Makalah Pengukuran Energi dan Interaksi Sinar Gamma dengan Materi (Fisika Inti) (Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Terstruktur Mata KuliahFisika Inti) Dosen Pengampu Diah Mulhayanti, M.Pd Di susun: Nisa Nurnisa (1209207056) Rita Rosdinawati (1209207065) Taufik Awaludin (1209207079) Toyah (1209207080) Umi Nurarfah(1209207082) Wulan Dewi A.(1209207084) Yani Mulyani(1209207085) Prodi Pendidikan Fisika / Kelas B Fakultas Tarbiyah Dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung 2011-2012 KATA PENGANTAR` Alhamdulilah segala Puji bagi Allah seru sekalian alam yang telah memberikan kemudahankepadapenulis,hinggamakalahinidapatterselesaikandenganbaik,tepat padawaktunya.Berkattaufiq-Nyasematapenulisdapatmenyelesaikanmakalahini, Allah pernah berfirman dalamQ.S Huud: 88 _ 4`4 EO1gO> )*.) _ gO^OU4N eU-4O>gO^O)4 CU1g^q ^gg 88..dantidakadataufikbagikumelainkandengan(pertolongan)Allah. hanya kepada Allah aku bertawakkal dan hanya kepada-Nya-lah aku kembali. AdapuntujuanpenulisanmakalahiniadalahuntukmemenuhitugasMata KuliahTeknologiinformasidanKomunikasiPendidikan,denganjudulPenggunaan Anatessebagaialatmempermudahpenjabaranpenelitian.Denganmembuattugasini penulis berharap, lebih bisa memahami dan memakai teknologi informatikasebagai alat untuk membantu proses pembelajaran serta meningkatkan kualitas pendidikan. Penulis menyadari, tak ada gading yang tak retak. Sebagai seorang pembelajar yang masih dalam proses pembelajaran, makalah ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, penulissangat mengharapkankritik dansaranyang bersifat membangun dari semua pihak, demi kebaikan bersama di masa yang akan datang. Apabila ada salah seorang diantara kalian mempunyai bahan nasehat kepada temannya, maka hendaklah disampaikan (HR. Ibnu Adiy) _. up) CjOq )EEU;e"- 4` euC4-c-^gg 88..akutidakbermaksudkecuali(mendatangkan)perbaikanselamaaku masih berkesanggupan. .(QS. Huud[11]:88) DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................. 1 BAB II PEMBAHASANA.Penyerapan Sinar Gamma oleh Materi (Hasil Eksperimen)2 B.Penyerapan Sinar Gamma oleh Materi (Teori)6 C.Interaksi Sinar Gamma oleh Materi8 D.Fotolistrik 12 E.Hamburan Compton 14 F.Produksi Pasangan16 G.Pengukuran Energy Gamma19 BAB IIIPENUTUP ......................................................................................................24 DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................25 PENDAHULUAN Emisisinargammadianggaphanyasebagaisaranasehinggaintibisa lewatdarikeadaantereksitasikekeadaanyangtidaktereksitasi.Studitentang partikelgammatergantungpadakemampuanuntukmengukurenergidarisinar gamma dengan presisi tinggi, akan tetapi untuk mengukur energi partikel berbeda dengan pengukuran energy untuk partikel bermuatan. Karena sinar gamma berupa radiasi elektromagnetik dan tidak memiliki muatan listrik,sehingga sinar gamma tidakdapatdibelokkanolehmedanmagnetataulistrik.Akibatnya,pengukuran langsungdarienergisinargammatidakmungkinmenggunakanspektrometer magnetik.Mekanismepenyerapansinargammaolehmaterijugaberbedadari partikelbermuatan,halninidapatditunjukanberdasarkantingkatdayatembus sinargammayangtinggi.Karenasifatdarisinargammatersebut,makaharus dilakukananaliisiterhadapinteraksiantarasinargammadanmateri.Setelah dilakukananlisiterhadapinteraksisinargammadanpartikelmakakitadapat menetukanmetodeyangtepatuntukmengukurenergisinargamma.Dengan demikian partikel gamma dapat dipelajari. A.Penyerapan sinar gamma dengan materi: data eksperimenSifatdasardaripenyerapansinargammaditunjukkandalam penurunaneksponensialintensitasradiasisebagaiberkashomogensinar gammayangmelewatipotongantipisdarimateri.Ketikaseberkassinar gammadenganintensitasImenembuspadasuatulempengandengan ketebalanx,perubahanintensitasbberkassinarsaatmelewatilempengan sebanding dengan ketebalan dan intensitasnya. . I I x A = A (1) Dimanakonstandisebutkoefisienpenyerapan.Jikasemuafotonsinar gammamemilikienergiyangsama,tidaktergantungdarix,danintegrasi Persamaan. (1) menghasilkan0xIeI = (2) Persamaan(2)memberikanintensitasradiasiIsetelahberkasawalI0telah dilalui ketebalan x dari bahan tertentu. Intensitas - dapat ditulisI Bhv =(3). dimanaBadalahjumlahfotonyangmelintasisatuanluasdalamsatuan waktu,danhvadalahenergiperfoton,Bseringdisebutflux,yang didefinisikansebagaijumlahfotonpersentimeterpersegiperdetik,danI adalah fluks energi yang sesuai. Persamaan (15-2) maka dapat ditulis0xBeB = (4) Gambar1.Skemadarialatyangdigunakanuntukpengukurandaritotal koefisien penyerapan sinar gammaPersamaanyangmenjelaskanpenyerapansinargammadansinar-xsama, karenakeduanyaberjenissinarradiasielektromagnetik.Bahkan,tidak mungkin untuk membedakan antara sifat sinar-gamma dan sinar-x, karena tidakadaperbedaandiantaranya.Istilahsinargammadansinar-x digunakan untuk membedakan sumber sinar; sinar gamma datang dari inti, sedangkan sinar-x dari radiasi energi tinggi yang dihasilkan dari lompatan elektronextranucleardalamatom,ataudiproduksiolehsumberbuatan sepertitabungCoolidgeatausebuahbetatron.Pembahasanpenyerapan dalambagianiniberlakuuntuksinargammadansinar-XHalini diperlukan untuk mendefinisikan dengan tepat kondisi di mana Persamaan (l), (2), dan (3) valid. Kondisi adalah : (1)berkassinargammamonoenergetic,yakniberkasnyabersifat homogen,(2)berkassinaryangterbentukberpasangansehinggamembentuksudut yang kecil(3) penyerap adalah ". Tipis" Pengaturaneksperimentaluntukmempelajaripenurunanintensitasdari sinar gamma pada kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1. Pengaturan ini menghasilkannberkassinarberpasangan.DalamgambarTimbal digunakansebagaipenghalanguntukmenyekatruang,menjadibeberapa ruangyangsempit,sehinggaberpasangan.Penghitungdigunakanuntuk mendeteksisinargammayangdikelilingiolehperisaitimbaluntuk menyerapsinargammaasingdanelektronyangtersebarkedalamnya sehinggadapatdihitung.Dalamsebuahpercobaan"geometri",foton dikeluarkandariberkassinarbaikdenganpenyerapanataudengan hamburan .Sebuah foton yang mengalami tabrakan hamburan dengan atom dalamlempenganpenyerapdapatdibelokkan,sehinggatidakmencapai detektor dan hilang dari berkas sinar. Sehinggaseolah-olah telah diserap. Penurunanintensitasberkasketikamelewatilempenganadalahukuran dari efek gabungan dari penyerapan langsung dan defleksi. Penyerapan ini sering digunakan sebagai Istilah penurunan. Gambar 2 Validitas Pers. (2) dan (3) dapat ditunjukkan oleh eksperimen "geometri". HasilpercobaandiberikanpadaGambar2;.Penyerapadalahtimah,dan sumbernyaadalahZn65,yangmemancarkansinargammadenganenergi 1,14 MeV. Ketika transmisi pecahan diplot pada skala logaritmik terhadap ketebalanpenyerappadaskalalinier,hasilnyaadalahgarislurussesuai denganpersamaan.Kemiringangarismemberinilai(cm-1)=0,7068 0,0051.Banyakpembulatannilaieksperimenldarikoefisienpenyerapan yangtelahdibuatdengancarainidantelahditemukanbahwanilai koefisienabsorpsitergantungpadasifatpenyerapdanpadaenergiawal sinar-gamma.BeberapanilaiyangdiperoleholehDavissondanEvans 'tercantum di kolom ketiga Tabel 1 Jelaslah bahwa untuk elemen tertentu, koefisienabsorpsimenurunkarenaenergidarisinargammameningkat.. Nilai juga bervariasi dari elemen ke elemen dan secara umum, nilai-nilai teoritis yang lebih besar untuk unsur berat daripada elemen cahaya.ketebalanXdapatdinyatakandalamcmataugm/cm2.Besarxharus berdimensi,dapatdinyatakandalamcm-1 ataucm2/gm.ketebalan penyerapdinyatakandalamatom/cm2atauelectrons/cm2bukandalam gm/cm2;koefisienabsorpsidinyatakandalamcm2/atomatau cm2/electron.Koefisienpenyerapanbiasanyadinotasikandengansaat dalam cm-1, atau dengan / saatcm2/gm, oleh, e untuk cm2/electron, dan a untuk cm2/atom. Dalam hal, e dan. a, koefisien lainnya adalaheZo =(5) eZ NNA Ao | |= = |\ .(6) eZ NNA Ao | |= = |\ .(7) dimanaZadalahnomoratom,Aadalahmassaatom,Nadalahbilangan Avogadro,danadalahdensitasgm/cm3.DalamPersamaan.(7),produk N/A.Zadalahjumlahelectrons/cm3penyerapdan,karena, ememiliki unitcm2/electron,keluardalamcm-1.Koefisien. amemilikiunit cm2/atom,danbiladikalikandenganN/A,jumlahatom/cm3,hasilnya adalahdalamcm-1lagi.Koefisien. edan. aseringdisebut"cross section per electron " dan cross section per atom,penurunan sinar gamma juga dapat dinyatakan dalam jumlah yang disebut setengahketebalan,yaituketebalanpenyerapdibutuhkanuntuk mengurangi intensitas setengah nilai awalnya. Persamaan (2) dapat ditulis dalam bentuk logaritma0log 0, 4343IxI| | = |\ .(8) Ketika012II = Dan121log 0, 43432x | | = |\ . 0, 69312x =(9) Tabel 1. Pengukuran Beberapa Koefisien Penyerapan Sinar Gamma dimanax1/2adalahsetengahketebalan.PadacontohGambar.2,setengah ketebalan timbal untuk 1,14 MeV sinar gamma adalah 0,98 cm.Aturanpokokdapatdigunakansecaralangsungberdasarkankoefisien penyerapan.DalamPers.(6)dan(7),rasioZ/Aberubahsangatlambat denganmeningkatnyaZdan,sepertiakanditunjukkankemudian,", e kuranglebihsamauntuksemuaelemendidaerahenergitertentu.Oleh karena itu, koefisien penyerapan menunjukkan variasi terkecil dari elemen ke elemen ketika dinyatakan sebagai, e atau /. Dari Persamaan. (9), ( ) 120, 693x=(10)

