Download
1 / 61
E N D
rini_indrati@yahoo.com Rini Indrati ALAT UKUR RADIASI DIKLAT PPR 2016 JURUSAN TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI POLTEKKES KEMENKES SEMARANG
KompetensiDasar (KD) : • Menguraikan prinsip penggunaan dan kegunaan alat ukur radiasi.
IndikatorKeberhasilanKeahlian (IKK) : • Kemampuan membedakan kuantitas, energi, dan dosis radiasi; • Kemampuan menyebutkan mekanisme deteksi radiasi; • Kemampuan menjelaskan prinsip kerja detektor isian gas, sintilasi, semikonduktor, dan emulsi fotografi; • Kemampuan menyebutkan keunggulan dan kelemahan setiap jenis detektor; • Kemampuan membedakan kegunaan dosimeter perorangan, surveimeter, dan monitor radiasi; • Kemampuan menjelaskan konsep kalibrasi dan faktor kalibrasi alat ukur radiasi; • Kemampuan menguraikan prinsip kerja dosimeter saku, film badge, TLD • Mampu menyebutkan keunggulan dan kelemahan setiap jenis dosimeter perongan; • Mampu langkah-langkah penting dalam operasional penggunaan surveimeter;
Radiasi pengion : Energi tinggi mampu mengionisasi bahan/medium contoh : Elmag 1.10-9 m Partikel , , Sinar x, Radiasi non-pengion : tingkat energi << tidak dapat mengionisasi bahan/medium contoh : Elmag 1.10-9 m : gel. radio, cahaya tampak, gel. micro wave PENDAHULUAN rini_indrati@yahoo.com
SIFAT RADIASI PENGION • Dapat menembus berbahgai jenis bahan/medium • Berbahaya • Tidak dapat dirasakan secara langsung oleh panca indra • Perlu Alat Deteksi & atau Alat Ukur • Kuantitas • Energi • Dosis rini_indrati@yahoo.com
KUANTITAS Kuantitas : radiasi pd suatu titik pengukuran Kuantitas radiasi Aktivitas sumber radiasi, probabilitas pancaran, jarak sumber dengan pengukur ENERGI Merupakan kekuatan dari setiap radiasi Tergantung pada sumber rini_indrati@yahoo.com
Dosis Radiasi • Menggambarkan tingkat perubahan yang dapat ditimbulkan oleh radiasi • Dipengaruhi : • Kuantitas • Energi • Jenis Radiasi • Bahan penyerap rini_indrati@yahoo.com
Pengukuran Radiasi • Proteksi Radiasi Hrs dp menunjukkan nilai dosis yg mengenai alat tindakan • Aplikasi/Penelitian Ditekankan menampilkan nilai kuantitas radiasi/spektrum energi radiasi rini_indrati@yahoo.com
Alat Ukur Radiasi Radiasi Detektor Bahan peka radiasi memberi tanggapan / respon • Alat penunjang : • Alat elektronik • Mengubah tanggapan : Informasi yang dapat diamati panca indra • Nilai Cacah • Spektrum • Bunyi Pengamat rini_indrati@yahoo.com
CARA PENGUKURAN • Pulsa mode (Cara pulsa) • Current mode (Cara arus) rini_indrati@yahoo.com
1. Cara Pulsa • Untukpenelitian / aplikasi Kuantaradiasi pulsalistrik Pulsa listrik dipengaruhi energi E tinggi pulsa tinggi Kelemahan : Kec.tanggapan Rendah tidak dapat mendeteksi 2 buah radiasi yang berurutan rini_indrati@yahoo.com
Daya Ionisasi 25 – 40 eV Contoh : 100 buah radiasi dlm 1 detik, energinya = 35 keV maka akan menghasilkan elektron (N) sebanyak : rini_indrati@yahoo.com
Cont’d…….. Muatan elektron = 1,6 x 10-19 C 1,6 x 10-16 C Misal kapasitas detektor = 1,6 piko farad Dalam pengukuran dihasilkan 100 buah pulsa dlm 1 dtk dgn tinggi 0,1 mVolt rini_indrati@yahoo.com
2. Cara Arus(survey meter, monitor radiasi ) Dgn cara integrasi muatan yg dihasilkan radiasi dalam satuan waktu. Kelemahan : Tidak dapat mengukur setiap energi rini_indrati@yahoo.com
