KAJIAN RESPON Al 2 O 3 :C SEBAGAI DOSIMETER TL DAN OSL DALAM DOSIMETRI MEDAN RADIASI PARTIKEL BERMUATAN

Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI Jakarta, 15-16 Juni 2010

KAJIAN RESPON Al2O3:C SEBAGAI DOSIMETER TL DAN OSL DALAM DOSIMETRI MEDAN RADIASI PARTIKEL BERMUATAN Hasnel Sofyan Pusat Teknologi Keselamatan dan Metologi Radiasi – BATAN

ABSTRAK KAJIAN RESPON Al2O3:C SEBAGAI DOSIMETER TL DAN OSL DALAM DOSIMETRI MEDAN RADIASI PARTIKEL BERMUATAN. Pengkajian respon dari Al2O3:C yang digunakan sebagai dosimeter TL dan OSL dalam dosimetri dengan medan partikel bermuatan telah dilakukan. Pengukuran paparan radiasi yang disebabkan oleh medan radiasi partikel bermuatan merupakan tantangan dalam dosimetri proteksi. Detektor pasif luminisensi Al2O3:C telah banyak digunakan dalam pemantauan paparan radiasi, dan sinyal TL dan OSLnya berhubungan dengan perangkap utama dosimetrik, dapat digunakan dengan tepat dalam mengukur dosis yang lebih rendah dari 1 – 10 Gy. Sebagai detektor zat padat yang berukuran kecil, dosimeter OSL memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan dosimeter TL. Detektor OSL, disamping memiliki tingkat sensitivitas, presisi dan ketelitian yang tinggi, juga dapat mengestimasi ulang dosis serap, proses pembacaan data yang cepat, kemungkinan penggambaran dosis dan eliminasi langkah-langkah annealing thermal yang kompleks. Stimulasi panas pada TLD dapat menyebabkan efek thermal quenching, yaitu masalah dalam dosimetri yang diantaranya dapat menurunkan nilai efisiensi dan sensitivitas dosimeter. Dengan teknologi OSL, masalah tersebut dapat diselesaikan karena tidak membutuhkan pemanasan bahan dosimeter. Perbedaan efisiensi antara teknik dan bahan dosimeter yang tidak sama berhubungan dengan tanggapan dosis yang bersesuaian dengan dosis tinggi dari radiasi LET rendah. Kata kunci : Dosimeter TL, dosimeter OSL, partikel bermuatan, thermal quenching.

ABSTRACT THE ASSESSMENT OF Al2O3:C RESPONSES AS TL AND OSL DOSIMETER IN THE DOSIMETRY OF CHARGED PARTICLE OF RADIATION FIELDS. The assessment of Al2O3:C responses used as TL and OSL dosimeter in dosimetry of charged particle fields has been done. The measurement of radiation exposure caused by charged particle radiation fields has been challenge in protection dosimetry. Passive detector luminescence of Al2O3:C that already used in monitoring of radiation exposure, dan its signals associated with the main dosimetric trap can be used to precisely measure doses as low as 1–10 Gy. As solid state detector that small size, OSL dosimeter haves some excesses are compared to TL dosimeter. OSL Detector beside high sensitivity, high precision and accuracy, also can be re-estimation of absorbed dose, rapid readout, possibility of dose imaging and elimination of complex thermal annealing steps. The thermally stimulated to TLD caused thermal quenching effect, and that is any problem in dosimetry that can be decrease values of efficiency and sensitivity dosimeter. With OSL technology, that’s problems can be solved because not require thermal process for dosimeter materials. The difference of efficiency between technique and unequal materials of dosimeter related to corresponding dose response and high dose from low LET radiation. Keywords : TL dosimeter, OSL dosimeter, charged particle, thermal quenching.

umum, partikel-partikel bermuatan terdiri

I. PENDAHULUAN dapat

atas elektron (e–), positron (e+), deuteron (d),

dikategorikan sebagai partikel bermuatan

alpha (), ion berat (nomor massa > 4).

berat dan partikel bermuatan ringan. Secara

Sementara itu, partikel bermuatan yang

Partikel

bermuatan

PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI

35


terdapat di angkasa luar sangat kompleks,

kecepatan partikel. Distibusi dosis tersebut

yakni proton berenergi menengah dan tinggi,

merupakan hasil dari partikel bermuatan

elektron, partikel alfa dan ion berat energi

sepanjang track-nya 8. Untuk hal yang rumit

tinggi 1. Pengukuran paparan radiasi yang

bahkan lebih, secara spesifik densitas ionisasi

berasal dari partikel bermuatan merupakan

tidak berhubungan dengan linear energy

tantangan yang harus diselesaikan dalam

transfer (LET), tetapi pada nomor atom

dosimetri

partikel Z dan energi E

proteksi.