dan,karena/bervariasiperlahandenganZ,produk(x1/2)juga bervariasiperlahandarielemenkeelemen.Sehinggasemakinbesar densitasdaribahantertentuuntukmengurangiintensitassinargamma sampaibatastertentu.Untukalasanini,logamberatsepertibesi, digunakanuntukmelindungidarisinargammadansinarx.Kehadiran perkiraan/dan(x1/2)berartibobotbahanyangberbedayang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas radiasi oleh fraksi tertentu sangat hampirsama.Tapiuntukkepadatanlebihtinggi,volume,dankarenanya ketebalan, akan lebih kecil daripada bahan dengan densitas rendah.B.Penyerapan sinar gamma dengan materi: Teori Menurutteori,besarkoefisienpenyerapan oataudapatdiperoleh dari nilai-nilai koefisien parsial yang diberikan oleh tabel 2, 3, dan 4 dan dari grafik data tersebut. Berdasarkan Prosedur berikut: 1.Nilai o/Z5n untuknilaiyangberbedabagisetiapnditemukandaritabel 15-2ataudarigrafik.Nilaipenampangfotolistrikperatom odiperoleh pada mengalikan dengan Z5n 2.Nilai hamburan Compton per atom o diperoleh dari data pada Tabel 15-3 denganmengalikannilai eolehZ.Nilai ok/diperolehdaritabel15-4 atau Gbr.15-6 untuk nilai yang sama dari n (= 1 / ) yang digunakan dalam dualangkahpertama,dandikalikandengan=5,796x10-28Z2untuk memberikan sepasang produksi penampang per atom ok. Koefisien penyerapan total per oatom ini kemudian ( )NAo o ot o k = + + (11) Penyerapan massa koefisien / adalah ( )NAo o ot o k = + + (12) Koefisien Penyerapan adalah ( )NAo o o t o k = + +(13) Tabelnilaidari o, o, ok,dan odisusunolehDavissondanEvansuntuk 24 unsur mulai dari hidrogen (Z = 1) dan untuk bismut (Z = 83). Nilai-nilai unsuretersebut,untuktimbaltercantumdalamTabel5bersama-samadengan nilai-nilai / dan . Nilai penampang per atom adalah 10-24 cm2 / atom. Massa penyerapankoefisien/(cm2/gm)yangtercantumdalamtabel15-6untuk empat peredam umum digunakan (air, alumunium, besi dan timah). Penyerapan total dan parsial penampang per sentimeter untuk timbal diplot pada Gambar. 15-7, dan fitur umum dari penyerapan sinar- dapat dilihat dengan mempertimbangkan kurva ini. Pada tingkat energi dasar, penyerapan fotoelektron lebihbanyak,tetapipenyerapantersebutmenurundengancepatseiringdengan naiknyaenergi.Disebabkanmenurunnyapenyerapan,penurunanefekCompton menjadi relatif lebih penting untuk dianalisis, sampai kedua efek ( potolistrik dan Compton) memilki energy yang sama sekitar 0,5 MeV. Pada energi kurang dari 1 MeV sebagian besar redaman disebabkan oleh efek Compton. Tabel 2 NILAI DARI KOEFISIEN SERAPAN untuk Timbal EnergiFoton, Mev FotolistrikCompton Pasangan Pembentukan Total Koefisien Per Cm, , Cm-1 Koefisien Massa 0,1022178240,18182259,95,30 0,127798538,01102333,62,97 0,170346535,0450016,41,45 0,255416130,701926,310,558 0,340575,727,63103,33,390,300 0,408647,825,7473,52,420,214 0,510827,723,5051,21,680,149 0,681114,520,7335,21,160,102 1,0226,1317,1423,450,7710,0682 1,36238614,810,194818,870,6200,0549 1.53313,910,3313 2,0432,0811,861,24715,190,4990,0442 2,633 3,0659,3133,507 4,0860,8697,7615,65114,280,4690,0415 5,1080,6756,6987,56014,930,4910,0434 6,1305,9179,119 10,220,3164,11514,0418,470,6070,0537 15,320,2063,04218,0021,250,6980,0618 25,540,1222,04423,2425,410,8350,0739 Gambar 3 Tabel 3. Koefesien Massa Absorbsi Energy Foton Mev AIRALUMUNIUMBESITIMAH 0,10,1670,1600,3425,29 0,150,1490,1330,1821,84 0,20,1360,1200,1380,895 0,30,1180,1030,1060,335 0,40,1060,09220,09180,208 0,50,09670,08400,08280,145 0,60,08940,07770,07610,114 0,80,07860,06820,06680,0837 1,00,07060,06140.05950,0683 Penyerapanpadasaatpembentukanpasangandimulaiketikaenerginya sekitar 1 MeV dan akan terus meningkatkan semantara efek lain menurun, hingga mencapaienergitertinggimakapenyerapanpadaproduksipasanganhampir terpenuhiseluruhnya.JikadibandingkanKurvaantarakoefisientotalpenyerapan danenergy,keduakuramemilikienergyminimaldimanaefekComptondan produksipasanganmenjadisebanding.Sementarakarakteristikyangmenonjol dari kurva penyerapan untuk semua elemen, yakni energi khusus pada satu proses atau proses lainnya penting untuk bervariasi dari elemen ke elemen. Tabel berikut menunjukkankisaranenergidimanaberbagaiefekmemberikankontribusi terbesarmerekadalamelemenringan(alumunium)dandalamelemenberat (timbal). Gambar 4 Efek FotolistrikEfek ComptonPasangan Pembentukan Alumunium< 0.05 Mev0.05 15 Mev> 15 Mev Lead< 0.5 Mev0.5 - 5 Mev> 5 Mev Variasi koefisien penyerapan vs kurvaenergi dari elemen ke elemen ditunjukkan oleh kurva untuk timah alumunium, tembaga, dan timah pada Gambar. 