UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN METODE JARAK

Uji Radionuklida Gipsum Dengan Metode Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Libs) ……. Mega Wahyu1, Ngurah Sutapa1, I Wayan Balik Sudarsana2

UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN METODE JARAK Mega Wahyu1, Ngurah Sutapa1, I Wayan Balik Sudarsana2 1

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung, Bali 80361, Indonesia 2 Fisika Medis, Rumah Sakit Umum Pusat Sanglah, Denpasar. Email : [email protected]

Abstrak Telah dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi radionuklida yang terkandung di dalam gipsum dengan menggunakan metode LIBS dan proteksi radiasi dengan metode jarak. Uji radionuklida gipsum dengan metode LIBS menggunakan objek gipsum berukuran 1 cm × 3 cm dan proteksi radiasi dengan metode jarak menggunakan Surveymeter dengan objek papan gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan, dan plafon berbahan beton didalam ruangan. Uji radionuklida dengan metode LIBS menunjukkan unsur radionuklida yang terkandung di dalam gipsum adalah Th (Thorium) dengan intensitas rata-rata sebesar 456,5555 a.u dan K (Kalium) dengan intensitas rata-rata sebesar 198,5555 a.u. Dari batas ambang dosis yang ditetapkan untuk masyarakat umum sebesar 1 µSv/tahun diperoleh jarak yang aman di posisi pengukuran tengah adalah 80 cm dari papan gipsum diluar ruangan, 100 cm dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan aman di jarak berapapun dari plafon beton di dalam ruangan. Sedangkan di posisi pengukuran pojok aman di semua titik baik dari papan gipsum di luar ruangan, dari plafon berbahan gipsum di dalam ruangan, dan plafon berbahanbeton di dalam ruang. Kata kunci : gipsum, radionuklida, laju dosis.

Absract Research has been done to identify radionuklid which contain in gypsum with LIBS method and radiation protection with distance method. Test of gypsum radionuklid with LIBS method using 1 cm × 3 cm of gypsum and radiation protection with distance method using surveymeter with object gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Test of radionuklid with LIBS method indicate radionuklid elemen which contain in gypsum is Th (Thorium) with rate intensity 456,5555 a.u and K (Kalium) with rate intensity 198,5555 a.u. From treshold decide for public people is 1 µSv/year can obtain save distance at midle of measurement position is 80 cm from gypsum board outside of room, 100 cm from plafond with gypsum matter inside of room and save for all distance from plafond with concrete matter inside of room. While, at corner of measurment save for all distance from gypsum board outside of room, plafond with gypsum matter inside of room and plafond with concrete matter inside of room. Keywords : gypsum, radionuklid, dose rate

34

Buletin Fisika Vol 17 No. 2 Agustus 2016 : 34 - 42

I.

tingkat

PENDAHULUAN

daya

rekat

yang

baik

terhadap

Alam merupakan pemancar radiasi,

cornice(bahan penyambung antar papan), serta

dan juga sumber radiasi satu-satunya bagi

minim terhadap terjadinya retak pada bagian

orang yang tidak bekerja dengan reaktor

sambungan, menghemat cat dan memiliki daya

nuklir, atau tidak terkena radiasi dari tindakan

resap cat yang sangat baik, sehingga sangat

medis. Dalam penelitian Ariyanto (2009)

mudah sekali melakukan pengecatan pada

menunjukkan sumber radiasi terdiri atas

permukaan papan gypsum (Ekoyanto, 2015).

radiasi radon (55%), radiasi eksternal atau

Selain

kosmik (15%), radiasi internal (11%), barang

kebisingan, Technical Manager USG Boral

konsumsi (3%), barang medik (15%) dan lain-

menjelaskan, bahwa papan gipsum dengan

lain (1%). Dari hasil penelitian tersebut dapat

spesifikasi khusus akustik memiliki Noise

dilihat gas radon memiliki persentase tertinggi

Reduction Coefficient (NRC) lebih tinggi

diantara sumber radiasi lainya. Radon biasanya

dibanding

terhirup melalui saluran pernapasan manusia,

keunggulan-keunggulan yang dimiliki gipsum,

sebagian kecil anak luruh radon bersama debu

pengguna gipsum semakin meningkat (Olson,

akan

2001).

