Alat Pendeteksi Radioaktif

prinsip Hans Geiger

Radioaktivitas tidak bisa dideteksi secara langsung oleh indera kita, maka pendeteksian harus dilakukan dengan bantuan beberapa peralatan yang disebut detektor. prinsip kerja detektor radiasi didasarkan pada peristiwa ionisasi atau pun eksitasi atom-atom ketika dikenai partikel-partikel berenergi tinggi. Seperti telah kita ketahui, partikel alfa dan beta adalah partikel yang bermuatan listrik dan memiliki energi, sehingga bisa menghasilkan efek ionisasi atau eksitasi. Sinar gamma, walaupun tidak bermuatan listrik, tetap dapat menimbulkan ionisasi, karena sinar gamma bisa melepaskan elektron atom-atom.

Salah satu detektor radiasi yang paling umum digunakan Geiger Counter (tabung geiger), yang dikembangkan oleh Hans Geiger.

Suatu tegangan listrik 800-1000 V diberikan pada elektrode kawat dan elektrode luar (tabung). Tabung berisi suatu gas (misalnya argon) pada tekanan rendah. Ketika suatu partikel pengion memasuki tabung, partikel tersebut akan mengionisasikan beberapa atom gas tersebut. Elektron yang dibebaskan tertarik dan dipercepat ke arah kutub positif (anode). Di perjalanannya, elektron ini mengionisasikan atom gas lain, sehingga terjadi proses pelipatgandaan elektron yang dibebaskan. Elektron-elektron ini menghasilkan pulsa listrik yang bisa dideteksi secara elektronika. Bahkan pulsa ini juga bisa dikonversikan menjadi suara, sehingga terdengar bunyi jarum jam.

Metode pendeteksian yang lain adalah dengan detektor sintilasi. Dalam detektor ini, atom-atom fosfor dieksitasikan oleh partikel-partikel yang menumbuknya. Ketika atom-atom tersebut kembali ke keadaan dasarnya, dihasilkan suatu radiasi gelombang cahaya tampak. Cahaya ini dikonversikan menjadi apa yang disebut fotoelektron. Selanjutnya, fotoelektron ini diperkuat oleh tabung photomultiplier yang terdiri dari deretan elektrode-elektrode dengan potensial listrik yang bertahap semakin besar (meningkat). Jadi, prinsip dasarnya adalah memperbesar pulsa listrik yang dihasilkan, sehingga akhirnya bisa dideteksi dengan lebih baik.

Metode pendeteksian lain yang digunakan adalah dengan melihat secara visual jejak-jejak partikel, misalnya dalam detektor kamar kabut, detektor kamar gelembung, dan detektor percikan. Didalam detektor kamar kabut digunakan uap yang sangat dingin. Uap ini kemudian mengembun menjadi tetesan-tetesan radiasi. Akibatnya, sepanjang lintasan partikel radiasi akan terlihat jejak-jejak nyata.

Dalam kamar gelembung, digunakan suatu cairan yang dipanaskan sehingga bisa mendidih. Ion-ion yang dihasilkan sepanjang lintasan partikel radiasi menjadi tempat bagi terbentuknya gelembung-gelembung. Ketika suatu medan magnet diberikan pada kamar gelembung ini, partikel-partikel bermuatan dibelokkan dengan kemiringan pembelokkan yang berbeda-beda.

Sinar gamma tidak meninggalkan jejak di dalam kamar gelembung. Namun, keberadaannya dapat dideteksi secara tidak langsung dengan detektor percikan. prinsip dasarnya adalah sebagai berikut. Suatu partikel bermuatan bergerak melewati sepasang elektrode yang memiliki beda potensial yang tinggi yang berada di dalam suatu gas. Partikel bermuatan ini menyebabkan terionisasinya molekul-molekul gas, sehingga akan terlihat percikan-percikan diantara kedua elektrode ketika elektron yang dilepaskan bergerak ke elektrode positif. Rangkaian percikan menunjukkan lintasan partikel radiasi.

Bahan-bahan semikonduktor juga bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi radioaktif. Detektor semacam ini disebut detektor zat padat atau detektor semikonduktor. Ketika suatu radiasi mengenai bahan semikonduktor, akan dihasilkan pasangan elektron-lubang (disebut ionisasi zat padat). dengan memberikan suatu beda potensial pada bahan zat padat ini, akan dihasilkan sinyal listrik yang kemudian bisa diperbesar untuk diukut. Detektor zat padat memiliki kemampuan deteksi yang tinggi dengan sangat cepat.