Untuk

mengetahui

6

. Energi partikel

besarnya paparan radiasi tersebut, dapat

yang bervariasi sepanjang kurva Bragg, dapat

dilakukan dengan menggunakan kombinasi

mempengaruhi nilai efisiensi luminisensi.

dua atau lebih tipe detektor pasif yaitu

Selain dari itu, berkas energi yang lebar dan

detektor optically atau thermally stimulated

membentang

luminescence dan detektor jejak nuklir zat

menyebabkan setiap titik dosis yang diukur

padat (SSNTD, solid state nuclear track

termasuk didalamnya kontribusi dari partikel-

detectors) 2. Detektor-detektor ini harus dapat

partikel dengan energi berbeda.

saling

melengkapi

kurva

Bragg

dosis

hasil

Aluminum oxide yang ditambahkan

bermuatan

yang

karbon (Al2O3:C) merupakan detektor pasif

dibutuhkan. NCRP (National Council on

luminisensi yang sangat sensitif dan telah

Radiation Protection and Measurements)

mapan digunakan dalam memenuhi berbagai

telah merekomendasikan detektor dengan

kebutuhan untuk pemantauan paparan radiasi.

teknologi optically stimulated luminescence

Detektor

(OSL) dan detektor thermally stimulated

sangat mengurangi keberadaan lapisan udara

luminescence

dosimeter

dengan menghasilkan konsentrasi F– dan F+

thermoluminescence) sebagai detektor pasif

pusat mencapai 1017 and 1016 cm−3 secara

yang digunakan untuk linear energy transfer

berurutan

(LET) rendah 3, sedangkan untuk LET tinggi

detektor Al2O3:C yang dapat digunakan

dapat

dengan

untuk dosimeter TL dan OSL telah menjadi

1,4,5

perhatian dalam penelitian dibandingkan

pengukuran

data

sepanjang

partikel

(TLD

dilakukan

atau

pengukuran

menggunakan SSNTD seperti CR-39

.

Detektor luminisensi zat padat yang

Al2O3, pertumbuhan

9,10

kristalnya

. Di samping itu, sebagai

dengan bahan luminesensi lainnya seperti

pengurangan

lithium florida (LiF), kuarsa dll. Dalam

efisiensi dengan peningkatan densitas dalam

makalah ini, dilakukan pengkajian Al2O3:C

medan

dalam medan radiasi partikel bermuatan yang

menunjukkan radiasi

terjadinya menyebabkan

tanggapan

detektor bergantung pada spektrum medan radiasi

6,7

meliputi sensitivitas, fluensi dan efisiensi.

. Secara fisika, penurunan efisiensi

karena ketidak seragaman distribusi dosis

II.

DOSIMETER LUMINISENSI

6

dapat mencapai dosis lebih tinggi dari 10 Gy serta bergantung pada besarnya muatan dan


Aluminum oxide yang ditambahkan karbon

(Al2O3:C)

merupakan

dosimeter

36


personil dan lingkungan yang sangat sensitif

digunakan sebagai TLD harus mendapatkan

terhadap paparan radiasi pengion dan UV,

perlakuan

tetapi tidak sensitif terhadap pengaruh cahaya,

luminisensi.

sehingga

untuk

annealing juga dibutuhkan panas agar dapat

melindungi dosimeter dari paparan cahaya.

membersihkan dosimeter dari kemungkinan

Belakangan

masih adanya elektron yang terperangkap.

diperlukan ini,

proteksi

penggunaan

dosimeter

panas

untuk

Selain

itu,

pemanasan

menstimulasi dalam

tersebut

proses

Al2O3:C telah menjadi penting dan semakin

Proses

dibutuhkan dalam dosimetri medis dan ruang

menyebabkan

angkasa. Hal ini disebabkan karena dosimeter

perubahan

sensitivitas

Al2O3:C memiliki kelebihan, diantaranya

penurunan

nilai

dapat digunakan sebagai TLD atau dosimeter

dosimeter yang dikenal juga sebagai thermal

OSL, dan tanggapan dosisnya linier sampai

quenching.

