DETEKSI DAN PENGUKURAN RADIASI Darsino Badan Pengawas Tenaga Nuklir

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Setelah mengikuti mata ajar ini para peserta diharapkan mampu : memahami prinsip dasar dan cara kerja alat ukur radiasi. menguasai dalam memilih dan menggunakan alat ukur radiasi.

PENDAHULUAN RADIASI ? cara perpindahan energi dari sumber energi ke lingkungan lingkungan/medium Sumber radiasi TINGKAT ENERGI RADIASI PENGION ( Energi tinggi ) RADIASI NON PENGION ( Energi rendah ) Radiasi nuklir : alfa, beta, gamma, netron Sinar-X Gel. Radio dan TV Microwave Sinar matahari, dll

JENIS RADIASI PENGION partikel bermuatan ( dan ) partikel tak bermuatan ( netron ) gel. Elektomagnetik Sinar-X dan  Cs-137 Tabung sinar-X

KEMAMPUAN RADIASI MENEMBUS BAHAN

1. ALAT UKUR RADIASI AKTIF PASIF Dapat dibaca langsung : Surveymeter Dosimeter saku PASIF Tidak dapat dibaca langsung : Film badge TLD bagde

2. SISTEM PENGUKURAN RADIASI sumber  detektor  alat penunjang  pekerja Alat penunjang : mengubah tanggapan menjadi simpangan jarum penunjuk skala, angka digital dan gambar spektrum Detektor : mengubah energi radiasi menjadi tanggapan (yang mudah diamati) Sumber radiasi

3. JENIS DETEKTOR Detektor isian gas Detektor sintilasi Detektor semikonduktor Detektor emulsi foto

3.1. DETEKTOR ISIAN GAS Radiasi mengionisasi gas akan menghasilkan elektron yang terkumpul di sumbu dan membentuk pulsa listrik. Banyaknya muatan listrik yang dihasil menujukan banyaknya radiasi.

DETKTOR ISIAN GAS Berdasarkan Tegangan Kerja GEIGER MULLER KAMAR IONISASI PROPORSIONAL dapat membedakan energi Pengukuran model pulsa tegangan harus stabil gas isian : argon atau methane tidak dapat membedakan energi mudah dibaca gas isian : helium, argon, neon gas quenching : etil alkohol, brom, clore dll dapat membedakan energi Tegangan kerja rendah Pengukuran model arus ( perlu penguat pulsa) gas isian : udara, hidrogen, boron trifluorida

KARAKTERISTIK DETEKTOR ISIAN GAS Terjadi lucutan gas, alat akan rusak Tinggi Pulsa Proporsional Geiger Muller Ionisasi Rekombinasi Pasangan Ion positip dan elektron dapt menghasilkan elektron A D E B C 500 Tegangan Kerja (Volt) 1000 Elektron dan ion postif bergabung kembali Semua ion yang terbentuk dapat dikumpulkan Elektron mengionisasi atom lain, terjadi kelipatan muatan

3.2. DETEKTOR SINTILASI Bahan sintilator yaitu bahan yang dapat memercikkan cahaya tampak jika dikenai radiasi nuklir. Cahaya tampak dari hasil perpindahan elektron pada atom dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi rendah.(eksitasi) Keunggulan : daya serap/effisiensi sangat baik dibanding detektor lain. Contoh : kristal NaI(Tl) untuk radiasi gamma/X Kristal ZnS (Ag) untuk radiasi alfa/beta Kristal LiI(Eu) untuk radiasi netron Sintilator organik (antrhracene) untuk radiasi beta aktivitas rendah

3.3. DETEKTOR SEMIKONDUKTOR Depletion layer, lapisan sensitif p n - + Radiasi yang mengenai depletion layer, maka timbul pasangan lobang (hole) elektron pada lapisan tersebut Karena ada medan listrik karena diberi tegangan, hole dan elektron bergerak menimbulkan pulsa listrik Jumlah muatan yang dibebaskan sebanding dengan energi radiasi. prinsip kerja ~ detektor isian gas

Contoh detektor HPGe, SiLi, LEGe Keunggulan : resolusi sangat tajam sangat teliti membedakan energi efisiensi tinggi untuk radiasi . Kelemahan : memerlukan sistem elektronik (alat penunjang) sangat rumit. HPGe & SiLi perlu pendingin

3.4. DETEKTOR EMULSI FOTO Bahan : film fotografi terbuat dari emulsi Perak Bromida (AgBr) Radiasi mengisolasi butiran AgBr Radiasi makin besar butiran Ag+ makin banyak Contoh : film badge Keunggulan : dapat menyimpan informasi banyaknya radiasi (dosis radiasi ) Kelemahan : tidak dapat memberikan informasi spontan

4. DOSIMETER PERSONAL ringan dan kecil mencatat dosis radiasi pekerja secara akumulasi Jenisnya: dosimeter saku (pen/pocket dosimeter) film badge thermo luminance dosimeter (TLD)