JENIS BAHAN DETEKTOR BAHAN TANGGAPAN Sifat Gas Pancaran elektron Langsung Sintilator Percikan cahaya Langsung Semi konduktor Pancaran elektron Langsung Emulsi foto Bayangan hitam Tidak langsung rini_indrati@yahoo.com
1. ISIAN GAS (Paling sering digunakan) Radiasi mengionisasi gas sehingga menghasilkan elektron yang terkumpul di sumbu dan membentuk pulsa listrik. rini_indrati@yahoo.com
- - - - - - - E + + + + + + Lanjutan detektor isian gas Ion ~ - Energi radiasi - Daya ionisasi gas 25 - 40 eV Ion Pulsa listrik / arus listrik Ion terjadi krn ada medan listrik antara anoda dan katoda Energi Ek ion primer ionisasi ion sekunder rini_indrati@yahoo.com
SIFAT DETEKTOR ISIAN GAS • Baik untuk mengukur dan karena menyebabkan ionisasi langsung • Dapat mengukur neutron, tapi daya Serap / effisiensi rendah • Dapat mengukur neutron dengan syarat gas harus mengandung Boron seperti gas BF3 • Pengoperasian dan konstruksinya sangat sederhana rini_indrati@yahoo.com
Detektor ionisasi Detektor proporsional Detektor geiger muller rini_indrati@yahoo.com
Kurva Karakteristik • Daerah rekombinasi : Elektron & ion positif yg terbentuk segera bergabung kembali krn tegangan yg diberikan masih rendah • Detektor ionisasi : Jml ion yg dihasilkan sedikit tinggi pulsa rendah model arus, keuntungan dpt membedakan energi radiasi, tegangan kerja tdk terlalu tinggi • Detektor proporsional : Jml ion lbh banyak, tinggi pulsa lbh tinggi model pulsa pulsa sebanding energi radiasi dpt membedakan energi radiasi, dipengaruhi tegangan kerja rini_indrati@yahoo.com
1. Detektor Ionisasi • Biasanya model arus • Jumlah ion relatif sedikit pulsa rendah perlu penguat pulsa yang baik • Dapat membedakan energi radiasi yg memasukinya • Tegangan kerja tidak terlalu tinggi rini_indrati@yahoo.com
2. Detektor Proporsional • Sering digunakan model pulsa • ion ion detektor ionisasi • ion ~ Energi Dpt menghitung kualitas yang masuk • Dapat membedakan energi • ion / tinggi pulsa sangat dipengaruhi tegangan kerja rangkaian catu daya harus sangat stabil rini_indrati@yahoo.com
3. Detektor Geiger Muller • ion yg dihasilkan sangat banyak • Pulsa relatif tinggi (tidak perlu penguat) • Tidak dapat membedakan energi jml ion = saturasinya • Mudah dibaca • Banyak digunakan krn sederhana elektroniknya. rini_indrati@yahoo.com
Detektor… • Plateau detektor : daerah kerja detektor • Tegangan kerja detektor : ditetapkan pembuat, ttp lebih baik jika diuji scr berkala dgn menentukan daerah plateau detektor : Daerah kerja : antara V1 & V2 biasanya pd ¼ s/d ½ lebar plateau, kemiringan biasanya 3 % rini_indrati@yahoo.com
Ionisasi tidak langsung • Pada dasarnya ionisasi dihasilkan radiasi partikel bermuatan • Detektor Isian gas dapat juga utk mendeteksi sinar-X dan gamma proses ionisasi tdk langsung x, bahan fotolistrik egas Ionisasi tidak langsung rini_indrati@yahoo.com
2. DETEKTOR SINTILASI • Terdiri dari 2 bagian : • Bahan sintilator • Tabung photomultiplier • Sintilasi mrpk bahan padat / cair / gas Sumber Bahan sintilator PMT Pulsa listrik • PROSES DETEKSI ADA 2 BAGIAN : • Radiasi percikan cahaya • Penguatan percikan cahaya pulsa rini_indrati@yahoo.com
