View
219
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
PENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON
DENGAN MENGUKUR ENERGI PADA PUNCAK HAMBURAN BALIK
DENGAN SPEKTROMETER GAMMA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana S-1
Program Studi Fisika
Jurusan Studi Fisika
Oleh :
VALERIA YUSTA JEMAHAN
NIM : 023214015
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DETERMINATION OF REST MASS OF THE
ELECTRON BY MEASURING BACK-SCATTERING ENERGY
PEAK USING
GAMMA SPECTROMETER
SCRIPTION
Presented as Partial FulFillment of the Requirements to obtain
the Sarjana Sains Degree In Physics
By:
VALERIA YUSTA JEMAHAN
NIM : 023214015
PHYSICS STUDY PROGRAM
PHYSICS DEPARTEMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FAKULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
SKRIPSI
PENENTUAN MASSA DIAM EI+EKTRON
DENGANMENGUKURENERGIPADAPUNCAKHAMBURANBALIKMENGGI.INAKANSPEKTROMETERGAMMA
Oleh:
Vaieria Yusta JemahanNIM: A232l4Al5
Telah disetujui oleh :
tanggar ..q1... Rn 1..(.:Y.1.
tll
/Edi Santosa, M.S
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada
Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria yang telah mencurahkan segala
rahmat-Nya dan mengabulkan segala permohonanku
Bapak tercinta Wilhelmus Jemahan
Ibunda tercinta Theresia Hoar Jemahan
Kedua adikku Leonardus Evaristus dan Redemptus Korsini
”Terima Kasih atas cinta, kasih sayang dan doa yang selalu menemani nona
selama ini khususnya selama kuliah”
Nenek, om, tante dan semua saudaraku dan keluarga besarku di Kupang
”Terima kasih atas semua suport dan doa yang kalian berikan selama nona
kuliah”
Teman-teman seperjuangan
Jeng Ki,Imut,Nyi,Gimtong,Hanik,Tiwan,Iman,Adit,Basil,Keke,papi,mb
Debo,mb Asri,Mas Cristo
”Terima kasih buat tahun-tahun yang kita lewati bersama dengan semangat
kekeluargaan, semua kenangan itu terlalu indah dan slalu kukenang”
Teman-teman Komunitas Sant’ Egidio
Sisca,Irna,Echa,Nita,Ochi,K’Iwan,K’Marten,K’Tedy,K’Jhon,K’Anan,K’Stelo,
mz Heri,Mayoes,Corry,Maya,Charles,Era,K’Hence,Ryan,Sari,dan semua yang
tidak dapat saya sebutkan satu persatu
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
”terima kasih semangat kekeluargaan dan kasih yang telah kalian berikan
kepada saya selama ini”
Motto
“Jangan bimbang menghadapi segala macam cobaan, karena makin dekat kita
dengan kesuksesan maka makin berat cobaan yang kita alami”
“Jadikan Tuhan sebagai pelita di sepanjang perjalanan hidupmu”
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI PENENTUAN MASSA DIAM ELEKTRON
DENGAN MENGUKUR ENERGI PADA PUNCAK HAMBURAN BALIK MENGGUNAKAN SPEKTROMETER GAMMA
Elektron adalah partikel elementer bermuatan negatif. Elektron-
elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari matahari. Interaksi foton-γ dengan elektron melalui tiga proses penting. Proses tersebut yaitu efek fotolistrik, hamburan Compton dan produksi pasangan. Hamburan Compton merupakan interaksi yang penting dalam menentukan massa diam elektron.
Telah dilakukan penelitian untuk mendapatkan spektrum sinar- γ dari sumber radioaktif. Sumber radioaktif yang di gunakan adalah Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90. Dari spektrum ini bisa dilihat adanya distribusi Compton. Pada distribusi Campton terdapat puncak hamburan balik, terjadi karena interaksi foton- γ dengan materi di sekitar detektor. Nilai energi pada puncak hamburan balik ini di gunakan untuk menentukan massa diam elektron. Hasil massa diam elektron dari penelitian ini sebesar (7 ± 2) x 10-31 kg.
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
DETERMINATION OF REST MASS OF THE ELECTRON BY MEASURING BACK-SCATTERING ENERGY PEAK USING GAMMA
SPECTROMETER
Electron is the negative elementery particle charge. The electrons circulating about the nucleus like planets circulating about the sun. γ-photon interact with electron through three important processes. Those processes are photoelectric effect, Compton scattering and pair production. Compton scattering is an important interaction to determine the rest mass of the electron.
A research has been done to obtain γ-rays spectrum from radioactive source. Radioactive source which are used are Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90. From the spectrum we can see the Compton distribution. Upon the Compton distribution exist the back-scattering peak, it occurs because of the interaction between γ-rays with the matter around the detector. The energy value at this back-scattering peak is use to determine the rest mass of the electron. The rest mass result of the electron from the research is (7 ± 2) x 10-31 kg.
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas kasih
karunia dan penyertaan-Nya yang diberikan kepada penulis selama penyusunan
skripsi yang berjudul ”Penentuan massa diam elektron menggunakan energi pada
puncak hambur balik dengan spektrometer gamma"
Penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi program sarjana Stratum-1 di Program Studi Fisika Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa selaku dosen pembimbing yang dengan penuh
kesabaran membimbing dan meluangkan waktunya untuk membimbing
penulis dari awal hingga akhir karya tulis ini.
2. Ibu Ir. Sri Agustini selaku dosen dan kaprodi Fisika.
3. Seluruh staf dosen dan asisten yang telah memberi bekal ilmu
pengetahuan selama penulis menuntut ilmu di Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
4. Ibunda Theresia Hoar dan Bapak Wilhemus Jemahan yang dengan
sepenuh hati mendidik dan mendukung setiap pekerjaan yang saya
lakukan.
