Simulasi Serapan Diri Dan True Coincidence Summing Dengan PHITS Dan Aplikasinya Dalam Mengukur Aktivitas CRM IAEA-447

Nurman Rahmadi, Dr. Dwi Satya Palupi, S.Si.; M.Si.Nur Syamsi Syam, S.T., M.Eng., Ph.D.

2025 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Pengukuran yang akurat terhadap sampel lingkungan yang mengandung radionuklida pemancar gamma berenergi rendah merupakan tantangan tersendiri, karena memerlukan, antara lain, koreksi terhadap efek true coincidence summing dan serapan diri. Studi ini menyelidiki kedua faktor tersebut menggunakan kode berbasis Monte Carlo, yaitu PHITS, dan memvalidasi hasil koreksi menggunakan bahan acuan bersertifikat IAEA-447 yang ditempatkan dalam tabung Marinelli tipe 530G-E. Koreksi serapan diri divalidasi menggunakan radionuklida Pb-210, Am-241, dan Th-234, sementara koreksi true coincidence summing divalidasi menggunakan Tl-208 (583,19 keV) dan Bi-214 (609,32 keV). Penerapan koreksi serapan diri meningkatkan akurasi pengukuran Pb-210, Am-241, dan Th-234 dengan mengurangi selisih relatifnya dari 33,3% menjadi 4,1%, 26,1% menjadi 5,3%, dan 22,0% menjadi 4,5%. Demikian pula, koreksi true coincidence summing meningkatkan akurasi Tl-208 dan Bi-214 dengan mengurangi selisih relatifnya dari 12,3% menjadi 0,5?n dari 9,8% menjadi 3,6%. Hasil ini menunjukkan bahwa faktor koreksi serapan diri dan true coincidence summing untuk tabung Marinelli dapat ditentukan secara efektif menggunakan PHITS, sehingga meningkatkan akurasi pengukuran secara signifikan.

Accurate measurement of environmental samples containing low-energy gamma-emitting radionuclides is challenging, requiring, among other factors, corrections for true coincidence summing and self-absorption. This study investigates both factors using the Monte Carlo-based PHITS code and validates the correction results using the certified reference material IAEA-447, which was placed in a Marinelli beaker of type 530G-E. The self-absorption correction was validated using Pb-210, Am-241, and Th-234, while the true coincidence summing correction was validated using Tl-208 (583.19 keV) and Bi-214 (609.32 keV). Application of the self-absorption correction improved the measurement accuracy of Pb-210, Am-241, and Th-234, reducing their relative differences from 33.3% to 4.1%, 26.1% to 5.3%, and 22.0% to 4,5%, respectively. Similarly, true coincidence summing correction enhanced the accuracy of Tl-208 and Bi-214, reducing their relative differences from 12,3% to 0,5% and from 9,8% to 3,6%, respectively. These results demonstrate that self-absorption and true coincidence summing correction factors for a Marinelli beaker can be effectively determined using PHITS, significantly enhancing measurement accuracy.

Kata Kunci : serapan diri, true coincidence summing, PHITS, IAEA-447, Marinelli, tanah terkontaminasi