10 Gy, serta pemudaran sinyal thermal pada

merupakan permasalahan serius yang secara

OSL dapat diabaikan 11. Sinyal TL dan OSL

krusial bergantung pada laju pemanasan yang

yang berhubungan dengan perangkap utama

digunakan 2. Dan kondisi ini sulit dihindari

dosimetrik, dapat mengukur dosis dengan

karena semenjak dosimeter harus menerima

tepat pada dosis yang lebih rendah dari 1 –

paparan radiasi, TLD akan

10 Gy 12.

penurunan efisiensi dan sensitivitas 15.

dosimeter

mengalami

atau

efisiensi

Thermal

dapat terjadinya

luminisensi

quenching

ini

mengalami

Dosimeter TL dan OSL memiliki beberapa

kelebihan,

diantaranya

adalah

2. Dosimeter OSL Teknologi OSL yang digunakan

berukuran kecil, tidak memerlukan perangkat khusus

selama

terjadi

pemaparan,

untuk dosimeter

merupakan

salah

satu

kemampuan dalam menyimpan dosis terserap

perkembangan dalam dosimetri yang sangat

terhadap waktu, dan tidak terpengaruh oleh

penting. Sebagai detektor zat padat yang

interferensi mekanik atau elektromagnetik.

berukuran kecil, dosimeter OSL memiliki

Dosimeter OSL, dalam proses pembacaan

beberapa kelebihan dibandingkan dengan

hanya membutuhkan waktu beberapa detik,

dosimeter TL. Detektor OSL, disamping

memiliki kemampuan untuk mengevaluasi

memiliki tingkat sensitivitas, presisi dan

ulang informasi dosis dan penggunaannya

ketelitian

sebagai serat optik

yang

tinggi,

juga

dapat

mengestimasi ulang dosis serap, proses

13,14

.

pembacaan data yang cepat, kemungkinan penggambaran dosis dan eliminasi langkah-

1. Dosimeter TL (TLD) TLD

memiliki

catatan

panjang

langkah annealing thermal yang kompleks

sebagai metode yang sukses digunakan

7,15

dalam dosimetri radiasi. Dalam pembacaan

yang memanfaatkan teknologi OSL menjadi

informasi dosis, bahan luminisensi yang

solusi untuk masalah thermal quenching


. Dalam pengukuran sinyal TL, prosedur

37


karena dalam proses pembacaan dosis tidak

konduksi. Keadaan proses penggabungan

membutuhkan pemanasan bahan dosimeter,

ulang elektron bebas dan lubang atau

dan juga quenching sinyal luminisensi dapat

sebaliknya

akan

menghasilkan

pancaran

16

2

luminisensi .

dihindarkan . Intensitas yang diberikan oleh OSL disebut juga sebagai sinyal OSL yang nilainya sebanding dengan jumlah energi yang diserap detektor. Pada detektor OSL, proses OSL terjadi antara pita konduksi dan pita valensi sama seperti yang terjadi dalam proses

thermoluminisensi.

terlokalisir

antara

bagian

Cacat bawah

yang pita

konduksi dengan level Fermi disebut sebagai perangkap

elektron,

dan

merupakan

perangkap yang dapat melokalisasi elektron bebas berpindah dalam pita konduksi. Pada sisi lain, cacat yang terlokalisir pada bagian atas pita valensi dengan level Fermi disebut sebagai perangkap lubang (hole traps), dan dapat melokalisasi perangkap bebas dalam

Gambar 1. Diagram pita yang menggambarkan peristiwa OSL (elektron : lingkaran penuh dan lubang : lingkaran kosong), dengan Ee adalah energi aktivasi perangkap electron dan Eh energi aktivasi lubang [16].

