Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...
Transcript of Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1
Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
"
KONTROL KINERJA SPEKTROMETER GAMMA
MENGGUNAKAN METODE QUALITY CONTROL CHART
Noviarty, Dian Anggraini dan Rosika KriswariniPusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN
ABSTRAKKONTROL KINERJA SPEKTROMETER GAMMA MENGGUNAKAN METODEQUALITY CONTROL CHART. Kontrol kinerja spektrometer gamma menggunakan metode QCChart dilakukan dengan tujuan untuk memonitor keabsahan suatu hasil pengujian. QC Chart,diperoleh dari hasil kalibrasi energi menggunakan bahan standar Co-60, pada dua puncak energiradiasi yaitu energi 1173,24 keY dan energi ]332,50 keY. Untuk melihat kestabilan pengukurankalibrasi energi dilakukan dengan 3 kali pengulangan pengukuran dan dalam kurun waktu 3 bulan.Hasil pengukuran pada masing-masing puncak energi berupa nilai cacahan radiasi (intensitasradiasi) dan resolusi dituangkan dalam bentuk QC Chart. Dari QC Chart tersebut dapatdisimpulkan bahwa kinerja spektrometer gamma masih cukup baik dilihat dari nilai QC Chart yangberada pada daerah batas yang dibolehkan yaitu di wilayah ISD atau -I SD. Sedangkan resolusiyang diberikan dapat diterima karena berada pada daerah yang dibolehkan yaitu antaral,83 -1,95.
Kata kunci ; Spektrometer Gamma, Quality Control Chart
ABSTRACT
PERFORMANCE CONTROL OF GAMMA SPECTROMETER BY QC CHARTMETHOD. Performance control of gamma spectrometer by QC Chart method for test validation.Energy calibration is done by using standard material Co-60 at 1173.24 keY and 1332.50 keYenergy peaks. The calibration observation was done three replications in three months. Themeasurements were recorded in radiation counting and resolution. The measurement values arethen represented in QC Chart. The summary performance of gamma spectrometer was validatedfrom the chart reading, i.e. the range of acceptance must be between I and -I deviation standard. Itwas shown that the resolution measurement was acceptable that the value was about] .83-1.95.
Key words; Gamma Spectrometer, Quality Control Chart
I. PENDAHULUAN
Badan Tenaga Nuklir Nasional
(BA TAN) adalah salah satu lembaga
pemerintah non departemen yang
mempunyal tugas melaksanakan
penelitian di bidang pengembangan dan
pemanfaatan tenaga nuklir sesuai dengan
peraturan perundang-undangan yang
berlaku.
Bidang Pengembangan Radiometalurgi
(BPR) adalah salah satu bidang di Pusat
Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BA TAN
merupakan fasilitas uji pasca iradiasi
yang bertugas antara lain meneliti dan
mengembangkan teknologi bahan bakar
nuklir. Untuk menunjang penelitian
tersebut diperlukan suatu alat yang dapat
menganalisis radionuklida yang
dihasilkan dari bahan bakar nuklir pasca
Pusat Teknologi Keselamatan don Metrologi Radiasi - Badon Tenaga Nuklir Nasional 60
Prosiding Pertemuan dan Presentasi l/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1
Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
radiasi. Salah satu alat yang dapa!
digunakan untuk menganalisis
radionuklida tersebut adalah alat
Spektrometer Gamma EG & G ORTEC
yang terdapat di laboratorium fisika
kimia Pengembangan Teknologi Bahan
Bakar Nukl ir.
Spektrometer Gamma merupakan
alat analisis yang digunakan untuk
identifik~i radionuklida dengan cara
mengamati spektrum karakteristik yang
ditimbulkan oleh interaksi radiasi dengan
materi detektor. Pada Spektrometer
Gamma ini detektor yang digunakan
adalah detektor HPGe. Oetektor HPGe
Inl dapat berfungsi dengan baik
sebagaimana yang diharapkan jika
detektor senantiasa didinginkan sampa!
temperatur -196°C, Pendinginan detektor
ini sangat mempengaruhi umur detektor
yang akan berdampak pada kinerja alat,
sehingga detektor harus selalu berada
dalam keadaan dingin. Proses
pendinginan detektor dilakukan dalam
dewar yang diisi dengan nitrogen cair
setiap satu kali dalam satu minggu. Untuk
melihat kinerja detektor berfungsi dengan
baik sesuai dengan spesifikasi alat
spektrometer gamma dimonitor melalui
kegiatan kalibrasi alat. Kalibrasi alat
dilakukan
pada energi gamma dengan
menggunakan sumber standar Co-60,
pada dua puncak energi yaitu energi
1173,24 keY dan energi 1332,50 key[1.2].
