UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT …

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT

SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO

SOEKARJO PURWOKERTO

Disusun Oleh :

Ana Melia Wahyanti

M0214007

SKRIPSI

PROGAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2018


i



SOEKARJO PURWOKERTO

Disusun Oleh :

Ana Melia Wahyanti

M0214007

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

PROGAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2018


ii

HALAMAN PERSETUJUAN

SKIPSI



SOEKARJO PURWOKERTO

Oleh :

Ana Melia Wahyanti

M0214007

Telah Disetujui Oleh

Pembimbing I

Dra. Riyatun, M. Si Tanggal : …………………

NIP. 19611217 198903 1 003

Pembimbing II

Agus Sholeh, S.Si Tanggal : …………………

NIP. 19680811 199203 1 006


iii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi dengan judul : Unjuk Kerja Filter Alumunium Pada Tabung

Pesawat Sinar-X Radiodiagnostik di RSUD Prof.

Dr. Margono Sekarjo Purwokerto

Yang ditulis oleh

Nama : Ana Melia Wahyanti

NIM : M0214007

Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada

Hari : Selasa

Tanggal : 31 Juli 2018

Anggota Tim Penguji :

1. Ketua Penguji

Dr. Utari, S.Si., M.Si.

NIP 197012062000032001 ……………………………

2. Sekretaris Penguji

Dr. Yofentina Iriani, S.Si.,M.Si.

NIP. 197112271997022001 ……………………………

3. Anggota Penguji I

Dra. Riyatun, M.Si.

NIP. 196112171989031003 ……………………………

4. Anggota Penguji II

Agus Sholeh, S. Si.

NIP. 196808111992031006 ……………………………

Disahkan pada tanggal …………………..

Oleh

Kepala Program Studi Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dr.Fahru Nurosyid., S.Si., M.Si

NIP. 197210132000031002


iv

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul

“UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT


SOEKARJO PURWOKERTO” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya

hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis

oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapat gelar kesarjanaan

di Universitas Sebelas Maret atau di Peguruan Tinggi lainnya kecuali telah

dituliskan di daftar pustaka Skipsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak

telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau

dipphotocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 27 Juli 2018

Ana Melia Wahyanti


v

MOTO

“Hate no one, no matter how much they’ve wronged you. Live humbly, no matter

how wealthy you come. Think positibely, no matter how hard life is. Give much,

even if you’ve benn given little.”- Ali bin Abi Thalib


vi

PERSEMBAHAN

Dengan penuh rasa syukur kepada Allah SWT, karya ini saya persembahkan

kepada:

1. Ibu dan Bapak yang selalu memberikan doa, nasihat, serta motivasi untuk

kesuksesan penulis.

2. Ibu Dra. Riyatun, M. Si., sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia

membimbing saya dengan baik dalam menyusun Skripsi.

3. Bapak Agus Sholeh, S. Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia

membimbing saya dengan baik dalam menyusun Skripsi.

4. Prof. Ari Handono Ramelan selaku Pembimbing Akademik.

5. Bapak Muhammad Musa, M. Si., selaku Kepala Instalasi Radiologi

Diagnostik RSUD Cilacap Jawa Tengah.

6. Lugas Rekayasa Dewa yang selalu memberi motivasi dalam pengerjaan

Skripsi ini.

7. Fadhilla, Rindu Putri, dan Reny Lukma yang selalu memberikan semangat.

8. Nindya, Dina, Maya, dan Iza sebagai teman seperjuangan dalam pembuatan

Skripsi.

9. Grup Rumpi Barokah dan Srikandi.

10. Rekan – rekan Fisika UNS Angkatan 2014.


vii



SOEKARJO PURWOKERTO

ANA MELIA WAHYANTI

Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Pengukuran dan simulasi unjuk kerja filter Al pada pesawat sinar-X

radiodiagnostik telah dilakukan. Simulasi dilakukan dengan metode simulasi

komputer berbasis perangkat lunak MCNP6 (Monte Carlo N-Paricle 6th

Version).

Pengukuran dari unjuk kerja filter Al dilakukan di RSUD Prof. Dr. Margono

Soekarjo Purwokerto. Sinar-X yang diperoleh dilewatkan melalui filter Al dengan

ketebalan bervariasi yaitu 1, 2, 3, 4, dan 5 mm. Elektron dipercepat dengan

menggunakan tegangan pemercepat 100 kV dan ditumbukkan pada logam sasaran

berupa W (Tungsten). Filter Al yang ditambahkan pada tabung pesawat sinar-X

radiodiagnostik mengurangi intensitas dan memotong energi rendah sampai pada

energi 32,28 keV. Semakin tebal filter yang digunakan, maka semakin besar enegi

sinar-X rendah yang terpotong. Hasil pengukuran dan simulasi dosis radiasi sinar-

X menunjukkan kata aman karena tidak melampaui dari nilai NBD (Nilai Batas

Dosis).

Kata Kunci : Sinar-X, Radiodiagnostik, Filter, Dosis.


viii

PERFORMANCE OF ALUMUNIUM FILTER ON X-RAY TUBE

RADIODIAGNOSTIC IN RSUD. PROF. DR. MARGONO SOEKARJO

PURWOKERTO

ANA MELIA WAHYANTI

Department of Physics, Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Universitas Sebelas Maret Surakarta

ABSTRACT

The measurement and performance of Al filter simulation had been done on

diagnostic X-ray appliance. The simulation done with computer simulation

method based on MCNP6 (Monte Carlo N-Paricle 6th

Version) software. The Al

filter performance measurement held at RSUD Prof. Dr. Margono Soekarjo

Purwokerto. The X-ray obtained through Al filter with varying thickness 1, 2, 3,

4, and 5 mm. Electrons were accelerated by using a 100 kV accelerator and

pounded on the target metal of W. Al filter added on the tube of diagnostic X-ray

appliance reducing the intensity and cutting the low energy up to 32,284 keV. The

thicker of the filter is used, the bigger of low X-ray energy cut off. The result of

measurement and radiation dosage X-ray simulation are included in the safe

category because they do not exceed the value of NBD (dose limit value).

Kata Kunci : X-ray, Radiodiagnostic, Filter, Dose.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat

serta salam senantiasa penulis haturkan kepada Nabi Muhamad SAW sebagai

pembimbing seluruh umat manusia.

Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan

gelar Sarjana Sains ini penulis beri judul “Unjuk Kerja Filter Alumunium Pada

Tabung Pesawat Sinar-X Radiodiagnostik di RSUD. Prof. Dr. Margono Soekarjo

Purwokerto”. Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi penulis.

Setelah sekitar satu semester penulis harus berjuang untuk bisa menyelesaikan

Skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan dukanya, pada akhirnya Skripsi

ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis

menyelesaikan Skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Atas bantuannya yang

sangat besar selama proses pengerjaan Skripsi ini, ucapan terimakasih secara

khusus penulis sampaikan kepada:

1. Orang tua tercinta yaitu Ibu Niken Sriati dan Bapak Muhamad Sholihin.

2. Prof. Ari Handono Ramelan selaku Pembimbing Akademik.

3. Ibu Dra. Riyatun, M. Si., selaku dosen pembimbing I.

4. Bapak Agus Sholeh, S. Si, selaku dosen pembimbing II.

5. Bapak Drs. Suharyana, M. Sc, selaku dosen pembimbing Grup Riset Teori

dan Komputasi.

6. Rekan- rekan Grup Riset Teori dan Komputasi Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

7. BAPETEN yang bersedia memberikan ijin penggunaan software untuk

menyelesaikan tugas akhir.

Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorban yang telah

diberikan dengan balasan yang lebih baik. Amiin. Penulis berharap semoga

Skripsi ini dapat bermanfaat.

