PENGARUH EFEK GEOMETRI PADA KALIBRASI EFISIENSI DETEKTOR SEMIKONDUKTOR HPGe MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA

Author: 
Hermawan Candra
Pujadi
Gatot Wurdiyanto
Abstrak: 

Salah satu sistem pencacah untuk pengukuran aktivitas radionuklida adalah menggunakan spektrometer gamma. Padametode ini ketelitian hasil pengukuran tergantung dari kondisi percobaan dan peralatan, seperti kondisi geometri pengukuranyaitu jarak antara radionuklida ke detektor. Salah satu cara pengukuran dengan metode ini dengan cara analisa kuantitatif denganmelakukan kalibrasi efisiensi. Suatu radionuklida selalu memancarkan sinar radioaktif ke segala arah. Radionuklida diukur padajarak tertentu dari detektor sehingga hanya sebagian saja dari sinar gamma yang dipancarkan oleh radionuklida tersebut yangterdeteksi. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh efek geometri dan optimalisasi geometri pada kalibrasi efisiensimenggunakan radionuklida 152Eu dengan spektrometer gamma. Pada penelitian ini menggunakan sumber standar radionuklida152Eu buatan Laboratorium Primer LMRI Prancis berbentuk padat atau sumber titik (point source) yang merupakan radionuklidamulti gamma yang mempunyai energi gamma dari rentang energi rendah sampai energi tinggi yaitu 121,8 keV, 244,7 keV, 344,3keV, 411,1 keV, 444 keV, 778,9 keV, 964 keV, 1085,8 keV, 1112 keV dan 1408 keV dengan waktu paro 13,1 tahun. Kondisigeometri pengukuran dilakukan dengan cara variasi jarak antara sumber radionuklida ke detektor yaitu 24cm, 18cm, 14cm,10cm dan 6cm. Detektor yang digunakan adalah detektor semikonduktor germanium kemurnian tinggi ,High Purity Germanium(HPGe) resolusi tinggi. Secara teoritis pada kondisi pengukuran, semakin jauh akan mengurangi kesalahan pengukuran akibatrangakaian elektronik spektrometer gamma dalam mengolah signal yang masuk, peristiwa pile-up yang mengakibatkankehilangan cacah, waktu mati (dead time) dan efek penjumlahan. Hasil pengukuran dan perhitungan efisiensi menunjukkanbahwa waktu mati (dead time) pada kondisi pengukuran jarak antara radionuklida dan detektor 24cm, 18cm, 14cm, 10cm dan6cm berturut turut adalah 3,78%, 6,16%, 9,14%, 15,37% dan 30,59%. Kehilangan cacah akibat waktu mati detektor HPGeterkecil pada jarak 24cm. Pada kurva kalibrasi efisiensi menunjukkan bahwa untuk masing-masing kurva kalibrasi pada masingmasingvariasi, nilai koefisiensi linieritas mendekati 1. Pengaruh geometri pada hasil pengukuran ini kemungkinan disebabkanjuga oleh gejala pile-up dan penjumlahan pulsa. Jika dua foton secara serentak mengenai detektor dalam selang waktu kecil makasalah satu atau kedua foton tersebut tidak terdeteksi. Hal ini disebakan oleh koinsidensi waktu dimana pulsa tumpang tindihsecara kebetulan atau bias juga karena adanya gejala cascade dari suatu inti yang sama. Sehingga mempengaruhi nilai efisiensidetektor untuk foton-foton gamma yang bersangkutan dan menyebabkan puncak-puncak energi gamma yang ingin ditentukanmengalami penambahan atau pengurangan cacahan. Untuk menguji hasil pengukuran masing-masing kurva kalibrasi efisisensi,dilakukan pengukuran aktivitas radionuklida standar Cs-137 buatan ETL Jepang yang sudah diketahui aktivitas awalnya. Secaraperhitungan aktivitas radionuklida pada saat pengukuran adalah 92159,0 Bq. Hasil pengukuran aktivitas bila menggunakanmasing-masing kurva kalibrasi efisiensi pada jarak 24cm, 18cm, 14cm, 10cm dan 6cm berturut-turut adalah 92694,79 Bq,93022,3145 Bq, 93791,4419 Bq, 96527,5114 Bq dan 105665,088 Bq. Perbedaan hasil perhitungan dan pengukuran aktivitasberturut-turut adalah 0,581%, 0,937%, 1,77%, 4,74% dan 14,66%. Sehingga dapat disimpulkan bahwa keadaan optimumgeometri pada pengukuran aktivitas, jarak antara radionuklida dan detektor pada 24cm.