KEOMLPOK 11 Radiokimia

KEOMLPOK 11HARLELY RIANAVITA (06111010014)APRIANTI INDRA LESTARI (06111010037)

APLIKASI ANALITIS REAKSI NUKLIRA. ANALISIS AKTIVASI a. Dasar Deskripsi Metode b. Keuntungan dan kerugianc. Pertimbangan praktis dalam Analisis Aktivasi d. Aplikasi Analisis AktivasiB. PARTIKEL - INDUKSI EMISI SINAR - X (PIXE)C. HAMBURAN BALIK RUTHERFORD (RBS)

Bab ini berkaitan dengan metode analisis nuklir (analisis aktivasi , partikel induksi emisi sinar-X (PIXE), hamburan balik Rutherford ( RBS )), di mana reaksi nuklir merupakan langkah penting pertama dalam prosedur analisis. Semua teknik ini adalah teknik analisis unsur secara umum, teknik ini dapat memberikan informasi tentang bentuk kimia unsur, setiap ligan terpasang, dan sejenisnya.

a. Dasar Deskripsi Metode Analisis Aktivasi Neutron (AAN) adalah salah satu teknik nuklir yang digunakan untuk mengkuantifikasi unsur-unsur kimia yang terkandung dalam suatu materi. Teknik ini didasarkan pada reaksi penangkapan neutron termal oleh inti atom yang terkandung dalam materi uji. Reaksi inti ini berlangsung di fasiltas iradiasi yang menyediakan sumber neutron. Hasil interaksi tersebut menghasilkan spesi atom baru yang kelebihan satu buah neutron dan dalam keadaan tidak stabil. Untuk mencapai ke keadaan stabil, spesi tidak stabil tersebut melepaskan partikel beta yang umumnya diikuti oleh emisi sinar gamma. Sinar gamma yang diemisikan adalah bersifat khas untuk setiap radionuklida, dan umumnya akan membentuk suatu spektrum yang disebut sebagai spektrum gamma.

Berikut adalah langkah skematis untuk analisis neutron:

Dimana AX* adalah aktivitas X pada td waktu setelah akhir tembakan, NX adalah jumlah X inti awal, s adalah penampang reaksi nuklir, f adalah fluks mengaktifkan partikel, ti adalah panjang iradiasi, dan lX* adalah konstanta peluruhan dari X*. Dari persamaan ini dapat dihitung NX dari AX*. Metode analisis ini disebut analisis aktivasi mutlak dan jarang dilakukan. Alasan untuk hal ini adalah perlunya pengetahuan rinci tentang fluks dan energi tembakan partikel dalam sampel, serta beberapa hal lainnya.

b.Keuntungan dan kerugianTeknik ini mempunyai berbagai keunggulan, yaitu pengujian yang bersifat tidak merusak, sensitivitas pengukuran yang relatif tinggi sampai nanogram (10-12 g), selektivitas yang tinggi dengan kemampuan identifikasi unsur secara simultan. Dengan demikian evaluasi unsur-unsur yang terdapat dalam materi dapat ditentukan secara serempak dalam jumlah cuplikan yang relatif sedikit (50 - 100 mg).

Analisis aktivasi bukan tanpa kelemahan, diantaranya adalah perlu menggunakan peralatan mahal dan fasilitas iradiasi, ketidakmampuan untuk menentukan keadaan kimia unsur-unsur tersebut, kebutuhan untuk bekerja dengan signifikan tingkat radioaktivitas, dan juga dengan keselamatan radiasi peneliti.

c. Pertimbangan praktis dalam Analisis AktivasiBeberapa pertimbangan dalam prosedur analisis aktivasi diantaranya persiapan sampel. Sampel yang tidak diketahui dan diketahui harus memiliki ukuran yang sama, komposisi, dan homogenitas sejauh mungkin untuk memastikan bahwa setiap redaman dari radiasi yang masuk , atau radiasi sampel sebelum dihitung , atau efek nilai, yang persis sama. Dalam prakteknya , langkah ini dilakukan dengan memastikan bahwa sampel yang tidak diketahui dan diketahui memiliki volume fisik yang sama, yang disinari dalam fluks homogen, dan dihitung secara tepat dalam kondisi yang sama ( geometri , detektor , dll ).

d. Aplikasi Analisis AktivasiAplikasi analisis aktivasi hampir tak terhitung . Dalam ilmu fisik, analisis aktivasi digunakan dalam analisis jejak - unsur semikonduktor, logam , meteorit , sampel lunar , dan batuan terestrial. Dalam kebanyakan kasus, fitur analisis multielemental analisis aktivasi digunakan untuk mengukur konsentrasi beberapa jejak - elemen secara bersamaan. Penggunaan analisis aktivasi dalam investigasi kriminal (aktivasi forensik analisis) juga tak dapat di pungkiri. Ide dasar di sini adalah untuk mencocokkan jejak-elemen. Identifikasi tersebut berlangsung cepat dan tidak merusak ( memungkinkan bukti aktual. Selain itu, kemungkinan kebenarannya dapat dipastikan kuantitatif.