tertinggal

dalam

paru-paru

dan

plafon

gipsum

bahan

mampu

plafon

lainnya,

menahan

karena

mengendap. Jika sudah mengendap, radiasi

Namun, dibalik keunggulanya, plafon

yang dipancarkan zat radioaktif dari radon

berbahan gipsum juga sangat berbahaya.

tersebut dapat mengakibatkan kerusakan pada

Bahan gipsum mengandung beraneka ragam

jaringan

radionuklida

paru-paru

yang

berakibat

pada

alam.

Gipsum

memiliki

munculnya kanker paru- paru (Damayanti,

konsentrasi radionuklida yang tinggi yaitu

2012).

sebagai berikut : Ra226 (379,59 ± 21,09 Bq/kg), Hampir 8090% waktu kita dihabiskan

di dalam suatu ruangan bangunan(Erawati,

Ra228 (3,60 ± 1,26 Bq/kg), U238 (33,94 Bq/kg) dan K40 (18,39 ± 10,15 Bq/kg) (Eni, 2009).

2009). Menurut International Commission on

Berdasarkan latar belakang tersebut

Radiation Protection (ICRP) tahun 2012,

diatas penulis tertarik untuk mengidentifikasi

konsentrasi gas radon rata-rata di dunia di

unsur yang dominan dalam gipsum dan

dalam

rumah

(40

3

Bq/m )

lebih

tinggi

mencari solusi untuk memproteksi paparan

dibandingkan dengan tempat terbuka (10

radionuklida gipsum dengan metode jarak.

3

Bq/m ), sehingga radionuklida alami radon

Sehingga masyarakat bisa tetap menikmati

merupakan komponen terbesar dari polusi

keunggulan plafon gipsum tanpa harus takut

udara di dalam ruangan (Damayanti, 2012).

dengan paparan radionuklidanya.

Penggunaan plafon berbahan gipsum semakin diminati masyarakat, dengan alasan

II. TINJAUAN PUSTAKA

pemasangannya relative mudah, memiliki

2.1 Radiasi Alam

tingkat kehalusan yang tinggi, dan memiliki 35


Dikatakan sebagai sumber radiasi alam

dibagi menjadi 3 deret yaitu deret Uranium,

karena sumber-sumber itu sudah ada sejak

deret Thorium, dan deret Actinium

alam ini lahir. Secara garis besar, radiasi alam

2.2 Proteksi Radiasi Sumber Berbentuk Luasan dengan Pengaturan Jarak

atau sering kali juga disebut sebagai radiasi dua

Perbandingan dosis radiasi pada jarak

bergantung pada asal sumbernya, yaitu radiasi

h1 dengan jarak yang lain yaitu h2

teresterial (berasal dari permukaan bumi) dan

ditunjukkan

radiasi ekstra teresterial (berasal dari angkasa

(Cember, 1969)

latar

dapat

dikelompokkan

menjadi

oleh

Persamaan

(2.1)

luar) (Dewi, 2004). Sedangkan radionuklida yang merupakan sumber radiasi teresterial

Gambar 2.1. Geometri perhitungan dosis radiasi dengan jarak h dari sumber radiasi berbentuk luasan . (

=

(

Keterangan :

|

)

|)

(2.1)

a.

tahun. b.

= Dosis radiasi di titik P1 = Dosis radiasi di titik P2 ℎ = Jarak dari pusat sumber ke titik P1

ℎ = Jarak dari pusat sumber ke titik P2 2.3 Nilai Batas Dosis Nilai Batas Dosis untuk anggota

Dosis efektif sebesar 1 mSv per

Dosis ekivalen untuk lensa mata sebesar 15 mSv pertahun.

c.