6. Metodepalingsederhanauntukmengujiteoripenyerapansinar-adalah dengan mengukur penyerapan koefisien total dengan metodeyang dibahas dalam Bagian1.Meskipunpengukuransemacaminipadadasarnyasederhana,hasil eksperimentergantungpadapengetahuantentangenergidarifotonyang dipancarkanolehsumber,padakemurnianpenyerap,danpadabanyakrincian eksperimenlain.Produksiradionuklidabuatantelahmemberikansumber monoenergetik-raydenganenergidalamkisaran0,5-2,8MeV,dan monoenergetiksinar-sinarenergiyanglebihtinggitelahdiperolehsebagai produkdarireaksinuklir.Telahditemukanbahwapadarentangenergidari0,1 MeVsampai6MeVnilai-nilaiteoritisdariefekfotolistrik,efekComptondan produksipasangan,beradadalamperjanjianbaikdengansejumlahbesarelemen dalamtabelperiodikdarikarbonuntukmemimpin.Perbandingansebagianteori dan eksperimen diberikan dalam Tabel 1. Koefisienpenyerapanparsialjugatelahdiukursecaraeksperimen, meskipunpengukuransemacaminilebihsulit,dankarenanyakurangluas, dibandingkandengankoefisienpenyerapantotal.Teoriefekindividutelah ditemukanuntukmemberikanpenampangataukoefisienpenyerapanparsial dalamperjanjiandenganhasileksperimen.Dengandemikian,teoripenyerapan fotolistrik,Klein-NishinaformulauntukefekCompton,danteoripembentukan pasangan semuanya telah ditunjukkan untuk memprediksi hasil yang benar. Teori proses-prosesdanverifikasieksperimentaldiperlakukansecararincidalambuku Heitler, The Teori Kuantum Radiasi. (3) C.Interaksi Sinar Gamma dengan Materi Interaksi sinargamma dengan materi jelas berbeda dengan interaksi partikel-partikelbermuatansepertipartikelalfadanbeta.Perbedaanterlihat jelasdaridayatembussinargammadalamhokumpenyerapan.Sinargamma dansinarxkeduanyamerupakanradiasicahayaelektromagnetik,yang memberikankarakteristikdalambentukeksponenuntukpenyerapanmateri, sehingga dalam suatu rentang tertentu tidak dapat dipastikan letak kedudukan partikeltersebut.Muatanpertikel,khususnyapartikelbesar,akankehilangan energyyangcukupbesarketikabetumbukandenganelectronatom.Energy tersebut hilang disetiap tahap, dan patikel berangsur-angsur berkurang hingga semuanyahabisdanterserap.sinargammaterbentukdariprosespenyerapan, dimana sebagian photon akan menghilang atau menghambur keluar sinar.Salahsatuperistiwayangdapatmenjelaskanabsorbsigammadapat dilihat dari peritiwa-peristiwa sebagai berikut: -Fotoelektrik -Hamburan Compton oleh electron dalam atom -Produksipasangan,sebagaihasilinteraksiantarasinargammadengan medan listrik nucleus Mekanikakuantumdapatmenjadisolusiuntukmendapatkanpersamaan peluanguntuksetiapprosesataukeadaanselainitumekanikakuantumdapat menemukannilaikoefisienabsorbsi.Nilaiabsorbsitotalditunjukkanoleh persamaan1dan2,ringkasnyanilaikoefisienuntuksetiapprosesberbeda. Masalahselanjutnyayaitukenyataanbahwakoefisienabsorbsibergantung padaenergyyangdiserappadasetiappenyerapanmateri.Konskuensinya absorbssinargammatidakdapatdigambarkanhanyadengansatupersamaan atauhanyamenggunakankurvaenergy.Akantetapisetiapbagianharus disilang atau koefisien absorbsinya harus berbentuk fungsi energi untuk setiap bendaataudapatpuladenganmenetapkankurvayangsesuaidengannilai koefisien absorbsi total sepertiyang telah diberikan untuk setiap benda, maka akan diperoleh: ( ) ( ) ( ) ( ) E E E E t o k = + +(14) Dimanao,t,menunjukanfotolistrik,Comptondankoefisienproduksi pasangan.Secaraberturut-turutsetiapkoefisienabsorbsitersebutmemiliki hubungansilangyangsesuaiuntuksetiapbagiansepertiyangditunjukkan olehpersamaan7.Dalampembahasanselanjutnyapersamaanuntukbagian silangdalamketigaprosesditunjukkanakanditulis,didiskusikandan diilustrasikan dengan table dan kurva. Dalam proses fotolistrik, seluruh enrgi hf dalamsetiap perpindahan fotonke ikatan-ikatan electron ketika keluar dari atom memiliki energy kinetic T=hf-I , denganIsebagaidayapotensialionisasielektron.Elektronmungkinakan dikeluarkan dari absorber atau jika absorber tidak cukup besar dan kuat, secara langsung electron akan diserap kembali dikarenakan jarak penyususn zat padat yangsangatrapat.Energyfotonyangrendahuntukaluminiumdibawah50 kevdan500kevuntukenergytimah.Efekfotolistrikmemberikontribusi sebagai solusi untuk mendapatkankoefisien absorbsi. Kenaikanenergyradiasi,dalamhamburanComptonmenggantikanefek fotolistriksebagaisolusitunggalkoefisienabsorbsuntukperpindahan electron. Dalam hamburan Compton peristiwa hamburan foton oleh salah satu electron dalam atomyang kemudian memisahkan diri dari atom.Perpindahan fotonmembentuksudutyangdibentukdariarahoriginaldanenergy terendahnya. Perubahan arah menunjukkan hilangnya foton dari sinar gamma. HamburanComptonmembrikankontribusiuntukkoefisienabsorbsmateri dengantingkatenergyantara50kevsampai15Mevuntukaluminium, sedangkanuntuktimah0.5-5mev.Dalamrentangenergytersebut,energy padaperistiwasinargammalebihbesardaripadaenergyikatelectrondalam atom.Proseshamburanfotonmwnjadielectronbebas,semenjakituelectron-elektrondalamatomberhamburansatu-satu.KoefisienhamburanCompton sebanding dengan besar nilai nomer atom Z. Ketikamemperolehenergyyangcukup,efekfotolistrimmaupunhamburan Compton menjadi tidak penting jika dibandingkan dengan produksi pasangan. Dalamprosesselanjutnya,ketikaberadadalammedanlistriknuklesdalam atom, sinar gamma kehilangan sedikit energykemudian electron dan positron terbentuk.Energytotalproduksipasangansamadenganenrgihfpada peristiwa sinar gamma, energy kinetic pasangan : 202 T hv m c = (15) Jikaloncatankecilnucleusdiabaikan.Untuksetiapproduksipasanganyang terjadi,energyhfharuslebihbesardari

