KALIBRASI DETEKTOR Si(Li) UNTUK SINAR-X/g ENERGI RENDAH

8
278 Bu/cu/ Prosiding Perlemuan don Presenlasl J/miah PPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25 April /996 KALIBRASI DETEKTOR Si(Li) UNTUK SINAR-X/g ENERGI RENDAH Susilo Widodo, Ermi Juita, Nazaroh PusatStandardisasidonPene/itianKeselamatanRadiasi.BATAN.Jakarta Dudut Yudiantoro FisikaMIPA-Universitas Indonesia.Depok.JawaBaral M. Zaenuddin,Widodo Sumadi Pusat Pendidikan don Latihan, BATAN. Jakarta . ABSTRAK KALIBRASI DETEKTOR Si(U) UNTUK SINIIR-X/g ENERGI RENDAH. Speklromelri Xig energi rendah merupakan salah salu melode allemalif selDin melode speklrometri-g umuk pengukuran aklivitas radionllklidayang melllrllh melailli proses tangkapan elektron. Umuk maksud standardisasi, telah dilakukan kalibrusi energi dall ejisiem'i Sllalu delektor semikonduklor Si(Li) dengan menggllnakan S7 6S IJ7 IS} 141 sejumlah sumber standar pemancar sinar-XIg energi rendah yaitu Co, Zn. Cs. Eu don Am yang dipersiapkan di PSPKR, Hasi/ ka/ibrasi untuk rentang energi DIllarD 6 don 60 keV menunjukkan kelinieran deleklOr terhadap energi yang ~'angatbaik, sedang kurva efisiensi detektor untuk rentang energi tersebut mencapai ni/ai maksimum di daerah energi omara 10 dan 20 keV. Dengan telah terka/ibrasinya deteklor Si(Li) tersebllt diharapkan akan dapat dilakukan pengukllran aklivitas zat radioaklif pemancar sinar-X/g energi rendah dengan kelidakpastian kllrang daTi 5%. ABSTRACT CALIBRATION OF II Si(LI) DETECTOR FOR LOW £.\'ERGY Xig-RA ys. Low energy X/g-rays spectrometry is an alternative method besides g-ray spectrometry for activity measurement of radionuclides which decay through electron capt/lre process. For standardisation pllrpose, the energy and S7 ejJiciency of a Si(Li) detector have been calibraled by using Xig-rays emitter standar SOllrcesof Co. dS IJ7 IS} 141 Zn, Cs, Ell and Am prepared in PSPKR-BIITAN. The calibration results show that the energy linearity of the detector in the range between 6 and 60 keV was very good while the eficiency curve in that range has a maximum vallie in the range of 10 and 20 ke", With this calibrated Si(Li) detector. it is predicted that the activity oflolY energy Xlg-rays emitters can be meaSllred with uncertainty of less than 5%. PENDAHULUAN S pektrometri sinar-X clan sinar-y dengan detektor semikonduktor merupakan suatu teknik pengukur-an radiasi nuklir yang telah digunakan secara luas di berbagai bidang. Oalam bidang standardisasi radionuklida, metode spektrometri-g dengan detektor HP(Ge) (High Purity Germanium) lazim digunakan dalam pengukuran aktivitas zat radioaktif secara relatif untuk sumber radiasi pemancar sinar-g [I]. Untuk mendapatkan kurva efisiensi detektor dalam rentang energi tertentu, kalibrasi detektor HP(Ge) dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah sumber standar yang memancarkan sinar-y dengan 152 berbagai energi (multi gamma), misalnya Eu, atau sejumlah sumber standar pemancar sinar-y yang telah diketahui aktivitasnya, Oetek.-tor semikonduktor HP(Ge) tersebut pada umumnya mempunyai resolusi (daya pisah) energi yang cukup baik clan sensitivitas yang relatif tinggi terhadap foton di daerah energi antara 30 clan3000 keY, Oi bawah 30 keY efisiensi detektor HP{Ge) akan menurun secara drastis karena sebagian besar foton akan teratenuasi akibat adanya dinding SusiloWidodo. dkk, ISSN0216-3128

Transcript of KALIBRASI DETEKTOR Si(Li) UNTUK SINAR-X/g ENERGI RENDAH

278 Bu/cu/Prosiding Perlemuan don Presenlasl J/miahPPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25 April /996

KALIBRASI DETEKTOR Si(Li) UNTUK SINAR-X/g ENERGIRENDAH

Susilo Widodo, Ermi Juita, NazarohPusatStandardisasidon Pene/itianKeselamatanRadiasi.BATAN.Jakarta

