Sutarman, dkk
-
ISSN 0216 3128
69
PENENTUAN KADAR GAS RADON PADA BEBERAP A TEMP AT BERPENDINGIN DI ISTN JAKARTA MENGGUNAKAN DETEKTOR JEJAK NUKLIR cr-39 Sutarman, Asep Warsona, Sari Novia, Luhantara P3KRlJIN-BATAN,InstitutSainsdun TeknologiNasional(ISTN),UniversitasIndonesia(UI)
ABSTRAK PENENTUAN KADAR GAS RADON PADA BEBERAPA TEMPAT BERPENDINGIN Dl ISTN JAKARTA MENGGUNAKAN DETEKTOR JEJAK NUKLIR CR-39. Telah dilakukan penentuan kadar gas radon di sepuluh ruangan tempat kerja yang mempunyai sistem pendingin (AC) di Instirut Sains dun Teknologi Nasional (ISTN) Jakarta. Pengukuran kadar gas radon dilakukan menggunakan metode jejak nuldir dengan detektor CR-39. Dosimeter radon pasifyang berisi detektor CR-39 dipasang di dalam ruangan tempat kerja. Setelah 75 hari detektor diambil dun dietsa, selanjutnya dibaca menggunakan mikroskop dengan perbesaran 400 kali. Hasil pengukuran memperlihatkan bahwa data kadar gas radon bervariasi yang berkisar dari (31,4%O.3)Bq/m3sampai (52.I:rO,5) Bq/m3 dengan nilai rata-rata (41,4%0,1) Bq/m3. Kadar gas radon tertinggi terdapat di Laboratorium Fisika Dasar, karena tempat tersebut relatif rendah dengan venti/asi tidak memadai. AC yang dipasang di dalam ruangan tempat kerja tidak menjamin pertukaran udara di datum ruangan berlangsung dengan baik. Data yang diperoteh akan dipakai sebagai data dasar tingkat radiasi di tempat-tempat kerja di Indonesia.
ABSTRACT DETERMINATION OF RADON GAS CONCENTRATION AT SEVERAL PLACES HAVING THE AIR CONDITIONING IN ISTN USING THE CR-39 NUCLEAR TRACK DETECTOR. Determination of radon gas concentration has been collducted in ten workplace rooms having the air conditioning system (AC) in National Institute of Science and Technology ( ISTN) Jakarta. Measurement of gas radon concentrations has been done by using the -nudear track method with a detector of CR-39. Dosemeter of passive radoll containing detector of CR-39 was attached in the workpillce rooms. After 75 days the detectors were taken and etchedg, followed by the reading using a microscope a microscope with magnification 400 times. Result of measurement has showed that the gas radon concentration was tire ranging from (31,4%O,3)Bq/ m3 until ( 52,1%0,5)Bq / m3 with average value of ( 41,4%0,1)Bq / m3 . The gas radoll concelltration was highest in Laboratory of Basic Physics, because the place was relative lower with velltilatiolls are not adequate. The air conditioning attached in the workplace room does not guarantee that tire well air exchanging will take FilIce. The data obtained will be use for the baseline data ofradiatiollievel radiasi in the workplaces in Indonesia.
PENDAHULUAN
G
as radon e22Rn) adalah gas yang berasal dari alam danmempakan salah satu gas mulia yang bersifat radioaktif (mernancarkan partikel alfa, energi 5,48 MeV, clan waktu paroh 3,82 hari). Radionuklida tersebut adalah aDak lumh radium e26Ra) dari deret uranium (238U) yang terdapat di dalam kerak burni. Gas radon yang dilepaskan dari permukaan bumi ke udara terjadi secara terus-menems, bergerak dengan bebas clan rnasuk ke dalam rurnah dengan cara difusi melalui pori-pori tanah, air, clan bahan bangunan rurnah yang banyak mengandung uranium (granit, gipsum clan semen dengan campuranfly-ash). Gas radon di udara tidak dapat dideteksi dengan pancaindera, karena tidak kelihatan, tidak berwama, tidak berbau clan tidak dapat dirasakan. Oleh karena itu pendeteksiannya hams menggunakan alat yang peka terhadap gas radon. Dalam penelitian ini pendeteksian gas radon