atau1.02Mev.Produksi pasangan tidak dapat terjadi jika energy hf kurang dari

, karena jumlah energy yang dibutuhkan untuk mensuplai sisa energy dari dua partikel. Setiap partikelyangberpasanganmimilikimuatanyangberlawanansehinggaharus dibentuk, jika harganya kekal. Energy foton lebih besar daripada 5 Mev untuk timahdengan15mevuntukaluminium.Peluangproduksipasanganlebih besar dibanding dengan hamburan Compton dengan kenaikan energy. Tambahanuntuk3efekyangtelahdijelaskandiatas,terdapatbeberapaefek tambahan yang memberikan kontribusi untuk perpindahan sinar gamma. Yang palingpentingdarisemuanyaadalahsalingberkaitannyasatulubangatom ataumolekulyangmanaadabeberapapersentambahanuntukkoefisien absorbsinomoratomzbendasepertidalamhukumtingkatenergisinar gamma.Selainituadabeberapaefekyangdapatpulamenjelaskansinar gamma, yaitu:-efek fofolistrik nuklir, dengan energy yang besar ketika neutron keluar dari nucleus.-Hamburan Thomson dan Compton oleh nuklir lebih baik daripada oleh electron D.FOTOLISTRIK Rumusuntukpeluangsuatuelectrondenganenergihvakanmengalami penyerapanphotoelektrikdiperolehdengancaramekanikakuantum.Beberapa perbedaanrumusharusbisadigunakanjikapeluang,koefisienpenyerapan diketahui,dengancakupanenergifotondiatas0.1Mevsampai5atau10Mev. Alasaninidigunakankarenabanyakasumsiyangberbedatentang cakupan/rentangenergidalamrangkamempermudahpenyelesaianperhitungan yangrumit/sulit.Halutamayangmempengaruhikoefisienpenyerapandarialat isap yaitu nomor atom dan energi foton, semua itu bisa ditunjukkan dengan rumus yangsederhana.Jikaenergifotontidakmencukupi/kecilmakaefekrelativistic tidakmempengaruhi,tetapijikaenergifotoncukupbesar,makaenergiikat electrondiabaikan.Perkalianbagianperatom

untukpenyerapanphotoelektrik yaitu: 742 25 0014 2137m cZhvot || || |= ||\ .\ .(16) Dimana2225 20 2086, 651 103ecmm ct|| |= = |\ .(17) Pada persamaan (16), hv adalah energi foton peristiwa, moc2 adalah energi gerak darielektron,danZadalahnomoratom.0merupakanvariabelpengaliuntuk mengukurenergiterendahdarifotonuntukmelepaskanelectrondalamkeadaan diam.Inimerupakanbagiandarihamburan,yangdisebuthamburanThomson. Persamaan(3)hanyadigunakanuntukpelepasanelectrondarisuatuatomdari kulitKyangdipengaruhi80%dariefekdariphoelectric.Yangpaling mempengaruhidari

yaitunomoratomdanenergifoton.

berbandinglurus dengan Z5 dan berbanding terbalik dengan (hv)7/2.Pengaruh dari Z5 yaitu untuk memberikan energi foton, proses penyerapan photoelektriksangatberpengaruhpadalogam-logamberatsepertialumunium dibandingkan dengan cahaya. Pengaruh energiyang dibebaskan pada suatu unsur tertentulebihbesardibandingkandenganbesarenergipadacahaya.Halini menunjukkanbahwabatasanterendahenergifotonpadaefekphotoelektrikoleh unsur berat sangat berpengaruh.Pada kebanyakan rumus yang telah berlaku, ketergantungan dari pada Z danhv,samahalnyaterlihatpadapersamaan(16).Eksponenmemberikan pemahamanyanglebihbaikdalammenjelaskanpeningkatanenergipadasinar gammadenganrentangantara4dan5untukenergidiatas0.35Mev,4.5pada 1.13Mevdan4.6pada2.62Mev.Ketergantungandaripadaenergidarisinar gammatidakdapatdijelaskandenganhokumyangsederhana. menyusut dengancepatdenganpeningkatanenergikira-kiraseperti(hv)-3 untukenergi kurang dari 0.5 Mev, dan (hv)-1 untuk energiyang lebih besar dari 0.5Mev. Nilai yangdiperolehditampilkandalamtable2untukmempermudahdalam penggunaan. Tabel 4. Efek Fotolistrik Nilai /Z5n dalam unit 1032cm2