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5. Kedua adikku tersayang yang selalu mendoakan dan mendukung saya.
6. My friends angkatan 2002 Jeng Kia, Ima, Erni, Hanik, Adet, yuda, Adit,
Iman, Ridwan,papi Tri, Basil, Ook, Danang, Dian, Ratna, Inke, Frida,
Gita, Christoper ‘00, mb Asri, Mamat ,Hari, mb Debo, Sisca dan teman-
teman fisika yang lain.
7. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu trimakasih telah
membantu kelancaran dalam penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis dengan hati terbuka menerima kritik dan
saran dari semua pihak untuk bahan perbaikan di masa mendatang. Akhir kata
penulis berharap semoga tulisan sederhana ini bermanfaat bagi para pembaca.
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL INDONESIA.................................................... i
HALAMAN JUDUL INGGRIS.......................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING.................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN.............................................................. iv
HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA............................................... vii
INTISARI............................................................................................. viii
ABSTRACT......................................................................................... ix
KATA PENGANTAR.......................................................................... x
DAFTAR ISI........................................................................................ xii
DAFTAR TABEL................................................................................ xiv
DAFTAR GAMBAR............................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang........................................................................... 1
Rumusan Masalah........................................................................ 2
Batasan Masalah.......................................................................... 3
Tujuan Penelitian...................................................................... 3
Manfaat Penelitian.................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI
A. Teori Atom ………………………………………………… 4
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
B. Interaksi radiasi -γ dengan materi…………………………… 6
B.1 Efek Fotolistrik…………………………………………... 6
B.2 Hamburan Compton……………………………………… 7
B.3 Produksi Pasangan……………………………………….. 10
C. Spektrometri-γ ………………………………………………. 10
BAB III METODE PENELITIAN
1. Tempat Eksperimen.............................................................. 11
2. Alat dan Bahan..................................................................... 11
2.1 Alat.................................................................................. 11
2.2 Bahan.............................................................................. 13
3. Metode Pengambilan Data.................................................. 13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil.................................................................................. 15
a. Kalibrasi................................................................ 15
b. Perhitungan........................................................... 16
B. Pembahasan...................................................................... 25
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan..................................................................... 29
B. Saran............................................................................... 29
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 30
LAMPIRAN I………………………………………………………… 31
LAMPIRAN I I...................................................................................... 42
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel hubungan intensitas terhadap energi
pada sumber Cs137............................................................... 17
Tabel 4.2 Tabel energi puncak hambur balik ...................................... 24
Tabel 4.3 Tabel energi gamma sumber dan energi
pada puncak hambur balik.................................................... 25
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Gambar rangkaian spektrometer gamma.................................... 13
Gambar 4.1 Grafik hubungan intensitas terhadap energi
Pada sumber cs137...................................................................... 22
Gambar 4.2 Grafik hubungan 2E0 X Ehb terhadap E0-Ehb............................. 25
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Secara alamiah sturuktur materi tersusun atas atom-atom. Sebuah atom
terdiri dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Penelitian awal
mengenai elektron dilakukan oleh Thomson, seorang ilmuwan Inggris pada
tahun 1897. Thomson membuktikan bahwa di dalam atom terdapat partikel
kecil bermuatan negatif, partikel ini oleh Thomson dinamakan elektron.
Thomson berhasil menemukan perbandingan antara muatan dan massa
elektron ( )me / yaitu sebesar 1.7588 x 1011 C/kg. [Klinken, 1989].
Penelitian untuk mencari besarnya nilai muatan dari elektron dilakukan
oleh Milikan pada tahun 1909. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh
besarnya muatan elektron sebesar 1.6 x 10-19 C. Dengan mengetahui besarnya
nilai muatan elektron, maka besarnya massa diam elektron dapat diperoleh
[Klinken, 1989].
Berbagai penelitian telah dilakukan untuk membuktikan besarnya
massa diam elektron. Salah satu penelitian dilakukan oleh Jolivette dan Rouze
pada tahun 1994. Penelitian tersebut menggunakan detektor semikonduktor
HPGe 9% dengan model koaksial di sepanjang penutupnya. Prinsip yang
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
digunakan adalah interaksi antara radiasi foton-γ dengan materi [Jolivette.
and Rouze, 1994]. Salah satu interaksi tersebut adalah hamburan Compton.
Dari spektrum-γ yang dihasilkan bisa dilihat adanya distribusi Compton yang
terbentang dari energi nol sampai ke energi maksimum yang disebut tepi
Compton. Dari nilai energi pada tepi Compton ini, bisa ditentukkan nilai
massa diam elektron. Walaupun penelitian tersebut berhasil tetapi ditemui
kendala, yaitu bentuk tepi yang tidak tajam sehingga susah dalam penentuan
energinya.
Mengingat bentuk yang tidak tajam dari tepi Compton maka di
lakukan penelitian menggunakan alternatif lain yaitu energi pada puncak
hamburan balik untuk mencari massa diam elektron. Penelitian menggunakan
peralatan spektrometer gamma yang memakai detektor sintilator NaI(Tl) yang
merupakan salah satu jenis detektor yang mendeteksi radiasi sinar-γ .
Rumusan Masalah
1) Bagaimana mendapatkan bentuk distribusi hamburan Compton yang baik
untuk menentukan nilai energi pada puncak hambur balik dan energi pada
tepi compton.
2) Bagaimana menentukan massa diam elektron dari nilai energi pada
puncak hamburan balik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
Batasan Masalah
1) Penelitian menggunakan detektor NaI(Tl).
