Alat Deteksi Radioaktif [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Pesatnya perkembangan zaman dan teknologi serta meningkatnya kebutuhan energi dewasa ini mendorong para ahli untuk meneliti reaksi-reaksi partikel di alam bebas untuk menemukan sumber energi baru. Dari berbagai penelitian tersebut ternyata ditemukan bahwa banyak terdapat sinar-sinar radioaktif yang tidak nampak oleh mata manusia. Sinar-sinar radioaktif tersebut memiliki energi yang sangat besar dan dapat dimanfaatkan apabila dibantu dengan alat pendeteksi. Berbagai alat pendeteksi telah ditemukan oleh para ahli seiring dengan semakin seringnya penelitian yang dilakukan. Alat-alat tersebut memiliki spesifikasi masing-masing. Detail spesifikasi dan cara kerja alat-alat pendeteksi tersebut yang menjadi .ruang lingkup yang akan dibahas dalam makalah ini.



B. 1. 2. 3. 4. 5.



RUMUSAN MASALAH Apa itu reaktor nuklir dan apa saja jenis-jenisnya? Bagaimana struktur dan prinsip kerja reaktor nuklir? Apa saja kegunaan reaktor nuklir? Apa saja peristiwa kebocoran reaktor yang pernah terjadi? Bagaimana efek kebocoran reaktor nuklir bagi manusia dan lingkungan?



C. TUJUAN 1. Mengetahui apa itu reaktor nuklir dan berbagai jenis reaktor nuklir 2. Mempelajari struktur dan prinsip kerja reaktor nuklir 3. Mengetahui berbagai kegunaan reaktor nuklir 4. Mengetahui peristiwa kebocoran reaktor nuklir yang pernah terjadi sepanjang sejarah 1



5. Mengetahui efek kebocoran reaktor nuklir bagi manusia dan lingkungan



BAB II PEMBAHASAN 1. Pencacah Geiger-Muller Alat ini digunakan untuk menentukan banyaknya pancaran/radiasi sinar radioaktif. Pencacah Geiger-Muller bekerja berdasarkan ionisasi gas. Alat ini merupakan alat yang paling banyak digunakan.



Peralatan ini terdiri dari sebuah tabung silinder terbuat dari logam yang diisi dengan gas bertekanan rendah ( 10 cm Hg ) dan seutas kawat yang terletak sepanjang sumbu tabung. Kawat dipertahankan agar memiliki beda potensial tinggi ( kira-kira 1.000 V ) terhadap tabung. Saat sebuah partikel atau foton berenergi tinggi memasuki jendela tipis pada salah satu ujung tabung, beberapa atom gas dalam tabung terionisasi. Elektron-elektron yang keluar dari atom gas ditarik menuju kawat positif ( anoda ). Dalam proses pergerakan elektron menuju kawat positif, electron-elektron juga akan mengionisasi atom-atom gas lainnya. Proses ini menghasilkan timbunan muatan-muatan yang akan menghasilkan pulsa arus pada keluaran tabung. Pulsa ini diperkuat sehingga dapat dipakai untuk menyalakan rangkaian pencacah elektronik.



2



Prinsip kerja:  



Terdapat dua elektrode yang dipasang pada alat ini. Tabung silindris sebagai katode dan sebagai onade di gunakan kawat. Gas yang di gunakan adalah gas argon pada tekanan 100







mmHg + klorin Jika tabung menangkap partikel dari radiasi luar gas argon akan terionisasi menjadi ion positif dan negatif. Ion negatif ditarik



 



menuju ke anode. Selama perjalanan, ion ini juga akan mengionisasi gas argon. Terjadilah banyak sekali ion pada ruang tersebut sehingga terjadi arus listrik yang cukup besar.



3



2. Elektroskop Pulsa Elektroskop pulsa digunakan untuk mendeteksi ionosasi molekul Radiasi dari Ra-266 mengionisasi udara Bungkus logam yang dibumikan dengan jendela kaca



udara oleh radiasi sumber radioaktif. Pada prinsipnya, cara kerja elektroskop pulsa mirip dengan sebuah elestroskop daun emas.



