SEMINAR NASIONAL SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011 ISSN 1978-0176
PENENTUAN CALIBRATOR SETTING CAPINTEC CRC-7BT UNTUK SAMARIUM-153 Wijono, Gatot Wurdiyanto Pustek Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BATAN, Jl.Lebak Bulus No.49 Jakarta, 12440
[email protected]
ABSTRAK Penentuan Calibrator Setting Capintec CRC-7BT untuk Samarium-153. Telah dilakukan penentuan calibrator setting sistem Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT untuk Samarium-153 (Sm-153) di Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui nilai calibrator setting, faktor kalibrasi dan ketidakpastian bentangan Capintec CRC-7BT untuk pengukuran aktivitas Sm-153. Metode pengukuran yang digunakan adalah relatif. Sumber standar radionuklida yang digunakan adalah Sm-153 kode A15301/11 dengan aktivitas 1795,25 Ci pada saat pengukuran. Sumber standar tersebut dalam bentuk cair dengan volume (3,95 ± 0,2%) ml pada wadah ampul gelas 5 ml. Proses penelitian diawali dengan pencacahan latar dan sumber standar dengan masingmasing pengambilan data 15 kali. Pencacahan sumber standar dilakukan dalam rentang calibrator setting antara 230 sampai 239 yang terbagi dalam 10 tingkat dengan interval 1. Dengan demikian diperoleh rerata, deviasi standar dan ketidakpastian tipe A dari masing-masing tahap pengukuran. Nilai ketidakpastian tipe B diperoleh dari umur paro Sm-153 sebesar 0,0026%, di samping faktor-faktor lain yang terdiri dari kebocoran, resolusi, respon, linieritas, akurasi dan repeatability dari alat ukur radiasi yang secara berturutturut sebesar 0,5%; 0,0332%; 2%, 2%, 3% dan 1%. Hasil perhitungan menunjukkan ketidakpastian gabungan dan bentangan Capintec CRC-7BT masing-masing sebesar 2,102% dan 4,508%. Hasil menunjukkan calibrator setting Capintec CRC-7BT untuk pengukuran Sm-153 sebesar 234 ± 1 dengan aktivitas (1799,32 ± 0,04%) Ci. Dari pembagian hasil aktivitas peluruhan dengan hasil pengukuran sumber standar diperoleh nilai Faktor Kalibrasi. Hasil perhitungan Faktor kalibrasi Capintec CRC-7BT untuk Sm153 sebesar (0,998 ± 4,508%). Dengan hasil ini diharapkan PTKMR – BATAN sebagai acuan laboratorium nasional dalam bidang metrologi radiasi mampu melakukan kalibrasi dan standardisasi untuk berbagai macam alat ukur aktivitas dan jenis radioisotop dengan selamat dan aman dari segi proteksi radiasi, efektif, efisien, cepat dan tingkat akurasi memadai. Kata kunci : calibrator setting, faktor kalibrasi dan radionuclide calibrator
ABSTRACT Determination of calibrator setting of Capintec CRC-7BT for Samarium-153 (Sm-153) in the Center for Technology of Radiation Safety and Metrology of the National Nuclear Energy Agency has been carried out. This research was conducted to determine the value of setting calibrator, calibration factor and expended uncertainty of Capintec CRC-7BT for activity measuring of Sm-153. The measurement method used is relative. Radionuclide standard source used is the Sm-153 code A15301/11 with 1795.25 Ci activity at the time of measurement. Standard sources in the form of liquid with a volume (3.95 ± 0.2%) ml in 5 ml glass ampoule container. How committed is the background counting and a standard source with each data aquitition 15 times. Standard sources counting performed in a range of calibrator setting around 230 to 239, divided into 10 levels with intervals of 1. Thus obtained the mean, standard deviation and type A uncertainty of each measurement phase. Value of type B uncertainty is obtained from the half-life of Sm-153 at 0.0026%, in addition to other factors which consist of leakage, resolution, response, linearity, accuracy and repeatability of radiation measuring instrument are 0.5 %, 0.0332%, 2%, 2%, 3% and 1% respectively. The calculation results show the combined and expanded uncertainty of CRC-7BT Capintec is 2,102% and 4,508% respectively. Results showed calibrator setting of Capintec CRC-7BT for Sm-153 measuring is 234 ± 1 with (1799.32 ± 0.04%) Ci activity. From the division of activity decay with the measurement results of the standard source obtained calibration factor value. Calibration factor calculation results of Capintec CRC-7BT for Sm-153 was (0.998 ± 4.508%). With this result is expected the Center for Technology of Radiation Safety and Metrology of the National Nuclear Energy Agency as national laboratories reference in the field of radiation metrology capable of performing calibration and standardization for a variety of measuring devices and types of radioisotope activity with a safe and secure in terms of radiation protection, effective, efficient, speedy and adequate level of accuracy. Keywords : calibrator setting, calibration factor and radionuclide calibrator
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
298
Wijono dkk
SEMINAR NASIONAL SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011 ISSN 1978-0176 1.
