LIQUID SCINTILLATION COUNTERS

NAMA : HADI H NABABAN

  NIM  : 16/400254/TK/45268

LIQUID SCINTILLATION COUNTERS

   

   A.     PENGENALAN

Ada  dua sistem yang berbeda untuk mendeteksi dan menghitung cacah radiasi berdasarkan teknik sintilasi yang telah dikembangkan, yaitu : Solid Scintillation Counting (SSC) dan Liquid Scintillation Counting (LSC) berdasarkan material sintilasi yang digunakan. Dalam paper ini akan dibahas Liquid Scintillation Counting (LSC).

LSC adalah pengukuran aktivitas dari suatu sampel radionuklida yang menggunakan teknik mencampur sampel tersebut dengancairan sintillator dan menghitung foton yang dipancarkan. Sintilator yang digunakan pada LSC  (pelarut organik) cenderung untuk mendeteksi partikel beta dan neutron. LSC merupakan detektor yang sangat populer. Kepopuleran dari detektor ini adalah konsekuensi dari sejumlah kelebihan, dimana efisiensi dari pendeteksian sangat tinggi, peningkatan teknik penyiapan sampel, automasi termasuk pemrosesan data di komputer, dan kemampuan detektor sintilasi dalam pengujian  nuklida-nuklida berbeda secara bersaman.

   B.      MEKANISME KERJA LSC

Peluruhan radioaktif disertai dengan radiasi dari partikel atau radiasi elektromagnetik dari sebuah atom karena terjadi perubahan di dalam nukleus. Bentuk emisinya antara lain : partikel alpa, partikel beta, dan sinar gamma. Partikel alpa dan beta secara langsung mengionisasi atom yang berinterkasi dengannya. Sinar gamma menyebabkanpemancaran elektron sekunder yang kemudian mengionisasi atom lain.

Penomena sintilasi  membentuk basis dari sekumpulan sistem pengukuran radiasi yang sangat sensitif. Intensitas cahaya dari sintilasi proporsional dengan energi awal yang masuk ke sintilator melalui radiasi ionisasi oleh karena itu, cahaya yang dipancarkan ini diambil sebagai ukuran aktivitas sampel.

Detektor sintilasi mengukur mengukur radiasi ionisasi. Sebuah detektor sintilasi terdiri dari sebuah sintilator, sebuah photo-multiplier tube (PMT) dan sebuah multchannel analyzer (gambar. 1). LSC mendeteksi sintilasi yang dihasilkan di scintillation cocktail melalui radiasi. PMT adalah sebuah pipa elektron yang mendeteksi cahaya biru dari sintilasi dan mengkonversikannya menjadi aliran elektron dan kemudian mengukur sebagai pulsa listrik. Ketika sintilasi foton mengenai photocathode PMT, maka akan menghasilkan photoelectron. Dengan menggunakan high voltage power suplay (HVPS), elektron tersebut akan ditarik dan mengenai dynode terdekat dengan energi yang cukup akan melepaskan elektron tambahan. Elektron generasi kedua ini juga akan ditarik dan mengenai dynode kedua, disertai dengan pelepasan elektron lagi. Proses ini terjadi hingga 10-12 tingkat.

Elektron terus menerus di pancarkan dan rantai tersebut berlanjut sampai elektron menggapai dynode terakhir, proses selanjutnya adalah mengirim pulsa tegangan melewati hambatan eksternal. Magnitud dari tinggi pulsa yang dihasilkan PMT proporsional dengan intensitas foton yang dipancarkan sintilator (cocktail scintillator pada LSC).

Pulsa tegangan ini kemudian diperbesar dan dicatat di multichannel yang mengelompokkan setiap pulsa tegangan. Pulsa disusun dalam kanal-kanal, dan cacah per waktu dicatat pada setiap kanal. Setiap kanal  berhubungan energi dari radioaktif yang dicacah. Ketika semua telah selesai di susun, peneliti akan mengetahui intensitas radiasi (biasanya dalam cps) dan distribusi energi atau spektrum.