Selanjutnya diamati besarnya intensitas
radiasi (cacahan radiasi) dan resolusi
yang dihasilkan sesuai dengan puncak
energi yang telah ditentukan. Besarnya
cacahan radiasi dan resolusi yang
dihasilkan diamati dalam kurun waktu
tertentu dan dituangkan dalam bentuk
QC Charts.
QC Charts adalah merupakan
suatu kontrol kerja yang digunakan dalarn
pengendalian mutu untuk memonitor
keabsahan pengujian dan kalibrasi yang
dilakukan pada sam pel yang sarna dalam
kurun waktu tertentu.
Pada pembuatan QC Charts ini
ada 4 garis penting yang dapat ditentukan
yaitu melalui garis pusat sebagai nilai
benar yang diperoleh dari pengukuran
yang dilakukan berulang-ulang dalam
kurun waktu tertentu, garis batas yang
dibolehkan dibatasi pada nilai 1SO, garis
batas peringatan (warning limit) pada
nilai 2S0, garis batas tindak lanjut
(action limit) pada nilai 3S0(3)
II. TAT A KERJA
Bahan:
Sumber Standar Co-60 digunakan
sebagai bahan untuk kalibrasi energi pada
pembuatan QC Charts.
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional 61
Prosiding Pertemuan dan Presentasi J/miah FungsiofWl Pengembangan Teknologi Nuklir 1
Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
Perala tan:
Spektrometer Gamma EG&G
ORTEC digunakan sebagai alat ukur
energl gamma.
Prosedur Percobaan
1. Penyiapan kondisi operasi
Sebelum melakukan pengoperaslan
peralatan dilakukan pengkondisian
ruangan dan peralatan sebagai berikut[4].
a. Kondisi ruangan : Suhu 2] °C,
Humiditas 63 %.
b. Dewar detektor telah terisi
nitrogen cair paling lambat 7 jam
sebelum operasi[4].
2. Pengoperasian
Pengoperasian alat Spektrometer
Gamma dilakukan dengan tahapan
kerja sebagai berikut[4]:
a. Tegangan tinggi dinaikkan secara
perlahan hingga mencapai 2.8 kY
dengan cara memutar tombol HV
yang terletak pada panel MCA
(Multi Channel Analyzer) secara
perlahan.
b. Lakukan kalibrasi peralatan
menggunakan sumber standar Co
60, dengan lama cacahan 1000
detik.
c. Masukan nilai energi dari Co-60
yaitu energi 1173,24 keY dan
Energi 1332,50 keY.
d. Amati besamya intensitas
cacahan, FWTM dan FWHM
yang dihasilkan pada channel
energi 1173,24 keY dan channel
energi 1332,50 keY.
e. Kalibrasi dilakukan dengan 3 kali
pengulangan dalam kurun waktu
3 bulan.
e. Rekam data yang diberikan dalam
peta QC Charts.
3. Pembuatan QC Charts
Pembuatan QC charts dilakukan
dengan tahapan kerja sebagai berikut[3]
a. Buat QC Charts dari data nilai
rata-rata pengujian menggunakan
metoda gamma spektrometri
sebagai ordinat, dan waktu sebagai
absis.
b. Masukkan nilai rerata dari
serangkaian pengujian (10 kali
pengukuran) dan gunakan sebagai
tengah dari bagan QC Charts,
kemudian buat garis batas + lSD, -
ISD ; +2SD, -2SD dan +3SD,
3SD
c. Analisis kinerja alat dengan
mengamati sebaran data pad a QC
Charts
Pusat Teknologi Keselamatan don Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional 62
Prosiding Perlemllan OOnPresenlasi J/miah FlIngsional Pengembangan Teknologi Nuklir /
Jakarla, /2 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
QC Charts adalah merupakan
suatu kontrol kerja yang digunakan dalam
pengendalian mutu untuk memonitor
keabsahan pengujian dan kalibrasi yang
dilakukan pada sam pel yang sarna dalam
kurun waktu tertentu. Dari pengamatan
kalibrasi energi gamma menggunakan
sumber standar Co-60, yang dilakukan
pad a dua puncak energi yaitu pada energi
1173,24 keY dan 1332,50 keY. diperoleh
besarnya intensitas cacahan energi rata
rata dan 10 kali pengukuran sebesar
42484 untuk energi 1173,24 keY dan
447895. untuk energi 1332,50 keY
seperti yang ditunjukkan dalam Tabel I.