dilakukan menggunakan dosimeter radon pasif dengan detektor jejak nuklir (nuclear track detector) CR-39, di dalam maRgan tempat keIja yang menggunakan sistem pendingin AC. Kadar gas radon beserta aDak luruhnya dalam udara di dalam rurnah (indoor) umurnnya lebih tinggi dibandingkan dengan di luar rurnah (outdoor). Menumt UNSCEAR (1993), basil survei kadar rata-rata gas radon dalam udara di rurnah-rurnah penduduk dari 34 negara berkisar dari 12 Bq/m3 (Australia 2413 rumah selarna, 1990) sampai 270 Bq/m3 (Jerman 5000 rurnah, 1990ill. Hal ini memberikan gambaran bahwa kadar gas radon di dalam rumah cukup tinggi, temtarna maRgan yang tertutup atau ventilasi yang kurang mernadai, seperi maRgan bawah tanah clan ruangan tertutup yang menggunakan sistem AC sebagai pendingin. Perlu diketahui bahwa basil peluruhan gas radon sebagaian besar melekat atau terkandung
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
-
70
ISSN 0216 3128
dalam butiran-butiran halos debu udara yang berdiameter 0,01-1J.lIIl, sehingga hila terhisap melalui hidung sangat berbahaya bagi kesehatan manusia, karena gas ini bersifat radioaktif daD mudah terendapkan dalam saluran pernafasan. Radiasi alfa yang dipancarkan oleh gas radon dapat mengganggu saluran pernafasan, temtama aDak luruhnya. Dosis radiasi alfa yang diterima oleh saluran pernafasan yang berasal dari anak luruh radon sekitar 20 kali lebih besar dari pada yang dipancarkan oleh gas radon itu sendiri. Adapun efek radiasi yang ditimbulkan mempunyai fisiko sangat besar terhadap kesehatan saluran pematasan tersebut, bergantung pada kadar aDakluruh radon di udara dan parameter fisiologik sistem pemafasan, misalnya dapat menimbulkan asma dan kanker pam-pam(2]. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui berapakah besar kadar gas radon dalam udara di beberapa tempat kerja yang dapat dipakai sebagi data dasar yang berkaitan dengan kadar gas radon di tempat-tempat kerja di Indonesia. Hasil penentuan kadar gas radon tersebut dapat dipakai untuk pengkajian lebih lanjut dalam memperkirakan dosis tahunan yang diterima para pekerja di dalam ruang tempat kerja. Penelitian ini telah dilakukan pada beberapa tempat kerja yang nenggunakan AC di kampus lnstitut Sains daD Teknologi Nasional (ISTN) dalam rangka penelitian bersarna yang berkaitan dengan pernantauan kadar gas radon di DKI Jakarta. Karakteristik Detektor Cr-39 Detektor CR-39 adalah plastik terbuat daTi ballaD allyl diglicol carbonat (CI2H.sO7), berupa lembaran padat clantransparan dengan tebal 0,1 em. Plastik CR-39 mempunyai sifat optik sarna dengan gelas, yang digosok mengkilat, liein clan milan terhadap efek ballaD pelarut yang mengandung aceton, benzena, gasolin clan tahan pula terhadap oksidasi. Jika partikel alfa yang berasal daTi gas radon menumbuk plastik CR-39 rnaka terjadi proses pengionan clan eksitasi primer. Proses pengionan tersebut akan menghasilkan elektron-elektron bebas yang terlepas daTi ikatan orbitnya. Elektron yang lepas secara bebas biasanya disebut sinal delta. Jika sinal delta terse but mempunyai energi cukup tinggi rnaka dapat mengakibatkan terjadi proses pengionan clan eksitasi sekunder. Efek sinal delta pada plastik CR-39 dapat mengakibatkan putusnya ikatan polimer yang pada hakekatnya akan lebih melarut dibandingkan dengan bagian plastik CR-39 yang tidak terkena radiasi partikel alfa pada waktu proses etsa dilaksanakan.