Surakarta, 27 Juli 2018

Ana Melia Wahyanti


x

PUBLIKASI

Sebagian dari data dan hasil penelitian ini, telah diseminarkan di Seminar

Nasional IPTEK Nuklir dan Terapan 2018 yang diselenggarakan di Yogyakarta

pada tanggal 24 Juli 2018 dan akan dipublikasikan pada Ganendra Majalah

IPTEK ataupun Prosiding Nasional.


xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iv

HALAMAN MOTO .......................................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vi

ABSTRAK ....................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix

HALAMAN PUBLIKASI ................................................................................. x

DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

DAFTAR SIMBOL ........................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................ 1

1.2. Batasan Masalah............................................................................ 2

1.3. Perumusan Masalah ...................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4

2.1. Pesawat Sinar-X untuk Medis ....................................................... 4

2.2. Interaksi Sinar-X dengan Materi ................................................... 7

2.2.1. Hamburan Koheren ....................................................................... 7

2.2.2. Efek Fotolistrik ............................................................................. 8

2.2.3. Hamburan Compton ...................................................................... 9

2.2.4. Produksi Pasangan ...................................................................... 10

2.3. Atenuasi Radiasi Sinar-X ............................................................ 11

2.4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Radiasi Hambur ................. 12

2.4.1. Tegangan dan Arus Tabung ........................................................ 12

2.4.2. Ketebalan atau Volume Objek .................................................... 12


xii

2.4.3. Luas Lapangan Penyinaran Sinar-X............................................ 12

2.5. Dosimetri ..................................................................................... 13

2.5.1. Paparan ........................................................................................ 13

2.5.2. Dosis Serap ................................................................................. 13

2.5.3. Dosis Ekivalen ............................................................................ 14

2.5.4. Dosis Efektif (Eτ) ........................................................................ 14

2.6. Persyaratan Proteksi Radiasi ....................................................... 15

2.6.1. Justifikasi Pemanfaatan Tenaga Nuklir ....................................... 15

2.6.2. Limitasi Dosis ............................................................................. 16

2.6.3. Optimisasi Proteksi dan Keselamatan Radiasi ............................ 16

2.7. Efek Radiasi Pada Tubuh ............................................................ 16

2.7.1. Efek Radiasi pada Sel.................................................................. 16

2.7.3. Efek Deterministik ...................................................................... 17

2.8. Program MCNP6 ......................................................................... 18

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 21

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... 21

3.2. Alat dan Bahan ............................................................................ 21

3.3. Prosedur Penelitian...................................................................... 21

3.3.1. Tahap Persiapan .......................................................................... 23

3.3.1.1. Studi Pustaka ........................................................................... 23

3.3.1.2. Observasi Lapangan dan Perijinan .......................................... 23

3.3.1.3. Pencarian Data Material dan Spesifikasi Pesawat Sinar-X ..... 23

3.3.2. Tahap Simulasi ............................................................................ 24

3.3.2.1. Geometri Tabung sinar-X dan Filter Alumunim ..................... 24

3.3.2.2. Running ................................................................................... 25

3.4. Teknik Analisis Data ................................................................... 27

3.4.1. Analisis Energi Sinar-X .............................................................. 27

3.4.2. Analisis Dosis ............................................................................. 27

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....... 28_Toc524432892

4.1. Simulasi Tabung Pesawat Sinar-X .............................................. 28

4.2. Pengukuran Dosis ....................................................................... 32

BAB V PENUTUP ................................................................... 36_Toc524432896

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 36

5.2. Saran ............................................................................................ 36


xiii

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 37

LAMPIRAN ..................................................................................................... 39


xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2. 1. Perkiraan prosentase interaksi sinar-X ................................................ 10

Tabel 2. 2. Nilai faktor bobot radiasi untuk beberapa jenis radiasi....................... 14

Tabel 2. 3. Nilai faktor bobot jaringan tubuh ........................................................ 15

Tabel 2. 4. Jenis Tally berdasarkan tujuan perhitungannya .................................. 19 Tabel 3. 1. Spesifikasi Tabung Pesawat Sinar-X .................................................. 24

Tabel 3. 2. Spesifikasi Material Tabung Sinar-X .................................................. 24 Tabel 4. 1. Panjang gelombang yang terserap akibat dari penambahan filter ........ 30

Tabel 4. 2. Tabel total intensitas foton dan prosentase reduksi ............................. 31

Tabel 4. 3. Pengukuran dosis di lapangan .............................................................. 32