Ion-ion (+) dan (-) bergerak seperti ditunjukan



Kamar Ionisasi logam



Elektrode Atas



+



Prinsip kerja: 



Partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif masuk ke dalam Daun Mengembang ketika dimuati oleh arus i







kamar ionisasi, gas yang ada di kamar tersebut akan terion. Ion-ion positif akan di tarik oleh elektrode negatif, sebaliknya ion







negatif akan di tarik oleh elektrode positif. Akibat adanya muatan yang sejenis pada elektrode positif, “daun” tersebut akan dideteksi oleh rangkaian elektronik.



+



4



3. Kamar Kabut Alat ini berisi gas superdingin di bawah titik embun biasa. Partikel sepanjang lintasannya. Selanjutnya, ion-ion tersebut berlaku sebagai pusat pengembunan gas superdingin. Jejak ini dapat diamati dengan mata telanjang dan juga dapat di foto. Salah satu detektor yang digunakan dalam penelitian adalah kamar gelembung (bubble chamber). Kamar gelembung menghasilkan jejak-jejak berbentuk gelembung-gelembung yang dibentuk oleh ion-ion hasil radiasi mirip dengan uap jenuh yang mengembun dalam kamar kabut Wilson. Prinsip kerja: Prinsip kerja alat ini memanfaatkan uap jenuh. 



Untuk membuat uap jenuh digunakan pendingin yang berasal dari







padat. Jika ada partikel yang melintas uap jenuh, partikel akan







mengionisasi uap tersebut. Ionisasi ini mengakibatkan timbulnya ini kondensasi (tetesan cairan), dapat dilihat dengan bantuan cahaya yang dipancarkan







ke ruangan tersebut. Jejak pertikel dapat diamati sesuai dengan panjang dan tebalnya







titik-titik tempat terjadi kondensasi. Bila kamar kabut ditempatkan dalam medan magnet, maka muatan dan jenis partikel dapat di tentukan dari lengkung lintasannya.



5



+



radiasi berenergi tinggi yang melewati gas ini akan mengionkan gas



4. Emulsi Film Alat deteksi yang dapat dipakai untuk menangkap jejak lintasan partikel sinar radioaktif sebab emulsi ini sangat peka terhadap sentuhan partikel. Alat ini berupa lembaran film yang terbuat dari 30 % perak bromida, tetapi ada juga yang menggunakan 90 % perak bromida. Ketika suatu partikel bermuatan bergerak melalui emulsi film,maka akan terbentuk bayangan dalam butir-butir kristal perak bromida yang dapat dilihat setelah film dicuci. Dengan mengamati jejaknya, kita dapat mengidentifikasi jenis partikel dan menentukan energi mula-mula. Emulsi film biasanya digunakan pada dosimeter. Alat ini berfungsi untuk mendeteksi radiasi yang diterima (terutama di daerah-daerah yang terdapat bahan radioaktifnya).



Emulsi film



6



Dosimeter



5. Detektor Sintilasi Alat ini bekerja berdasarkan sintilasi atau kelipan yaitu pancaran foton-foton cahaya akibat deeksitasi atom-atom yang tereksitasi oleh partikel radiasi yang menumbuknya. Sewaktu diode pertama yang disebut foto katoda dikenai foton cahaya, misalnya dari kelipan detektor sintilasi akibat radiasi alfa, maka fotokatode yang dilapisi bahan yang mudah mementalkan electron itu, lalu memancarkan fotoelektron yang lalu dipercepat oleh beda potensial menuju diode di sebelahnya,yang mengakibatkan terpentalnya beberapa elektron sekunder karena ditumbuknya. Elektron-elektron sekunder ini dipercepat diode berikutnya, sehingga semakin lama semakin banyak electron yang sampai pada diode terakhir yang disebut anode,serta menghasilkan pulsa tegangan listrik yang teramati. Berikut adalah diagram suatu detektor sintilasi.



