CR-39 SEBAGAI DOSIMETER NETRON CEPAT DENGANMENGGUNAKAN KONVERTER (n,α)

Document Sample
CR-39 SEBAGAI DOSIMETER NETRON CEPAT DENGANMENGGUNAKAN KONVERTER (n,α) Powered By Docstoc
					                                  PROSIDING SEMINAR NASIONAL
                        PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
                             Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
                                          Yogyakarta, 19 September 2006



             CR-39 SEBAGAI DOSIMETER NETRON CEPAT DENGAN
                      MENGGUNAKAN KONVERTER (n,α)

                                  Sri Widayati*), Tuty Budiantari**)
                                  *)Pusat Teknologi Limbah Radioaktif
                         **) Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi


                                                ABSTRAK
       CR-39 SEBAGAI DOSIMETER NETRON CEPAT DENGAN MENGGUNAKAN
       KONVERTER (n,α). Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui tanggapan CR-39
       sebagai dosimeter netron cepat berdasarkan converter (n,α).. Telah dilakukan iradiasi
       CR-39 terhadap fluks netron cepat AmBe pada dosis 0,10 mSv s/d 2,5 mSv. CR-39
       diproses melalui etsa kimia dengan larutan NaOH 20 % pada suhu 60 ْº C selama 6
       jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanggapan CR-39 terhadap netron cepat
       dengan menggunakan konverter (n,α) jauh lebih besar yaitu sekitar 6 kali lebih besar
       dari pada tanggapan CR-39 tanpa menggunakan CR-39 (n,α).


                                               ABSTRACT
       CR-39 AS NEUTRON DOSEMETER BASED ON A (n,α) CONVERTER. The aim of
       this experiment is to obtained the response of CR-39 as fast neutron dosemeter based
       on (n,α) converter. CR-39 was irradiated to AmBe fast neutron flux from 00.10 mSv to
       2.5 mSv. CR-39 procced by chemical atching with NaOH 20 % at temperature of 60ْ
       C in six hours. The result of experiment showed that the response of CR-39 based on
       an (n,α) converter is 6 times bigger than the response of CR-39 without
       (n,α).converter.




PENDAHULUAN                                            TEORI

D    ewasa ini telah banyak digunakan berbagai
     jenis dosimeter netron antara lain film,
dosimeter termolumenisensi dan dosimeter jejak
                                                              Poly Allyl Diglicol Carbonate (CR-39)
                                                       merupakan dosimeter jejak yang dapat digunakan
                                                       sebagai dosimeter personil karena mempunyai
nuklir zat padat. Dosimeter jejak lebih menjadi        kepekaan yang tinggi terhadap jejak proton[1].
perhatian para ilmuan dibanding dengan dosimeter       Pemakaian konverter yang banyak mengandung
lainnya pada saat ini, karena dosimeter jejak          hydrogen (H) memperbesar tanggapan deteksi
mempunyai fungsi yang lebih luas merambah ke           terhdap netron cepat. Netron lambat biasanya
berbagai disiplin ilmu seperti Astrofisika, Geologi,                                 6         10
                                                       terdeteksi melalui konverter Li atau B dengan
Biologi, Arkeologi dan Proteksi Radiasi.               reaksi (n,α) yang kontak dengan dosimeter.
         Ada beberapa jenis dosimeter jejak nuklir     Pemakaian konverter (n,α) dapat memperbesar
yang beredar di pasaran seperti Lexan, Kimfol,         tanggapan netron cepat berdasarkan fraksi spektrum
Tastrak, Makrofol-E, Kodak, LR-115 ,CR-39,             netron yang dirubah ke dalam energi pertengahan
Iupion dan Baryotrak. Dosimeter jejak nuklir sangat    dengan menggunakan moderator yang diletakkan di
peka terhadap radiasi pengion, maka dosimeter          depan dosimeter[1].
tersebut dapat dimanfaatkan sebagai dosimeter baik              Apabila dosimeter jejak nuklir dikenai
untuk memonitor radiasi alfa maupun netron.            radiasi pengion partikel α , akan terjadi tumbukan
         Dalam penelitian ini akan dilihat tanggapan   antara partikel α dengan atom dosimeter CR-39
CR-39 dengan menggunakan konverter (n,α) yang          yang mengakibatkan hilangnya energi partikel α di
digunakan sebagai dosimeter netron cepat.              sepanjang lintasannya. Hal ini akan menghasilkan
                                                       kerusakan pada dosimeter CR-39 dengan
                                                       terbentuknya jejak laten . Jejak laten ini baru dapat


Sri Widayati, dkk                            ISSN 1410 – 8178                                            47
                      PROSIDING SEMINAR NASIONAL
            PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
                 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
                              Yogyakarta, 19 September 2006


dilihat di bawah mikroskop setelah dilakukan etsa               Jejak–jejak yang terjadi pada CR-39
kimia atau etsa elektrokimia.                           dihitung menggunakan mikroskop merek Microstar
         Kecepatan penghacuran atau pengurasan          IV dengan perbesaran 40 kali yang dilengkapi
dari bahan dosimeter CR-39 oleh proses etsa disebut     dengan monitor berukuran 18,5 cm x 13,5 cm
kecepatan etsa. Kecepatan etsa masih dapat
dibedakan yaitu kecepatan etsa bahan (Vb) dan           HASIL DAN BAHASAN
kecepatan etsa jejak (Vt). Jejak partikel pada
                                                                 Pada Tabel 1 memuat besarnya tanggapan
dosimeter CR-39 akan nyata diperbesar oleh proses
                                                        dari variasi sistem deteksi netron . Tanggapan
etsa jika Vt > Vb (2). Diameter jejak (D) dan
panjang lintasan bergantung pada efek kompetisi Vt      sistem adalah jumlah jejak bersih persatuan dosis
                                                        persatuan luas area CR-39 yang dihitung. Jumlah
dan Vb. Panjang lintasan jejak dapat diperoleh
                                                        jejak bersih diperoleh dari jumlah jejak CR-39 yang
melalui persamaan :
                                                        diiradiasi dikurangi dengan jumlah jejak CR-39
                 L = (Vt-Vb) x t                 (1)    yang tidak diiradiasi (CR-39 blanko). Sistem deteksi
t adalah lamanya waktu etsa.                            I (CR-39) mempunyai tanggapan yang paling kecil
         Dosimeter jejak (D) dapat diperoleh melalui                                     -2      -1
                                                        yaitu 238,56 ± 45,13 jejak cm mSv             dan sistem
persamaan ,
                                       1
                                                        deteksi V (CR-39 + Li2B4O7 + PE 1 cm)
                          Vt − Vb 
                                           2
                                                        mempunyai tanggapan yang terbesar yaitu 1486,61
             D = 2Vb × t                        (2)                          -2   -1
                          Vt + Vb                     ± 134,60 jejak cm mSv .
                                                                Pada sistem II (CR-39 + PE 0,5 cm)
                                                        mempunyai tanggapan sebesar 412,39 ± 63,06 jejak
TATA KERJA                                                 -2        -1
                                                        cm mSv , tanggapan sistem deteksi II ini lebih
Bahan                                                   besar sekitar 73 % dibandingkan dengan tanggapan
                                                        sistem deteksi I. Hal ini diperkirakan adanya proton
        Dosimeter jejak nuklir yang digunakan
