ISSN 0216.3128
Sura/man dan Agus Sulistyono
355
Suratman daDAgus Sulistyono PuslitbangTeknologiMaju BATAN,Yogyakarta.
ABSTRAK Telah dipelajari bioassay H-3 dalam urin dengan destilasi reflux. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan metoda bioassay H-3 dalam urin, dalam rangka penentuan dosis radiasi intema pekerja radiasi. Dalam penelitian ini dilakukan analisis urin yang terkontaminasi buatan dengan H-3 baku, dengan aktivitas kontaminan bervariasi. Urin terkontaminasi H-3 didestilasi reflux dengan penambahan KMnO4 dan KOH untuk merusak senyawa organik, kemudian didestilasi biasa. Destilat dicacah aktivitas betanya dengan pencacah kelip cairo Dari hasil percobaan didapat hubungan yang linier antara aktivitas H-3 yang diberikan dengan hasil analisis, dengan koefisien korelasi r= 0,9994 yang berarti hasil analisis selalu proporsional dengan aktivitas yang diberikan. Tersedia metoda bioassay H-3 dalam urin dengan temuan kembali antara 77,20-88,20 %, simpangan baku lebih kecil daTi pada 10% dan deteksi minimum bioassay 0,54 Bq/l00ml.
ABSTRACT The bioassaymethod ofH-3 in urine by reflux distilation has been studied. The ai,n ofthis researchis to obtain bioassaymethod ofH-3 in urin for the detennination of intenlal radiation dose. The bioassaywas carried out to the urine which artificially contaminated of standard H-3, activity of the contaminantwas varied. The standardH-3 in the urine was reflux distilated by addillg KMnO4and KOH solution. Destilat was countedfor the beta activity using liquid scintillation counter. In this researchthe corelation between the given activity ofH-3 and the analysisresult were linier, with the corelation coeffisientwas r=0.9994. Recoveryofthe bioassaymethodwherebetween77.20-88.20%, standarddeviation was lessthan 10 %, and theminilnum detectionwas0.54Bq/IOOmi.
PENDAHULUAN M
enurut SK. Dirjen BATAN nomor: 03/160/Dj/89, tentang Ketentuan Keselamatan Kerja Terhadap Radiasi, dosis radiasi yang diterima pekerja radiasi pada waktu bekerja di dalam instalasi nuklir adalah dari dosis radiasi interna dan dosis radiasi eksterna, sehingga metoda pemantauan dosis radiasi intema perlu disediakan di samping metoda pemantauan dosis radiasi eksterna yang telah dilakukan secara rutin.(I) Metoda pemantauan dosis radiasi interna dapat dilakukan secara langsung dengan alat cacah seluruh tubuh untuk radionuklida kontaminan pemancar gamma atau secara tidak langsung dengan bioassay hasil ekskresi tubuh, untuk radionuklida kontaminan pemancar alfa, beta atau gamma. Pada penelitian ini dilakukan percobaan metoda bioassay hasil ekskresi tubuh lewat urin ialah bioassay H-3 dalam urin. H-3 adalah pemancar beta, tenaga maksimum 0,018 Mev dengan umur paro 12,3 tahun, merupakan radionuklida yang penting dari segi proteksi radiasi. H-3 ditemui dalam bentuk larutan, masukanH-3 dalam tubuh manusia melalui pernapasan, pencernaan, luka maupun pori-pori, diserap masuk ke dalam cairan ekstraseluler. H-3 -Prosldlng
Pertemuan
dan Presentasl
IImlah
P3TM.BATAN
Penelltlan