pita valensi. Diagram pita proses OSL yang terjadi pada detektor dapat dilihat pada Gambar 1 16. Detektor OSL yang mengalami proses radiasi ionisasi akan menimbulkan pasangan elektron-lubang yaitu perpindahan elektron bebas dalam pita konduksi dan lubang dalam pita valensi. Cacat yang ada pada bahan sebelum dan sesudah terjadinya proses radiasi ionisasi dapat melokalisir elektron bebas dan lubang. Setelah proses radiasi selesai, lubang dan elektron tersisa akan terperangkap dalam suatu keadaan metastabil. Dalam proses stimulasi, cahaya yang diberikan dengan panjang gelombang yang sesuai akan menyebabkan elektron mengalami transisi dari perangkap ke pita


III. KARAKTERISTIK DOSIMETER Penggunaan dosimeter OSL untuk mengukur dosis partikel bermuatan, terlebih dahulu harus memahami mekanisme deposisi energi dalam bahan luminisensi, dan proses yang menghasilkan cahaya selama stimulasi optik.

Deposisi

energi

oleh

partikel

bermuatan merupakan karakteristik yang ekstrim dan ketidakseragaman, seperti, dosis tinggi ditemukan sepanjang jejak partikel dan dosis rendah ditemukan dalam daerah antar jejak. Selama stimulasi optik untuk OSL atau stimulasi thermal untuk TL, muatan yang dibebaskan

yang

berpindah

dari

pusat

perangkap ke pusat penggabungan ulang

38


akan

menghasilkan

emisi

luminisensi.

untuk dipahami, bahwa peningkatan jumlah

dari

pengisian elektron dari semua perangkap

sinyal

(perangkap dangkal, utama dan perangkap

luminisensi yang sebanding dengan fluensi

terdalam) lebih banyak elektron melalui

partikel bermuatan daripada fluensi tertentu

kombinasi

menjadi supralinier pada fluensi lebih tinggi

penurunan laju perangkap dan peningkatan

sebelum

konsentrasi F+-pusat.

Ekspektasi beberapa

proses

batas

luminisensi efek

normal

yang 6

muncul

merupakan

efek

saturasi

luaran

17

. Supralinieritas merupakan

kompetisi

dimana

hasil

proses

ulang

sehubungan

dengan

Penurunan respon Al2O3:C setelah saturasi dalam literatur dapat diabaikan,

perangkap muatan dalam emisi cahaya

namun

demikian

sensitivitas

bahan

berkurang (per dosis serap) pada fluensi

dipengaruhi oleh konsentrasi pusat kombinasi

rendah.

ulang (F+-pusat) dan konsentrasi ini dapat bervariasi dengan perangkap atau pelepasan

Sensitivitas dosimeter Respon Al2O3:C pada dosis tinggi memperlihatkan perilaku supralinier TL dan OSL yang berhubungan dengan peningkatan sensitivitas, sedangkan penurunan respon setelah

terjadi

keadaan

saturasi

yang

berhubungan dengan penurunan sensitivitas 18,19

. Supralinieritas biasanya diamati pada

bahan-bahan luminisensi dan secara umum dapat dipahami dalam kaitannya dengan mekanisme perbedaan yang ada. Sensitisasi dan supralinieritas Al2O3:C dapat terjadi sebagai peningkatan dosis yang memiliki (1) ketika perangkap elektron bagian dalam yang terisi sedikit, misalnya lebih banyak elektron yang terjerat di dalam perangkap dosimetrik utama

(selama

tahap

iradiasi)

atau

rekombinasi dengan F+-pusat (selama tahap pembacaan), (2) ketika elektron terperangkap sebagai ganti kombinasi ulang F+-pusat yang meningkat,

menghasilkan

lebih

banyak

kombinasi ulang pusat yang tersedia selama tahap proses pembacaan. Hal yang penting


pembawa muatan dari tingkat energi dalam (Gambar 2). Sementara itu, penurunan kurva pertumbuhan disebabkan oleh penurunan konsentrasi F+-pusat 10,20 dan ini kelihatannya yang

ditetapkan

dengan

data

pada

+

penyerapan optik oleh F -pusat sebagai fungsi dosis 18. Penurunan yang terjadi dalam sensitivitas oleh penuruanan konsentrasi F+pusat,

kemungkinan

disebabkan

oleh

penangkapan lubang di tingkat perangkap tidak stabil pada 600C. Pendapat ini didukung oleh kenyataan bahwa peningkatan konsentrasi F+-pusat yang diungkapkan oleh pengukuran

serapan

optik

dan

pada

sensitivitas yang diamati dalam penelitian temperatur annealing ~ 600C

18,19

.