                      Gambar.1. detektor sintilasi secara umum

   C.      KARAKTERISTIK DETEKTOR

Pada LSC, sampel dilarutkan pada larutan cair organik atau cocktail scintillator (yang merupakan sensor detektor ini) dan proses sintilasi terjadi di larutan sintillator. Kontak yang sangat dekat ini, antara sintilator dengan radioaktif memastikan transfer energi yang efisien antara partikel radioaktif dengan larutan. Umumnya LSC digunakan untuk  mengukur radiasi dari radionuklida pemancar beta. Beberapa isotop pemancar beta (seperti P-32) bisa danalisa pada LSC tanpa menggunakan cocktail, tetapi menggunakan teknik yang disebut dengan Cherenkov Radiation. Cherenkov berdasarkan pada muatan partikel yang lewat melalui sebuah medium transparan yang lebih cepat dari kecepatan cahaya relatif terhadap medium yang dilewatinya. Radiasi cherenkov yang dihasilkan dideteksi langsung oleh photomultiplier tube.

Untuk menghitung efisiensi detektor akan beragam untuk isotop berbeda, komposisi sampel dan detektor yang digunakan. Efisiensi  yang kecil bisa diakibatkan oleh energi yang sangat  kecil untuk dikonversi. LSC yang menghitung partikel alpa memiliki efisiensi yang tinggi (mendekati 100%). Pada pendeteksian pemancar beta, LSC  adalah yang paling penting, dimana pada pemancar beta energi tinggi (seperti Sr-89, Y-90, P-32), efisiensinya mendekati 100%, sedangkan untuk energi yang rendah  efisiensinya berkisar 50-60% untuk H-3, 95% untuk C-14.

Dead time dari detektor sintillasi secara umum adalah 1-5 mikrosekon. Nilai ini sangat kecil jika dibandingkan dengan detektor gas. Sintillator adalah detektor dengan respon yang sangat cepat, rise time dari pulsa sangat pendek, sehingga inilah salah satu kelebihan detektor ini.

   D.     KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN

Keunggulan yang paling utama dari detektor ini adalah efisiensinya yang sangat tinggi. Selain itu, kelebihan dari detektor ini adalah peningkatan teknik penyiapan sampel, automasi termasuk pemrosesan data di komputer, dan kemampuan detektor sintilasi dalam pengujian  nuklida-nuklida berbeda secara bersaman. Dead time dari detektor sintillasi juga sangat kecil, secara umum adalah 1-5 mikrosekon. Sintillator adalah detektor dengan respon yang sangat cepat.

Kelemahan dari detektor ini adalah tidak bisa digunakan untuk mencacah radionuklida pemancar  sinar gamma.

   E.      APLIKASI DETEKTOR LSC

a.    Environmental liquid scintillation counting

Environmental liquid scintillation counting adalah pengukuran radionuklida alam dan anthropogenik, tapi seringkali konsentrasi radionuklida rendah sehingga harus menggunakan detektor LSC. Banyak radionuklida yang secara rutin diukur pada level lingkungan termasuk air, tanah, sedimentasi, dan lain-lain. Pada prinsipnya, ini akan menjadi analisis radionuklida pemancar beta tanpa pemancaran gamma yang signifikan, termasuk H-3, C-14,Cl-36, Sr-89, Y-90, Tc-99, dan Pu-241 tapi juga bisa menganalisis radionuklida pemancar alpa.

b.     Radiocarbon dating

Basis dari teknik rdiocarbon dating adalah kerelativ-an produksi C-14 yang konstan di atmosper paling atas. C-14 digunakan secara luas pada berbagai disiplin ilmu, termasuyk geologi, arkeologi, ilmu mineral, imu tanah, oceanography,, dan lain-lain. Pada umumnya,LSC digunakan untuk pengukuran ini.

c.    Radioimmunoassay

Radioimmunoassay adalah sebuah teknik pendeteksian dari sejumlah kecil zat, dalam ukuran nanogram dari zat biologi atau farmasi, di dalam darah atau fluida lain yang menggunakan reaksi antigen/antibody.

   F.       DAFTAR PUSTAKA

1.      Benito, carmen,dkk. Liquid and solid scintillation : principles and applications. Barcelona, Spain : Universitat de Barcelona.

2.      Tsoulfanidis, Nicholas.2015.Measurement and Detection of Radiations, 4th edition.NW:CRC press.

3.      www.wikipedia.com. Liquid Scintillation Counting. Diakses pada tanggal : 28 November 2017.

Lihat Juga!

Kumpulan Makalah

Kumpulan CBR [Critical Book Report]

Kumpulan Tugas & Soal Testing

“DOWNLOAD”