Bandung,
Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
8 - 10
Okwber 1991 PPTN - BATAN
PENENTUAN BATAS TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MELALUIBATASTURUNANNYA Eri Hiswara Pus at Standarisasi dan Penelitian Keselamatan Radiasi - Badan 'l'enaga Atom Nasional ABSTRAK PENENTUAN BATAS TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MELALUI BATAS TURUNANNYA. Batas turunan untuk kontaminasi permukaan merupakan alat yang berguna bagi petunjuk pengawasan operasional kegiatan rutin dalam penggunaan bahan radioaktif. Perhitungan batas turunan dilakukan dengan menggunakan nilai batas dosis yang diberikan BATAN, clan batas masukan tahunan dan batas turunan kadar di uclara yang diberikan IAEA. Jalan masuk yang dipertimbangkan adalah penyinaran eksternal, inhalasi aktivitas terbang dan ingesi bahan pada kulit. Dari data batas turunan kemudian dibuat batas tingkat kontaminasi permukaan untuk semua radionuklida pada permukaan di daerah pengendalian dan pengawasan. ABSTRACT DETERMINATION OF SURFACE CONTAMINATION LIMITS THROUGH ITS DERIVATIVE.Derived limits for surface contamination are a useful means for guidance for operational control of radioactive materials in routine activities. The calculation of derived limits was carried out based on dose limits given by BATANand annual limits on intakes and derived air concentrations of radionuclides given by IAEA. The pathways considered were external irradiation, inhalation of resuspended activity and ingestion of material on skin. The results were then used to determine surface contamination limits for all radionuclides in surface of both controlled and supervised areas.
PENDAHULUAN Dalam suatu penanganan zat radioaktif berbentuk cair atau gas selalu terdapat kemungkinan adanya kejadian di luar dugaan yang dapat menyebabkan timbulnya bahaya kontaminasi. Dalam hal ini yang dapat terjadi adalah kontaminasi ruangan dan/atau kontaminasi permukaan. Kontaminasi ruangan disebabkan oleh terlepasnya zat radioaktif dalam bentuk gas ke ruangan kerja, sementara kontarninasi permukaan terjadi akibat kontak langEung zat radioaktif dalam bentuk cair atau gas dengan suatu permukaan. Salah satu upaya pengawasan operasional pada penggunaan zat radioaktif adalah dengan menetapkan suatu batasan tingkat kontaminasi. Nilai batas ini dapat diperoleh antara lain dengan memperhatikan toksisitas radioSedang Tinggi kontaminasi Rendah nuklida yang diberikan IAEA [1]. Pad a dasarnya, tingkat kontaminasi permukaan yang masih dapat diterima bergantung pada kondisi dan lingkungan kerja setempat. Karena itu, semua laboratorium dan instalasi nuklir dapat menetapkan batas tingkat kontaminasi permukaannya masing-masing. Namun demikian, biasanya suatu negara memiliki batas tingkat kontaminasi permukaan secara
umum yang ditetapkan oleh instansi yang berwenang. Di Indonesia, tingkat kontaminasi permukaan ditetapkan secara tak langsung dalam hubungannya dengan daerah kerja [2]. Dalam hal ini ditetapkan adanya daerah kontaminasi rendah, sedang dan tinggi, dengan masingmasing daerah memiliki tingkat kontaminasi permukaan baik untuk pemancar ex maupun ~. Tabel 1 memperlihatkan tingkat kontaminasi permukaan berdasar daerah keIja tersebut. Tabell. Tingkat kontaminasi permukaan ber dasar daerah kerja. 3,7 0,37Pemancar <> > < sx 3,7 0,37 3,7 3,7 <s 3,7 x < a37 Pemancar ~ kontaminasi (Bq cm-2) Daerah Tingkat
Catatan: x adalah tingkat kontaminasi
466
dari aktivitas kulit mengambang nelanan zat zat enghirupan Permukaan
Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains daR Tekrwwgi Menuju Era Tinggal Landas