Dudut YudiantoroFisikaMIPA-UniversitasIndonesia.Depok.JawaBaral

M. Zaenuddin,Widodo SumadiPusat Pendidikan don Latihan, BATAN. Jakarta

. ABSTRAK

KALIBRASI DETEKTOR Si(U) UNTUK SINIIR-X/g ENERGI RENDAH. Speklromelri Xig energi rendahmerupakan salah salu melode allemalif selDin melode speklrometri-g umuk pengukuran aklivitasradionllklidayang melllrllh melailli proses tangkapan elektron. Umuk maksud standardisasi, telahdilakukan kalibrusi energi dall ejisiem'i Sllalu delektor semikonduklor Si(Li) dengan menggllnakan

S7 6S IJ7 IS} 141

sejumlah sumber standar pemancar sinar-XIg energi rendah yaitu Co, Zn. Cs. Eu don Am yangdipersiapkan di PSPKR, Hasi/ ka/ibrasi untuk rentang energi DIllarD6 don 60 keV menunjukkan kelinierandeleklOr terhadap energi yang ~'angatbaik, sedang kurva efisiensi detektor untuk rentang energi tersebutmencapai ni/ai maksimum di daerah energi omara 10 dan 20 keV. Dengan telah terka/ibrasinya deteklorSi(Li) tersebllt diharapkan akan dapat dilakukan pengukllran aklivitas zat radioaklif pemancar sinar-X/genergi rendah dengan kelidakpastian kllrang daTi 5%.

ABSTRACT

CALIBRATION OF II Si(LI) DETECTOR FOR LOW £.\'ERGY Xig-RA ys. Low energy X/g-raysspectrometry is an alternative method besides g-ray spectrometry for activity measurement ofradionuclides which decay through electron capt/lre process. For standardisation pllrpose, the energy andS7ejJiciency of a Si(Li) detector have been calibraled by using Xig-rays emitter standar SOllrcesof Co.dS IJ7 IS} 141

Zn, Cs, Ell and Am prepared in PSPKR-BIITAN. The calibration results show that the energylinearity of the detector in the range between 6 and 60 keV was very good while the eficiency curve in thatrange has a maximum vallie in the range of 10 and 20 ke", With this calibrated Si(Li) detector. it ispredicted that the activity oflolY energy Xlg-rays emitters can be meaSllred with uncertainty of less than5%.

PENDAHULUAN

Spektrometri sinar-X clan sinar-y dengandetektor semikonduktor merupakan suatu

teknik pengukur-an radiasi nuklir yang telahdigunakan secara luas di berbagai bidang. Oalambidang standardisasi radionuklida, metodespektrometri-g dengan detektor HP(Ge) (HighPurity Germanium) lazim digunakan dalampengukuran aktivitas zat radioaktif secara relatifuntuk sumber radiasi pemancar sinar-g [I]. Untukmendapatkan kurva efisiensi detektor dalamrentang energi tertentu, kalibrasi detektor HP(Ge)

dapat dilakukan dengan menggunakan sebuahsumber standar yang memancarkan sinar-y dengan

152berbagai energi (multi gamma), misalnya Eu,atau sejumlah sumber standar pemancar sinar-yyang telah diketahui aktivitasnya, Oetek.-torsemikonduktor HP(Ge) tersebut pada umumnyamempunyai resolusi (daya pisah) energi yangcukup baik clan sensitivitas yang relatif tinggiterhadap foton di daerah energi antara 30 clan3000keY, Oi bawah 30 keY efisiensi detektor HP{Ge)akan menurun secara drastis karena sebagian besarfoton akan teratenuasi akibat adanya dinding

SusiloWidodo.dkk, ISSN0216-3128

Prosiding Pertemuan don Presentasi IImiah

PPN}'.BATAN. Yogyakarta 23-25 April/996 8uku I 279

detektor yangpactaumumnyaterbuatdari bahanaluminium (AI-window), kecuali hila digunakandetektor HP(Ge) dengan dinding yang terbuat daTibahan berylium(Be-window) yang tipis.

