Prosiding Pertemuan danPresentasi llmiah P3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli1999
KARAKTERISTIK PADA DOSIMETER
419
Buku II
PHOTOTRANSFER SILIKON DIOKSIDA
TERMOLUMINESENSI
S 4--6'
Mukhlis Akhadi, M. Thoyib Thamrin, Suyati P3KRBiN -SATAN, Jakarta.
ABSTRAK KARAKTER/ST/K PHOTOTRANSFER TERMOLUM/NESENS/ PADA DOS/-METER S/L/KON D/OKS/DA. Te/ah di/akukan pene/itian untuk mengetahui karakteristik phototransfer thermo/uminesensi (PTTL) dB/am kaitannya dengan pemanfaatan dosimeter pasir kwarsa si/ikon dioksida (SiO2) untuk dosimetri gamma dosis tinggi dB/am kegiatan industri. Ada lima parameter yang perlu diketahui sebe/um memanfaatkan dosimeter tersebut untuk kegiatan rutin, yaitu ..regenerasi PTTL, kepekaan dosimeter terf1adap radiasi, /inieritas hubungan antara dosis radiasi dan respon PTTL, pemudaran intensitas PTTL terf1adap waktu, dan serapan diri intensitas PTTL o/eh dosimeter. Dari pene/itian ini diketahui bahwa intensitas PTTL optimum dipero/eh pada penyinaran dengan UV se/ama satu menit. Kepekaan dosimeter terf1adap radiasi gamma, S = (0,011 :f: 0,003) nC.mg-1.kGy-1. Hubungan antara dosis radiasi dan respon PTTL cukup tinier untuk rentang dosis daTi 10 sampai 100 kGy, dengan koefisien kore/asi r = 0,98. Terjadi pemudaran intensitas PTTL hingga 29 % untuk penundaan pembacaan hingga 4 minggu. Tingkat serapan diri iritensitas PTTL bervariasi hingga 84,4 % untuk variasi berat dosimeter hingga 22,22 mg. Empat parameter yaitu regenerasi PPTL, kepekaan, pemudaran dan serapan diri intensitas PTTL, harus disertakan sebagai koreksi dB/am setiap kegiatan dosimetri radiasi gamma menggunakan dosimeter SiO2.
ABSTRACT CHARACTERISTICS OF PHOTOTRANSFER THERMOLUMINESCENCE ON SILICON DIOXIDE DOSIMETER. Experiment to observe characteristics of phototransfer thermoluminescence (PTTL) of quarlz silicon dioxide (Si02) dosimeter for high gamma dosimetry in industrial activity has been carried out. There are five parameters should be identified before using the dosimeter for routine measurement, i.e. : PTTL regeneration, sensitivity of dosimeter to radiation, linearity between radiation dose and ,DTTL response, fading of PTTL intensity and self absotption of PTTL intensity by dosimeter. From the experiment it was obtained that optimum PTTL intensity reached by UV i/Tadiation for one minute. Sensitivity of dosimeter to gamma radiation is S = (0.011 .:t 0.003) nC.mg-1.kGy-1. Correlation of radiation dose to PTTL response was quite linear from dose of 10 to 100 kGy, with its correlation coefficient, r = 0.98. Fading of PTTL intensity was up to 29 % during 4 weeks delay in PTTL measurement. Self absotption of PTTL intensity was varied up to 84.4 % for weight variation of dosimeter until 22.22 mg. Four parameters, i.e. : PTTL regeneration, sensitivity, fading and self absotption of PTTL intensity, should be involved as a co/Tection factor in gamma dosimetry using Si02 dosimeter.