Tingkat kontaminasi permukaan yang diberikan pada Tabel1 sesungguhnya bukan suatu batas yang tidak boleh dilampaui, namun hanya sebagai petunjuk untuk menetapkan status suatu daerah kerja. Mengingat kekosongan peraturan yang menetapkan batas tingkat kontaminasi yang berlaku di Indonesia, makalah ini meneoba mengusulkan batas tersebut, yang ditentukan melalui batas turunannya. BATASTURUNANKONTAMINASI
PERMU-
KAAN Batas turunan tingkat kontaminasi permukaan diperoleh dengan memperhitungkan jalan masuk radionuklida yang paling mungkin ke tubuh manusia, yaitu penyinaran eksterna kulit, penghirupan dan penelanan. Permukaan yang mendapat perhatian adalah permukaan di daerah pengendalian dan permukaan tubuh. Dalam perhitungan batas turunan ini digunakan nilai batas dosis yang diberikan BATAN [2] dan batas masukan tahunan dan batas turunan kadar radioaktif di udara yang diberikan IAEA [3], yang sebagian besar datanya diambil BATAN [2]. Perhitungan dilakukan dengan metode yang diberikan Wrixon dkk. [4] (Tabel 2). Tabel2. Metode perhitungan batas turunan. Jalan eksterna BT masuk kulit eksterna kulit 0,25 0,057 Penyinaran BMT xFT50 x 10-2 5BTKU x10 10-6 Permukaan Penyinaran xD1
Bandung,
Keteran~an: = batas tunman (Bq cm-2) = laju d06is ekivalen per satuan aktivitas Dl permukaan (mSvjam-1 Bq-1 cm2). BTKU = Batas tunman kadar di udara (Bq m-3) FT = faktor terbang (5 x 10.5 mol) BMT = batas masukan tahunan untuk penelanan (Bq). Permukaan
Daerah Pengendalian.
Penyinaran eksterna kulit dan penghirup aktivitas mengambang merupakanjalan masuk yang paling mungkin untuk kontaminasi permukaan di daerah pengendalian. Penggunaan sarana proteksi seperti sarung tangan meng-
Okwber 1991 PPTN - BATAN
hilangkan kemungkinan penelanan di daerah pengendalian ini. Penyinaran eksterna kulit
Untuk penyinaran eksterna kulit dianggap bahwa kulit selalu bersinggungan dengan permukaan yang terkontaminasi selamajam kerja. Nilai batas dosis untuk kulit adalah 500 mSv per tahun [2]. Nilai ini sarna dengan laju dosis 0,25 mSv per jam untuk pekerja radiasi yang tersinari selama 2000jam dalam satu tahun. Lapisan sel dasar pada epidermis merupa.kan jaringan kulit yang memiliki resiko penyinaran paling tinggi. Tebal epidermis tidak sarna untukseluruh tubuh, danjuga berbeda dari satu orang ke orang lain. Nilai tebal tersebut sekitar 50 - 100 Ilm, untuk taksiran dosis ICRP merekomendasikan harga 70 Ilm sebagai harga rata.rata [5]. Jarak jangkau partikel a di jaringan dari sebagian besar radionuklida pemanear a ' ada.lah sekitar 40 Ilm. Namun karena jarak jangkau partikel a di udara adalah dalam orde em [6], sehingga sangat tidak mungkin suatu bagian tubuh tersinari seeara nyata dalam jangka waktu tertentu, penyinaran eksterna pemanear a dapat diabaikan. Untuk partikel ~ dan foton, laju dosis ekivalen rata-rata pada kedalaman 50 dan 100 Ilm diambil untuk mewakili laju dosis tersebut pada epidermis. Untuk ini dapat dilakukan perhitungan laju dosis ekivalen per satuan aktivitas permukaan dengan persamaan yang diberikan Berger sebagai berikut [7] : D (x, EO>=A n k Eo
BT
8 -10
(x, Eo)
D(x,E) = laju dosis serap (mSv jam-1), x .jarak dari sumber (em), Eo = energi radiae;i yang dipanearkan (MeV), (x,E) = fraksi SE,rap spesifikasi (g_1), A = aktivitas sumber (Bq), n = jumlah satuan energi per disintegrasi, k = konstanta Hasil perhitungan dengan persamaan di atas telah diberikan pada Wrixon dkk. [4]. Penghirupan
aktiuitas zat mengambang
Kontaminasi udara di ruang kerja dapat terjadi akibat beterbangannya kontaminan yang semula terdapat di permukaan. Untuk memperhitungkan aktivitas zat mengambang ini dengan demikian diperlukan faktor terbang, yaitu suatu faktor yang menghubungkan kontaminasi udara dengan kontaminasi perm\;lkaan.
