PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat...

10
Pro siding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003 ISSN 0854-5278 SISTEM DETEKSI RADIASI KOINSIDEN BERBASIS KONVERSI PEW AKTUAN KE TINGGI PUNCAK PULSA UNTUK PENENTUAN FLUKS NEUTRON TERMAL FASILIT AS IRADIASI REAKTOR PENELITIAN RSG-GAS. Syaiful Bakhri Pusat Pengembangan Teknologi Reaktor Riset-BATAN ABSTRAK SISTEM DETEKSI RADIASI KOINSIDEN BERBASIS KONVERSI PEW AKTUAN KE TINGGI PUNCAK PULSA UNTUK PENENTUAN FLUKS NEUTRON TERMAL FASILITAS IRADIASI REAKTOR PENELITIAN RSG-GAS. TeJah dilakukan penelitian untuk menentukan fluks .neutron termal di fasilitas iradiasi RS 1 RSG G.A. Siwabessy. Pada penelitian ini disusun sistem beta-gamma koinsiden clan diatur parameternya sesuai dengan spektrum beta clan gamma Au-198. Keping Au yang telah diiradiasi dicacah clan hasil pengukuran aktivitasnya dianalisis untuk memperoleh fluks neutron. Diperoleh fluks termal neutron di posisi RS1 2.019 x 1012n/cm2s. Untuk menguji unjuk kerja sistem, dilakukan pengukuran terhadap somber radioaktif yang diketahui aktivitasnya yaitu Co-60 clandiperoleh ketidaksesuaian 4.3 %. ABSTRACT COINCIDENCE DETECTION RADIA TION SYSTEM BASED ON TIME TO AMPLITUDE CONVERSION FOR DETERMINATION OF THERMAL NEUTRON FLUX ON RSG-GAS RESEARCH REACTOR IRADIA TION FACILITIES. Thermal neutron flux determination research in RSI irradiation facilities RSG-GAS was done. This research has arranged beta-gamma coincidence equipment system and parameter of measurement according to Au-198 beta-gamma spectrum. Gold foils that have exposed to flux neutron for period of time, counted, and the activities of radiation analyzed to get neutron flux. The results show that thermal neutron flux in RSI is 2.019 x lO'2n/cm2s. To examine the system performance, the measurement of Co-60 known activity radioactive source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai tujuan seperti produksi radioaktif, Analisis Aktivasi Neutron (AAN) clan sebagainya. Dewasa ini jasa pelayanan iradiasi ini semakin ditingkatkan untuk mencapai tingkat efisiensi pemanfaatan reaktor yang semakin tinggi dalam mendukung bidang riset clan produksi radioisotop. Kuantitas clan kualitas pelayanan iradiasi ini sangat ditentukan oleh sejauh mana karakteristik dari fasilitas iradiasi tersebut. Salah satu karakteristik fasilitas iradiasi yang sangat renting adalah fluks tennal neutron. Selama ini masih dirasa perlu peningkatan karakterisasi fluks tennal di fasilitas iradiasi dengan menitikberatkan pada sistem deteksi clan pengukuran radiasi yang lebih akurat untuk menghasilkan analisis yang lebih baik. Salah satu metode deteksi koinsiden yaitu dengan mengkonversi setiap kejadian koinsiden menjadi tinggi puncak spektrum. Analisis tinggi puncak 21

Transcript of PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat...

Page 1: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

Pro siding Seminar Hasil Penelitian P2TRRTahun 2003

ISSN 0854-5278

SISTEM DETEKSI RADIASI KOINSIDEN BERBASIS KONVERSIPEW AKTUAN KE TINGGI PUNCAK PULSA UNTUK PENENTUAN FLUKS

NEUTRON TERMAL FASILIT AS IRADIASIREAKTOR PENELITIAN RSG-GAS.

