ABSTRAK KURNIAWAN. Pengukuran Kontaminasi Internal 131I Menggunakan Whole Body Counter Dibimbing oleh : IRMANSYAH dan FADIL NAZIR. Telah dilakukan pembuatan phantom thyroid dengan berbahan dasar resin dengan metode teknik cetak, memiliki dimensi diameter 9,55 cm, tinggi 12,5 cm, dan volume thyroid bagian dalam 13,75 ml. Tujuan pembuatan phantom untuk mempelajari kontaminasi internal 131I dan juga radionuklida lainnya dalam tubuh manusia terutama kelenjar gondok (thyroid). Penelitian ini dilakukan untuk melihat hasil cacahan alat dari Whole Body Counter (WBC) dalam mendeteksi pancaran radiasi terutama sinar gamma. WBC merupakan spektrometri gamma dengan memanfaatkan interaksi antara sinar gamma dan atom-atom pada detektor. Hasil cacahan tersebut digunakan untuk mencari kurva efisiensi. Dengan menggunakan kurva tersebut penilaian kontaminasi dapat ditentukan Didapat kurva bahwa dengan menggunakan persamaan efisiensi “gross” Untuk posisi tepat di bawah detektor didapat : y = 0,0109x + 837,74. Untuk posisi 87 cm : y = 0,0016x + 16,8. Untuk posisi 164 cm: y = 2E-05x - 1,0651.
2
PENGUKURAN KONTAMINASI INTERNAL 131I MENGGUNAKAN WHOLE BODY COUNTER
KURNIAWAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007
i
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 29 April 1983 sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara pasangan H. Dasuki dan Hj. Sumyati. Penulis lulus dari SMU Negeri 2 Bogor pada tahun 2000 dan pada tahun 2001 melanjutkan pendidikan di Departemen Fisika Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama perkuliahan penulis aktif diberbagai organisasi seperti Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) dan Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) komisariat FMIPA. Selain itu penulis juga pernah menjadi asisten Fisika Dasar I, Elektronika Dasar, Elektronika Analog, Elekronika Digital dan Aplikasi Komputer pada kurun waktu 2002-2005. Selama kuliah juga penulis sering menghadiri seminar-seminar diantaranya seminar nasional Biofisika dan Fisika Medis dan juga mengikuti pelatihan-pelatihan komputer seperti Macromedia Flash, Adobe Photoshop dan pelatihan kompetensi Administrator komputer oleh Pemkot Bogor dan mengikuti MGMP oleh Dinas Pendidikan Kota Bogor. Penulis juga pernah menjadi pengajar di SLTP Negeri 16 Bogor.
ii
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena hanya dengan izin dan kehendak-Nyalah penulis dapat menyelesaikan penelitian dan karya tulis ilmiah dengan judul Pengukuran Kontaminasi Internal 131I Menggunakan Whole Body Counter. Penulis menyadari bahwa selesainya penulisan karya ilmiah ini tidak terlepas dari pihak-pihak yang telah banyak membantu. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ayahanda H. Dasuki dan Ibunda Hj. Sumiyati. Terima kasih atas semua do’a dan kasih sayang yang tiada hentinya. Keluarga besar Bapak Usu terima kasih atas do’a dan bantuannya. 2. Bapak Ir. Irmansyah, M.Si dan Bapak dr. Fadil Nazir SpKN selaku dosen Pembimbing yang telah memberikan saran, bimbingan, koreksi dan motivasi selama pengerjaan tugas akhir ini. 3. Ibu dr Maria Evalisa SpKN sebagai KaSub Yankes tempat penelitian ini berlangsung, Bapak Drs Gatot Wurdiyanto MSc selaku KaSub Standardisasi yang mengijinkan peminjaman sumber, Bapak Drs Sugiana dan Ibu Kristin, Bapak Drs Hermawan Chandra dan juga seluruh staf di Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi BATAN Pasar Jum’at. Jakarta terima kasih atas kerja samanya. 4. Ibu Yessi M.Si sebagai penguji skripsi dan seluruh staf pengajar Departemen Fisika IPB 5. GerET, Ai, Coe, My Secret within! 6. Pam2, Erus, Sigit, Hasan, Richie, Yayat, Iman, Ma2n, Acho, TB, Agus, Doddy, Eko, Jani, Arief Friend Forever Bro! Ayank, Die, Esti, Phi, Ade, Piah, Enda, Poe, Wi2t, Ka!, Supri Thanks for the life experiences 7. Seluruh anak Mafia 35, Mafia 36, Mafia 37, dan juga Adikku semua. 8. Pak Toni, Pak Maul, Pak Firman, Kang Asep, Pak Yaya, Bu Grace, Pak Mus Bu Dini, Bu Eli dan Mas Jun, terimakasih. 9. Hese, Ote, Nie, Risma, Ade H, Thankyou For the lessons of life. 10. Dan semoga semua pihak yang telah membantu penulis selama ini baik langsung atau tak langsung diberikan imbalan yang setimpal oleh Allah SWT. Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada tulisan ini, oleh karenanya penulis sangat berharap penelitian di bidang ini dilanjutkan. Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini dapat menjadi sumbangsih bagi ilmu pengetahuan. Bogor, April 2007
KURNIAWAN
iii
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL..........................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR.....................................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................
vii
PENDAHULUAN Latar Belakang.................................................................................
1
Tujuan Penelitian..............................................................................
1
Manfaat Penelitian............................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA Radiasi non-Pengion dan Radiasi Pengion....................................
1
Dasar-dasar Proteksi Radiasi..........................................................
2
Efek Stokastik...................................................................................
2
Efek Deterministik...........................................................................
2
Iodium Radioaktif............................................................................
2
Aktivitas............................................................................................
3
Analisis Kuantitatif..........................................................................
3
Kelenjar Gondok (Thyroid)..............................................................
3
Resin Polyester..................................................................................
4
Whole Body Counter.........................................................................
4
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian.........................................................
4
Bahan dan Alat.................................................................................
4
Pengambilan data..............................................................................
5
Pembuatan phantom..........................................................................
5
Karakterisasi Fisik Phantom...........................................................
5
Persiapan Sampel dan Alat..............................................................
5
Kalibrasi Alat....................................................................................
5
Akusisi dan Pengolahan Data.........................................................
6
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Pembuatan Phantom Thyroid.............................................
6
2. Karakterisasi Fisik Phantom Thyroid.........................................
7
iv
3. Pengukuran Nilai Aktivitas 131I...................................................
7
4. Pengukuran Nilai cps...................................................................
7
5. Pengaruh Jarak Terhadap Cacahan...........................................
7
6. Kalibrasi Whole Body Counter.....................................................
8
7. Analisis kuantitatif.......................................................................
9
Kesimpulan dan saran Kesimpulan........................................................................................
9
Saran..................................................................................................
9
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
10
LAMPIRAN..................................................................................................
11
0
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Persentase penurunan nilai cps di B dan C relatif terhadap nilai cps di A................................................................................ Tabel 2. Data hasil kalibrasi WBC.............................................................