467
Bandung,
Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dun Tekrwlogi MenuJu Era Tinggal Landas
Faktor terbang dapat didetinisikan sebagai nisbah aktivitas per satuan volume udara dengan total aktivitas per satuan luas permukaan. Nilai faktor terbang yang direkomendasikan lAEA adalah 5 x 10-5 m-l [8]. Permukaan Tubuh.
Cara yang paling mungkin untuk penyinaran kontaminasi pada permukaan tubuh akibat kontaminasi adalah melekatnya radionuklida pada kulit tubuh itu sendiri. Penembusan kulit untuk sampai ke darah hanya dapat berlangsung dengan beberapa bahan radioaktif yang larut di cairan organik; namun jalan masuk ini diluar lingkungan batas turunan, dan pemantauan biologi merupakan cara yang paling tepat untuk mengevaluasinya. Penyinaran eksterna kulit Kontaminasi pada permukaan kulit dapat menyebabkan penyinaran terus menerus pada kulit sebelum kontaminasinya dihilangkan. Dengan nilai batas dosis untuk kulit 500 mSv per tahun, hal ini berarti 0,057 mSv per jam untuk penyinaran satu tahun penuh. Batas turunan dengan demikian adalah aktivitas permukaan yang dapat memberikan laju dosis ekivalen ini ke lapisan dasar epidermis. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sarna seperti terhadap penyinaran eksterna kulit di daerah pengendalian. Penelanan zat dari kulit Kontaminasi pada kulit dapat masuk ke tubuh melalui mulut. Dalam hal ini dianggap seseorang menelan semua aktivitas dari kontaminasi kulit seluas 10 cm2 setiap harinya. Batas turunan dengan demikian adalah aktivitas pada kulit seluas 10 cm2, yang bila ditelan setiap hari, dapat memberikan masukan sebanding dengan batas masukan tahunan untuk radionuklida yang bersangkutan. HASILDAN PEMBAHASAN
Hasil perhitungan batas turunan untuk permukaan di daerah pengendalian berikut dengan data laju dosis ekivalen per satuan aktivitas permukaan yang digunakan diberikan pada Tabel 3 (lampiran). Faktor 10-6 dan 10-2 pada perhitungan penghirupan aktivitas zat mengambang adalah faktor pengubah m-3menjadi cm-3dan m menjadi em. Data yang digunakan untuk menghitung batas turunan untuk permukaan tubuh dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4 (lampiran).