Sutarman, dkk. -'-"'"
Larutan etsa dibuat dari larutan NaOH 6 N yang dipakai untuk mengetsa plastik CR-39 sebagai detektor radon pasif. Larutan ini berdifusi dengan plastik CR-39 melalui daerah yang rusak akibat kena radiasi partikel alfa. Jika basil etsa dilihat menggunakan mikroskop maka tampak lubang-Iubang dengan diameter yang berbeda pada plastik CR-39 yang disebut jejak nuklir. Besar/kecilnya diameter jejak nuklir berbanding terbalik dengan besar/kecilnya pengionan yang terjadi padaplastik CR-39. Semakin kecil diameter jejak nuklir semakin besar pula pengionannya. Pengionan maksimum pada detektor CR-39 terjadi pada energi partikel alfa 1,5 MeV Bentuk jejak nuklir pada plastik CR-39 berupa goresan, dan ukuran jejak bergantung pada energi partikel alfa yang mengenai bahan clan kondisi pada waktu mengetsa, antara lain waktu clan suhu ruangan. Pada awalnya jejak berbentuk lubang seperti kerucut, panjang clan clan diameter kerucut bergantung pada arab datangnya sudut clan energi partikel alfa. Menurut Fews clan kawan-kawan menyatakan bahwa jejak nuklir partikel alfa pada plastik CR-39 setelah dilakukan etsa bergantung pada dua parameter, yaitu energi clan sudut datang partikel alfa yang menumbuk ballaD tersebut[3]. Partikel alfa yang datangnya tegak lurus dengan bidang plastik CR-39 akan memiliki struktur berbentuk kerucut terbalik, akan dihasilkan jejak berbentuk lingkaran. Selanjutnya struktur akan miring mengikuti arab datangnya partikel alfa dengan kedalaman sernakin berkurang, sampai dicapai sudut kritik. Jika partikel alfa yang datang menumbuk plastik CR-39 membentuk sudut kurang daTi90° rnaka akan dihasilkan jejak nuklir berupa elips (Gambar 4).
TAT A KERJA DAN PERCOBAAN Balian dan Peralatan Bahan clan peralatan yang digunakan dalam percobaan ini, antara lain:
.
.
. . . .
Detektor jejak nuklir plastik CR-39, Merk Dagang BARYOTRACK buatan Fukui Chemical lndustri, Co .Ltd., Jepang Mangkok plastik transparan sebagai tempat detektor Tali nilon untuk menggantungkan dosimeter pasip Sumber standar e26Ra) radioaktif untuk kalibrasi efisiensi detektor Mikroskop optik, Model OPIPHOT buatan Nikon Ltd, Jepang Alat etsa beserta perlengkapannya
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
ISSN 0216- 3128
Sutarman, dkk.
.. .
Natrium hidroksida (NaOH 6 N) Lucas gel untuk kalibrasi Pencacah sintilasi alfa dengan ZnS(Ag) sebagai detector
71
Jakarta, sebanyak 10 lokasi, yang menggunakan sistem pendingin AC, yaitu ruang kerja Sekretaris Jurusan Fisika, Dekan F-MIPA, Perpustakaan FMIPA, Lab. Mikroprosesor, dan Instrumentasi Perpustakaan, Rektorat, Pusat Data FTI, FTIElektro, Lab. Komputer FTI-Elektro, dan Lab. Fisika Dasar (Gambar 1).
Lokasi Penelitian Pemasangan dosimeter pasif dilakukan di beberapa tempat /ruangan kerja di kampus ISTN
N !
W~E
,
Gambar 1. Lokasi pemasangan dosimeter radon pasif di dalam ruangan tempat-tempat kerja yang ber- AC di kampus ISTN. Keterangan : A B C
: :
Kelas Sipil, Mesin Kelas Sipil Kelas Mesin, Sipil
G HA HB
Kelas Arsitek FMIPA FTI, FTSP
D E F
: : :
Lab Fis.Das Kelas Elektro Kelas Elektro Arsitek
HC HD HE
FMIPA Gedung D3 D3 Sipil, Mesin
+--
C
Masjid ISTN
D3
Work Shop
*
-Mesin -Listrik
Tempat Pemasangan Detektor CR-39
- Elektro
7cm ---+ Tutupplastik
i
Film CR-39
7cm
5cm a. Dosimeter radon pasif
M
Dalam ruangan temnat keria
-.
Sebuah dosimete r radon
b. Dosimeter radon pasif yang dipasang di dalam ruangan tempat kerja
Gambar 2. Pemasangan radon pasif di dalam beberapa ruangan tempat yang menggunakan sistem pendingin AC di ISTN.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juri 2003
-
ISSN 0216 3128
72
Sutarman, dkk.
Metod%g;
Nt = jumlah jejak total (jejaklcm2)
Plastik CR-39 dipotong-potong keeil berukuran 2 em x 1 em x 0,1 em diletakkan pada dasar mangkok plastik dengan menggunakan selotip (Gambar 2a). Bentuk ini yang disebut sebagai dosimeter radon pasif. Dosimeter radon pasif tersebut digantung ditengah-tengah ruangan dengan seutas tali nilan, seperti diperlihatkan pada Gambar 2b[4).
