v Sinar Gamma
[1]Menyusul peluruhan alfa atau beta, inti akhir dapat berada pada keadaan eksistasi. Seperti halnya atom, inti akhir akan mencapai keadaan dasar (stabil) setelah memancarkan suatu atau lebih foton (gelombang elektromagnetik) yang dikenal sebagai sinar gamma inti (γ).
Dalam proses pemancaran ini, baik nomor atom atau nomor massa inti tidak berubah.
(AX)→ AX + γ
Energi gelombang ini ditentukan oleh panjang gelombang (λ) atau oleh frekuensinya f sesuai persamaan
E = hf = hc / λ
Dengan h adalah tetapan plank yang besarnya 6,63 x 10 -34 Js
Energi tiap foton adalah beda energi antara keadaan awal dan keadaan akhir inti, dikurangi dengan sejumlah koreksi kecil untuk energi pental inti. Energi ini berada padakisaran 100 KeV hingga beberapa MeV. Inti dapat pula [2]dieksitasi dari keadaan dasar ke keadaan eksitasi dengan menyerapfoton dengan energi yang tepat.
Gambar 7.1 memperlihatkan suatu diagram tingkat energi yang khas dari keadaan eksitasi inti dan beberapa transisi sinar gamma yang dipancarkan. Wakto paro khas bagi tingkat eksitasi inti adalah 10-9 hingga 10-12 s. Ada beberapa yang memiliki waktu paro lama (beberapa jam bahkan beberapa hari).Intiinti yang tereksitasi seperti ini dinamakan isomer dan keadaan tereksitasinya dikenalsebagai keadaan isomerik . Dalam menghitung energi partikel alfa dan beta yang dipancarkan dalam peluruhanradioaktif di depan dianggap tidak ada sinar gamma yang dipancarkan. Jika ada sinar gamma yang dipancarkan, maka energi yang ada (Q) harus dibagi bersama antara partikeldengan sinar gamma.
Sifat-sifat sinar gamma
a) Tidak dibelokkan oleh medan magnet
b) Tidak bermuatan listrik
c) Tidak bermassa
d) Mempunyai sifat yang sama dengan sinar-X, tetapi panjang gelombangnya lebih pendek
e) Merupakan gelombang elektromagnetik
f) Memiliki daya tembus yang sangat kuat Peluruhan Sinar Gamma
Didalam suatu peluruhan gamma , nucleus yang awalnya dalam keadaan tereksitasi akan membuat transisi ke keadaan energy yang lebih rendah dan dalam prosesnya pemancaran foton, yang dinamakan sinar γ . ditemukan bahwa sinar γ muncul dengan energy – energy diskret, yang menunjukan bahwa nucleus – nucleus memiliki tingkat-tingkat energy diskret. Energy foton sinar γ diberikan oleh pernyataan umum berikut :
hv = Eu – Ei
Energi-energi sinar γ berada pada rentang puluhan keV hingga MeV. Karena foton-foton sinar γ tidak membawa muatan atau massa, nomor atom dan muatan nucleus tidak mengalami perubahan dalam peluruhan gamma (γ).
Dalam pemancaran sinar gamma, Atom yang memancarkan sinar- γ tidak akan mengalami pengurangan nomor atom maupun nomor massa, hanya atomnya saja yang berada dalam keadaan tereksitasi kembali ke “keadaan dasar”.
(AX)→ AX + γ
Atom yang tereksitasi biasanya terjadi pada atom yang melakukan pemancaran sinar-α maupun sinar-β, dan untuk mencapai tingkat energy dasar atau keadaan stabil atom tersebut melakukan pelepasan energy melalui pemancaran sinar-γ. Oleh sebab itu, pemancaran sinar-γ ini biasanya menyertai pemancaran sinar-α maupun sinar-β.
Dalam peluruhan gamma, pada saat inti induk meluruh menjadi inti anakan (inti baru) biasanya terdapat kelebihan energi pada ikatan intinya seringkali disebut inti dalam keadaan tereksitasi. Inti yang kelebihan energinya ini biasanya akan melepaskan energinya dalam bentuk sinar gamma yang dikenal dengan peluruhan gamma, sinarnya ini adalah foton dan termasuk ke dalam gelombang elektromagnetik yang mempunyai energi yang sangat besar melebihi sinar X. Peluruhan gamma (γ) merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat.