2) Sumber yang digunakan adalah Cs137, Sr90, Co60 dan Tl204.
3) Menentukan massa diam elektron menggunakan energi pada puncak
hamburan balik.
Tujuan Penelitian
1) Menentukan nilai energi pada puncak hamburan balik.
2) Mendapatkan massa diam elektron
Manfaat Penelitian
1) Memberi informasi bagaimana menentukan massa diam elektron dari nilai
energi pada puncak hamburan balik.
2) Memberi tambahan informasi dalam bidang ilmu pengetahuan dan
teknologi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
A. Teori Atom
Pada tahun 1897 Thompson melakukan penelitian dan berpendapat
bahwa di dalam atom terdapat partikel kecil bermuatan negatif yang disebut
elektron. Elektron-elektron dari sebuah atom tersebar di seluruh bagian atom
seperti kismis dalam roti. Thompson juga menemukan nilai perbandingan
antara muatan dan massa elektron, yaitu sebesar 1.7588 x 10e m 11 c/kg.
[Klinken ,1989].
Penelitian untuk menentukan besarnya muatan dan massa dilakukan
oleh Milikan pada tahun 1909. Dari hasil penelitian didapatkan besarnya
muatan elektron yaitu 1.6 x 10-19 C. Jika muatan elektron diketahui maka
massa elektron dapat ditentukan.
Pada tahun 1911, Rutherford melakukan penelitian menggunakan
bahan radioaktif yang memancarkan partikel alfa yang ditembakkan pada
selaput emas tipis. Partikel alfa tersebut dapat dibelokkan hingga mencapai
sudut yang besar karena bertumbukan dengan suatu obyek yang padat. Dari
hasil penelitian yang dilakukan, Rutherford mengusulkan bahwa muatan
positif dan massa atom terpusat pada pusatnya dalam suatu daerah yang
disebut inti [Krane, 1992].
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Muatan elektron dan inti berlawanan, sehingga ada gaya tarik coulomb
antara keduanya. Akibat adanya gaya tarik coulomb, elektron dan inti saling
mendekat. Elektron akan kehilangan energi terus-menerus. Elektron harus
mengurangi jari-jari orbitnya hingga pada akhirnya elektron akan menempel
pada inti seperti pada model atom Thompson [Klinken, 1989].
Neils Bohr pada tahun 1913 mengemukakan bahwa atom mirip dengan
sistem planet. Suatu elektron tunggal dengan massa m bergerak dalam lintasan
orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari r, dan kecepatan v mengelilingi inti
atom bermuatan positif. Menurut Rutherford elektron akan kehilangan energi.
Sehingga Bohr mengusulkan adanya keadaan mantap stasioner, yaitu keadaan
gerak tertentu dimana elektron tidak meradiasikan energi elektromagnet
[Krane, 1992]. Pada keadaan ini momentum sudut orbital elektron bernilai
kelipatan bulat dari h :
m v r = n ........................................................... (2.1) h
dimana n adalah bilangan bulat (1,2,3....).
= hπ2h , dengan h adalah ketetapan planck (6.626 x 10-34 Js).
Selain itu Bohr berpendapat bahwa elektron yang mengelilingi inti berada
pada kedudukan tertentu dengan tingkat energi yang tertentu pula.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
B. Interaksi Radiasi Gamma Dengan Materi
Berdasarkan Postulat Planck, tenaga sinar-γ dipancarkan sebagai
kuanta atau foton. Setiap satu foton akan mengandung energi E yang
bergantung pada frekuensi radiasi [Krane, 1992]: v
E = h v ...................................................................(2.2)
dengan :
υ = frekuensi foton
Sinar-γ mempunyai daya tembus yang besar terhadap materi. Interaksi
sinar-γ dengan materi mengakibatkan hilangnya sebagian atau seluruh tenaga
radiasi tersebut. Mekanisme hilangnya tenaga sinar-γ yang melewati materi
melalui tiga peristiwa tergantung besarnya tenaga dan jenis materi yang
dilewatinya [Santoso, 1994]. Ketiga peristiwa tersebut adalah Efek Fotolistrik,
Hamburan Campton dan Produksi Pasangan.
B.1 Efek Fotolistrik
Efek fotolistrik terjadi apabila ada radiasi sinar-γ yang bertumbukkan
dengan elektron yang terikat kuat. Karena terikat kuat, elektron itu akan
menyerap seluruh tenaga dari sinar-γ tersebut dan akan terpancar keluar dari
atom dengan energi gerak sebesar selisih energi sinar-γ dan energi ikat
elektron [Susetyo, 1988].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
B.2 Hamburan Compton
Percobaan untuk hamburan Compton pertama kali dilakukan oleh
Authur Holly Compton pada tahun 1923. Hamburan Compton terjadi apabila
adanya interaksi antara radiasi sinar-γ dengan elektron yang terikat lemah
Karena elektron itu terikat lemah maka setelah terjadi tumbukan antara sinar-γ
dan elektron, elektron itu hanya akan menyerap sebagian energi dari sinar-
tersebut. Kemudian sinar-γ akan dihamburkan keluar dan memiliki E’ (energi
setelah tumbukan) dan p’ (momentum setelah tumbukan). Peristiwa hamburan
Compton bisa dilihat pada Gambar 2.1. Ketika terjadi interaksi antara sinar-γ
dan elektron, berlaku dua hukum kekekalan. Kedua hukum itu adalah hukum
kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum.
Gambar 2.1. Gambar peristiwa hamburan compton.
Dalam hamburan Compton terjadi pergeseran panjang gelombang,
dimana panjang gelombang foton terhambur (λ ’) lebih besar dari panjang
gelombang foton mula-mula (λ ). Pergeseran panjang gelombang ini tidak
bergantung pada panjang gelombang datang (λ ), tetapi hanya bergantung
pada besarnya sudut hamburan (θ) foton-γ [Krane, 1992].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
∆λ = λ’ – λ = cm
h
0
(1 – cos θ).................................................(2.3)
dengan :
λ = panjang gelombang foton-γ mula-mula
λ’ = panjang gelombang foton-γ setelah terjadi hamburan
θ = sudut hambur
m0 = massa diam elektron
c = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s)
Pada persamaan (2.3) dapat dilihat nilai perubahan panjang gelombang
akan mencapai nilai maksimum apabila sudut hambur θ sebesar 1800. Di mana
nilai perubahan panjang gelombangnya yakni dua kali panjang gelombang
Compton.
Selain pergeseran panjang gelombang yang bergantung dari besarnya
sudut hamburan, tenaga sinar-γ terhambur juga bergantung pada besarnya
sudut hamburan [Susetyo, 1988] :
( )( )θγ
γγ
cos1/1 2'
−+=
cmEE
Eo
...................................................(2.4)
Dimana :
γ'E = tenaga foton- γ hambur
γE = tenaga foton- γ mula-mula
Variasi nilai energi sinar-γ terhambur dapat dilihat dari spektrum sinar-
γ, di mana distribusi Compton bergerak dari tenaga nol sampai ke suatu tenaga
maksimum. Batas tenaga maksimum ini disebut dengan tepi Compton. Dari
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
nilai energi pada tepi Compton ini, bisa ditentukan besarnya massa diam
elektron.
Pada distribusi Compton yang terbentang dari energi nol sampai
kesuatu energi maksimum, terdapat puncak yang berada pada distribusi
tersebut. Puncak tersebut dinamakan puncak hamburan balik. Puncak
hamburan balik ini muncul sebagai akibat dari interaksi antara sinar-γ yang
dideteksi dengan materi disekitar detektor. Sinar-γ terhambur yang dihasilkan
tersebut dapat masuk kedalam detektor dan dideteksi. Tenaga puncak
hamburan balik ini bisa dihitung dengan memasukkan harga θ = 180o pada
persamaan (2.4) sehingga diperoleh persamaan [Susetyo, 1988] :
Ehambur balik = )/(21 2
0
0
cmEE
o+................................................(2.5)
Dari persamaan (2.5) massa diam elektron dapat dituliskan sebagai :
Ehb ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+ 2
021cm
E
o
= 0E
1+2 ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡2
0
cmE
o
= hbE
E0
moc2 = ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
− bh
bh
EExEE
0
02 ..............................................(2.6)
dengan :
Ehb = Energi pada puncak hamburan balik.
E0 = Energi sinar-γ mula-mula.
Dari persamaan (2.6) dapat dijabarkan menjadi :
( )hbhb EEcmxEE −= 02
002 .................................................(2.7)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Berdasarkan persamaan (2.7) dibuat grafik hubungan 2E0 x Ehb
terhadap E0 - Ehb. Dari grafik tersebut didapatkan nilai gradien, dimana nilai
gradien tersebut digunakan untuk menentukan massa diam elektron.
B.3 Produksi Pasangan
Jika sinar-γ yang memiliki energi tinggi (>1,022 MeV) bergerak
melewati medan listrik yang sangat kuat disekitar inti atom, maka sinar-γ
tersebut akan lenyap dan sebagai gantinya akan muncul pasangan elektron dan
positron (e- dan e+).
C. Spektrometer – γ
Spektrometer adalah peralatan yang digunakan untuk menghasilkan
spektrum untuk mengukur panjang gelombang dan energi. Interaksi sinar-γ
dengan detektor akan menghasilkan signal pulsa. Tinggi pulsa yang dihasilkan
detektor bersesuaian dengan tenaga sinar-γ yang mengenai detektor. Pulsa-
pulsa tersebut akan diproses secara elektronik dalam serangkaian peralatan
yang membentuk perangkat spektrometer-γ. Komponen utama dari perangkat
spektrometer-γ terdiri dari Detektor NaI(Tl), SCA, counter. Setelah pulsa-
pulsa tersebut diproses secara elektronik, sebagai hasil akhir akan didapatkan
suatu spektrum sinar-γ.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
METODE PENELITIAN
1. TEMPAT EKSPERIMEN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Moderen FMIPA,
Universitas Sanata Dharma
2. ALAT DAN BAHAN
2.1 Susunan dan Prinsip Kerja Alat
Alat yang digunakan disini adalah seperangkat spektormeter-γ yang terdiri
dari :
a. Detektor NaI(Tl)
b.PMT
c. SCA
SCA berfungsi sebagai alat untuk menganalisis pulsa-pulsa yang akan
dicacah oleh counter.
d. Counter
Counter disini berfungsi sebagai pencacah pulsa yang dihasilkan dari
peralatan spektrometer- γ yang digunakan.
11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Sinar-γ foton
Counter SCA PMT Kristal NaI(Tl)
Gambar.3.1. Rangkaian spektrometer-γ
Susunan perangkat spektrometer-γ seperti pada Gambar.3.1. Prinsip
kerjanya adalah sinar gamma masuk kedalam detektor dan mengenai kristal
NaI(Tl), kemudian sinar gamma akan berinterskai dengan elektron dari atom-
atom kristal tersebut. Akibat interaksi ini, kristal NaI(Tl) akan memancarkan
sejumlah foton yang memiliki intensitas yang sebanding dengan energi
gamma yang mengenainya. Kemudian foton tersebut akan masuk ke PMT
(Photo Multiplier Tube) untuk digandakan cacahnya. Setelah cacahnya
digandakan, pulsa-pulsa tersebut akan dianalisis oleh SCA. SCA mempunyai
satu salur pencacahan yang dibatasi oleh suatu ambang (treshold) dan celah
(window) yang lebarnya bisa diatur. Hanya pulsa-pulsa yang mempunyai nilai
yang lebih besar dari harga ambang dan lebih kecil dari batas atas jendela
yang dapat diteruskan ke counter. SCA sering juga disebut dengan
diskriminator. Setelah di analisis oleh SCA, pulsa-pulsa tersebut akan
diteruskan ke counter untuk di cacah dan di tampilkan. Kemudian cacahan
dari sumber radioaktif yang digunakan tersebut, akan dicatat. Cacahan dan
besarnya energinya ditampilkan dalam bentuk grafik hubungan cacah terhadap
energi. Dari grafik itu akan didapatkan spektrum sinar-γ.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
2.2 Bahan
Bahan atau sumber yang digunakan dalam penelitian adalah bahan
radioaktif yang mempunyai energi-γ dan intensitas yang berbeda-beda. Bahan-
bahan tersebut terdiri dari Cs137, Tl204, Co60 dan Sr90 yang memiliki energi-γ
berturut-turut sebesar 662 keV, 764 keV, 1173.2 keV dan 540 keV.
3. Metode Pengambilan Data.
Kalibrasi Tenaga
Dalam eksperimen ini mula-mula dilakukan kalibrasi tenaga. Kalibrasi
tenaga ini menggunakan sumber Cs137 yang memiliki energi sebesar 662
keV. Energi sebesar 662 keV ini bersesuaian dengan posisi baseline pada
330. Kemudian kedudukan analyser diatur pada posisi window 2%.
Selanjutnya kedudukan amplifier diatur supaya didapatkan cacah yang
maksimal dengan cara pengaturan kedudukan fine gain dan coarse gain
yang terkecil, hasil cacahan tiap waktunya dicatat. Bila cacah tiap satuan
waktu sudah ditemukan maka tombol fine gain dan coarse gain ini dan
jangan merubah posisinya. Dengan mengetahui besarnya energi Cs137
yaitu 662 keV dan posisi baseline, maka bisa dicari besarnya nilai faktor
K. Nilai faktor K di peroleh dari pembagian besarnya energi Cs137 dan
nilai baseline 330 :
K = 330662
= 2,006
Selanjutnya besarnya nilai K digunakan untuk mendapatkan energi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Pengukuran untuk mendapatkan spektrum sinar- γ.
Kedudukan baseline E diatur pada posisi 400 , dan kedudukan window
pada 2%. Posisi fine gain dan coarse gain tidak boleh dirubah atau tetap
sesuai dengan yang telah didapat saat kalibrasi. Waktu yang digunakan
yaitu satu menit sesuai dengan saat kalibrasi awal dan mulai mencacah.
Kemudian baseline energinya diturunkan pada tiap interval yang tersedia
sampai mencapai nilai nol, nilai cacahan untuk tiap penurunan interval
dicatat.
Pencacahan dilakukan untuk mendapatkan cacah dan energi baseline.
Kemudian untuk mendapatkan energi, semua nilai baseline dikalikan dengan
faktor K. Data akhir yang didapatkan berupa Energi (keV) dan cacahan yang
dimasukan dalam tabel seperti pada Tabel 4.1 dan disajikan dalam bentuk
grafik seperti pada Gambar 4.1.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL
a. Kalibrasi
Pada sumber digunakan waktu pencacahan yaitu 1 menit. Bahan
radioaktif yang digunakan pada saat kalibrasi yaitu Cs137 yang memiliki nergi
sebesar 662 keV. Energi sebesar 662 keV ini bersesuaian dengan posisi
baseline pada 330. Kemudian kedudukan analyser diatur pada posisi window
2%. Selanjutnya kedudukan amplifier diatur supaya didapatkan cacah yang
maksimal dengan cara pengaturan kedudukan fine gain dan coarse gain yang
terkecil, hasil cacahan tiap waktunya dicatat. Bila cacah tiap satuan waktu
sudah ditemukan maka tombol fine gain dan coarse gain ini tidak boleh
dirubah. Dengan mengetahui besarnya energi Cs137 yaitu 662 keV dan posisi
baseline, maka bisa dicari besarnya nilai faktor K.
Hasil dari kalibrasi ini selanjutnya digunakan dalam penelitian untuk
mendapatkan spektrum sinar-γ. Dari spektrum sinar- γ ini bisa dilihat adanya
distribusi Compton., dimana dari distribusi Compton tersebut bisa ditentukan
nilai energi pada puncak hamburan balik. Dengan mengetahui energi pada
15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
puncak hamburan balik dan energi gamma dari sumber yang digunakan, maka
bisa didapatkan massa diam elektron menggunakan persamaan (2.6).
b. Perhitungan
Dalam penelitian digunakan sumber radioaktif yaitu Cs137. Pada Tabel
4.1 diperlihatkan besarnya Energi (keV) dan cacahan menggunakan sumber
Cs137. Dimana energi diperoleh dari perkalian nilai faktor K dengan semua
nilai baseline. Dari data pada Tabel 4.1 disajikan dalam Gambar 4.1.