PENDAHULUAN L
uminesenSi pancaran
merupakan cahaya
fenomena dari
suatu
fisika bahan
berupa yang
sebelumnya menyerap radiasi pengion. Peristiwa ini terjadi karena adanya elektron-elektron yang menyerap energi radiasi clanberpindah ke orbit yang lebih ting~i, sehingga bahan berada dalam keadaan tereksitasi 1]. Elektron yang tereksitasi akhirnya terikat dalam suatu perangkap muatan yang terbentuk di dalam bahan. Apabila elektron mendapatkan energi yang cukup untuk melepaskan
Muhklis Akhadi, dkk
diri daTi ikatan perangkap, elektron tersebut akan kembali ke orbit semula disertai dengan pancaran cahaya luminesensi. Ada kalanya proses luminesensi baru terjadi jika suatu bahan mendapatkan pemanasan daTi luar. Peristiwa luminesensi dengan bantuan panas daTi luar ini disebut thermoluminesensfJ. Pancaran cahaya thermoluminesensi (TL) dapat terjadi pada benda padat dengan struktur kristal baik berupa bahan isolator maupun semikonduktor. Pemanasan daTi luar ini ternyata hanya mampu melepaskan elektronelektron daTi perangkap tidak dalam. Ada elektron-
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
420
elektron lain yang berada di dalam perangkap da/am tidak terpengaruh oleh pemanasan pertama ini. Elektron yang terikat oleh perangkap dalam ini dapat berpindah ke perangkap tidak dalam dengan cara menyinari bahan dengan radiasi elektromagnetik, biasanya digunakan sinar ultra violet (UV)[3J. Penyinaran dengan sinar UV ini dimaksudkan untuk memberikan energi pada elektron-elektron yang berada di perangkap da/am sehingga mampu melepaskan diri daTi ikatan perangkap tersebut clan berpindah ke perangkap tidak da/am. Elektron-elektron yang sudah berpindah tempat ini apabila mendapatkan energi panas daTi luar akan melepaskan diri daTi ikatan perangkap clan kembali ke orbit semula. Jadi apabila bahan yang telah mengalami proses TL itu djsinari dengan UV clan mengalami pemanasan lagi, maka dari bahan tersebut akan dipancarkan lagi cahaya tarnpak. Proses pancaran cahaya untuk yang kedua kalinya itu disebut phototransfer thermo/uminesensi
(PTTL)[4J. Dalam kehidupan sehari-hari, radiasi pengion dapat dimanfaatkan dalam bidang kedokteran untuk radioterapi, clan dalam bidang industrri untuk sterilisasi, pengawetan bahan pangan serta aplikasi lainnya[5J. Setiap jenis kegiatan memerlukan dosis radiasi yang berbeda-beda. Berkaitan dengan masalah ini maka kegiatan pengukuran dosis radiasi dalam bidang industri memegang peranan yang cukup penting. Ada beberapa jenis dosimeter yang dapat dipakai dalam kegiatan dosimetri industri, salah satu jenis dosimeter relatif yang saat ini mulai dikembangkan adalah dosimeter yang memanfaatkan fenomena TL clan PTTL[6J. Kristal-kristal tertentu seperti SiO2 dapat memperlihatkan gejala TL clan PTTL clan hanya peka terhadap radiasi dosis tinggi, sehingga cocok dipakai sebagai dosimeter untuk keperluan dosimetri radiasi dalam tingkat industri[6J. Ada lima parameter yang berkaitan dengan pancaran PTTL yang berpengaruh terhadap unjuk kerja suatu dosimeter, yaitu : r~generasi PTTL, kepekaan dosimeter terhadap radiasi, linieritas hubungan antara dosis radiasi clan respon PTTL, pemudaran intensitas PTTL terhadap waktu clan serapan diri intensitas PTTL oleh bahan dosimeter itu sendiri. Regenerasi PTTL dilakukan melalui penyinaran dengan UV, sehingga lama penyinaran berpengaruh terhadap intensitas PTTL yang dibangkitkannya. Adakalanya perpanjangan waktu penyinaran justru mengakibatkan degradasi PTTL karena terjadinya peristiwa radiophotoluminesensi (RPL)[7J. Di samping itu, bahan dosimeter biasanya juga peka terhadap sinar-UV, sehingga penyinaran itu dapat mengakibatkan terjadinya pancaran TL tambahan dari bahan dosimeter. Karena peristiwa
ISSN 0216-3128
Prosiding Pertemuan danPresentasi Jlmiah P3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
itu, maka diperlukan adanya koreksi intensitas TL yang berasal dari penyinaran UV. lntensitas PTTL dari dosimeter dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut : I(t)pm = I(t)k>tal -I(t)uv