Dosis ekivalen untuk kulit sebesar 50 mSv pertahun

2.4 Gipsum Gipsum terbentuk

adalah batu putih yang karena

pengendapan

air

masyarakat ditetapkan dengan ketentuan

laut.Komposisi kimia bahan gipsum adalah

(Pasal 23 Peraturan Kepala BAPETEN,

(Saragih, 2011) :

2013)

36

1. Calcium (Ca) : 23,28 %


2. Hidrogen (H) : 2,34 % 3. Calcium Oksida (CaO) : 32,57 %

III. METODOLOGI PENELITIAN

4. Air (H2O) : 20,93 %

3.1 Alat dan Bahan

5. Sulfur (S) : 18,62 %

Alat-alat

digunakan

dalam

penelitian ini yaitu Surveymeter RGD

2.5 Surveymeter Surveymeter

yang

alat

yang

dapat

27091, LIBS, meteran dan termometer

memberikan informasi laju dosis radiasi

ruang.

pada

suatu

langsung.Surveymeter

Bahan-bahan

yang

digunakan

area

secara

adalah gipsum, ruangan dengan plafon

yang

digunakan

berbahan gipsum dan ruangan dengan

dalam proteksi radiasi terdapat beberapa

plafon berbahan beton.

jenis diantaranya: surveymeter gamma, surveymeter beta gamma, surveymeter alfa,

surveymeter

neutron,

dan

surveymeter multi-guna. Untuk mengukur nilai dosis sebenarnya pada surveymeter menggunakan persamaan (2.2) Ds = Du . Fk

3.2. Proses Pengujian Kandungan Radionuklida pada Gipsum Sampel gipsum dengan ukuran 1 cm x 3 cm diletakkan ditempat objek yang ada dalam LIBS, Laser Nd: YAG (λ=1064 nm, lebar

(2.2)

Keterangan :

pulsa

7

ns)

difokuskan

pada

permukaan sampel gipsum.Laser dengan energi 100 mJ ditembakkan kepermukaan

Ds = Dosis sebenarnya

sampel gipsum dan membentuk plasma.

Du = Dosis yang terukur di surveymeter Fk = Faktor Kalibrasi

Emisi

plasma

unsur-unsur

radioaktif

ditangkap oleh spektrometer tipe HR 2500+ (spectra range 200-980 nm with 7

2.6 Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Laser Induced Breakdown Spectroscopy

channel) dengan menggunakan detektor

(LIBS) merupakan teknik baru untuk

CCD arrays, total 14336 Megapiksel,

menganalisis unsur berdasarkan plasma

setelah itu diproses dengan software

yang dihasilkan setelah ditembak oleh

OOILIBS untuk menampilkan spektrum

laser. Dalam teknik ini pulsa laser

intensitas emisi atom sebagai fungsi

digunakan untuk ablasi sampel, sehingga

panjang gelombang dan addLIBS untuk

penguapan dan ionisasi sampel dalam

menganalisis

plasma

Intensitas emisi atom diubah dalam bentuk

dianalisis

yang

panas dengan

yang

kemudian

menggunakan

sebanyak 7, 2048 element linier silicon

spektrum.

Spektrum

angka menggunakan Microsoft Excel.

spectrometer (Hussain, 2013). 37


3.2 Proses Pengukuran Dosis Radiasi Surveymeter

27091

skala tersebut tidak dapat mendeteksi

ekuivalen

maka range skala di ubah ke 200 atau 2000

lingkungan, satuan dosis µSv dengan

µSv pada alat. Dosis radiasi yang terbaca

ranges skala nilai: 20, 200, dan 2000.

oleh

Detektor ionisasi gas tipe: kamar ionisasi)

pengukuran dengan cara yang sama untuk

dengan faktor kalibrasi pada masing-

posisi plafon yang berbeda.

(mengukur

tipe

nilai

RGD

dari range skala nilai 20 µSv jika pada

dosis

surveymeter

dicatat.