Tabel 4. 4. Perhitungan Dosis Menggunakan Software MCNP6 .......................... 34


xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2. 1. Spektrum gelombang elektromagnetik............................................ 4

Gambar 2. 2. Skema Tabung Pesawat Sinar-X ..................................................... 4

Gambar 2. 3. Sinar -X Bremsstrahlung ................................................................. 5

Gambar 2. 4. Sinar –X Karakteristik ..................................................................... 6

Gambar 2. 5. Tingkat atom K-α dan K-β pada tembaga ....................................... 6

Gambar 2. 6. Spektrum sinar-X Bremsstrahlung dan karakteristik ...................... 7

Gambar 2. 7. Hamburan koheren .......................................................................... 8

Gambar 2.8. Peristiwa efekfotolistrik ................................................................... 9

Gambar 2. 9. Hamburan Compton ........................................................................ 9

Gambar 2. 10. Proses produksi pasangan ........................................................... 10

Gambar 2. 11. Proses penyerapan sinar-X .......................................................... 11 Gambar 3. 1. Pengukuran dosis permukaan di lapangan .................................... 23

Gambar 3. 2. Diagram alir tahapan simulasi dan tahapan pengukuran ............... 26 Gambar 4. 1. Skema tabung pesawat sinar-X diagnostik. ................................... 28

Gambar 4. 2. Spektrum sinar-X .......................................................................... 29

Gambar 4. 3. Pengaruh penambahan filter pada tabung sinar-X ........................ 31

Gambar 4. 4. Pengaruh banyaknya intensitas terhadap penambahan filter......... 32

Gambar 4. 5. Grafik hubungan penambahan tebal filter ..................................... 33

Gambar 4. 6. grafik hubungan penambahan filter terhadap dosis permukaan .... 34


xvi

DAFTAR SIMBOL

: Energi

: Konstanta Planck

c : Kecepatan Cahaya

λ : Panjang Gelombang

v : Frekuensi Akhir

v0 : Frekuensi Awal

I : Intensitas Awal

I0 : Intensitas Akhir

µ : Koefisien Atenuasi

: Tebal Bahan

: Penampang Lintang Efek Fotolistrik

: Penampang Lintang Hamburan Compton

kV : Tegangan

mA : Arus

X : Paparan

dQ : Pasangan Ion

dM : Satuan Massa

D : Dosis Serap

: Laju Dosis Serap

Wr : Faktor Bobot Radiasi

H : Dosis Ekivalen

Eτ : Dosis Efektif

Wτ : Faktor Bobot Jaringan Tubuh

K-α : Sinar-X Karakteristik α

K-β : Sinar-X Karakteristik β


xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Input tabung pesawat sinar-X pada software MCNP6 ................... 39

Lampiran 2. MCNP6 Surface Card ..................................................................... 40

Lampiran 3. Tampilan VISED (Visual Editor) ................................................... 41

Lampiran 4. Perhitungan panjang gelombang .................................................... 42

Lampiran 5. Perhitungan prosentase reduksi intensitas ...................................... 44

Lampiran 6. Tabel Faktor Konversi Fluks Dosis dalam MCNP ......................... 45

Lampiran 7. Input tabung pesawat sinar-X untuk pengukuran dosis .................. 46

Lampiran 8. Membaca Output energi dan fluks yang dihasilkan Tally F4 ......... 48

Lampiran 9. Perhitungan konversi dosis simulasi.............................................. 49

Lampiran 10. Pengukuran Dosis menggunakan detektor Piranha ...................... 50

Lampiran 11. TP faktor detektor Piranha ............................................................ 51

Lampiran 12. Script hasil running ....................................................................... 52

Lampiran 13. Filter alumunium 99,5 % tebal 1mm ............................................ 53

Lampiran 14.Filter alumunium 99,5 % tebal 2mm ............................................. 54

Lampiran 15. Tampilan software OCEAN ......................................................... 55

Lampiran 16. Sertifikat Uji kelayakan Peswat sinar-X ....................................... 56

UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT …

Documents

Transcript of UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT …