uji radionuklida gipsum dengan metode laser … awal.pdf · telah dilakukan penelitian untuk...
TRANSCRIPT
UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED
BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN
METODE JARAK
SKRIPSI
BIDANG MINAT BIOFISIKA
Mega Wahyu
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2015
v
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi radionuklida yang terkandung di
dalam gipsum dengan menggunakan metode LIBS dan proteksi radiasi dengan metode
jarak. Uji radionuklida gipsum dengan metode LIBS menggunakan objek gipsum
berukuran 1 cm × 3 cm dan proteksi radiasi dengan metode jarak menggunakan
Surveymeter dengan objek papan gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di
dalam ruangan, dan plafon berbahan beton didalam ruangan. Uji radionuklida dengan
metode LIBS menunjukkan unsur radionuklida yang terkandung di dalam gipsum
adalah Th (Thorium) dengan intensitas rata-rata sebesar 456,5555 a.u dan K (Kalium)
dengan intensitas rata-rata sebesar 128,2222 a.u. Dari batas ambang dosis yang
ditetapkan untuk masyarakat umum sebesar 1 µSv/tahun diperoleh jarak yang aman di
posisi pengukuran tengah adalah 80 cm dari papan gipsum diluar ruangan, 100 cm dari
plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan aman di jarak berapapun dari plafon
beton di dalam ruangan. Sedangkan di posisi pengukuran pojok aman di semua titik
baik dari papan gipsum di luar ruangan, dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan,
dan plafon berbahan beton di dalam ruang.
Kata kunci : gipsum, radionuklida, dosis radiasi.
ABSTRACT
Research has been to identify radionuklid which contain in gypsum with LIBS method
and radiation protection with distance method. Test of gypsum radionuklid with LIBS
method using 1 cm × 3 cm of gypsum and radiation protection with distance method
using surveymeter with object gypsum board outside of room, plafond with gypsum
matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Test of
radionuklid with LIBS method indicate radionuklid elemen which contain in gypsum is
Th (Thorium) with rate intensity 456,5555 a.u and K (Kalium) with rate intensity
198,5555 a.u. From treshold decide for public people is 1 µSv/year can obtain save
distance at tengah of measurement position is 80 cm from gypsum board outside of
room, 100 cm from plafond with gypsum matter inside of room and save for all distance
from plafond with concrete matter inside of room. While, at corner of measurment save
for all distance from gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside
of room and plafond with concrete matter inside of room.
Keyword : gypsum, radionuklid, dose rate
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,karena atas
limpahan rahmat dan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan hasil tugas akhir
yang berjudul Uji Radionuklida Gipsum Dengan Metode Laser Induced Breakdown
Spectroscopy (Libs) Dan Proteksi Radiasi Dengan Metode Jarak
Penyusun mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu
dan mendukung terbentuknya proposal tugas akhir ini. Ucapan terimakasih tersebut
penyusun sampaikan kepada:
1. Bapak Gusti Ngurah Sutapa, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing I yang
telah memberikan bimbingan, dukungan dan pengetahuan tentang konsep
yang sangat banyak, serta tema pokok yang telah diberikan demi
terselesaikannya proposal tugas akhir ini.
2. Bapak I Wayan Balik Sudarsana, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing II
yang telah memberikan bimbingan dan koreksi yang sangat bermanfaat demi
terselesaikannya proposal tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas
Udayana yang telah mengesahkan proposal tugas akhir ini.
4. Bapak dan Ibu dosen Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah
memberikan masukan dan pengetahuan.
5. Bapak Suhaimi dan Ibu Hartatik selaku orang tua kandung yang selalu
mendoakan dan memberikan bekal.
6. Teman-teman mahasiswa Jurusan Fisika Universitas Udayana khususnya
angkatan 2011 yang telah bersedia membantu dan memberi masukan kepada
penyusun.
Penyusun menyadari bahwa pemaparan materi dalam hasil tugas akhir ini kurang
sempurna dan masih terdapat keterbatasan dalam penyampainnya.Oleh karena itu
penyusun mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar hasil tugas akhir ini
menjadi baik lagi.
