Detektor Cloud Chamber Wilson [PDF]

Citation preview

DETEKTOR CLOUD CHAMBER WILSON (KAMAR KABUT)



A. Pengertian Detektor Kamar Kabut (Cloud Chamber) Wilson Detektor Radiasi adalah alat yang bekerja atas dasar inteaksi antara sinarradio aktif dengan suatu bahan yang terkena radiasi tersebut. Hampir semuadetektor radiasi energi tinggi bekerja berdasarkan prinsip bahwa radiasi akanmemberikan energi pada elektron-elektron dalam bahan yang dilewatinya.Sehingga elektron keluar dari atom dan atomnya menjadi yang positif, peristiwaini disebut ionisasi. Adanya ionisasi inilah yang menyebabkab timbulnya respons,yang nantinya diubah menjadi sinyal yang mudah ditangkap oleh panca indramanusia. Detektor radiasi sinar radioaktif tersebut adalah pencacah GeigerMuller, emulsi film, kamar kabut Wilson, dan sintilator. Detektor kamar kabut merupakan metode alternatif untuk mendeteksiradiasi. Penemuan dari kamar kabut dikaitkan dengan ilmuwan SkotlandiaCharles Thomas Rees Wilson yang mempelajari bagaimana menciptakan kabut dilaboratorium awal abad ke-20. Detektor kamar kabut Wilson merupakan suatuperalatan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi lintasan partikel atomik danlintasan partikel ini juga dapat didokumentasikan atau dipotret. Detektor inidapat menunjukkan jejak atau lintasan partikel dalam ruangan atau kamar kabut.Bentuk jejak-jejak kabut yang dihasilkan pada kamar kabut bergantung padapartikel-partikel radioaktif yang digunakan. Dengan demikian,jejak-jejak ini dapatdigunakan sebagai petunjuk untuk mengenali jenis partikel radioaktif itu.



B. Bagian-Bagian Detektor Kamar Kabut Wilson Detektor kamar kabut Wilson terdiri atas: 



Tabung berbentuk silinder yang terbuat dari kaca transparan sebagai tempat cairan.







Piston yang dapat bergerak bebas pada bagian bawah silinder, piston dapatbergerak naik turun dan sistem ini kedap udara, piston ini digunakan untuk mengatur tekanan.







Jendela gelas disamping silinder.







Sample radioaktif.



C. Cara Kerja Kamar Kabut Wilson Alat ini terdiri atas bejana kaca yang tertutup oleh penghisap dan berisiudara super jenuh yang disinari cahaya terang. Karena kamar kabut Wilsonbekerja atas dasar ionisasi yaitu sinar radioaktif mengionkan molekul-molekul gasatau udara yang jenuh uap air yang dilaluinya. Jika sejenis sinar radioaktifnyaberbeda maka berbeda pula daya ionisasi dan bentuk lintasannya. Jika ion berada dalam uap superjenuh, uap akan mengembun menjaditetesan cairan di sekeliling ion itu. Pengamatan ini merupakan landasan kamar kabut yang dikemukakan oleh C.T.R. Wilson dalam tahun 1907.



Sumber : Arthur Beiser, 1982:463 Dalam bentuk sederhana (Gambar di atas), kamar kabut terdiri darisebuah tabung dengan keping gelas sebagai salah satu ujungnya dan pengisapnyaditurunkan dengan cepat, uap akan mengembang dan akan mendingin menjadikeadaan superjenuh (udara yang masih dapat didinginkan tanpa terjadipengembunan sehingga menghasilkan kabut). Jika partikel bermuatan (zatradioaktif) melalui kamar ini tepat pada saat tersebut, ion yang terbentuksepanjang lintasannya akan berlaku sebagai inti pengembunan sehingga