Perubahan dalam sensitivitas TL dan OSL yang diamati, tergantung pada pengisian perangkap

elektron

bagian

dalam

dan

perangkap lubang yang dihubungkan dengan konsentrasi F+-pusat. Untuk dosis sampai dengan ~ 10 Gy, sensitisasi dan supraliniritas dengan penurunan dalam kongkurensi oleh

39


perangkap elektron yang terdalam terlihat

dosis tinggi dan setiap partikel memiliki

dominan. Pada dosis tinggi (>10 Gy),

kurva peluruhan yang sama dengan pola

+

penurunan sensitivitas dan konsentrasi F -

distribusi dosis yang juga sama pada setiap

pusat kemungkinan pada lokalisasi lubang

kasus 22. Bentuk kurva respon fluensi Al2O3:C

pada perangkap lubang terdalam yang tifak

yang dipapari dengan partikel bermuatan

stabil.

ditunjukan pada Gambar 4. Dosis gamma yang

digambarkan

merepresentasikan

pada dosis

Gambar serap

4

gamma

Al2O3:C dalam air yang diperlukan untuk menghasilkan sinyal OSL yang sama ketika dipapari partikel bermuatan. Dari interaksi track, sublinieritas kurva pertumbuhan OSL yang diamati untuk partikel fluensi tinggi Gambar 2. Sinyal tiga sampel OSL Al2O3:C sebagi fungsi dari pre-dose 19,21.

dapat diharapkan dalam semua kasus.

Respon Fluensi Kurva OSL Al2O3:C yang diiradiasi dengan partikel bermuatan yang berbeda ditunjukan pada Gambar 3. Setiap kurva dinormalisasikan ke intensitas awal yang sama untuk membandingkan bentuk kurva. Hal ini dapat diamati bahwa proses peluruhan OSL lebih cepat untuk dosimeter yang diiradiasi

dengan

partikel

bermuatan

dibandingkan dengan iradiasi beta. Menurut penelitian E.G. Yukihara

21

menunjukan

bahwa tingkat peluruhan OSL berhubungan dengan

dosis

yang

diberikan.

Kurva

peluruhan pada dosis tinggi lebih cepat ketika terjadi peningkatan dosis, dan hal ini dapat

Gambar 3. Kurva OSL Al2O3:C yang dipapari partikel bermuatan dengan beberapa variasi dosis, 35 Gy (4 MeV proton), 46 Gy (2 MeV proton), 45 Gy (1 MeV proton), 40 Gy (13 MeV carbon), 346 Gy (10 MeV oxygen) dan 0,27 Gy (beta) 22.

teramati untuk dosis antara > 10 Gy – 500 Gy. Untuk dosis yang lebih besar dari 500 Gy, seluruh kurva peluruhan OSL menunjukkan indikasi peluruhan yang sama. Data OSL pada Gambar 3 merupakan karakteristik


40


sinyal dengan dosis referensi DR pada respon dosis linier. Efisiensi ini juga diketahui 6

sebagai fungsi respon dosis supralinieritas

atau faktor

25

. Pada Gambar 5b, efisiensi

TL dan OSL dari Al2O3:C terhadap LET untuk iradiasi partikel bermuatan berat. Efisiensi

didefinisikan

HCP,=

sebagai

(SHCP/DHCP)/(S/D), dengan dosis referensi D diperoleh dari dosis gamma 60Co 21. Efisiensi partikel bermuatan berat pada Gambar 5b Gambar 4. Kurva respon fluensi OSL Al2O3:C untuk partikel bermuatan dengan nilai LET yang berbeda 22.

juga

menunjukkan

ketergantungan

pada

teknik dan sinyal pembacaan. Hal ini berhubungan dengan fakta bahwa iradiasi partikel bermuatan berat akan menghasilkan kepadatan pada daerah ionisasi tinggi. Dalam

