal(TI) 2"x2"Csl(TI) 1"xi"

FWHM50,312 KeV62,16 KeV

137CSResolusi7,6 %9,4 %

Efisiensi5,116 %1,730%

FWHM40,23 KeV47,87KeV

133SaResolusi11,3%13,4%

Efisiensi14,18%6,79%

50


Dari data Tabel 4. di atas, diperoleh resolusi menggunakan sumber 137Cs untuk detektor Nal(Tl)2"x2" sebesar 7,6% dan untuk detektor Csl(TI)1" sebesar 9,4%. Sedangkan resolusi pad a saatmenggunakan sumber 133Ba didapatkan 11,3% untuk detektor Nal(Tl) 2"x2" dan 13,4% untukdetektor Csl(TI) 1"x1". Dari hasil hitungan ini dapat dikatakan bahwa resolusi detektor Nal(Tl) 2"x2"lebih baik dibandingkan dengan resolusi detektor Csl(Tl) 1"x1". Seeara fisik, resolusi detektorNal(Tl) 2"x2" lebih baik dibandingkan dengan resolusi detektor Csl(Tl) 1"x1". Kenyataan ini dapat

dilihat dari FWHM yang dihasilkan pad a detektor Nal(Tl) 2"x2" lebih kedl dibandingkan den~anFWHM yang dihasilkan pada detektor Csl(Tl) 1"x1" baik pada saat menggunakan sumber 13Csmaupun 133Ba. Sehingga spektrum energi puncak yang dihasilkan oleh detektor Nal(Tl) 2"x2" lebihramping dibandingkan dengan spektrum tenaga puncak yang dihasilkan oleh detektor Csl(Tl) 1"x1"

Tabel 5. Pengujian Terhadap Fungsi Jarak Tabel 6. Pengujian Terhadap Fungsi Jarakkan Sumber 133Ba. menaaunakan Sumber 137Cmenq una

JarakCaeah netto/10s

No

(em)DetektorDetektor

Nal(TI)Csl(TI)

2"x2"1"x1"

10 10777351626

22 5864514974

34 273865494

46 159263229

58 10452219

610 71291518

712 52781032

814 4037799

916 3004657

1018 2617534

1120 2135424

1222 1863334

1324 1570294

1426 1357267

1528 1163230

1630 1033238

Cacah netto/10s

No.

JarakDetektorDetektor

(em)Nal(TI)Csl(TI)

2"x2"1"x1"

10 10429635203

22 5278111071

34 302204954

46 176122882

58 116261826

610 81481250

712 6000934

814 4587711

916 3612559

1018 2929468

1120 2409383

1222 2097314

1324 1730249

1426 1525224

1528 1296218

1630 1155193

Pengujian Terhad<Jp Fungsi Jarak deng<Jn Sumber 137CS_

Gratik eaeah terhadap fungsi jarak menggunakan Sumber 137Cs, diperlihatkan pad aGambar 10. Sedangkan grafik caeah tehadap fungsi jarak menggunakan sumber 133Ba,diperlihatka_n R§lC!?' Gam bar 11. _

~120000

c:

100000,0

\-'"

80000\~ \~60000---- .<: \:;,10000

'"~~

--NaI(TI} 2'

v20000

0

--Csl(TI) 1'-

o 10 20

Jarak (em)

30 40

Gambar 10_ Gratik cacah tehadap fungsi jarak menggunakan sumber 137Cs

51


Pengujian Terhadap Fungsi Jarak dengan Sumber lHBa.

120000

5 100000"'"

~ 80000

;: 60000--~ 40000v~ 20000

o

o 10 20

Jarak (em)

30 40

-Nal(TI}2'-(sHTI} 1"

Gambar 11. Grafik eaeah tehadap fungsi jarak dengan sumber 133Ba

Dari pengujian terhadap fungsi jarak dapat dilihat bahwa kemampuan eaeah detektorNal(Tl) 2"x2" lebih baik dibandingkan dengan detektor Csl(TI)1" dengan menggunakan sumber137Cs ataupun 133Ba. Pada jarak antara sumber dan detektor yang sam a caeah yang dihasilkandetektor Nal(TI) 2"x2" lebih besar dibanding detektor Csl(Tl) 1"x1".

Hal ini menujukkan bahwa detektor Nal(TI) 2"x2" mempunyai kemampuan utuk mendeteksisumber radiasi dengan jarak yang agak jauh, seperti halnya dalam pemeriksaan denganmenggunakan metode in-vivo. Dalam pemeriksaan menggunakan metode in-vivo biasanya jarakdari detelct6r ke pasien yang akan diperiksa antara 20- 40 em. Sehingga detelctor Nal(TI) 2"x2" inieoeok digunakan untuk pemeriksaan dengan metode in-vivo, atau pemantauan yangmembutuhkan jarak antara 20-40 em.