dengan cepat seimbang dalam seluruh cairan tubuh dan dalam waktu 3 -4 jam. Di dalam urin konsentrasinya sarna seperti di dalam cairan tubuh yang lain, maka fraksinya ekskresi sarna dengan fraksi ekskresi daTi air.<2) Organ kritis daTi H-3 adalah jaringan tubuh karena H-3 seperti air berada di seluruh cairan tubuh. Dalam proses metabolisme, H-3 akan diekskresi lewat urin dan daTi H-3 yang diekskresi ini dapat ditentukan kandungan H-3 yang ada dalam tubuh. Sehingga dapat dihitung dosis radiasi interna yang disebabkan oleh kontaminan H-3 dalam tubuh. Untuk menentukan kecepatan ekskresi H-3 daTi tubuh diperlukan metoda bioassayH-3 dalam urin. Metoda bioassay H-3 dalam urin pada penelitian ini adalah metoda destilasi reflux, dimana urin sebelum didestilasi biasa, dilakukan destilasi reflux dengan penambahan KMnO4 dan KOH untuk merusak senyawa organik. Destilal yang diperoleh dicacah aktivitas belanya dengan alat cacah kelip cair3) Pada bioassay ini cuplikan urin yang mengandung kontarninan H-3 didestilasi reflux selama 30 menit kemudian didestilasi biasa. Pada destilasi reflux H-3 akan terjadi H-3 dalam senyawa air dan pada destilasi biasa H-3 akan ikut dalam uap air. selanjutnya dalam destilat air, yang tidak berwarna dan bebas daTi senyawa kimia. Dasar IImu Pengetahuan
Yogyakarta,
27 Junl 2002
dan Teknologl
Nukllr
ISSN 0216. 3128 Senyawa kimia dan warna dalam cuplikan akan meredam (quenching) kuanta sinal pada waktu pencacahan dengan pengelip cairo H-3 dalam destilat dimasukkan dalam botol vial 20 ml yang berisi larutan pengelip cair. Pengelip cair yang digunakan adalah "Ultima Gold LL T' untuk pencacahan cuplikan air. Penggunaan pengelip cair ini memungkinkan mencacah air lebih banyak dibanding dengan penggunaan pengelip cair yang lain. Efisiensi pencacahanjuga relatif tinggi, tetapi effisiensi berkurang dengan semakin bertambahnya air. Kondisi optimum penggunaan pengelip cair ini adalah perbandingan 7,4 ml cuplikan air dan 12,6 ml larutan pengelip cair. Pada pencacahan ini, tenaga daTiH-3 dalam pengelip cair dipindahkan ke pelarut dan terjadi eksitasi, tenaga eksitasi pelarut dipindahkan pada molekul pengelip primer. Molekul pengelip primer tereksitasi kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan kuanta sinar. Sinar ini diserap pengelip sekunder dan dipancarkan lagi pada panjang gelombang yang cocok dengan kemampuan tabung pelipat ganda foton. Sinar ini diubah menjadi foton oleh fotokatoda pada tabung pelipat ganda foton, selanjutnya ke alat cacah.(4) Tujuan penelitian ini adalah penyediaan metoda bioassay H-3 dalam urin yang dapat digunakan secara rutin.
TATA KERJA Bahan yang digunakan Pengelip cair Ultima Gold LLT, Larutan baku H-3, KOH, I-Propanol dan KMnO4
Alat yang digunakan Alat-alat gel as, Tabung destilasi reflux, Tabung destilasi biasa, Vial gelas, Kompor pemanas dan Pencacah kelip cair :PACKARD:2000 CALL-TRICARB-LSA.
Cara kerja
Sura/man dan Agus Sulistyono
1. Pembuatan cuplikan orin terkontaminasi buatan dengan8-3 aktivitas bervariasi Dari larutanblanko urin pekerja bukanpekerja radiasi diambil sebanyak 100 mI, kemudian
ditambahkanlarutan baku H-3 masing-masing 10 Bq, 40 Bq, 80 Bq, 120 Bq, 200 Bq 280 Bq. 2. Penentuan efisiensi alat cacah a. Blanko urin diarnbil sebanyak 100 ml, dilakukan destilasi reflux selarna 30 menit dengan penarnbahan KMnO4 0,05 mg, 1 ml larutan KOH dan 3 tetes larutan I-propanol, urin kemudian didestilasi biasa. b. Destilat yang diperoleh diarnbil sebanyak 7,4 ml, dimasukkan ke dalam vial gelas 20 ml, ditambah larutan pengelip cair sebanyak 12,6 ml dan larutan H-3 baku dengan aktivitas sebesar 51 Bq, campuran digojog sampai
homogen. c. Larutan dalarn vial dicacah aktivitas betanya dengan alat cacah pengelip cair selama 100 menit. 3.
