PEMBELOKAN RADIASI SINAR BETA OLEH MEDAN MAGNET

A. Tuiuan Percobaan :

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan memiliki kemampuan

untuk:

1. Menjelaskan pembelokkan sinar beta oleh sebuah medan magnet.

2. Menghitung arah belokkannya.

B. Dasar Teori

Unsur radiaoaktif alam dan buatan menunjukkan aktivitas radiasi yang sama yaitu

radiasi sinar-α, sinar-ß, dan sinar-γ (Untoro dan Tim Guru Indonesia, 2010:181). Inti

induk setelah melakukan satu kali pancaran akan menghasilkan inti anak. Prinsip

radiasinya mengikuti hukum kekekalan nomor massa. Sifat alamiah sinar radioaktif

dipelajari dengan menggunakan medan magnit. Ketika sinar radiaoaktif dilewatkan

dalam medan magnit diperoleh fenomena-fenomena berikut. Sinar ß ditemukan oleh

Ernest Rutherord, sinar ß bermuatan negatif, daya tembus lebih besar dari sinar α

bahkan dapat menembus lempeng timbal atau aluminium yang cukup tebal (Untoro

dan Tim Guru Indonesia, 2010:181). Sinar ß terdiri atas elektron-elektron yang

bergerak cepat dengan kecepatan mendekati kecpatan cahaya.

Saat medan magnet nol (B = 0 T) tidak terjadi perubahan apapun pada sinar-sinar

yang dipancarkan. Saat diberikan medan magnit lemah, sejumlah berkas sinar dalam

jumlah sedikit dibelokkan ke arah kutub selatan magnit, dan sebagian besar bergerak

lurus. Saat diberikan medan magnet yang cukup kuat, berkas sinar dalam jumlah

yang cukup besar dibelokkan cukup kuat ke arah kutub selatan, sejumlah berkas

sinar dibelokkan ke arah kutub utara, dan sebagian lagi diteruskan. Saat diberikan

medan magnet kuat, berkas sinar dalam jumlah yang cukup besar dibelokkan dengan

kuat ke arah kutub selatan (S), sejumlah berkas lainnya dibelokkan ke arah kutub

utara (U), dan beberapa berkas diteruskan.

Gambar 1. Pembelokkan sinar radioaktif

Sr-90 adalah isotop radioaktif suatu produk yang dominan dalam peledakan bom

atom (Sanjaya, 2012). Dijelaskan lebih lanjut bahwa stronsium digunakan sebagai

sumber partikel dan sebagai perunut radioaktif, untuk membuat keramik kalsium

posfat, dalam biomedik seperti penggantian tulang, perancah untuk teknik jaringan,

dan prostes lapis seperti penggantian pinggul untuk meningkatkan kepaduan dengan

tulang, sebagai bahan cat dan untuk membuat kembang api dengan nyala berwarna

merah terang. Radiasi Co-60 digunakan untuk mengetahui ketebalan suatu bahan

yang paling tebal serta digunakan untuk terapi penyakit kanker.

Karakteristik sinar radioaktif sinar beta (ß).

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negative yang berasal dari inti

atom. Partikel beta yang bemuatan -l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil,

partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi 0e-1.

Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar

alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat

menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.

C. Alat / Bahan

1. Counter

2. Pengeras suara

3. Counter berjendela-tipis

4. Panel percobaan

5. Penjepit tabung counter

6. 2 potong magnet

7. 2 batang penjepit magnet

8. Bingkai aluminium

9. Sekat timah berdiameter 4,2 mm

10. Penjepit preparasi

11. Model preparasi

12. 2 buah penjepit

13. Preparasi Sr-90 dan Co-60

14. Pencatat waktu

D. Langkah kerja

1. Rangkailah alat percobaan sesuai Gambar 1.

Gambar 1. Rangkaian Alat Percobaan

2. Penggunaan Counter:

Gambar 2. Tampilan Countera. Pertama, pilihlah waktu yang diperlukan untuk mencacah selama 10 sekon

dengan menekan tombol GATE.

b. Tekan tombol START pada counter.

c. Catatlah nilai latar yang terdata pada Counter.

3. Pertama, hitunglah nilai cacah N1 (tanpa magnet), untuk posisi yang diberikan

counter berjendela-tipis. Pastikan bahwa anda tidak menyentuh jendela-tipisnya

ketika menggeser tabung counter.