Kristal NaI (Tl) Mengukur radiasi Merupakan sintilator standart Mudah pecah Sensitive terhadap perubahan suhu Rusak bila di tempat lembab Kristal Li I (Eu) - Mengukur radiasi netron 0n1 + 3Li6 1H3 + 24 Sintilator Cair Bahan : Antracane / stilbene : pelarut Pengukuran aktifitas rendah Efisiensi ~ 100% Sintilator plastik Bahan sintilator + pelarut : dipolimerisasi menjadi padat seperti plastik BAHAN SINTILATOR rini_indrati@yahoo.com
- Pita konduksi * * Ditangkap PMT Tingkat energi * * Pita valensi - - Prinsip kerja detektor sintilasi rini_indrati@yahoo.com
KELEBIHAN Daya serap/efisiensi tinggi untuk aktifitas rendah Proses radiasi listrik cepat KELEMAHAN Sistem elektronik rumit dibanding detektor gas Ukuran relatif besar shg tdk dp dipindah-pindah Resolusi tidak tajam dibanding detektor semikonduktor Kelebihan dan Kelemahan Detektor Sintilasi rini_indrati@yahoo.com
Penggunaan detektor sintilasi rini_indrati@yahoo.com
3. DETEKTOR SEMI KONDUKTOR • Dapat dipandang sbg detektor kamar ionisasi, medium gas diganti zat padat semikonduktor. • Bahan semi konduktor dr unsur golongan IV Silicon (Si) atau Germanium (Ge) • Prinsip kerja : radiasi bhn semi konduktor e- pindah dari pita valensi ke pita konduksi beda potensial arus listrik Keuntungan: • Lebih efisien dibanding isian gas • Resolusi lebih baik dari detektor sintilasi rini_indrati@yahoo.com
PRINSIP KERJA DETEKTOR SEMI KONDUKTOR Pita konduksi Pita konduksi > 5 eV < 3 eV Pita Valensi Pita valensi Isolator Semi Konduktor rini_indrati@yahoo.com
Detektor semi konduktor… Dua metode meningkatkan arus listrik : • Menurunkan temperatur konduktivitas listrik besar • Membuat sambungan semi konduktor (PN Junction) agar dapat menahan terjadinya aliran pembawa muatan rini_indrati@yahoo.com
- Tipe P Hole / 0 e R Tipe N + Tipe P Shg Kosong Tipe N Karena pengaruh medan listrik dan peralatan elektronik maka muatan hole dan elektron yg terkumpul membentuk pulsa yg dapat diukur / direkam Memperbesar jml hole & elektron jika radiasi datang lagi rini_indrati@yahoo.com
lanjutan detektor semikonduktor Setiap radiasi memerlukan detektor yang berbeda • detektor HPGe untuk sinar • detektor SiLi untuk sinar-X • surface barrier untuk radiasi sinar dan Keunggulan : • Resolusi sangat tajam , sangat teliti dalam membedakan energi radiasi Kelemahan : • Memerlukan sistem elektronik (alat penunjang) yang sangat rumit. HPGe & SiLi perlu pendingin rini_indrati@yahoo.com
4. DETEKTOR EMULSI FOTO • Bahan detektor : film fotografi yang terbuat dari emulsi Bromida (AgBr) • Radiasi mengionisasi emulsi AgBr Ag+Br- Keunggulan : • dapat menyimpan informasi banyaknya radiasi yang diterima mengetahui dosis radiasi Kelemahan : • tidak dapat memberikan informasi spontan rini_indrati@yahoo.com
ALAT UKUR PROTEKSI RADIASI SYARAT : • Harus dapat memberikan informasi dosis radiasi “Efek/pengaruh radiasi terhadap manusia” yang berupa bacaan dosis radiasi. Alat ukur : • Dosimeter personal • Surveymeter • Monitor radiasi rini_indrati@yahoo.com
Dosimeter personal • Mencatat dosis radiasi yang telah mengenai pekerja secara akumulasi sehingga dapat membandingkan dengan batas akumulasi dosis Surveymeter • Mengukur dosis radiasi di tempat secara langsung Monitor radiasi • Monitor kontaminasi : mengetahui tingkat kontaminasi anggota tubuh • Monitor area : memantau secara terus menerus tingkat paparan radiasi di lokasi tertentu rini_indrati@yahoo.com