4.1. DOSIMETER SAKU

lanjutan Keuntungan : dapat dibaca secara langsung, tidak memerlukan peralatan tambahan kecuali untuk mendischarge Kerugian : tidak dapat menyimpan informasi dosis dalam waktu lama karena sifat akumulasi kurang baik

4.2 FILM BADGE menggunakan detektor emulsi foto (AgBr) tingkat kehitaman film banyak dosis radiasi yang mengenai emulsi AgBr menjadi ion Ag+ dan Br – Setelah dimasukan larutan developer Ag+ berubah menjadi hitam perak.

film harus diproses secara khusus Keuntungan : mempunyai sifat akumulasi yang baik dapat membedakan jenis dan energi radiasi (ada filter) : plastik, Al, Cu, campuran Sn &Pb, campuran Cd &Pb. Range pengukuran untuk : gamma 10 mR - 1800 R, beta 50 mrad – 1000 rad, dan netron 5 mrad – 500 rad. dapat disimpan untuk keperluan dokumentasi Kelemahan : film harus diproses secara khusus membutuhkan alat densitometer untuk membaca tingkat kehitaman film. film hanya dapat digunakan selang waktu 3 bulan, film harus diproses sebelum masa tersebut

4.3. T L D (thermoluminence dosimeter) Prinsip detektor sintilasi, dibaca setelah dipanaskan bahan LiF, CaSO4 CaF2 Kelebihan: bersifat akumulatif dan lebih teliti bentuk kristal dapat disesuaikan dengan holder dapat digunakan berulang-ulang Kelemahan : membutuhkan peralatan tambahan

5. SURVEYMETER Detektor  dan  : filter yang tipis mengetahui hasil pengukuran secara langsung mengukur paparan radiasi dan atau dosis harus portable, biasanya detektor GM Detektor  dan  : filter yang tipis Detektor neutron : bahan penahan parafin atau polyethylene untuk membedakan neutron cepat dan lambat

6. CARA MENGGUNAKAN AUR Film badge atau TLD Surveymeter : radiasi gamma dan kontaminasi

6.1. FILM BAGDE ATAU TLD Dipakai setiap saat ketika melaksanakan pekerjaan radiasi. Dipakai pada posisi dibagian tengah tubuh Disimpan jauh dari area radiasi ketika tidak melaksanakan pekerjaan radiasi. Jangan memakai tanpa holder Jangan menggunakan dengan holder yang filternya tidak lengkap Jangan terlambat mengembalikan untuk dianalisis.

6.2. PERSIAPAN MENGUNAKAN AUR 1. Baca manual pengoperasian alat untuk mengoperasikan dan mengendalikan alat 2. Periksa batere masih baik bisa digunakan atau tidak 3. Periksa beroperasinya detektektor menguji respon detektor dengan chek source 4. Menentukan waktu tanggap alat dengan menggerakan detektor dekat chek source. 5. Periksa kalibrasi alat 6. Menentukan radiasi latar belakang Mengukur pada daerah bebas radiasi atau kontaminasi

6.3. Mengukur Kontaminasi Pilih meter kontaminasi yang sesuai dengan isotop yang akan diukur. 2. Sebelum memasuki daerah kontaminasi, pastikan alat menyala dan mengukur kontaminasi latar belakang 3. Dekati permukaan yang akan diukur dan pegang alat pada jarak 1 cm dari permukaan. 4. Pastikan alat tidak terkontaminasi 5. Gerakan alat perlahan mulai dari pinggir yang paling dekat sampai seluruh permukaan yang diukur. 6. Tidak terlalu dalam mengkur, usahakan dalam 1 detik alat dapat mengukur 5 cm permukaan. 7. Senantiasa mengawasi meter dengan memperhatikan layar dan atau mendengarkan audio 8. Jangan terlalu lama berada di daerah kontaminasi. 9. Tidak boleh makan, minum, dan merokok

6.4. Mengukur Radiasi Gamma 1. Sebelum memasuki daerah radiasi, pastikan alat menyala dan mengukur radiasi latar belakang 2. Ketika memegang alat, posisi lengan terlentang 3. Gerakan alat perlahan mendekati sumber 4. Lakukan survey pada sekeliling sumber jika memungkinkan 5. Senantiasa mengawasi meter dengan memperhatikan layar dan atau mendengarkan audio 6. Jangan terlalu lama berada di medan radiasi.

6.5. Mengidentifikasi Zat Radioaktif 1. Sebelum memasuki daerah radiasi, pastikan alat menyala dan mengidentifikasi zat radioaktif. 2. Ketika memegang alat, dalam posisi rilek 3. Gerakan alat perlahan mendekati sumber radioaktif 4. Lakukan identifikasi zat radioaktif 5. Senantiasa memperhatikan layar samapai muncul nama zat radioaktif. 6. Jangan terlalu lama berada di medan radiasi.

7. MEMILIH ALAT UKUR RADIASI Jenis radiasi ( α, β, γ, n ) Range energi Contoh : 50 keV – 2 MeV Range pengukuran laju dosis atau dosis Contoh : 0,1 Sv/jam – 100 mSv/jam Daerah kontaminasi atau bukan Dikalibrasi.

TERIMA KASIH