16/10/2013
Wavelength (Å) 10-4
10-2
102
0
104
106
Ionising
1010
1012
1014
Non-ionising Xrays UV
VISIBLE
Cosmic Gamma
108
IR
Lasers
Ionising radiation
Radio
Microwaves
Non-ionising radiation
Alpha (α)
Radiowaves
Beta (β)
Microwaves
Gamma (γ)
Visible light (e.g. lasers)
X rays (Roentgen rays)
and/or infra- red
Neutrons
Ultra violet
Radioaktivitas proses dimana nukleus tidak stabil berdisintegrasi spontan dengan melepaskan energi; proses decay/paruh/luruh Energi berasal dari sinar radioaktif: α, β, γ, dst. Sinar α
terdiri atas partikel/atom He tanpa elektron (2 proton + 2
neutron), emisi cepat, energi cepat hilang, daya tembus ~ 0
Sinar β
Sinar γ = R
partikel elektron, daya tembus sedang, kecepatan tinggi radiasi elektromagnetik, daya tembus dalam, kecepatan tinggi
Atom nukleus dengan orbit elektron (e)
Nukleus = proton (p) + neutron (n)
Nomor atom = jumlah proton; Nomor massa = berat atom = proton + neutron
Nukleus tidak stabil: jumlah n >> jumlah p disintegrasi, mencari status stabil dengan memancarkan/mengeluarkan sinar
Atom ada yang stabil dan ada yang tidak stabil
Waktu paruh = T½ = radioactive half live = interval waktu yang
Atom tidak stabil disebut isotop dibutuhkan untuk menurunkan aktivitasnya menjadi 50%
1
16/10/2013
14
C6
decays
5760 years
Unstable radionuclide
14
N7
Stable radionuclide β emission
Emisi radiasi akan menghasilkan energi yang dinyatakan dalam elektron volt Besar energi yang sering didapatkan adalah keV (kiloelektron volt) dan MeV (megaelektron volt) Satu jenis isotop dapat mengemisikan beberapa jenis energi
Isotop
T1/2
Types of decay
β energies (MeV)
γ energies (MeV)
Specific γ rays constant
0.662 (86%)
3.3
0.51 1.28 (100%)
12.0
Cesium‐137
30 yrs
β‐ β‐
0.51 (95%) 1.17 (5%)
Carbon‐14
5760 yrs
β‐
0.159 (100%)
Radon‐22
30 s
α
5.48 (100%)
Sodium‐22
2.6 yrs
β+
0.54 (90.5%) 1.83 (0.06%) (9.5%)
EC
Alpha (α) partikel: muatan positif dari inti helium, terdiri dari 2 proton dan 2 neutron; partikel cukup berat; 2‐5 cm di udara; mudah ditahan oleh kertas, lapisan tipis atau kulit; berbahaya bila masuk kedalam tubuh Beta (β) partikel: muatan negatif partikel atau elektron; 4‐5m di udara; dapat ditahan oleh lapisan tipis air, gelas, perspex atau aluminium; dapat menembus sesuai dengan energi (sampai 2 cm); berbahaya bila masuk tubuh Gamma (γ) rays: tanpa energi dan massa, dinyatakan sebagai gelombang; sama dengan cahaya tampak tapi lebih besar energinya; bisa >100m di udara; dapat menembus ke tubuh; berbahaya sekalipun di luar tubuh; dapat ditahan oleh beton atau timbal dengan ketebalan tertentu
X rays: gelombang elektromagnetik; 60 m di udara; lebih ‘less penetrating’ than γ rays; tetapi juga externally berbahaya bagi tubuh; dapat ditahan lapisan beton atau timbal Neutrons: partikel yang netral electrically; keberadaan di udara bisa lebih dari 100m dan highly penetrating to body d bi l bih d i 100 d hi hl i b d tissues; dikenal sebagai fast neutron ketika pertama kali ditemukan; di‐slow down dengan lapisan material tebal yang mengandung air, wax, atau graphit; slow neutron dapat diserap secara efektif dengan perisai/penahan dari cadmium atau boron
2
16/10/2013
Aktivitas: kecepatan peluruhan spontan pada suatu materi radionuklida, tergantung tipe materi radioaktif dinyatakan dalam
Satuan: rad = 100 erg energi yang diabsorpsi/gram materi; SI unit = Gray
Becquerels (Bq) = disintegrasi per detik (SI unit); atau Curies (Ci) –
(Gy) = energi deposisi sebesar 0,01 Joules/kg (Gy) energi deposisi sebesar 0,01 Joules/kg
I Imperial Unit i l U it
Absorpsi (absorbed dose) = mengukur deposisi energi pada suatu medium akibat semua tipe radiasi pengion energy diabsorbsi per unit massa material
1 Gy = 1 J/kg = 100 rad
1 Ci = 37 x 109
Bq Eksposur: satuan Röntgen (R) = eksposure sebesar 2.58 x 10‐4 Coulomb/kg
Ekuivalen Dose, satuan awal dengan rem rem = absorbed dose X Q ; Q = quality factor;
Eksposure hanya untuk radiasi karena radiasi sinar X atau sinar γ
SI unit: Sievert (Sv) = Absorbed dose Gy X Q X N; N=further modifying
Eksposur radioaktif pada pekerja harus dalam keadaan ALARA – as low
as reasonably achievable
factor (pengaruh dose rate dan fractionation) N sering = 1, maka 1 Sv = 100 rem
Dose rate = kecepatan saat dosis diterima Akumulasi dosis yang diterima pekerja = dosis rate x waktu Dose rate = satuan per jam, sehingga Total dose = dose rate X waktu Sievert terlalu besar Si t t l l b mSv atau μSv S t S 1 mSv = 1/1000 Sv (100 mrem) 1 μSv = 1/1000 000 Sv ( 0,1 mrem)
Types of radiation X-rays, γ-rays and electron Thermal electrons
Whole body Induvidual organs and tissues Lens of the eye
Employees aged >18 yrs
Employees aged<18 yrs
Any other person
50mSv (5.0 rem)
15mSv (1.5 rem)
5mSv (0.5 rem)
500mSv (50 rem)
150mSv (15 rem)
50mSv (5.0 rem)
150mSv (50 rem)
45mSv (4.5 rem)
15mSv (1.5rem)
Quality factors 1 2,3
Fast neutron and proton particles
10
α-particles
20
Women of reproductive capacity: Dose limit for the abdomen 13 mSv (1.3 rem) in any consecutive 3 month interval
Pregnant women: Dose limit during the declared tern of pregnancy 10mSv (1.0 rem)
3
16/10/2013
NILAI BATAS DOSIS
NILAI BATAS DOSIS
DEWASA
DEWASA
Seluruh tubuh
20 mSv/tahun atau 2.000 mrem/tahun
Seluruh tubuh
20 mSv/tahun atau 2.000 mrem/tahun
Lensa mata
150 mSv/tahun atau 15.000 mrem/tahun
Lensa mata
150 mSv/tahun atau 15.000 mrem/tahun
Tangan, lengan, kaki dan tungkai
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun
Tangan, lengan, kaki dan tungkai
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun
Kulit
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun
Kulit
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun
Setiap organ atau jaringan
Setiap organ atau jaringan
BATASAN KHUSUS
500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun BATASAN KHUSUS
Wanita hamil
13 mSv pada abdomen selama 3 bulan
Wanita hamil
Magang dan Siswa di atas 18 tahun
Sama dengan pekerja radiasi
Magang dan Siswa di atas 18 tahun
Sama dengan pekerja radiasi
Siswa antara 16 – 18 tahun
6 mSv/tahun atau 600 mrem/tahun
Siswa antara 16 – 18 tahun
6 mSv/tahun atau 600 mrem/tahun
Masyarakat umum
1 mSv/tahun atau 100 mrem/tahun
Masyarakat umum
1 mSv/tahun atau 100 mrem/tahun
Tidak memberi rasa pada orang yang terpapar berbahaya perlu dikelola dengan baik Kerusakan/efek yang terjadi akibat oleh kematian sel. Setelah sel terbelah, maka sel baru tidak viable, dan mati apabila inti sel terkena radiasi sel terkena radiasi
Efek: somatik dan genetik - LD : 400-600 r (LD50) - kematian : 750 r (LD100) - lahir mati : 200-400 r - lelah : 5 -200 r - lain-lain : Ca l i l i C darah, d h Ca C kulit, k lit katarak, k t k mutasi t i
93,000 survivors
TISSUE ORGANIZATION
27,000 non-exposed comparable individuals as controls
Location at the time of the blast must be accounted for in the dosimetry.
13 mSv pada abdomen selama 3 bulan
Effects of radiation on tissues are related to the functional organization of each h tissue. ti Tissues are often organized into specialized cell types with limited ability to divide. This tissue unit is supplied and regenerated by a population of “immortal” stem cells.
TISSUE EFFECTS DEPEND ON
Inherent sensitivity of the cells Kinetics of the cell populations: “acute” l ti “ t ” vs “late” effects. Stem cells much more radiosentive than mature functioning cells. Cell death occurs as the cell tries to divide. Very large doses required to kill (stop the function) of a non-dividing cell.
4
16/10/2013
Prodromial syndrome • Nausea, vomiting • Dose dependent • Signs appear in minutes at very high doses Central nervous syndrome (only at very high doses) • Doses > 100 Gy • Death in hours • Cause not clear (cerebrovascular syndrome) Gastrointestinal syndrome • Doses above ~ 5 Gy • Death in ~ 3‐10 days • Nausea, vomiting, diarrhea Bone marrow syndrome • Doses above ~ 2 Gy • Death in several weeks • Immune system failure
EARLY EFFECTS: STEM CELLS ARE THE “TARGET”
Effects occur in a few days to weeks p y g Rapidly dividing cell populations Examples: skin epidermis, gastrointestinal tract, hematopoietic system Damage can be repaired. Stem cells repopulate rapidly.
Cells not killed, but damaged…..
Cataract formation
Genetic (hereditary) effects
Effects on the fetus
Carcinogenic effects (cancer)
LATE EFFECTS:
Effects occur in months to years. yp g Slowly proliferating tissues: lung, kidney, liver, CNS Damage never repaired completely Vascular damage or mature functional cells as the “target”?
Bahaya: Internal dan External
Evaluasi: Pengukuran dan Pengukuran dan Bandingkan dengan standar
Dasar pengamanan: Waktu Jarak Perisai
5
16/10/2013
Internal: bahaya yang didapatkan dari materi radioaktif bisa materi tersebut masuk kedalam tubuh (seperti oral). Radiasi α dan β yang menyebabkan bahaya internal External: walaupun tidak masuk/kontak, radiasi dari emisi sinar γ, neutron dan sinar X, sinarnya dapat memasuki (penetrasi) kedalam tubuh
Toksisitas isotop radioaktif berbeda‐beda: Kelas I (very high toxicity): Sr‐90; Y‐90; Pb‐210; Bi‐210; Ra‐226, dll. Kelas II (high toxicity): Ca‐45; Fe‐59; Sr‐89; Y‐91; I‐131, dll. Kelas III (mod. toxicity): Na‐22; Na‐24; P‐32; Cl‐36; K‐42; Mn‐52; Mn‐54; dll. Kelas IV (low toxicity): H‐3; Be‐7; C‐14; Cr‐51; dll.
Pengukuran di lingkungan: Geiger‐
Muller; ioinization chamber exposur: Film e pos r Film badge/pen dosimeter
Bandingkan dengan standar
RADIATION MEASURING INSTRUMENT - MOBILE
INSTALLED MONITOR
6
16/10/2013
Contoh: Sumber 100mrem/jam; selama 2 jam 200mrem;
PORTABLE CONTAMINATION METER
4 jam 400mrem, dst. 4 jam 400mrem, dst.