Penentuan aktivitas H-3 basil bioassay daD temuan kembali dari berbagai aktivitas 0-3 yang dikontaminasikan dalam orin
a. Dari masing-masing cuplikan urin terkontaminasi yang telah dibuat, ditambahkan KMnO4 0,05 mg, 1 ml KOH dan 3 tetes larutan I-propanol kemudian didestilasi reflux selama 30 menit, dilanjutkan dengan destilasi biasa. b. Destilat yang diperoleh diambil sebanyak 7,4 ml dimasukkan ke dalam vial 20 ml, ditambah larutan pengelip cair sebanyak 12,6 ml, digojog sampai homogen. c. Larutan dalam vial dicacah aktivitas betanya dengan alat cacah pengelip cair selama 100 menit.
4. Cara perhitungan Cpm H-3 baku
a. Efisiensialai =
3. Penentuan aktivitas H-3 hasil bioassay dan temuan kembali (recovery) dari berbagai aktivitas H-3 yang dikontaminasikan dalam urin
x 100%
60 x Dps H-3 baku
I. Pembuatan cuplikan urin terkontaminasi buatan H-3 dengan variasi aktivitas 2. Penentuan efisiensi alai cacah
daD
112(797.92+855.13) =
x 100%
=27 %
60 x 51 b. Perhitungan hasil bioassay clan temuan kembal
4. Cara perhitungan
Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl Nukll P3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Junl 2002
Suratman dan Agus Sulistyono
ISSN0216. 3128
dimana : 7,4 = volume destilat yang dicacah daTi volume total 100 ml Ed = Efisiensi alat cacah pengelip cair (%) Temuan kem bal1= "
Aktivitas H -3 basil bioassay Aktivitas
-X H -3 baku mula -mula
100 '"70
357
pacta pengambilan destilat untuk pencacahan dapat dilakukan pacta setiap volume destilat, tidak perlu sampai volume urin habis.
Tabel 1. Hasil pencacahandestilat urin terkontaminasi H-3 dari berbagai volume pengambilandestilat.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pacta bioassay H-3 dalam urin dengan metoda destilasi reflux ini, pacta destilasi refluks penambahan KMnO4 dan KOH akan merusak senyawa organik, sehingga H-3 yang terikat pacta senyawa organik akan terlepas dan selanjutnya berada dalam senyawa anorganik. Pada destilasi biasa H-3 akan ikut dalam uap air, yang selanjutnya berada di dalam destilat air. Pada destilasi reflux ini, untuk menghindari timbulnya buih ditambahkan larutan I-propanol. Dari Tabel I, basil destilasi 10 ml destilat pertama, kedua dan seterusnya, terlihat basil pencacahan dari cuplikan pacta tiap 10 ml volume destilat tidak menunjukkan perbedaan. Sehingga
Pacta pencacahan, volume destilat yang diambil 7,4 ml dengan volume pengelip cair 12,6 mi. Perbandingan 7,4 ml destilat dan 12,6 ml pengelip cair ini merupakan kondisi optimum penggunaan larutan pengelip cair Ultima Gold LL T dengan efisiensi sebesar 27 %.
