Ionisasi adalah proses fisik mengubah atom atau molekul menjadi ion dengan menambahkan atau mengurangi partikel bermuatan seperti elektron atau lainnya. Proses ionisasi ke muatan positif atau negatif sedikit berbeda. Ion bermuatan positif didapat ketika elektron yang terikat pada atom atau molekul menyerap energi cukup agar dapat lepas dari potensial listrik yang mengikatnya. Energi yang dibutuhkan tersebut disebut potensial ionisasi. Ion bermuatan negatif didapat ketika elektron bebas bertabrakan dengan atom dan terperangkap dalam kulit atom dengan potensial listrik tertentu. Lebih singkatnya pengertian dari ionisasi yaitu proses perubahan atom atau kelompok atom netral menjadi bermuatan listrik akibat pengurangan atau penambahan elektron.
Metode deteksi paling lazim untuk mengukur dosis radiasi adalah metode berdasarkan ionisasi gas yang dikenal sebagai detektor ionisasi gas, yang berupa bilik ionisasi (ionization chamber ). Radiasi sinar-X menembus dinding tabung yang berisi gas dari jenis tertentu, dan terbentuk pasangan ion akibat ionisasi gas tersebut. Ion-ion positif akan segera mengalir ke arah katoda, dan sebaliknya ion negatif akan mengalir ke anoda, dan arus listrik pun mengalir. Arus listrik ini akan menimbulkan pulsa atau denyut tegangan listrik yang akan melintasi tahanan luar. Jelaslah dari pembahasan di atas, tegangan pulsa listrik yang terbentuk akan sebanding dengan nilai dosis radiasi yang terukur.
Jadi pengertian bilik ionisasi yaitu Tabung berisi gas yang digunakan untuk menentukan besar radiasi dengan mengukur jumlah ion yang dihasilkan oleh radiasi tersebut.
Bilik ionisasi adalah yang paling sederhana dari semua penuh radiasi detektor gas, dan digunakan untuk mendeteksi atau pengukuran radiasi pengion . Konvensional, istilah "ionisasi" ruang yang digunakan secara eksklusif untuk menggambarkan orang-orang yang mengumpulkan pasang detektor ion dari gas.
Ada dua jenis kamar ionisasi yang akan dibahas: menghitung denyut nadi kamar pengion dan ruang ionisasi mengintegrasikan. Dalam menghitung kamar pengion pulsa, pulsa terdeteksi karena partikel melintasi ruangan. Di ruang mengintegrasikan, menambah pulsa, dan jumlah yang terintegrasi dari ionizations diproduksi dalam jangka waktu tertentu diukur. Jenis kamar pengion yang sama dapat digunakan untuk fungsi baik. Namun, sebagai aturan umum, ruang tipe ionisasi mengintegrasikan digunakan.
pelat datar atau silinder konsentris yang dapat digunakan dalam pembangunan sebuah kamar pengion. Desain plat datar lebih disukai karena memiliki didefinisikan aktif volume-baik dan memastikan bahwa ion tidak akan mengumpulkan pada insulator dan menyebabkan distorsi dari medan listrik. Desain silinder konsentris tidak memiliki didefinisikan aktif volume-baik karena variasi dalam medan listrik sebagai insulator didekati. konstruksi ruang Ionisasi berbeda dari) elektroda proporsional (counter datar konsentris pelat atau silinder silinder dan wakil pusat untuk memungkinkan integrasi pulsa yang dihasilkan oleh radiasi insiden. Penghitung proporsional akan memerlukan kontrol yang tepat seperti medan listrik antara elektroda bahwa tidak akan praktis.
Jika sumber radioaktif yang merupakan penghasil partikel beta ditempatkan dekat detektor, partikel beta akan melewati antara pelat dan atom mogok di udara. Dengan energi yang cukup, partikel beta menyebabkan elektron menjadi dikeluarkan dari atom di udara. Sebuah partikel beta tunggal mungkin mengeluarkan 40 sampai 50 elektron untuk setiap sentimeter panjang jalur perjalanan. Elektron dikeluarkan oleh partikel beta sering memiliki energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron lebih banyak dari atom lain di udara. Jumlah elektron yang dihasilkan tergantung pada energi partikel beta dan gas antara pelat dari ruang ionisasi.
Secara umum, partikel beta 1 MeV akan mengeluarkan sekitar 50 elektron per sentimeter perjalanan, sementara partikel beta 0,05 MeV akan mengeluarkan sekitar 300 elektron. Beta energi yang lebih rendah mengeluarkan elektron lebih karena memiliki tabrakan. Setiap elektron yang dihasilkan oleh partikel beta, saat bepergian melalui udara, akan menghasilkan ribuan elektron. Sebuah arus 1-ampere mikro terdiri dari sekitar 10 "elektron per detik.