Efisiensi dosimeter TL dan OSL Pada efisiensi

ionisasi

relatif

TL

densitas dan

tinggi,

OSL

yaitu

luminisensi per unit dosis dibandingkan dengan dosis referensi atau jenis radiasi, secara umum dapat mengurangi kejenuhan perangkap utama dosimetrik. Bagaimanapun perubahan yang terjadi pada sensitivitas dosimeter, juga mempengaruhi nilai efisiensi. Nilai efisiensi yang dapat terjadi sehubungan dengan

peningkatan

terutama elektron penurunan dengan

karena bagian

dalam

sensitivitas,

pengisian

perangkap

dalam.

efisiensi penurunan

yang

Di

sisi

lain,

dihubungkan

sensitivitas

yang

disebabkan oleh pengisian perangkap lubang yang dalam 24. Gambar 5 menunjukkan efisiensi TL dan OSL dosis tinggi f(D) dan partikel bermuatan

berat

(HCP)

dari

Al2O3:C.

Efisiensi TL dan OSL dari Al2O3:C terhadap dosis serap pada Gambar 5a, didefinisikan sebagai f(D) = (S/D)/(SR/DR), dimana S

perkiraan pertama, nilai efisiensi merupakan hasil dari kombinasi dosis D(r) jejak partikel bermuatan berat dan efisiensi perbedaan dosis f(D) untuk radiasi LETrendah 26. Secara umum,

ketika

radiasi

LET

meningkat,

efisiensi terhadap faktor saturasi perangkap utama dosimetrik dan menurun pada jejak F+pusat. Respon yang berlebihan dari partikel bermuatan

berat

dapat

juga

diamati

sehubungan dengan supralinieritas dosisrespon untuk nilai f(D) > 1

27

seperti dapat

dilihat pada Gambar 5a. Pada

Gambar

5a,

perlu

juga

mengamati bahwa f(D) untuk TL dan OSL hanya memiliki sedikit perbedaan selama mekanisme tidak mempengaruhi proses TL dan OSL. Dalam kasus OSL, f(D) untuk total area dan intensitas awal yang berbeda secara signifikan, juga terlihat pada perubahan bentuk kurva OSL dan area total OSL yang tidak proposional terhadap intensitas awal pada seluruh dosis.

merupakan sinyal dengan dosis D dan SR


41


IV. KESIMPULAN Dalam

pengukuran

sinyal

TL,

thermal quenching merupakan permasalahan serius yang secara krusial sangat bergantung pada laju pemanasan bahan luminisensi. Pemanfaatan teknologi OSL telah menjadi solusi yang dapat menyelesaikan masalah thermal quenching, karena dalam proses (a)

pembacaan dosis tidak dibutuhkan stimulasi panas. Bahan

yang

digunakan

untuk

dosimeter, teknik pengukuran dan pemilihan sinyal

merupakan

faktor-faktor

yang

memiliki peranan penting dalam menentukan efisiensi. Dalam kasus sinyal OSL pada dosimeter Al2O3:C dengan gelombang yang kontinyu memperlihatkan bentuk kurva yang (b) Gambar 5. Efisiensi TL dan OSL dosimeter Al2O3:C terhadap dosis serap (a) dan terhadap LET iradiasi partikel muatan berat (b) 21.

bergantung

pada

jenis (b)

radiasi.

Pada

LET

dapat

prinsipnya

kebergantungan

digunakan

untuk memisahkan

informasi

relatif dari LET yang berasal dari medan radiasi tidak diketahui. Perbedaan efisiensi antara teknik dan bahan dosimeter yang berbeda berhubungan dengan tanggapan dosis yang bersesuaian dengan dosis tinggi dari radiasi LET rendah.

DAFTAR PUSTAKA

Gambar 5. Kurva efisiensi OSL Al2O3:C untuk partikel bermuatan energi rendah ( intensitas awal dan  integrasi) 22.


