LAPORAN PRAKTIKUM

DETEKTOR PARTIKEL ZAT PADAT DAN BEBERAPA

JENIS DETEKTOR LAINNYA

(Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Laboratorium I

OLEH :

ARIF PRIANTO 080210192017

ULYA ZAKIYA 080210192020

YUNUS ERDAMANSYAH 080210192055

SITI HASANAH 080210192058

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2010

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Manusia tidak memiliki sensor biologis yang cukup peka untuk mendeteksi adanya radioaktivitas

oleh radionuklida. Untuk dapat mendeteksi adanya radioaktivitas diperlukan pendeteksi (detektor) yang

dapat berinteraksi secara cukup efisien dengan sinar radioaktif. Alat untuk mendeteksi radiasi inti,

umumnya berupa detektor pulsa listrik yang dihasilkan oleh partikel-partikel di dalam detektor dan dapat

mengukur jumlah pancaran partikel/radiasi per waktu (aktivitas) dari radionuklida.

Dalam fisika partikel dan fisika nuklir eksperimental, detektor partikel, juga dikenal

sebagai detektor radiasi yaitu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi, melacak, dan

mengidentifikasi partikel-partikelberenergi tinggi yang dihasilkan dari peluruhan beta, radiasi kosmis,

ataupun reaksi dalam pemercepat partikel. Detektor modern juga digunakan sebagai kalorimeter untuk

mengukur energi radiasi yang dideteksi. Detektor ini juga dapat digunakan untuk mengukur sifat-sifat

fisika partikel seperti momentum, spin, dan muatan partikel.

1.2 Tujuan

- Mengetahui pengertian detektor.

- Mengetahui jenis-jenis detektor.

- Mengetahui struktur penyusun detektor zat padat.

- Menjelaskan prinsip kerja detektor zat padat.

1.3 Rumusan Masalah

1. Apa itu detektor?

2. Sebutkan jenis-jenis detektor!

3. Apa saja struktur penyusun detektor zat padat?

4. Jelaskan prinsip kerja detektor zat padat!

1.4 Manfaat

Selain digunakan untuk memenuhi tugas mata kuliah teknik laboratorium I, pembuatan laporan

praktikum literatur ini juga dapat bermanfaat untuk menambah wawasan kami mengenai detektor

khususnya detektor zat padat.

1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Alat untuk deteksi dan pengukuran radiasi (detektor), umumnya tersusun dari dua bagian, yaitu

(a) suatu detektor yang mengubah radiasi menjadi pulsa listrik, dan ( b ) rangkaian elektronik yang

memperbesar dan mencatat pulsa yang timbul. Detektor yang saat ini dipakai, dapat dibagi menjadi 3

jenis yang berdasarkan komponen detektor yang berinteraksi dengan radiasi inti, yaitu (a) detektor

ionisasi gas, (b) detektor sintilasi, dan (c) detektor zat padat.

Dalam keadaaan biasa, gas berupa konduktor. Namun, adanya radiasi akan menimbulkan

pasangan ion lebih kurang sepasang untuk tiap 30 eV energi radiasi. Apabila pasangan ion (elektron dan

ion positif) dikumpulkan pada dua elektrode sebelum kombinasi terjadi, akan terlihat pulsa listrik.

Detektor ionisasi gas dibedakan lagi berdasarkan besar tegangan listrik yang digunakan saat beroperasi,

yaitu detektor kamar ion, detektor proporsional, dan detektor Geiger.

Pencacah sintilasi terdiri atas media sintilasi atau fosfor, fotomultiplier, analisator, serta scaler

atau ratemeter. Fosfor adalah zat yang dapat menimbulkan kilatan sinar apabila terkena radiasi.

Fotomultiplier berfungsi merubah kilatan sinar menjadi pulsa listrik, dan pulsa ini diperbesar oleh

amplifier dan dicacah oleh scaler atau ratemeter.