Prinsip kerja:



7







Kristal NaI yang di tempatkan disalah satu ujung tabung bertindak







sebagai sintilator. Sepanjang tabung dilengkapi dengan elektrode yang bertambah







tenaganya. Elektrode ini disebut diode. Ketika radiasi jatuh pada kristal, sebuah atom akan tereksitasi ke







tingkat yang lebih tinggi. Sewaktu kembali ke tempat semula, sebuah foton akan di lepaskan. Foton ini mengenai dinode sehingga elektron akan akan di lepaskan pada dinode ini dipercepat oleh beda potensial pada







dinode yang ke dua. Diode yang ke dua akan mengeluarkan elektron yuang bertambah







banyak akibat adanya elektron yang jatuh. Elektron yang banyak ini dipercepat oleh dinode yang lain, begitu







seterusnya sehingga banyak elektron yang dikeluarkan. Keluaran yang sudah di perkuat ini di deteksi dalam bentuk pulsa listrik alat pencacah.



6. Kamar Gelembung Prinsip kerjanya sama dengan kamar kabut. Tetapi kamar gelembung menggunakan cairan sebagai pendeteksi yaitu hidrogen cair. Jika partikel melewati cairan, maka akan terjadi ionisasi di titik-titik yang di lewati partikel tersebut. Ionisasi menghasilkan gelembunggelembung pada cairan. Dengan bantuan foto gelembung ini dapat dideteksi. Alat ini digunakan untuk mendeteksi partikel dengan energi 8



tinggi.



BAB III PENUTUP D. KESIMPULAN Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi inti berantai terkendali, baik pembelahan inti (fisi) ataupun penggabungan inti (fusi). Reaksi yang terjadi pada reaktor nuklir baik untuk reaktor penelitian maupun reaktor daya konvensional, masih didasarkan pada terjadinya reaksi pembelahan inti fissil (inti dapat belah) oleh tembakan partikel neutron. Reaktor nuklir memang merupakan sumber pembangkit energi yang cukup potensial dewasa ini, mengingat sumber energi dunia mengalami krisis jika dibandingkan dengan kebutuhan energi dunia. Akan tetapi, setiap teknologi pasti memiliki kekurangan atau risiko yang harus ditanggung akibat kesalahan, keteledoran, ataupun hal lain yang menyebabkan teknologi tersebut justru memberi dampak sebaliknya. Dalam hal ini, hal yang harus diwaspadai dari reaktor nuklir adalah efek kebocorannya.



9



Kebocoran nuklir terjadi ketika sistem pembangkit tenaga nuklir atau kegagalan komponen menyebabkan inti reaktor tidak dapat dikontrol dan didinginkan sehingga bahan bakar nuklir yang dilindungi – yang berisi uranium atau plutonium dan produk fisi radioaktif mulai memanas dan bocor. Kebocoran reaktor nuklir dapat memberikan dampak yang serius baik terhadap (kesehatan) manusia maupun lingkungan. Dampak terhadap manusia yang terpapar radiasi ada yang berjangka panjang maupun pendek, di antaranya pusing dan mual (jangka pendek) hingga kanker sebagai akibat mutasi gen (jangka panjang). Dampak bagi lingkungan di antaranya adalah hujan asam. E. SARAN Dikarenakan kebocoran reaktor nuklir memberikan dampak yang cukup serius bagi kesehatan manusia dan lingkungan, maka prosedur pencegahan sangat diperlukan untuk meminimalisir terjadinya hal yang tidak diinginkan. Diperlukan juga prosedur penanganan yang tepat apabila peristiwa kebocoran telah terjadi.



DAFTAR PUSTAKA Adiwardojo, dkk. 2009. Mengenal Reaktor Nuklir dan Manfaatnya. Jakarta : Badan Tenaga Nuklir Nasional Pusat Diseminasi Iptek Nuklir. Ikawati, Yuni, dkk. 2008. 50 Tahun BATAN Berkarya. Jakarta : Badan Tenaga Nuklir Nasional. Sagala, F.P., dkk. 2003. Model Atom, Uranium dan Prospeknya sebagai Energi Masa Depan. Jakarta : Badan Tenaga Nuklir Nasional Pusat Diseminasi Iptek Nuklir. Kanginan,



Marthen.2000.Fisika



2000Jilid



3.Jakarta:Erlangga. 10



3C



untuk



SMU



Kelas



Seran



Daton,



Goris.2007.FISIKA



untuk



SMA/MA



Kelas



XII.Jakarta:Grasindo. Kaninan,Marthen.2006.Fisika 3 untukSMA kelas XII.Jakarta:Erlangga.



11