GEIGER MULLER COUNTER
WAKTU: Semakin lama waktu paparan semakin besar radiasi yang diterima JARAK: Aktivitas berkurang dengan 1/D2, bila jarak bertambah sebayak D Contoh: Sumber dengan 1000 unit pada 1 ft; untuk 2 ft
250 unit; 3 ft 111 unit, dst. PORTABLE MICO ‘R’ METER
PERISAI: hitung ketebalan yang diperlukan untuk mencapai standar Ada ‘half value layer’ (HVL): Material Cobalt‐60 Cesium‐137 Pb
0,49 in
0,25 in
Cu
0,83 in
0,65 in
Fe
0,87 in
0,68 in
Zn
1,05 in
0,81 in
Beton
2,6 in
2,10 in
Contoh: Sumber Co‐60 berjarak 3 ft mengasilkan radiasi 500 mR/jam, dengan adanya beton 2,6 in emisi menjadi 250 mR/jam; 5,2 in beton 125 mR/jam, dst.
Gempa berkekuatan 8,9 SR melanda utara Jepang pada Jumat 11 Maret. Reaktor nuklir di Fukushima Daiichi yang sedang beroperasi, ditutup. Batang kendali diaktifkan untuk menghentikan reaksi nuklir yang menghasilkan listrik. h ilk li ik Namun, pasokan listrik terpengaruh oleh gempa dan tsunami yang dihasilkan. Ini mengakibatkan sistem pendingin, yang menghentikan bahan bakar dalam inti pemanasan sampai ke tingkat yang tidak aman, gagal. Pendinginan masih diperlukan bahkan setelah reaktor dimatikan karena bahan bakar terus mengeluarkan panas yang sangat besar.
7
16/10/2013
Pejabat pemerintah Metropolitan Tokyo mengungkapkan tingkat radiasi yang melampaui batas normal terjadi di Tokyo. Pemerintah Tokyo menganggap hal itu sudah berada dalam level yang berbahaya bagi tubuh manusia. Partikel‐partikel radioaktif konsentrasi rendah diduga sedang menuju ke arah timur, ke Amerika Utara. Namun level radiasi tersebut tidak berbahaya bagi manusia.
Pembangkit listrik tenaga nuklir itu berada 250 kilometer timur laut Tokyo. Kantor B i K d j Berita Kyodo juga melaporkan bahwa tingkat radiasi di kota Maebashi, 100 l k b h i k di i di k M b hi 100 kilometer utara Tokyo, naik 10 kali lipat di atas batas normal. Di zona PLTN memang sempat terjadi peningkatan radioaktif, pada Sabtu sebesar 1.800 mSv, Senin menjadi 800 mSv, lalu meningkat lagi jadi 1.900 mSv.
Adanya ledakan hidrogen mengakibatkan terjadinya kebocoran radiasi partikel mencapai 400 milli sieverts per jam. Dalam kondisi normal seharusnya angka radiasi yang muncul adalah 3,6 milli sieverts per tahun. Angka itu merupakan jumlah yang sangat besar dan langka terjadi. Dengan angka 100 milli sieverts saja itu sudah sangat mengganggu kesehatan, apalagi jika sampai 400 per jam.
Bila sebuah reaktor nuklir sudah dinyatakan terjadi kebocoran harus dilakukan penanganan sesuai dengan skala kecelakaan yang terjadi sesuai standar Internasional. Semua masyarakat dalam jangkauan tertentu harus segera dievakuasi dari risiko terkena paparan tersebut. Bagi semua orang yang telah berada dalam area daerah paparan harus segera dilakukan skrening tes adanya kontaminasi radiasi dalam tubuhnya. Bila terdapat skrening tes adanya kontaminasi radiasi dalam tubuhnya Bila terdapat masyarakat yang terkontaminasi harus segera diisolasi dan dilakkan perawatan dan pemantauan kesehatannya. Semua masyarakat dalam paparan bencana kebocoran reaktor nuklir yang belum diungsikan, sementara harus tinggal di dalam rumah dan tidak boleh menyalakan AC untuk mencegah kontaminasi dengan udara luar. Masyarakat juga dilarang mengkonsumsi air kran, sayuran, buah‐buan atau bahan makanan yang telah terkontaminasi dengan udara luar.