7 9
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Kelenjar gondok manusia.............................................................
3
Gambar 2. Skema alat WBC...........................................................................
4
Gambar 3. Phantom berbentuk leher..............................................................
5
Gambar 4. Rencana peletakkan sumber pada WBC........................................
5
Gambar 5. Ilustrasi pendeteksian sinar γ yang dapat dideteksi......................
6
Gambar 6. Phantom thyroid yang terbuat dari resin......................................
6
Gambar 7. Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari)....................................................................................
7
Gambar 8. Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari) untuk posisi B, antara pengukuran dan perhitungan
8
Gambar 9. Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari) untuk posisi C, antara pengukuran dan perhitungan
8
Gambar 10. Kurva efisiensi untuk berbagai jarak..........................................
9
1
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Tahapan penelitian......................................................................
12
Lampiran 2 Daya ionisasi, daya tembus radiasi, dan shielding....................
13
Lampiran 3 Perbandingan sifat-sifat beberapa resin......................................
14
Lampiran 4 Skema alat dan gambar WBC.....................................................
15
Lampiran 5 Data Hasil cacahan WBC………………………………………
16
Lampiran 6 Radionuclide Safety Data Sheet
131
I……………......................
17
Lampiran 7 Radionuclide Safety Data Sheet Co……………....................
18
Lampiran 8 Radionuclide Safety Data Sheet 137Cs……………....................
19
Lampiran 9 Radionuclide Safety Data Sheet 133Ba…………......................
20
Lampiran 10 Kurva efisiensi untuk berbagai jarak.........................…………
21
Lampiran 11 Dampak paparan radiasi pada kesehatan……………………..
22
60
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Kesehatan merupakan anugerah yang tak ternilai bagi manusia. Seluruh organ tubuh yang ada di luar maupun di dalam bersinergi untuk menjalankan fungsinya masing-masing, sehingga dapat beraktivitas dengan baik. Sepanjang hidup seorang manusia, seluruh komponen mulai dari sel- sel sampai dengan organ- organ di dalam tubuh akan mengalami berbagai macam proses baik secara fisiologi (alamiah) maupun patologi (berbagai gangguan) antara lain; terjadinya proses regenerasi maupun kematian pada tingkat seluler yang berbeda-beda termasuk proses mutasi yang diakibatkan oleh berbagai kontaminan (bahan cemaran). Sesuatu dikatakan terkontaminasi jika terdapat material yang tidak diinginkan pada tempat yang tidak seharusnya baik di luar (eksternal) maupun di dalam (internal) tubuh seseorang. Kontaminasi eksternal ini biasanya lebih mudah ditangani untuk menghilangkan atau meminimalkan dengan berbagai cara yaitu menggunakan air, sabun, radiax wash pada rambut atau kulit. Sedangkan kontaminasi internal terjadi di dalam tubuh. Sehingga, lebih sulit untuk ditangani jika sudah masuk dalam sistem metabolisme. Kontaminasi internal sendiri didefinisikan sebagai kontaminasi yang disebabkan oleh sumber-sumber radioaktif (partikel alpha, beta maupun sinar gamma, X dan neutron). Masuk dan terikat oleh organ-organ tertentu di dalam tubuh. Masuknya radionuklida ke dalam tubuh dapat melalui saluran pernapasan (inhalasi) saluran pencernaan (ingesti) dan luka terbuka di kulit. Terdapat empat tahapan selama berlangsungnya kontaminasi internal yaitu (1) masuk tubuh melalui jalan masuk, (2) mengikuti aliran darah atau cairan getah bening, (3) distribusi ke dalam tubuh dan terakumulasi pada organ sasaran dan mengalami proses metabolisme, (4) eksresi melalui urin, feses, dan keringat. Tempat terakumulasi radionuklida pada organ dalam tubuh, ditentukan oleh jenis radionuklida sebagai kontaminan dan bentuk antar susunan kimianya. Serta kandungan pada organ dalam yang sesuai dengan unsur atom dari radionuklida .
Tujuan Penelitian Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengukur kontaminasi internal 131I dengan phantom thyroid menggunakan whole body counter. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah: 1. Membuat phantom thyroid dan mengkarakterisasi. 2. Menentukan nilai efisiensi mutlak Whole Body Counter dengan menggunakan phantom buatan sendiri (yang sudah dibuat).
Manfaat penelitian Mengetahui cara kerja perangkat whole body counter (WBC)) pada pengukuran kontaminan iodium pada berbagai jarak dari detektor. Dapat mengetahui jarak pancaran radioiodium sehingga dapat mengurangi resiko kontaminasi eksternal pada pekerja radiasi dan juga masyarakat. Manfaat terpenting bagi pekerja radiasi adalah dapat memperkirakan jarak aman bila kontak dengan orang-orang yang diduga terpapar radioiodium, termasuk pasien yang diterapi menggunakan 131I, berdasarkan nilai referensi mutlak yang dihasilkan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan referensi untuk pengukuran kontaminasi internal dengan menggunakan phantom thyroid dan WBC.
TINJAUAN PUSTAKA Radiasi non-Pengion dan Radiasi Pengion Radiasi non-pengion didefinisikan sebagai jenis radiasi yang cukup energi untuk menggerakkan atom di dalam molekul namun tidak sampai mengurangi elektron. Contoh radiasi jenis ini adalah gelombang suara, cahaya tampak, dan gelombang mikro. Radiasi pengion didefinisikan sebagai radiasi yang dapat melepaskan ikatan kuat elektron dari atom sehingga menghasilkan ion.