Dilakukan

masing skala 20, 200, dan 2000 sebesar 1.12, 1.08 dan 0.986 di atur jaraknya dari 20 cm hingga 200 cm dari papan gipsum

V, HASIL DAN PEMBAHASAN Pada

penelitian

ini

dengan

di luar ruangan, plafon berbahan gipsum

menggunakan peralatan LIBS diperoleh

dan plafon berbahan non gipsum di dalam

grafik intensitas emisi foton terhadap

ruangan. Tombol ON pada surveymeter

panjang

ditekan dan range skala nilai di atur mulai

ditunjukkan oleh Gambar 4.1.

gelombang

unsur

yang

Gambar 4.1 Grafik intensitas emisi foton terhadap panjang gelombang unsur. Berdasarkan grafik pada Gambar

radionuklida

pada

sampel

gipsum

4.1 dan dengan acuan radionuklida pada

ditunjukkan pada Tabel 4.1

deret

Tabel 4.1 Unsur-unsur radionuklida dari sampel gipsum.

uranium,

deret

thorium,

deret

actinium dan deret primordial, unsur-unsur radionuklida pada sampel gipsum dapat diidentifikasi. 38

Adapun

unsur-unsur

Nama unsur

Panjang Gelombang (nm)

Rata-rata Intensitas (a.u)


Th K

616,9513274 766,4968635

456,5555 198,5555

plafon berbahan beton (kontrol) di dalam ruangan

di

titik

pengukuran

tengah

Hasil pengukuran dosis radiasi

ditunjukkan oleh Gambar 4.2 sedangkan di

papan gipsum di luar ruangan, plafon

titik pengukuran pojok ditunjukkan oleh

berbahan gipsum di dalam ruangan, dan

Gambar 4.3

dosis radiasi x 10 -1 (mSv)

25

20

15 luar ruangan dalam ruangan

10

kontrol 5

0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22

jarak x 10 (cm)

Gambar 4.2 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan beton di posisi pengukuran tengah dalam setahun. Gambar

4.2

menunjukkan

radiasi yang dilepas. Sedangkan untuk

dosis

kontrol tidak menunjukkan perubahan

oleh

yang signifikan. Angka 1 mSv di sumbu Y

Surveymeter dari papan gipsum di luar

pada grafik merupakan Nilai Batas Dosis

ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam

yang

ruangan, dan plafon berbahan beton di

masyarakat umum. Jadi jika grafik berada

dalam

umum dapat

dibawah angka 1 mSv sumbu Y bisa

radiasi

yang

dikatakan aman. Dari Gambar 4.2 bisa

dipancarkan papan gipsum di luar ruangan

ditunjukan bahwa untuk pengukuran di

dan plafon berbahan gipsum di dalam

posisi tengah pada jarak 80 masih aman

ruangan berbanding terbalik dengan jarak.

dari papan gipsum di luar ruangan, pada

Semakin besar jarak, semakin kecil dosis

jarak 100 cm masih aman untuk plafon

hubungan antara jarak dengan radiasi

yang

ruangan.

dikatakan

bahwa

yang

Secara dosis

terbaca

di

izinkan

oleh

ICRP

untuk

39


berbahan beton didalam ruangan. Dari Gambar 4.3 bisa ditunjukkan bahwa untuk

12

dosis radiasi x 10 -1 (mSv)

10 8 luar ruangan

6

dalam ruangan 4

kontrol

2 0 0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22

jarak x 10 (cm)

Gambar 4.3 Grafik dosis radiasi dari pada gipsum diluar ruangan, plafon berbahan gipsum di dalam ruangan dan plafon berbahan beton di posisi pengukuran pojok dalam setahun. pengukuran di posisi pojok pada jarak

pernyataan ICRP tahun 2012 bahwa

berapapun

diluar

konsentrasi gas radon rata-rata di dunia di

maupun

dalam rumah lebih tinggi dibandingkan

ruangan,

masih di

aman untuk

dalam

ruangan

kontrol.

dengan tempat terbuka. LIBS,

Dalam penelitian baik dari papan

radionuklida dominan pada gipsum adalah

gipsum diluar ruangan maupun plafon

Thorium. Thorium akan meluruh menjadi

berbahan

gas radon dan melepaskan partikel alpha.

menunjukkan pada titik pengukuran di

Dosis

oleh

tengah lebih besar dibandingkan dengan

surveymeter kemungkinan besar berasal

titik pengukuran di pojok-pojok. Hal ini

dari gas radon. Dari hasil penelitian

diperkuat dengan eksperimen Wilson pada

terlihat bahwa didalam ruangan memiliki

kotak kabut Wilson. Wilson menemukan

dosis radiasi lebih besar dibandingkan

bahwa partikel alpha memiliki lintasan

diluar ruangan, hasil ini sesuai dengan

yang sama panjang dan lurus di udara.