4. Kedua, pasanglah kumpulan magnet (titik merah kedua magnet menghadap ke

atas) dengan hati-hati pada panel percobaan sesuai Gambar 3. Ukurlah nilai

cacah N2 untuk posisi sudut yang ada.

Gambar 3.Panel dengan Magnet

5. Ketiga, ubahlah posisi kumpulan magnet (titik merah kedua magnet menghadap

ke bawah) dengan hati-hati pada panel percobaan. Ukurlah nilai cacah N3 untuk

posisi sudut yang ada.

6. Setelah percobaan selesai, lepaskan kumpulan magnet dan pindahkan preparasi

Sr dari rangkaian percobaan dan kembalikan ke kotaknya.

E. Data

N latar : 5

Tabel 4. Nilai Cacah Tanpa Magnet

Sumber Radiasi

Posisi Sudut dari

Tabung Counter

+45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Sr - 90N1/ 10 sekon

35 158 168 198 188 146 2746 156 198 198 169 151 3946 162 183 184 193 130 37

Rata-rata 42,33 158,67 183,00 193,33 183,33 142,33 34,33

Co - 60N1/ 10 sekon

9 10 13 14 6 11 1516 10 16 10 9 15 1614 7 12 13 12 9 16

Rata-rata 13,00 9,00 13,67 12,33 9,00 11,67 15,67

Ketelitian (∆N) = nilai cacah sudut ke-i dikurangi dengan rata-rata nilai cacah sudut ke-i

Tabel 5. Ketelitian Sr 90N ke- +45o ∆N +30o ∆N +15o ∆N 0o ∆N -15o ∆N -30o ∆N -45o ∆N

1 35 7,33 158 0,67 168 15,00 198 4,67 188 4,67 35 7,33 27 7,3346 3,67 156 2,67 198 15,00 198 4,67 169 14,33 46 3,67 39 4,6746 3,67 162 3,33 183 0,00 184 9,33 193 9,67 46 3,67 37 2,67

Rata2 42,33 4,89 158,67 2,22 183,00 10,00 193,33 6,22 183,33 9,55 142,33 8,22 34,33 4,89

Tabel 6. Ketelitian Co 60N ke- +45o ∆N +30o ∆N +15o ∆N 0o ∆N -15o ∆N -30o ∆N -45o ∆N

19

4,0010

1,0013

0,6714

1,67

63,00

110,67

150,67

163,00

101,00

162,33

102,33

90,00

153,33

160,33

141,00

72,00

121,67

131,67

123,00

92,67

160,33

Rata 13,00 2,67 9,00 1,33 13,6 1,56 12,33 1,8 9,00 2,0 11,67 2,23 15,6 0,44

2 7 9 0 7

Tabel 7. Nilai Cacah dengan Magnet Menghadap ke Atas

Sumber Radiasi

Posisi Sudut dari

Tabung Counter

+45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Sr 90N2/ 10 sekon

9 47 101 120 135 115 6713 39 95 119 134 109 6710 58 105 117 141 112 68

Rata-rata 10,67 48,00 100,33 118,67 136,67 112,00 67,33

Co 60N2/ 10 sekon

9 13 10 13 7 9 106 6 12 3 10 12 612 9 10 8 9 6 11

Rata-rata 9,00 9,33 10,67 8,00 8,67 9,00 9,00

Tabel 8. Ketelitian Sr 90N ke- +45o ∆N +30o ∆N +15o ∆N 0o ∆N -15o ∆N -30o ∆N -45o ∆N

29 33,33 47

111,67 101 82,00 120 73,33 135

1,67 115

3,00 67 9

13 29,33 39119,67 95 88,00 119 74,33 134

2,67 109

3,00 67 13

10 32,33 58100,67 105 78,00 117 76,33 141

4,33 112

0,00 68 10

Rata210,67 31,66 48,00

110,67 100,33 82,67 118,67 74,66 136,67

2,89 112,00

2,00 67,33 10,67

Tabel 9. Ketelitian Co 60N ke- +45o ∆N +30o ∆N +15o ∆N 0o ∆N -15o ∆N -30o ∆N -45o ∆N