Sedangkan, detektor Csl(TI) 1"x1" dapat dimanfaatkan untuk pemeriksaan dengan metodein-vitro. Karena pada pemeriksaan dengan metode in-vitro tidak memerlukan jarak yang jauh.Dari pengujian terhadap fungsi jarak juga dapat diketahui bahwa semakin jauh jarak detektor kesumber radiasi, maka semakin kecil pula jumlah cacah yang dihasilkan.

Dar; hasiJ perhitungan efisiensi, didapatkan efisiensi detektor NaJ(TJ) 2"x2" dan Cs/(TJ)1"x1" menggunakan sumber 137Cs sebesar 5,116 % dan 1,73 %. Sedangkan efisiensi detektorNal(TI) 2"x2" dan Csl(TI) 1"x1" menggunakan sumber 133Baadalah 14,18% dan 6,79%. Dari hasilpengujian tersebut menunjukkan bahwa efisiensi detektor Nal(TI) 2"x2" lebih baik dibandingkandetektor Csl(TI) 1"x1". Nilai Efisiensi yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis detektor dan jugasetting atau pengaturan selama melakukan peneaeahan yaitu jarak antara sumber dengandetektor, tegangan kerja, faktor amplifikasi pada amplifier, serta lebar window diskriminator. Hallain yang mempengaruhi efisiensi sistem peneaeah adalah jenis radiasi, energi radiasi, danintensitas radiasi. Sehingga Detektor Nal(TI) 2"x2" memilki efisiensi yang lebih besar karenamemilki ketebalan material sintilasi yang lebih besar dibanding detektor Csl(TI) 1"x1".

Berdasarkan standart Tee-Doe IAEA 602 tahun 1991 tingkat kepereayaan yang digunakanuntuk pengujian kestabilan adalah 95%. Untuk data sebanyak 20 dengan kepeeayaan 95%,rentang ehi kuadrat yang diperbolehkan adalah 10, 117<X2<30, 144. Dari hasH pengujian ehi squaretest dengan menggunakan detektor Nal(TI) 2"x2" dan Csl(Tl) 1"x1", harga X2 yang dihasilkanmasih berada dalam rentang yang diiizinkan. Sehingga dari informasi yang didapatkan tersebut,menunjukkan bahwa alat yang digunakan masih dalam keadaan stabil.

Dari hasil pengujian diatas menunjukkan kinerja sistem deteksi menggunakan detektorNal(TI) 2"x2" dan detektor Csl(Tl) 1"x1" sebagai berikut:

1. Berdasarkan pengamatan bentuk pulsa pada keluaran amplifier menggunakan detektorNal(TI) 2"x2" buatan Bieron type 2M2/2 dan detektor Csl(TI) 1"x1" buatan Hilger typeW556 7699 Csl(TI) sama sama memiliki bentuk pulsa yang baik.

2. Resolusi detektor Nal(TI) 2"x2" dari Bieron 7,6 % dan detektor Csl(TI) adalah 9,4 %untuk 137CS (662kev). Hal ini. menunjukkan bahwa sistem deteksi detektor Nal(Tl)mempunyai kemampuan yang lebih baik untuk memisahkan spektrum energi yangberdekatan. Namun keduanya masih me menu hi syarat yaitu antara 6% - 10% untuk Cs137.

52


3. Efisiensi detektor Nal(TI) 2")(2" dari Bicron 2M2I2 lebih tinggi dibandingkan efisiensidetektor Csl(Tl) 1"x1". Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi detektor berbanding lurusdengan dimensinya.

4. Pad a uji fungsi jarak, semakin dekat jarak sumber dengan detektor maka jumlah caeahyang diperoleh semakin besar. Dari data-data yang telah diperoleh dapat dinyatakanbahwa pad a jarak 0.5cm sampai dengan 30 cm interaksi detektor Nal(Tl) Tx2" dariBieron terhadap radiasi sinar gamma lebih baik dibandingkan detektor Csl(TI) 1"x1".

5. Dari hasil uji chi square test menggunakan detektor Nal(Tl) 2"x2" dari Bieron 2M2/2maupun detektor Csl(Tl) 1"x1" dari Hilger type W556 7699 telah memenuhi syaratkestabilan dengan tingkat kepercayaan 95% sesuai TECDOC IAEA 602 tentang ujikualitas peralatan kedokteran nuklir.