Hasil

40

penelitian

radiasi

yang

dengan

terbaca

gipsum

di

dalam

ruangan


Titik pengukuran tengah lebih besar

DAFTAR PUSTAKA

dibandingkan dengan pojok-pojok karena

Ariyanto, Sudi. 2009. Radiasi Alam.

lebih banyak mendapat konstribusi partikel

Artikel

alpha dari lembaran gypsum.

BATAN : Jakarta.

IPTEK

Nuklir.

PPIN-

Cember, Herman. 1969. Introductionto IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Health

5.1 Kesimpulan

Northwestern University: Britain.

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis

data,

maka

dapat

dibuat

Physics

first

edition.

Damayanti, Elia. 2012. Dasar -Dasar Kesehatan

Lingkungan

Radiasi

kesimpulan yaitu unsur-unsur radioaktif

Lingkungan Gas Radon. Universitas

yang teridentifikasi pada gipsum dengan

Lambung Mangkurat : Banjarbaru.

metode LIBS adalah Th dan K. Thorium (Th) dengan intensitas emisi foton sebesar 456,5555 a.u dan Kalium (K) dengan

Dewi, Sri. 2004. Sumber-Sumber Radiasi. Universitas Hasanuddin : Makassar Ekoyanto, Gunarso. 2015. Bangun Rumah.

intensitas emisi foton sebesar 198,5555

http://www.bangunrumah.name/cara

a.u. Untuk posisi pengukuran tengah pada

-mengatasi-sambungan-plafon-

jarak 80 cm dari papan gipsum diluar

gypsum-yang-berbayang/

ruangan masih aman, 100 cm dari plafon

tanggal 22 januari 2015

diakses

berbahan gipsum di dalam ruangan masih aman, dan aman di jarak berapapun dari

Erawati, Eni. 2009. Kajian Radioaktivitas

plafon beton di dalam ruangan. Untuk

Untuk Pengawasan Berbagai Bahan

posisi

Bangunan.

pengukuran

pojok

pada

jarak

berapapun dari plafon berbahan beton

Staf Bidang Pengkajian Industri dan

aman.

Penelitian. BAPETEN : Jakarta Hussain, T and Gondal, MA. 2013. Laser Induced Breakdown Spectroscopy

5.2 Saran Penelitian ini hanya menggunakan

(LIBS) As A

Rapid

Tool For

gipsum dari sekian banyak bahan plafon di

Material

Analysis.

Journal

Indonesia

penelitian.

Physics:

Conference

Series

penelitian

(2013)

012050.

Sehingga

sebagai perlu

objek

dilakukan

King

of 439 Fahd

selanjutnya menggunakan plafon berbahan

University of Petroleum & Minerals

lain

(KFUPM) : Saudi Arabia

sebagai

dasar

pengawasan

dan

proteksi radiasi terutama radiasi eksternal.

Kepala Badan Pengawasan Tenaga Nuklir RI. 2013. Peraturan Kepala Badan 41


Pengawas Tenaga Nuklir Nomor 4 Tahun 2013 Tentang Proteksi Dan Keselamatan

Radiasi

Pemanfaatan

Tenaga

Dalam Nuklir

.

BAPETEN : Jakarta. Olson,

Donald.

2001.

Gypsum.http://minerals.usgs.gov/mi nerals/Diakses tanggal 22 januari 2015 Saragih, 2011. Pembuatan Plafon dengan Menggunakan

Serabut

Kelapa.

Universitas Sumatra Utara : Medan.

42

UJI RADIONUKLIDA GIPSUM DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) DAN PROTEKSI RADIASI DENGAN METODE JARAK

Recommend Documents