Detektor dengan bahan semikonduktorSi(Li) merupakan salah satu tire detektor yangscngaja dirancang untuk pengukuran sinar-X clansinar-y dalam rentang energi yang relatif rendah.Pacta umumnya detektor Si(Li) mempunyaisensitivitas yang cukup tinggi clan daya pisahenergi yang baik terhadap raton di daerah energiantara 2 clan 50 keY [1,2J. Oleh karena itu,spektrometri sinar-xlg energi rendah dengandetektor semikonduJ..'torSi(Li) dapat dijadikanaltematif dalam pengukuran aktivitas zat radioaktifsecara relatif disamping pengukuran denganmetode spektrometri-y[3]. Hal ini karena di duniaini acta ratusan isotop radioaktif yang meJuruhmelalui proses tangkapan elektron (electroncapture) [4J. Pactaumumnya isotop-isotoptersebutselain memancarkan sinar-X karakteristik denganenergi yang relatif rendah juga memancarkansinar-y dengan energi yang relatif tinggi. Dengandemikian somber radiasi standar untuk kalibrasidetektor Si(Li) dapat diperoleh dengan mudahmelalui pengukuran dengan spektrometri-y ataudengan metoda lain yang lebih akurat, misalnyadenganmctodekoinsidensi47tx-yalau 47tb-y.Adabeberapa keunlungan melakukan pengukuranaktivitas somber radiasi dengan tara mencacahsinar-X yang tcrpancar dcngan I11cnggunakandetektor Si(Li). Pertama, DeteJ..1or Si(Li)mempunyai daya pisah energi yang sangat baiktcrhadap sinar-X/y cncrgi rcndah. Kc cilIa,penggunakanmetode spektrometri sinar-X dengandetektor Si(Li) akan terhindar daTi gangguancacahan yang disebabkan oleh adanya efekCompton sebagaimana yang terjadi pactaspektrometri sinar-g dengan detektorsemikonduktor HP(Ge) karena di daerah energiraton yang rendah kebolehjadian terjadinya efekCompton sangal ked I [I J. Ke lisa, detektor Si(Li)pacta umumnya dirancang dengan daerah aJ..1ifyang relatif tipis sehingga ia mempunyaisensitivitas yang sangat rendah terhadap ratonenergi tinggi yang banyak dipancarkan olehsomber radiasi latar belakang. Selain itu detektorSitU) juga mudah diproteksi terhadap radiasifelon lalar belakang berenergi rendah, yaitu cukupdengan memperhatikan faktor jarak antaradetektor clan somber radiasi, karena ratonberenergi rendah relatif mudah teratenuasi olehudara.

Dalam makalah ini akan dilaporkan basilkalibrasi efisiensi terhadap suatu detektor Si(Li)model 30810 milik Pusdiklat BATAN yang dibuatoleh Oxford, Amerika Serikat [5J. Dengan telahterkalibrasinya detektor Si(Li) tersebut diharapkandapat dimanfatkan untuk pengukuran aktivitas zatradioaktif pemancar sinar-X/y energi rendah.lermasuk di dalamnya adalah zat radioaktifpemancar sinar-X murni yang tidak mungkindiukur dengan metode spektrometri-y.

TEORI

Melalui salah satu proses peluruhan-p (fl-decay) yang disebut dengan proses tangkapaoelektron, yaitu tertangkapnya elektron yangmengorbit pacta kulit atom oleh proton di dalaminti atom, suatu isotop radioaktif yang meluruhakan diikuti dengan proses transisi Coster - Kronig

clanefek Auger [1J. Proses tersebut pactaumumnyaditandai dengan adanya pancaran sinar-y bila intidalam keadaan tereksit:1si akibat adanyapenambahan jumlah neutron clan penguranganjumlah proton. Tanda lain yang lebill jelas adalahadanya pancaran sinar-X karakteristik clanelektronAuger dari kulit atom. Sinar-X terpancar karenaproses pengisian orbit elektron yang kosong olehelektron lain daTi orbit yang lebih luar. Dengandemikian energi sinar-X yang dipancarkan akanbergantung pacta selisih antara tingkat energiclcktron yang tcrtangkap clan tingkal cnergielektron yang mengisinya kembali, clan dengandemikian akan berbeda untuk setiap unsur clanakan naik dengan kcnaikan namor massa. Dariproses ini akan dipancarkan beberapa energi sinar-X, yang sesuai dengan asalnyadisebut dengan Ka,Kp, clan Ky, La, Lp clan Ly, Ma clan Mp, clanselerusnya. Beberapa isotop yang mengalamipeluruhan melalui proses tangkapan elektron,

55 57 65 67 85antara lain Fe, Co, In, Ga, Sr clan masih

55banyak isotop yang lain. Kecuali isotop Fe, pactaumumnya isotop-isotop tersebut jugamemancarkan sinar-g dengan intensitas yangcukup besar. Dengan demikian cukup banyakisotop yang dapat ditentukan aktivitasnya baikdengan metode spektrometri-g dengan detektorHP(Ge) maupun spektrometri-X/y energi rendahdengan detektor Si(Li).

Secara umum, pengukuran efisiensi suatu detektorsemikonduktor terhadap suatu somber radiasi yangtelah diketahui aktivitasnya dapat diuraikansebagai berikut. Dari suatu somber radiasi

ISSN 0216-3128 Susilo Widodo, dkk.