B. PARTIKEL - INDUKSI EMISI SINAR - X (PIXE)a. Prinsip kerjab. Keunggulanc. Kelemahand. Aplikasi

C. HAMBURAN BALIK RUTHERFORD (RBS)a. Prinsip Kerja b. Keunggulanc. Kelemahand. Aplikasi

Prinsip kerjaMetode ini didasarkan pada pendeteksian sinar X dari de-eksitasi atom akibat interaksi dengan partikel bermuatan. Ketika partikel bermuatan berinteraksi dengan atom maka akan menyebabkan elektron pada tingkat tenaga bagian dalam terlepas (tereksitasi ketingkat tenaga bagian luar) yang menyebabkan kekosongan pada tingkat tenaga itu. Terlepasnya elektron dari suatu atom disebut peristiwa ionisasi, yang masing-masing atom mempunyai tampang lintang ionisasi tertentu. Kekosongan ini akan diisi oleh elektron berasal dari tingkat tenaga diatasnya yang dalam waktu bersamaan dipancaran sinar X. Perpindahan elektron dari tingkat tenaga lebih tinggi ke tingkat lebih rendah disebut de-eksitasi atom. Pancaran sinar X pada proses de- eksitasi atom ini sangat spesifik untuk masing-masing unsur sehingga sering disebut sinar X karakterisitik.

KeunggulanPIXE digunakan terutama untuk analisis unsur kelumit dengan sensitivitas umumnya 1 ppm. Teknik PIXE dan PIGE dapat digabungkan dan sangat berguna untuk analisis sampel geologi. Gabungan dua teknik ini memberikan hasil analisis yang akurat untuk sampel dengan struktur yang sangat rumit. Juga PIXE dan RBS bisa digunakan secara bersamaan, maka dalam hal ini berkas partikel alpha digunakan untuk mengeksitasi atom sampel dan banyak digunakan dalam bidang mikroelektronik. Untuk analisis sampel tebal seperti sampel geologi, biologi dan sebagainya tidak memerlukan preparasi, seandainya memerlukan hanya ala kadarnya untuk memudahkan percobaan.

KelemahanTeknik pelaksanaan analisis unsur menggunakan PIXE harus memperhitungan tebal tipis sampel dalam menentukan kandungan unsur dalam sampel sehingga ada dua formulasi analisis PIXE, yaitu formulasi PIXE untuk sampel tipis dan formulasi PIXE untuk sampel tebal.

AplikasiSalah satu aplikasi dari akselerator ini digunakan untuk external PIXE untuk menganalisis suatu permukaan benda seni yang langka. Dengan cara ini PIXE dapat digunakan untuk menentukan keaslian benda seni dengan cara menganilisis komposisi unsur-unsur secara akurat dan tanpa merusak. Akselerator lainnya digunakan untuk analisis unsur kelumit dari sampel biologi misal unsur-unsur berat dalam gigi manusia, untuk analisis benda arkeologi seperti keramik dari kuburan prasejarah, dan masih banyak lainnya.

Prinsip KerjaPada interaksi berkas partikel dengan inti atom, peristiwa yang mungkin terjadi adalah hamburan elastik,hamburan inelastik, maupun reaksi nuklir. Hamburan elastik terjadi bila berkas partikel oleh inti atom dihamburkan selama proses dan berkas partikel maupun inti atom tidak mengalami eksitasi internal.

Hamburan balik Rutherford (RBS) menggunakan ion Helium pada energi 2 3 MeV yang ditembakan ke sampel untuk menentukan profil kedalaman suatu unsur berdasarkan dari spektrum hamburan balik elastik ion Helium yang berseuaian dengan faktor kinematik tumbukan. Konsentrasi ditentukan dari perhitungan tampang lintang Rutherford sedangkan kedalaman ditentukan berdasarkan energi ion yang hilang dalam sampel.

Keunggulan dan KelemahanRBS sangat berguna untuk mengukur secara kuantitatif unsur berat di dalam substrat unsur ringan. Disamping itu sampel dapat dimanipulasi pada goniometer untuk mengijinkan ion terdivergensi kecil agar mengkanal ke sampel. Dengan memutar sampel arah kanal dapat dipetakan dengan akurat. Selain dari pada itu pengotor dan cacat kristal dapat dilihat dengan jelas diatas latar pengkanalan rendah. Ini memungkinkan unsur ringan seperti Karbon dan Oksigen untuk diukur pada substrat kristal.

Pada aplikasi ini hasil hamburan balik sangat sedikit ketika berkas ion sejajar dengan kanal Kristal.

AplikasiRBS banyak digunakan digunakan dalam industri semikonduktor untuk mengevaluasi prosedur manufaktur dan untuk menyelidiki kemungkinan kontaminasi. Teknik RBS juga telah digunakan untuk menentukan masa molekul polimer panjang, laju difusi polimer bervariasi dengan panjang polimer, waktu dan temperature.RBS telah diterima sebagai alat analisis materi. Di Amerika ada sekitar 10 institusi yang menggunakan RBS untuk keperluan analisis materi. Bahkan sejumlah perusahan swasta menggunakan RBS untuk riset aplikasi dan kontrol kualitas secara rutin.

SEKIAN

Methods-series NAA

*********************