4. KESIMPULAN

Kajian sistem deteksi antara detektor Nal(TI) dan detektor Csl(TI) untuk perangkat renografportabel jinjing telah dilakukan. Hasil kajian dari literatur menunjukkan bahwa, penggunaan jenisdetektor Osl(Tl) photodioda dibandingkan dengan penggunaan detektor Nal(TI) yaitu dapatmengurangi dimensi akibat penggunaan PMT. Disamping itu tidak memerlukan catu dayategangan tinggi dan tidak terpengaruh medan magnet. Namun demikian perlu dipertimbangkan,bahwa efisiensi detektor Csl(TI) photodiode lebih rendah dibandingkan dengan detektor Nal(TI)PMT. Penggunaan kristal detektor Csl(TI) yang lebih kecil dimensinya, menyebabkan efisiensidetektor tersebut juga bertambah rendah. Sedangkan perangkat renograf perlu effisiensi detektoryang besar disamping penggunaan kolimator. Dengan demikian detektor Csl(Tl) yang lebih kecilbelum bis8 mengggantikan sistem deteksi dari detektor Nal(Tl) 2x2" pada perangkat renograf.

5. DAFT AR PUST AKA

[1] Sumiardi, Y., 2003, "Sistem Sensor Optik Berbasis Photodioda Siemens BPW34", Skripsi S1,Universitas Gadjah Mada,[ 2003].

[2] Setyadi, W.S., Sanyoto, N.T. dan Juningram, "Perakitan Detektor Sintilasi Cs/(TI)", ProsidingPPI-Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir, P3TM BATAN, Yogyakarta, 7-8Agustus [2001].

[3] Susetyo, W., Spektroskopi Gamma dan Penerapannya da/am Pengaktifan Neutron, GajahMada University Press, Yogyakarta, [1988].

[4]. "SCI0NIX nedherlan Detektor", http://WvVw.scionix.nl!. diunduh 15 Desember 2010.[5]. SAMSUL BAHRI, "Perbandingan Kinerja Detektor Nal(TI) Dengan Detektor Csl(Tl) Pada

Spektroskopi Radiasi Gamma", Jurnal Gradien Vol.3 No.1 Januari 2007 : 204-209, UniversitasBengkulu. http://WvVw.scribd.com/doc/43147515/1FC18204d01 diunduh 1 Nop 2011.

[6]. SETYADI DAN RILL ISARIS, "Design and Construction of Renograph for Renal Function TestUsing Csl(TI) Detector and Microcontroller AT89C51", Jurnal Teknologi Academia 1STA,ISSN.1410-5829, Vol.12 No.1, Agustus 2007.

[7]. SAINT-GOBAIN, "Efficiency Calculations for Selected Scintillators ...http://WWW.detectors.saintQoba in. com/uploaddedF iles/SCdetectors/Docum entslT echnical inform ation Notes/EfficiencyCalculations.pdf, diunduh 27 Oktober [2011].

[8]. SAMSUL BAHRI, "Perbandingan Kinerja Detektor Nal(TI) Dengan Detektor Csl(Tl) PadaSpektroskopi Radiasi Gamma", Jurnal Gradien Vol.3 No.1 Januari 2007 : 204-209, UniversitasBengkulu. http://WWv.J.scribd.com/doc/43147515/1 FC18204d01 diunduh 1 Nop 2011.

53


PERTANYAAN:

1. Detektor Csi (TI), menggunakan catu daya rendah, apakah tdk bisa utk PMT?(ISTOFA)2. Dimana Nal(Tl) 2" sedang Cs I(T) 1" apakah bias dijadikan kajian utk perbandingan dgn dimensi

yang tak sama (ISTOFA)3. Kolimatornya berat dan tebal, bagaimana kalo diganti dengan tungsten?4. Apakah dimeni koliimator esuai dengan ginjal?

JAWABAN:

1.Csl(TI) itu kristalnya,menghasilkan cahaya yang dapat ditangkap oleh PMT maupun photodiode,jika menggunakan PMT maka dimensinya sepertinya detector Nal(TI).2.Detektor Csl(TI), yang ada dimensinya 1" dan menggunakan PMT hasil kajian hanya utkmemperlihatkan kinerjanya bukan perbandingan secara pasti tapi dpt sebagai pembanding utkgambaran dri unjuk kerja3. Dapat dipertimbangkan.4. Belum dilakukan experimen

54

KAJIAN KINERJA SISTEM DETEKSI ANTARA DETEKTOR Nal(Tl ...

Documents

Transcript of KAJIAN KINERJA SISTEM DETEKSI ANTARA DETEKTOR Nal(Tl ...