(1)
dengan I(t)PTTL adalah intensitas PTTL dari dosimeter, l(t)total adalah intensitas total (TL + PTTL) yang terukur clan I(t)uv adalah intensitas TL karena penyinaran UV pada dosimeter. Untuk dosimeter yang bekerjanya menanfaatkan fenomena PTTL, kepekaan dosimeter
terhadap radiasi
(8)
didifinisikan
sebagai
perbandingan antara intensitas PTTL yang dihasilkan (IpTTL) clan dosis radiasi (D) yang diterima sebelumnya. Variasi kepekaan dosimeter terhadap radiasi merupakan hal yang tidak dapat dihindari, meskipun semua dosimeter tersebut memiliki spesifikasi bentuk clan ukuran yang sarna, dibuat dari bahan yang sarna oleh pabrik dengan teknik clan waktu yang sarna pula[8]. Variasi kepekaan ini akan bertambah besar sejalan dengan
waktu pemakaiandosimeterkarena berkurangnya jumlah fosfor clan berubahnya sifat optik bahan dosimeter. Variasi kepekaan ini merupakan salah satu sumber penyebab terjadinya kesalahan dalam evaluasi dosis. Tinggi-rendahnya kesalahan bergantung pada tinggi-rendahnya variasi kepekaan tersebut. Di samping itu, linieritas hubungan antara D clan IPTTLperlu diketahui mengingat semua jenis dosimeter mempunyai titik jenuh yang mengakibatkan kenaikan penerimaan dosis tidak diimbangi secara proporsional den~an kenaikan respon yang terbaca dari dosimeteyl9. Adakalanya dosimeter hanya memiliki daerah linier pada rentang nilai dosis tertentu. Pemudaran intensitas PTTL dapat terjadi karena adanya perangkap-perangkap dalam kristal dosimeter yang tidak stabil secara termik sehingga akan melepaskan tangkapan elektronnya pada suhu lingkungan[IO].Penurunan IPTTLterhadap waktu yang dinormalisir terhadap IpTTLmula-mula dapat dipakai untuk mengetahui tingkat pemudaran PTTL pada dosimeter, yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
P~ngolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
Muhklis Akhadi, dkk
Prosiding Perlemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN Yogyakarla 14-15Juli 1999
BukuII
diri intensitas P1TU1]. Prosentaseserapandiri, yaitu jumlah dalam prosen intensitas P1TL yang diserap oleh materi dosimeter, dihitung secara relatif menggunakan persamaansebagai berikut :
(3) Dengan fPTrL(O)adalah intensitas PTTL/berat mulamula, yaitu intensitas PTTL tanpa adanya serapan diri oleh materi dosimeter. Nilai fPTTL(O)diperoleh melalui ekstrapolasi grafik yang menunjukkan hubungan antara intensitas/berat dengan berat dosimeter. Sedang fPTTL(m)adalah basil bacaan intensitas PTTL yang mengalami serapan diri oleh dosimeter dengan berat m (mg). Dalam makalah ini akan dibahas lima parameter yang berkaitan dengan pemanfaatan pasir kwarsa SiO2 sebagai bahan dosimeter untuk dosimetri radiasi gamma dosis tinggi dalam kegiatan industri.
TATA
KERJA
Bahan
dan
Perlakuan
Awal
Dalam penelitian ini digunakan dosin1eter berupa serbuk SiO2 dengan distribusi ukurannya antara 0,5 -10 micron, din1ana sebagian besar (sekitar 80 %) berukuran I -5 micron. Bobot molekul SiO2 adalah 60,08 dengan kempatan 6,60 mg/cm3. Bahan ini diproduksi oleh SIGMA, USA (nomor katalog S-563 I). Uap air yang terkandung di dalam serbuk dihilangkan melalui proses pengeringan pada suhu 300 C selama I jam. Serbuk SiO2 selanjutnya dibersihkan dari perangkapperangkap meta stabil melalui proses annealing pada suhu 5000 C selama satu jam. Dengan proses annealing ini maka elektron-elektron dalam molekul serbuk berada pada keadaan dasar. Selanjutnya dosimeter didinginkan pada suhu kamar. Serbuk SiO2 sebanyak 0,3 gram (300 mg) din1asukkan ke dalam kapsul gelatin berbentuk silinder dengan jari-jari 0,4 cm dan tinggi 2 cm (volume kapsul 0,8 cm3). Kapsul gelatin selanjutnya din1asukkan ke dalam kapsul pleksi glass dengan tebal dindingnya 3 mill. Dosimeter ini telah siap untuk diirradiasi. Untuk kepeluan penyinaran dosimeter digunakan sumber gamma berupa irradiator Co-60 Chamber 4000A di IRP ASENA, PAIR-BAT AN. Aktivitas sumber adalah 6.210.504 Ci dengan laju dosisnya 4,67 kGy/jam pada tanggal 19 November 1996.