Nb = jumlahjejak latar (jejaklcm2)
Setelah dosimeter radon pasif dipasang selama 75 hari, kemudian diambil clan diberi kode sesuai dengan kode lokasi di mana dosimeter tersebut dipasang. Selanjutnya detektor CR-39 yang telah diberi kode lokasi diproses di laboratorium. Detektor CR-39 dietsa menggunakan larutan NaOH 6 N pada suhu 70° C selama 6 jam di dalam inkubator. Setelah eukup waktu etsa detektor CR-39 diambil, dicuci, clan dikeringkan. Detektor CR-39 dibaea menggunakan mikroskop optik dengan pembesaran 400 kali pada luasan tertentu. Untuk mendapatkan baeaan yang akurat clan memenuhi standar statistik, pembaeaan jejak nuklir dilakukan 50 kali sudut pandang. Perhitungan kadar gas radon dilakukan menggunakan persamaan sebagai berikut : c = (NT - N B):t Sd £1
(I)
dengan: C = kadar radon dalam ruangan (Bq/m3) NT = jumlah jejak nuklir total Uejaklcm2) Nn = jumlah jejak latar Uejaklcm2) Sd = simpanganbakuUejaklem2), ditentukan dengan persamaan (2) E = efisiensi jejak (jejaklem2/ Bq hari atau %)ditentukan dengan persamaan (3) T = waktu pemaparan radiasi (lamanya pemasangan detektor CR-39) dalam hari Simpangan baku ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
A = aktivitas jenis (kadar) sumber standar gas radon (Bq/m3)
= waktu (lamanya) dosimeter radon pasif
t
dipasang(hari) Hasil kalibrasi dalam percobaan ini menunjukkan bahwa efisiensi detektor CR-39 adalah 36 %. Batas terendah deteksi (lower limit of detection atau LLD) detektor CR-39 ditentukan menggunakan persamaan berikut : LLD
= 4,66NbI/2
dengan selang kepereayaan 95 %. Dalam pereobaan ini telah diperoleh LLD = 3,1 Bq/m3.hari.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengukuran kadar gas radon dalam udara pada beberapa tempat kerja yang menggunakan sistem AC sebagai pendingin ruangan di ISTN diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Kadar gas radon dalam udara di beberapa tempat kerja yang ber-AC. '10
empat kerja
\.
Sekretaris Jurusan Fisika Dekan F-MIPA Perpustakaan F-MIPA Lab. Mikroprosesor daD
2. 3. 4.
Sd=
dengan selang kepereayaan 95 % (2 Sd) clanwaktu (t) yang digunakan untuk latar clan di dalam ruangan sarna, yaitu 75 hari. Efisiensi jejak ditentukan menggunakan persamaan sebagai berikut : E= dengan
NT-N,. At
xlOO%
(3)
Kadar gas radon (Bq/mJ
Ventilasi
45,1*°,5
Kurang
VolumE 'uanga. emJ) 40
38,1*°,4 31.4*°,3
Sedang Baik
60 80
31,4%0,3
Baik
90
37,°*°,4 37,°*°,4 44,0%0,4 45,1*°,5 50,7*°,5
Sedan!!; Sedang Sedang Sedang Sedang
300 50 60 90 70
52,2:1:0,5
Sedang
200
Instrurnentasi
5. 6. 7. 8. 9.
Perpustakaan Rektorat Pusat Data FTI FTI-Elektro
Lab. Kornputer FTI-Elektro
1
(2)
(4)
£1
Lab. Fisika Dasar Rata-rata
o
41,4:1:0,1
Tabel 1 memperlihatkan bahwa data kadar gas radon bervariasi bergantung dari struktur bangunan, yang berkisar dari (31,4::1:0,3 )Bq/m3 sampai (52,2::!:0,5) Bq/m3 dengan nilai rata-rata (41,4::1:0,1) Bq/m3. Perbedaan data tersebut bergantung pada kondisi tanah (struktur geologik clan komposisi kandungan unsur-unsur kimiawi dalam tanah), parameter meteorologi (suhu, kelembabaan, clan arah/kecepatan angin), struktur
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta,
8 Juli 2003
73
ISSN 0216 - 3128
Sutarman, dkk.
bangunan (bahan-bahan bangunan yang digunakan, desain ruangan termasuk ventilasi ruangan), clan kegiatan rnanusia di dalam ruangan.
berbeda, clanrnasih di bawah batas tingkat tindakan (action level) yang telah direkomendasi oleh Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA).
Data kadar gas radon yang tertinggi terdapat di Lab. Fisika Dasar, karena lokasi ini relatif rendah clan ventilasi kurang mernadai Oleh karena itu nntuk mengurangi kadar gas radon di dalam ruangan kerja tersebut harus diberikan ventilasi yang mernadai, misainya dengan memasang exhaust-fan agar terjadi sirkulasi udara dari dalarn clanluar dengan baik, yang memerlukan pengkajian lebih lanjut. Di samping itu perlu diperhatikan juga pengaruh struktur bangunan (keadaan lantai clan dinding) clanumur bangunan.