280 Buku /Prosiding Perlemuan don Presentasi I/miah

PPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25 April /996

bergeometri titik yang memancarkan radiasi Colonke segala arah, hanya sebagian saja dari Colontersebut yang akan terdeteksi oleh detektor. .ailaefisiensi detektor Si(Li) terhadap suatu energirOlon, EE' didefinisikan sebagai perbandinganantara jumlah Colonyang terdeteksi oleh detektordan jumlah Colonyang dipancarkan oleh sumberradiasi maka EE dapat ditentukan denganpersamaan [I]:

E[ = N[ f A AP

dengan N[ adalah laju cacah puncak spektrumenergi Colon(cacah/detik),

A adalah aktivitas sumber radiasi dan

APadalah peluang emisi ColonberenergiE dari sumber radiasi yang diukur.

Yang dimaksud dengan puncak energi Colonadalahspektrum energi yang dihasilkan karena adanyainteraksi fotolistrik antara Colon berenergi E danbahan detektor. Harga efisiensi deteksi suatupengukuran dipengaruhi oleh faktor geometridalam pencacahan, antara lain jarak antara sumberdan detektor, bentuk sumber, dan ukuran detektor.Sumber-sumber kesalahan yang dominan dalampengukuran efisiensi detektor antara lain kesalahanstatistik dalam pencacahan, aN, ketidakpastianharga aktivitas sumber radiasi standar, aA, danketidakpastian pacta data faktor peluang emisitoton. al. Kombinasi dari beberapa sumberkesalahan tersebut akan memberikan hargaketidakpastian hasil pengukuran efisiensi, ac , yangdapat dihitung dengan persamaan:

a. = ..; (aN2+ aA2 + a),,2)

BAHAN DAN PERALA TAN

a. SUMBER RADIASIDalam percoban ini digunakan sumber

51 65radiasi standar pemancar sinar-x/g Co, Zn,137 IS> '41

Cs, -Eu dan - Am serta sumber radiasi55 57 65

pemancar sinar-X murni' Fe. Sumber Co, Zn,137 152 241

Cs, Eu dan Am bergeometri titik dengan2

penyangga mylar setebal ]0 em frog, sedang55

sumber Fe dengan penyangga baja tahan karat.Bagan peluruhan sumber-sumber tersebut disajikanpacta Gambar I. Dari sumber-sumber tersebutdapat diperoleh sinar-Xfg dengan rentang energi

(I)

(2)

antara 6 dan 60 keY sebagaimana tersaji pactaTabel-\.

b. PERALA T AN

Seeara garis besar. peralatan yangdigunakan dalam pereobaan terdiri alas detektordan sistem elektronik pengolah pulsa dan sejumlahperalatan penunjang. Detektor yang digunakanadalah detektor semikonduktor Si(Li) tipe planarmodel SL 308] 0 yang diproduksi oleh Oxforddengan diameter aktif 6,2 rom, luas aktif 30 mm2,tebal semikonduktor 3 mm dengan tegangan biasnegatif sebesar 0,5 kV. Sistem elektronik pengolahpulsa terdiri alas penguat awal (Canberra Model2008), penguat utama (Canberra Model 2020),Sumber Tegangan Bias Detektor (Ortee Model459), pengubah analog digital (ADC CanberraModel 8075), penganalisis saluran ganda (MCA,Canberra Model SI00) yang dilengkapi denganperangkat lunak program komputer (CanberraS]00). Sedangkan peralatan penunjang yangpenting adalah holder yang berfungsi sebagaitempat meletakkan sumber radiasi yang jaraknyadapat diatur-atur. Susunan detektor dan perangkatelektroniknya disajikan pactaGambar 2.

TATA KERJA

MENENTUKAN TEGANGAN BIAS DANKONSTANTA WAKTU PEMBENTUKANPULSA

Tegangan bias optimum pada umumnyatelah ditentukan oleh pabrik pembuat detektor.Namun untuk mengetahui karakteristik detektorsecara lebih jelas, dalam percobaan ini dilakukanpemeriksaan daya pisah (resolusi) energi denganvariasi tegangan bias. Untuk maksud tersebut

55dilakukan peneaeahan dengan sumber Fe dandilakukan pengukuran nilai FWHM (Full Wave atHalf Maximum) pada puneak energi Kal.2(5,899keY dan 5,888 keY) untuk berbagai hargategangan bias. Dari pemeriksaan ini ditentukanharga tegangan bias sebesar 300 V. Yangdimaksud dengan konstanta waktu pembentukanpulsa adalah konstanta waktu pulsa Gaussian(shaping lime) keluaran penguat utama. Konstantawaktu yang optimum perlu ditentukan karena iaberpengaruh terhadap daya pisah elektronik yangakan memberikan kontribusi terhadap nilai FWHMpacta puneak energi. Dari hasil pengukuranditentukan nilai waktu pembentukan pulsa pactapenguat utama sebesar 8 IDS.