DOSIMETER PERSONAL • Utk mengetahui dosis radiasi scr akumulasi shg dpt dibandingkan NBD yg ditetapkan utk pekerja radiasi SYARAT : • Ringan dan kecil Jenisnya: • Dosimeter saku (pen/pocket dosimeter) • Film badge • Thermo luminicence dosimeter (TLD) rini_indrati@yahoo.com
DOSIMETER SAKU • Menggunakan tegangan kamar ionisasi • Prinsip kerja = detektor isian gas, tapi tidak menghasilkan tanggapan secara langsung • Konstruksi : tabung silinder berisi gas, dinding silinder sbg katoda bermuatan (-), sumbu logam dgn jarum quartz di bawahnya bermuatan (+) rini_indrati@yahoo.com
Lanjutan CARA KERJA : • Sebelum digunakan di charge (diberi tegangan) jarum akan menyimpang krn perbedaan potensial antara anoda – katoda diatur menunjukkan nol (0) • Radiasi mengionisasi gas ion + dan - menuju anoda & katoda mengurangi perbedaan potensial antara Jarum & dinding detektor penyimpangan jarum berkurang sesuai dg jml radiasi yang masuk rini_indrati@yahoo.com
Dosimeter Saku Lanjutan Keuntungan : • dapat dibaca secara langsung, tidak memerlukan peralatan tambahan kecuali untuk discharge, dapat digunakan kembali Kerugian : • Tidak ada record / tdk dapat menyimpan informasi dosis dalam waktu lama karena sifat akumulasi kurang baik • Range kecil < 200 mrem rini_indrati@yahoo.com
FILM BADGE • Menggunakan detektor emulsi foto • Tingkat kehitaman film sesuai dengan banyak dosis radiasi yang mengenai emulsi perak halida (AgBr) rini_indrati@yahoo.com
FILM BADGE • Film fotografi yg berbentuk emulsi perak halida biasanya (AgBr) • Energi rad film AgBr terisolasi • Proses pembacaan pencucian AgBr terisolasi mengikat molekul AgBr lain mjd perak hitam fixer melarutkan AgBr sisa. • Tingkat kehitaman bayangan dosis rad • Filter : mengetahui jenis radiasi yg masuk rini_indrati@yahoo.com
Kelemahan : • film harus diproses secara khusus • membutuhkan peralatan tambahan untuk membaca tingkat kehitaman (densitometer) • film hanya dapat digunakan selang waktu 3 bulan, jadi film harus diproses sebelum masa tersebut • Dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban Fading (Koreksi Pemucatan) Keuntungan : • mempunyai sifat akumulasi yang baik • dapat membedakan jenis dan energi radiasi karena ada filter • Ada record, dapat disimpan untuk keperluan dokumentasi • Film yg digunakan maks 3 bulan • range besar (10 mrem - 5000 mrem) rini_indrati@yahoo.com
T L D (Thermoluminicence dosimeter) • Prinsip detektor sintilasi, hanya percikan cahaya tidak langsung dipancarkan tetapi dibaca setelah dipanaskan • Menggunakan bahan sintilasi LiF (kristal anorganik thermoluminicence) • Radiasi kristal e- di pita valensi pindah ke pita konduksi e- tereksitasi & hole terjebak pita energi unsur pendamping dipanaskan mdpt energi utk kembali ke pita konduksi kembali ke pita valensi sambil memancarkan cahaya utk menghitung dosis rini_indrati@yahoo.com
TLD Kelebihan : • Bersifat akumulatif dan lebih teliti dr Film bedge • Dapat membedakan energi • Bentuk kristal dapat disesuaikan dengan holder • Dapat digunakan > 3 bulan, Kristal dapat digunakan berulang-ulang • Range besar 5 mrem – 4000 rem Kelemahan : • Membutuhkan peralatan tambahan • Tidak ada record • Maksimal pembacaan 3 bulan • Harus dipanaskan dulu sblm dipakai rini_indrati@yahoo.com