Untuk mengurangi kadar gas radon di dalarn ruangan yang mempnnyai kadar gas radon cukup tinggi dapat dilakukan dengan cara, membuat ventilasi yang mernadai clan menutup dinding/lantai yang retak
Jika data kadar gas radon di beberapa tempat kerja yang ber-AC di ISTN dibandingkan dengan basil pengukuran gas radon di tempat lain
dengan . metode yang sarna, data tersebut tidak menunjukkan suatu perbedaan yang berarti. Sebagai contoh,.basil pengukuran kadar gas radon di beberapa tempat kerja yang ber-AC di P3KRBiN (7 lokasi penyelidikan: (3,3:1:0,7)- (81,0:1:0,9) Bq/m3 dengan nilai rata-rata (21,6:1:0,2)Bq/m\ di P3TIR
(9 lokasi
: (10,4:1:0,2)
- (41,4:1:0,4)
Bq/m3
dengan nilai rata-rata (22,3:1:0,2)Bq/m3), clan di P2BGN (7 lokasi : (7,0:1:0,1) - (41,4:1:0,4)Bq/m3 dengan nilai rata-rata (18,3:1:0,1)Bq/m3)[5], secara lengkap dspat dilihat pactaTabel 2. Tabel 2. Kadar gas radon di ruangan tempat kerja ISTN dibandingkan dengan di tempat kerja di BATAN (P3KRBiN, P3TIR, clan P2BGN) Kadar gas Idon (Bq/m:
ISTN
Terendah
31,40100,3
Tertinggl
52,20100,5
Tata-rata
11 ,40100,
1
Lokasi penyelidikan P3KRBiN P3T1R
P2BGN
3,30100,7
10,40100,2
7,00100,09
81,00100,9
41,40100,4
41,40100,4
21,60100,2
:2,30100,2
18,30100,1
Data tersebut di atas rnasih di bawah tingkat tindakan (action level) yang direkomendasi oleh Badan Tenaga Internasional (IAEA), yaitu 200 Bq/m3 untuk gas radon di dalam rumah clan 1000 Bq/m3 tempat-tempat kerja [6]
batas telah Atom kadar untuk
KESIMPULAN DAN SARAN Kadar gas radon di temp at-temp at kerja yang ber-AC di ISTN bervariasi yang berkisar dati (31,4:1:0,3)Bq/m3 sampai (52,2:1:0,5) Bq/m3 dengan nilai rata-rata (41,4:1:0,1) Bq/m3. Kadar gas radon tertinggi terdapat di Lab. Fisika Dasar. Jika data tersebut dibandingkan dengan kadar gas radon di tempat-tempat kerja lain yang acta di BA TAN (P3KRBiN, P3TlR, clan P2BGN) tidak jauh Presiding
Pertemuan
rUST AKA 1. UNSCEAR, Sources and Effects of Ionizing Radiation, United Nations Scientific Committee on the Effects Atomic Radiation 1993 Repport to General Assembly with Scientific Annexes, United Nations, New York, 1993, pp. 72. 2. EPA, A Citizen's Guide to Radon, United States Environmental Protection Agency, New York, 1986. 3. FEWS, PETER A, DENNIS L, HENSHAW, HINH, Resolution Alpha Particle Spectrometry Using CR-39 Plastic Track Detector, Nuclear Instrurnen and Methods, pp. 517-529. 4. BATAN, Prosedur Analisis Sampel Radioaktivitas Lingkungan, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta 1998. 5. VERONICA PURBA, Pengukuran Konsentrasi Radon-222 Menggunakan Detektor Jejak Nuklir CR-39, Laporan Penelitian Bersama UNSU-BATAN, Medan, 1992. 6. JASIMUDDIN, U.A, Radon in the Human Environment.. Assessing the Picture, IAEA Bulletin, Vo1.36,No.2, Quarterly Journal of the International Atomic Energy Agency (IAEA) Vienna, 1994, pp. 33.
TANYAJAWAB Djoko SP ~ Mengapa dipilih lokasi pengukuran di ISTN ? ~ Apa tindak lanjut dati pengukuran ini ? Sutarman
.
.
Untuk mengetahui daerah atau tempat kerja yang her A C tidak menjamin bahwa konsentrasi radon rendah yang mengurangi konsentrasinya adalah ventilasi dan bahan bangunan yang digunakan. Untuk menentllkan/memperkirakan tahunan tempat kerja.
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
laju dosis
dan Teknologi Nuklir