planset berdiameter 8 mm yang terbuat daTi aluminium foil dengan ketebalan 0,1 mm. Serbuk dosimeter selanjutnya diratakan dengan cara menambahkan 1 -3 fetes larutan aceton pure analysis dan dikeringkan pada suhu kamar, sehingga serbuk Sia2 berubah menjadi sampel dosimeter
dalam bentuk padat yang menempel kuat pada permukaan planset. Sampel padat dalam planset ini telah siap untuk dibaca respon TL yang tersimpan di dalamnya. Untuk keperluan pembacaan intensitas TL digunakan alat baca TLD Harshaw Model 2000 A dan B. Pembacaan intensitas TL pada sampel dosimeter dilakukan dengan alat baca pada kondisi sebagai berikut : T 1 pada 1000 C, T 2 pada 2000 C, waktu pembacaan selama 30 detik, alat dihubungkan dengan sumber.tegangan tinggi (HV)
140 kV dan selama proses pembacaanpada alat dialirkan gas nitrogen kering dengan laju 20 ml/detik. Pembacaan intensitas TL (pembacaan pertama) ini dimaksudkan agar elektron-elektron yang terikat oleh perangkap tidak dalam terlepas daTi ikatan perangkap dan kembali ke orbit semula. Dengan demikian, yang tersisa di dalam dosimeter hanyalah elektron-elektron yang terikat oleh perangkapdalam.
Regenerasi
Sampel TL
dan
Pembacaan
Penyiapansarnpeldilakukan dengancara menaruhserbukdosimeteryang telah disinaripada Muhklis Akhadi, dkk
dan
Intensitas
Pembacaan
PTTL
Setelah dilakukan pembacaan TL, dosimeterdisinari denganultra violet (UV) dalam jangka waktu tertentu untuk mendapatkan regenerasi PTTL. Pembacaan intensitas PTTL (pembacaankedua) dilakukan sebanyakdua kali untuk setiap sampel. Bacaan pertama merupakan bacaanintensitasPTTL total, sedangbacaapkedua merupakanbacaan intensitas TL latar. Intensitas PTTL bersih merupakan basil pengurangan intensitasTL latarterhadapintensitasPTTL total. Secara umum, setiap proses pembacaan intensitasPTTL selaludidahului denganpembacaan TL clan penyinaran dosimeter dengan radiasi elektromagnetikberupa sinar UV daTisumber UV model UVL-21 buatan Upland, CA 91768, USA. Spesifikasi sumber UV yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : panjang gelombang366 urn, beroperasipadategangan215250 Volt, dengan frekwensi 50/60 Hz dan arus listriknya 0,12 Ampere. lntensias sinar-UV pada tempatpenyinaranberorde/!W/cm2. Optimasi
Penyiapan Intensitas
421
Regenerasi
PTTL
Oilakukan penyinaran bahan dosimeter dengan radiasi gamma dari sumber 60COdengan dosis 100kGy. Dari bahandosimeterini selanjutnya dibuat 15buah sampeldosimeter.Sampeldosimeter
Pengolahan limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
422
dibacaintensitasTL-nya menggunakan TLD-reader. Sarnpelselanjutnyadibagi menjadilima kelompok (setiapkelompok terdiri atastiga sampel),masingmasing kelompok selanjutnyadisinari denganUV untuk mendapatkan regenerasi PTTL. Sampel kelompok I, 2, 3, 4 dan 5 masing-masingdisinari UV selarnaI, 2, 3, 4 dan 5 menit. lntensitasPTTL dari sampel dosimeterdibaca denganprosesyang sarnasepertiprosespembacaan intensitasTL. Selain pebuatansarnpelteradiasigamma, dibuat pula 15 buah sampel sebagai dosimeter kontroluntuk koreksiintensitasTL. Dengankoreksi dosimeter kontrol ini akan diperoleh bacaan intensitas PTTL bersih dari dosimeterteradiasi. Dosimeter kontrol dibuat dari Sia2 yang sudah mengalamiperlakuaknawal (langkaha). Penyiapan dosimeterkontrol sarna seperti penyiapansampel dosimeter (langkah b). Dosimeter kontrol selanjutnya dibagi menjadi lima kelompok dan masing-masing kelompok disinari UV dengan variasi waktu sarna seperti penyinaran sarnpel dosimeter(langkahc).