Tabel 2. Dala hasil bioassayH-3 dalamurin dengan berbagaiaktivitas kontaminan Aktivitas H-3
Cacahnetto
mula-mula /
Efisiensi
(Cpm)
alai
Cuplikan
iOBq
8,94XO,45 6,75XO,45 9,15XO,46 10,30:1:0,47 38,69XO,71 36,88XO,70 34,90:1:0,68 40,17XO,72 71,87XO,91 79,48XO,95 83,18XO,97 75,41XO,93 133,01:1:1,18 119,71:1:1,15 119,14:1:1,15 123,48:1:1,16 204,27:1:1,47 204,79:1:1,47 210,60:1:1,49 123,48:1:1,16 303,86:1:1,77 291,47:1:1,76 293,92:1:1,75 295,08:1:1,75 0,60 < OM 0,15 < OM 0,49 < OM 0,71 < OM
40Bq
80 Bq
120Bq
200 Bq
280 Bq
Pekerja Pekerja2
(%) 27
27
27
27
27
27
--
Aktivitas H-3 hasil analisis (Bo)
Temuan kembali (%)
7,46:1:0,37 7,30:1:0,37 7,63:1:0,38 8,76:1:0,39 32,27:1:0,59 30,76:1:0,68 29,11:1:0,57 33,50:1:0,60 59,95:1:0,76 66,29:1:0,79 69,38:1:0,81 62,90:1:0,77 110,94:1:0,98 99,85:1:0,96 99,37:1:0,96 102,99:1:0,97 170,38:1:1,23 170,81:1:1,23 175,66:1:1,24 154,68:1:1,17 253,45:1:1,48 243,11:1:1,47 245,16:1:1,46 246,13:1:1,46
74,60:!:3,37 70,30:!:8,94 76,30:!:1,I6 87,60:!:13,47 80,67:t2,74 76,90:f:2,O6 72,77:1:7,32 83,75:1:6,16 74,94:1:7,23 82,86:1:2,57 86,72:1:7,35 78,62:1:2,67 92,45:1:7,40 83,21:1:3,33 82,81:1:3,80 85,83:1:0,29 85,19:1:1,49 85,40:1:1,74 87,83:1:4,63 77,34:1:7,86 90,52:1:2,63 86,82:1:1,56 87,56:1:0,72 87,90:1:0,34
Temuan kembali rerata
(%)
77.20:f:6.39
78,52:1:4,11
80,78:1:4,43
86,O8:t3,86
83.94:t3.95
88,20:1:1,39
--
Keterangan: OM = Oeteksi minimum
Prosldlng
Pertemuan
dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
dan Teknologl
Nukllr
t)per
358
ISSN 0216 -3128
Dari Tabel 2 terlihat basil temuan kembali yang diperoleh dari metoda ini cukup baik antara 77,20 -88,20 % dengan simpangan baku lebih kecil dari pada 10 %, meskipun dari distribusi Gauss dengan tingkat kepercayaan 95 %, deteksi minimum dipilih = 2 0" atau (DM) = 2 0" = 2 (Cpm latar I waktu pencacahan)l/2 melalui dua tahapan destilasi yaitu destilasi reflux clan destilasi biasa. Pada penggunaan metoda ini untuk dua orang pekerja radiasi ekselerator, dari dua kali pengamatan menunjukkan bahwa aktivitas H-3 dalam urin dibawah batas deteksi minimum. Dari Gambar 1, terlihat bahwa hubungan antara aktivitas H-3 basil bioassay dengan aktivitas H-3 kontaminan mula-mula linier, dengan koefisien korelasi r = 0,9994, yang berarti bahwa kedapat ulangan metoda bioassay ini baik, dengan deteksi minimum 0,54 Bq/lOO mI.
Suratman dan Agus Sulistyono
~t) = fraksi H-3 yang tinggal dalamtubuhpacta waktut hari E(I) diperoleh dari basil bioassay H-3 dalarn urin, sedang Y (I) clan ~I) diperoleh dari persamaan sebagaiberikut:
~t) = exp( -
0.693 t) Tb
Tb dipakai 10 hari seperti rata-rata umur paro biologi H-3 oksidadalamtubuh. Y;/) = 0.07 exp( -
0.693 10
hari
Untuk menghitung dosis radiasi interna yang diakibatkan oleh kandungan H-3 dalam tubuh sebesar I~Ci atau 3,7x1O4Bq digunakan persamaan
Dosis(rem) =Qx3.2xlO9xExl.6xlO-6 x~x. 100 m E
=Qx512x-
m
dengan Q = integral waktu dari kontaminasi interna,
8
38
58
10
128
158
188
218 2.
271 310
AktIvltas H-3 mula-mula (Bq)
Gambar 1. Kurva hubungan antara aktivitas H-3
hasi! bioassaydenganaktivitasH-3 mula-mula Dengan metoda bioassay ini maka dapat diketahui laju ekskresi H-3 lewat urin dari dalam tubuh. Dari laju ekskresi H-3 lewat urin ini dapat dihitung kandungan H-3 di dalam tubuh dan dosis radiasi interna. Menurut publikasi ICRP No.10, fraksi radionuklida yang ada di dalam tubuh atau retensi radionuklida di dalam tubuh pada waktu t hari setelah masukan sebesarqo Bq dalam tubuh adalah
qo=
~
dinyatakan dalam ~Ci-hari, dihasilkan dari masukan atau pengendapan I ~Ci. (3,7xI04 Bq) 3.2x109 = jumlah disintegrasi per hari dari I ~Ci 1.6xI0-6 = erg per Mev 100 = erg per gramjaringan per rad E
= absorbsi tenaga efektif per disintegrasi
m
(Mev) = masa organ kritis (gram)
Untuk H-3 yang mempunyai organ kritis jaringan tubuh. masukan I I.1Cidalam tubuh maka : I
Q = Jq(l)dt 0 50 th
exp(-O.693) dt 0
Q = 14J1 Ci -hari
q(I)=R(l)xqo
VII)
Maka dosis radiasi interna pacta seluruh tubuh dari masukan 1 ~Ci atau 3.7x1O4Bq :
dengan: qo = kandunganH-3 dalam tubuh mula-mula (~Ci) ~I) = kecepatan ekskresi (~Ci/hari) Y (I) = fraksi ekskresi pada waktu t hari q(l) = kandungan H-3 dalam tubuh pada waktu t hari
E
D=Qx51.2x- rem m
D=14x512x.
0.01
=1.67xl0-lrem
Prosldlng Pertemuan den Presentasilimiah Penelltlan DasarIlmu Pengetahuanden Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
ISSN 0216.3128
Suratmandon Agus Sulistyono
E = 0,01 Mev m = 4,3x104gram. Untuk serapansebesarqo Bq, maka dosis internapadaorgankritis seluruhtubuhadalah:
D=
E 1.67xlO4 X E(I) (I) Yu (I) 3.7xlO4 Threm=O.45x~rem
dengan:
~t) = kecepatanekskresi lewat urin pada t bari, diperoleb dari basil bioassay urin. Y U(t)= fraksi ekskresi lewat urin
2. "Evaluation of Radiation Doses to Body Tissues from Internal Contaminationdue to OccupationalExposure",ICRP Publication 10, April 1967. 3. JAMES. A, GIBBS, LERROY.J, EVERE'n", DON MOORE,"Sample Preparation for Liquid Scintillation Counting", Packard InstrumentCompany,(1984). 4. "TRI-CARB Liquid Scintillation Analyzer Model 2000 CA OperationManual", Packard InstrumentCompany2200 Warrenville Road, USA Publicationno. 169-3029.
TANYAjAWAB
KESIMPULAN Dari bioassay H-3 dalam urin dengan metoda destilasi reflux diperoleh temuan kembali antara 77,20 -88,20 % dengan simpangan baku lebih kecil daTi pada 10 %. Hubungan antara aktivitas H-3 hasil bioassay dengan aktivitas H-3 mula-mula linier dengan koefisien korelasi r = 0,9994, deteksi minimum 0,54 Bq/l 00 mI. Aktivitas H-3 dalam urin dua pekerja radiasi akselerator di bawah batas deteksi minimum. Tersedia metoda bioassay H-3 dalam urin dengan destilasi refluks.
Terima kasih diucapkan kepada saudari telah
Budi Sulistyo ...Pacta destilasi biasa .kemungkinan acta H-3 yang terbawa oleh oleh uap air. yang akan terlepas keluar tidak mengembun. Apakah H-3 yang terlepas sudah diperhitungkan ? ...Apakah tindak lanjut dari keberhasilan metode ini (bila recovery dianggap cukup baik) di masa mendatang ?
Agus Sulistiono .Sudah diperhitungkan, karena H-3 dalam air berada dalam keadaan homogen, sehingga konsentrasi H-3 yang ada dalam destilat tidak
UCAPAN TERIMA KASIH Agnes Murwanti yang menyelesaikanpenelitian ini.
359
membantu
mengalami perubahan. .Tindak lanjut untuk melakukan analisis jika terjadi kontaminasi internal pada pekerja radiasi.
DAFTARPUSTAKA 1. BATAN, Ketentuan Keselamatan Kerja BATAN Terhadap Radiasi (SK.Dirjen No.O3/160/Dj/89) tahun (1989).
Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-8ATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002
