Pencacah Geiger

Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Müller adalah sebuah alat pengukur radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi neutron.

Geiger counter digunakan untuk mendeteksi radiasi pengion, biasanya partikel beta dan sinar gamma, tetapi model-model tertentu dapat mendeteksi partikel alfa. Sebuah tabung gas diisi inert (biasanya helium, neon atau argon dengan halogen ditambahkan) singkat melakukan listrik bila partikel atau foton radiasi menyebabkan gas konduktif. Tabung menguatkan ini pengaliran dengan efek air terjun dan output sebuah pulsa saat ini, yang kemudian sering ditampilkan oleh jarum atau lampu dan / atau bunyi klik.

Instrumen modern dapat memberikan pulsa radioaktivitas beberapa kali lipat. Beberapa penghitung Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun sensitivitas dapat lebih rendah untuk radiasi gamma energi tinggi dibandingkan dengan jenis tertentu untuk detektor lainnya. Kepadatan gas dalam perangkat biasanya rendah, sehingga energi foton gamma paling tinggi untuk melewati diketahui. Energy Foton yang lebih rendah lebih mudah untuk mendeteksi, dan lebih baik diserap oleh detektor. Contohnya adalah X-ray Tube Pancake Geiger. Counter kilau Bagus alpha dan beta juga ada, tetapi Geiger detektor masih menarik sebagai tujuan umum alpha / beta / gamma portabel kontaminasi dan instrumen laju dosis, karena biaya rendah dan akal sehat. Sebuah variasi dari tabung Geiger digunakan untuk mengukur neutron, mana gas yang digunakan adalah boron trifluorida dan moderator plastik digunakan untuk memperlambat neutron. Hal ini menciptakan partikel alpha di dalam detektor neutron dan dengan demikian dapat dihitung.

Alat ukur proteksi radiasi merupakan suatu sistem yang terdiri dari detektor dan peralatan penunjang, seperti sistem pengukur radiasi lainnya. Alat ukur ini dapat memberikan informasi dosis radiasi seperti paparan dalam roentgen, dosis serap dalam rad atau gray dan dosis ekivalen dalam rem atau sievert.

Besaran radiasi yang diukur oleh peralatan ini sebenarnya adalah intensitas radiasi. Untuk keperluan proteksi radiasi nilai intensitas tsb dikonversikan dan ditampilkan menjadi besaran dosis radiasi. Alat proteksi radiasi ini dibedakan menjadi tiga yaitu kelompok dosimeter personal, surveimeter dan monitor kontaminasi. Dosimeter personal berfungsi untuk “mencatat” dosis radiasi yang telah mengenai seorang pekerja radiasi secara akumulasi. Oleh karena itu, setiap orang yang bekerja di suatu daerah radiasi harus selalu mengenakan dosimeter personal. Surveimeter digunakan untuk melakukan pengukuran tingkat radiasi di suatu lokasi secara langsung sedang monitor kontaminasi digunakan untuk mengukur tingkat kontaminasi pada pekerja, alat maupun lingkungan.

Surveimeter harus dapat memberikan informasi laju dosis radiasi pada suatu area secara langsung. Jadi, seorang pekerja radiasi dapat memperkirakan jumlah radiasi yang akan diterimanya bila akan bekerja di suatu lokasi selama waktu tertentu. Dengan informasi yang ditunjukkan surveimeter ini, setiap pekerja dapat menjaga diri agar tidak terkena paparan radiasi yang melebihi batas ambang yang diizinkan. Sebagaimana fungsinya, suatu survaimeter harus dapat memberikan hasil pengukurannya pada saat itu juga, pada saat melakukan pengukuran, dan bersifat portable meskipun tidak perlu sekecil sebuah dosimeter personal.