Gambar 5 Daftarnilaikuantitasdari /Z5n,dimananadalahrasiom0c2/hv.Nilain meningkatsesuaidenganpenurunenergisinargamma.Untukpartikelpenyerap tertentu,nilaidari ,diperolehdariperbedaanenergisinargamma,petunjuk pertamapadatableyaituZ5=(82)5,kemudianselanjutnyadisesuaikandengan nilai dari n. Kurva untuk alumunium (Z = 13), besi (Z = 26),timah (Z = 50),dan pimpin (Z = 82) di tunjukkan padagambar 15-3. Nilai /Z5n ditulis pada daftar tabledalamsatuan10-32 cm2.Nilaidariuntukenergidannomoratomselain yangterdapatpadatebeldapatdiperolehdenganmembuatkurvayangsesuai denganyangdiinginkandaninterpolasi.NilaiuntukZ=0meliputiinterpolasi untuk unsur dengan Z< 13. E.HAMBURAN COMPTON EnergiyanghilangdarisatufotondalamprosesefekComptondapatdi lihat dari persamaan .( )001 coshm c | A= = Dan begitu juga untuk perubahan panjang gelombang dari foton, yaitu: 00(1 cos )hm c | = (18) Padapersamaan(18),0adalahpanjanggelombangfotonsebelum tumbukan.adalahpanjanggelombangsetelahtumbukan,danadalah sudutantaraawaldanahirarahfoton.Dimana=c/v,makapersamaan (18) dapat ditulis: 0 0(1 cos )c c hv v m c| = Atau 20 01 1(1 cos )hv v m c| = Dari kedua persamaan di atas, maka persamaan terakhir yang dihasilkan: 20 011(1 cos )vhv m c|=+ Jikapersamaandiatasyangsebelahkanandikalikanolehv0,dankedua ruas kiri kanan dikalikan dengan h, maka diperoleh hasil: 00201 (1 cos )hvhvhvm c|=+ (19) Persamaan (15 16) menjelaskan energi dari foton yang berkaitan dengan energiawaldansudutyangdihasilkansetelahhamburan.Elektron mempunyai energi kinetic yaitu: 0020020(1 cos ) =1 (1 cos )T hv hvhvm chvm c||= + (20) Energi kinetic elektron dapat bernilai maksimum ketika cos = -1 atau = 180, dan foton disebar secara langsung mundur. Energi elektron dalam hal ini, yaitu: 0max20012hvTm chv=| |+ |\ .(21) Elektronmendapatkanenergipalingsedikitpadasatutumbukandimana foton bergerak dengan frekuensi pada arah maju, dan elektron dikeluarkan denganpercepatanmendekatinoldantegaklurusdenganarahfoton.PembahasanlebihjauhdapatdijelaskanpadaprosesHamburanCompton tunggal.AkibatdariefekComptonpadapartikel,perlumenghitung peluangsuatukejadianpadaproseshamburantersebut.Peluangini dihitungdengandasarmekanikakuantumrelativistikolehKleindan Nishina.Walaurincianteoriterlihatrumitatausulit,hasilakhirdapat dijelaskandenganrumussecaralangsungsehinggadalamperhitungan sangat mudah.Satu rumus diperoleh dari perkalian per elektron e untuk perubahan dari foton pada kejadian hamburan tersebut:( )( ) ( )( )0 2 22 11 1 1 1 33ln 1 2 ln 1 241 2 21 2eoo oo | o oo o o oo +(+ + = + + + `(++ ) (22) dimana nilai 020hvm co =(23) dan

diberikanolehpersamaan(17).KetikaedikalikanolehN(Z /A), hasil koefisien penyerap Compton(cm-1), adalah ( )1 eZcm NAo o=(24) Koefisienadalah satu ukuran dari peluang foton yang berhambur keluar dari berkaspercentimeterdarialatisap,berkassinarpadaawalnyahomogen, adalahnilaiperubahanenergytotalyangdiserappercmabsorber.Perlu diketahuibahwabaikenergiyangdihasilkanolehhamburanfotonmaupun besarenergiyangdiserapabsorber,energytersebutdisebabkanolehloncatan electron.Jumlahiniditunjukkandenganduakuantitasyangditandakanoleh e o dan e o. Terdahulu, e o disebut "Panampang-lintang hamburan Compton per elektron untuk energi dari hamburan foton." Ini diberikan oleh: ( )( )( )( ) ( )228 0 2 3 322 1 2 2 13 1 8ln 1 281 2 3 1 2eo o ooo | ooo o o (+ ( = + + ++ +( (25) Kuantitas e oadalah"Comptonmenyeberangielektronuntuktiapenergi yang diserap." Koefisien e adalah penjumlahan dari e o dan e o: 8 e e e oo o o = +(26) Sehinggaketika edan e odiketahui,maka e odapatdiperolehdari pengurangan. Dianalogikan dengan persamaan (15 21). 8 8 eeZNAZNAo oo oo o==(27) Sehingga, penjumlahan terahir yaitu: 8 oo o o = +(28) tunjukkanbagaimanatotalkoefisienComptondipecahkedalamsatu koefisienuntukenergiyangmenyebarkeluarberkasdansatukoefisien untukenergiyangsingkirkanolehlompatanbalikelektron.Elektron, karenaakibattersebutdenganjangkasangatpendek,makasering tercernadanenergimerekatampakpadabentuklainyaitupanas.Pada beberapa masalah praktis ini perlu untuk mengetahui berapa banyak panas yangdihasilkansebagaihasilatenuasidarisatupalangdarisinaruntuk lulusmelaluisatualatisaptertentu.KontribusidariHamburanCompton kepanasinidapatdiperolehketika e odiketahuiuntukenergipartikel tertentu sinar . Ini tepat untuk menyusun tabel nilai dari e, e o, dan, e o yaitu,nilaidalamcm2 /elektron,karenainiadalahbebastakterikatdari hakmilikdarialatisap.Nilaiuntuksatualatisaptertentudiperolehdari penggunaanpersamaan(24)dan(27).Tabel5memberikanpanampang-lintang untuk Compton mempengaruhi e, e o, dan, e o dalam satuan 1025 cm2/elektron.Nilaidarikoefisienpenyerappercentimeter, dano, untuk kasus tertentu istimewa (Z =82) ditunjukkan pada gambar 6 Gambar 6 Tabel 5. Persamaan(22)dan(25)menunjukkanbahwaHamburanComptonper elektronadalahbebastakterikatdariZ,sehinggahamburanperatom adalah sebandingUntuk Z. massa koefisien hamburan

diberikan oleh eZNAoo =(29) danyangmembedakanvariabelZ.UntukunsurcahayaZ/Asamadengan 1/2, sehingga energi untuk satu foton tertentu

pada kenyataannya tetap untukunsurini.Totalkoefisienhamburanperelektron e,penyusutan denganpeningkatanenergifoton,sepertidapatdilihatdarinilaidiTabel 5. Pengurangan nilai rendah dari energy sangat lambat, dan untuk energi di atas0.5Mev, esebandingdengan(hv)-1.Dengandemikianhamburan efekComptonpenguranganenergyjauhlebihperlahandibandingkan denganpeningkatanenergy.Batasserapanphotoelectric;bahkanpada unsurberat,yangpalingpentingadalahprosesberjalanpadaenergidari sekitar0.6untuk2.5Mev.Padaperlakuansejauhini,telahdiasumsikan bahwa satu demi satu foton berpindah dari berkas cahaya sinar Asumsi inidigunakanuntukmendefinisikansatulapisantipisalatisap.Ditengah-tengahalatisapsatudemisatufotonberhamburansecaraberulang-ulang hinggamenjangkaudetektor.Masalahpengulanganatauperkalian, HamburanComptonsinargammasangatpentingdihubungkandengan perisai(pengahalang)agarterlindungidariemisiradiasisinargamma reaktor nuklir F.PRODUKSI PASANGAN Mekanikaradiasielektromagnetikdapatmenyerapbentuksepasangelectron-positron. Proses ini, tidak dapat dianalogikan di fisika klasik, mungkin dapat diterima dari fenomenapercobaan.Penemuanpositrondanbentukpasangan,bagaimanapun, merupakansalahsatupenemuanbesardalamteorifisikamodern,danuntukdisimpan beberapasaat.IniakhirdariBab7persamaanSchroedinger,danpokokpersamaan gelombang tidak memenuhi syarat invarians dari postulat relativitas khusus. Ketika Teori atomBohrmenggantikanmekanikagelombang,menjadiancamanbagielectronyang diam.MasalahinidiselesaikanolehDirac,yangmemperolehpesamaan,persamaan elektronDirac,merupakansalahsatudariperkembanganterbesardalamfisikamodern.PersamaanDiracmembutuhkanpersamaanyangmewakiligerakelektronmenjadi invariant dengan transformasi Lorentz Gambar 7 PenyelesaiandaripersamaanDiracdirumuspemancarancahayauntukstruktur spectrum garis dan spin electron. Tetapi solusipersamaan Dirac memiliki asumsi bahwa electrondapatterbagimenjadiduakeadaankuantum.Satuenergypositifdanenergy negative.Telahditemukannilaiyangmungkindarienergyelectronbebas nilainyalebih besardari