2
Dasar-Dasar Proteksi Radiasi Tiga konsep dasar proteksi radiasi yang dapat diterapkan pada semua jenis radiasi pengion yaitu: waktu (time), jarak (distance), dan penahan (shielding). Waktu adalah jumlah paparan radiasi akan bertambah dan berkurang seiring dengan waktu yang dihabiskan dengan sumber. Secara umum semakin lama seseorang dekat dengan sumber, maka semakin banyak paparan yang diterimanya. Sinar gamma dan sinar-x yang menjadi perhatian utama untuk paparan eksternal. Jarak, semakin jauh seseorang dengan sumber, maka semakin sedikit paparan yang diterima. Jarak yang dikatakan aman itu bergantung pada energi dan dosis (aktivitas) dari sumber radiasi tersebut. Shielding adalah penahan yang di tempatkan pada sumber atau pekerja. Yaitu bahan yang dapat menyerap radiasi dan bergantung pada ketebalan serta jenis bahan penahan yang digunakan. Shielding disesuaikan dengan sumber radiasi memancarkan partikel atau sinar tertentu berdasarkan besarnya energi. Hubungan antara jenis radiasi, daya ionisasi, daya tembus dan Shielding dapat dilihat pada lampiran 2. Efek Stokastik Kemungkinan terjadinya efek stokastik memenuhi hubungan probabilistik antara dosis dengan efek. Apabila dosis yang diterima oleh kelompok populasi dalam waktu tertentu makin tinggi, maka frekuensi terjadinya efek stokastik tertentu ternyata juga semakin besar. Empat ciri khas dari efek stokastik ini, yaitu: tidak mengenal dosis ambang, timbulnya efek setelah melalui masa tunda yang lama, keparahannya tidak bergantung pada dosis radiasi yang diterima seseorang, dan tidak ada penyembuhan spontan. Frekuensi kebolehjadian timbulnya efek stokastik dapat dikurangi dengan cara menurunkan penerimaan dosis, tetapi efek stokastik tidak dapat dihindari sepenuhnya karena diasumsikan efek ini dapat terjadi pada setiap nilai dosis radiasi sekalipun sangat rendah. Berdasarkan penelitian, radiasi pengion dapat memutuskan rantai molekul deoksi ribonukleat acid (DNA) dalam kromosom inti sel. Kerusakan inti sel ini dapat memberi peluang terjadinya mutasi sel. Mutasi itu akan menimbulkan perubahan sifat ataupun gangguan fungsi sel anak yang
diwariskan dari sel induknya yang dikenal sebagai kelainan bawaan (congenital effect). Efek Deterministik Efek Deterministik (deterministic effect) berkaitan dengan paparan radiasi dosis tinggi yang kemunculannya dapat langsung dilihat atau dirasakan oleh individu yang terkena radiasi. Efek yang pasti muncul apabila jaringan tubuh manusia terkena paparan radiasi pengion dengan dosis tertentu. Ciri-ciri efek deterministik: menimbulkan efek somatik, mempunyai dosis ambang, umumnya timbul beberapa saat setelah penerimaan dosis radiasi. Dapat dilakukan penyembuhan spontan namun bergantung dari tingkat keparahannya. Keparahan bergantung dengan dosis yang diterima. Iodium Radioaktif Pada proses radiasi oleh suatu unsur radioaktif dapat dipancarkan partikel α (inti Helium), partikel β (elektron baik positif atau positron, maupun negatif) dan sinar γ (gelombang elektromagnetik yang sejenis hampir sama dengan sinar- X). Pada umumnya partikel dan sinar tersebut dapat menimbulkan kerusakan sel hidup, karena terjadinya perubahan molekul di dalam sel oleh sinar berenergi tinggi (khususnya radiasi pengion). Dalam jaringan yang dilewati radiasi pengion terjadi ionisasi, elektron dilepaskan oleh molekul yang terkena radiasi sehingga terbentuk ion positif dan partikel ion negatif. Pada partikel α dan β mempunyai daya tembus kecil, ionisasi terjadi pada daerah yang terbatas dan ion yang terbentuk di daerah itu banyak sekali. Sehingga efek yang ditimbulkan lebih hebat dibandingkan dengan sinar gamma sehingga dapat dimanfaatkan untuk terapi terutama untuk partikel β. Sinar γ bersifat sebaliknya daya tembusnya besar sekali, ionisasi terjadi pada daerah yang luas meskipun jumlah ion yang terbentuk setempat hanya sedikit sehingga lebih banyak digunakan untuk penunjang diagnostik. 127I merupakan iodium yang terdapat di alam dalam kondisi stabil. 131I memancarkan partikel β dan sinar γ. Daya tembus partikel β maksimal hanya 2 mm (dapat dihambat dengan karet maupun kayu) tetapi kira-kira 90% destruksi sel setempat disebabkan oleh partikel β. Sinar γ yang daya tembusnya besar hanya menyebabkan kira-kira 10% dari efek terapi yang timbul oleh 131I. Bahaya iodium yaitu diperkirakan dapat menimbulkan kanker,
3
terutama kanker kelenjar gondok pada dosis tertentu. Namun pada sisi lain dapat digunakan sebagai terapi radiasi internal pada kasus kanker Thyroid berdiferensiasi baik. Tabel properti iodium dapat dilihat pada lampiran 6. Aktivitas Aktivitas suatu radionuklida pada saat t adalah cacah disintegrasi persatuan waktu yang terjadi pada saat t tersebut. Aktivitas pada saat t biasanya dilambangkan dengan At yang merupakan laju peluruhan radioaktif dNt/dt. At = λNt (1) Dengan cara yang sama untuk menurunkan persamaan di atas dimana dNt/dt = - λNt maka persamaan di atas menjadi At = A0 e-λt (2) Dimana A0 adalah aktivitas pada saat t = 0 apabila harga λ disubtitusi menggunakan T1/2 = ln 2/λ = 0.693/λ maka: At = A0 e-0.693 t / T1/2 (3) Karena aktivitas adalah bilangan integrasi per unit waktu, dimensinya adalah t-1. Satuan baru yang sesuai dengan sistem SI adalah Bequerel. 1 Bequerel = 1 disintegrasi per detik, dengan dimensi t-1. Satuan lama adalah Currie: 1 Ci = 3.7 x 1010 s-1. Satuan Currie diturunkan dari pengukuran aktivitas dari sampel 226Ra, jadi nilai fluktuasi dari Currie sebagai kemurnian unsur telah terbukti. Beberapa dekade yang lalu satuan Currie ditemukan sebagai disintegrasi dengan besar 3.7 x 1010 s-1 . Analisis Kuantitatif Dalam spektrometri γ, analisis kuantitatif dapat ditentukan secara langsung dan tak langsung. Analisis kuantitatif secara langsung dilakukan dengan menggunakan kurva kalibrasi efisiensi. Analisis tak langsung dilakukan dengan jalan membandingkan aktivitas nisbi dengan zat standard. Biasanya analisis tidak langsung digunakan dalam analisis cuplikan lingkungan, biologi kedokteran dan lain-lain yang menggunakan teknik analisis pengaktifan neutron.
ε ( gross) =
laju _ cacah(cps) A(dps )
Ket : ε(gross) = Efisiensi laju_cacah = cacahan per sekon(cps) A = Aktivitas mutlak (disintegrasi per sekon(dps atau Bq) Harga aktivitas mutlak ini dapat diubah menjadi besaran berat dengan menggunakan persamaan (1) :
N=
AT 0.693
(5)
T = waktu paro N = jumlah atom radionuklida Untuk mendapatkan besaran berat dapat dipakai persamaan :
W=
N × BA 6,02 × 10 23
(6)
BA = Berat Atom Kelenjar Gondok (Thyroid) Kelenjar gondok secara anatomi berbentuk seperti kupu- kupu yang letaknya persis di bawah laring dan di atas sternal notch. Bentuk yang kecil ini mempunyai fungsi yang cukup banyak untuk pertumbuhan terutama sejak bayi lahir sampai masa kanakkanak. Fungsi kelenjar gondok adalah melakukan metabolisme iodium yang ada dalam makanan maupun minuman yang masuk ke dalam tubuh kemudian akan diubah menjadi hormon-hormon seperti: triiodotironin (T3) yang umumnya berada pada kelenjar gondok dan tiroksin (T4) yang banyak beredar pada aliran darah dengan perbandingan 80% T4 dan 20% T3. Kelenjar gondok merupakan satu-satunya organ tubuh yang mengolah iodium yang masuk kebadan. Kelenjar gondok ini terdiri atas sel folikel yang akan menghasilkan hormon thyroid yang akan berikatan dengan tiroglobulin. Hormon ini akan dialirkan ke dalam darah yang salah satunya untuk metabolisme karbohidrat, hasilnya digunakan untuk tumbuh kembang dan lain sebagainya.