Ring 1 (0‐50 km) Saat ini radius aman yang dikeluarkan oleh pemerintah Jepang adalah 30 km dan zona evakuasi yang dikeluarkan oleh NRC (Nuclear Regulatory Commission) dan FEMA (Federal Emergency g g y), ( ) Management Agency), berkisar antara 16‐80 km (10‐50 mil). Radius 50 km untuk mengantisipasi kejadian terburuk yang dapat terjadi di lapangan, karena sampai saat ini tidak dapat diprediksi apa yang akan terjadi di PLTN Fukushima. Ring 2 (50‐100 km) Meliputi wilayah Prefektur Ibaraki (Kota Kitaibaraki, Takahagi dan Hitachi), Prefektur Miyagi (Kota Sendai, Nattori dan Shiroishi) serta Prefektur Tochigi (Kota Nasushiobara)
Pemberian garam Yodium diyakini dapat mencegah risiko terjadinya kanker saat terjadi paparan radiasi. Menurut WHO pil potasium iodida hanya akan diberikan jika dampak radiasi sudah dirasa membahayakan. Hal ini disebabkan pil tersebut tidak bisa dikonsumsi secara sembarangan. Pil Iodium meningkatkan kadar jenuh kelenjar tiroid dalam tubuh sehingga bisa mencegah pembentukan iodin radioaktif. Pembentukan iodin bisa mencegah pembentukan iodin radioaktif Pembentukan iodin radioaktif karena paparan radiasi nuklir inilah yang bisa memicu kanker. Iodium bukan antidot radiasi, apalagi antikanker. Tetapi hanya salah satu faktor yang bisa meredam dampak buruk radiasi dalam tubuh. International Atomic Energy Agency (IAEA) dan Badan Pengawas Tenaga Atom PBB belum mengeluarkan peringatan khusus kepada negara‐negara yang bertetangga dengan Jepang akan bahaya radiasi, karena sejauh ini masih dapat tertangani dengan baik. Meskipun saat ini JNSA (Japan Nuclear Safety Agency) telah meningkatkan tingkat bencana internasional dari level 4 ke level 5.
Rumus perkiraan eksposur dari sumber γ:
R/jam/ ≡ 6 CE
SOAL
dimana C=Curie, Ci dan E=energi (MeV) Contoh: 1. Sumber Co‐60, dengan 100mCi=0,1Ci E= 1,1 dan 1,3 MeV=2,4 MeV Eksposur pada 1 ft = 6 x 0,1 x 2,4 = 1,44 R 2.
Sumber Co‐60 dengan aktivitas=0,5 Ci terbakar, dan semua alat ukur terbakar, berapa jarak aman, bila MPD (max permissible dose= 100mR/minggu)? MPD=100mR/minggu=2,5 mR/jam (100 : 40 jam kerja) R/jam/ft = 6 x 0,5 x 2,4 =7,2 = 7200 mR ?ft = (7200/2,5)1/2 = 53,7 ft
3.
Seorang pekerja terpapar dari radiasi uniform 5 µSv/jam (0,5 mrem). µSv/jam (0 5 mrem) Berapa dosis yang dia dapat setelah 3 jam?
JAWABAN
Total dose = dose rate x waktu = 5 x 3 = 15µSv (1,5 mrem)
8
16/10/2013
SOAL 4.
JAWABAN
Seorang pekerja ‘classified’ Time = total dose / dose rate diperbolehkan menerima dosis ekivalen sebesar = 1 mSv S / 50 µSv/jam S /j 1mSv (100 mrem) dalam 1 = 1000 µSv / 50 µSv/jam minggu. Berapa lama dia = 20 jam dalam seminggu boleh bekerja di suatu area dengan dosis ekivalen rate 50 µSv/jam (5 mrem/jam)
SOAL 5.
JAWABAN
Suatu sumber mempunyai D1 r12 = D2 r22 dose rate 10 mSv/jam pada ( 1 : dose rate at distance r1 100 cm. Pada jarak berapa (D seorang harus bekerja agar D2 : dose rate at distance r2 ) hanya menerima 40 =10 x (100)2 = 40 x r22 mSv/jam? r22 r
= (10 x (100)2 ) / 40 = 2500 = 50 cm
9
