Arduino

Mengukur Radiasi Dengan Geiger Counter Dan Arduino

Pada percobaan ini dilakukan pengukuran radiasi dari beberapa material radioaktif rendah dengan sensor geiger counter dan modul Arduino Nano sebagai penghitung radiasi.

Batang elektroda tungsten, sensor asap dan geiger counter,

Batang elektroda tungsten, sensor asap dan geiger counter,

Perangkat Keras

Perangkat yang digunakan adalah sebagai berikut

  • Arduino Nano v3 sebagai prosesor
  • Modul Geiger Counter sebagai sensor radiasi
  • Batang tungsten dengan campuran thorium sebagai sumber radiasi
  • Sensor asap dengan unsur americium sebagai sumber radiasi

Modul geiger counter memberikan sinyal active low setiap kali mendeteksi adanya peluruhan radioaktif. Sinyal active low ini dihubungkan ke pin 2 pada Arduino Nano untuk dihitung. Hasil perhitungan dikirimkan dengan port serial ke komputer untuk ditampilkan.

Aspek keamanan

  • Batang tungsten dengan campuran thorium memancarkan radiasi alpha, beta dan gamma dalam dosis rendah. Paparan langsung dalam waktu singkat tidak membahayakan. Bahaya muncul jika batang tersebut berubah menjadi serbuk, karena debu thorium berbahaya.
  • Americium pada sensor asap adalah sumber radiasi alpha, beta dan gamma lemah. Tidak membahayakan asal tidak tertelan

Berikut ini penjelasan bahaya Thorium yang dipakai pada campuran elektroda las tungsten (http://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/health-and-safety-faqs/faq-the-use-of-thoriated-tungsten-electrodes/)

Thorium (Th) is slightly radioactive with a long half life and emits mainly alpha (α) particles, but occasionally some beta (β) and gamma (γ) radiation is emitted. Alpha particles cannot penetrate skin or even paper. However, they are harmful if released inside the digestive tract, or inside the lungs, where they act as a carcinogen.

Thorium oxide is, therefore, a low level radioactive material which may give rise to both a small external radiation hazard and an internal hazard from ingestion or inhalation. The external hazard estimated for a welder holding an electrode for a whole year is a very small fraction of the maximum permissible radiation dose and it is concluded that the external radiation hazard is likely to be negligible.

Berikut ini tentang bahaya dari Americium yang dipakai di sensor asap: (http://www.world-nuclear.org/info/Non-Power-Nuclear-Applications/Radioisotopes/Smoke-Detectors-and-Americium/)

The radiation dose to the occupants of a house from a domestic smoke detector is essentially zero, and in any case very much less than that from natural background radiation. The alpha particles are absorbed within the detector, while most of the gamma rays escape harmlessly. The small amount of radioactive material that is used in these detectors is not a health hazard and individual units can be disposed of in normal household wastee.

Even swallowing the radioactive material from a smoke detector would not lead to significant internal absorption of Am-241. Americium dioxide is insoluble, so will pass through the digestive tract without delivering a significant radiation dose. (Americium-241 is however a potentially dangerous isotope if it is taken into the body in soluble form. It decays by both alpha activity and gamma emissions and it would concentrate in the skeleton).

Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang dipakai serupa dengan di percobaan Interupsi Dengan Arduino,  hanya saja pada percobaan ini pull up internal pada pin 2 dinonaktifkan karena sudah ada pull up pada modul geiger counter. Jika pull up pada internal Arduino diaktifkan, maka sinyal malah tidak bisa mencapai logika LOW.

// ide dari http://www.rhelectronics.net/store/radiation-detector-geiger-counter-diy-kit-second-edition.html
unsigned long counts; //variable for GM Tube events
unsigned long previousMillis; //variable for time measurement

void impulse() { // dipanggil setiap ada sinyal FALLING di pin 2
    counts++;
}

#define LOG_PERIOD 60000  // cetak tiap detik

void setup() { //setup subprocedure
    counts = 0;
    Serial.begin(9600);
    pinMode(2, INPUT);  
    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), impulse, FALLING); //define external interrupts
    Serial.println("Start counter");
}

void loop() { //main cycle
    unsigned long currentMillis = millis();
    if (currentMillis - previousMillis > LOG_PERIOD) {
        previousMillis = currentMillis;
        Serial.println(counts);
        counts = 0;
    }
}

Pengukuran Radiasi Latar Belakang

Pertama adalah pengukuran radiasi latar belakang, yaitu radiasi alamiah yang sudah ada secara alami. Angka yang tercantum adalah CPM (count per minute), yaitu total partikel radioaktif yang terukur setiap menit.

Pengukuran radiasi latar belakang

Pengukuran radiasi latar belakang

Hasil CPM: 21.5

Pengukuran Radiasi Sensor Asap

Berikutnya adalah pengukuran radiasi dari Americium pada sensor asap. Sensor asap ada yang memanfaatkan Americium sebagai sumber partikel alpha yang mengionisasi partikel asap di udara. Sensor ini dikemas dengan logam, sehingga partikel alpha dan beta tidak dapat keluar. Yang keluar hanya partikel gamma yang lemah.