(4) Gambar 1 Kelenjar gondok manusia
4
Resin Polyester Resin polyester termasuk dalam resin termoset. Pada polimer termoset, resin cair diubah menjadi padatan yang keras, yang terbentuk oleh pembentukan ikatan silang kimiawi yang membentuk rantai polimer yang sangat kuat ikatannya. Resin termoset tidak mencair karena pemanasan. Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumya, bahan resin ini dapat tahan panas hingga 110 0C. Hal ini penting jika energi radionuklida yang digunakan cukup besar, namun kelemahan dari resin ini yaitu mudah pecah sehingga harus hati-hati agar tidak jatuh pada tempat yang keras. Pada lampiran 3 dapat dilihat sifat-sifat mekanis dan termalnya dibandingkan dengan resin epoksi dan polypropylene. Resin polyester yang digunakan disini, untuk membentuk phantom kelenjar gondok yang akan digunakan sebagai bahan utama untuk penempatan sumber radioiodium dan sebagai model kelenjar gondok yang terkontaminasi dengan iodium. Whole Body Counter (WBC) Whole Body Counter adalah piranti yang digunakan untuk mengidentifikasi dan mengukur bahan radioaktif dalam tubuh manusia dan hewan. Prinsip dasar kerja alat adalah spektrometri gamma yaitu mengukur intensitas sinar gamma dalam satuan cacahan. Dengan bentuk keluaran adalah grafik dengan puncak (peak) energi yang sesuai dengan jenis radioaktivitas sebagai kontaminannya. Sebuah gamma spektrometer pada umumnya terdiri atas: detektor, amplifier, multichannel analyzer (MCA) dan komputer Gambar 2 dan lampiran 4. Detektor yang digunakan oleh WBC adalah detektor sintilator. Detektor jenis ini bekerja dengan mengubah energi radiasi menjadi sinyal listrik. Detektor yang digunakan pada WBC adalah detektor sintilator NaI(Tl) keuntungan penggunaan detektor ini adalah efisiensi deteksi yang bagus. Kerugian detektor ini adalah daya pisah yang kurang bagus untuk memisahkan dua puncak yang berdekatan. Sedangkan detektor jenis lain yang juga dapat digunakan adalah detektor germanium. Detektor jenis ini memiliki keuntungan yaitu daya pisah yang bagus, kerugiannya adalah harus dioperasikan pada suhu yang sangat rendah. Deteksi yang dilakukan WBC adalah tangkapan γ karena untuk radiasi yang lain terhalang oleh
phantom. Interaksi gamma dengan materi yaitu: efek fotolistrik, efek compton, dan produksi pasangan (pair production). Energi yang dominan pada rentang energi 100-4000 keV adalah efek compton di bawah 100 keV efek fotolistrik dan diatas 5000 keV adalah produksi pasangan. A B C
E
D
F
Gambar 2 Skema alat WBC Keterangan : A. detektor NaI(Tl) B. sumber tegangan tinggi C. penguat awal D. penguat E. penganalisis salur ganda atau MCA F. Counter atau Timer
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan bekerjasama antara Departemen Fisika IPB dengan Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi BATAN Pasar Jum’at. Jakarta. Untuk menganalisis pengukuran kontaminasi internal pada kelenjar gondok. Waktu penelitian dimulai pada bulan April dan berakhir pada bulan Oktober 2006. Bahan dan Alat Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah perangkat Whole Body Counter buatan Canberra model 2260, yang terdiri atas tempat tidur (dapat digerakan secara otomatis) untuk menaruh sampel, detektor, komputer proses, program Canberra, program akuisisi, meteran, penggaris sudut. Bahan yang penelitian ini adalah
digunakan dalam Phantom berbentuk
5
seperti leher manusia dengan model kelenjar gondok didalamnya, sarung tangan karet, 131I , jarum suntik, NaCl 0,9%, kertas gulung sedangkan untuk proteksi Survey meter (GM= Gaiger Muller), Dose calibrator, Film Badge, Apron. Metode Pengambilan data Metode yang digunakan adalah metode kuantitatif. Pengambilan data sampel dari iodium yang telah dicampur NaCl 0,9% dengan alat whole body counter dengan detektor scintilasi NaI(Tl). Detektor jenis ini amat peka terhadap radiasi sinar gamma yang berinteraksi dengan detektor melalui efek fotolistrik, hamburan compton, dan produksi pasangan. Pengukuran dilakukan dengan variabel-variabel waktu dan jarak pengukuran. Percobaan dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan untuk setiap variabel. Hasil dari ketiga percobaan tersebut kemudian direratakan untuk dilihat trendline antara aktivitas dan hari untuk menilai peluruhan, aktivitas dengan jarak tertentu pada perkali pengukuran. Pembuatan Phantom Resin dapat dibeli di toko kimia, resin yang digunakan yang bening sehingga dapat mempermudah kita untuk melihat jika ada kebocoran pada sambungan. Resin disiapkan dengan cara mencampurkannya dengan katalis agar dapat mengeras, aduk hingga merata. Pengadukkan dilakukan dengan hati-hati sehingga tidak terjadi gelembung pada campuran tersebut. Setelah tercampur secara merata lalu dimasukkan dalam cetakan yang berbentuk leher, tunggu hingga mengeras.
Karakterisasi Fisik Phantom Phantom yang dibuat menyerupai leher manusia dengan bahan dasar resin dimana terdapat rongga menyerupai kelenjar gondok ditengahnya (Gambar 3). Rongga tersebut tidak boleh ada kebocoran pada sambungannya karena akan mengakibatkan terjadinya kebocoran radiasi yang melewati sambungannya. Sehingga, akan menyebarkan kontaminan pada daerah penghitungan maupun ruang WBC. Untuk memeriksa ada kebocoran atau tidak, dilakukan pemeriksaan dengan cara memasukkan cairan berwarna ke dalam rongga tersebut selama 4 hari apakah ada kebocoran atau tidak. Persiapan Sampel dan Alat 131 I yang akan dicacah didapat dalam bentuk cairan yang diletakkan dalam tabung timah hitam (Pb). Sampel 131I sebelum dimasukkan ke dalam Phantom dilakukan pengenceran dengan NaCl 0,9% yang diletakkan ke dalam wadah vial. Setelah di encerkan ambil dan masukan ke dalam jarum suntik dan dihitung aktivitasnya menggunakan detektor sumur (dose calibrator). Sampel yang sudah diencerkan lalu dimasukkan ke dalam phantom. Jumlah yang dimasukkan dalam phantom tidak boleh melebihi kapasitas ruang di dalam phantom agar tidak tercecer. WBC dipersiapkan dengan menghidupkan sumber tegangan tinggi, kontroler tenaga, komputer dan terakhir jalankan program pencacah ABACOS-PLUS setelah semua dilakukan maka WBC siap digunakan.
