Detektor Geiger Muller.pptx

DETEKTOR GEIGER MULLER DI SUSUN OLEH : TATMAINNAH AINUN HAQ . MH

GEIGER MULLER

SEJARAH

GEIGER MULLER Pencacah Geiger atau yang biasa disebut detektor Geiger Muller merupakan salah satu detektor yang mengguna kan prinsip ionisasi. Detektor Geiger muller ditemukan oleh s eorang Fisikawan bernama Hans Geiger bersama seorang ilm uwan bernama Ernest Rutherford pada tahun 1908. Pada awal nya, detektor ini hanya terdiri atas sebuah kawat di dalam seb uah tabung yang diselubungi oleh logam dengan jendelanya y ang berupa gelas atau mika. Kawat dan tabung logam tersebut terhubung pada sebuah power supply. Pada mulanya, detektor ini hanya dapat mendetek si radiasi alpha, baru kemudian dikembangkan oleh Walther Muller (murid Geiger) sehingga dapat digunakan untuk mend eteksi bebrapa jenis radiasi yang lain. Pada tahun 1948, detekt or ini disempurnakan oleh Sydney H. Liebson dengan mengga nti gas dalam tabungnya menggunakan gas halogen sehingga dapat berumur lebih panjang

PERANGKAT GM Detektor Geiger Muler dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Prinsip kerja dari detektor ini menggunakan asas ionisasi gas yang terjadi di dalam tabung detektornya. Perangkat detektor Geiger Muller, terdiri dari : • Tabung detektor berbentuk silinder yang di dalamnya berisi gas (biasanya berupa gas helium, neon atau argon) yang akan bersifat konduktif ketika ditumbuk partikel radiasi yang diukur • Elektroda yang terdiri dari anoda dan katoda. Pada detektor Geiger Muller, dinding tabungnya bertindak sebagai katode sedangkan jarum di dalam tabung Geiger tersebut bertindak sebagai anode • Power supply. • Penampil adanya radiasi, entah itu berupa jarum penunjuk, lampu, ataupun bunyi klik.

Perangkat Sederhana Detektor GM

Ket : R = radiasi C = pengolah data A = detektor radiasi D = indikator B = penguat sinyal

PRINSIP KERJA GM Prinsip kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut, ketika gas di dalam ta bung berinteraksi dengan foton radiasi menyebabkan terjadinya pasangan i on. Ion positif menumbuk ion negatif yang kemudian ion negatif tersebut me numbuk kawat. gas menjadi konduktif. Foton radiasi yang menumbuk kawat tersebut menyebabkan terjadinya p erbedaan tegangan di antara kedua elektrodanya. Hasil interaksi (keluaran) tersebut yang berupa pulsa akan dilipatgandakan kemudian dibaca oleh seb uah alat dan ditampilkan pada indikator yang berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Detektor Geiger Muller hanya dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi sin ar-x, radiasi sinar alpha, dan radiasi sinar beta. Pada kondisi tertentu, detekt or Geiger Muller dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaup un tingkat reliabilitasnya kurang. Detektor Geiger Muller tidak dapat digunak an untuk mendeteksi radiasi neutron. Detektor GM dapat menghasilkan pasangan ion dari proses tumbukan den gan sumber radiasi dengan sangat cepat, biasanya dalam orde mikrosekon. Keluaran detektor yang berupa pulsa jumlahnya sebanyak proses ionisasi y ang terjadi, detektor Geiger Muller tidak dapat membedakan jenis radiasi ya ng berbeda. Oleh karena itu, detektor GM tidak mampu digunakan untuk me ndeteksi adanya radiasi neutron. Detektor GM umumnya digunakan untuk m endeteksi energi radiasi tingkat rendah, selain itu digunakan untuk menguku r radiasi dengan sensitivitas yang tinggi. Sensitivitas detektor Geiger Muller sangatlah tinggi, namun sangat tergantu ng pada banyaknya energi dari radiasi fotonnya. Sedangkan besarnya ener gi foton dapat dikendalikan dengan pengaturan tegangan yang masuk. Apa bila tegangan masuk/tegangan yang diberikan semakin besar, maka foton y ang terbentuk juga semakin banyak, sehingga energi yang dihasilkan dari tu mbukan antara partikel radiasi dengan detektor juga akan menjadi semakin besar.