Geiger counter dan sensor asap

Geiger counter dan sensor asap

Berikut hasil pengukuran CPM

Pengukuran radiasi Americium pada sensor asap

Pengukuran radiasi Americium pada sensor asap

CPM rata-rata adalah 108.

Pengukuran Radiasi Elektroda Tungsten

Berikutnya adalah pengukuran radiasi dari batang elektroda tungsten.

Pengukuran radiasi elektroda tungsten

Pengukuran radiasi elektroda tungsten-thorium

Pengukuran radiasi thorium tanpa pelindung

Pengukuran radiasi thorium tanpa pelindung

Hasil CPM rata-rata: 161.4

Pengukuran Radiasi Elektroda Tungsten Melalui Kertas

Pengukuran radiasi thorium dengan pelindung kertas

Pengukuran radiasi elektroda tungsten-thorium dengan pelindung kertas

 

Pengukuran radiasi thorium dengan pelindung kertas

Pengukuran radiasi thorium dengan pelindung kertas

Rata-rata CPM adalah 129

Pengukuran Radiasi Pisang Ambon

Pisang adalah salah satu makanan yang cukup radioaktif, bahkan sampai ada istilah ‘Banana Equivalent Dose’, yaitu dosis radiasi yang setara dengan radiasi dari buah pisang. [https://en.wikipedia.org/wiki/Banana_equivalent_dose]

 

Pengukuran radiasi pisang ambon

Pengukuran radiasi pisang ambon

Radiasi pisang ambon

Radiasi pisang ambon

CPM rata-rata: 25.43

Pengukuran Radiasi Cangkir Keramik

Konon kabarnya keramik putih cukup radioaktif. [Kompas: Sebaiknya Waspada Keramik Putih Rawan Radioaktif]

Pengukuran radiasi cangkir keramik

Pengukuran radiasi cangkir keramik

Radiasi cangkir keramik

Radiasi cangkir keramik

CPM rata-rata: 38.6

 

Pengukuran radiasi kacang tanah

Pengukuran radiasi kacang tanah

Pengukuran radiasi piring keramik putih

Pengukuran radiasi piring keramik putih

 

 

Pengukuran radiasi piring keramik berwarna

Pengukuran radiasi piring keramik berwarna

Rangkuman

Berikut ini kumpulan hasil pengujian beberapa material.

Material yang diuji
CPM
Radiasi Latar Belakang21.5
Sensor asap (Americium)108
Elektroda tungsten (Thorium)161.4
Elektroda tungsten (Thorium) melalui kertas129
Pisang ambon25.43
Kacang tanah23.17
Cangkir keramik besar38.6
Cangkir keramik kecil25.75
Mangkok keramik besar37.5
Piring keramik putih26.7
Piring keramik warna28.965

Beberapa hal menarik:

  • Sensor asap dan elektroda tungsten-thorium sudah diduga bersifat cukup radioaktif
  • Radiasi elektroda tungsten berkurang ketika diberi pelindung kertas. Dapat disimpulkan bahwa ada radiasi alpha/beta yang terhalang oleh kertas sehingga total radiasi berkurang.
  • Pisang dan kacang tanah ada radiasi sedikit.
  • Barang-barang keramik memancarkan radiasi walaupun tidak terlalu banyak

Referensi

 

3 Comments

  • 27/05/2016 - 00:14 | Permalink

    Keren gan,itu radiasinya jenis radiasi apa ya?, ijin bantu share juga dampak dampak buruk radiasi elektromagnetik terhadap kesehatan manusia, terutama dampak buruk jangka pendek, bisa di cek disini http://www.indonesu.co.id/blog
    biar makin banyak masyarakat kita yang sadar akan dampak buruk radiasi, sehingga lebih bijak dalam menggunakan perangkat telekomunikasi digitalnya.
    salam sehat selalu.

    • admin
      27/05/2016 - 04:59 | Permalink

      Radiasinya dari peluruhan radioaktif, jadi sinar alpha, beta dan gamma. https://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif
      Jadi ini bukan radiasi elektromagnetik seperti dari handphone atau kabel tegangan tinggi.

      • 28/05/2016 - 09:18 | Permalink

        owh isee, tapi gpp yah dah terlanjur komen juga, keren kok gan, bisa juga nga kalau buat detector radiasi, tapi yang sudah masuk ke badan, artinya kadar radiasi yang ada dalam tubuh manusia, bukan yang dipancarkan dari perangkat atau dari BTS ( radiasi lingkungan ), kalau bisa bisa kontak ane gan, kali ada kesempatan lebih lanjut buat kerjasama.
        terimakasih

  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Powered by: Wordpress