Bukit Jimbaran, Oktober 2015
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ iv
ABSTRAK .......................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
DAFTAR ISI ...................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ... .................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ... ....................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 4
2.1.Radiasi Alam .................................................................................................. 4
2.1.1. Radiasi Teresterial ............................................................................... 4
2.2.Proteksi Radiasi Eksternal ............................................................................. 6
2.2.1. Pengaturan waktu ................................................................................ 6
2.2.2. Pengaturan jarak .................................................................................. 7
2.2.3. Pengaturan perisai ............................................................................... 10
2.3. Nilai Batas Dosis .......................................................................................... 12
2.4. Gipsum ..................................................................................................... 13
2.5. Surveymeter .................................................................................................. 15
2.5.1. Jenis Surveymeter ............................................................................... 16
2.5.2. Prosedur Menggunakan Surveymeter ................................................. 17
2.5.3. Bagian-Bagian Surveymeter RGD 27091 ........................................... 18
viii
2.5.4. Kalibrasi Alat ...................................................................................... 19
2.6. Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) .......................................... 21
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................... 22
3.1.Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................................ 22
3.2.Alat dan Bahan ............................................................................................... 22
3.2.1. Alat .................................................................................................. 22
3.2.2 Bahan ................................................................................................. 22
3.3 Jenis dan Sumber Data ................................................................................... 22
3.4. Variabel Penelitian ....................................................................................... 23
3.4.1. Variabel Bebas .................................................................................... 23
3.4.2. Variabel Terikat ................................................................................... 23
3.4.3. Variabel Kendali .................................................................................. 23
3.5. Cara Kerja .................................................................................................... 23
3.5.1. Proses pengujian kandungan radionuklida pada gipsum ..................... 23
3.5.2. Proses pengukuran dosis radiasi .......................................................... 24
3.6. Skema Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 26
3.7. Hipotesis ...................................................................................................... 27
3.8. Analisis Data ................................................................................................ 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 29
4.1. Hasil Uji Radionuklida pada Sampel Gipsum dengan Metode LIBS .......... 29
4.2. Hasil Pengukuran Dosis Radiasi Dari Papan Gipsum Di Luar Ruangan,
Plafon Berbahan Gipsum Di Dalam Ruangan Dan Plafon Berbahan
Beton Di Dalam Ruangan (Kontrol) Dengan Metode Surveymeter………...32
4.3. Pembahasan ................................................................................................. 43
BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 46
5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 46
5.2. Saran ............................................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Radionuklida yang terdapat pada deret Uranium ............................. 5
Tabel 2.2 Radionuklida yang terdapat pada deret Thorium .............................. 5
Tabel 2.3 Radionuklida yang terdapat pada deret Aktinium ............................ 6
Tabel 2.4 Konsenterasai radionklida pada beberapa bahan bangunan .............. 14
Tabel 2.5 Perbandingan konsentrasi radionuklida (Bq.kg-1) dalam
sampel gipsum yang diperoleh dari data penelitian berbagai
belahan dunia .................................................................................... . 15
Tabel 4.1 Panjang gelombang berdasarkan database NIST .............................. . 30
Tabel 4.2 Kesalahan dalam penelitian .............................................................. . 30
Tabel 4.3 Data intensitas emisi foto dan emisi foton background .................... . 31
Tabel 4.4 Data intensitas emisi foton setelah dikurangi intensitas
emisi foton background. .................................................................... 31
Tabel 4.5 Data rata-rata intensitas emisi foton ................................................. . 32
Tabel 4.6 Unsur-unsur radionuklida dari sampel gipsum ................................. . 32
Tabel 4.7 Rata-rata dan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan,
plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam
ruangan pada posisi pengukuran tengah ............................................ . 33
Tabel 4.8 Rata-rata dengan standar deviasi dari papan gipsum di luar ruangan,
plafon berbahan gipsum dan plafon berbahan non gipsum di dalam
ruangan …………………………………………………………… 34
Tabel 4.9 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter diluar
ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon
berbahan non gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun . . 35
Tabel 4.10 Rata-rata dosis radiasi yang terbaca oleh surveymeter dari gipsum
diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan
plafon berbahan non gipsum di posisi pengukuran pojok dalam
setahun .............................................................................................. . 35
Tabel 4.11 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran tengah ......... 37
x
Tabel 4.12 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi
pengukuran tengah.. ........................................................................... 38
Tabel 4.13 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari
papan gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah.. ............... 39
Tabel 4.14 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari
Plafon gipsum diluar ruangan posisi pengukuran tengah.. ............. 39
Tabel 4.15 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter
dari data kontrol posisi pengukuran tengah ...................................... 40
Tabel 4.16 Output uji homogenitas data untuk posisi pengukuran pojok ........... 40
Tabel 4.17 Output uji uji statistik ANOVA data untuk posisi
pengukuran pojok.. ............................................................................. 42
Tabel 4.18 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari
papan gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok.. ............. 42
Tabel 4.19 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter dari
Plafon gipsum diluar ruangan di posisi pengukuran pojok.. .......... 42
Tabel 4.20 Homogenous subset data dosis yang terbaca oleh Surveymeter
dari data kontrol di posisi pengukuran pojok ................................... 42
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber
radiasi berbentuk garis .............................................................. 9
Gambar 2.2 Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber
radiasi berbentuk luasan ............................................................ 10
Gambar 2.3 Skema Surveymeter ................................................................... 16
Gambar 2.4 Bagian RGD 27091 .................................................................... 19
Gambar 2.5 Label kalibrasi yang ada di dalam garis merah .......................... 20
Gambar 2.6 Label kalibrasi ........................................................................... 20
Gambar 2.7 Rangkaian skematik LIBS ........................................................ 21
Gambar 3.1 Foto rangkaian alat Laser Induced Breakdown
Spectroscopy (LIBS) .................................................................. 24
Gambar 3.2 Foto alat surveymeter ................................................................. 25
Gambar 3.3 Skema pelaksanaan penelitian. .................................................. 26
Gambar 4.1 Grafik intensitas emisi foton terhadap panjang gelombang
unsur ........................................................................................... 29
Gambar 4.2 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon
berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non
gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun .................. 36
Gambar 4.3 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon
berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan non
gipsum di posisi pengukuran tengah dalam setahun .................. 36
xii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I Deret Uranium
LAMPIRAN II Deret Thorium
LAMPIRAN III Deret Aktinium
LAMPIRAN IV Data Identifikasi Unsur dengan metode LIBS
LAMPIRAN V Data Pengukuran Dosis Radiasi dengan Metode Surveymeter
LAMPIRAN VI Data Spektroskopi Atomik Unsur K dan Th berdasarkan NIST
LAMPIRAN VII F tabel statistik
LAMPIRAN VIII Output Posthoc Test
LAMPIRAN IX Surat izin