FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKALAH

“ PREDIKSI DOSIS PAPARAN RADIASI DENGAN MENGGUNAKAN

METODE KLASTERING PADA DOSIMETER FILM “

OLEH :

NAMA : NOFA PUSPITA SARI

NIM : N111 10 305

TUGAS : RADIOFARMASI

MAKASSAR

2013

BAB I

PENDAHULUAN

Aplikasi teknik nuklir dalam berbagai bidang kegiatan, di samping

memberikan manfaat dapat pula memberikan ancaman bahaya radiasi.

Selama menjalankan tugasnya, dalam pemanfaatan teknik nuklir, faktor

keselamatan manusia harus mendapatkan prioritas utama. Pemanfaatannya

akan lebih sempurna jika faktor kerugian yang mungkin timbul dapat ditekan

serendah mungkin atau dapat dihilangkan sama sekali. Ada berbagai jenis

radiasi pengion yang berpotensi memberikan efek merugikan terhadap tubuh

manusia. Efek merugikan tersebut dapat muncul apabila tubuh manusia

mendapatkan paparan radiasi dengan dosis yang berlebihan. Adapun jenis

radiasi pengion adalah radiasi α, β, γ dan sinar –x. Daya ionisasi pada radiasi

α lebih tinggi dibanding dengan radiasi β, γ dan sinar – x. Jika ditinjau dari

daya tembusnya, radiasi γ dan sinar – x mempunyai daya tembus yang lebih

tinggi dibanding radiasi β dan α [4].

Dalam setiap pemanfaatan radiasi pengion harus diusahakan agar

penerimaan dosis radiasi oleh pekerja selalu serendah mungkin sehingga

nilai batas dosis yang telah ditetapkan tidak terlampaui. Salah satu cara

untuk menghindari terjadinya pemaparan radiasi pengion yang berlebihan

terhadap tubuh manusia adalah dengan melakukan pemantauan rutin dosis

perorangan para pekerja radiasi. Ada berbagai jenis personal dosimeter yang

diantaranya TLD (termoluminescence dosimeter), film badge, elektronik

dosimeter dan OSL (optically stimulated luminescence). Dosimeter film

merupakan salah satu jenis dosimeter perorangan yang umum digunakan

karena murah dan dapat dibaca ulang.

Dalam pemakaiannya dosimeter film diletakkan dalam suatu wadah

yang mempunyai beberapa filter. Pembacaan densitas pada filter-filter ini

sangat mempengaruhi ketepatan hasil atau besarnya dosis radiasi yang

mengenai film. Pembacaan densitas pada masing-masing filter yang secara

berulang/acak ini perlu kiranya dianalisis apakah untuk dosis tertentu

mempunyai kedekatan nilai densitas tertentu.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Efek Biologis Radiasi Pengion

Komisi Internasional untuk perlindungan Radiasi (ICRP) membagi efek

radiasi pengion terhadap tubuh manusia menjadi dua, yaitu efek stokastik

(stochastic effect) dan efek deterministik (deterministic effect). Efek stokastik

adalah efek yang kemunculanya pada individu tidak dapat dipastikan tetapi

tingkat kebolehjadian munculnya efek tersebut dapat diperkirakan

berdasarkan data statistik. Sekecil apapun dosis radiasi yang diterima tubuh,

ada kemungkinan akan menimbulkan kerusakan sel somatik maupun sel

genetik. Efek deterministik adalah efek yang pasti muncul apabila jaringan

tubuh manusia terkena paparan radiasi pengion dengan dosis tertentu. Efek

ini dapat muncul seketika hingga beberapa minggu setelah penyinaran. Efek

ini mengenal dosis ambang. Jadi hanya radiasi dengan dosis tertentu yang

dapat menimbulkan efek deterministik tertentu Tujuan dari keselamatan

radiasi ini adalah mencegah terjadinya efek deterministik dan mengurangi

terjadinya efek stokastik serendah mungkin [4].