Syaiful BakhriPusat Pengembangan Teknologi Reaktor Riset-BATAN

ABSTRAKSISTEM DETEKSI RADIASI KOINSIDEN BERBASIS KONVERSI PEW AKTUANKE TINGGI PUNCAK PULSA UNTUK PENENTUAN FLUKS NEUTRON TERMALFASILITAS IRADIASI REAKTOR PENELITIAN RSG-GAS. TeJah dilakukanpenelitian untuk menentukan fluks .neutron termal di fasilitas iradiasi RS 1 RSG G.A.Siwabessy. Pada penelitian ini disusun sistem beta-gamma koinsiden clan diaturparameternya sesuai dengan spektrum beta clan gamma Au-198. Keping Au yang telahdiiradiasi dicacah clan hasil pengukuran aktivitasnya dianalisis untuk memperoleh fluksneutron. Diperoleh fluks termal neutron di posisi RS1 2.019 x 1012n/cm2s. Untuk mengujiunjuk kerja sistem, dilakukan pengukuran terhadap somber radioaktif yang diketahuiaktivitasnya yaitu Co-60 clandiperoleh ketidaksesuaian 4.3 %.

ABSTRACTCOINCIDENCE DETECTION RADIA TION SYSTEM BASED ON TIME TOAMPLITUDE CONVERSION FOR DETERMINATION OF THERMAL NEUTRONFLUX ON RSG-GAS RESEARCH REACTOR IRADIA TION FACILITIES. Thermalneutron flux determination research in RSI irradiation facilities RSG-GAS was done. This

research has arranged beta-gamma coincidence equipment system and parameter ofmeasurement according to Au-198 beta-gamma spectrum. Gold foils that have exposed toflux neutron for period of time, counted, and the activities of radiation analyzed to getneutron flux. The results show that thermal neutron flux in RSI is 2.019 x lO'2n/cm2s. To

examine the system performance, the measurement of Co-60 known activity radioactivesource was done and discrepancy is 4.3 %.

PENDAHULUAN

Salah satu manfaat Reaktor SerbaGuna "GA Siwabessy" adalah sebagaitempat iradiasi untuk berbagai tujuanseperti produksi radioaktif, AnalisisAktivasi Neutron (AAN) clansebagainya. Dewasa ini jasa pelayananiradiasi ini semakin ditingkatkan untukmencapai tingkat efisiensi pemanfaatanreaktor yang semakin tinggi dalammendukung bidang riset clan produksiradioisotop.

Kuantitas clan kualitas pelayananiradiasi ini sangat ditentukan oleh sejauhmana karakteristik dari fasilitas iradiasitersebut. Salah satu karakteristik fasilitasiradiasi yang sangat renting adalah flukstennal neutron. Selama ini masih dirasaperlu peningkatan karakterisasi flukstennal di fasilitas iradiasi denganmenitikberatkan pada sistem deteksi clanpengukuran radiasi yang lebih akuratuntuk menghasilkan analisis yang lebihbaik. Salah satu metode deteksikoinsiden yaitu dengan mengkonversisetiap kejadian koinsiden menjadi tinggipuncak spektrum. Analisis tinggi puncak

21

Page 2: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

ISSN 0854-5278

ini dapat menggambarkan karakteristikdari suatu unsur yang diiradiasi. Sistemini lebih baik dibanding sistemspektroskopi biasa karena tidakmemperhitungkan efisiensi detektor clanserapan diri dari sumber radiasi. Selainitu sistem ini dapat memanfaatkan multichannel analyzer untuk menambahkeakuratan analisis.

Pacta penelitian ini disiapkan,dirancang clan dibuat sebuah sistemkoinsiden yang terdiri dari dua untaisistem pencacahan yang dibandingkanoleh unit koinsiden TAC apakahinteraksi radiasinya terjadi bersamaanatau tidak. Sistem ini digunakan untukmendeteksi keping/foil yang sudahdiiradiasi pacta berbagai posisi di fasilitasiradiasi RSG-GAS. Hasil keluaran

sistem ini dianalisa untuk mengetahuiaktivitas keping clan dihitung fluks diposisi dimana keping tersebut diiradiasi.Untuk mengetahui sejauh mana unjukkerja sebelumnya dilakukan pencacahanterhadap sumber yang sudah diketahuiaktivitasnya.

TEORI 1.2.3,4)

Pencacahan sumber radiasi betagamma koinsiden dilakukan denganmenggunakan dua untai berbeda. Untaipertama berfungsi untuk mendeteksipartikel gamma sedangkan untai keduadigunakan untuk mencacah partikel beta.Untuk mendeteksi terjadinyakoinsidensi, hasil dua pencacahan inidilewatkan melalui gerbang koinsidensi.Pacta penelitian ini gerbang koinsidensidihasilkan dari modul Time to AmplitudeConverter atau konversi waktu ke tinggipuncak.

TAC pacta dasamya berperilakuseperti fast elektronic stop watch yangmengatur saat mulai rentang pewaktuanclan mengakhiri rentang pewaktuantersebut. Selisih perbedaan waktu antarawaktu start clan stop adalah ~t. TAC

Pengembangan Sistem.....Syaifut Bakhri

l11emberikan keluaran sinyal keluaranproporsional dengan sinyal pulsa ~tyang tercatat. Kel11al11puan inilahl11el11berikankelebihan pacta fungsi TACyang tidak hanya mampu l11encatatactatidaknya peristiwa koinsidensi tetapijuga memberikan informasi seberapasering peristiwa koinsiden itu terjadi.Kemampuan ini dikenal sebagaispektroskopi pewaktuan clan banyakdiaplikasikan secara luas seperti sistemdeteksi berbasiskan ComptonSuppression untuk meningkatkan unjukkerja sistem spektroskopi konvensionalHigh Resolution Energy Spectroscopymenggunakan detector HPGe.

Laju cacah di masing-masinguntai berikut hasil cacahan keluarangerbang koinsiden (TAC) dicatat olehcounter. Tiga buah hasil pencacahan iniselanjutnya dihitung dengan persamaan-persamaan berikut ini:

NP = (N P )oh

[l-(N ) * T

]

-(Np)hg (1)

P ob -Tc

Ny = (Ny)ob -(Ny)bg (2)

2r(V ) (N) (3)IV - (N ) - . P o/> r ob ( N ).. .

1 Pr - JIt oh T . Pr hgc

dengan :

Tc = waktu pencacahan(N) ob = nilai pengamatan untuk liar

untai single atau cacahkoinsiden

(N)bg= cacah latar untuk liar untaisingle atau cacah koinsiden't = resolving time.

Pactakasus tertentu, seperti pactaAu-198, dengan memperhitungkankonversi internal yang mengikutipeluruhan sinar beta, digunakanpersamaan berikut ini untuk menghitungaktivitas absolut sebuah sumber radiasikoinsiden beta clangamma.

22

Page 3: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

Prosiding Seminar Hasil Penefifian P2TRRTahun 2003

A=::!.I!Nt

/[I+ (I-£p)a£c

](4)

NPl £p(l+a)

NfJrEfJ ==Nydengan :

E:fJ== efisiensi pencacah betaE:;:=:efisiensi pencaeah gammaa = koevisien konversi dari transisi

411.8 keY

E:c== efisiensi pencacahbeta untukelektron konversi

Tabel 1. Efisiensi Deteksi dari ElektronKonversi untllk Transisi 411-y

Aktivitas yang yang diperolehdari persamaan di alas dihitung denganpersamaan flux di bawah ini:

rjJ BA Abare-Acd (5)111==mNo G"lhGlh(l- e-/J;)

dengan :

""-"'--,

Amplifier2002- ~ Timing SCA2035

A"enualed011

fSSN 0854-5278

SA = berat atom emas,Abare= aktivitaskepingterbuka,Acd = aktivitas keping terbungkus

cadmium,m = massa keping emas,No = bilangan avogadro,Oih = tampang lintang aktivasi unsur

emas,Gill = faktor perisai diri termal keping

emas,

A = konstanta peluruhan isotopAUI98,

ti = waktu iradiasi keping emas.

TAT A KERJA

Pengukuran fluks neutrondilakukan di fasilitas iradiasi dilakukan

dengan aktivasi keping emas. Beberapabuah keping emas dengan berat 0.0667gr clan diameter 1.3 em diiradiasi diposisi RS 1, sebagian dibungkus dengancadmium. Sebelum mengukur aktivitaskeping, disusun perangkat perangkatelektronik beta-gamma koinsiden clanparameter pengukuran yang dibutuhkan.Langkah persiapan adalah menyusunbeberapa modul seperti terlihat padaGambar 1 urituk mengetahuikarakteristik sistem yaitu denganrnengukur resolution time clan resolvingtime.

-'-' -, __,_0

-,,---------

I

--'----I

~ ,-~--

Neg logic (STOP)

Pulser

Atteruated011

, --,,-, ,-'----

Pre fJJ,Ap --1'v1ode12005", ~ Amplifier2002- ~ TimingSCA2035

0 '" '--"'-- __m

TACTC 862 ~-,~

MCA

~

Neg LogIc (START)

Counter

~ ~-

23

Ketebalan keping mas t:c

(mg/cm2)6 0.975

31 0.88049 0.820110 0.610

Page 4: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

ISSN 0854-5278 Pengembangan Sistem-Syaiful Bakhri

Gambar I. Untai Koinsiden untllk pengukuran resolving time

Resolving time diukur dengan langkah- osiloskop menunjukkan keluaran, langkahpengesetan sebagai berikut : sekitar 5 volt. Pengukuran untuk

dilakukan untuk beberapa posisivariasi dengan waktu preset 10 s.

5. Keluaran yang dihasilkan pencacah,dicatat di MCA untuk pengukuranresolution time clan cacahnya jugadicatat di counter untuk memudahkandalam pengukuran resolving time.

1. PulseI' diatur sampai tegangankeluaran {lmpl(frer sekitar 4 voltdengan [rekuensi 60 Hz

2. Salah sarli TSCA untuk umpanmasukan START TAC diatur dengansetting pewaktuan delay minimumclan lainnya pada skala 0.3 JlS pada-rentang 0.1-1.1 jlS. batas bawah SCA250/1 000, keluaran TSCA negativelogic diumpankan pada TAC.

3, TAC diset pad a skala waktu 100 nsdengan posisi anti koinsiden, lebaI'pulsa keluaran 0.5 jlS.

4. Delay TSCA untuk umpan STARTTAC dinaikkan sampai indikatorm/id col1\'ersioll menyala clan

' ,Detector Bias II

__~:_wer Suplly J

---'-1PMT I - --- --

~Base - Pre AMPModel! L_.. fl,lode12005

2007 c_- ~'-- -------

Amplifier 2002

Nail iPlastJk :

Detector !

----/ ,

SunDer

' /'

Setelah karakterisasi resolvingtime masing-masing untai, baik itu untaigamma maupun untai beta diset secaraterpisah untuk pengukuran aktivitas yangsebenarnya. Berikut ini konfigurasimodul perangkat elektronik untai gammaclan untai beta seperti terlihat padaGambaI'.2 di bawah ini

Timing SCA2035

Gate MCA

ScopeDelay

Amplifier TC215

I~

Gambar 2. Untai Pengesetan Beta/Gamma

Kemudian menentukan beberapaparameter sistem diatur dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Mengeset carll daya untuk detectoryang bersesuaian, NaITl 1000 V,Plastik Scintilator 900 V.

2. Mengeset penguatan clan pewaktuanamplifier sampai pulsa mencapaiketinggian di alas 5 Volt untuk untaigamma clan4 volt untuk untai beta.a Untai Gamma, Penguatan Kasar

30 Penguatan Halus 1.3,Shaping Time 1 jls, denganpertimbangan waktu mati terkecildengan resolusi yang masih dapat

24

Page 5: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRRTahun 2003

b

diterima, selain itu masih dalamrentang yang sesuai dengan jenis

detektornya.Untai Beta, Penguatan Kasar lK,

Penguatan Ralus 1.0,Shaping Time 1 Ils.

3. Sinyal masukan TSCA diambil darikeluaran bipolar amplifier. TSCAdiset dengan mode Integral. DelaypactaTSCA diset ke posisi minimumyaitu 0.1 Ils. Keluaran TSCAdiumpankan pactagate MCA

4. Keluaran Delay Amplifierdiumpankan pacta masukan sinyalMCA. Delay amplifier diset sampaipewaktuan memberikan bentukspektrum yang wajar dari sumber.Pacta penelitian ini diperolehpengaturan pewaktuan pacta posisi 1IlS.

5. Perlahan-Iahan batas bawah (lmverleve!) TSCA dinaikkan sampai pactabatas energi terendah puncakspectrum untuk untai gamma.Sedangkan untuk untai beta batasbawah energi terendah diambil diatas 10 % dari total spectrum.

r- ~ ~~--~~ "-~ ' ~-

200 ~

180

160 1140 -120.c

:J 100-..u 80"

60.

40,

20,0 ~ ~

0 2000

'--~- ~ , ~ ~

6000 60004000

kana'

Gambar 3. Grafik keluaran Delay AmpJifier dengangate TSCA pad a pengesetan untai gamma

pada MCA dengan sumter Co-60

ISSN 0854-5278

300

250

200

"3 150..t)

100

50

00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Kana'

- ' -- ---------------

Gambar 4. Grafik MCA keluaran Delay Amplifierdengan gate TSCA yang di atur batas bawahnya pada

pengesetan untai gamma dengan sumter Co-60

200

180 -

160

140

120.c:J 100-..<.) 80

60

40

20

0 -0 4000 50001000 2000 3000

Kana'

~_.- - ---"---- ---

Gambar 5. Grafik keluaran Delay Amplifier dengan gateTSCA pada pengesetan untai beta pada MCA

.-- ~ ,- - -~~ -------

250

200

5000 6000 7000 8000

150' .c! ..

I ~ 100

50

00 1000 2000 3000 4000

Kana'

Gambar 6. Grafik MCA keluaran Delay Amplifierdengan gate TSCA yang di atur batas bawahnya

pada pengesetanuntai beta dengan sumter Co-60

25

Page 6: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

ISSN 0854-5278

6. Langkah selanjutnya adalahmenyatukan untai beta clan gamma

Detedor BiasPower Suplly

L --- -------------------

PM ~ PreAMP ~--~Amplifier2002'-'-- TimingSCA Po~ ~ Counter -~ Gate--.'-~Base Model 2005 451 logIC

--- --- -_u_-

Pengembangan Sistem --Syaiful Bakhri

clan menyusunnya seperti terlihat pad aGambar 2.

Timer

--- --------- .- -----

Na!Detector

AttenuatedOut

, oo---.---

"'g log;';------.------

___m ------ --------

Sumb..Pulser

c.rect-- Oul--~' Scope

-----------

PlasticSantilatorDetector

AttenuatedOut

- T- m ,--------------

PMBase

Pre AMP- Model2005 ~--~ Amplifier 2002 -- ~ Timing SCA451

- . _--om - ----

Detector Bias

Power Suplly

-- -oo- _J

TACTC 662

---~ Counter -Gate ~

_-.00 -----

llleglogic- -- ----- -- --- - _.-----

Pos--logic - ~ Counter

--.--

Gambar 7.Konfigurasi Perangkat Elektronik Beta Gamma Koinsiden

7. Keluaran negative logic dari TSCAuntai gamma diumpan pactamasukanstart TAC clannegative logic TSCAuntai beta diumpankan ke masukanstop TAC.

8. Osiloskop dihubungkankeluaran TAC.

9. Rentang skala penuh TAC diaturpacta 500 us. Perlahan-Iahan delayTSCA untai beta dinaikkan sampaitegangankeluaran:J: 5 voltmuncul.

10. Langkah selanjutnya timer diaturpacta 300 detik. Sistem siapdigunakan untuk mencacah. Hasilpenunjukkan counter (pencacah)dicatat clan dimasukkan dalampersamaan yang telah disebutkansebelumnya.

pacta

Seluruh langkah tala kerja yang telahdisebutkan di alas dilakukan terhadap

dua jenis sample. Pertama terhadapsumber kalibrator Co-60 yang telahdiketabui aktivitasnya. Pengukuranterhadap sumber Cobalt ini diharapkandapat memberikan tingkat kepastianunjuk kerja system secara keseluruhan.Pengukuran selanjutnya dilakukanterhadap sampel keping emas basiliradiasi yang telah dilakukansebelumnya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pacta penelitian ini, sistemdeteksi radiasi koinsiden berbasiskonversi pewaktuan ke tinggi puncakspektrum terlebih dahulu dikarakterisasidengan mengukur resolving time clanresolution time dengan langkah-Iangkahseperti telah dijelaskan di bagian

26

Page 7: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

Prosiding Seminar Hasi! Penelitian P2TRRTahun 2003

!SSN 0854-5278

sebelumnya. Pengukuran resolution timedilakukan lima kali variasi dengan basilseperti yang ditunjukkan pada Tabel 2

berikut ini daB resolving time diambildengan berbagai variasi seperti terlihatpada Gambar 9.

Tabel2. Data Kalibrasi Resolution time TAC yang tercatat di MCA

90 ---'---'--'-' ,,--', ,--- '__"n___~. ,-

80 ,, ,

70 "

30 --"._, ,-.-

20 -.." ---

--- -"'-"-- -60 -------

;..50--..c;"C 40-- ,

' ,,' ------

"---,, ------

-- --,,-,,-'-- ---.----

0 __n-

O

- -" ---' --". , .---- " --- ---"---,,

1000 2000 3000 4000

Kanal

5000 6000 7000 8000

Gambar 8. Grafik kalibrasi TAC, delay TSCA vs kanal MCA

J::..0..0 1000

2500

-,---2000~

1500 -. " ~-

500 -0

150 200 250 300

Delay (ns)

350 400

Gambar 9. Kurva Resolving Time

27

No Delay (ns) Kanal'i-fJ FWHM T

(kanal)t1. 0.2 375 4107 342. 20 1809 4108 383. 40 3710 4112 344. 60 5542 4113 365. 80 7422 4115 37

Page 8: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

ISSN 0854-5278

Hasil perhitungan beberapainformasi di alas yaitu grafik kalibrasiseperti ditunjukkan pacta Gambar 8diperoleh gradien grafik 0.0112 ns/kanal,rata-rata FWHM 36 kanal. Denganmenggunakan persamaan resolutiontime, yaitu

GradienTACx FWHM= Resolutiontime.

Diperoleh resolution time, yangberarti kemampuan sistem untukmemisahkan dua kejadian yang salingberdekatan, adalah dalam rentang 0.399ns. Gambar 9 juga menunjukkan bahwasistem gerbang koinsidensi dapatberfungsi dengan baik dimana perbedaanwaktu antara dua untai yang kurang ataudalam interval gerbang koinsiden yanghanya tercatat dalam spektroskopiwaktu. Grafik di alas juga memberikaninformasi besar resolving time adalah 50ns untuk setting parameter timing TAC100 ns.

Setelah diketahui karakteristiknyasistem koinsidensi selanjutnya dianallisisunjuk kerjanya dengan melihatkemampuannya mengukur aktivitassumber yang sudah diketahuisebelumnya. Pengukuran ini digunakansebagi bahan pembanding sekaligussebagai pengujian secara sederhanaunjuk kerja sistem secara keseluruhan.Sumber radioaktif yang digunakanadalah Co-60 dengan aktivitas 4.02 x 107Bq pactatanggall Agustus 1987.Hal inidikuatkan dengan hasil pengukurandengan detector HPGe pacta bulandesember 2'003 yaitu 4.3 x 105 BqSelanjutnya dilakukan pengukuranterhadap Co-60 d~ngan metodekoinsiden menggunakan gerDaTIgTACclan diperoleh basil seperti terlihat pactaTable 3.