Detektor A
A (34 cm)
B
C
B (87 cm)
C (164 cm)
Gambar 4 Rencana peletakkan sumber pada WBC Peletakkan sumber pada posisi A, B, dan C tidak sekaligus melainkan secara bergantian seperti pada Gambar 4. Gambar 3 Phantom berbentuk leher
Kalibrasi Alat Kalibrasi yang dilakukan ada dua jenis yaitu: kalibrasi tenaga dan kalibrasi efisiensi.
6
Kalibrasi tenaga yaitu mencocokkan tenaga hasil cacahan alat dengan tenaga dari sumber yang sudah diketahui energi peluruhannya. Sumber yang digunakan adalah 60Co dan 137 Cs. Analisis kuantitatif dalam spektrometri γ membutuhkan kalibrasi efisiensi. Sedangkan untuk kalibrasi efisiensi menggunakan 131I. Suatu sumber pemancar γ selalu memancarkan sinarnya ke segala arah (4π). Cuplikan dalam pengukuran secara spektrometri γ diukur pada jarak tertentu terhadap detektor, sehingga sebenarnya hanya sebagian saja dari sinar γ yang dipancarkan oleh cuplikan dapat dideteksi (Gambar 5). Dalam deteksi radiasi dikenal istilah aktivitas nisbi dan aktivitas mutlak. Aktvitas nisbi adalah jumlah pulsa persatuan waktu yang diberikan oleh alat cacah pada suatu kondisi pengukuran tertentu. Aktivitas nisbi dinyatakan dengan cacahan per sekon (cps) atau cacahan per menit (cpm). Aktivitas mutlak suatu sumber radioaktif adalah harga aktivitas sesungguhnya pada suatu waktu tertentu sehingga tidak bergantung pada kondisi pengukuran atau apa saja. Aktivitas mutlak dinyatakan dalam Bequerel (Bq) atau disintegrasi per sekon (dps) atau disintegrasi per menit (dpm). Untuk pencacahan tanpa membedakan tenaga satu dengan yang lain atau biasa disebut pencacahan ”gross”, maka harga efisiensi semata-mata merupakan perbandingan aktivitas nisbi dengan aktivitas mutlak
Sumber pemancar γ
h
cacahan total alat dibagi dengan lama pencacahan. Pengolahan data dilakukan untuk melihat trendline antara aktivitas dengan hari dan juga aktivitas dan cacahan. Trendline yang didapat adalah berupa slope a dan b yang dihitung dengan persamaan :
Y = aX + b
(7)
X Y ∑ X Y − ∑ n∑ a= ( X) ∑X − ∑ i
i
i i
2
2 i
b=
∑Y
i
n
−a
(8)
i
n
∑X
i
n
(9)
Ket: Y = cacahan alat (cps) X = Aktivitas (dps atau Bq) HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Pembuatan Phantom Thyroid Setelah dilakukan pembuatan phantom thyroid menggunakan resin didapat bahwa pembuatannya cukup mudah untuk dilakukan. Namun demikian, diperlukan ketelitian dalam pencampuran dan pengadukkan. Phantom yang berhasil dibuat memiliki dimensi diameter 9,55 cm, tinggi 12,5 cm, dan volume thyroid bagian dalam 13,75 ml. Ukuran penampang kelenjar gondok sesuai dengan anatomi aslinya.
θ
Detektor
Gambar 5 Ilustrasi pendeteksian sinar γ yang dapat dideteksi. Akuisisi dan Pengolahan Data Data yang diambil dari hasil pencacahan WBC berupa cacahan bersih atau cacahan per sekon (cps) yaitu banyaknya
Gambar 6 Phantom Thyroid yang terbuat dari resin.
7
2. Karakterisasi Fisik Phantom Thyroid
3. Pengukuran Nilai Aktivitas
131
I
Pada awalnya, dilakukan pengukuran aktivitas 131I yang akan dimasukkan ke dalam phantom untuk diteliti. Bahan 131I yang digunakan, didapat dari 2590 kBq 131I yang diletakkan di dalam wadah vial. Dari wadah tersebut, bahan diambil sebagian untuk dimasukkan ke dalam phantom. Bagian yang tersisa digunakan sebagai referensi nilai aktivitas, yang diukur menggunakan dose calibrator. Nilai aktivitas sisa yang terukur di dose calibrator pada hari kedua adalah 684,5 kBq. Dengan memperhitungkan faktor peluruhan, dapat dihitung nilai aktivitas pada hari pertama sebesar 746,2789 kBq. Sehingga, bisa disimpulkan aktivitas 131I pada hari pertama yang berada di dalam phantom adalah (2590 – 746,2789) kBq = 1843,72 kBq. Pada hari kedua, bahan sudah mengalami peluruhan sehingga aktivitasnya menjadi 1691,27 kBq. Pengukuran cacahan mulai dilakukan pada hari kedua. Hari kedua ini merupakan hari ke nol pengukuran, dan nilai aktivitas pada hari ini adalah nilai aktivitas nol (A0) untuk perhitungan selanjutnya. Hasil pengukuran dan perhitungan aktivitas selengkapnya bisa dilihat pada Lampiran 5. 4. Pengukuran Nilai cps Pengukuran nilai cps menggunakan alat WBC. Hasil pengukuran seperti pada lampiran 5. Dari hasil tersebut, dapat diamati bahwa nilai cps menurun dengan bertambahnya hari (Gambar 7). Jika dibuat kurva hubungan antara cps terhadap waktu (hari), diperoleh bentuk penurunan cps secara eksponensial. Hal ini dikarenakan cps berbanding lurus dengan aktivitas (nilai aktivitas menurun secara eksponensial terhadap waktu).
18000 cp s (cacah an p er seko n )
Karakterisasi fisik yang dilakukan adalah pengujian kebocoran phantom dari bahan radionuklida. Hasil yang didapat menunjukkan tidak adanya celah yang memungkinkan terjadinya kebocoran cairan berwarna yang di masukkan dalam Phantom. Dapat disimpulkan bahwa, pada phantom dianggap tidak terjadi kebocoran dari radionuklida.
20000 16000 14000 12000
Posisi A
10000
Posisi B
8000
Posisi C
6000 4000 2000 0 0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
waktu (hari)
Gambar 7 Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari).
5. Pengaruh Jarak terhadap Cacahan Pengukuran cps dilakukan pada 3 posisi yang berbeda seperti diperlihatkan oleh Gambar 4. Hasil pengukuran ditampilkan di lampiran 5. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa nilai cps di posisi B lebih kecil dibandingkan dengan posisi A pada waktu pengukuran yang sama. Demikian juga untuk posisi C, nilai cps lebih kecil dibandingkan dengan nilai pada posisi B maupun A (pada waktu pengukuran yang sama). Jika dihitung penurunan nilai cps pada posisi B dan C relatif terhadap posisi A, akan didapatkan persentase penurunan nilai cps seperti Tabel 1 di bawah. Tabel 1 Persentase penurunan nilai cps di B dan C relatif terhadap nilai cps di A.