1. GAZA, R., YUKIHARA, E.G., and McKEEVER, S.W.S, (2006), The use of optically stimulated luminescence from Al2O3:C in the dosimetry of high-energy heavy charged particle fields, Radiat. Prot. Dosim. 120, pp. 354–357. 2. McKEEVER, S. W. S., BENTON, E.R., GAZA, R., SAWAKUCHI, G.O., and YUKIHARA, E.G. (2007), Passive space radiation dosimetry using optically

42


stimulated luminescence and plastic nuclear track detectors. Radiat. Meas. (to be submitted). 3. NATIONAL COUNCIL ON RADIATION PROTECTION AND MEASUREMENTS, (2002), Operational radiation safety program for astronauts in low-earth orbit: a basic framework. NCRP Report 142 (Bethesda, MD: NCRP). 4. ZHOU, D., SEMONES, E., GAZA, R., JOHNSON, S., ZAPP, N. AND WEYLAND, M., Radiation measured for ISS-Expedition 12 with different dosimeters (2007). Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 580 pp. pp. 1283-1289. 5. GHERGHEREHCHI, M., AFARIDEH, H., MARAGHE, G.M., MOHAMMADZADEH, A., ESMAEILNEZHAD, M., Proton beam dosimetry by CR-39 track-etched detector (2008), Iran. J. Radiat. Res. 6, pp. 113-120.

luminescence dosimetry. Radiat. Prot. Dosim. 84, pp. 163-168. 11. SAWAKUCHI, G.O., YUKIHARA, E.G., McKEEVER, S.W.S., BENTON, E.R., GAZA, R., UCHIHORI, Y., YASUDA, N. AND KITAMURA, H. (2008), Relative optically stimulated luminescence and thermoluminescence efficiencies of Al2O3:C dosimeters to heavy charged particles with energies relevant to space and radiotherapy dosimetry, Journ. Appl. Phys. 104, 124903. 12. MARKEY, B.G., COLYOTT, L.E. and McKEEVER, S.W.S. (1995), Timeresolved optically stimulated luminescence from -Al2O3:C, Radiat. Meas. 24, pp. 457-463. 13. AKSELROD, M.S. and McKEEVER, S.W.S. (1999), A radiation dosimetry method using pulsed optically stimulated luminescence, Radiat. Prot. Dosim. 81, pp. 167-176.

6. HOROWITZ, Y.S. (1981), The theoretical and microdosimetric basis of thermoluminescence and applications to dosimetry. Phys. Med. Biol. 26, pp. 765– 824.

14. POLF, J.C. YUKIHARA, E.G. AKSELROD, M.S. and McKEEVER S.W.S. (2004), Real-time luminescence from Al2O3 fiber dosimeters, Radiat. Meas. 38, pp. 227-240.

7. YUKIHARA, E.G., SAWAKUCHI, G.O., GUDURU, S., MCKEEVER, S.W.S., GAZA, R., BENTON, E.R., YASUDA, N., UCHIHORI, Y., AND KITAMURA, H. (2006), Application of the optically stimulated luminescence (OSL) technique in space dosimetry. Radiat. Meas. 41, pp. 1126-1135.

15. McKEEVER, S.W.S., and MOSCOVITCH, M. (2003), On the advantages and disadvantages of optically stimulated luminescence dosimetry and thermoluminescence dosimetry. Radiat. Prot. Dosim. 104, 263–270.

8. BUTTS, J.J., AND R. KATZ (1967), Theory of RBE for heavy ion bombardment of dry enzymes and viruses. Radiat. Res. 30, pp. 855–871. 9. AKSELROD, M.S., KORTOV, V.S., (1990), Thermoluminescent and exoemission properties of new highsensitivity TLD -Al2O3:C crystals. Radiat. Prot. Dosim. 33, pp. 123-126. 10. McKEEVER, S.W.S., AKSELROD, M.S., COLYOTT, L.E., Agersnap Larsen, N., Polf, J.C., Whitley, V. (1999), Characterisation of Al2O3 for use in thermally and optically stimulated PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI

16. BØTTER-JENSEN, L., McKEEVER, S.W. S. AND WINTLE, A. G. (2003), Optically stimulated luminescence dosimetry. Elsevier, The Netherlands. 17. KALEF-EZRA, J. AND HOROWITZ, Y.S. (1982), Heavy charge particle thermoluminescence dosimetry: track structure theory and experiments. Int. J. Appl. Radiat. Isot. 33, 1085-1100. 18. YUKIHARA, E.G., WHITLEY, V.H., POLF, J.C., KLEIN, D.M., McKEEVER, S.W.S., AKSELROD, A.E. AND AKSELROD, M.S. (2003), The effect of deep trap population on the