Mengukur Mempelajari
Kepekaan Linieritas
Dosis
dan -
Respon
Dilakukan penyinaran dengan radiasi gamma terhadap 10 kapsul berisi serbuk Sia2 dengandosis bervariasidaTi10,20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 dan 100kGy. Dari masing-masingnilai dosis dibuat 5 buahsampeldosimeterdenganberat :t 5 mg, sehinggatotal dosimeterdaTipenyinaranini sebanyak50 buah. ResponPTTL pada dosimeter dibaca menggunakan alat baca TL. Kepekaan dosimeter (S) terhadap radiasi dihitung menggunakanpersamaanS = IP1TL/D,' dengan D adalahdosis radiasi(dalam kGy) untuk penyinaran dosimeter. Melalui pengolahanstatistik terhadap data hasil bacaanintensitasPTTL dapat diketahui deviasistandarkepekaandosimeterterhadapradiasi. Data hasil bacaan intensitas PTTL juga dapat dipakai untuk membuatkurva yang menunjukkan hubunganantara dosis radiasi dan responPTTL. Melalui pengolahan data menggunakanmetode kwadrat terkecil dapat diperolehpersamaangrafIk dan koefisien korelasi yang dapat dipakai untuk menguji linieritas hubunganantarakedua besaran tersebut.
Mengukur
TingJtat
Kelompok pertama dibaca intensitas PlTL-nya langsung setelah proses irradiasi, sedang sampelsampel dalam kelompok 2, 3, 4 clan 5 masingmasing dibacasetelah menjalani penundaan selama I, 2, 3 clan 4 minggu daTi proses irradiasi. Setelah dilakukan pembacaan PlTL, pemudaran relatif intensitas PlTL pada dosimeter Sial dapat dihitung menggunakan persamaan(2).
Mengukur
Tingkat
Serapan
Diri
Dilakukan penyinaran dengan radiasi gamma dengandosis 100 kGy terhadapkapsulberisi serbuk SiO2. Serbuk SiO2 selanjutnya dipakai untuk pembuatandosimeterdenganberatbervariasimulai dari sekitar 3 mg sampai dengan sekitar 21 mg. Diharapkan ada selang kenaikan berat sampel sebesar3 fig, namunpencapaiankondisi beratyang tepat sepertiyang diharapantemyata sangatsulit. Oleh sebab itu, untuk setiap sampel dilakukan penimbanganulang sehingga berat sampel yang sebenamyadapatdiketahui.Ada tujuh variasi berat sampel,untuk setiapvariasi berat dibuat tiga buah sampel dosimeter,sehinggajumlah sampel yang dibuat seluruhnya sebanyak 21 buah. Setelah dilakukanpembacaanresponPTTL, tingkat serapan diri intensitas PTTL pada dosimeter SiO2 dapat dihitung menggunakanpersamaan (3).
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Pada Tabel I disajikan data basil optimasi regenerasi PTrL dengan sinar-UV. Perpanjangan waktu penyinaran UV terhadap dosimeter teradiasi menyebabkan terjadinya penurunan Itata)(datakolom 2). Nilai Itatal ini terdiri daTi Iuv clan IprrL. Sebaliknya, basil pengukuran menunjukkan bahwa nilai Iuv bertambah (data kolom 3) dengan bertambahnya waktu penyinaran UV. Melalui perhitungan menggunakan metode kwadrat terkecil diketahui bahwa hubungan antara Iuv dan t cukup linier clan mt;menuhi persamaan : I(t)uv = 0,461t + 0,840 dengan koefisien korelasi, r = 0,97. Tabel1.
Hasil perhitungan intensitas PTTL yang dibangkitkan melalui variasi waktu penyinaran UV pada dosimeter Sia2 yang menerima dosis gamma 100 kGy
Pemudaran
Disiapkan kapsul dosimeterberisi serbuk SiO2yang diradiasigammadengandosis 60 kGy. Serbuk SiO2selanjutnyadipakai untuk pembuatan sampel dosimetersebanyak25 buah denganberat masing-masing kurang lebih 5 mg. Sampel dosimeterdibagi menjadi lima kelompok,masingmasing kelompok terdiri atas 5 buah sampel.