BLOK DIAGRAM

PRINSIP KERJA BLOK DIAGRAM Apabila ke dalam labung masuk zarah radiasi maka radiasi akan mengionisasi gas isian. Banyaknya pasangan eleklro n-ion yang lerjadi pada deleklor Geiger-Muller tidak sebanding dengan tenaga zarah radiasi yang datang. Hasil ionisasi ini disebul elek tron primer. Karena antara anode dan katode diberikan beda tegangan maka akan timbul medan listrik di antara kedua eleklrode terse but. Ion positif akan bergerak kearah dinding tabung (katoda) dengan kecepatan yang relative lebih lambat bila dibandingkan dengan e lektron-elektron yang bergerak kea rah anoda (+) dengan cepat. Kecepatan geraknya tergantung pada besarnya tegangan V. sedangk an besarnya tenaga yang diperlukan untuk membentukelektron dan ion tergantung pada macam gas yang digunakan. Dengan tenaga yang relatif tinggi maka elektron akan mampu mengionisasi atom-atom sekitarnya. sehingga menimbulkan pasangan elektron-ion seku nder. Pasangan elektron-ion sekunder inipun masih dapat menimbulkan pasangan elektron-ion tersier dan seterusnya. sehingga akan terjadi lucutan yang terus-menerus (avalence).

Kalau tegangan V dinaikkan lebih tinggi lagi maka peristiwa pelucutan elektron sekunder atau avalanche makin besar dan elektron sekunder yang terbentuk makin banyak. Akibatnya, anoda diselubungi serta dilindungi oleh muatan negative elektron, seh ingga peristiwa ionisasi akan terhenti. Karena gerak ion positif ke dinding tabung (katoda) lambat, maka ion-ion ini dapat membentuk s emacam lapisan pelindung positif pada permukaan dinding tabung. Keadaan yang demikian tersebut dinamakan efek muatan ruang at au space charge effect. Tegangan yang menimbulkan efek muatan ruang adalah tegangan maksimum yang membatasi berkumpulnya elektro n-elektron pada anoda. Dalam keadaan seperti ini detektor tidak peka lagi terhadap datangnya zarah radiasi. Oleh karena itu efek mua ta ruang harus dihindari dengan menambah tegangan V. penambahan tegangan V dimaksudkan supaya terjadi pelepasan muatan pad a anoda sehingga detektor dapat bekerja normal kembali. Pelepasan muatan dapat terjadi karena elektron mendapat tambahan tenag a kinetic akibat penambahan tegangan V. Apabila tegangan dinaikkan terus menerus, pelucutan alektron yang terjadi semakin banyak. Pada suatu tegangan tert entu peristiwa avalanche elektron sekunder tidak bergantung lagi oleh jenis radiasi maupun energi (tenaga) radiasi yang datang. Maka dari itu pulsa yang dihasilkan mempunyai tinggi yang sama. Sehingga detektor Geiger muller tidak bisa digunakan untuk mengitung en ergi dari zarah radiasi yang datang.

Dari grafik hubungan di samping, terlihat bahwa apabila HV tegangan semakin naik, maka jumlah pasangan ion yang dihasilkan pada detektor Geiger Muller akan semakin meningkat dan detektor ini mampu bekerja pada HV tinggi karena memang daerha kerja detektor ini pada HV tinggi.

Kesimpulan 1. Detektor Geiger Muller prinsip kerjanya menganut proses ionisasi gas 2. Banyaknya pasangan ion ataupun foton yang dihasilkan dalam proses ionisasi tergantung dari tingginya tegangan yang diberikan. 3. Banyaknya foton yang tertangkap detektor sebanyak pulsa yang dihasilkan. 4. Detektor GM dapat menangkap semua jenis radiasi kecuali radiasi neutron. 5. Sensitivitas detektor GM sangat tinggi. 6. Detektor GM bekerja pada daerah tegangan kerja yang tinggi.

Perbedaan Gm Dan Detektor Lainnya Berikut ini akan saya tampilkan grafik hubungan dari tegangan dengan banya knya energi foton (jumlah ion) pada beberapa jenis detektor untuk dibadingkan dengan dete ktor Geiger Muller yang dapat ditunjukkan sebagai berikut :

Keterangan: I = Daerah Rekombinasi II = Daerah Ionisasi III = Daerah Proporsional IV = Daerah GM V = Daerah Discharge

Keterangan : 1. Katoda yaitu dinding tabung logam yang merupakan elektroda negatif. Jika tabung terbuat dari gelas maka dinding tabung harus dilapisi loga m tipis. 2. Anoda yaitu kawat tipis atau wolfram yang terbentang di tengah - tenga h tabung. Anoda sebagai elektroda positif. 3. Isi tabung yaitu gas bertekanan rendah, biasanya gas beratom tunggal d icampur gas poliatom (gas yang banyak digunakan Ar dan He).

Thank you