29

0,0013

3,6710

0,6713

5,00

71,67

90,00

101,00

63,00

63,33

121,33

35,00

101,33

123,00

63,00

123,00

90,33

100,67

80,00

90,33

63,00

112,00

Rata2

9,002,00

9,332,44 10,6

70,89

8,003,33

8,671,11

9,002,00

9,002,00

Tabel 10. Nilai Cacah dengan Magnet Menghadap ke Bawah

Sumber Radiasi

Posisi Sudut dari

Tabung Counter

+45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Sr 90N3/ 10 sekon

66 122 120 129 115 39 1259 122 134 117 98 52 871 111 132 123 102 49 7

Rata-rata 65,3 118,3 128,7 123,0 105,0 46,7 9,0Co 60 N3/ 10 7 9 8 8 6 12 11

sekon14 7 10 9 15 13 79 12 9 11 9 7 7

Rata-rata 10,00 9,33 9,00 9,33 10,00 10,67 8,33

Tabel 11. Ketelitian Sr 90N ke-

+45o ∆N+30o ∆N

+15o ∆N0o ∆N

-15o ∆N-30o ∆N -

45o∆N

366

0,67 122

3,67 120

8,67 129

6,00 115

10,00 39

7,67 12 3,0

596,33 122

3,67 134

5,33 117

6,00 98 7,00 52

5,33 8 1,0

715,67 111

7,33 132

3,33 123

0,00 102 3,00 49

2,33 7 2,0

Rata2

65,33

4,22

118,33

4,89

128,67

5,78

123,00

4,00

105,00 6,67

46,67

5,11

9,00

2,00

Tabel 12. Ketelitian Co 60N ke- +45o ∆N +30o ∆N +15o ∆N 0o ∆N -15o ∆N -30o ∆N -45o ∆N

37

3,009

0,33

81,00

8 1,33 61,33

122,67

112,67

144,00

72,33

101,00

90,33

152,33

131,33

71,33

91,00

122,67

90,00

111,67

93,67

71,33

71,33

Rata210,00

2,679,33

1,78

9,000,67

9,331,11

10,002,44

10,671,78

8,331,78

F. Analisis Data

N1 = Nilai cacah sudut ke-i dikurangi nilai latar

Tabel 13. Nilai Cacah untuk Sr 90Perlakuan +45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Tanpa magnet 30,00 153,00 163,00 193,00 183,00 141,00 22,0041,00 151,00 193,00 193,00 164,00 146,00 34,0041,00 157,00 178,00 179,00 188,00 125,00 32,00

Rata-rata 37,33 153,67 178,00 188,33 178,33 137,33 29,33Magnet ke atas 4,00 42,00 96,00 115,00 130,00 110,00 62,00

8,00 34,00 90,00 114,00 129,00 104,00 62,005,00 53,00 100,00 112,00 136,00 107,00 63,00

Rata-rata 5,67 43,00 95,33 113,67 131,67 107,00 62,33Magnet ke bawah 61,00 117,00 115,00 124,00 110,00 34,00 7,00

54,00 117,00 129,00 112,00 93,00 47,00 3,0066,00 106,00 127,00 118,00 97,00 44,00 2,00

Rata-rata 60,33 113,33 123,67 118,00 100,00 41,67 4,00

Tabel 14. Nilai Cacah untuk Co 60Perlakuan +45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Tanpa magnet 4 5 8 9 1 6 1011 5 11 5 4 10 119 2 7 8 7 4 11

Rata-rata 8 4 8,67 7,33 4 6,67 10,67Magnet ke atas 4 8 5 8 2 4 5

1 1 7 -2 5 7 17 4 5 3 4 1 6

Rata-rata 4 4,33 5,67 3 3,67 4 4Magnet ke bawah 2 4 3 3 1 7 6

9 2 5 4 10 8 24 7 4 6 4 2 2

Rata-rata 5 4,33 4 4,33 5 5,67 3,33

G. Pembahasan

Percobaan kali ini berjudul “Pembelokan Radiasi Sinar Beta oleh Medan

Magnet”. Tujuan dari percobaan adalah menjelaskan pembelokan sinar beta oleh

medan magnet dan menghitung arah belokannya. Sumber radiasi yang digunakan

dalam percobaan berupa Sr 90 dan Co 60.

Variabel bebas pada percobaan ini adalah variasi sudut dan ada tidaknya

magnet. Variabel terikatnya adalah nilai cacah. Variabel kontrolnya berupa waktu

cacah selama 10 sekon.