II.2 Dosimeter Film

Dosimeter film dibuat dari bahan dasar berupa selulosa asetat yang

dilapisi bahan sensitif radiasi pada kedua permukaannya. Lapisan sensitif

radiasi ini disebut emulsi yang terdiri dari gelatine dan komponen-komponen

foto sensitif (peka cahaya) berupa kristal perak bromida (AgBr) yang tersebar

merata dalam gelatine. Tebal bahan dosimeter film kira-kira 200 mikron,

berbentuk segiempat, memiliki ukuran kristal AgBr serta pengotor lainnya

yang berbeda-beda untuk setiap jenis film. Dosimeter film yang biasa dipakai

adalah berukuran 5/4 inchi x 15/8 inchi, dan mempunyai dua buah lapisan

emulsi, yaitu emulsi cepat pada satu permukaan dan emulsi lambat pada

permukaan lainnya. Bentuk lapisan emulsi film dapat digambarkan pada

Gambar 2.1.

Dalam pemakaiannya, potongan dosimeter film yang dibungkus kertas

hitam kedap cahaya dimasukkan ke dalam holder (wadah film) khusus yang

di dalamnya terdapat berbagai jenis filter. Film emulsi yang digunakan untuk

pemantauan dosis perorangan ini umumnya mempunyai emulsi ganda, yaitu

emulsi cepat (sensitif) pada satu permukaan dan emulsi lambat (insensitif)

pada permukaan lainnya. Penggunaan dua macam emulsi itu memungkinkan

dilakukannya pengukuran radiasi dengan jangkauan dosis yang lebar. Emulsi

cepat dapat dipakai untuk pengukuran dosis γ dari 50 μSv hingga lebih dari

50 μSv. Jika dosis yang diterima film telah melebihi nilai 50 μSv maka bagian

dari emulsi cepat akan mengelupas dari film dan emulsi lambat dapat dipakai

untuk pengukuran dosis hingga 10 Sv (dosis tinggi) [4].

Holder untuk dosimeter film memiliki berbagai jenis filter sehingga

dosimeter ini dapat dipakai untuk pemantauan berbagai jenis radiasi seperti

radiasi-β, radiasi-γ dan sinar-x. Holder yang dipakai menggunakan holder

AERE/RPS dengan filter-filter terdiri atas beberapa jenis bahan dan

ketebalan [7].

Filter-filter terdiri dari beberapa jenis bahan dan ketebalan. Filter-filter

pada holder tersebut membagi luasan film di dalamnya menjadi 5 petak, yaitu

petak-petak di bawah 4 jenis filter dan 1 petak di bawah open window (tanpa

filter). Komposisi filter pada lencana film disajikan pada Gambar 2.2.

Dosimeter film mampu mendeteksi bermacam jenis radiasi, seperti

disajikan dalam Tabel 2.1.

II.3 Proses pembentukan bayangan laten pada film

Sifat dari film adalah mampu mengabsorbsi radiasi yang diterimanya.

Radiasi pengion dapat memberikan proses foto kimia tertentu pada butir-butir

emulsi sehingga dihasilkan bentuk-bentuk pengembangan berupa

pengumpulan atom-atom Ag yang disebut bayangan laten. Pembentukan

bayangan laten bertambah besar jika radiasi pengion yang diterima

dosimeter film bertambah banyak.

Proses pengembangan film dilakukan di ruang gelap dengan cara

membuka pembungkus kertas film. Film yang sudah terbuka selanjutnya

dimasukkan ke dalam larutan pengembang (developer) selama kurang lebih

lima menit dilanjutkan ke larutan pemantap (fixer) selama kurang lebih tiga

puluh menit. Dalam pemakaian, dosimeter film tidak merekam secara

langsung dosis radiasi yang diterimanya. Efek yang tampak pada film adalah

timbulnya kehitaman setelah proses pengembangan dan pemantapan.

Tingkat kehitaman film atau lebih sering dikenal dengan densitas atau

kerapatan optis.

II.4 Irradiatos Cs-137

Sumber Cs-137 adalah sumber radiasi yang menghasilkan radiasi

gamma yang mempunyai tingkat energi 0,66 MeV dengan waktu paruh 30,07

tahun [9]. Sumber ini merupakan sumber tertutup berbentuk pensil yang

diletakkan dalam suatu wadah penahan radiasi.