ISSN 0216-3128
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli 1999
Buku II
Melalui perhitungandiketahuibahwa IpTrL mengalamipenurunandenganbertambahnyawaktu regenerasidenganUV (d~ta kolom 4), yang berarti
Pengolahan limbah Radioaktif & lingkungan
Muhklis Akhadi, dkk
Prosiding Pertemuan danPresenlasi Ilmiah P3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli 1999
terjadi degradasi luminesensi[7J. Penurunan nilai l(t)PTTL cukup linier dengan t dan memenuhi persamaan garis lurus : I(t)PTTL = -0,56t + 4,74 dengan nilai r = 0,973. Nilai gradien garis a = -0,56
BukuII
423
Data hasil perhitungan tingkat pemudaran intensitas PlTL pada dosimeter serbuk Sia2 disajikan pada Tabel 3. Dari data tersebut terlihat bahwa hasil bacaanintensitas PlTL pada dosimeter menurun seiring dengan lamanya penundaan pembacaan. Hal ini berarti bahwa informasi penerimaan dosis yang tersimpan dalam dosimeter mengalami pemudaran dibandingkan dengan intensitas PlTL mula-mula. Tingkat pemudaran cukup bervariasi mulai kurang dari 1 % untuk penundaan 1 minggu hingga 29 % untuk penundaan hingga 4 minggu. Kurva pemudaran intensitas PlTL pacta dosimeter serbuk Sia2 adalah seperti ditunjukkan pactaGambar 1. Tingkat pemudarannya temyata tidak linier terhadap waktu tunda.
(bertanda negatif) menunjukkan bahwa nilai I(t)PTTL menurun dengan bertambahnya t. Fosfor Sial merupakan bahan dasar untuk pembuatan dosimeter gelas (glass dosimeter) yang proses bekerjanya memanfaatkan fenomena radiophotoluminesensi (RPL). Dalam peristiwa RPL ini, energi foton sinar-UV diserap oleh elektron sehingga dapat melepaskan diri dari perangkap sangat dalam. Namun elektron itu tidak sampai loncat ke pita konduksi, melainkan terperangkap di temp at lain yang disebut perangkap RPL[7J. Selanjutnya elektron akan kembali ke perangkap Tabel3. Data basil perhitungan tingkat pemudaran semula sambil melepaskan cahaya luminesensi intensitas PTTL pacta berbagai waktu tanpa melalui proses pemanasan dari luar. Dengan tunda adanya peristiwa ini, maka intensitas .P1TL dari dosimeter yang diperoleh melalui pemanasankedua (pemanasan pertama adalah pacta saat pembacaan intensitas TL) menjadi berkurang. Cahaya luminesensi yang dipancarkan dalam peristiwa RPL semakin banyak apabila penyinaran dosimeter dengan UV semakin lama. Data basil perhitungan kepekaan PTfL dosimeter Sial terhadap radiasi gamma disajikan pacta Tabel 2. Dari perhitungan diperoleh kepekaan 2 rata-rata sebesar ( 0,011 :t 0,003 ) nC.mg-l.kGy.l. Pacta Tabel terlihat bahwa nilai kepekaan tersebut u 1.6 -=relatif stabil meskipun actakecenderungan menurun ~ 1.2 dengan bertambahnya dosis yang cukup besar. Data ~ ~ hasil bacaan intensitas PTfL pacta Tabel 2 kolom 3 .~ 0.8 juga dapat dipakai untuk menyelidiki linieritas aOJ hubungan antara dosis dan respon P1TL. Dari c 0.4 pengolahan data menggunakan metode kwadrat terkecil diperoleh grafik yang memenuhi persamaan garis lurus : IpTTL(nC/mg) = 0,007 Dr (kGy) + 0,099 0 2 3 dengan koefisien korelasinya, r = 0,98. Penerimaan Waktu (minggu) dosis gamma hingga 100 kGy belum menyebabkan Gambar 1. Kurva tingkat pemudaran intensit~ kejenuhan respon PTTL pactadosimeter. Tabel2. Data basil bacaan respon P1TL pacta dosimeter Sial yang disinari dengan variasi dosis gamma dari sumber60Co
Muhklis Akhadi, dkk
P1TL terhadap waktu lunda pada dosimeterSiD]
Peristiwa serapan diri intensitas PTTL berkaitaneratdengangeometridosimeter.lntensitas PTfL yang dipancarkandosimeterpada dasarnya adalahcahayatampak yang sangatmudah terserap oleh dosimeter itu sendiri. Bertambah tebalnya dosimeter berarti bertambah besar pula kemungkinanterserapnyacahaya PTTL tersebut. Dalam penelitian ini geometri dari dosimeter berbentuksilinder dengan diameterpermukaannya tetap sebesar8 mm, sehinggapenambahanberat akan menyebabkan penambahan ketebalan dosimeter.PadaTabel4 disajikandata basil bacaan intensitasPTfL untuk berbagaivariasi beratltebal dosimeterSiO2.
Pengolahan Limbah Radioaktif & Lingkungan
ISSN 0216-3128
Prosiding Pertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN Yogyakarta 14-15Juli 1999
BukuII
424
Tabel 4. Hasil bacaan intensitas PTTL dan perhitungan intensitas PTTL/Derat untuk variasi berat dosimeter Sia2 yang menerima dosis gamma 100 kGy
dihitung secararelatif menggunakanpersamaan(3). Data basil perhitungan prosentase serapan diri intensitas PTTL oleh dosimeter disajikan pada Tabel 5. Sedang Grafik prosentaseserapan diri intensitasPTTL-nya ditunjukkanpadaGambar3. 90
>-
80 70
~
60
.C
50
'6
/'
40
30
y
,~~-.
y
20 10
1.8 1.6
0
0
5
10 15 Berat dosimeler (mg)
'00 1.4 .E
U
1.2
E
1
.e
0.8
.:~
Gambar3. Grajik prosentaseserapandiri intensitas PITL pada berbagai variasi berat dosimeterSiD].
.~ 0.6 c
~
0.4 0.2
KESIMPULAN
0
intensitas P7TUberat untuk Gambar 2 .Grafik berbagai variasi berat dosimeter SiO] yang disinari gamma dengan dosis .J00
kGy Dari data pada Tabel 4 terlihat bahwa semakinberat dosimeteryang dibaca,semakinbesar basil bacaanintensitasPTTL-nya. Namunkenaikan basil bacaanintensitasPTTL tersebutternyatatidak proporsionaldengankenaikanberatdosimeter.Nilai serapan diri intensitas PTTL oleh dosimeter semakinbesaruntuk dosimeteryang semakinberat. Grafik yang menunjukkan hubungan antara intensitas PTTL/berat dengan berat dosimeter adalahsepertiditunjukkanpadaGambar2. Dengan ekstrapolasigrafIk diperolehnilai fpPTL(O) = 1,6. Tabel 5. Prosentaseserapan diri intensitas PTTL pada dosimeterSiO2berbagaivariasiberat
Denganmengetahuinilai fPTTL(O) ini maka besamya nilili serapandiri oleh dosimeter dapat ISSN 0216-3128
Dari basil penelitian diketahui bahwa serbuk SiO2 memberikan tanggapanP1TL yang dapat diamati akibat penerimaan radiasi gamma dosis tinggi, yang berarti dapatdimanfaatkanuntuk bahandosimetergammadalambidangindustri. Ada empat parameteryang perlu diperhatikan dalam penggunaanserbuk SiO2 sebagaibahan dosimeter untuk radiasi gamma dosis tinggi dalam kegiatan industri, yaitu : lama penyinaran UV untuk regenerasiP1TL,kepekaan,pemudarandan serapan diri intensitasPilL. Hubungan antara dosis dan respon P1TL cukup linier, namun kepekaan dosimetertemyatatidak seragamuntuk penerimaan dosis yang berbeda.Oleh sebabitu, evaluasidosis harus dilakukanmenggunakankurva kalibrasi yang menunjukkan hubungan antara dosis dan respon
P1TL. Dari penelitian juga diketahui bahwa dosimeterSiO2mengalarnipemudaranyang cukup tinggi. Oleh sebab itu, dalam setiap melakukan evaluasidosisharus selaludisertakanfaktor koreksi pemudarandisesuaikandenganlarnanyapenundaan pembacaan intensitas PTTL. Di samping itu, ketebalan dosimeter juga sangat berpengaruh terhadaptingkat serapandiri intensitasPTTL yang prosentasenya meningkat cukup besar dengan bertarnbahnya ketebalan dosimeter. Untuk menghindarikesalahanbasil evaluasidosis akibat serapandiri intensitas PTTL ini, maka geometri dosimeteryang dikalibrasiharussarnadenganyang digunakan di lapangan untuk pengukuran dosis radiasi.