Tabel I. Data Pengukuran intensitas energi Co-60
Intensitas Energi
No.
Tanggal1173,24 keV1332,50 keV1.
14 Juni 2007 39036439052.
18 Juni 2007 43671492683.
22 Juni 2007 44143498364.
28 Juni 2007 44501493925.
4 Juli 2007 43928498686.
5 Juli 2007 41865468107.
23 Juli 2007 43602495438,
24 Juli 2007 41616470059
25 Juli 2007 410234631110.
26Juli 2007 4145647013
rerata: 42484
rerata : 47895
Selanjutnya dilakukan pembuatan
garis batas yang dibolehkan, garis batas
peringatan dan garis tindakan. Kemudian
besar intensitas cacahan yang diperoleh
dari pengukuran Co-60 pada tanggal 14
Juni 2007 sampai dengan 13 Agustus
2007 dipetakan dalam QC chart, seperti
yang ditunjukankan pada Gambar 1 dan
Gambar 2.
Pusal Teknologi Keselamalan dan Metrologi Radias; - Badan Tenaga Nuklir Nasional 63
X rerata
41000 J _
:::::f=~=-=~=~=~~=~=~=~~=~=~=-=~=~~]::::
Prosiding Perlemuan dan Presenlasi J/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir I
Jakarta, /2 Desember 2007
QC Charts Spektrometer Gamma Menggunakan Co60(Energi 1173.24 keV)
49000~~~~=-":-_~===_-:-_-=--:-:~~~~===~=.. IX+3SD
:; 47000t------------------------------IX+2 SD
~ 45000~ ~--=--=---------------- 1 X+1SDUJ 43000 J
J9
'!.s.5
14-Jun 24-Jun 4-Jul 14-Jul 24-Jul 3-Aug 13-Aug
Tanggal
155N : 1978-9971
Gambar 1. QC Charts Spektrometer Gamma Energi 1173,24 keY
sehingga perlu tindakan perbaikan,
namun tindakan perbaikan dilakukan bila
10 titik berada berada di daerah rerata
yang sama[3)-
menunjukkan bahwa kerja detektor tidak
optimal sehingga pengisian gas nitrogen
perlu dilakukan, sedangkan jika berada di
daerah batas tindakan men unjukkan
detektor terganggu
Pada Gambar-I QC Charts
cacahan intensitas energi 1173,24 keY
terlihat bahwa titik-titik pengukuran
masih berada pada daerah yang
dibolehkan dan pada daerah garis batas
yang dibolehkan yaitu pada daerah 1SD
atau -1 SD , demikian juga dengan
intensitas cacahan pada energi 1332,50
keV yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Nilai cacahan intensitas energi
berada di daerah batas yang dibolehkan
menunjukan bahwa fungsi detektor cukup
optimal, dan bila nilai cacahan berada
dalam
bahwa
daerah
fungsi
batas peringatan
Pusal Teknologi Keselamalan dan Melrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional 64
Prosiding Pertemuan dan Presenlasi lImiah Fungsional Pengembangan Telmologi Nuklir /
Jakarta, /2 Desember 2007 ISSN: 1978-9971
QC Charts Spektrometer GammaMenggunakan Co-60(Energi 1332.50 keV)
r
I
I 55000 L .._ .._ .. _ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._ .._.~I ' Ij 53000 c I
I i-------------------------------1
, I 51000" 1I' , ~-------------------------;;\-----
49000 r---- ---- .----------1h
I i 47000 j! m_~ y ~!k:__1
45000 .1_ i I
::::: -L~~.~_-.=~=.~~.=~=~~.~_~.=~=.~;.~~.=~~~~.=~=l14-Jun 24-Jun 4-Jul 14-.Jul 24-Jul 3-Aug 13-Aug
X+3SD
X+2SD
X+1SD
X rerata
X-1SD
)(..2SD
X-3SD
'. Tanggal
Gambar 2. QC Charts Spektrometer Gamma Energi 1332,50 keY
Selanjutnya
Resolusi
dilakukan
pengamatan
spektrometer
resolusi
gamma.
dari alat
Maximum) yang biasa disebut dengan
Gauss ratio. Nilai Gauss ratio yang baik
adalah berkisar antara 1,83 sampal
resolusi ditunjukkan dalam Tabel 2 dan
Gambar 3.
ditentukan dari perbandingan antara
FWTM (Full Width at Tenth Maximum)
dan FWHM (Full Width at Half
dengan 2,001,2] Hasil pengamatan
Tabel 2. Data Pegukuran FWTM dan FWHM Standar Co-60
Tanggal Energi 1173,24 keV EnerQi 1332,50 keVFWTM
FWHMGauss RatioFWHMFWTMGauss Ratio23-Jul
2.8005.3601.9142.8705.4201.88924-Jul
2.7905.3301.9102.8605.4201.89525-Jul
2.7605.3901.9532.8605.4701.91326-Jul
2.8505.2801.8532.8405.3801.89427-Jul
2.8005.2601.8792.8605.5001.92330-Jul
2.7705.3001.9132.8805.4301.88531-Jul
2.7905.3601.9212.8705.3701.871
1-AuQ2.8405.4301.9122.8605.5101.927
2-AuQ2.8005.3301.9042.8205.4901.947
3-AuQ2.8205.4601.9362.9105.5101.893
Pada Tabel 2 terJihat bahwa
resolusi alat yang dihasilkan dinyatakan
dalam Gauss ratio yaitu sekitar 1,83
sampai dengan 1,95. Nilai Gauss ratio
yang dibolehkan yaitu an tara 1,83 sampai
dengan 2,00, seperti yang ditunjukkan
dalam Gambar-3 Gauss Ratio Co-60
bahwa nilai Gauss ratio yang diberikan
masih berada pada daerah pengukuran
yang dibolehkan. Sehingga keabsahan
pengukuran dapat diterima. Nilai resolusi
101 akan berpengaruh kepada hasil
Pusal Telmologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional 65
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir 1
Jakarta, 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
pengukuran. Jika nilai resolusi tidak
terpenuhi maka akan terjadi kesalahan
pengukuran, karena resolusi merupakan
kemampuan suatu sistem untuk
berdekatan. Hasil resolusi yang tidak baik
memberikan indikasi bahwa adanya noise
yang berasal dan detektor dan
mengganggu pengukuran 1,2].
I
1.98 1I~ I:X:194~3:' IU. I- I~ 1.9 1••••• I
3: !
u. 1.86 ~i
1.82 L! --------.----
22-Jul
membedakan dua puncak energi yang
r---------------- Nilai Gaus Ratio Co-60I
27-Jul 1-AugTaoggal
I-+- E=1173.24ke~
! ~ '"1332.50 "lI
6-Aug
IV. KESIMPULAN
Gambar 3. Gauss Ratio pengukuran Co-60
SARAN
Pada pelaksanaan kontrol kinerja
spektrometer gamma menggunakan QC
Charts dapat disimpulkan bahwa
pengukuran yang dilakukan dapat
diterima dilihat dan nilai QC Charts yang
berada pada daerah batas yang
dibolehkan yaitu pad a daerah ISD atau -ISD. Sedangkan resolusi yang diberikan
juga dapat diterima karena berada pada
daerah yang dibolehkan yaitu 1,83 - 1,95.
Untuk memonitor keabsahan
pengukuran pengujian maka sebaiknya
kontrol kerja dengann menggunakan QC
Charts dilakukan secara terus menerus
secara periodik.
