PENDAHULUAN
Latar Belakang
Radiasi adalah suatu berkas zarah atau foton yang dipancarkan dari suatu sumber yang mengalami proses perubahan inti atom dari keadaan tidak stabil menjadi stabil. Hal yang paling mendasar untuk mengendalikan bahaya radiasi adalah mengetahui besarnya radiasi yang dipancarkan oleh suatu sumber radiasi baik melalui pengukuran maupun perhitungan. Besarnya radiasi dapat diukur dengan menggunakan alat ukur radiasi berupa detektor. Detektor nuklir mempunyai jenis serta bentuk yang cukup banyak. Seiring dengan perkembangan zaman, berbagai penemuan dan pengembangan telah dilakukan terhadap sistem pencacah radiasi untuk meningkatkan aplikasi dan kemudahan penggunaannya. Terdapat beberapa jenis detektor sebagai alat ukur radiasi, yaitu detektor isian gas, detektor sintilasi dan detektor semikonduktor.
Detektor isian gas adalah detektor yang paling banyak digunakan untuk mengukur radiasi. Salah satu jenis detektor isian gas adalah detektor Geiger-Mueller yang menggunakan isian gas sebagai medium pengaktifannya. Kelebihan dari detektor Geiger-Mueller terletak pada kostruksinya yang sederhana dan bersifat portable. Detektor Geiger-Mueller bekerja atas dasar interaksi radiasi dengan media detektor yaitu gas isian. Interaksi radiasi dengan gas akan mengakibatkan terjadinya proses ionisasi yang menimbulkan ion positif dan elektron. Elektron bergerak menuju anoda dan ion positif bergerak menuju katoda. Elektron hasil ionisasi ini mendapat tambahan energi cukup besar dari medan listrik kuat yang ditimbulkan oleh tegangan tinggi antara dua elektroda sehingga menyebabkan terjadinya ionisasi sekunder. Elektron yang dihasilkan dari proses ionisasi sekunder ini dipercepat lagi oleh medan listrik sehingga menyebabkan terjadinya ionisasi tersier, begitu seterusnya hingga timbul arus elektron yang makin lama makin bertambah besar menuju ke arah anoda. Peristiwa ini disebut multiplikasi pasangan ion (avalanche). Adanya multiplikasi ion akan mengakibatkan terjadinya lucutan ion yang tak terkendali di sepanjang kawat anoda. Lucutan ion ini dapat dihindari dengan menambahkan suatu peredam (quenching).
PEMBAHASAN
1. Pengertian Radioaktifitas
Suatu zat (unsur) akan menjadi radioaktif jika memiliki inti atom yang tidak stabil. Suatu inti atom berada dalam keadaan tidak stabil jika jumlah proton jauh lebih besar dari jumlah netron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil. Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti atom tidak stabil menjadi inti atom yang stabil.
Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang tak-stabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.
Dalam peluruhan radioaktif ada tiga yaitu peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma. Kajian tentang berbagai peluruhan radioaktif dan reaksi inti memperlihatkan bahwa alam tidak memilih secara sebarang hasil peluruhan atau reaksi yang terjadi, melainkan terdapat beberapa hokum tertentu yang membatasi hasil yang mungkin terjadi. Hokum-hukum ini disebut hokum kekekalan yang diyakini sebagai pemberi wawasan penting terhadap perilaku dasar alam. Kenneth Krane ( 2008 : 364)
Radioaktivitas ditemukan oleh H. Becquerel pada tahun 1896. Becquerel menamakan radiasi dengan uranium. Dua tahun setelah itu, Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan menggunakan alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan kristal yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie Curie berhasil membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan jumlah kadar uranium yang dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping itu, Marie Curie juga menemukan bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak dipengaruhi oleh suhu atau tekanan, dan radiasi uranium dipancarkan secara spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan. Marie Curie juga meneliti campuran senyawa lain, dan menemukan bahwa campuran senyawa thorium juga memancarkan radiasi yang sama dengan campuran senyawa uranium, dan sifat pemancaran radiasi seperti ini diberi nama radioaktivitas. Irma Safitri et al (2011 : 2)
2. Hukum-Hukum Kekekalan dalam Peluruhan Radioaktif
Inti atom yang tidak stabil secara spontan akan berubah menjadi inti atomyang lebih stabil. Proses perubahan tersebut dinamakan peluruhanradioaktif ( radioactive decay ). Dalam setiap proses peluruhan akandipancarkan radiasi. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena komposisi jumlah proton danneutronnya yang tidak seimbang, maka inti tersebut akan berubah denganmemancarkan radiasi alpha ( α ) atau radiasi beta ( β ). Sedangkan kalauketidakstabilannya disebabkan karena tingkat energinya yang tidak beradapada keadaan dasar, maka akan berubah dengan memancarkan radiasigamma (γ).