Susilo Widodo. dkk. ISSN 0216-3128

Pros/ding Pertemuan don Presentast IIm/ah

PPNY-BATAN. Yogyakarta 23-25 Aprl//996 Buku / 281

b. KALIBRASI ENERGI

Kalibrasi energi dilakukan setelah diperoleh hargategangan bias dan waktu pembentukan pulsa yangoptimum. Dalam percobaan ini digunakan hargategangan bias sebesar 300 V dan konstantapembentukan pulsa pactapenguat utama sebesar 8ms. Dalam melakukan kalibrasi energi seluruhjenis isotop dicacah satu demi satu selama 600detik. Somber radiasi diletakkan pacta holderdengan jarak 5 mm dari permukaan detektor.Faktor penguatan (gain) penguat utama diatur

sedemikian sehingga puncak energi terendah55(puncak energi Fe) dan tertinggi (puncak energi241sinar-g Am) masih dapat tereaeah dalam nomor-nomor saluran pacta MCA. Nomor saluran untuksetiap puncak energi ditentukan dengan metode"peak fitting " menggunakan perangkat lunak yangterdapat pacta MCA.

No

Tabell. Daftar radionuklida pemanear sinar-X/genergi rendah yang digunakandalam pereobaan.

lenis"Isotop

I. 57CQ

6.

55Fe

lenis,:'::~/;~>( ;~:;i)}~Jterg!.',.:,:££ i,ij~~k~,c.l,¥#!~~g§.;iRadiasi.[4],"'§Ji'!,Q<ev) [I] H"".",.' ,g[rijsi (%);:[Jj.,;H

(*). Pactatanggal 7 September 1994

c. KALIBRASI EFISIENSI

Untuk kalibrasi efisiensi, hanya digunakansomber radiasi yang telah diketahui aktivitasnyaseeara akurat dan mempunyai geometri yang sarna.Pacta percobaan ini digunakan somber-somberstandar yang dibuat khusus di Laboratorium

271,79hari 46,003

244,26 hari 4,2270

30,25 tahun 177,68

13,51tahun 12,750

432,7 tahun 34,152

2,74 tahun

Standardisasi PSPKR-BATAN untuk maksud57 65 137 152 241

tersebut yaitu Co, Zn, Cs, Eu dan Am.Somber-sombertersebut dibuat dengan penyanggasomber yang seragam, yaitu dengan mylar seteba!210 em /mg. Aktivitas somber-somber tersebut telah

ISSN 0216-3128 Susilo Widodo, dkk.

2.65Zn

3. 137Cs

I

4.

152Eu

I

5.I

241Am

sinar-X (K.2) 6,391 16,6sinar-X (K.,) 6,404 32,8sinarX (Kb) 7.06 6,63

sinar-g 14,41 9,14

sinar-X (Ka2) 8,028 11,5sinar-X (K.,) 8,048 22,6sinar-X () 8,90 4,61

sinar-X (Ka2) 31,817 1,99sinar-X (K.1) 32,194 3,68sinar-X (Kb) 36.5 1,34

sinar-X (Ka2) 39.522 21,0sinar-X (K.1) 40,118 38,0sinar-X (Kb) 45,5 14,8

sinar-X (LI) 11,9 0,86sinar-X (L.) 13,9 13,3

. sinar-X (Lib) 17,8 19,4sinar-X (La) 20,8 4,9

sinar-g 26,345 2,4sinar-g 59,537 35,9

sinar-X (Ka2) 5,888 8,2sinar-X (Ka,) 5,899 16,3sinar-X (Kb) 6,490 3,29

282 BukuIProsiding Pertemuan don Presentasi /lmiahPPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25Apri//996

ditentukan dengan metode spektrometri-g ataudengan sistem koinsisdensi 4px-g denganketidakpastian sekitar 2 -3 %.

Efisiensi detektor Si(Li) ditentukandengan mengukur luas puneak energi. kemudiandibagi dengan lama peneaeahan untuk mencnlukanharga N pacta persamaan ( 1). Pencacahandilakukan selama 3 x 600 detik. Penghitunganefisiensi dilakukan dengan melode "peak filling"menggunakan perangkat lunak yang terdapal pactaMCA. Nilai peluang emisi folan, Ip, untuk masing-masing sumber standar diambil daTireferensi [I].

