1.
Cara kerja detektor Geiger Muller
Detektor
pengion gas ini bekerja dengan memanfaatkan hasil interaksi antara radiasi
pengion dengan atom atau molekul gas yang dipakai sebagai bahan detektor.
Detektor pengionan gas berbentuk silinder yang diisi gas dan mempunyai dua
elektroda. Dinding tabung yang dipakai sebagai selubung gas dihubungkan dengan
kutub negatif sumber tegangan sehingga berfungsi sebagai elektroda negatif (katoda).
Kawat di tengah-tengah tabung dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan
sehingga berfungsi sebagai elektroda positif (anoda). Dapat digambarkan:
 |
Gambar. Detektor
pengion gas
Pencacah
atau detektor Geiger Muller ditemukan pada tahun 1928. Detektor
Geiger-Muller (GM) beroperasi pada tegangan di atas detektor proporsional. Dengan
mempertinggi tegangan melampaui daerah proporsional akan mengakibatkan proses
pengionan yang terjadi dalam detektor makin luas memanjang ke seluruh anoda. Jika
hal ini terjadi maka berakhirlah daerah operasi proporsional dan detektor mulai
memasuki daerah operasi Geiger-Muller.
Perhatikan
gambar grafik di bawah ini:|
TINGGI PULSA
|
TEGANGAN TERPASANG
Perhatikan grafik di atas, maka dapat
dibedakan menjadi 6 daerah jangkauan. Jangkauan I, tegangannya belum cukup
tinggi, sehingga medan listriknya belum cukup kuat sehingga gerakan ion dan elektron
tidak cepat, jadi berpeluang besar untuk berekombinasi. Jangkauan II, pada
bilik atau kamar pengion ini pasangan ion elektron akan mencapai electrode
dalam keadaan jenuh. Ini berfungsi untuk mengukur laju desipasi tenaga radiasi.
Jangkauan III, tegangan terpasang pada detektor berisi gas dinaikkan, runtutan elektron
sekunder dekat kawat sentral menjadi lebih banyak dan menyebar sepenjang kawat
itu seperti pada daerah proporsional. Penyebabnya ialah elektron atom
tereksitasi dalam tumbukan dan foton ultra ungu yang dipancarkan ketika elektron
jatuh kembali ke kulit dalam cukup energetic untuk mengionisasi atom gas lain
yang berada di sekitarnya. Jangkauan IV, disini hubungan antara tinggi pulsa
dengan tinggi tegangan pemercepat tidak lagi linier. Jangkauan V, pada daerah
ini tegangan pemercepat lebih menggandakan ionisasi yang berakibat menebalnya awan
ion. Dalam kondisi demikian, tinggi pulsa tidak tergantung lagi pada tenaga
radiasi dan tak ada perbedaan tinggi pulsa untuk sembarang radiasi. Daerah yang
diisi gas yang bekerja pada tegangan yang sangat tinggi ini diciptakan oleh dua
ilmuan yakni Geiger dan Muller. Oleh sebab itu, penamaan detektor ini dimbil
dari kedua nama ilmuan tersebut. Dan terakhir jangkauan VI, tegangan pemercepat
terlampau tinggi. Ini dapat menyebabkan detektor menjadi rusak.
Proses
penggandaan ionisasi yang terjadi pada daerah Geiger Muller hampir terjadi
dimana-mana. Dengan demikian ionisasi cepat menjalar ke seluruh volume tabung detektor
dan berkelanjutan. Dengan demikian pulsa yang dihasilkan pada alat detektor
Geiger-Muller tidak lagi bergantung pada pengionan mula-mula maupun jenis
radiasi yang mengakibatkan proses pengionan. Jadi radiasi jenis apapun yang
tertangkap oleh pemantau Geiger-Muller akan menghasilkan keluaran yang
sama.
Karena
tidak mampu lagi membedakan berbagai jenis radiasi yang ditangkap, maka
pemantau Geiger-Muller hanya dipakai untuk mengetahui ada tidaknya radiasi
saja.
Adapun
bentuk pulsa tegangan listrik dalam detektor Geiger-Muller adalah sama seperti detektor
proporsional, hanya saja waktu tanjak atau waktu bangkitnya (rise time) jauh
lebih lamban. Selama proses pemadaman kurang lebih 50µsekon sampai 100µsekon, detektor
Geiger-Muller ini tidak tanggap terhadap radasi yang masuk, dan selang waktu
itu dinamakan waktu mati (dead time) yang lalu diikut waktu pulih (recovery
time) dengan pulsa yang semakin meninggi dari yang amat rendah. Inilah yang
menjadi kerugian dari detektor Geiger-Muller karena ketakpekaannya sehingga
mencegah pemakaian untuk laju pencacahan yang tinggi. Selain itu juga karena
tidak dapat memberi informasi mengenai radiasi (partikel atau foton) yang
menimbulkan satu pulsa.
Sedangkan
keuntungan dalam pengoperasian di daerah Geiger-Muller ini adalah denyut output yang dihasilkannya sangat tinggi,
sehingga untuk pengukurannya tidak diperlukan penguat pulsa (amplifier) atau
cukup digunakan penguat pulsa yang sederhana saja. Detektor Geiger-Muller ini
juga mudah dibuat, biasanya lebih peka dan lebih murah harganya dibandingkan
dengan detektor proporsional.
2.
Contoh gambar detektor Geiger-Muller
 |
Penutup
Kesimpulan
Dari pembahasan yang telah dipaparkan, maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan, antara lain:
a)
Detektor Geiger Muller adalah salah satu alat pemantau
radiasi yang paling lazim digunakan yang bekerja berdasarkan prinsip pengionan
terhadap gas yang ditemukan pada tahun 1928.
b)
Pada dasarnya, cara kerja detektor Geiger Muller sama
dengan jenis detektor pengion gas lainnya, yang menjadi pembedanya yakni pada
tegangan operasi masing-masing alat.
c)
Keuntungan dari detektor Geiger Muller
diantaranya: biasanya lebih peka dan denyut output
yang dihasilkannya pun sangat tinggi, sehingga untuk pengukurannya
tidak diperlukan penguat pulsa (amplifier) atau cukup digunakan penguat pulsa
yang sederhana saja. Jadi, lebih mudah dibuat dan lebih murah harganya.
d)
Sedangkan kelemahan dari alat Geiger
Muller yakni karena waktu pulihnya yang lamban. Karena ketakpekaannya ini
sehingga mencegah pemakaian untuk laju pencacahan yang tinggi. Dan tidak mampu
membedakan berbagai jenis radiasi yang ditangkap.
Daftar
Pustaka
Beiser, Arthur.
1983. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.
Soedojo, Peter. 2001. Azas-Azas Ilmu Fisika jilid
4 Fisika Modern. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
http.//www.google.com/pencacah Geiger muller,
pdf/BAlara2004_06108_019.pdf
Wiryosimin, Suwarno. 1995. Mengenal Asas Proteksi
Radiasi. Bandung: Penerbit ITB.