                                                        yang dihasilkan dari interaksi antara netron cepat
adalah CR-39 dengan ukuran 3 cm x 3 cm tebal 500
                                                        dengan polietilen, sehingga proton ini memberikan
µm buatan Pershore Moulding Ltd Inggris.
                                                        kontribusi dalam pembentukan jejak di CR-39.
Konverter (n,α) yang digunakan adalah Li2B4O7                    Sistem deteksi II dan sistem deteksi III
berdiameter 0,9 cm dan tebal 0,13 mm dan                yang hanya berbeda dalam hal ketebalan moderator
menggunakan moderator polietilen (PE) dengan            yaitu 0,5 cm dan 1 cm mempunyai tanggapan yang
ukuran 3 cm x 3 cm, tebal 0,5 cm dan 1 cm. Sumber       tidak jauh berbeda, hal ini disebabkan karena
netron yang digunakan adalah AmBe dengan                ketebalan moderator antara 0,5 cm dan 1 cm telah
aktivitas 5 Ci milik PTKMR – BATAN.                     mencapai kesetimbangan protonik yang tetap (1).
Metoda                                                              Sistem deteksi IV (CR-39 + Li2B4O7 + PE
         CR-39 dikelompokan menjadi 5 sistem            0,5 cm) dan sistem deteksi V (CR-39 + Li2B4O7 +
deteksi sebagai berikut:                                PE 1 cm) mempunyai tanggapan yang tidak jauh
o Sistem deteksi I         : CR-39 tanpa konverter      berbeda. Tanggapan kedua sistem ini jauh lebih
    dan tanpa moderator                                 besar dibandingkan dengan tanggapan sistem
o Sistem deteksi II        : CR-39 + Moderator PE       deteksi I yaitu sekitar 6 kali lebih besar. Hal ini
    tebal 0,5 cm                                        dapat dimengerti karena terjadinya jejak pada kedua
o Sistem deteksi III       : CR-39 + Moderator PE       sistem deteksi ini tidak hanya berasal dari proton
    tebal 1 cm                                          saja tetapi juga berasal dari partikel α yang
o Sistem deteksi IV        : CR-39 + Li2B4O7 + PE
                                                        dihasilkan dari konverter Li2B4O7 setebal 0,13 mm
    tebal 0,5 cm
o Sistem seteksi V         : CR-39 + Li2B4O7 + PE       . Reaksi netron lambat oleh moderator polietilen
    tebal 1 cm                                          terhadap konverter Li2B4O7 menghasilkan partikel
o Semua sistem diiradiasi pada dosis 0,1 mSv s/d        α yang memberikan kontribusi yang besar pada
    2,5 mSv terhadap sumber netron cepat AmBe.          pembentukan jejeak CR-39. Penampang lintang
         Setelah diiradiasi, CR-39 dilakukan etsa               6         10
                                                        untuk Li dan B terhadap netron lambat masing-
    kimia dalam oven dengan menggunakan larutan         masing sebesar 980 dan 3800 barn.
    NaOH 20 % pada suhu 60 ºC selama 6 jam.                     Besarnya tanggapan sistem deteksi yang
    Setelah proses etsa kimia selesai, CR-39 dicuci     ditunjukan pada Tabel 1. sekaligus merupakan
    dengan air mengalir hingga bebas dari larutan       faktor kalibrasinya . Jumlah jejak yang terjadi pada
    NaOH dan dikeringkan .                              sistem deteksi ini menunjukkan bahwa semakin
                                                        besar dosis yang diberikan pada sistem deteksi akan