Jika 1 volt diterapkan pada pelat dari kamar pengion ditunjukkan pada Gambar 14, beberapa elektron bebas akan tertarik ke plat positif dari detektor. atraksi ini tidak kuat karena 1 volt tidak menciptakan sebuah medan listrik kuat antara dua lempeng. Elektron bebas akan cenderung hanyut ke arah plat positif, menyebabkan arus mengalir, yang ditunjukkan pada ammeter tersebut. Tidak semua elektron bebas akan membuat ke plat positif karena dibebankan atom positif yang dihasilkan saat elektron yang dikeluarkan dapat menangkap kembali elektron bebas lainnya. Oleh karena itu, ammeter akan mendaftarkan hanya sebagian kecil dari jumlah elektron bebas antara pelat.
Ketika tegangan meningkat, elektron bebas lebih kuat tertarik ke plat positif. Mereka akan bergerak ke arah plat positif lebih cepat dan akan memiliki sedikit kesempatan untuk bergabung kembali dengan ion positif.
Pada tegangan nol, tidak ada tarikan elektron antara pelat terjadi. Elektron akhirnya akan bergabung kembali, sehingga tidak ada aliran arus. Karena tegangan yang digunakan adalah meningkat, plat positif akan mulai menarik elektron bebas lebih kuat, dan persentase yang lebih tinggi akan mencapai plat positif. Sebagai tegangan meningkat lebih lanjut, sebuah titik akan tercapai di mana semua elektron dihasilkan dalam ruangan akan mencapai plat positif. Setiap kenaikan lebih lanjut dalam tegangan tidak berpengaruh pada jumlah elektron yang dikumpulkan.
Ruang ionisasi sederhana ditunjukkan pada Gambar 14 juga dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi sinar gamma. Karena ammeter yang sensitif hanya untuk elektron, sinar gamma harus berinteraksi dengan atom di udara antara pelat untuk melepaskan elektron. Sinar gamma berinteraksi dengan hamburan Compton, efek fotolistrik, atau produksi pasangan. Masing-masing interaksi ini menyebabkan beberapa, atau semua, dari energi sinar gamma insiden akan dikonversi ke energi kinetik dari elektron dikeluarkan. Elektron dikeluarkan bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi dan menyebabkan elektron lain yang akan dikeluarkan dari atom mereka. Semua elektron ini dapat dikumpulkan oleh dibebankan plat positif dan diukur dengan ammeter tersebut.
Metode lain untuk mendeteksi neutron menggunakan kamar pengion adalah dengan menggunakan boron trifluorida gas (BF 3) bukan udara dalam ruangan. The neutron masuk menghasilkan partikel alpha ketika mereka bereaksi dengan atom boron dalam gas detektor. Salah satu metode dapat digunakan untuk mendeteksi neutron dalam detektor neutron reaktor nuklir.
Bila menggunakan kamar pengion untuk mendeteksi neutron, partikel beta dapat dicegah dari memasuki ruang dengan dinding cukup tebal untuk melindungi semua dari partikel-partikel beta. sinar gamma tidak bisa terlindung dari detektor, sehingga, mereka selalu berkontribusi pada membaca arus total oleh ammeter tersebut. Efek ini tidak diinginkan karena detektor merespon tidak hanya untuk neutron, tetapi juga untuk sinar gamma. Beberapa cara yang tersedia untuk meminimalkan masalah ini.
Diskriminasi ini dimungkinkan karena ionizations dihasilkan oleh partikel alfa berbeda dalam tingkat energi dari yang dihasilkan oleh sinar gamma. A 1 MeV alfa partikel bergerak melalui gas kehilangan semua energi di beberapa sentimeter. Oleh karena itu, semua elektron sekunder yang dihasilkan sepanjang jalan hanya beberapa sentimeter. Sebuah MeV sinar gamma 1 MeV menghasilkan 1 elektron, dan elektron ini memiliki jangka panjang dan kehilangan energi selama seluruh panjang jangkauan. Jika kita membuat volume sensitif dari ruang yang lebih kecil tanpa mengurangi daerah boron dilapisi, sensitivitas terhadap sinar gamma berkurang.
sumber: tugas makalah tentang bilik ionisasi mata kuliah fisika radiasi oleh Abdullah Hamdi.
0 komentar:
Posting Komentar