ataulebihkecildaripada

,dantidakmungkinenergykeluar diantaraduabatas.Keadaanperistiwayangterlihatdigambar15-5,dimanamedan energi yang ada. Atom yang berenergi positifbiasanya memiliki gerakan yang teramati, demikian juga dengan keadaan electron negative tidak dapat dianalogikan secara klasikal. Beberapa electron bisa mempertimbangkan dari sudut pandang klasikal. Untuk kasus ini, nilaienergielectronhanyadapatberubahdalamenergicahaya,danprotontidakdapat memancarkanenergisecaraberkesinambunganadacelahdiantara

danenergi

.Dengankatalain,keadaanenerginegativetidaknyata.Menurut teorikuantum, electron dapat berpindahsecaraterputusdari tingkat energi satu keenergi yang lainnya, sehingga tidak ada jalan untuk energi positif dan energi negative berpindah.Diracmenghindarkankesukarandarimengumpamakanbahwakeadaannyataenergi negative,tetapimerekabiasanyasibuk.Diperkirakanbahwasatuelectrondapat menghilang dan berubah menjadi keadaan energi negative. Keadaan kosong, maka Dirac, akanNampakpartikeldenganenergipositifdanmuatanpositif,sejakadapartikel berenergidanmuatannegativepunada.Tempatkosong,LubangDiracadatingkah sepertimuatanpositifpartikel.PerkiraanpertanyaDiracyaitubahwapernyatanitu disebut proton, tetapi perkiraan itu hilang, karena itu tidak dapat membedakan perbedaan antara proton dan electron maupunadanya stabilitas proton. Gambar 8 Tabel 6 KeputusanAndersonpada1933,selamamengikutistudysinarkosmikdalam ruangangelap,terlihatpartikelyangmassanyasamadenganelectrondandenganarus listrikyangsamabesarnyatetapibertantangandenganelectron.Partikelinidinamakan denganpositrondandikenaldenganlubangDirac.Secaraumum,TeoriDirac,hasil positronmenafsirkanyangdiikuti.Energiphotonlebihbesardari

dapat memancarkanelectrondarikeadaanenerginegativekekeadaanenergipositif. Hilangnyaenerginegative,dalamartiterlihatpositron.Electronmengelilingiproton. Sehinggaterjadipenggabungkanelectron.Masing-masingpartikelmemilikimassayang sama

,protonmemilikienergi

atau1.02Mev.Prosesinibiasanya mengambil medan magnet di dekat inti, karena memiliki energi dan momentum system. PersamaanlengkappenggabunganantarapenyerapanfotoelektrikdanefekCompton, tidakakandituliskandisini.Nilailintasanperatom,

,dandapatdiperolehenergi protondanvariasi

Lintasanpertamaprotonmemilikienergilebihdari1.02Mev, energiterbesar,bertambahsedikitdemisedikit,bergabungcepatdengannomoratom. Hasil panggabungkan golongan per unit memiliki nilai. 22 22 23 2205, 796 10137Z eZ cmm c| |u = = |\ .(29) kurfa