Pengolahan Limbah Radioaktif& Lingkungan
Muhklis Akhadi, dkk
Prosiding Perlemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN Yogyakarla 14-15Juli1999
DAFTAR
PUSTAKA
1. DELGADO, A., Basic Concepts of Thernloluminescence, Personnal Thermoluminescence Dosimetry (Ed. : M. Oberhofer), Report EUR 16277 EN, Luxembourg (1995) pp.
47-69. 2. SCHARMANN, A., Thernloluminescence Dosimetry -Historical Review, Status Quo and Perspective, Personnal Thermoluminescence Dosimetry (Ed. : M. Oberhofer), Report EUR 16 277 EN, Luxembourg (1995) pp. 1-19. 3. DRlSCALL, C.M.H., Fundamental Aspects of TLD Materials, Practical Aspect of Thermoluminescence Dosimetry, (Ed. : A.P. Hufton), The Hospital Physicists' Association, England (1984) pp. 5-11. 4. McKINLAY, Thermoluminescence Dosimetry, Medical Physics Handbooks 5, Adam Hilger Ltd., Bristol, Norwich NR 6 6SA (1981). 5.
McMAUGHLIN, W.L., et.al., Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London
(1989). 6. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual of Food Irradiation Dosimetry, Technical Report Series 178, IAEA, Vienna (1977). 7. MAHESH, K., WENG, P.S. and FURETTA, C., Thernloluminescence in Solids and Its Applications, Nuclear Technology Publishing
(1989).
425
Buku II
.
8. MARSHAL, T.O., Accuracy and Precision in Thernloluminescence Dosimetry, Practical Aspect of Thermoluminescence Dosimetry, (Ed. : A.P. Hufton), The Hospital Physicists' Association, England (1984) pp. 12-22. 9. FURETTA, C., TL Materials and Their Properties, Personnal Thermoluminescence Dosimetry (Ed. : M. Oberhofer), Report EUR 16 277 EN, Luxembourg (1995) pp. 71-106. 10. NIETO, JUAN AZORIN, Luminescence Dosimetry: Theory and Applications, Derechos Reselvados, Mexico D.F (1990).
sekitar 25%, apakah hal ini tidak berpengaruh terhadapakurasipengukuran? ~ Apakah metoda ini sudah dicoba untuk menganalisamateri basil ledakan nuklir, clan bagaimanahasilnya? Mukhlis Ashadi: ..t;..Jelas berpengaruh terhadap akurasi hasil pengukuran. Namun deviasi ini dapat diperkecil dengan memperlakukan dosimeter secara individu sehingga setiap dosimeter memiliki faktor kalibrasi sendiri-sendiri (Kepekaan : S = l/FK, dengan FK = faktor kalibrasi). ..t;..Sudah dipakai untuk merunut dosis radiasi-y yang diterima penduduk di Hiroshima dan Nagasaki pada saat terjadi ledakan senjata nuklir pada Perang Dunia II (Agustus 1945).
Pengukuran dilakukan
JAWAB
Bambang Supardiyono : ~ KepekaanSiO2rata-rata(0,011 + 0,003)nc mg"! Kgy"!, terlihat bahwa ralat ketidakpastiannya
cara
mengambil sampel SiO2 pada gentenggenteng rumah pentjuduk yang diperkirakan menerima radiasi pada saar ledakan born atom. Hasilnya dilaporkan oleh beberapa publikasi ilmiah, ternyata cukup
representatif Gatot Suhariyono
:
~ Apa keuntungan clan kerugian PTrL pada Dosimetri? ~ Apa perbedaan PTfL clanTL? Mukhlis Ashadi : ..t;..-Keuntungan : tidak peka terhadap faktorfaktor lingkungan, evaluasi dosis bisa dilakukan lebih cepat, informasi yang tersimpan tidak hilang selama belum dipanaskan (500 'C). -Kekurangan : kepekaan dosimeter PITL SiD terhadap radiasi relatif rendah. informasi penerimaan dosis hanya dapat diperoleh sekali baca (tidak bisa dilakukan pembacaan ulang). ..t;..PITL : pancaran cahaya dari elektronelektron yang terperangkap di "perangkap sangat dalam" ..t;..TL: berasal dari perangkap yang tak terlalu dalam dan tidak perlu penyinaran dengan
UV.
TANYA
dengan