8 -10
Oktober 1991 PPTN - BATAN
Faktor 5 dan 50 pada perhitungan penelanan zat dari bahan kulit adalah karena masa bekerja adalah 5 hari per minggu dan 50 minggu per tahun. Sedangkan faktor 10 adalah luas permukaan kulit yang terkontaminasi setiap harinya. Untuk daerah pengendalian, Tabel 3 menunjukkan bahwa penyinaran eksterna kulit merupakan jalan masuk pembatas untuk hampir semua radionuklida kecuali 3H, 63Ni, 90Sr, lOOCd,1251, 147Smdan radionuklida lain yang meluruh dengan pancaran a atau dengan suatu seri pancaran a. Untuk unsur-unsur terakhir ini, inhalasi merupakanjalan masuk pembatas. Dalam hal permukaan kulit, Tabel 4 memperlihatkan bahwa penyinaran eksterna kulit juga merupakan jalan mas uk pembatas untuk sebagian besar radionuklida. Kecuali untuk 3H, 63Ni, 1251, 147Sm, 210Pb dan radionuklida dengan nomor atom tinggi, dimana dalam hal ini penelanan merupakanjalan masuk pembatas. Tabel 5 (lampiran) memperlihatkan batas turunan yang berlaku umum untuk permukaan di daerah pengendalian dan di permukaan kulit, yang diperoleh dari batas turunan yang paling membatasi pada masing-masing permukaan. Daftar ini dibuat dengan pertimbangan bahwa untuk keperluan praktis, batas turunan harus cukup sederhana. Dari Tabel 5 terlihat bahwa untuk radionuklida dengan batas turunan sarna dengan atau lebih besar 3,7 Bq cm-2,harga untuk kedua jenis permukaan hampir sarna, atau berbeda sepuluh kali. Untuk itu cukup dapat diterima untuk menggunakan batas turunan yang lebih kecil untuk kedua permukaan dan radionuklida tersebut. Berdasar Tabel 5 terse but, suatu batas tingkat kontaminasi permukaan dapat dibuat (lihat Tabel6) (lampiran). Sesuai dengan uraian di atas, batas tingkat kontaminasi permukaan yang diberikan pada Tabel 6 didasarkan pada penggolongan eksterna penghirupan dan penelanan. Dalam menggunakan Tabel 5 dan 6 perlu diingat bahwa harga batas turunan untuk 3H (golongan V) yang diberikan hanya berlaku untuk bentuk air. Untuk 3H dalam bentuk unsur, pengawasan dapat dilakukan dengan dasar pemantauan biologi atau udara. Batas tingkat kontaminasi dan batas turunan yang diberikan merupakan penjabaran dari nilai batas dosis yang ditetapkan. Namun
468
Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains don, Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landa3
jika nilai batas dosis merupakan harga yang tidak boleh dilampaui, maka tujuan kedua batas yang diberikan hanyalah untuk memberikan petunjuk pengawasan operasional bahan radioaktif. Karena itu jika kontaminasi yang terjadi melebihi harga batas tingkat kontaminasi atau batas turunan, maka hal tersebut tidak berarti nilai batas dosis telah dilampaui. Sebagai petunjuk pengawasan operasional, maka kedua batas juga tidak bisa digunakan dalam hal kontaminasi yang terjadi akibat kecelakaan.
KESIMPUlAN Makalah ini an batas turunan an dari beberapa dihitung dengan
memberikan hasil perhitunguntuk kontaminasi permukaradionuklida. Batas turunan dasar nilai batas dosis untuk
Bandung,
8 -10
Oktober 1991 PPTN - BATAN
kulit pekerja radiasiyangdiberikan BATAN dan batas masukan tahunan untuk penelanan dan batas turunan kadarradionuklida di udarayang diberikan IAEA. Dari data batas turunan tersebut kemudian dibuat batas tingkat kontaminasi permukaan berdasar kategori permukaan dan penggolongan radionuklida. ,Data batas turunan dan batas tingkat kontaminasi permukaan ini selanjutnya dapat digunakan sebaga.i petunjuk pengawasan operasional kegiatan rutin dalam penggunaan bahan radioaktif, baik di daerah pengendalian yang kemungkinan pe_ nerimaan dosis radiasinya cukup tinggi maupun di daerah pengawasan yang kemungkinan.nya lebih rendah.
DAFfAR PUSTAKA 1. IAEA, A basic toxicity classification of radionuclides. na (1963). 2. BATAN, Ketentuan
Keselamatan
3. IAEA, Basic safety standards
Technical Report, Series 15, IAEA, Vien-
Kerja Terhadap Radiasi, BATAN, Jakarta
for radiation protection, Safety Series 9, IAEA, Vienna (1982).