Pengembangan Sistem..Syaiful Bakhri

Tabe13. Hasil pengukuran Sumber Co-60dengan Beta-Gamma Koinsiden

Tabel 3. di atas menunjukkanbahwa rata-rata hasil pengukuran yangdiperoIeh menunjukkan kecenderunganyang mendekati nilai aktivitassebenamya daTi sumber Co-60.Dibandingkan dengan hasil pengukurandengan menggunakan detector HPGediperoIeh nilai simpanganketidaksesuaian sebesar 4.3 %. Nilai ini

cukup layak untuk menegaskan bahwasystem beta gamma koinsiden dengangerbang TAC atau berbasiskan konversispektroskopi pewaktuan layak digunakanuntuk aplikasi selanjutnya. Namundemikian tidak dapat dipungkiri terdapatsimpangan yang relatif besar denganaktivitas yang sebenarnya, hal ini biasjadi disebabkan beberapa factor.Beberapa parameter yang bisamemberikan sumbangan besar terhadapketidaksesuain ini adalah koreksi

terhadap waktu mati (dead time) sistembeta-gamma koinsiden, accidentalcoincidence rate, koreksi terhadapsensitivitas detektor beta terhadapgamma-gamma koinsidensi clansensitifitas detektor gamma terhadapbeta serta efek breamstrahlung. Koreksiini penting karena waktu mati sistemyang disumbangkan oleh kemampuan

~detektoT, dalam beberapa penelitian4),akaG-,-B}empengaruhi aktivitas terukursistem. dem!!<-ianjuga fenomena lainnya.

28

Co- r CacahCacah Cacah Aktivitas

60 Beta Gamma Koinsiden1 17765 8153 328 4.51E+D5---'2 17566 8182 363 4.04E+D5

3 17958 8089 359 4.13E+D54 17683 8046 369 3.93E+D55 17513 8039 361 3.97E+D5

Rata-rata 4.12E+D5

Page 9: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

Prosic/ing Seminar Hasil Penelitian P2TRRTalJun 2003

Selanjutnya sistem digunakanuntuk mengukur cacah beberapa kepingemas yang telah diiradiasi di posisi RS 1RSG-GAS selama waktu tertentu, baikyang dibungkus dengan cadmiummaupun tidak. Besar cacah yangdiketahui dimasukkan ke persamaan

ISSN 0854-5278

yang telah dijelaskan di bagian dasarteori untllk mencari aktivitas sebenarnyadari keeping sesaat setelah selesaidiiradiasi. Berikut ini tabel aktivitas

absolut keping emas yang diukur denganmetode beta-gamma koinsiden dengangerbang koinsiden modul TAc.

Tabel 4. Cacah dan Aktivitas Pengukuran Keping Emas (Au-198)di Posisilradiasi RSG-GAS

Kolom kedua sampai ketigamenunjukkan cacah di untai beta,gamma clan koinsiden. Aktivitas lataryang digunakan relatif kecil, yaitu satucacah perdetik untuk gamma clan beta.Kolom selanjutnya adalah aktivitas yangdihitung dengan memperhitungkanelektron konversi clan efisiensi pencacahbeta terhadap eletron konversi tersebut,yaitu (£c) = 0.82. Kolom keenammenunjukkan aktivitas terukur yangtelah dikoreksi terhadap waktupeluruhan Au-198 mulai setelah selesaidiiradiasi sampai pengukuran dilakukanselama kurang lebih 5 hari.

Hasil pengukuran dengan sistembeta gamma koinsiden di atas telahmenunjukkan basil relatif baik, hal ini

dapat dilihat pad a basil pengukuran yangpresisi relatifnya yang berada pactarentang orde pangkat aktivitas tertentu.Orde yang bersesuaian ini dapatdigunakan sebagai tanda bahwal11ekanisme sistem deteksi koinsidensi

beta-gamma berfungsi. Kombinasi cacahbeta, gamma clan koinsiden yangberbeda antara satu keping denganlainnya menggambarkan laju cacah clansensitivitas detektor yang beragamantara satu keping dengan lainnya.

Aktivitas basil pengukuran diatas digunakan untuk menentukan flukstermal neutron di posisi iradiasi. Berikutini basil pengukuran fluks neutron diposisi RSI RSG GAS.