Hari ke
0 3 7 10 14 17 21 24 28 31 38 42 45 Persen ratarata
(cps A – cpsB) cpsA Penurunan cps di B relatif terhadap cps di A
(cps A – cpsC) cpsA Penurunan cps di C relatif terhadap cps di A
84,89% 87,20% 87,48% 87,98% 88,80% 88,71% 88,43% 89,28% 88,41% 89,21% 89,16% 89,27% 89,82%
99,77% 99,83% 99,88% 99,85% 99,83% 99,86% 99,85% 99,89% 99,88% 99,87% 99,97% 99,95% 100,00%
88,36%
99,88%
8
Penentuan titik A sebagai referensi diambil karena pada jarak tersebut kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh alat lebih kecil. Dari data tersebut diperoleh bahwa pada perpindahan jarak dari 34 cm ke 87 cm, terjadi kehilangan cacahan rata-rata sebesar 88,36%. Sedangkan untuk perpindahan dari 34 cm ke 164 cm terjadi kehilangan cacahan rata-rata sebesar 99,88%. Hal ini dikarenakan pengaruh jarak terhadap cacahan mengikuti kaidah yang ada, yaitu menggunakan inverse square law : 2
(10)
Keterangan : A = nilai aktivitas (Bq) d = jarak cuplikan terhadap detektor pada posisi sejajar (cm). Karena nilai dengan cps, maka :
aktivitas
⎛d ⎞ cps2 = cps1 ⎜⎜ 1 ⎟⎟ ⎝ d2 ⎠
sebanding
(11)
cacahan per sekon (cps)
Pengukuran Perhitungan Expon. (Perhitungan) Expon. (Pengukuran)
3000.00 2500.00 2000.00
-0.0788 t
cps(t) = 3100.4e
1500.00
cps(t) = 2668.8e
1000.00
-0.0846 t
500.00 0.00 0
10
20
30
40
900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00
Perngukuran Perhitungan
0
10
20 30 waktu (hari)
40
50
Gambar 9 Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari) untuk posisi C, antara pengukuran dan perhitungan.
2
Perhitungan pengaruh jarak terhadap nilai cps dilakukan pada posisi B dan C, dengan nilai cps pada posisi A sebagai nilai perbandingan awal. Hasil perhitungan menurut inverse square law ditampilkan pada lampiran 5. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa jarak mempengaruhi hasil cacahan. Hasil yang diperoleh pada posisi B, atau 87 cm dari detektor, tidak berbeda jauh antara teori dengan kenyataan. Jika dibuat kurva hubungan antara jumlah cacahan per sekon terhadap waktu untuk posisi B dari hasil pengukuran dan perhitungan, didapat kurva seperti Gambar 8. 3500.00
Pengukuran untuk posisi C, perbedaan antara teori dan kenyataan di lapangan jauh berbeda. Jika dibuat kurva hubungan antara jumlah cacahan per sekon terhadap waktu untuk posisi C dari hasil pengukuran dan perhitungan, didapat kurva seperti gambar 9. cacahan per sekon (cps)
⎛d ⎞ A2 = A1 ⎜⎜ 1 ⎟⎟ ⎝ d2 ⎠
Dari Gambar 8 diatas diperoleh untuk pengukuran, cps berkurang dengan secara eksponensial menurut persamaan : cps(t) = 3100.4e-0.0788 t Sedangkan untuk perhitungan, cps berkurang secara eksponensial menurut persamaan : cps(t) = 2668.8e-0.0846 t
50
waktu (hari)
Gambar 8 Kurva hubungan antara cacahan per sekon (cps) terhadap waktu (hari) untuk posisi B, antara pengukuran dan perhitungan.
Gambar 9 menunjukkan bahwa untuk pencacahan pada jarak 164 cm dari detektor kurang optimal. Hal ini tidak sesuai dengan spesifikasi alat dikatakan mampu mencacah dari posisi kepala hingga kaki yang jaraknya + 167 cm dari detektor. Pada posisi tersebut perhitungan pengaruh jarak terhadap hasil cacah alat tidak dapat dilakukan dengan persamaan (11). 6. Kalibrasi Whole Body Counter Kalibrasi yang dilakukan adalah kalibrasi tenaga dengan menggunakan sumber standard, yaitu 60Co dan 137Cs. Sedangkan untuk kalibrasi efisiensi menggunakan 131I dalam phantom. Hasil cacahan dengan menggunakan phantom didapat kurva kalibrasi efisiensi Untuk posisi A didapat : y = 0,0109x + 837,74 Untuk posisi B y = 0,0016x + 16,8 Untuk posisi C y = 2E-05x - 1,0651 dimana: y = cacahan alat (cps) x = Aktivitas (dps atau Bq)
9
Gambar 10 menunjukkan bahwa efisiensi berkurang dengan bertambahnya jarak pengukuran. 20000 cps (cacahan per sekon)
18000 16000 14000 12000
Posisi A
10000
Posisi B
8000
Posisi C
6000 4000 2000 0 0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
dps (dalam 10^6 Bq)
Gambar 10 Kurva efisiensi untuk berbagai jarak. Kalibrasi WBC menggunakan dua buah sumber yang berbeda, data yang didapat cukup akurat seperti nampak pada Tabel 2. Sebagai pembanding tenaga untuk iodium dikisaran 300 keV, dilakukan pula pengukuran tenaga untuk 133Ba yang mempunyai tenaga 356 keV. Tabel 2 Data hasil kalibrasi WBC Tenaga (keV) Sumber WBC Literatur 60 Co 11732,2 1173,2 1332,5 1332,5 137 Cs 661,6 662 133 Ba 356 356
7. Analisis kuantitatif Setelah diperoleh kurva kalibrasi tenaga dan kurva kalibrasi efisiensi yang betul-betul teruji dan dapat dipercaya, maka pengukuran cuplikan dapat dilakukan dengan menggunakan kondisi kerja yang tepat sama dengan kondisi kalibrasi. Analisis yang digunakan analisis kuantitatif langsung yaitu menggunakan persamaan (4). Secara teori, efisiensi deteksi suatu pengukuran ditentukan oleh faktor-faktor antara lain : jarak sumber dengan detektor, bentuk sumber radioaktif cuplikan, volume detektor, dan daya pisah peralatan elektronik. Jika semua faktor tersebut pada penelitian kali ini sama kecuali jarak, maka harga efisiensi yang dapat disebut juga efisiensi mutlak bergantung pada jarak antara sumber dengan detektor saja.
Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Pembuatan phantom thyroid dengan teknik cetak yang berbahan dasar resin polyester amat mudah dan murah untuk dibuat. Hal ini memudahkan bagi para praktisi maupun peneliti di bidang kedokteran nuklir dan kedaruratan nuklir untuk dapat melakukan penelitian di bidang medis tanpa harus terhambat karena mahalnya phantom yang ada di pasaran. Diperoleh data kurva kalibrasi efisiensi pada pengukuran kontaminasi internal 131I menggunakan phantom thyroid. Tepat di bawah detektor sebesar y = 0,0109x + 837,74, pada jarak 87 cm sebesar y = 0,0016x + 16,8 dan pada jarak 164 cm sebesar y = 2E-05x 1,0651. Terdapat trendline yang berbentuk linear. Saran Untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya dilakukan juga pengukuran untuk radionuklida yang berbeda. Untuk mengurangi cacahan latar alamiah sebaiknya ruang WBC diisolasi dengan baik sehingga hasil cacahan tidak terkontaminasi oleh partikel-partikel di dalam ruangan.
10
DAFTAR PUSTAKA Alatas. 2004. Efek Radiasi Pengion dengan non Pengion Pada Manusia, Buletin ALARA Volume 5 nomor 2 hal : 99-112, P3KRBin BATAN. Jakarta Anonim.2006. persiapan medis. http:// 202.46.3.51/prpn/persiapanmedis.htm. [25 April 2006] Environmetntal Protection Agency. 2006. Understanding Radiation. www.epa.gov /radiation/understand/index.html. [20 Agustus 2006] Hull, Derek.1981. An Introduction To Composite Materials. Cambridge University Press. Cambridge Rosen, Stephen L. 1982. Fundamental Principles of Polymeric Materials. John Wiley & Sons, Inc Stevens, M.P. 2001. Polymer Chemistry : Ann Introduction. Oxford University Press, Inc Susetyo, Wisnu.1988. Spektrometri Gamma dan Penerapannya dalam Analisis Pengaktifan Neutron .Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Tiffany Magill.1999. The Neck Phantom: The Significance of Its Use in Thyroid Uptake Studies.www.mcg.edu/radscape/Nuclear Medicine/ThyroidPhantom/TheNeck Phantom.html [25 April 2006] University of New Hampshire.2006. Radiation Protection Program. www.unh.edu/ehs. [17 Juli 2006] University of Washington. 2006.Basic Radiation Physics. http://www.ehs. washington.edu/rsotrain/radprotectionprin ciples/Physics.pdf . [14 Agustus 2006] Ustrini, W. 1998, Metode Pengukuran Laju Paparan I131 di dalam Ruangan dengan Spektrometer Gamma Portabel (skripsi), Universitas Airlangga, Surabaya. Wardhini BP, Srimarti, et al.1995. Farmakologi dan Terapi. Edisi ke 4. Gaya Baru. Jakarta Willard, Hobart H. 1988. Instrumental Methods Of Analysis. Wadsworth Publishing Company. Belmont, California
11
LAMPIRAN
12 Lampiran 1 Tahapan penelitian
Di aduk hingga merata
Masukkan dalam cetakan
Tunggu hingga mengeras
Tahap pembuatan Phantom
Jika masih bocor ulangi
Resin dicampur dengan katalis
Karakterisasi Phantom Jika tidak lanjutkan Persiapan Larutan Iodium
Kalibrasi Alat WBC
Analisis dan karakterisasi Iodium menggunakan Whole Body Counter
Akuisisi data hasil keluaran dari WBC Canberra
Pengolahan Data Hasil Keluaran
Selesai
13
Lampiran 2 Daya ionisasi, daya tembus dan shielding Jenis
Daya
Daya
Radiasi
Ionisasi
Tembus
Alpha
Besar
Rendah
Shielding Dengan benda tipis seperti sehelai kertas dapat menghambat radiasi yang dikeluarkan
Beta
Sedang
Sedang
Minimal dengan menggunakan pakaian yang tebal dapat menjaga dari radiasi beta.
Gamma
Kecil
Sangat
Timah padat dan tebal dibutuhkan untuk menghambat radiasi gamma amatlah suatu keharusan.
besar
14
Lampiran 3 Perbandingan sifat-sifat beberapa resin
Property
Units
Epoxy resins
Polyester resins
Polypropylene (thermoplastic)
Density
Mg m-3
1.1-1.4
1.2-1.5
0.90
Young’s Modulus
GN m-2
3-6
2-4.5
1.0-1.4
0.38-0.4
0.37-0.39
0.3 25-38
Poisson’s ratio Tensile strength
MN m-2
35-100
40-90
Compressive strength
MN m-2
100-200
90-250
%
1-6
2
>300
W m-1 0C
0.1
0.2
0.2
10-6 0C-1
60
100-200
110
C
50-300
50-110
175
Shrinkage on curing
%
1-2
4-8
60-65
Water absorbtion
%
0.1-0.4
0.1-0.3
0.03
Elongation to break (tension) Thermal Conductivity Coefficient of thermal expansion Heat distortion temperature
0
15
Lampiran 4 Skema alat dan gambar WBC
Power Supply
WBC A B C
Printer D
MCA
Keterangan : A. detektor NaI(Tl) B. sumber tegangan tinggi C. penguat awal D. penguat E. penganalisis salur ganda atau MCA F. Counter atau Timer
E
F
Tampilan pada komputer
16
Lampiran 5 Data hasil cacahan WBC
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Hari ke 0 3 7 10 14 17 21 24 28 31 38 42 45
Aktivitas (kBq) 1691,09 1304,92 923,58 712,68 504,42 389,23 275,49 212,58 150,46 116,10 63,41 44,88 34,63
Berat (g) -10
3,68 x10 2,84 x10-10 2,01 x10-10 1,55 x10-10 1,10 x10-10 8,47 x10-11 5,99 x10-11 4,63 x10-11 3,27 x10-11 2,53 x10-11 1,38 x10-11 9,76 x10-12 7,53 x10-12
Perhitungan cps (hukum inverse square)
Pengukuran cps
Efisiensi
A
B
C
B
C
A
B
C
17785,67 15463,33 11892,33 9736,00 7121,33 5624,67 3994,33 3128,67 2318,67 1807,33 996,33 711,67 556,67
2687,33 1980,00 1489,33 1170,67 797,33 635,00 462,00 335,33 268,67 195,00 108,00 76,33 56,67
41,33 26,33 14,67 15,00 12,00 7,67 6,00 3,33 2,67 2,33 0,33 0,33 0,00
2716,37 2361,69 1816,30 1486,96 1087,63 859,05 610,05 477,84 354,13 276,03 152,17 108,69 85,02
764,43 664,62 511,14 418,46 306,08 241,75 171,68 134,47 99,66 77,68 42,82 30,59 23,93
0,01052 0,01185 0,01288 0,01366 0,01412 0,01445 0,01450 0,01472 0,01541 0,01557 0,01571 0,01586 0,01607
0,00159 0,00152 0,00161 0,00164 0,00158 0,00163 0,00168 0,00158 0,00179 0,00168 0,00170 0,00170 0,00164
0,000024 0,000020 0,000016 0,000021 0,000024 0,000020 0,000022 0,000016 0,000018 0,000020 0,000005 0,000007 0,000000
17
Lampiran 6 Radionuclide Safety Data Sheet 131I
18
Lampiran 7 Radionuclide Safety Data Sheet 60Co
NUCLIDE: CO-60 FORMS: ALL SOLUBLE ________________________________________________________________ PHYSICAL CHARACTERISTICS: HALF-LIFE: 5.271 years
TYPE DECAY: beta-
beta maximum energy: 0.3178 MeV (99.92 %) gammas: 1.1732 MeV (99.90 %) 1.3325 MeV (99.98 %) Hazard category: C- level (low hazard ) : 1 uCi to 100 uCi B - level (Moderate hazard) : > 100 uCi to 10 mCi A - level (High hazard) : > 10 mCi
EXTERNAL RADIATION HAZARDS AND SHIELDING: The maximum range of the beta ~ 28 inches in air, 0.013 inch in glass and 0.03 inch in lucite. The gamma exposure rate at 1 cm from 1 mCi is 12838 mR/hr. The exposure rate varies directly with activity and inversely as the square of the distance. The tenth value layer of lead is 4.5 cm.