4. WRIXON, A.D., et.al. Derived Limits for Surface Contamination, (1979). 5. ICRP, Recommendation of the international Pergamon Press, Oxford (1977). 6. KNOLL, G.F. Radiation (1989) 36.
Supplement
8. IAEA, Monitoring of radioactive IAEA, Vienna (1970).
NRPB-DL2, NRPB, Oxon
commission on radiological protection, Report 26,
Detection and Measurement.
7. BERGER, M.J. J.Nucl.Med.,12,
(1989).
2nd ed., J~hn Wiley & Sons, New York
5, MIRD Pamphlet No.7 (1971).
contamination
469
on surface,
Technical
Report Series
120,
Proceedings Seminar Reakror Nuklir daJam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
Bunching,
8 -10
Okrober 1991 PPTN - BATAN
LAMP1RAN Tabe13. Batas turunan kontaminasi permukaan di daerah pengendalian 68 BTKU XX10 10-1 105 --20 -1 BT BT -X1,2 103 4351,2 X 104 875,8 961,4 4102 181 24688142,4 X 10-3 105 105 106 104 104 102 105 106 105 24,3 X X 104 103 101 x.J.04 3,16 2,92 5,19 1,35 8,65 1,27 6,33 2,22 2,68 1,99 1,08 1,77 5,81 (inhalasi) 8,54 6,1 3,9 2,7 9,3 6,8 6,5 1,1 X X10-3 10-4 10-8 10-3 2,17 4,11 8,41 1,58 9,43 1,60 1,2 2,62 1,92 6,43 8,97 2,28 2,07 2,26 1,69 1,6 2,1 1,3 3,0 2,3 2,0 1,8 4,8 1,5 2,8 5,9 1,6 7,9 3,3 4,0 2,9 9,5 7,0 8,6 X X 10-5 10-5 X 10-5 10-3 10-5 10-4 X 10-4 X 102 106 102 104 103 106 10.) 102 eksterna Penghirupan 8,22 1,81 3,87 1,95 1,18 4,22 1,02 7,49 1,4 1,8 4,32 8,97 3,57 3,70 5~4 X X 104 1,23 X 10-4 Penyinaran kulit X 102 Jalan masuk 4,8
470
(Bq cm-2)
Proceedings Seminar Reciktor Nuklir daJam Peneliticm Sains don TeklWwgi Menuju Era TinggaJ Lcmdas
Tabel 3. (lanjutan) 20 4-20 10-2 10-1 269871 XBTKU 30 10 510 10-3 -X-----10-1 840 238Pu BT BT 4Penyinaran X 101 2460 1,6 1,2 X 10-2 1,4 10-2 10-1 1,2 1,8
Catatan:
Bcmdung, 8 -10 Oktober 19!11 PPTN - BATAN
9 X 10-2 (inhalasi) eksterna Penghirupan kulit Jalan masuk
V-sk = uranium susut kadar V-perk = uranium diperkaya
471
Bandung,
Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
Tabe14. Batas turunan kontaminasi permukaan di permukaan 361 BTKU X 109 -105 XBT -XX-810.4 BT 44'x 82105 923,6 8352,8 79161,1 4-2,0 X X X X 102 107 103 106 104 107 108 109 106 107 PenelananJalanmasuk (ingesi) 105 104 1,27 6,33 1,35 1,92 4,32 1,99 1,95 1,60 4,2 4,5 9,0 4,11 2,26 2,62 3,57 3,2 4,8 3,9 3,70 1,23 8,54 1,81 8,41 2,07 8,97 1,02 9,43 1,08 5,3 5,6 1,4 6,8 2,6 2,1 6,4 6,0 6,6 6,7 1,3 X X X X X 10-4 10-5 10-8 10-4 10-3 10.5 10.3 10,3 10-4 10-5 10-3 10-5 10-4 10-4 103 104 102 5,81 2,92 2,22 8,22 2,17 5,19 3,16 5,24 8,65 3,87 8,97 2,68 2,28 4,22 1,81 1,58 1,77 1,18 7,49 2,8 3,6 3,2 2,4 1,6 1,2 3,4 3,1 2,5 7,6 X X 10-3 10-5 X 105 X 102 104 101 102 106 102, 6,43 2,9 6,9 3,0 4,6 9,8 2,2 1,5 1,8 1,6 1,69 106 Penyinaran eksterna kulit
.