Model pengukuran yang diterapkan disini adalah cara arus (current mode) sehingga alat peraga yang digunakan adalah 'ratemeter'. Semua jenis detektor yang dapat memberikan hasil secara langsung, seperti detektor isian gas, sintilasi dan semikonduktor, dapat digunakan. Dari segi praktis dan ekonomis, detektor isian gas Geiger Muller yang paling banyak digunakan. Detektor sintilasi juga banyak digunakan, khususnya NaI(Tl) untuk radiasi gamma, karena mempunyai efisiensi yang tinggi. Pada saat ini detektor semikonduktor masih jarang digunakan untuk survaimeter, meskipun sudah ada di pasaran tetapi harganya relatif sangat mahal dibandingkan dengan yang lain.

Cara pengukuran yang diterapkan pada survaimeter adalah cara arus (current mode) sehingga nilai yang ditampilkan merupakan nilai intensitas radiasi yang mengenai detektor. Secara elektronik, nilai intensitas tersebut dikonversikan menjadi skala dosis, misalnya dengan satuan roentgent/jam atau ada juga yang dikonversikan menjadi skala kuantitas, misalnya cacah per menit (cpm). Tentu saja skala tersebut harus dikalibrasi terlebih dulu terhadap nilai yang sebenarnya.

Terdapat beberapa jenis survaimeter yang digunakan untuk jenis radiasi yang sesuai sebagai berikut.

Survaimeter gamma merupakan survaimeter yang sering digunakan dan pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengukur radiasi sinar X. Hanya saja perlu diperhatikan faktor kalibrasinya, apakah dikalibrasi untuk gamma atau sinar-X. Detektor yang sering digunakan adalah detektor isian gas proporsional, GM atau detektor sintilasi NaI(Tl).

Berbeda dengan survaimeter gamma biasa, detektor dari survaimeter ini terletak di luar badan survaimeter dan mempunyai “jendela” yang dapat dibuka atau tutup. Bila digunakan untuk mengukur radiasi beta, maka jendelanya harus dibuka. Sebaliknya untuk radiasi gamma, jendelanya ditutup. Juga perlu diperhatikan bahwa faktor kalibrasi yang tercantum, biasanya hanya berlaku untuk radiasi gamma saja sedangkan untuk radiasi beta perlu perhitungan tersendiri. Detektor yang sering digunakan adalah detektor isian gas proporsional atau GM.

Sebagaimana survaimeter beta, detektor dari survaimeter alpha juga terletak di luar badan survaimeter. Perlu diperhatikan bahwa selalu terdapat satu permukaan detektor yang terbuat dari lapisan film yang sangat tipis, biasanya terbuat dari berrilium, sehingga mudah sobek bila tersentuh atau tergores benda tajam. Detektor yang digunakan adalah detektor isian gas proporsional atau detektor sintilasi ZnS(Ag).

Detektor yang digunakan pada survaimeter neutron adalah detektor proporsional yang diisi dengan gas BF3 atau gas Helium. Karena yang dapat berinteraksi dengan unsur Boron atau Helium adalah neutron termal saja, maka survaimeter neutron biasanya dilengkapi dengan moderator yang terbuat dari parafin atau polietilen yang berfungsi untuk menurunkan energi neutron cepat menjadi neutron termal. Moderator ini hanya digunakan bila radiasi neutron yang akan diukur adalah neutron cepat.

Terdapat pula survaimeter yang mempunyai dua jenis detektor di dalamnya sehingga dapat mengukur beberapa jenis radiasi yang berbeda. Selain itu, ada juga survaimeter yang menyediakan fasilitas konektor untuk detektor eksternal. Biasanya, produsen survaimeter juga menjual secara terpisah (optional) jenis-jenis detektor yang dapat dihubungkan ke survaimeter. Pada saat ini sudah mulai dipasarkan jenis survaimeter yang serbaguna (multipurpose) karena selain dapat mengukur intensitas radiasi secara langsung, sebagaimana survaimeter biasa, juga dapat mengukur intensitas radiasi selama selang waktu tertentu, dapat diatur, seperti sistem pencacah dan bahkan bisa menghasilkan spektrum distribusi energi radiasi seperti sistem spektroskopi.

Media tentang Geiger counters di Wikimedia Commons

• How a Geiger counter works.