PENDAHULUAN
Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT merupakan salah satu jenis alat ukur radiasi standar milik Pusat Teknologi dan Keselamatan Radiasi yang digunakan untuk pengukuran aktivitas radionuklida, salah satunya adalah Samarium-153 (Sm-153). Alat tersebut memiliki 8 jenis tombol radionuklida dan beberapa hasil setting radionuklida yang memiliki Calibrator Setting (CS) yang berbeda-beda sesuai jenisnya. Masing-masing tombol memiliki Faktor Kalibrasi yang belum tentu sama antara yang satu dengan lainnya. Sebagai alat ukur standar Capintec CRC-7BT harus memiliki nilai Faktor Kalibrasi yang tertelusur oleh sumber standar sesuai jenis radionuklida yang akan diukur. Masa berlaku Faktor Kalibrasi/kalibrasi ulang untuk Radionuclide Calibrator ini selama 1 tahun (sesuai Peraturan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir No.1 tahun 2006 tentang Laboratorium Dosimetri, Kalibrasi Alat Ukur Radiasi dan Keluaran Sumber Radiasi Terapi dan Standardisasi Radionuklida). Faktor kondisi dan kualitas alat dapat menyebabkan Faktor Kalibrasi dari Radionuclide Calibrator pada tombol Sm-153 mengalami perubahan. Apabila perubahannya cukup besar maka akan mempengaruhi akurasi hasil pengukurannya. Pada kondisi ini peluang terjadinya kesalahan pengukuran semakin besar, terutama untuk sampel aktivitas kecil. Oleh karena itu perlu dilakukan penentuan Calibrator Setting (CS) Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT secara berkala untuk memperbaiki kontinuitas nilai Faktor Kalibrasinya. Untuk menghindari kesalahan perhitungan dalam penentuan Faktor Kalibrasi diperlukan koreksi peluruhan terhadap aktivitas sampel karena umur paro Sm-153 cukup pendek, yaitu (1,92855 ± 0,00005) hari.[1] Tujuan dari penentuan Calibrator Setting Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT pada Tombol Sm-153 adalah untuk memperoleh nilai Calibrator Setting, Faktor Kalibrasi dan ketidakpastian bentangannya. Dengan demikian diharapkan dapat meningkatkan kualitas hasil kalibrasi terhadap alat-alat ukur radiasi yang lain yang biasanya dimiliki oleh Rumah Sakit, sehingga pihak konsumen (pasien) lebih mendapatkan perlindungan keselamatan dari radiasi sesuai peraturan ketenaganukliran yang berlaku. [2] 2.
detektor (ures), linieritas (ulin), akurasi (uakr) dan repeatability (urpb). [3] Untuk tipe A, deviasi standar pengukuran capintec (cp) adalah [4] N
cp
(A i 1
icp
A cp ) 2
N(N 1)
(1)
sehingga ketidakpastian Capintec (ucp) dalam prosen (%) adalah
u cp
cp
Acp ( N 1)
100.
(2)
Dari nilai-nilai ketidakpastian tipe A dan B diperoleh nilai ketidakpastian standar gabungan (uc) 2 u c u cp2 u leak u 2pr u 2resl u 2res u i2 .
(3)
Apabila k adalah faktor cakupan untuk nilai derajat kebebasan efektif (veff) dengan tingkat kepercayaan 95% dan menggunakan nilai kritis kstudents, maka nilai ketidakpastian bentangan (U) dapat ditentukan. [3]
(4) Nilai ketidakpastian bentangan (U) diperoleh dari hasil perkalian nilai faktor cakupan (k) dengan nilai ketidakpastian gabungan (uc). U = kuc .
(5)
Tabel 1 dibahas di mana pada teks? Tanda desimal titik diganti koma. Di hal. 4 juga ada Tabel 1. Tabel 1. Hubungan derajat kebebasan terhadap faktor cakupan.
TINJAUAN PUSTAKA
Perhitungan nilai ketidakpastian (U) terdiri dari tipe A dan B. Tipe A meliputi nilai-nilai ketidakpastian data pengukuran alat ukur standar Capintec CRC-7BT (ucp) dan tipe B meliputi nilainilai ketidakpastian kebocoran detektor (uleak), umur paro teori (upr), resolusi bacaan (uresl), respon
Wijono dkk
299
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
3.