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pacta Gambar 3 disajikan contoh hasilpengukuranspektrumenergi sinar-Xdari sumber55 241

Fe clan Am. Terlihat puncak energi Kal.2(5,899keY) clan Kb (6,490 keY) dapat terpisah denganbaik. Daya pisah energi akan semakin baik hilategangan bias detektor semakin tinggi sebagaimanaterlihat daTi hasil pengukuran FWHM denganvariasi tegangan bias yang disajikan pacta Gambar4. Pactategangan bias 300 Y puncak energi 5,899keY mempunyai FWHM sebesar 0,158 keY.

Gambar 5 memperlihatkan hasilpengukuran nomor saluran pada MCA untuk55 65sejumlah puncak energi dari sumber Fe, Zn,152 241

Eu clan Am. Dari Gambar 5 tersebut terlihatbahwa linieritas detektor Si(Li) masih sangat baik,dalam rentang energi antara 6 clan 60 keYdiperoleh koefisien korelasi yan mendekati 1.Oengan kurva kalibrasi energi ini dapatdiidentifikasi jenis isotop pemanear sinar-X/genergi rendah yang lain melalui penentuan Hornorsaluran puneak-puncak energinya.

Dari pereobaan pengukuran efisiensidetektor diperoleh data efisiensi dalam rentangenergi foton antara 6 clan60 keY yang tersaji pactaTabel 2 dun digambar dalam bentuk kurva sebagaifungsi energi yang tersaji pacta Gambar 6. Hargaketidakpastian pactalabel diperoleh dari persamaan(2). Ada sebuah data yang menyimpang cukup jauhdari kurva, meskipun telqh dilakukan pengukuranberualang-ulang, yaitu pacta puneak energi 20,80

241keY ( Am). Hal ini kemungkinan disebabkanoleh adanya puneak energi yang berdekatan yangeukup. mengganggu dalam perhitungan luaspuneak sebagaimana terlihat pacta spektrum energi241

Am pactaGambar 3.Selain karena pengaruh geometri sumber

clan detektor, efisiensi detektor juga dipengaruhi

oleh adanya atenuasi felon oleh udara setebal 5nun Uarak antara sumber clan detektor), bahan2mylar penyangga sumber (10 em Img) clankomponen dinding detektor. Oari kurva efisiensipacta Gambar 6 terlihat bahwa efisiensi deleklormcncapai maksimum di daerah energi antara 10clan 20 keY. Di daerah efisiensi maksimum iniseluruh foton yang meneapai daerah aktif delektorakan tereaeah. Dj bawah energi tersebut (antara 0clan 10 keY) efisiensi mempunyai keeenderunganmenurun. Menurunnya efisiensi di daerah lersebutdiperkirakan disebabkan oleh adanya atenuasifotOn oleh komponen detektor yang terdiri alasdinding detektor yang terbuat dari berylium,lapisan kontak Au dun lapisan mati (dead layer)kristal silikon. Disayangkan bahwa besar faktoratenuasi di daerah energi tersebut belum dapatdihitung secara akurat karena kurangnya datatentang koefisien atenuasi clan ketebatan untukbahan-bahan tersebut. Bila data koefisien atenuasiclan ketebalan bahan tersebut dapat diperoleh,maka dapat dihitung pula efisiensi detektor didaerah energi antara 0 clan 8 keY. OJ alas energi30 keY efisiensi detektor juga menurun. Pactaenergi yang relatif tinggi ini faktor atenuasi tidaklagi dominan. Oengan semakin tingginya energifoton, akan semakin banyak felon yang mampumenembus (penetrate) daerah aftif detektor yangmemangeukup tipis (kurang dari 3 nun) tanpaberinteraksi dengan detektor. Dengan demikianjumlah foton yang berinteraksi dengan detektorjuga semakin sedikit.

Dengan telah diperolehnya kurvaefisiensi, maka detektor Si(Li) tersebut dapatdimanfaatkan untuk pengukuran aktivitas zatradioaktif pemanear sinar-X/g energi rendah. Zatradioaktif tersebut harus dalam bentuk larutan yangdapat dieuplik sebagian, kemudian cuplikantersebut dipersiapkan dengan geometri yang miripdengan geometri sumber standar, yaitu dengan,penyangga mylar setebal 10 em-lIng. Karenaketidakpastian rata-rata datum penentuan efisiensidiperkirakan sebesar 4%, yang merupakankontribusi daTi ketidakpastian sumber standarsebesar 2 -3%, kesalahan aeak dalam penentuan

luas puneak 1%, clan ketidakpastian pacta datapeluang emisi felon sebesar 0,1 - 1%, makadiperkirakan akan dapat diperoleh harga aktivitassuatu euplikan dengan ketidakpastian kurang daTi5%. Ketidakpastian tersebut akan semakin keeilbila yang diukur adalah sumber radiasi denganpeluang emisi sinar-X yang besar.