Data dan grafik untuk sumber Cs137 sebagai berikut :
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu pencacahan : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 keV
Tabel 4.1. Tabel hubungan cacah terhadap energi
pada sumber Cs137
E (keV) Cacah
800 99796 107792 136788 108784 139780 151776 164772 196768 215764 293760 403756 492752 659748 941
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
E (keV) Cacah 744 1181740 1552736 2072732 2573728 3445724 4446720 5511716 6827712 7978708 10142704 11874700 13580696 15145692 17119688 19230684 21280680 22745676 24632672 25835668 27266664 28020660 28053656 27804652 27404648 26890644 25659640 24041636 22337632 20511628 18768624 17369620 15123616 13568612 11997608 10376604 8710600 7527596 6486592 5725588 4842
Lanjutan tabel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
E (keV) Cacah 584 3962580 3421576 3028572 2650568 2355564 2109560 1961556 1877552 1786548 1766544 1778540 1701536 1814532 1834528 1918524 1991520 2240516 2358512 2405508 2596504 2814500 3086496 3247492 3606488 3971484 4371480 4435476 5104472 5566468 6144464 6267460 6968456 7433452 7831448 8316444 8560440 8859436 9384432 9700428 9966
Lanjutan tabel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
E (keV) Cacah 424 10223420 10708416 10456412 10606408 10716404 10860400 10760396 10950392 10842388 10748384 10840380 10791376 10779372 10826368 10774364 10775360 10763356 10952352 10901348 10858344 11071340 11151336 10913332 11383328 11145324 11391320 11539316 11347312 11654308 12029304 12081300 12051296 12143292 12436288 12448284 12767280 12930276 13200272 13205268 13333
Lanjutan tabel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
E (keV) Cacah 264 13919260 13634256 13956252 14168248 14489244 14498240 14948236 15078232 15397228 15445224 15416220 16069216 16009212 16076208 16147204 16285200 16705196 16738192 16716188 16961184 17163180 17532176 17858172 17982168 18077164 18627160 18799156 18736152 18654148 18527144 18439140 18112136 17985132 17858128 17424124 17168120 16774116 16462112 16328108 16084
Lanjutan tabel
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
E (keV) Cacah 104 15993100 15927
96 1603792 1601588 1606584 1607680 1620176 1639272 1640668 1650264 1680560 1690256 1727052 1767348 1858844 1943240 2013936 2123932 2196628 2329024 2397020 2473916 2482512 25402
8 256354 257660 25403
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi
02000400060008000
1000012000140001600018000200002200024000260002800030000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Cac
ah
Puncak hambur balik
tepi Compton
Photo peak
Gambar 4.1.Grafik hubungan Cacah terhadap Energi pada sumber Cs137
Dari Gambar 4.1, didapatkan besarnya energi pada puncak hamburan
balik sebesar Ehb = 158 keV. Besarnya energi hamburan balik ini kamudian
dimasukkan ke persamaan (2.6) untuk mencari massa diam elektronnya :
20cm = ⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡
− bh
bh
EExEE
0
02
= 415.06 keV 20cm
= 415.06 x 1020cm 3 x (1.602 x 10-19 J)
= 6.65 x 10-14 J = 6.65 x 10-14 kg m2/s2
= 0m 2216
2214
/109/1065.6
smxskgmx −
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
= 7.39 x 100m -31 kg.
Besarnya nilai massa diam elektron yang diperoleh sebesar 7.39 x 10-31 kg.
Penelitian dilakukan sebanyak 10 kali pengukuran. Hasil yang di
peroleh adalah 10 spektrum sinar-γ. Dari 10 spektrum sinar-γ tersebut, di
dapatkan 10 nilai energi pada puncak hamburan balik. Energi pada puncak
hamburan balik untuk 10 kali pengukuran disajikan pada Tabel 4.2.
Tabel.4.2 Tabel energi puncak hamburan balik No Ehb (keV)
1 (150 ± 17) 2 (130 ± 12) 3 (126 ± 13) 4 (150 ± 12) 5 (150 ± 16) 6 (150 ± 12) 7 (146 ± 16) 8 (158 ± 14) 9 (146 ± 17) 10 (178 ± 16) ∑ 1484 _X
(148 ± 46)
Dari Tabel 4.2, bisa dilihat besarnya energi rata-rata pada puncak
hamburan balik sebesar (148 ± 46) keV. Ralat yang digunakan didapatkan dari
perhitungan FWHM. Dimana dari hasil perhitungan FWHM menyatakan
besarnya ralat. Sedangkan besarnya elektron keseluruhan dari 10 kali
percobaan yaitu sebesar (7 ± 2) x 10
0m
-31 kg.
Selain menggunakan sumber Cs137, dalam penelitian juga digunakan
tiga sumber lain yaitu Tl204 bisa dilihat pada Lampiran B.1, Co60 bisa dilihat
pada Lampiran B.2 dan Sr90 bisa dilihat pada Lampiran B.3. Dari hasil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
pengukuran yang dilakukan didapatkan besarnya energi pada puncak
hamburan balik untuk ketiga sumber tersebut yaitu sebesar 201 keV, 163 keV
dan 125 keV. Dari nilai puncak hamburan balik untuk sumber-sumber yang
digunakan, maka dicari massa diam elektron dari grafik hubungan
terhadap . Energi gamma dari sumber dan energi pada puncak
hamburan balik disajikan pada Tabel 4.3.
hbxEE02
hbEE −0
Tabel 4.3 Tabel energi gamma sumber dan energi
pada puncak hambur balik.
Sumber (keV) γE (keV) hbESr-90 540 125 Cs-137 662 148 Tl-204 764 201 Co-60 1173.2 163
Berdasarkan nilai energi gamma yang dimiliki sumber dan energi pada
puncak hambur balik dibuat grafik hubungan terhadap
seperti pada Gambar 4.2 :
hbxEE02 hbEE −0
grafik hubungan 2EoxEhb terhadap Eo-Ehb
2EoxEhb= 371.81(Eo-Ehb )+ 23654
125000150000175000200000225000250000275000300000325000350000375000400000425000
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050
Eo-Ehb
2Eox
Ehb
Gambar 4.2 Grafik hubungan terhadap hbxEE02 hbEE −0
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Persamaan garis yang telah didapatkan dari Gambar 4.2 yaitu
hbxEE02 = 371.81( hbEE −0 )+23654. Dari nilai gradien ini dicari besarnya
massa diam elektron menggunakan persamaan (2.7). Besarnya massa diam
elektron yang diperoleh dari eksperimen yaitu (7 ± 2) x 10-31 kg.
A. PEMBAHASAN
Penelitian ini menggunakan detektor NaI(Tl), dimana detektor ini
adalah salah satu jenis detektor sintilator. Penelitian ini menggunakan sumber
radioaktif yaitu Cs137, Sr90, Co60 dan Tl204, yang memiliki energi sinar-γ
berturut-turut sebesar sebesar 662 keV, 540 keV, 1173.2 keV dan 764 keV.
Sumber radioaktif tersebut kemudian diletakan pada rak yang tersedia
pada perangkat spektrometer-γ. Sinyal pulsa yang dihasilkan akan di analisis
oleh SCA. Hasil dari analisis tersebut akan diteruskan ke counter untuk
dicacah. Hasil cacahan tersebut bisa dibuat grafik hubungan cacah terhadap
energi.
Dari spektrum yang dihasilkan, ditentukan nilai energi pada puncak
hamburan balik. Dengan mengetahui nilai energi pada puncak hambur balik
maka massa diam elektron dapat ditentukkan.
Grafik spektrum sinar-γ untuk sumber Cs137 terdapat pada Gambar 4.1.
Pada spektrum tersebut ada 2 peristiwa penting yang bisa dilihat yaitu
hamburan Compton dan efek fotolistrik. Dari spektrum tersebut bisa dilihat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
adanya distribusi Compton yang terbentang dari energi nol sampai ke energi
425 keV.
Pada distribusi Compton terdapat puncak kecil yaitu puncak hamburan
balik. Puncak ini muncul karena adanya interaksi antara sinar-γ yang dideteksi
dengan materi di sekitar detektor. Akibat dari interaksi ini maka foton hambur
akan masuk kedalam detektor dan akan ikut terdeteksi. Energi pada puncak
hamburan balik bisa dilihat pada persamaan (2.5). Pada spektrum bisa dilihat
tenaga elektron Compton terbentang dari tenaga nol sampai ketenaga
maksimum. Batas tenaga maksimum ini disebut tepi Compton.
Dari persamaan (2.6), dapat ditentukan besarnya massa diam elektron
dengan memasukan nilai energi gamma yang dimiliki oleh Cs137 dan energi
pada puncak hamburan balik. Pada penelitian dilakukan pengukuran pada
sumber Cs137 sebanyak 10 kali, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan hasil
yang lebih baik. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, didapatkan energi
rata-rata pada puncak hamburan balik sebesar (148 ± 46) keV. Dari energi
rata-rata pada puncak hamburan balik, maka didapatkan massa diam elektron
sebesar (7 ± 2) x 10-31 kg.
Selain menggunakan persamaan, massa diam elektron bisa dicari untuk
beberapa jenis sumber berbeda menggunakan grafik hubungan
terhadap seperti pada Gambar 4.2. Dari hasil perhitungan untuk
keempat sumber radioaktif didapatkan massa diam elektron sebesar
hbxEE02
hbEE −0
(7 ± 2) x 10-31 kg.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Dari Gambar 4.2, bisa dilihat bahwa titik-titik datanya tersebar, hal ini
disebabkan karena nilai energi pada puncak hamburan balik tidak tepat pada
puncak tapi tersebar kekiri maupun kekanan dari puncak sampai batas
FWHM-nya.
Pada penelitian sebelumnya dengan eksperimen yang sama, dilakukan
perhitungan massa diam elektron menggunakan energi dari tepi Compton yang
terlihat pada distribusi Compton. Penelitian dilakukan menggunakan 4 jenis
sumber radioaktif yaitu Am241, Po210, Tl204, Sr90. Semua sumber yang
digunakan memiliki energi gamma yang berbeda sehingga energi pada tepi
Compton juga berbeda.
Untuk bisa menentukan energi pada tepi Compton maka haruslah
didapatkan bentuk spektrum yang baik dan jelas, sehingga bisa dengan mudah
menentukan nilai energi pada tepi Compton. Dari hasil eksperimen yang telah
dilakukan, maka didapatkan spektrum sinar-γ. Dari spektrum yang dihasilkan
dari sumber yang digunakan, bisa dilihat bahwa bentuk spektrumnya kurang
jelas, sehingga susah dalam penentuan posisi dari tepi Comptonnya. Karena
susah dalam penentuan posisi tepi Compton, maka nilai energi pada tepi
comptonnya kurang tepat. Karena alasan tersebut, sehingga tepi Compton
tidak digunakan.
Dari hasil perhitungan diatas bisa disimpulkan bahwa, massa diam
elektron bisa dicari dengan mengunakan nilai energi pada puncak hamburan
balik. Pada penelitian ini digunakan energi pada puncak hamburan balik
karena pada spektrum yang didapatkan mudah dilakukan penentuan energi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
pada puncak hamburan balik. Sedangkan jika menggunakan energi pada tepi
Compton, nilainya kurang baik karena susah dalam penentuan tepi sebab
tepinya tidak tajam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
a. Massa diam elektron bisa ditentukan dengan menggunakan energi
pada puncak hamburan balik yang terlihat pada distribusi
Compton.
b. Pada penelitian digunakan energi pada puncak hambur balik karena
pada spektrum yang dihasilkan, dengan mudah dapat ditentukan
besarnya energi pada puncak hambur balik.
c. Dari hasil penelitian diperoleh besarnya massa diam elektron
adalah (7±2) x 10-31 kg.