TATA KERJA
Sistem peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT S/N 71742, Monitor 4 S/N 26140, Stabiliser Model SKU-3000-VA S/N 40628337374 dan satu set alat proteksi radiasi (sarung tangan karet, TLD, pinset, kontainer Pb dan tissue. Sumber radionuklida standar yang digunakan adalah Sm-153 Kode A15301/11 dengan aktivitas 1795,25 Ci pada saat pengukuran. Sumber standar tersebut dalam bentuk cair dengan volume (3,95 ± 0,2%) ml pada wadah ampul gelas 5 ml. Skema penentuan Calibrator Setting Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT secara lebih lengkap ditunjukkan dalam Gambar 1. Metode pengukuran yang digunakan adalah relatif. Proses ini diawali dengan pencacahan latar dan sumber standar dengan masing-masing pengambilan data sebanyak 15 kali. Pencacahan sumber standar dilakukan dalam rentang calibrator setting antara 230 sampai 239 yang terbagi dalam 10 tingkat dengan interval 1. Dengan demikian diperoleh rerata, deviasi standar dan ketidakpastian tipe A dari masing-masing tahap pengukuran. Nilai ketidakpastian tipe B diperoleh dari umur paro Sm153 sebesar 0,0026%, di samping faktor-faktor lain
SEMINAR NASIONAL SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011 ISSN 1978-0176 yang terdiri dari kebocoran, resolusi, respon, linieritas, akurasi dan repeatability dari alat ukur radiasi yang secara berturut-turut sebesar 0,5%; 0,0332%; 2%, 2%, 3% dan 1%. Dari perhitungan ketidakpastian tipe A dan B dapat ditentukan ketidakpastian gabungan dan bentangan Capintec CRC-7BT Dari pembagian hasil aktivitas peluruhan dengan hasil pengukuran sumber standar diperoleh nilai Faktor Kalibrasi dengan toleransi sama dengan nilai ketidakpastian bentangan. Karakteristik perubahan fungsi calibrator setting terhadap aktivitas (dalam satuan mCi) ditentukan dengan interval 1 dari 11 tingkat pengukuran. Dari proses ini diperoleh hasil grafik Faktor Radionuklida (RF) versus Aktivitas (mCi) dari Radionuclide Calibrator tersebut. Nilai faktor kalibrasi yang ideal dengan nilai 1,000 terletak pada pertemuan garis karakteristik terhadap nilai aktivitas sumber standar pada saat pengukuran. Apabila hal ini tidak dapat dicapai maka nilai calibrator setting yang diambil adalah titik yang terdekat dengan perpotongan garis grafik seperti tersebut di atas. Setelah ditemukan nilai calibrator setting yang baru secara tepat dan benar maka dilakukan penguncian pengaturan posisi menu pada Radionuclide Calibrator CRC-7BT.
Gambar 1. Skema penentuan Calibrator Setting Radionuclide Calibrator Capintec CRC-7BT
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
300
Wijono dkk
SEMINAR NASIONAL SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011 ISSN 1978-0176 4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari proses pengaturan sistem calibrator setting Capintec CRC-7BT dan berdasarkan data hasil pengukuran aktivitas secara terkoreksi sebagai alat ukur standar diperoleh grafik karakteristik hubungan antara calibrator setting (Cal-Set) versus Aktivitas (Ci) seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa semakin kecil pengaturan angka Cal-Set pada Capintec CRC-7BT akan menyebabkan aktivitas hasil pengukuran yang semakin besar (berbanding terbalik). Karakteristik garis grafiknya berbentuk linier walaupun masih terlihat ada beberapa belokan kecil. Garis tersebut berpotongan dengan garis horisontal yang merupakan fungsi aktivitas sumber standar pada saat pengukuran. Titik perpotongan
garis tersebut merupakan titik kesetaraan antara hasil pengukuran aktivitas sumber standar menggunakan Capintec CRC-7BT terhadap aktivitas yang sebenarnya sebagai sumber standar yang nilainya telah dikoreksi berdasarkan rumus peluruhan pada saat pengukuran. Apabila pada titik perpotongan ditarik garis vertikal ke bawah dan tepat mengenai angka calibrator setting, maka akan diperoleh Faktor Kalibrasi sebesar 1,00. Namun hal ini tidak terjadi pada Radionuclide Calibrator CRC-7BT karena angka calibrator setting yang dicapai merupakan pembulatan, yaitu 234. Posisi ini terlihat jelas pada grafik Calibrator Setting (CS) versus Selisih Aktivitas Sm-153 (Ci) untuk masingmasing tahap pengukuran seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.