adalah fungsi dari

seperti terlihat di gambar 15-6 untuk udara dan timah, nilai dari

dan

untuk Al dan Pb ini dilihat di energi proton di table15-4.Energiprotonsekitar10

atausekitar5Mev,diperlukanpenyaringan untuk peristiwa ini.Electron-positron yang memiliki energi memiliki jarak dari inti atom. Ketikaadajarakantarakulitelectronluar,menimbulkanreduksipadaintiatom. Akibatnya,energi terbesar lebih dari 25 Mev nilai timahlebih kecil daripadaudaraataualumunium, masih ada energi besar, sehingga efeknya nyata. Golongandapatbdigabungkanbergantung pada Z danenergi dari prosespenting yangmelibatkangolonganlain.Gabungandaritotalpenyerapanmemilikikoefisien untuktimahsamadenganefekComptonsekitar4.75Mev.Tingkatenergi,dikuasai golongan.Prosesmemasangkangolonganberhubungandenganproses penggabungan,pemisahanelectron-positron.Setelahpositronterbentuk, mengalamitumbukanpartikelelectronsampaiterhenti.Duapartikelhilang,dan dua proton berjalan berlawanan lalu menghilang, masing-masing memiliki energi 0.511Mev,samadenganenergiprotonsaatdiam.Duaprotonlebihdarisatu, memilikimomentumyangmenghancurkanintiatom.Protonmenghancurkan gabungan electron-positron disebut reaksi penghancuran, dan penyerapan sinaroleh proses penggabungan yang selalu dilengkapi oleh energi yang rendah untuk radiasi kedua. G.PENGUKURANENERGI SINAR GAMMA.Beberapa metode yang umum dapat digunakan untuk mengukur energi dari sinarl .Partikelmerupakanradiasielektromagnetik,metodeyanglangsung digunakanadalahmenentukanpanjanggelombangdanenergidiukurdengan menggunakan kristal sebagai kisi difraksi. Sebuah instrumen presisi tinggi disebut foamingtypeeumerl-kristalspektrometertelahdigunakanolehDoMund.Prinsip yangditentukansecaraskematisdiperlihatkanpadaGambar.9.Kuarsa-kuarsa difraksikristalCdibengkokkandandijepitsehinggadifraksialattersebut bertemu,ketikadiperluas,dalamgarisdiFig,normalterhadapbidanggambar. Jari-jarikelengkungankristalinikemudiansamadengandiameterFlingkaran berfokusditampilkan(2,0m).JikasumberpartikelberadadinyatafokusR,dan jika kondisi Bragg, yaitu pada persamaan 2 sin n d u =PersamaanadadifraksisinaryangmemasukiDdetektorseolah-olahdatangdari sebuahvirtualsumberdiV,sudutBraggdilambangkandengan.Untuksetiap panjang gelombangyang berbeda ada posisi tertentu dari sumber di suatu tempat difokuslingkaranyangmenghasilkanberkasdifraksi.Tingkatcoilntingdari detektorditentukansebagaifungsidariposisisumbersebagaisumbertersebut akandipindahkandisekitarlingkaranfokus,tingkatmemilikimaksimumtajam padatitikuntuksinardifraksikuatyangterjadi.Posisititikinimenentukan panjanggelombangdankarenanyafrekuensidanenergidarisinar.Metodeini dapat memberikan hasil dengan presisi sangat tinggi. Gambar. 9 Skema Diagram dariKristal Spektrometer Sinar sinarterkaitdenganpartikeldariAu198ditentukansebagai411,7700,036 kev,danhasildenganpresisiserupatelahdiperolehuntukenergidaribanyak metodelaindifraksikristalnuklir.Namun,memilikiduakelemahan.Pertama, pengukuranmenjadilebihsulitdankurangtepatsebagaienergidarisinar meningkatdanpanjanggelombangberkurang,denganakibatbahwapengukuran tidakdapatdilakukanbanyakdiatas1MeV.Kedua,merekamembutuhkan sumber yang sangat aktif, dan ini adalah sering tidak tersedia. SpektrometerDuMonditujugadigunakanuntukmengukurenergidari pemusnahanradiasi.FotondaripenghancuranpositrondariCu64ditemukan memiliki energi sebesar 510,941 0,067 kev. Ketelitian untuk energi sisa elektron pada saat percobaan adalah 510,969 0,015 kev, sehingga nilai diukur dari energi dariradiasipemusnahansetujusangatbaikdengannilaiyangdiperkirakanoleh teoripembentukanpasangandanpemusnahan.Duanomordapatdikutip digunakanuntukmenghitungperbedaanmungkindiantaramassapositrondan elektron,danditemukanbahwauntukbagiandalam104tidakadabuktiuntuk setiap perbedaan massa antara elektron positif dan negatif. Ini hasil memiliki nilai khusus karena, bersama dengan perbandingan langsung terakhir dari rasio tersebut m/euntukelektrondanpositron,iamenyediakanindependeneksperimental bukti bahwa elektron dan positron adalah sama kecuali untuk tanda muatan listrik. Dalamperbandinganelektrondiprediksikandarifilamenpanasdanpositrondari Na22dianalisisdalammassaspektrometerdenganmedanlistrikreversibeldan medan magnet tetap. Partikel diikuti lintasan identik dalam arah yang berlawanan dispektrometer.Besarnyamedanlistrikdibutuhkanuntukberfokusdiambil sebagai ukuran m/e untuk partikel terlibat. Hasil yang diperoleh adalah ( ) ( )( )626 71 10m me eme += Dimanarasiodengantandaminusdanplusmengacupadanilaiyangdiperoleh denganberfokuspartikeldalampercobaan,danpenyebutadalahmenerimanilai rasiountukelektron.Dengandemikian,baikmassadanbiayatertentudari positrondanelektrontelahterbuktisamadengandalamjumlahyangsedikit. Meskipunperbandinganpercobaan-tidaklangsungberhubungandengansinar, telahdisertakandisinikarenacaradiyangsuplemenpercobaanradiasi pemusnahan.Spektrometerkristalmelengkungtelahditerapkanuntukmasalah sepertistuditentangsinardaripenangkapanneutron.Sebagaicontohdari ketepatanyangdapatdiperoleh,pengukuranterakhir'32'darienergideuteron mengikat memberikan hasil 2,2255 0,0015 MeV.energi sinar gamma energiyang paling sering dipelajari dengan cara foto elektron dan elektron mundur Compton yang mereka mengeluarkan dari bahan yang cocok disebutradiator.Energidarielektrondikeluarkandiukurdenganspektrometer magnetik. Gambar 10 KetikaefekComptonyangdigunakan,sumbertertutupdalampenyerapbahan dengannomoratomrendahsepertialuminium,cukuptebaluntukmenghentikan semuautamaelektronataupartikelbermuatanlainnyatetapibukansinar.Itu Comptonelektrondikeluarkandariradiator,yangbiasanyafoiltipis,difokuskan padaspektrometerdanmembentukspektrumkontinudengancukuptajam didefinisikan batas atas. Batas atas sesuai dengan elektron dikeluarkan dalam arah majudaripermukaanpenyerap,danadalahterkaitdenganenergisinaroleh Pers.(18).JikaT,adalahmaksimalenergielektron,danhvadalahenergisinar-? diinginkan [jumlah ini hanya untuk menjatuhkan nol subskrip dalam Pers. (15-la). ( )12 2 20122m m mhv T T T m c (= + + ( (31) Maka diagram skematik susunan untuk mengukur energi sinar dari sumber yang memancarkan kedua 19-partikel dan cara ditunjukkan pada Gambar 15. Jikaradiatoradalahfoiltipisbahandariatommenengahatautingginomor,foto elektrondikeluarkandariitumembentukspektrumgaris.Garismunculsesuai denganelektrondariK-shelldanGshell,danuntukspektrometerresolusisangat tinggibahkanelektronMdapatdiselesaikan.Energidarielektrondalamgaris yang diberikan dapat ditentukan dari posisi baris (yaitu, dari nilai Hr) dan energi sinardiperolehdenganmenambahkanenergitenderdarielektrondishelldari mana itu dikeluarkan dengan energi elektron diukur.Beberapaspektrometerpartikeldapatdigunakanuntukmendeterminasikan energy sinar gamma dengan pengukuran energy Compton. Gambar.11 Elektrondanphotoelectrons.Deutsch,Elliott,danEvantelah memperlakukan teori,desain,danpenggunaanspektrometermagnetiklensapendekuntuk keduasinardansinar.Spektrumpartikeldariduaradiator,yang diproduksiditunjukkanpadaGambar.11.Gambarl1(a)menunjukkan foto elektron dan Compton elektron takut dikeluarkan dari radiator timbal olehsinardariMn52yangdigambarkanempatpuncakyangdisebabkan oleh sinar energi 0,510 MeV 0,01, 