DAFT AR PUST AKA
1. HENDRIY ANTO H.T., "Spektrometri Gamma ", Pelatihan PenyeliaLaboratorium Analisis AktivasiNeutron, Pusdiklat SA TAN, 2003
Pusat Teknologi Keselamatan don Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional 66
Prosiding Pertemuan dnn Presentasi llmiah Fungsional Pengembangan Telmologi Nuklir J
Jakarta. 12 Desember 2007 ISSN : 1978-9971
3. PUDJIASTUTI, U., "PengendalianMutu untuk laboratorium sesuaiISO/IEC 17025- 2005" Jakarta 2005
2. WIBOWO, L.N, "Analisis PerpformaSpektrometer Gamma EG&GORTEC". Urania Buletin TriwulanDaur Bahan Bakar Nuklir ISSN 08524777 Vol.12 No.! Januari 2006
4. ANONlM, "Operator'sSpectrometer Gamma EGORTEC ", Tennesse, USA.
Manua!& G
2. Penanya: Nazaroh(PTKMR -BAT AN)
Pertanyaan :
I. Apakah untuk menentukan QCCharts harus menggunakan Co60, apakah tidak bisa digunakanCo-57 atau sumber standar yanglain yang energinya rendah?
2. Apakah kerugiannya bilamenggunakan sumber standarselain dari Co-60 untuk QCCharts?
Tanya Jawab :
1. Penanya: Pratiti MF.(pRR -BA TAN)
Pertanyaan :
1. Kenapa kontro! kinerjamenggunakan bahan standar Co60 yang hanya mempunyai 2puncak energi, sementara adabahan standar lain misa! Ba-133
yang mempunyai 4 puncak energi?
2. Apakah pernah dicoba denganmenggunakan standar terse but danbagaimana hasi! terhadap controlchartnya?
Jawaban : Noviarty(PTBN - BAT AN)
I. Untuk me!akukan kalibrasi energicukup dilakukan pada 2 titikenergi, karena ini hanya untukmengka!ibrasi alat dan melihatunjuk kerja alat tersebut padadaerah energi tersebut. Bisadigunakan standar lain seperti Eu152 atau standar lainnya.
2. Selama ini belum.
Jawaban : Noviarty(pTBN - BAT AN)
] . Tidak, bisa juga menggunakanstandar lain.
2. Tidak ada kerugiannya, bisa sajadilakukan.
3. Penanya: Yayan Tahyan(PRR -BATAN)
Pertanyaan :
1. Kenapa sumber stanadar hanyadipakai Co-60 energi ]] 73 dan1332 keY, sedangkan dalampengukuran MCA sebenarnyaakan dijumpai energi yangrendah? Apakah dilakukan jugapengukuran QC Charts uotukenergi rendah seperti Co-57 atauBa-133?
2. Berapa lama data QC Chartstersebut berlaku?
Jawaban : Noviarty(PTBN - BAT AN)
I. Kita dapat menggunakan sumberstandar lain tergantung darisampel yang akan diukur, tetapi dipusat kami sering digunakanuntuk mengukur uranium yangmempunyai energi cukupdikalibrasi dengan standar Co-60.
Pusat Teknologi Keselamatan dnn Metr%gi Radiasi - Badnn Tenaga Nuklir Nasiona/ 67
Prosiding Per/emuan dan Presentasi J/miah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir J
Jakar/a, 12 Desember 2007
2. QC Cahrts dapat diberlakukansampai adanya tindakan actionlimit, jadi setelah dilakukantindakan perbaikan maka QCCahrts diperbaiki.
4. Peoaoya: Wahyudi( PTKMR-BA TAN)
Pertaoyaan :
I. Selama pengukuran adapeluruhan, bagaimana denganpengaruhnya terhadap QCCharts?
2. FWHM adalah lebar setengah daritinggi puncak, sedangkan FWTMadalah lebar sepersepuluh tinggipuncak, sehingga data FWHM <FWTM, Bagaimana dengan datadi Tabel QC Charts?
Jawaban : Noviarty(PTBN - BAT AN)
I. Pembuatan QC Chartsmenggunakan sumber standaryang waktu peluruhannyapanjang. Jika untuk melakukanpengukuran suatu sampel, kitamembuat sumber standar baru
untuk pembuatan kurva kalibrasistandar.
2. Perhitungan Gauss Ratiodilakukan dengan menggunakanperbandingan FWHM danFWTM, sehingga FWHM dibagiFWTM berkisar 1,83 sampai 2,00.Nilai Gauss Ratio
menggambarkan nilai resolusiyang dipengaruhi oleh kinerjadetektor.
Pusa/ Teknologi Keselama/an dan Metrologi Radiasi - Badan Tenaga Nuklir Nasional
ISSN : 1978-9971
68