Setelah dilakukan analisis data hasil percobaan diperoleh data seperti yang

terlihat pada Tabel 15.

Sumber Radiasi

Posisi sudut

+45o +30o +15o 0o -15o -30o -45o

Tanpa medan magnetSr 90 N/ 10

sekon37,33 153,67 178,00 188,33 178,33 137,33 29,33

Co 60 8 4 8,67 7,33 4 6,67 10,67Magnet menghadap ke atas

Sr 90 N/ 10 sekon

5,67 43,00 95,33 113,67 131,67 107,00 62,33Co 60 4 4,33 5,67 3 3,67 4 4

Magnet menghadap ke bawahSr 90 N/ 10

sekon60,33 113,33 123,67 118,00 100,00 41,67 4,00

Co 60 5 4,33 4 4,33 5 5,67 3,33

Berdasarkan Tabel 15 dapat diketahui bahwa bila sumber radiasi tanpa medan

magnet diletakkan tepat berada di jendela tipis pada sudut 0o maka nilai cacahnya

lebih besar bila dibandingkan ketika diletakkan pada sudut yang lebih positif atau

negatif. Hal tersebut dikarenakan semakin jauh posisi sudut dari tabung counter,

maka radiasinya semakin kecil. Ketika sumber radiasi dengan titik merah magnet

menghadap ke atas menunjukkan bahwa nilai cacah semakin besar ketika tabung

counter menghadap ke sudut yang lebih positif. Hal tersebut dapat terjadi karena

ketika titik merah menghadap ke atas, maka sumber radiasi akan semakin besar

(posisi sudut sumber radiasi dan counter merupakan sudut positif). Ketika sumber

radiasi dengan titik merah magnet menghadap ke bawah menunjukkan bahwa nilai

cacah semakin besar ketika tabung counter menghadap ke sudut yang lebih negatif.

Hal tersebut dapat terjadi karena ketika titik merah menghadap ke bawah, maka

sumber radiasi akan semakin besar (posisi sudut sumber radiasi dan counter

merupakan sudut negatif).

Pada saat titik merah (kutub utara) menghadap ke atas menunjukkan arah medan

magnetnya juga ke atas sehingga ketika diberi sumber radiasi Sr dan Co, sinar beta

akan dibelokkan ke arah sudut positif. Pada saat titik merah (kutub utara) menghadap

ke bawah menunjukkan arah medan magnetnya juga ke bawah sehingga ketika diberi

sumber radiasi Sr dan Co, sinar beta akan dibelokkan ke arah sudut negatif.

H. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah praktikan lakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Sinar beta akan dibelokkan ke sudut positif ketika medan magnet kutub utara

menghadap ke atas dan sinar beta akan dibelokkan ke sudut negatif ketika medan

magnet kutub utara menghadap ke bawah.

2. Pada preparasi Sr tanpa magnet, sumber radiasi terbesar ketika menghadap ke

sudut 0o dengan nilai cacah 188,33, ketika diberi magnet dengan kutub utara

menghadap ke atas, sumber radiasi terbesar ketika menghadap ke sudut -15o

dengan nilai cacah 131,67, dan ketika diberi magnet dengan kutub utara

menghadap ke bawah, sumber radiasi terbesar ketika menghadap ke sudut +15o

dengan nilai cacah 123,67. Untuk preparasi Co tanpa magnet, sumber radiasi

terbesar ketika menghadap ke sudut -45o dengan nilai cacah 10,47; ketika diberi

magnet dengan kutub utara menghadap ke atas, sumber radiasi terbesar ketika

menghadap ke sudut +15o dengan nilai cacah 5,67; dan ketika diberi magnet

dengan kutub utara menghadap ke bawah, sumber radiasi terbesar ketika

menghadap ke sudut -30o dengan nilai cacah 5,67.

I. Daftar Pustaka

Untoro, J & Tim Guru Indonesia. (2010). Buku Pintar Pelajaran: Ringkasan Materi dan Kumpulan Rumus Lengkap SMA IPA 6 in 1. Jakarta: WahyuMedia.

Sanjaya, E. (2012). Stronsium. http://chemicallovers.wordpress.com/2012/11/21/ strontium/. Diakses 28 Mei 2014.