Berdasarkan atas perbedaan energi pita penghantar dengan pita valensi maka daya hantar hantar

listrik zat dibedakan menjadi konduktor, semikonduktor, dan nonkonduktor. Zat ini berupa kristal

germanium dan silikon adalah semikon-duktor yang dapat ditingkatkan daya hantar listriknya dengan

penambahan zat lain (impurity), yang jumlahnya tertentu, misalnya As, Sb, Ga, dan In. Akibat

penambahan zat lain, semikonduktor dapat dibedakan menjadi semikonduktor tipe-n dan tipe-p. Detektor

zat padat tersusun oleh semikonduktor tipe-n dan tipe- p yang diberikan potensial listrik terbalik. Saat ini,

detektor zat padat atau detektor semikonduktor yang banyak dipakai berisi silikon dan germanium.

2.1 Besaran yang Diukur

Radiasi merupakan suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa

membutuhkan medium atau bahan penghantar tertentu. Radiasi nuklir memiliki dua sifat yang khas:

 tidak dapat dirasakan secara langsung dan

 dapat menembus berbagai jenis bahan.

oleh karena itu untuk menentukan ada atau tidak adanya radiasi nuklir diperlukan suatu alat, yaitu

pengukur radiasi, yang digunakan utuk mengukur kuantitas, energi, atau dosis radiasi.

Kuantitas radiasi

Hubungan antara Aktivitas Dan Kuantitas2

Kuantitas radiasi adalah jumlah radiasi per satuan waktu per satuan luas, pada suatu titik

pengukuran. Kuantitas radiasi ini berbanding lurus dengan aktivitas sumber radiasi dan berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak (r) antara sumber dan sistem pengukur.

Energi radiasi (E)

Energi radiasi merupakan ‘kekuatan’ dari setiap radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi.

Bila sumber radiasinya berupa radionuklida maka tingkat atau nilai energi radiasi yang dipancarkan

tergantung pada jenis radionuklidanya.

Dosis radiasi

Dosis radiasi menggambarkan tingkat perubahan atau kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh

radiasi. Nilai dosis ini sangat ditentukan oleh kuantitas radiasi, jenis radiasi dan jenis bahan penyerap.

2.2 Mekanisme Pendeteksian Radiasi

Detektor radiasi bekerja dengan cara mengukur perubahan yang disebabkan oleh penyerapan

energi radiasi oleh medium penyerap. Sebenarnya terdapat banyak mekanisme yang terjadi di dalam

detektor tetapi yang sering digunakan adalah proses ionisasi dan proses sintilasi.

  Proses Ionisasi

Ionisasi adalah peristiwa lepasnya elektron dari ikatannya karena menyerap energi eksternal. 

Peristiwa  ini  dapat  terjadi  secara langsung oleh radiasi alpha atau beta dan secara tidak langsung oleh

radiasi sinar-X, gamma dan neutron.

Jumlah elektron lepas ( N ) sebanding dengan jumlah energi yang terserap S E dibagi dengan

daya ionisasi materi penyerap ( w ).

Dalam proses ionisasi, energi radiasi diubah menjadi pelepasan sejumlah elektron (energi listrik).

Bila terdapat medan listrik maka elektron akan bergerak menuju ke kutub positif sehingga dapat

menginduksikan arus atau tegangan listrik. Semakin besar energi radiasinya maka arus atau tegangan

listrik yang dihasilkannya juga semakin besar pula.

3

  Proses Sintilasi

Proses sintilasi adalah terpancarnya percikan cahaya ketika terjadi transisi elektron dari tingkat

energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah di dalam detektor, bila terdapat kekosongan

elektron pada orbit yang lebih dalam. Kekosongan tersebut dapat disebabkan oleh lepasnya elektron

(proses ionisasi) atau loncatnya elektron ke lintasan yang lebih tinggi ketika dikenai radiasi (proses

eksitasi).

Dalam proses sintilasi ini, energi radiasi diubah menjadi pancaran cahaya tampak. Semakin besar

energi radiasi yang diserap maka semakin banyak percikan cahayanya.