48                                             ISSN 1410 - 8178                               Sri Widayati, dkk.
                                  PROSIDING SEMINAR NASIONAL
                        PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
                             Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
                                         Yogyakarta, 19 September 2006


semakin besar pula jumlah jejak yang terjadi pada        Protection Dosimetry, Vol, Nuclear Technology
sistem deteksi dan dosis yang diberikan pada             Publishing,UK (1985).
penelitian ini yaitu 0,1 mSv s/d 2,5 mSv masih        8. FERNANDEZ .F.et.al, Experimental and
dalam dosis linier.                                      Theorietical Determination of The Fast Neutron
Tabel 1. Tanggapan dari variasi sistem deteksi           Response Using CR-39 Palstic Detectors dan
          netron cepat                                   Polyethylene Radiators, Radiation Protection
                              Tanggapansistem            Dosimetry, Vol. 44., Nuclear Technology
 No    Sistem deteksi                    deteksi         Publishing, Spain (1992).
                              (jumlah jejak cm-2
                                         mSv-1)
 1     CR-39                  238,56 ± 45,13
 2     CR-39 + PE 0,5 cm      412,39 ± 63,06
 3     CR-39 + PE 1 cm        489,68 ± 59,07
 4     CR-39 + Li2B4O7+PE     1431,89 ± 295,68        TANYA JAWAB
                 0,5 cm
 5     CR-39 + Li2B4O7 + PE   1486,61 ± 134,60        Bambang Irianto
                 1 cm                                   Sejauh mana tingkat akurasi deteksi terhadap
                                                        zarah α itu mempunyai daya tembus sangat
KESIMPULAN                                              rendah ?
         Dosimeter netron cepat CR-39 mempunyai        Sri Widayati
tanggapan yang jauh lebih besar jika menggunakan          CR-39 dapat digunakan untuk mendeteksi α,
konverter (n,α) dibandingkan jika hanya                   mengingat daya tembus α rendah maka CR-39
menggunakan moderator polietilen. Hal ini akan            langsung ditempel pada obyek yang akan
menguntungkan dalam pemakaian CR-39 sebagai               diukur
dosimeter neutron cepat untuk pemantauan rutin
                                                      Rosidi
dosis radiasi neutron cepat bagi pekerja radiasi.
                                                        Apa jenis dosimetri yang bisa rutin digunakan
                                                        oleh karyawan BATAN sendiri ?
DAFTAR ACUAN
                                                       Sri Widayati
1. SAWISDIS E. et al.,A CR-39Fast Neutron                 Jenis dosimetri yang rutin digunakan oleh
   Dosemeter on an (n,α) Converter, Radiation             karyawan BATAN adalah TLD yaitu dari
   Protection       Dosimetery,Vol.44,    Nuclear         bahan LiF berbentuk kartu.
   Technlogy Publishing, Greece (1992).
2. KASE R.KENNETH et al.,”The Dosimetry of            Ashar Andrianto
   Ionizing Radiation Vol III”, Academic      Press     Pada moderator dipakai bahan polietilen,
   Inc, California (1990).                              mengapa tidak dipakai bahan plastik
3. CROSS.W.G.,Characteristics of Track Detectors       Sri Widayati
   for Personnel Neutron Dosimetry, Atomic                Kebetulan kami punya plietilen dan punya
   Energy of Canada Limited, Reseach Company,             literature yang terkait, sedangkan plastik yang
   Chalk River Nuclear Laboratories , Chalk River,        tebalnya 0,5 cm dan 1 cm kami belum punya
   Ontario (1985).                                        dan literature yang terkait kami tidak ada.
4. SPURNY .F.et al., Dosimetry of Neutrons and            Polietelin masih termasuk plastik.
   High Energy Particles With Nuclear Track
                                                      Imam Prayogo
   Detector, RAdiaiton Measurements, Vol. 25,
                                                        Bagaimana dengan penambahan Li borak akan
   Pergamon Press, Czech Republic (1995).
5. AL.NAJJAR SAR. Et al, Electrochemical                timbul α dan mempunyai respon cukup baik
   Etching of CR-39 Plastic :Aplication to              ketebalan dan diameternya berapa ?
   Radiaiton Dosimtery ,University Birmingham,          Apakah dipasaran sudah dijual belikan ?
   England (1979).                                      Sri Widayati
6. TOMMASINO.L. et al., Damage Track                      Li2B4O7 (Lithium borak) jika terkena neutron
   Detectors for Neutron Dosimetry: I. Registration       yang telah diperlambat akan menghasilkan α,
   and Counting Methodes, Radiation Protection            α inilah yang menambah kontribusi jejak di
   Dosimetry, Vol. 10 , Nuclear Technology                CR-39
   Publishing, Italy (1985).                              CR-39 dipasaran sudah banyak dan Li2B4O7
7. HARRISON K.G.et.al,Damage Track Detectors              juga ada dijual belikan.
   for Neutron Dosimetry : II Characteristics
   Different Detection Systems , Radiation


Sri Widayati, dkk                           ISSN 1410 – 8178                                          49

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:141
posted:5/17/2011
language:Indonesian
pages:3
Description: CR-39 SEBAGAI DOSIMETER NETRON CEPAT DENGAN MENGGUNAKAN KONVERTER (n,α)