B. SARAN
a. Dalam penelitian selanjutnya, digunakan berbagai jenis sumber
radioaktif untuk mencari massa diam elektron.
b. Massa diam elektron dicari mengunakan besarnya energi pada
tepi compton untuk beberapa jenis sumber radioaktif yang
berbeda.
29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Daftar Pustaka
Jolivette. P dan Rouze. N, 1994, Compton Scattering, the electron mass, and
relativity: A laboratory experiment, Michigan.
Klinken. G, 1989, Pengantar Fisika Modern, Semarang:Satya Wacana
Krane. K, 1992, Fisika Modern, Jakarta : Universitas Indonesia Press.
Susetyo. W, 1988, Spektrometri Gamma ,Yogyakarta : Gadjah Mada
University Press.
30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
LAMPIRAN I
Grafik hasil percobaan untuk hubungan cacah terhadap Energi dari sumber
radioaktiv yang digunakan yang dilakukan pengukuran sebanyak 9 kali menggunakan
Cs137 dan menggunakan sumber Tl204, Co60 dan Sr90 :
Grafik A.1 untuk percobaan 1
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi
010002000300040005000600070008000900010000
110001200013000140001500016000170001800019000200002100022000230002400025000260002700028000290003000031000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Cac
ah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
A.2 untuk percobaan
Sumber :Cs 137 10,7µCi
Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
Grafik hubungan Cacah terhadap energi
02000400060008000
10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850Energi
Cac
ah
A.3 untuk percobaan 3
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
01500
30004500600075009000105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.4 untuk percobaan 4
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0150030004500600075009000
105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.5 untuk percobaan 5
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0150030004500600075009000
1050012000135001500016500180001950021000225002400025500270002850030000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.6 untuk percobaan 6
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
02000400060008000
10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.7 untuk percobaan 7
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0150030004500600075009000
105001200013500150001650018000195002100022500240002550027000285003000031500
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.8 untuk percobaan 8
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Grafik hubungan Intensitas tehadap Energi
02000400060008000
10000120001400016000180002000022000240002600028000300003200034000360003800040000420004400046000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
A.9 untuk percobaan 9
Sumber :Cs 137 10,7µCi Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 662 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0300060009000
1200015000180002100024000270003000033000360003900042000450004800051000540005700060000630006600069000720007500078000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
Energi
Inte
nsita
s
Grafik B.1 Untuk percobaan 1
Sumber :Tl204
Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 764 Kev
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950
Energi
Inte
nsita
s
Grafik B.2 untuk percobaan 2
Sumber :Co60
Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 1173.2 Kev
Grafik Hubungan Cacah terhadap Energi
050100150200250300350400450500550600650700750800850900
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Energi
Caca
h
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Grafik A.B untuk percobaan 3
Sumber :Sr90
Waktu : 60 detik Window : 2 % Fine gain :2,8 Coarse gain :20
Energi- γ : 540 Kev
Grafik hubungan Intensitas terhadap Energi
0200400600800
10001200140016001800200022002400260028003000320034003600
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Energi
Inte
nsita
s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
LAMPIRAN II
Ralat untuk data tunggal pada sumber Cs137 dan ralat untuk keseluruhan
data pada keempat sumber yang digunakan.
1. Ralat untuk pengukuran yang dilakukan pada sumber Cs137 sebanyak 10 kali
pengukuran. Ralat yang digunakan adalah ralat penggabungan perkalian dan
pembagian :
hb
hb
EExEE
cm−
=0
020
2
hb
hb
EExEEcm−
=0
02
0
2
Misal : N = E0 x Ehb M = E0 - Ehb
Q = MN
22
0
0⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
hb
hb
ESE
ESE
NSN
SM = SE0 - SEhb
QMN
=
22
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=
MSM
NSN
QSQ
SQ = Q x 22
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
MSM
NSN
Nilainya : Q ± SQ
2. Ralat untuk mencari massa diam keseluruhan dari keempat sumber yang digunakan dengan menggunakan metode kuadrat terkecil :
a. Menentukan nilai gradien dan perpotongan :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Menentukan nilai gradien :
( )221
ii
iii
xxNyxyxN
mΣ−Σ
Σ−Σ=
hbEEx −= 0
hbxEEy 02= ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )( )20
20
0000 22
hbhb
ihbihbihbihb
EEEENxEEEExEEEEN
m−Σ−−Σ
−Σ−−Σ=
Menentukan nilai perpotongan :
( )22
2
ii
iiiii
xxNyxxyx
nΣ−Σ
ΣΣ−ΣΣ=
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( )2
02
0
00002
0 22
hbihb
ihbihbihbihbihb
EEEENxEEEEEExEEEE
n−Σ−−Σ
−Σ−Σ−Σ−Σ=
b. Menentukan ralat gradien dan ralat perpotongan:
( )2
1
2
21 nmxy
N ii
N−−Σ
−=σ
( ) ( )( )4
1
200
2 22
1 nEEmxEEN hbhb −−−Σ−
=σ
Menentukan ralat gradien :
( )( )22
22
ii xxNNSm
Σ−Σ=
σ
( )( ) ( )( )2
02
0
22
hbhb EEEENNSm
−Σ−−Σ=
σ
Menentukan ralat perpotongan :
( ) ( )22
222
ii
i
xxNx
SnΣ−Σ
Σ=
σ
( ) ( )( ) ( )( )2
02
0
20
22
hbhb
hb
EEEENEE
Sn−Σ−−Σ
−Σ=
σ
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Recommended