terbentuk tetesan cairan dari uap itu. Bila zat yang masuk ke dalam kamarmampu memancarkan cahaya, maka embun itu akan menghamburkan cahaya.Lintasan sinarnya tampak seperti garis kabut. Garis kabut ini dapat diamati atau dipotret. Identitas dan energi awal partikel yang terhenti dalam kamar tersebut dapat ditentukan dari panjang jejak dan tebal jejak itu. Karena kerapatan campuran udara dan air sangat rendah, partikel berenergi tinggi biasanyamelewati kamar itu, tetapi jika kamar itu diletakkan dalam medan magnetik,lengkungan jejak itu mengungkapkan momentum partikel seperti itu dan juga menentukan tanda muatannya. Keefektifan kamar kabut banyak diperbesardengan memakai alat cacah Geiger eksternal untuk memicu pengembangan ketika alat itu mengindra kedatangan sebuah partikel. Pengembangan berlangsung pada waktu singkat, tetapi penggabungan kembali ion dalam kamar berlangsung lambat dan jejak ion bertahan cukup lama sehingga metoda ini bekerja baik.



D. Gambar detektor kamar kabut Wilson 1. Gambar rangakaian alat



2. Jejak yang dihasilkan



E. Kelebihan dan Kekurangan detektor Kamar kabut Wilson 



Kelebihan detektor kamar kabut Wilson:Dapat mendeteksi jejak partikel dari sinar radioaktif, dan jejakya dapat dilihatdan didokumentasikan dengan potret.







Kekurangan detektor kamar kabut Wilson yaitu:Bertahannya jejak partikel yang lama sehingga harus dibersihkan denganmemakai medan listrik untuk menghilangkan ionnya sehingga memakanwaktu yang lama.



F. Fungsi Detektor Kamar Kabut (Cloud Chamber) Wilson 



Untuk keperluan proteksi radiasi, yaitu memantau adanya radiasipengionanAlat ukur yang digunakan dalam proteksi radiasi harus mampu memantauberbagai macam jenis radiasi dan dapat melayani berbagai macamkeperluan, misalnya mengukur laju dosis radiasi dan tingkat kontaminasi,baik dari alfa, beta, gamma/sinar-X maupun neutron.







Jejak-jejak yang dihasilkan pada cloud chamber ini dapat digunakan sebagaipetunjuk untuk mengenali jenis partikel radioaktif.



G. Aplikasi Detektor Kamar Kabut (Cloud Chamber) Dalam Kehidupan  Mobil Polisi (Kendaraan Sport Utility) Di Amerika Serikat Bagi lembaga-lembaga penegak hukum, seperti kepolisian, dapatmenggunakan detektor kamar kabut untuk mendeteksi lokasi dan komposisibahan nuklir yang disimpan atau diangkut seperti di Amerika Serikat. INL (Idaho National Laboratory Amerika) telah mengembangkandigital kamar kabutyang dirancang untuk menentukan apa sumber radiasi dan dari mana radiasiitu akan datang. INL membantu petugas polisi dengan melengkapi petugasdengan dosimeter, dosimeter dibeli dan dipakai oleh petugas untuk mendeteksi titik panas radiasi. Selain itu, NYPD (The New York PoliceDepartment) menggunakan Thermo-Fissure portabel Portal Monitor di pintumasuk. Monitor ini dipasang dalam kendaraan sport utility besar untuk memantau pintu masuk ke jembatan dan terowongan utama yang khusus dipasang detektor kamar kabut untuk mengingatkan petugas adanya radiasi.Efektifitas dari penggunaan detektor ini sangat menantang di perkotaan karena tingginya tingkat alarm palsu. Sebaliknya, kamar kabut bisa mengingatkansuatu petugas apakah radiasi yang dipancarkan oleh plutonium dan



uranium,merupakan suatu sumber yang berbahaya. Karena masih dalam tahappengembangan, mobil (Kendaraan Sport Utility) ini masih memilikiketerbatasan mekanik: Seperti ruang yang berkaitan dengan tekananmaksimum. Selain itu, skenario kecelakaan yang mungkin, dan efek sampingbagi penggunanya.



Sumber : David Gerts, 2010: 6-7