II.5 Analisis Klaster

Analisis klaster merupakan metode pengelompokan, yang bertujuan

agar data berada dalam kelompok yang sama dan relatif lebih homogen

daripada data yang berada pada kelompok yang berbeda. Ada berbagai

metode dan kriteria untuk melakukan pengelompokan, yang salah satunya

adalah secara matematis. Untuk mengelompokkan data atau permasalahan

dibutuhkan suatu ukuran yang dapat menerangkan keserupaan atau

kedekatan antara data. Jika data tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk

matrik X yang anggota-anggotanya Xij, i = 1..n dan k=1..p maka beberapa

ukuran kedekatan antara data ke i dan ke j ( dij ) dengan metode Euclidean

yaitu kedekatan jarak antar data. Secara matematik metode ini dapat ditulis

pada persamaan (2.1)

Secara umum terdapat dua metode pengelompokan data yaitu metode

pengelompokan hirarki dan non hirarki. Metode pengelompokan hirarki

adalah metode pengelompokan data yang mengelompokan n buah data ke

dalam n, n-1, 1 kelompok sedangkan metode pengelompokan non hirarki

adalah metode pengelompokan yang mengelompokkan n data ke dalam k

kelompok yang sudah ditentukan terlebih dahulu. Dalam kasus ini digunakan

metode pengelompokkan non hirarki.

BAB III

METODE KERJA

III.1 Peralatan yang digunakan

Dalam melakukan kalibrasi film badge peralatan yang dibutuhkan

adalah Irradiator Cs-137 sebagai sumber radiasi, dosimeter film dalam holder

sebagai obyek, meja kalibrasi, CCTV, Laser alignment, termometer,

barometer, higrometer, monitor radiasi perorangan, fantom PMMA, Farmer

dosimeter, detektor bilik ionisasi 600 cc, Reference source Sr-90, dan

densitometer.

III.2 Pengambilan data kalibrasi Dosimeter film

Langkah – langkah dalam melakukan kalibrasi film adalah sebagai

berikut :

I. Pemeriksaan stabilitas alat ukur standar

Langkah – langkah pemeriksaan stabilitas alat ukur, sebagai berikut :

1. Menghitung dosis radiasi dari sumber Sr-90 (Reference source) pada

pengukuran. Dengan menggunakan persamaan : B = Bc x

e-(0,693/T½).t , (3.1) Di mana T½ = waktu paruh sumber Sr-90 (28,5)

tahun Bc = Laju dosis eqivalen sumber standar pada saat dibuat B =

laju dosis eqivalen pada saat dilakukan pengukuran (hitung) t = waktu

dari saat laju dosis acuan (Bc ) dibuat sampai dengan saat cek

stabilitas dilakukan (dalam tahun).

2. Membaca keluaran Sr-90 dengan elektrometer.

3. Menghitung % deviasi dari dosis hitung dengan dosis bacaan alat;

dengan persamaan: % deviasi = {(B – Bi)/B} x 100% (3.2) Di mana

B : laju dosis ekivalen pada saat dilakukan pengukuran (hitung) Bi :

laju dosis ekivalen pada saat dilakukan pengukuran (alat) 4. Alat

dikatakan stabil jika % deviasi ≤ 1 %.

II. Pengukuran luaran/dosis irradiator Cs-137 Langkah-langkah

pengukuran luaran dari irradiator, adalah sebagai berikut :

1. Detektor ditempatkan pada pemegang detektor pada jarak 200 cm

di tengah berkas radiasi dalam posisi tegak lurus berkas radiasi

dengan bantuan laser alignment;

2. Nilai suhu, tekanan udara , dimasukkan pada alat farmer dosimeter

untuk mendapatkan bacaan terkoreksi;

3. Waktu penyinaran dipilih sesuai keperluan dan kemudian detektor

bilik ionisasi disinari selama 5 menit;

4. Absorber dengan rasio 1/10 dipasang pada kolimator

5. Detektor alat ukur standar disinari selama 250 detik, kemudian

bacaannya dicatat;

6. Penyinaran detektor alat ukur standar tersebut diulangi minimal 5

(lima) data; As

7. Menghitung laju dosis ekivalen Hp (10) standar dengan persamaan

berikut:

Hp (10) : laju dosis ekivalen (mSv/menit) Ās : laju dosis rata-rata saat

pengukuran (mGy/menit) 8. Menghitung lama waktu penyinaran untuk

masing-masing dosis ekivalen yang dikehendaki. Dengan persamaan :

(3.4) Di mana t : waktu yang dibutuhkan untuk menyinari dosis D D :

dosis yang diinginkan (mSv) ) 10(p H D t

Hp(10) = 1,21 μSv/μGy x Ās ; (3.3) Dimana :

C. Analisis Klaster

Pertama kali yang dilakukan adalah mengumpulkan data-data data

densitas film dari film interkomparasi dengan Laboratorium Metrologi Radiasi

(LMR) BATAN dimulai tahun 2006 sampai 2009. Data densitas ini selanjutnya

dianalisis dengan menggunakan metode klastering. Dosis yang digunakan

adalah 1,1 mSv, 2 mSv, 3.89 mSv, 4.5 mSv, 5 mSv, 8.5 mSv, 9 mSv, dan 10

mSv. Densitas yang terukur adalah pada filter plastik, dural dan Sn/Pb. Data

densitas masing-masing filter dilakukan normalasi. Kemudian data tersebut

diklaster dengan menggunakan program MATLAB 7.0 menjadi 9 klaster.

Pengujian ini dilakukan sebanyak 30 kali guna mendapatkan klaster yang

optimal. Dari pelatihan tersebut didapatkan nilai dosis dalam kelompok

tertentu dan pusat klaster. Hasil pengujian tersebut didapatkan berapa besar

tingkat kemunculan suatu nilai dalam suatu klaster dan kemudian dihitung

standar deviasi masing-masing klaster guna menentukan klaster optimal.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada makalah ini disajikan hasil penelitian yang menggunakan metode

klaster untuk memprediksi dosis paparan radiasi. Data untuk klaster diperoleh

dari densitas film dengan 3 (tiga) filter, yaitu plastik, dural dan Sn/Pb.

Penelitian ini menghasilkan 9 dosis dalam 9 klaster. Hasil selengkapnya

disajikan pada Tabel 4.1.

Klaster yang dihasilkan memiliki kisaran nilai dosis antara 1,1 mSv

sampai 10 mSv. Dari metode ini dapat diketahui bahwa kelompok densitas

tertentu menunjukkan dosis tertentu yang ditandai oleh pengelompokkan

klaster densitas. Dari 9 klaster teridentifikasi sekitar 88.9 % kelompok

densitas menunjukkan satu kelompok dosis dengan penyimpangan bekisar

antara 0.36% sampai dengan 5.86%, dan sisanya 11.1 %, dua kelompok

densitas menunjukkan satu nilai dosis dengan penyimpangan paling besar

terjadi pada densitas Sn/Pb yaitu bekisar 12,29% .

DAFTAR PUSTAKA

[1] Suprapto, J. MA, 2004, Analisis Multivariat Arti dan Interpretasi, Rineka

Cipta, Jakarta

[2] Curry, Thomas S, Dowdey James, 1990, Christensen’s Physics of

Diagnostic Radiology, fourth edition, Lea & Febiger , Pennsylvania, USA

[3] Akhadi, Mukhlis, 2004, Dasar-Dasar Proteksi Radiasi, Rieneka Cipta,

Jakarta

[4] Anonymous, Film Dosemeter Technical Specification, www.e-radiography.

net.

[5] Lailiyah, Siti, 2007, Perbandingan antara Metode K-Means dengan

Metode Gath-Geva clustering (Studi Kasus pada VolumeEkspor Non Migas

pakaian Jadi), Jurusan Matematika,Fakultas FMIPA,ITS

[6] Herlina, Nina, 2003, Pencucian (Proses) Dosimeter Film, Pelatihan

Pengelolaan Layanan Film Badge Proteksi Radiasi, Puslitbang Keselamatan

Radiasi dan Biomedika Nuklir BATAN, Surabaya

[7] Ruslanto,P,Otto, 2003, Evaluasi Film Pemantauan Dosis Perorangan,

Pelatihan Pengelolaan Layanan Film Badge Proteksi Radiasi, Puslitbang

Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir BATAN, Surabaya

[8] Anonymous, Instruction Manual for Farmer Dosemeter Type 2570/1A & B,

NE Techology Limited, England