DETEKSI DAN PENGUKURAN RADIASI INTI

SUBPOKOK BAHASAN : (JENIS DAN SIFAT RADIASI INTI,

INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI DAN PENGUKURAN RADIASI INTI)

OLEHYUSBARINA, M.Si

JURUSAN P. KIMIA FTK UIN SUSKA RIAU

TUJUAN

1. Menjelaskan jenis dan sifat – sifat radiasi inti2. Menjelaskan interaksi radiasi inti dengan

materi3. Menjelaskan pengukuran radiasi inti

Tujuan 1 : Jenis dan sifat radiasi inti

Radiasi inti

Partikel netralPartikel bermuatan (-)

Partikel bermuatan +

Berdasarkan muatan

+

Positron (e+), , proton (H-1), deutron (H-2), triton (H-3), alfa (He-4)dan ion atom ringan (seperti C+4)

-

beta(e-)

netral

neutron (n) dan foton / gama()

Sifat Radiasi Inti

Daya tembus dan ionisasi sinar radioaktif

Tabel sifat – sifat sinar ,,

Tujuan 2 : interaksi radiasi inti dengan materi

1. Jika radiasi partikel positif berinteraksi dengan materi maka dapat menimbulkan disosiasi, eksitasi atau ionisasi

2. Interaksi partikel negatif (elektron) dengan materi hampir sama dengan partikel positif, yaitu menimbulkan disosiasi, eksitasi atau ionisasi.

3. Interaksi gama (foton) dengan materi menimbulkan efek fotolistrik, efek compton dan pembentukan pasangan.

Ionisasi

Partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul zat yang dilalui, Contoh :• Ionisasi atom : He → He2+ + 2e• Ionisasi molekul : O2 → O2

+ + e

sehingga terbentuk ion positif dan elektron terion, kejadian ini disebut ionisasi primerIonisasi primer : X X+ + e

Elektron yang terlepas pada ionisasi primer mungkin juga mempunyai cukup energi untuk menghasilkan ionisasi pada atom atau molekul lain, ini disebut ionisasi sekunderIonisasi sekunder : X X+ + eDaya pengion suatu radiasi dikaitkan pada jumlah pasangan ion yang dihasilkan. Satu pasangan ion ialah satu ion positif dan satu elektron terion

Daya pengion sinar

Eksitasi

Radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari orbital atom atau molekul zat, tetapi hanya tereksitasi. Ketika elektron tereksitasi itu kembali ke keadaan dasar akan disertai pembebasan energi dapat berupa sinar X, sinar UV, sinar tampak atau gelombang IR.

Disosiasi

• Radiasi yg dihasilkan oleh zat radioaktif ada yg mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan-ikatan kimia

• Disosiasi = ikatan antar atom (ikatan kimia) dalam materi dapat diputus oleh energi kinetik ion positif sehingga terjadi disosiasi molekul dan membentuk radikal bebas.

Contoh :Cl-Cl → Cl + Cl∙ ∙CH3 - CH3 →H3C + CH∙ ∙ 3

Interaksi gama (foton) dengan materi menimbulkan efek fotolistrik, efek compton dan pembentukan

pasangan

• Efek fotolistrik = perubahan energi foton menjadi energi listrik dalam aalat yang disebut fotosel

• Efek compton = terjadinya ionisasi yang disertai perubahan arah gerak foton

• Pasangan elektron – positron = terjadi bila energi elektron cukup besar sehingga sebagian berubah menjadi partikel positron. Neutron dalam materi dapat bereaksi dan menghasilkan inti baru yang radioaktif. Radiasi yang dihasilkan inti baru ini kemudian berinteraksi dengan materi seperti di atas.

Tujuan 3 :Menjelaskan pengukuran radiasi inti

• Radiasi inti tidak dapat dilihat secara langsung tetapi harus dengan alat khusus.

• Cara mendeteksi dan mengukur radiasi nuklir didasarkan pada interaksinya dengan materi. Radiasi dalam alat tersebut berinteraksi dengan materi dan yang terlihat adalah gejala – gejala yang timbul dari interaksi itu.

• Alat deteksi gejala tersebut dinamakan detektor radiasi.

Prinsip Kerja

Hampir semua detektor radiasi energi tinggi bekerja berdasarkan prinsip bahwa radiasi akan memberikan energi pada elektron – elektron dalam bahan yang dilewatinya sehingga elektron keluar dari atom, dan atom menjadi ion positif (peristiwanya disebut ionisasi)

Detektor ionisasi gas

Detektor ionisasi gas berbentuk silinder yang diisi gas dan mempunyai dua elektroda. Dinding tabung yang dipakai sebagai selubung gas sebagai elektroda negatif (katoda). Kawat di tengah-tengah tabung berfungsi sebagai elektroda positif (anoda). Kedua elektroda berfungsi sebagai keping-keping kapasitor.

Masuknya radiasi ke dalam tabung detektor menyebabkan terbentuknya pasangan ion. Ion positif akan tertarik ke katoda dan ion negatif tertarik ke anoda. Karena menarik ion-ion yang berlawanan, maka akan terjadi pengurangan muatan listrik pada masing-masing elektroda. Penurunan jumlah muatan itu, mengakibatkan penurunan tegangan antara kedua elektroda

penurunan tegangan sebanding dengan pasangan ion yang terbentuk. Sedang jumlah pasangan ion itu sendiri bergantung pada jenis dan energi radiasi yang ditangkap detektor. Perubahan tegangan itu akan mengakibatkan terjadinya aliran listrik (denyut out put) yang dapt diubah menjadi angka-angka hasil cacahan radiasi.

Tiga jenis detektor radiasi yang menggunakan gas sebagai

detektornya, yaitu: detektor kamar ionisasi,

detektor proporsional, dan Detektor Geiger-Muller

Detektor kamar kabut

• Sebuah sumber radioaktif memancarkan partikel-partikel dalam sebuah kamar udara yang jenuh dengan uap air dan alkohol. Ketika partikel-partikel ini melalui udara, mereka bertumbukan dengan molekul-molekul udara. Tumbukan ini mengakibatkan terjadinya ionisasi, sehingga meninggalkan jejak ion positif dan negatif. Jika tekanan dalam kamar dikurangi dengan cara memompa sebagian udara keluar, maka udara menjadi lebih dingin. Keadaan ini memungkinkan partikel-partikel uap superjenuh mengembun pada ion-ion tersebut, sehingga jejak tetes-tetes uap sepanjang lintasan ion-ion dapat terlihat.

• Bentuk jejak kabut yang dihasilkan dalam kamar kabut bergantung pada partikel-partikel radioaktif yang digunakan.

Film fotografis