Susilo Widodo, dkk. ISSN 0216-3128

Presiding Perlemuan don Presentasi JImiahPPNr-BATAN. rogyakarla 23-25 April /996 Buku / 283

Tabc! 2. Efisiensi detektor untuk rentang energi antara 6 clan60 keYpads jarak antara sumber clandetektor 5 mID.

KESIMPULAN

Dari percobaan ini dapat disimpulkansebagai berikut :

I. Daya pisah sistem detektor untuk sumber sinar-X 5sFepads jarak 5 mm dari pemmkaandetektor dapat mencapai 0.160 keY apabiladigunakan tegangan bias yang cukup tinggi (300 - 500 Y) clan konstanta pembentukan pulsapada penguat awal yang cukup panjang. sekitar6 -12IDS.

2. Linearitas detektor terhadap energi sangatbaik. terutama untuk rcntang cnergi antara 6 clan60 keY.

3. Telah' diperoleh kurva efisiensi detektor dalamrentang energi antara 6 clan60 keY yang dapatdimanfatkan sebagai altematif dalampengukuran aktivitas zat radioaktif pemancarsinar-X/g energi rendah. Detektor Si(Li) denganluas penampang 30 mm2 clan keteba1an 3 mmtersebut mempunyai efisiensi maksimum padsdaerah energi antara 10 clan 20 keY. Kurvaefisiensi masih dapat diperlebar ke arah energiyang lebih rendah apabila data koefisienatenuasi bahan clan ketebalan bahan telahdiperoleh,

ISSN 0216.3128 Susilo Widodo. dkk.

No Radionuklida Energi Efisiensi(keY) (10-3)

I 57CO 6,391 clan6,404 7,142 :!:3,1%

:2 57CO 7,060 7,566 :!:4,1%

3 65Zn 14,41 7,856 :!:3,5%

4 6SZn 8,028 dan 8,048 7,367 :!:3,7%

5 65Zn 8,900 7,595 :!:7,9%

6 I37Cs 31,817 clan32,194 4,447 :!:3,3%

7 . 137Cs 36,50 2,579 :!:8,4%

8 I52Eu 40,1 1,545 :!:4,2%

9 152Eu 45,50 1,213:!: 10,5%

10 wAm 11,90 7,927 :!:8,2%

11 241Am 13,90 .8,277 :!:2,8%

12 241Am 17,80 7,659 :!:2,9%

13 wAm 20,80 5,694:!:5,1%

14 241Am 26,35 7,219:!: 5,0%

15 wAm 59,54 0,825 :!:4,9%

28-1 Bllklll

Prasiding Pertemllan don Preseflfasi /lmioh

PPNY.BATAN. Yag)'akorto 23.)5 April 1996

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini dilakukan denganmenggunakan detcktor Si(Li) milik Pusdiklat-BATAN. Ucapan terima kasih disampaikan kepadaSdr. Holnizar dan Rosdiani yang telah membantudalam pembuatan sumber standar di LaboratoriumStandardisasi, PSPKR-BATAN.

DAFTAR rUST AKA :

I. DEBERTIN K. and HELMER R. G. :Gamma (md X-Ray Spectrometry lVitilSemiconductor Detectors. Elsevier SciencePublisher B.V., Amsterdam (1988).TSOULFANIDIS N. : Measurement andDetection Radiation. Mc Graw Hill, NewYork (1983).DEBERTIN K. Komunikasi pribadi (1984).LAGOUTINE F., COURSOL N. andLEGRAND J. : Table of Radionuclides.LMRI. Saclay (1979).. Si (Li) Detector System Series7300, Instruction Manual, Oxford.

2.

3.

4.5.

6.

-TANYAJAWAB

Rosidi- Apa yang menjadi latar belakang pemilihan

sinar X yang bertenaga rendah ? Mengapa tidakdari yang rendah sampai dengan yang tinggisekalian ?

- Apa tidak cukup I standar misal Eu 152 sebagaisumber tenaga multigamma untuk kalibrasi ?

- X-ray di PPNY dalam penggunaanlpengoperasian kadang-kadang puncak bigs geserdengan sendirinya bits waktu operasi agak lama,kira-kira disebabkan oleh spa ?

