Detektor Geiger Muller

Sejarah Geiger Muller

     Pencacah Geiger atau yang biasa disebut detektor Geiger Muller merupakan salah satu detektor yang menggunakan prinsip ionisasi. Detektor Geiger muller ditemukan oleh seorang Fisikawan bernama Hans Geiger bersama seorang ilmuwan bernama Ernest Rutherford pada tahun 1908. Pada awalnya, detektor ini hanya terdiri atas sebuah kawat di dalam sebuah tabung yang diselubungi oleh logam dengan jendelanya yang berupa gelas atau mika. Kawat dan tabung logam tersebut terhubung pada sebuah power supply.

     Pada mulanya, detektor ini hanya dapat mendeteksi radiasi alpha, baru kemudian dikembangkan oleh Walther Muller (murid Geiger) sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi bebrapa jenis radiasi yang lain. Pada tahun 1948, detektor ini disempurnakan oleh Sydney H. Liebson dengan mengganti gas dalam tabungnya menggunakan gas halogen sehingga dapat berumur lebih panjang.

Prinsip kerja GM

     Detektor Geiger Muler dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Prinsip kerja dari detektor ini menggunakan asas ionisasi gas yang terjadi di dalam tabung detektornya. Perangkat detektor Geiger Muller, terdiri dari :

• Tabung detektor berbentuk silinder yang di dalamnya berisi gas (biasanya berupa gas helium, neon atau argon) yang akan bersifat konduktif ketika ditumbuk partikel radiasi yang diukur.
• Elektroda yang terdiri dari anoda dan katoda. Pada detektor Geiger Muller, dinding tabungnya bertindak sebagai katode sedangkan jarum di dalam tabung Geiger tersebut bertindak sebagai anode.                    
• Power supply.
• Penampil adanya radiasi, entah itu berupa jarum penunjuk, lampu, ataupun bunyi klik.

gb. perangkat sederhana detektor GM

Ket :

R = radiasi                               C = pengolah data

A = detektor radiasi                 D = indikator

B = penguat sinyal

prinsip kerja GM    

     Prinsip kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut, ketika gas di dalam tabung berinteraksi dengan foton radiasi menyebabkan terjadinya pasangan ion. Ion positif menumbuk ion negatif yang kemudian ion negatif tersebut menumbuk kawat. gas menjadi konduktif.

     

     Foton radiasi yang menumbuk kawat tersebut menyebabkan terjadinya perbedaan tegangan di antara kedua elektrodanya. Hasil interaksi (keluaran) tersebut yang berupa pulsa akan dilipatgandakan kemudian dibaca oleh sebuah alat dan ditampilkan pada indikator yang berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel.

Detektor Geiger Muller hanya dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi sinar-x, radiasi sinar alpha, dan radiasi sinar beta. Pada kondisi tertentu, detektor Geiger Muller dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Detektor Geiger Muller tidak dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi neutron.

  Detektor GM dapat menghasilkan pasangan ion dari proses tumbukan dengan sumber radiasi dengan sangat cepat, biasanya dalam orde mikrosekon. Keluaran detektor yang berupa pulsa jumlahnya sebanyak proses ionisasi yang terjadi, detektor Geiger Muller tidak dapat membedakan jenis radiasi yang berbeda. Oleh karena itu, detektor GM tidak mampu digunakan untuk mendeteksi adanya radiasi neutron. Detektor GM umumnya digunakan untuk mendeteksi energi radiasi tingkat rendah, selain itu digunakan untuk mengukur radiasi dengan sensitivitas yang tinggi.

  Sensitivitas detektor Geiger Muller sangatlah tinggi, namun sangat tergantung pada banyaknya energi dari radiasi fotonnya. Sedangkan besarnya energi foton dapat dikendalikan dengan pengaturan tegangan yang masuk. Apabila tegangan  masuk/tegangan yang diberikan semakin besar, maka foton yang terbentuk juga semakin banyak, sehingga energi yang dihasilkan dari tumbukan antara partikel radiasi dengan detektor juga akan menjadi semakin besar.

  Berikut ini akan saya tampilkan grafik hubungan dari tegangan dengan banyaknya energi foton (jumlah ion) pada beberapa jenis detektor untuk dibadingkan dengan detektor Geiger Muller yang dapat ditunjukkan sebagai berikut :

tegangan kerja beberapa detektor

Keterangan:

I     = Daerah Rekombinasi
II    = Daerah Ionisasi
III   = Daerah Proporsional
IV   = Daerah GM
V    = Daerah Discharge

                           

Dari grafik hubungan di atas, terlihat bahwa apabila HV tegangan semakin naik, maka jumlah pasangan ion yang dihasilkan pada detektor Geiger Muller akan semakin meningkat dan detektor ini mampu bekerja pada HV tinggi karena memang daerha kerja detektor ini pada HV tinggi.

Kesimpulan 

• Detektor Geiger Muller prinsip kerjanya menganut proses ionisasi gas. 
• Banyaknya pasangan ion ataupun foton yang dihasilkan dalam proses ionisasi tergantung dari tingginya tegangan yang diberikan. 
• Banyaknya foton yang tertangkap detektor sebanyak pulsa yang dihasilkan. 
• Detektor GM dapat menangkap semua jenis radiasi kecuali radiasi neutron. 
• Sensitivitas detektor GM sangat tinggi. 
• Detektor GM bekerja pada daerah tegangan kerja yang tinggi.