HAZARDS IF INTERNALLY DEPOSITED: Co-60 has a biological half life of 9.5f days, and an effective half life of 9.5 days. The maximum permissible body burden (MPBB) is 1.0 uCi, based on Stanford Guideline of whole body dose not exceeding 500 mRem/yr. The Annual Limit of Intake (ALI) is 54 uCi.
DOSIMETRY AND BIOASSAY REQUIREMENTS: Film badges and dosimeter rings are required if 5 millicuries are handled at any one time or millicurie levels are handled on a frequent (daily) basis. Urine assays may be required after spills or contamination incidents.
SPECIAL PROBLEMS AND PRECAUTIONS: 1. Work behind shielding consisting of lucite (inner) and lead (out ). Handle stock solution vials in shields or use tongs or forceps. Change gloves often. 2. Segregate wastes to those with half-lives greater than 90 days (but not with H3 and/or C14). 3. Limit of soluble waste to sewer 1 microcuries/ day per lab. 6/90
19
Lampiran 8 Radionuclide Safety Data Sheet 137Cs
NUCLIDE: Cs-137 FORMS: ALL SOLUBLE __________________________________________________________________ PHYSICAL CHARACTERISTICS: HALF-LIFE: 30.17 years TYPE DECAY: Beta/Gamma Maximum betas energy 0.512MeV 1.176 MeV (7 %) gamma: 0.662 MeV (85 %) Hazard category: C- level (low hazard ) 10 uCi to 2000 uCi B - level (Moderate hazard) : > 2001- 100,000 uCi A - level (High hazard) : > 100,000 uCi
EXTERNAL RADIATION HAZARDS AND SHIELDING: The maximum range of the beta ~490 cm in air, and 0.53 cm in lucite. The gamma exposure rate at 1 cm from 1 mCi is 3400 mR/hr. The exposure rate varies directly with activity and inversely as the square of the distance. The tenth value layer of lead is 2.1 cm.
HAZARDS IF INTERNALLY DEPOSITED: Cs137 has a biological half-life of 70 days, and an effective half- life of 70 days The Minium Ingestion ALI: 100uCi equals 5 rem TEDE (Whole Body) The Minium Inhalation ALI: 200 uCi equals 5 rem TEDE (Whole Body The Critical Organ is the whole body.
DOSIMETRY AND BIOASSAY REQUIREMENTS: Film badges and dosimeter rings are required if 5 millicuries are handled at any one time or millicurie levels are handled on a frequent (daily) basis. Urine assays may be required after spills or contamination incidents.
SPECIAL PROBLEMS AND PRECAUTIONS: 1. Work behind shielding consisting of lucite (inner) and lead (out ). Handle stock solution vials in shields or use tongs or forceps. Change gloves often. 2. Segregate wastes to those with half-lives greater than 90 days (but not with H3 and/or C14). 3. Limit of soluble waste to sewer 10 microcuries/ day per lab. 9/03
20
Lampiran 9 Radionuclide Safety Data Sheet 133Ba
NUCLIDE: Ba-133 FORMS: SOLUBLE ________________________________________________________________ PHYSICAL CHARACTERISTICS: HALF-LIFE: 10.74 YEARS TYPE DECAY: e- capture maximum energies: Beta- 0.32 MeV (1.5%) Energies of photons MeV (intensity %/d): .031 (.969), .035 (22.6%), .053 (2%), .0796 (3%), .081 (34%), .276 (7%), .303 (18%), .356 (62%), .383 (9%) Hazard category: C- level (low hazard ) : .010 to 1.0 mCi B - level (Moderate hazard) : > 1.0 mCi to 100 mCi A - level (High hazard) : greater than 100 mCi
EXTERNAL RADIATION HAZARDS AND SHIELDING: The gamma exposure constant is about 3.0 R-cm2/mCi-hr. The amount of lead necessary to reduce the exposure rate by a factor of ten is 0.5 cm. The beta dose at 1 cm from 1 mCi is insignificant.
HAZARDS IF INTERNALLY DEPOSITED: Contamination of facilities and bodies is a hazard with nuclide because of the long half-life -- use of gloves and frequent monitoring while working are important.
DOSIMETRY AND BIOASSAY REQUIREMENTS: Film badges and finger dosimeters must be worn when handling mCi amounts of Ba133. Urine assays may be required after spills or contamination incidents.
SPECIAL PROBLEMS AND PRECAUTIONS: 1. Always wear protective gloves to keep contamination from skin. Change gloves often. 2. Survey work areas at conclusion of work. Instrument surveys and smear surveys in uncontrolled areas are appropriate. Shielding may be required. 3. Segregate wastes to those with half-lives of greater than 90 days (but not with H3 and/or C14). Check radiation dose rates around waste containers, rates should be less than 2 mR/hr at 1 foot. 4. Limit of soluble waste to sewer to 10 microcuries/ day per lab.
6/90
21
Lampiran 10 Kurva efisiensi untuk berbagai jarak. 20000 cps (cacahan per sekon)
18000 16000 14000 12000
Posisi A
10000
Posisi B
8000
Posisi C
6000 4000 2000 0 0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
dps (dalam 10^6 Bq)
Kurva pada posisi C setelah diperbesar :
cps (cacahan per sekon)
Posisi C 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.00
Posisi C
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
dps (dalam 10^6 Bq)
1.20
1.40
1.60
1.80
22
Lampiran 11 Dampak paparan radiasi pada kesehatan
Exposure (rem)
Health Effect
Time to Onset
radiation burns; more severe as exposure increases. 5-10 changes in blood chemistry 50 Nausea 55 Fatigue
hours
70 Vomiting 75 hair loss
2-3 weeks
90 Diarrhea 100 Hemorrhage 400 death from fatal doses
within 2 months
1,000 destruction of intestinal lining internal bleeding death
1-2 weeks
2,000 damage to central nervous system loss of consciousness
minutes
death
hours to days