0,734 0,015 MeV, 0,94 0,02 MeV dan1,460,03MeV.Gambarl0(b)menunjukkanspektrumelektron mundur Compton diproduksi dalam radiator tembaga menunjukkan empat sinaryangsama.Energiterendahadalahpastiradiasipemusnahan, karena Mn52 adalah positron. Padaenergiyanglebihtinggi,diatas2atau3MeV,sinaryangterbaik dipelajaridengansepasangspektrometer,karenakemungkinan pembentukanpasanganmeningkatdenganmeningkatkanenergifoton, sedangkan lintas Compton dan fotolistrik bagian menurun. sepasang sinar JatuhpadaradiatordanMenyemburkanpasanganelektron-positron. Elektrondanpositronterfokussecaraterpisahdalammedanmagnet homogenmenjadibeberapacounter.Halinidiperlukanuntukmendeteksi secara bersamaan elektron dan positron yang diproduksi oleh satu sinar, dan ini dapat dilakukan dengan tekhnik yang tepat. Gambar 12. Skema diagram spektrometer pasangan (Walker dan Mc-I)). Dalammetodeyangtepathanyadeteksisimultandariduaperistiwadi penghitungyangberbedadicatat.Halinidimungkinkan,dengancocok sirkuitelektronik,untukmencapai"waktumenyelesaikan"darisebagian kecildarimikrodetik,yaitu,kurangdarisatudetik,denganpenghitung Geiger.Denganionisasiruangdanpenggandaelektron,menyelesaikan kali lebih kecil (~l0-8detik) dapat dicapai. Dua peristiwa yang terjadi dalam intervalwaktukurangdarimenyelesaikanwaktudandideteksioleh penghitungterpisahdikatakandengantepat.Energidarielektron berpasangandanpositronditentukandarinilai-nilaiHrmereka,dan jumlahdarienergibersama-samadengansisanyaenergi(1,02MeV) memberikan energi dari sinar .Diagramskematikdarisebuahspektrometersepasangdigunakanoleh WalkerdanMcDanielditampilkanpadagambar11.Sebuahmedan magnethomogendiletakkantegaklurusterhadapbidangkertas.Sebuah sinarparaleldarisinarjatuhpadafoiltipisradiatorditempatkantegak lurus terhadap balok. Pasangan Elektron-positron diproduksi, untuk sinar dengan energi yang cukup tinggi (> 3 MeV), keluar hampirke arah depan. Elektrondanpositrondapatjatuhkedalamempatpenghitungyangditempatkanpadabidangfoilradiator.Penghitungterhubungkesirkuit berpasangan, pasangan yang dihasilkan oleh sinar dari energi yang sama dihitung dan dicatat.EnergidariSinarjugadapatdiperolehdaripengukuranenergielektron konversiinternal.Dalamprosesinielektronsekunderdatang,bukandari radiator,tapidariradioaktifatomitusendiri.Energielektronditentukan dengananalisismagnetikdanmunculsebagaispektrumsekunderatau garis emmiter.Metodepenyerapanjugadapatdigunakanuntukmenentukanenergidari sinar.Padaprinsipnya,pengukuranpenurunansinartimbaloleh penyerapyangtidakdiketahuipercobaan"geometri"akanmemberikan nilaipenyerapankoefisien.Untukpenyerapyangdiberikan,koefisien penyerapan dikenal sebagai fungsi dari energi baik dari teori, atau sebagai hasil dari pengukuran dengan sinar energi yang dikenal, dan energi yang tidak diketahui kemudian dapat ditemukan dari nilai diukur dari koefisien penyerapan.Aminorkomplikasidiperkenalkanolehfaktabahwa koefisienpenyerapandiberikanmungkinsesuaidenganduaenergifoton yangberbedakarenaminimumdalamkurvacoefficientenergyabsorppon, sepertiyangditunjukkanpadaGambar.7dan8.Energiyangbenardapat ditemukan dengan mendapatkan kurva penyerapan dalam dua bahanyang berbeda.Namunmetode"geometri"membutuhkansangataktifSumberkarena hanya sebagian kecil dari sinar . Dipancarkan oleh sumber sinar gamma dan partikel Nilaidalamketebalanaluminiumuntukenegirendahsinaryaitudigunakan dalampercobaan.Ketikasumberlemahhanyatersedia,penyerapanpercobaan dengan"geometriyangtidakbaik"dapatdigunakan.Suatuperjanjianaimilar denganGambar.5dapatdilakukan,tetapidenganpenyerapditempatkanterhadap mejadandengansumberditempatkanjauhdaripenghitungintensitassumber memungkinkan.Penghitungpartikeldalamgambarmenggantikkanpenghitung . Dengan kondisi tersebut dan jika radiasi homogen, kurva eksponensial (garis lurus)diperolehpadarentang3atau4.Energidapatdiperolehdarikurva ketebalan setengah. Dikenal energi seperti itu untuk aluminium ditunjukkan pada Gambar.13,danini:metodemenghasilkannilaienergiyangcukupakuratdi bawah 1 MeV. Gambar13. Halinijugauntukmenentukanenergysinardenganmengukurmaksimum berbagaielektronComptondikeluarkandariradiatorolehmays.Itupengukuran jangkauan dapat dibuat dalam ruang awan atau dengan kebetulan metode.Dalam metodekedua,elektronComptonmelewatiduaberdindingtipispenghitung Geigerterhubungkerangkaianyangtepat,danpenyerapditempatkanantaradua penghitung.Tingkatketepatandiplotkembalidenganketebalanpenyerap,tetapi menurundengancepatdenganpeningkatanketebalanpenyerapdanmenjadinol ketikatitikakhirdarielektronComptontercapai.Metodeinidapatdigunakan untuk energi sampai sekitar 5 MeV. Metode terakhir yang disebutkan adalah dari spektrometer sintilasi. Dalam metode ini , penghitungberperansebagai penghitungproporsional untuk mengukurenergidarielektronyangdihasilkanolehradiasi,danenergi dari sinar . BAB III KESIMPULAN Dalammelakukanpengukuranenergysinargammayangberinteraksi denganmateri,secarateoridapatdibuktikandengantigaperitiwayaituefek fotolistrik, hamburan Compton dan produksi pasangan. Besar energy yang diukur dilihatdariperitiwapenyerapansinargammaolehmateri(partikel-partikel penyusunmateri).Ketigaperistiwatersebutdiujisecaraexperimentaldilab,dan hasildaripenelitianmenunjukanhasilyangsamadenganhipotesisteoriyang diajukan sebelumnya, yakni sebagai berikut:-Efek Fotolistrik Efekfotolistrikadalahperistiwadiserapnyaenergifotonseluruhnyaoleh elektron yang terikat kuat oleh suatu atom sehingga elektron tersebut terlepas dari ikatanatom.Elektronyangterlepasdinamakanfotoelektron.efekfotolistrik terutama terjadi antara 0,01 MeV hingga 0,5 MeV. Efek fotolistrik ini umumnya banyak terjadi pada materi denganZyang besar, seperti tembaga (Z = 29).Energi foton yang datang sebagian besar berpindah ke elektron fotolistrik dalam bentukenergikinetikelektrondansebagianlagidigunakanuntukmelawanenergi ikat elektron Agar efek fotolistrik terjadi, maka energi foton harus sekurang-kurangnya sama dengan energi ikat elektron yang berinteraksi. - Hamburan Compton Satudemisatufotonberpindahdariberkascahayasinar Asumsiini digunakanuntukmendefinisikansatulapisantipisalatisap.Ditengah-tengah alat isap satu demi satu foton berhamburan secara berulang-ulang hinggamenjangkaudetektor.Danuntukmenghitungbesarenergydari hamburan tersebut, dapat menggunkan persamaan: eZNAoo =-Produksi Pasangan Produksi pasangan terjadi karena interaksi antara foton dengan medan listrik dalam inti atom berat. Jika interaksi itu terjadi, maka foton akan lenyap dan sebagaigantinyaakantimbulsepasangelektron-positron.Karenamassa diamelektronekivalendenganenergi0,51MeV,makaproduksipasangan hanya dapat terjadi pada energi foton 1,02 MeV (2m0c2).Dengan demikian pada dasarnya dalam melakukan pengukuran tingkat energy sinar gamma yang berinteraksi dengan materi didapat dengan cara memonitoring ionisasi (hamburan) yang ditimbulkan sinar gamma terhadap materi (partikel penyusun materi).DAFTAR PUSTAKA www.alawiyah.blogspot.com Stockley, Corine dkk. Kamus Fisika. 2011. Jakarta:Erlangga Wiyanto, Yusman. 2009.Fisika Nuklir dalam Telaah Semi- klasik dan Kuantum.Yogyakarta: Pustaka pelajar. Anonym.1993. Nuclear Physics and Reactr Theory. Washington D.C. Kaplan, Irving. Nuclear Physics.Cambridge