472
8 - 10 Oktober
1991 PPTN-BATAN
kulit (Bq cm'2)
Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains don Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
Tabel 4. (lanjutan)
•
5 X 105
Catatan:
- 2 X -104 3549187BTKU 105 103 106 -102 ----X--103 BT BT 428107 X 102 X 101 1,2 2,8 3,2 3,6 1,6 1,2 101 2,8 Penyinaran
;
U-sk = uranium U-perk
= uranium
susut
eksterna
Penelanan Jalan (ingesi) kulit masuk
kadar
diperkaya
473
Bandung,
8 -10
Okwber 1991 PPTN - BATAN
Bandung,
Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
Tabel
5. Batas turunan
umum
68Ga 3,7 104 105 3,7 3,7 3,7x X X XX X X X X X 105 102 103 101 102 101 103 101 103 101 10° Kulit 113mln 3,7 3,7 3,7 101 103 X 102 104 10° 102 102 3,7 Nuklida Th U-alam 241Am 244Cm 224Ra 226Ra 228Ra 227Th 228Th 230Th 232Th 239pu 240pu 241Pu 242pu 231Pa 227Ac 238pu 235U 233U 234U 238U 232U -alam 236U U-sk U-perk 237Np
untuk
permukaan daerah (Bq cm-2)
pengendalian
Nuklida
pengendalian 223Ra
Catatan:
474
8 -10
Oktober 1991 PPTN - BATAN
dan permukaan
Daerah 3,7 3,7 X 10° 10° 10-1 3,7 3,7 3,7 3,7 XX XXXX10-1 10-1 10-2 X 10-2 X 101 10° 102 10-1 101 102 101 8,7 X 10-1 10-3 10_2 10-1 102 103 10° Kulit
U-sk = uranium susut kadar U-perk = uranium diperkaya
kulit
Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalarn Penelitian Sains clan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas
Bandung, 8 - 10 Oktober 19!1l PPTN - BATAN
Tabel 6. Batas tingkat kontaminasi asao
B C
permukaan
yang diusulkan
Permukaan tubuh V xXxpengawasan, II Permukaan III IV dalam isipakaiglove di daerah pe3,7 xI 10-2 Golongan Daerah 10-1 Golongan 3,7x103 3,7 10° Serendah-rendahnya yang dilampaui dapat dicapai Tingkat yang tidak boleh 102 3,7xlO-1 3,7x102 3,7 10-1 101 3,7 kontaminasi x 10-1 Kategori dalian dalam kategori selaindan yang A tercakup nil), bahan barang lain lengkapan proteksi perso(Bq cm-2) an pribadi, sepre rumah
Keterangan : Pen~e:olongan radionuklida Golongan I : 227Ac; 228Th; 230Th; 232Th; Th-alam; 231Pa; 232U; 233U; 234U; 236U; pemancara dengan Z >92. Golongan II : 147Sm; 210Pb; 52Fe; 227Th; 235U; 238U; U-A.lam; U-susut kadar; U diperkaya; 241pu. Golongan III : Nuklida lain kecuali yang digolongan IV clan V. Golongan IV : 14C; 35S; 54Mn; 57Co; 65Zn; 67Ga; 75Se; 77Br; 85Sr; 99mTc; 1251; 129Cs; 197Hg. Golongan V : 3H; 51Cr; 55Fe; 63Ni; 109Cd; 131Cs.
475
