Nuklir

Contoh soal 1
a) Pada saat sumber luaran berkas radiasi (beam port) reaktor riset dibuka, laju dosis serap terdiri dari 10 mrad /jam akibat sinar gamma, 10 mrad/jam akibat neutron cepat, 6 mrad/jam akibat neutron termal. Berapa dosis total yang terima oleh seorang peneliti dengan berdiri disekitar beam port selama 1 menit.

b) Sumber radiasi alpha dengan tenaga 6 MeV ditaman pada jaringan kanker. Jika sumber alpha tersebut mempunyai aktivitas 1 pCi dan dianggap merupakan sumber titik yang isotropic, maka hitung berapa laju dosis yang diterima sel jaringan tersebut.

Contoh soal 2

1. Gambar berikut adalah karakteristik detektor ionisasi ketika digunakan untuk mendeteksi radiasi pengion alpha . a) Jelaskan mengapa pada tegangan diatas 600 Volt arus ionisasi menjadi konstan. b) Dari grafik tersebut hitung berapa jumlah ionisasi per detik. c) Berapa jumlah pasangan ion yang terbentuk jika laju partikel alfa yang masuk ruangan ionisasi 3x105 partikel/detik

Jawab 1a:
Dosis ekuivalen(DE)=dosis serap(rad)xQ dalam satuan Rem
Dosis ekuivalen(DE)=dosis serap(Gy)xQxN dalam satuan Sv
1 Sv=100 rem
Sumber radiasi Laju dosis serap
(mrad/jam) Q DE(mRem/jam) DE(mSv/jam)
Gamma 10 1 10 0.1
Neutron cepat 10 10 100 1.0
Neutron termal 6 2.3 13.8 0.14
Total 123.8 1.24
Dosis total yang diterima selama 1 menit:
DE=(123.8 mrem/60 menit )x(1 menit)=2.06 mRem=20.6 μSv.
Jawab 1b:
Jangkau (Range) energi alfa di udara: R=0.318E3/2 =4.67 cm
Jangkau di sel jaringan (tissue) menggunakan pendekatan hubungan daya henti dan jangkau:
R=A/ ρ dimana A berat atom dan ρ densitas
Jangkau pada tissue : R=[ ρ(udara)/ ρ(tissue)]x[A(tissue)/A(udara)]xR(udara)
Anggap tissue mempunyai densitas sama dengan air= 1 gr/cm3 . Berat molekul tissue terdiri dari air, protein dan rantai karboksil. A(tissue)/A(udara)=3/1
Densitas udara=1.2x10-3 gr/cm3 . Berat molekul udara mayoritas adalah oksigen dan nitrogen.
Jadi R(tissue)= 1.2x10-3 x (3/1) x 4.67 cm=16.812 x10-3 cm=168 μm
Yang lebih tepat pakai Hukum Bragg-Kleeman :

Radiasi alfa isotropic, jadi volume tissue yang teradiasi berbentuk bola.
Laju Dosis ekuivalen (DE)= rem/jam atau Sv/jam
Dosis ekuivalen(DE)=dosis serap(Gy)xQxN dalam satuan Sv; Gy=J/kg





Jawab 2
a) Pada tegangan diatas 600 V maka semua ion positip dan elektron yang dihasilkan radiasi nuklirdikoleksi(ditarik) oleh elektroda sehingga perubahan tegangan diatas 600 V tidak memberikan tambahan arus. Dengan kata lain terjadi arus jenuh. Arus jenuh ini sangat tergantung pada intensitas dan jenis sumber radiasi. Untuk radiasi yang sama akan tergantung pada ukuran dan geometri kamar ionisasi, jenis dan tekanan gas yang digunakan.
b) Jumlah ionisasi perdetik : n/t=I/en=2.5x1010 ion per detik
c) Jumlah pasangan ion pada laju partikel alfa 3x105 partikel/detik=2.5x1013 per detik/3x105 partikel/detik= 8x104