Tabel 5. Hasil Pengukuran Fluks Termal di Posisi lradiasi RS 1 dan RS2

29

Posisi Beta (eps) Gamma Coinciden Activity Ao/gr(eps) ee (eps) (Bq) (Bq/gr)

Rs1 128811.5 93442.7 3048.3 3.31E+06 1.80E+OE

Au Bare) 214545.2 134621.1 10338.E 2.59E+06 1.41E+Ot134112.E 93545.7 3378.3 3.16E+06 1.72E+Ot105588.5 87547.4 3652.t 2.20E+06 1.20E+Ot189737..; 109877.7 6467. 2.92E+06 1.59E+OE

Rs1 62422.5 29355.3 1743.1 9.52E+05 5.18E+0,

Au Cd) 78497.1 23465.2 1895. 9.04E+05 4.92E+0758864.7 26127.7 996." 1.32E+06 7.20E+0792833.E 22336.E 5379. 3.78E+05 2.05E+0742739.3 17978.2 1175. 5.97E+0 3.25E+07

Posisi Au bare Au cd (Bq/gr) Fluks Rata-ratafluks terma!

(Bq/qr) (n/cm2s) (n/cm2s)RS1 1.80E+08 5.18E+07 2.41E+12 2.37E+12

1.41E+O8 4.92E+07 2.37E+12 1.70E+121.72E+O8 7.20E+07 1.55E+12 1.85E+12

1.20E+08 2.05E+O7 2.15E+12 1.83E+12

1.59E+O8 3.25EtO7 2.24E+12 2.34E+12

Page 10: PENDAHULUAN - IAEA...source was done and discrepancy is 4.3 %. PENDAHULUAN Salah satu manfaat Reaktor Serba Guna "GA Siwabessy" adalah sebagai tempat iradiasi untuk berbagai …

ISSN 0854-5278

Tabel di atas menunjukkan rata-rata tluks di posisi iradiasi RS1 berkisarpada orde x 1012 nfcm2s. Pengukuransebanyak lima kali memberikan tluksrata-rata RS1 2.019 X 1012nfcm2s. Padapenelitian lebih lanjut nilai rata-rata iniperlu diverifikasi agar diperoleh hasilanalisis yang lebih akurat. Untuk ituperlu dilakukan pengesetan sistemdeteksi beta-gamma dengan ketelitianpengukuran yang lebih baik denganmengikutsertakan koreksi yang lebihteliti.

DAFTAR rUST AKA

Pengembangan Sistem.....Syaiful Bakhri

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian ini dapatdisimpulkan bah\va sistem pengukuranaktivitas absolut dengan metode betagamma koinsiden berbasiskan konversipewaktuan ke tinggi puncak sinyal dapatdigunakan untuk karakterisasi fasilitasirradiasi, clan bisa jadi juga untukpengukuran tlux teras. Hal iniditunjukkan dengan ketidaksesuainpengukuran aktivitas yang relatif kecilterhadap sumber yang sudah diketahui.Hasil pengukuran dengan sistem betagamma koinsiden menunjukkan bahwatluks termal di RSI 2.019 x 1012nfcm2s.

1). AMIR HAMZAH, Pengukuran Reaktivitas dan Fluks Neutron pada Elemen BakarSilisida Teras RSG-GAS, Tri Dasa Mega, Jurnal Teknologi Reaktor Nukltr, VoL2,No.2, Juni 2000, Halaman 54-63.

2). AMIR HAMZAH and YOSHIY A TORII, Thermal Neutron Flux DensityDetermination By Measured Activity Using Beta-Gamma Coincidence System,Joint Research BATAN-JAERI Collaboration Report, 1991/1992.

3). GLENN F. KNOLL, Radiation Detection and Measurement, Second Edition, JohnWiley and Sons, Singapore, 1989.

4). PJ. CAMPION, The Standardization of Radioisotopes by Beta-GammaCoincidence Method Using High Efficiency Detectors, VolA, pp 232-248,International Journal of Applied Radiations and Isotopes, Pergamon Press Ltd,Notherm Ireland, 1959.

30