Susilo Widoso

- SitU) memang dikhususkan untllk energi

rendah, sedang untuk energi tinggi digunakanHP(Ge)

- /111kan )mt/lk spektrometri-y (energi J20 - /400

~e~)- ;C:obadilihat geome/ri sumbel' apakah soma ?I.Ketll/ldian gain amp/iflernya apakah stabi! ?

don juga mungkin perangka/ elektronik yanglain. .

Sudnrti

- Mengapa and a pilih spekt. sinar X untukpengukur aktivitas, apa keuntungannya apabiladibandingkan dengan spekt. Sonar y.

Susilo Widodo- Merupakan salah saW altematif disamping

spek. y- Dengan detektor Si(Li) kilO terhindar Juri

spektrum hamburan Compton yang kadang-kadang cukup mengganggu don juga cacahlataI' dari foton energi tinggi (/ihat teksmakalah)

- Ada beberapa isotop yang pancaran sinary nyasangat rendah "emission probabilitasnya ".

Bunawas

- Dari kalibrasi detektor Si(Li), apakah pemahdilakukan komparasi penentuan aktivitas Am-241 dengan detektor yang lain misalnya surfacebarrier.

- Berapa diameter sumber yang dipakai untukmengkalibrasi detektor Si(Li)?, karena efisiensidetektor juga bcrgantung pactageometri sumber.

Susilo Widodo- Belum pernah. hila akan di!akukan bukan

dengan "surface barrier" tetapi denganspektrometri y

- Diameter sumber sekitar -I -6 mm don dibuat

seragam dengan meneteskan catanac padapenyangga sumber sebelum diteteskan larutanstandar-nya

Wantana- Mohon penjelasan untuk menentukan jarak

geometri detektor dengan sumber standar pacta

waktu mengkalibrasi effisiensi detektor.

- Angka 0,16 KeV untuk FWHM adalah cukupbaik. Terus sampai daerah berapa FWHMmenunjukkan tidak baik dan apaaa pengaruhterhadap cacah? mohon penjelasan.

SusiloWidodo- Jarak derek/or - sllmber ditentllkan dengan

mencoba-coba sambi! dioptimasi efisiensi yangdiharapkan serlo FWHM yang masih bisadilOlerir.

- Memang ini keunggulan deteklOr Si(Li).jawaban yang lain/ihat leks makalah.

"'u_,,- U/:AnA" liL-L- ISSN0216-3128

285

AAdianto, 93A. Djaloeis Prof. Dr., viiiAchmad Arslan,Agus baskoro, 266Agus Purwadi, 63Agus Santoso, 43Agus Taftazani, 238Akhmad Zaenuri, 28Amir Hamzah, 209Andika Fajar, 126Anwar Budianto, 82Ari Handayani, 116

BBambang Prambudi, 116Bambang Soemarsono, 171Budi Santoso, 121

cDarsono, 98Dewita Soepardi, 247Djasiman, 76Djen Djen Djainal, ]37Djoko Irianto, Ign., 144Djoko S. Pudjorahardjo, 76

EEdi Trijono Budisantoso, 151Elin Nuraini, 57Enni Juita, 278

GGatot Wurdiyanto, 253Gunawan, 126

IIrianto, 98Ita Budi Radiyanti, ]94

JJeverson Napitupulu, 171

KKasiyo. 21

Buku I

LLely Susita, 50

MM.Rifai Muslich, 126

Ma'sum Ischaq, 180Martoyo, 57Masayosi Tamaki, 121Mudjilan,161

NNazaroh, 278

pPinem S., 209Prajitno, 238Prasuad, 126Pudji Untoro, 104

SSahala Lumbanraja, 216Salman S. , 171Sardjono Yohannes, 161Sar.vo D. Danupoyo, 166Setiyanto, 187Sigit, 57Sigit Hariyanto, 87Sigit Haryanto, 82Sri Mulyono Atmojo, 72Sri Sulamdari, 37Subarkah, 82Sudarti Siswohartoyo, 247'Sudiyanto, 233Sudjatmoko, 8, 32, 37, 50Suhono, 161Sunardi, 28Supardjono Mudjiman, 1,8,50Suprapto, 43Suratman, 266Surian P., 194Suryadi, 28Susilo Widodo, 278Sutadji Sugiarto, 32Suyamto, 132Syamsa Ardisasmita, 223Syarip,180

...

Pro!iding Pertemuan don Pre!elllas/ 11m/air

PPNY-BATAN. Yogyakarla 23-25 April/996

TTjipto Sujitno, 1, 8, 50Tochrul Binowo, 76Tono Wibowo, 260Tri Harjanto, 72Tri Mardji Atmono, 108

WWiddi Usada, 21WlIryanto, 116

yYunanto, 260Yusuf,238

'\~ ..'

Oaftarisi ISSN 0216-3128