43


thermoluminescence of Al2O3:C. Radiat. Meas. 37, pp. 627-638. 19. YUKIHARA, E.G., WHITLEY, V.H., McKEEVER, S.W.S., AKSELROD, A.E. AND AKSELROD, M.S. (2004), Effect of high-dose irradiation on the optically stimulated luminescence of Al2O3:C. Radiat. Meas. 38, pp. 317-330 20. CHITHAMBO, M.L., SENDEZERA, E.J. AND DAVIDSON, A.T. (2002), A preliminary thermoluminescence and positron ennihilation study of -Al2O3:C. Radiat. Prot. Dosim. 100, pp. 269-272. 21. YUKIHARA, E.G., GAZA, R., McKEEVER, S.W.S. AND SOARES, C.G. (2004), Optically stimulated luminescence and thermoluminescence efficiencies for high-energy heavy charged particle irradiation in Al2O3:C. Radiat. Meas. 38, pp. 59-70. 22. GAZA, R., YUKIHARA, E.G., McKEEVER, S.W.S., AVILA, O., BUENFIL, AE, GAMBOA-DEBUEN, I., RODRIGUEZ-VILLAFUERTE, M., RUIZ-TREJO, C AND BRANDAN, ME. (2006), Ionisation density dependence of the optically stimulated luminescence dose–response of Al2O3:C to low-energy charged particles, Radiat. Prot. Dosim 119, pp. 375-379. 23. BRANDAN, M. E., GAMBOADEBUEN, I. AND RODRIGUEZVILLAFUERTE (2002), Thermoluminescence induced by heavy charged particles. Radiat. Protect. Dosim. 100, pp. 39-44 24. YUKIHARA, E.G., AND McKEEVER. S.W.S. (2006), Ionization density dependence of the optically and thermally stimulated luminescence from Al2O3:C. Radiat. Prot. Dosim. 119, pp. 206-217. 25. CHEN, R. and McKEEVER, S.W.S. (1997), Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena. (Singapore: World Scientific). 26. AVILA, O., GAMBOA-DEBUEN, I. AND BRANDAN, M. E. (1999), Study of the energy deposition in LiF by heavy charged particle irradiation and its PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI

relation to the thermoluminescent efficiency of the material. J. Phys. D Appl. Phys. 32, pp. 1175-1181. 27. YASUDA, H. AND KOBAYASHI, I. (2001), Optically stimulated luminescence from Al2O3:C irradiated with relativistic heavy ions. Radiat. Prot. Dosim. 95, pp. 339-343. TANYA JAWAB 1. Penanya : Egnes Ekaranti - PTKMR Pertanyaan : 1. Apakah kemungkinan radiasi masih terperangkap di dalam TLD walaupun TLD telah mengalami pemanasan (annealing) misalnya pada contoh kasus TLD yang menerima dosis tinggi? Jawaban : Hasnel Sofyan 1. Secara teori, setelah proses annealing, TLD akan bersih dari kemungkinan elektron yang terperangkap. 2. Penanya : M Muhadzis G Pertanyaan : 1. Pada dosimeter TL, berapa suhu minimal agar dapat mendeteksi? 2. Landaner Aluminium Oxide manufacturing, selain pabrikan dari Landaner adakah pabrikan lain? 3. Karakteristik fisik Al2O3:C ? Jawaban : Hasnel Sofyan 1. Untuk mendeteksi dalam suhu kamar dapat dilakukan, tetapi untuk proses pembacaan suhu yang dibutuhkan tergantung pada jenis TLD. 2. Tidak ada, yang lain masih dalam skala laboratorium. 3. Kristal, chips dan batangan. 3. Penanya : Suryo - BAPETEN Pertanyaan : 1. Apakah pernah dilakukan perbandingan tingkat respon antara Al2O3:C dengan LiF (TLD 100) untuk kondisi eksposi yang sama? 2. Hasilnya yang mana yang lebih baik? Jawaban : Hasnel Sofyan 1. Belum pernah. 2. TLD Al2O3:C dibanding LiF (TLD 100), lebih sensitif TLD 100 sehingga banyak digunakan untuk medis.

44



45

KAJIAN RESPON Al 2 O 3 :C SEBAGAI DOSIMETER TL DAN OSL DALAM DOSIMETRI MEDAN RADIASI PARTIKEL BERMUATAN

Recommend Documents