3. Jenis- Jenis Peluruhan
Terdapat tiga jenis peluruhan radioaktif secara spontan yaitu peluruhanalpha ( α ), peluruhan beta ( β ), dan peluruhan gamma ( γ ). Jenis peluruhanatau jenis radiasi yang dipancarkan dari suatu proses peluruhan ditentukandari posisi inti atom yang tidak stabil tersebut dalam diagram N-Z
a. Sinar alfa ( α )
Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar- sinar radioaktif. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium. Nilai potensial ionisasi pertama (1st ionization potential) dalam eV untuk Helium diketahui 24,5
b. Sinar beta ( ß )
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -1e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . 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 uadara kering dan dapat menembus kulit.
c. Sinar gamma (γ )
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi. Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik
4. Detektor Geiger Muller
Sejak ditemukan detektor radiasi pengion oleh Hans Geiger pada tahun 1908, kemudian tahun 1928 disempurnakan oleh Walther Mueller menjadi tabung detektor Geiger-Mueller yang konstruksinya sederhana dibandingkan dengan jenis detektor yang lain. Detector Geiger Muller (GM) adalah salah satu dari detector radiasi yang ada.
Skema detektor Geiger-Mueller
Detector GM merupakan salah satu detector isian gas. Detector isian gas bekerja berdesarkan ionisasi oleh radiasi yang masuk terhadap molekul gas yang berada dalam detector. Karakteristik detector dipengaruhi oleh besarnya tegangan yang diterapkan pada detector untuk membantu proses ionisasi dan mengumpulkan muatan. Jenis detector isian gas dibedakan berdasarkan daerah operasi tegangan. Detector GM terisi dua elektron dan gas pada tekanan rendah. Electron sebelah luar, biasanya berbentuk silinder sebagai katoda, elektroda sebelah dalam (positif) adalah kawat tipis sebagai anoda yang terletak pada pusat silinder. Apabila kedalam tabung detector masuk zarah radiasi pengion, maka radiasi tersebut akan mengionisasi gas isian, sehingga menimbulkan pasangan electron-ion primer. Jika pada anoda dan katoda diberi beda tegangan, maka akan timbul medan listrik diantara kedua elektroda tersebut sehingga menambah tenaga kinetic pasangan electron-ion. Electron akan bergerak menuju anoda sedang ion positif bergerak menuju katoda.
Dalam perjalanan menuju anoda, electron mendapat tambahan energy kinetic, maka electron mampu mengionisasi atom sekitarnya sehingga terjadi ionisasi sekunder menghasilkan pasangan electron-ion sekunder. Pasangan electron-ion sekunderini masih mempunyai energi yang besar mampu menghasilkan pasangan electron-ion tersier dan seterusnya. Peristiwa ini disebut ionisasi berantai (Avalance) Trikasjono T, et al. (2009 : 2)
Bambang L. dalam Tony Rahardjo ( 2011 : 1 ) menegaskan bahwa untuk pembuatan detektor Geiger Muller agar diperoleh hasil yang berkualitas, maka pembuatannya harus memperhatikan parameter-parameter yang berpengaruh terhadap karakteristik detektor Geiger Muller antara lain: bentuk (geometri), pemilihan jenis bahan, pengerjaan bahan, tingkat kevakuman sebelum diisi gas, dan gas isian yang digunakan pada detektor Geiger Muller. Karakteristik dalam detektor Geiger Muller memegang peran yang sangat penting, karena didalamnya akan diketahui sifat-sifat yang dapat menentukan baik buruknya kualitas detektor Geiger Muller. Karakteristik detektor Geiger Muller meliputi panjang daerah tegangan operasi (plateau), kemiringan daerah tegangan operasi (slope), waktu yang dibutuhkan untuk menanggapi datangnya radiasi berikutnya (resolving time) dan tegangan operasi detektor.
Irma Safitri et al (2011 : 4) menegaskan bahwa, berdasarkan mekanisme quenching, detektor Geiger-Mueller dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
1. Detektor Geiger-Mueller non self quenching
Detektor ini biasa disebut juga dengan detektor Geiger-Mueller external quenching. Detektor ini hanya diisi dengan satu macam gas isian yaitu gas mulia misalnya gas argon, neon, helium dan lain-lain. Pada detektor jenis ini, proses avalanche yang terjadi tidak dapat dikendalikan di dalam tabung ini sendiri tetapi dikendalikan dengan suatu rangkaian elektronik.
2. Detektor Geiger-Mueller self quenching
Detektor jenis ini diisi dengan gas mulia ditambahkan dengan gas poliatomik sebagai peredam. Dengan adanya tambahan gas peredam tersebut maka proses avalanche yang terjadi dapat dikendalikan dalam tabung itu sendiri.
Daftar Pustaka :
Krane Kenneth. 2008. Fisika Moderen. Terjemahan oleh Hans J. Wospakrik & Niksolihin Sofia. Jakarta UI Pres
Trikasjono T. Krisna N. S & Surakhman. 2009. Rancangan Bangun Penampil Cacah Untuk Penentuan Plato Detektor Geiger Muller Berbasis Personal Computer. Makalah disajikan dalam Seminar Nasional V SDM Teknologi Nuklir. Di undu pada tanggal 11 maret 2012. http://jurnal.sttn-batan.ac.id
Pembahasan mengenai belajar dihubungkan langsung dengan kegiatan siswa ketika mengalami proses pembelajaran baik dilingkungan sekolah maupun luar sekolah. Sedangkan mengajar dikaitkan dengan kegiatan guru khususnya ketika berada di tengah-tengah proses belajar mengajar. Hopkins David (2011 : 288) menegaskan bahwa
bagaimana pengajaran dilaksanakan akan berpengaruh besar terhadap kemampuan
siswa untuk mengedukasi diri mereka sendiri. 