Sinar gamma dihasilkan oleh transisi energi inti atom dari suatu keadaan eksitasi ke keadaan dasar. Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Spektrometri Gama
Spektrometri gama adalah suatu metode untuk pengukuran sumber radioaktif pemancar sinar gama, baik secara kualitatif maupun kuantitatif dengan menganalisis spektrum gama yang dihasilkan. Telah dilakukan komputerisasi perhitungan spektrometri gama yang meliputi kalibrasi efisiensi, control chart dan pengukuran radionuklida. Untuk pengukuran cuplikan radio nuklida secara kuantitatif, diperlukan kalibrasi efisiensi menggunakan sumber standar radioaktif. Untuk mendapatkan kurva kalibrasi efisiensi dan menghitung radioaktivitas cuplikan, banyak tahapan perhitungan yang harus dilakukan. Kurva kalibrasi efisiensi spektrometri gama pada energy diatas 100 keV mengikuti persamaan
Y = A X B
(Y = efisiensi dan X = energi)
yang selanjutnya dilakukan linierisasi dengan melogaritmakan fungsi. Persamaan linier yangdihasilkan dalam bentuk
Log(Y) = Log(A) + B Log(X)
diselesaikan dengan metode kuadrat terkecil (least square method ) untuk berbagai geometri pengukuran sumber standar radioaktif sekaligus untuk menampilkan kurvanya. Dengan demikianpada setiap pengukuran cuplikan radioaktif pada geometri tertentu, telah tersedia kalibrasi efisiensinya sehingga bisa dilakukan perhitungan radioaktivitas cuplikan dengan akurat dan cepat. Sedangkan pembuatan control chart diperlukan untuk melihat ketelitian dari kinerja alat spectrometer gama yang digunakan, juga memerlukan banyak tahapan perhitungan. Perangkat spektrometer gama pada umumnya terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu detektor,sumber tagangan tinggi (HV), penguat awal ( pre amplifier ), penguat (amplifier ), penganalisis saluran ganda (multichannel analyzer ) dan unit pemrosesaan dan penyimpanan data (komputer). Sebelum spektrometer gama digunakan untuk pengukuran, semua fungsi peralatan yang perluharus diset pada kondisi kerja optimum. Ordinat (sumbu vertikal) dari spektrum gama adalah cacah (counts) yang sebanding dengan besar radioaktivitas pemancar sinar gama yang diukur,dan absisnya (sumbu horizontal) adalah saluran (channel ).
Namun pada umumnya sebelum pengukuran, saluran dikalibrasi terhadap energi sehingga didapatkan spektrum gama dengan absis energi (keV). Interaksi sinar gama dengan detektor akan menghasilkan pulsa, setelah diperkuat akan disimpan dalam nomor saluran yang sesuai dengantinggi pulsa. Dengan demikian nomor saluran pada penganalisis saluran ganda (MCA) sebandingdengan energi sinar gama. Spektrum gama dengan absis energi (keV) akan mempermudah dalam pengolahan data secara kualitatif dan kuantitatif. Fenomena yang harus disadari bahwa sumber radioaktif memancarkan radiasi ke segala arah, sehingga hanya sebagian yang terdeteksi oleh detektor. Karena itulah untuk pengolahan data secara kuantitatif cuplikan pemancar sinar gama yang diukur, harus dibuat kurva kalibrasi efisiensi menggunakan sumber standar pemancar sinar gama.Pengolahan data untuk pembuatan kurva kalibrasi efisiensi harus dilakukan sebaik mungkinkarena setiap perhitungan cuplikan yang diukur mengacu pada kurva ini. Sedangkan untuk mengetahui kinerja peralatan spektrometer gama yang digunakan, perlu dibuat control chart dengan mengukur suatu sumber standar pemancar sinar gama beberapa kali pada posisi yang sama dan dihitung simpangan bakunya. Selanjutnya control chart ini dipakai untuk memeriksa apakah peralatan spektrometer gama dalam kondisi optimum sebelum didigunakan untuk pengukuran