Gambar 2. Grafik Calibrator Setting (CS) versus Aktivitas Sm-153 (Ci) dari hasil pengukuran Capintec CRC-7BT terhadap sumber standar
Gambar 3 Grafik Calibrator Setting (CS) versus Selisih Aktivitas Sm-153 (Ci) untuk masing-masing tahap pengukuran
Wijono dkk
301
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
SEMINAR NASIONAL SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011 ISSN 1978-0176 Tabel 2. Ketidakpastian pengukuran Sm-153 menggunakan Capintec CRC-7BT
Dari akuisisi data ukur diperoleh rerata, deviasi standar dan ketidakpastian tipe A. Sedangkan nilai ketidakpastian tipe B diperoleh dari umur paro Sm153 sebesar 0,0026%, di samping faktor-faktor lain yang terdiri dari kebocoran, resolusi, respon, linieritas, akurasi dan repeatability dari alat ukur radiasi yang secara berturut-turut sebesar 0,5%; 0,0332%; 2%, 2%, 3% dan 1%. Hasil perhitungan menunjukkan ketidakpastian gabungan dan bentangan Capintec CRC-7BT masing-masing sebesar 2,102% dan 4,508%. Distribusi ketidakpastian Tipe A dan B secara lebih lengkap ditunjukkan dalam Tabel 2. Hasil menunjukkan calibrator setting Capintec CRC-7BT untuk pengukuran Sm-153 sebesar 234 ± 1 dengan aktivitas (1799,32 ± 0,04%) Ci. Dari pembagian hasil aktivitas peluruhan dengan hasil pengukuran sumber standar diperoleh nilai Faktor Kalibrasi. Hasil perhitungan Faktor kalibrasi Capintec CRC-7BT untuk Sm-153 sebesar (0,998 ± 4,508%). Dengan meninjau kembali Dokumen: IKLMR-STD-10 maka terlihat jelas bahwa Faktor Kalibrasi Radionuclide Calibrator CRC-7BT memiliki nilai mendekati 1,000. Dengan hasil ini diharapkan PTKMR – BATAN sebagai acuan laboratorium nasional dalam bidang metrologi radiasi mampu melakukan kalibrasi dan standardisasi untuk berbagai macam alat ukur aktivitas dan jenis radioisotop dengan selamat dan aman dari segi proteksi radiasi, efektif, efisien, cepat dan tingkat akurasi memadai. 5.
KESIMPULAN
Semula Radionuclide Calibrator Capintec CRC7BT untuk pengukuran aktivitas Sm-153 belum memiliki ketertelusuran terhadap sumber standarnya. Dari hasil ini diperoleh grafik karakteristik dari Calibrator Setting (CS) versus aktivitas Sm-153 dalam satuan Ci. Sedangkan angka Calibrator Setting dan Faktor Kalibrasi Capintec CRC-7BT untuk pengukuran Sm-153 masing-masing sebesar
Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
(234 ± 1) dan (0,998 ± 4,508%). Dengan hasil ini diharapkan PTKMR – BATAN sebagai acuan laboratorium nasional dalam bidang metrologi radiasi mampu melakukan kalibrasi dan standardisasi untuk berbagai macam alat ukur aktivitas dan jenis radioisotop dengan selamat dan aman dari segi proteksi radiasi, efektif, efisien, cepat dan tingkat akurasi memadai khususnya untuk Sm153. 6.
UCAPAN TERIMA KASIH
1. Bapak Kepala Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta 2. Bapak Kepala Bidang Metrologi Radiasi PTKMR – BATAN 3. Para staf Sub Bidang Standardisasi yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian.
7.
DAFTAR PUSTAKA
[1] TdeR, Table de Radionuclides Atomic and Nuclear Data, Recommended data/table BNMLNHB/CEA – Table de Radionuclides – CEA, http://www. nucleide.org/DDEPWG/DDEPdata.htm, 2004 [2] Peraturan Pemerintah, “Keselamatan Radiasi Pengion dan Keamanan Sumber Radioaktif”, PP No. 33, Jakarta, 2007 [3] International Atomic Energy Agency, “Measurement Uncertainty”, A Practical Guide for Secondary Standards Dosimetry Laboratories, Tecdoc-1585, Vienna, 2008 [4] Instruksi Kerja Unit Standarisasi, No. Dokumen: IK-LMR-STD-10, P3KRBiN-Batan, 2003.
302
Wijono dkk