4

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Desain

Gambar 3. Proses Pada Detektor Sintilasi

(a) (b)

5

Gambar1. Konstruksi Detektor Semikonduktor Gambar 2. Konstruksi Detektor Isian Gas

(c)

a) Proses terjadinya percikan cahaya di dalam sintilator

b) Sampel dilarutkan ke dalam sintilator

c) Konstruksi tabung photomultiplier

BAB 4. PEMBAHASAN

Dalam fisika partikel dan fisika nuklir eksperimental, detektor partikel, juga dikenal sebagai

detektor radiasi adalah suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi, melacak, dan mengidentifikasi

partikel-partikel berenergi tinggi yang dihasilkan dari peluruhan beta, radiasi kosmis, ataupun reaksi

dalam pemercepat partikel. Detektor modern juga digunakan sebagai kalorimeter untuk mengukur energi

radiasi yang dideteksi. Detektor ini juga dapat digunakan untuk mengukur sifat-sifat fisika partikel seperti

momentum, spin, dan muatan partikel.

Detektor yang saat ini dipakai, dapat dibagi menjadi 3 jenis yang berdasarkan komponen detektor

yang berinteraksi dengan radiasi inti, yaitu :

(a) detektor ionisasi gas, detektor kamar ion

(b) detektor sintilasi, dan detektor proporsional

(c) detektor zat padat. detektor Geiger

Detektor ionisasi gas dibedakan lagi berdasarkan besar tegangan listrik yang digunakan saat beroperasi,

yaitu detektor kamar ion, detektor proporsional, dan detektor Geiger.

4.1 Detektor Ionisasi Gas

Detektor ionisasi gas merupakan detektor yang berisi gas sebagai komponen yang berinteraksi

dengan radiasi inti. Detektor ini terdiri dari dua elektroda, positif dan negatif, serta berisi gas di antara

kedua elektrodanya. Kebanyakan detektor ini berbentuk silinder dengan sumbu yang berfungsi sebagai

anoda dan dinding silindernya sebagai katoda.

Konstruksi Detektor Isian Gas

6

Radiasi yang memasuki detektor akan mengionisasi gas dan menghasilkan ion-ion positif dan

ion-ionnegatif (elektron). Jumlah ion yang akan dihasilkan tersebut sebanding dengan energi radiasi dan

berbanding terbalik dengan daya ionisasi gas. Daya ionisasi gas berkisar dari 25 eV s.d. 40 eV. Ion-ion

yang dihasilkan di dalam detektor tersebut akan memberikan kontribusi terbentuknya pulsa listrik ataupun

arus listrik. Berikut merupakan gambar proses pembentukan ion positif dan negatif (ionisasi) dalam gas.

 4.1.1 Detektor Kamar Ionisasi (ionization chamber)

Jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini relatif sedikit sehingga tinggi pulsanya sangat

rendah. Oleh karena itu, biasanya, pengukuran yang menggunakan detektor ionisasi menerapkan cara

arus. Bila akan menggunakan detektor ini dengan cara pulsa maka dibutuhkan penguat pulsa yang sangat

baik. Keuntungan detektor ini adalah dapat membedakan energi yang memasukinya dan tegangan kerja

yang dibutuhkan tidak terlalu tinggi. 

4.1.2 Detektor Proporsional

Dibandingkan dengan daerah ionisasi di atas, jumlah ion yang dihasilkan di daerah proporsional

ini lebih banyak sehingga tinggi pulsanya akan lebih tinggi. Detektor ini lebih sering digunakan untuk

pengukuran dengan cara pulsa.

Terlihat pada kurva karakteristik di atas bahwa jumlah ion  yang dihasilkan sebanding dengan

energi radiasi, sehingga detektor ini dapat membedakan energi radiasi. Akan tetapi, yang merupakan

suatu kerugian, jumlah ion atau tinggi pulsa yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh tegangan kerja dan

daya tegangan untuk detektor ini harus sangat stabil. 

4.1.3 Detektor Geiger Mueller (GM)

Jumlah ion yang dihasilkan di daerah ini sangat banyak, mencapai nilai saturasinya, sehingga

pulsanya relatif tinggi dan tidak memerlukan penguat pulsa lagi. Kerugian utama dari detektor ini ialah

tidak dapat membedakan energi radiasi yang memasukinya, karena berapapun energinya jumlah ion yang

dihasilkannya sama dengan nilai saturasinya. Detektor ini merupakan detektor yang paling sering

digunakan, karena dari segi elektonik sangat sederhana, tidak perlu menggunakan rangkaian penguat.

Sebagian besar peralatan ukur proteksi radiasi, yang harus bersifat portabel, terbuat dari detektor Geiger

Mueller.

4.2 Detektor Sintilasi

Detektor sintilasi selalu terdiri dari dua bagian yaitu bahan sintilator dan photomultiplier. Bahan

sintilator merupakan suatu bahan padat, cair maupun gas, yang akan menghasilkan percikan cahaya bila

dikenai radiasi pengion. Photomultiplier digunakan untuk mengubah percikan cahaya yang dihasilkan

7

bahan sintilator menjadi pulsa listrik. Mekanisme pendeteksian radiasi pada detektor sintilasi dapat dibagi

menjadi dua tahap yaitu : proses pengubahan radiasi yang mengenai detektor menjadi percikan cahaya di

dalam bahan sintilator dan proses pengubahan percikan cahaya menjadi pulsa listrik di dalam tabung

photomultiplier.

4.2.1 Bahan Sintilator

Bahan sintilator berupa fosfor, yang fosfor adalah zat yang dapat menimbulkan kilatan sinar

apabila terkena radiasi. Bahan sintilator berfungsi untuk menangkap radiasi dan mengubah energinya

menjadi percikan cahaya yang dihasilkan bahan sintilator menjadi sinyal listrik. Energi radiasi yang

mengenai bahan sintilator akan diserap oleh atomatomnya sehingga terdapat beberapa elektron yang

tereksitasi (loncat ke orbit yang lebih tinggi). Beberapa saat kemudian (orde piko detik), elektron-elektron

yang terksitasi tadi akan kembali ke keadaan dasarnya, melalui beberapa tingkat energi, dengan

memancarkan foton (percikan cahaya). Semakin tinggi energi radiasi yang mengenainya semakin banyak

elektron yang tereksitasi sehingga semakin banyak pula percikan cahaya yang dipancarkan [4]. Proses

pembentukan sinyal listrik pada detektor sintilasi.

Jumlah percikan cahaya sebanding dengan energi radiasi diserap dan dipengaruhi oleh jenis

bahan sintilatornya. Semakin besar energinya semakin banyak percikan cahayanya. Percikan-percikan

cahaya ini kemudian ‘ditangkap’ oleh photomultiplier.

4.2.2 Tabung Photomultiplier

Bila bahan sintilator berfungsi untuk mengubah energi radiasi menjadi percikan cahaya maka

tabung photomultiplier ini berfungsi untuk mengubah percikan cahaya tersebut menjadi berkas elektron,

sehingga dapat diolah lebih lanjut sebagai pulsa / arus listrik. dan pulsa ini diperbesar oleh amplifier dan

dicacah oleh scaler atau ratemeter.

Tabung photomultiplier terbuat dari tabung hampa yang kedap cahaya dengan photokatoda yang

berfungsi sebagai masukan pada salah satu ujungnya dan terdapat beberapa dinode untuk menggandakan

elektron.

8

Konstruksi Tabung Photomultiplier

Elektron-elektron sekunder yang dihasilkan dinode pertama akan menuju dinode kedua dan

dilipatgandakan kemudian ke dinode ketiga dan seterusnya sehingga elektron yang terkumpul pada

dinode terakhir berjumlah sangat banyak. Dengan sebuah kapasitor kumpulan electron tersebut akan

diubah menjadi pulsa listrik.

4.3 Detektor Zat Padat (Detektor Semikonduktor)

Berdasarkan daya hantar listriknya semua bahan dapat dibagi menjadi tiga golongan yaitu

konduktor, semikonduktor, dan isolator. Daya hantar listrik bahan ini dapat dijelaskan dengan suatu pita

valensi.

Pada dasarnya, bahan isolator dan bahan semikonduktor tidak dapat meneruskan arus listrik. Hal

ini disebabkan semua elektronnya  berada di pita valensi sedangkan di pita konduksi kosong. Perbedaan

tingkat energi antara pita valensi dan pita konduksi di bahan isolator sangat besar sehingga tidak

memungkinkan elektron untuk berpindah ke pita konduksi ( > 5 eV ) seperti terlihat di atas. Sebaliknya,

perbedaan tersebut relatif kecil pada bahan semikonduktor ( < 3 eV ) sehingga memungkinkan elektron

untuk meloncat ke pita konduksi bila mendapat tambahan energi.

Bahan semikonduktor, yang diketemukan relatif lebih baru yang terbuat dari unsur golongan IV

pada tabel periodik yaitu silikon (Si) atau germanium (Ge). Biasanya bahan semikonduktor diberi zat lain

(yang bersifat pengotor) di dalamnya untuk mengontrol konduksi di semikonduktor. Biasanya dari

golongan III atau V yang dikenal sebagai doping misalnya As, Sb, Ga, dan In yang jumlahnya tertentu.

Ge dan Si memiliki elektron valensi 4, secara umum semuanya terikat dalam ikatan kovalen,

sehingga seluruh pita valensi terisi penuh sedang pita konduksi kosong. Apabila ke dalam struktur kristal

Ge atau silikon dimasukkan sejumlah kecil atom-atom yang mempunyai lima elektron valensi seperti

fosfor (P) maka atom pengotor ini akan menggantikan atom atom Ge atau Si. Oleh karena atom fosfor

mempunyai 5 elektron valensi, maka setelah mengikat empat atom Ge disekitarnya, masih ada kelebihan

satu elektron. Elektron ini terikat lemah  dan dengan mudah dapat dipindahkan ke pita penghantar oleh

suatu tenaga. Dengan demikian atom-atom fosfor ini menaikkan kehantaran listrik Ge atau Si dan disebut

9

sebagai atom-atom donor. Semi komduktor jenis ini disebut sebagai semikonduktor tipe-n (negatif)

karena pembawa muatan adalah elektron negatif.

Apabila ke dalam kisi kristal Ge atau Si diberikan atom-atom yang mempunyai elektron valensi

tiga seperti aluminium, atau galium, maka atom-atom tersebut akan menggantikan tempat salah satu atom

Ge atau Si. Oleh karena hanya mempunyai elektron valensi tiga padahal ada empat atom Ge atau Si yang

harus diikat, maka terciptalah suatu kekosongan yang digambarkan dengan adanya tenaga kosong sedikit

di atas pita valensi yang bertindak sebagai pembawa muatan positif. Semikonduktor tipe ini disebut

semikonduktor tipe-p (positif), karena ‘lubang’ bertindak sebagai pembawa muatan positif. Atom-atom

sejenis dengan galium, aluminium ini disebut akseptor.

Apabila kedua bahan semikonduktor tersebut dihubungkan satu dengan yang lain, maka akan

terjadi aliran elektron dari bahan tipe-n ke bahan tipe-p dan sebaliknya juga terjadi aliran lowongan dari

bahan tipe-p ke bahan tipe-n, sampai terjadi keadaan seimbang.

Energi radiasi yang memasuki bahan semikonduktor akan diserap oleh bahan sehingga beberapa

elektronnya dapat berpindah dari pita valensi ke pita konduksi. Bila di antara kedua ujung bahan

semikonduktor tersebut terdapat beda potensial maka akan terjadi aliran arus listrik. Jadi pada detektor

ini, energi radiasi diubah menjadi energi listrik.

10

-

Semikonduktor dengan doping dari golongan V (menjadi semikonduktor tipe n)

Semikonduktor dengan doping dari golongan III (menjadi semikonduktor tipe p)

-

Sambungan semikonduktor dibuat dengan menyambungkan semikonduktor tipe N dengan tipe P

(PN junction). Kutub positif dari tegangan listrik eksternal dihubungkan ke tipe N sedangkan kutub

negatifnya ke tipe P. Medan listrik yang diterapkan seperti ini disebut medan listrik terbalik (reverse

biased electric field. Hal ini menyebabkan pembawa muatan positif akan tertarik ke atas (kutub negatif)

sedangkan pembawa muatan negatif akan tertarik ke bawah (kutub positif), sehingga terbentuk (depletion

layer)  lapisan kosong muatan pada sambungan PN. Dengan adanya lapisan kosong muatan ini maka

tidak akan terjadi arus listrik.

Bila ada radiasi pengion yang memasuki lapisan kosong muatan ini maka akan terbentuk ion-ion

baru, elektron dan hole, yang akan bergerak ke kutub-kutub positif dan negatif. Oleh karena pengaruh

medan listrik (reverse bias), elektron akan bergerak menuju lapisan-n dan hole bergerak menuju lapisan-

p. Pada ujung-ujung elektroda elektron dan lowongan yang terjadi tersebut akan mengakibatkan

perubahan beda potensial yang menimbulkan signal pulsa. Tambahan elektron dan hole inilah yang akan

menyebabkan terbentuknya pulsa atau arus listrik. Tinggi pulsa yang terjadi sebanding dengan tenaga

foton-g dan dinyatakan dengan V = Q/C, dimana Q = muatan, dan C = kapasitas listrik. Pulsa ini besarnya

dalam orde milli volt, untuk setiap MeV energi yang hilang.

Oleh karena daya atau energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan ion-ion ini lebih rendah

dibandingkan dengan proses ionisasi di gas, maka jumlah ion yang dihasilkan oleh energi yang sama akan

lebih banyak. Hal inilah yang menyebabkan detektor semikonduktor sangat teliti dalam membedakan

energi radiasi yang mengenainya atau disebut mempunyai resolusi tinggi. Sebagai gambaran, detektor

sintilasi untuk radiasi gamma biasanya mempunyai resolusi sebesar 50 keV, artinya, detektor ini dapat

membedakan energi dari dua buah radiasi yang memasukinya bila kedua radiasi tersebut mempunyai

perbedaan energi lebih besar daripada 50 keV. Sedang detektor semikonduktor untuk radiasi gamma

biasanya mempunyai resolusi 2 keV. Jadi terlihat bahwa detektor semikonduktor jauh lebih teliti untuk

membedakan energi radiasi.

Sebenarnya, kemampuan untuk membedakan energi tidak terlalu diperlukan dalam pemakaian di

lapangan, misalnya untuk melakukan survai radiasi. Akan tetapi untuk keperluan lain, misalnya untuk

menentukan jenis radionuklida atau untuk menentukan jenis dan kadar bahan, kemampuan ini mutlak

diperlukan.

Kelemahan dari detektor semikonduktor adalah harganya lebih mahal, pemakaiannya harus

sangat hati-hati karena mudah rusak dan beberapa jenis detektor semikonduktor harus didinginkan pada

11

+

temperatur Nitrogen cair sehingga memerlukan dewar yang berukuran cukup besar. Untuk mengatasi arus

bocor (leakage current) yang dapat mengahsilkan noise (derau) dan merusakkan daya pisah

detektor,detektor ini harus dioperasikan pada suhu sangat rendah. Nitrogen cair yang mempunyai suhu

77K adalah medium pendingan yang biasa dipakai untuk mendinginkan detektor ini. Detektor ini

dimasukkan dalam suatu wadah hampa yang dimasukkan dalam dewar nitrogen cair. Sistem seperti ini

sering disebut juga sebagai cryostat.

Detektor zat padat

1.3 Keunggulan - Kelemahan Detektor

Dari pembahasan di atas terlihat bahwa setiap radiasi akan diubah menjadi sebuah pulsa listrik

dengan ketinggian yang sebanding dengan energi radiasinya. Hal tersebut merupakan fenomena yang

sangat ideal karena pada kenyataannya tidaklah demikian. Terdapat beberapa karakteristik detektor yang

membedakan satu jenis detektor dengan lainnya yaitu efisiensi, kecepatan dan resolusi.

Efisiensi detektor adalah suatu nilai yang menunjukkan perbandingan antara jumlah pulsa listrik

yang dihasilkan detektor terhadap jumlah radiasi yang diterimanya. Nilai efisiensi detektor sangat

ditentukan oleh bentuk geometri dan densitas bahan detektor. Bentuk geometri sangat menentukan jumlah

radiasi yang dapat 'ditangkap' sehingga semakin luas permukaan detektor, efisiensinya semakin tinggi.

Sedangkan densitas bahan  detektor mempengaruhi jumlah radiasi yang dapat berinteraksi sehingga

menghasilkan sinyal listrik. Bahan detektor yang mempunyai densitas lebih rapat akan mempunyai

efisiensi yang lebih tinggi karena semakin banyak radiasi yang berinteraksi dengan bahan.

Kecepatan detektor menunjukkan selang waktu antara datangnya radiasi dan terbentuknya pulsa

listrik. Kecepatan detektor berinteraksi dengan radiasi juga sangat mempengaruhi pengukuran karena bila

respon detektor tidak cukup cepat sedangkan intensitas radiasinya sangat tinggi maka akan banyak radiasi

yang tidak terukur meskipun sudah mengenai detektor.

Resolusi detektor adalah kemampuan detektor untuk membedakan energi radiasi yang

berdekatan. Suatu detektor diharapkan mempunyai resolusi yang sangat kecil (high resolution) sehingga

dapat membedakan energi radiasi secara teliti. Resolusi detektor disebabkan oleh peristiwa statistik yang

terjadi dalam proses pengubahan energi radiasi, noise dari rangkaian elektronik, serta ketidak-stabilan

kondisi pengukuran.

Aspek lain yang juga menjadi pertimbangan adalah konstruksi detektor karena semakin rumit

konstruksi atau desainnya maka detektor tersebut akan semakin mudah rusak dan biasanya juga semakin

12

mahal.Tabel berikut menunjukkan karakteristik beberapa jenis detektor secara umum berdasarkan

beberapa pertimbangan di atas.

Pemilihan detektor harus mempertimbangkan spesifikasi keunggulan dan kelemahan

sebagaimana tabel di atas. Sebagai contoh, detektor yang digunakan pada alat ukur portabel (mudah

dibawa) sebaiknya adalah detektor isian gas, detektor yang digunakan pada alat ukur untuk radiasi alam

(intensitas sangat rendah) sebaiknya adalah detektor sintilasi, sedangkan detektor pada sistem

spektroskopi untuk menganalisis bahan sebaiknya detektor semikonduktor.

BAB 6. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penjelasan di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan:

1. Detektor partikel, juga dikenal sebagai detektor radiasi adalah suatu peralatan yang

digunakan untuk mendeteksi, melacak, dan mengidentifikasi partikel-partikel berenergi

tinggi yang dihasilkan dari peluruhan beta, radiasi kosmis, ataupun reaksi dalam

pemercepat partikel.

2. Detektor yang saat ini dipakai, dapat dibagi menjadi 3 jenis yang berdasarkan komponen

detektor yang berinteraksi dengan radiasi inti, yaitu :

(a) detektor ionisasi gas, detektor kamar ion

(b) detektor sintilasi, dan detektor proporsional

(c) detektor zat padat. detektor Geiger

Detektor ionisasi gas dibedakan lagi berdasarkan besar tegangan listrik yang digunakan

saat beroperasi, yaitu detektor kamar ion, detektor proporsional, dan detektor Geiger.

3. Pada detektor zat padat menggunakan bahan semikonduktor biasanya berupa germanium

dan silikon dengan doping unsur lain dari golongan III dan V menjadi semikonduktor

tipe-p dan tipe-n.

4. Bila ada radiasi pengion yang memasuki lapisan kosong muatan ini maka akan terbentuk

ion-ion baru, elektron dan hole, yang akan bergerak ke kutub-kutub positif dan negatif.

Oleh karena pengaruh medan listrik (reverse bias), elektron akan bergerak menuju

lapisan-n dan hole bergerak menuju lapisan-p. Pada ujung-ujung elektroda elektron dan

13

lowongan yang terjadi tersebut akan mengakibatkan perubahan beda potensial yang

menimbulkan signal pulsa. Tambahan elektron dan hole inilah yang akan menyebabkan

terbentuknya pulsa atau arus listrik.

DAFTAR PUSTAKA

Akhadi,Mukhlis.1997.Dasar-dasar Proteksi Radiasi.Jakarta : Penerbit Rineka Karya

Batan.2004. Pengukuran Radiasi. http://www.batan.go.id/pusdiklat/elearning/Pengukuran_

Radiasi/Dasar_04.htm [04/10/2010, 15:20]

Beiser,Arthur.1999.Konsep Fisika Modern.Jakarta : Penerbit Erlangga

Knoll, F Glenn. Radiation Detection and Measurement. 1989. John Willey n Sons. www.wikipedia.org

[04/10/2010, 15:00]

Susetyo,Wisnu.1988.Spektrometri Gamma.Yogyakarta : Gajah Mada University Press

14