Pencacah Geiger Muller dan Cara Kerjanya

Selasa, 08 Mei 2018

Pencacah Geiger Muller dan Cara Kerjanya

Pencacah geiger muller adalah alat pendeteksi radiasi. Walther Muller dan Hans Geiger membuat pencacah geiger muller pada tahun 1903. Detektor geiger muller memiliki sensor berupa tabung geiger muller. Tabung geiger muller adalah tabung berisi gas yang bertekanan rendah (biasanya gas argon dan helium). Tabung Geiger Muller berbentuk silinder dan terbuat dari logam. Kawat konduktor yang halus terpasang dalam tabung. Kawat konduktor berfungsi sebagai anoda (penghantar listrik positif). Dinding tabung logam berfungsi sebagai katoda (penghantar listrik negatif). Pencacah geiger Muller hanya dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sebetulnya, pencacah geiger muller dapat mendeteksi radiasi gamma, namun tingkat reliabilitasnya masih diragukan. Radiasi neutron tidak bisa dideteksi dengan pencacah geiger muller.

Prinsip Kerja Pencacah Geiger Muller

Pencacah Geiger Muller

Pencacah Geiger Muller

 

Prinsip kerja pencacah geiger muller adalah sebagai berikut.

Zarah radiasi masuk dalam tabung. Radiasi mengionisasi gas isian dan menghasilkan elektron primer. Anoda dan katoda mendapatkan tegangan yang berbeda. Perbedaan tegangan menimbulkan medan listrik diantara kedua elektroda. Ion positif bergerak menuju katoda dengan kecepatan yang lambat. Elektron bergerak menuju anoda dengan kecepatan lebih cepat. Besar tegangan (dalam volt) mempengaruhi kecepatan gerak ion positif dan elektron. Gas yang digunakan (argon atau helium) mempengaruhi besarnya tenaga dalam pembentukan ion positif dan elektron. Elektron dapat mengionisasi atom sekitarnya dengan tenaga yang besar. Ionisasi menghasilkan pasangan ion-elektron sekunder. Pasangan ion-elektron sekunder akan menghasilkan pasangan ion-elektron tersier sampai terjadi avalance (pelucutan elektron). Semakin tinggi tegangan, maka semakin besar pelucutan elektron yang ditimbulkan dan semakin banyak elektron sekunder yang muncul. Muatan elektron negatif melindungi dan menutup anoda. Hal ini menyebabkan proses ionisasi berhenti. Ion positif bergerak menuju katoda dengan lambat. Ion positif akan membentuk lapisan pelindung positif pada permukaan katoda. Keadaan ini disebut efek muatan ruang.

Efek muatan ruang menyebabkan detektor tidak peka terhadap munculnya zarah radiasi. Efek muatan ruang harus dicegah dengan menambahkan tegangan. Tujuan menambahkan tegangan adalah melepaskan muatan dalam anoda agar detektor kembali bekerja. Penambahan tegangan membuat elektron mendapat tambahan energi kinetik dan menimbulkan pelepasan muatan. Tegangan yang ditambahkan terus menerus menimbulkan bertambahnya pelucutan elektron. Pelucutan elektron tidak lagi bergantung pada jenis radiasi pada tegangan tertentu. Pulsa yang didapatkan memiliki tinggi yang sama dan menyebabkan detektor geiger muller tidak dapat digunakan untuk menghitung energi yang berasal dari zarah radiasi. 

Secara sederhana, gas dalam tabung berinteraksi dengan pembawa radiasi elektromagnetik dan menyebabkan terjadinya pasangan ion. Ion positif bertemu ion negatif, ion negatif bertemu dengan kawat. Gas berubah jadi konduktif. Adanya perbedaan tegangan pada elektroda menimbulkan munculnya pulsa. Pulsa dibaca suatu alat. Alat akan menampilkan indikator jarum penunjuk dan bunyi. Bunyi menunjukkan adanya partikel yang terdeteksi.

Kelebihan dan Kekurangan Pencacah Geiger Muller

Detektor radiasi Geiger Muller memiliki kelebihan yaitu cara menggunakannya mudah, tidak membutuhkan banyak biaya, susunan alatnya sederhana. Sedangkan kekurangannya adalah detektor kurang efisien bila dibandingkan dengan detektor lain, detektor juga memiliki resolusi yang rendah. Pencacah Geiger Muller tidak bisa digunakan untuk mengamati spektrum optik atau spektrum massa, karena semua tegangan (pulsa) memiliki tinggi yang sama. Waktu mati pencacah geiger muller besar dan hanya terbatas pada kecepatan cacah yang rendah.

Demikianlah artikel mengenai Pencacah Geiger Muller. Semoga bermanfaat.

Tidak ada komentar: