PENENTUAN BATAS TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MELALUIBATASTURUNANNYA

Transkripsi

1 Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Okwber 1991 PENENTUAN BATAS TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MELALUIBATASTURUNANNYA Pus at Standarisasi Eri Hiswara dan Penelitian Keselamatan Radiasi - Badan 'l'enaga Atom Nasional ABSTRAK PENENTUAN BATAS TINGKAT KONTAMINASI PERMUKAAN MELALUI BATAS TURUNANNYA. Batas turunan untuk kontaminasi permukaan merupakan alat yang berguna bagi petunjuk pengawasan operasional kegiatan rutin dalam penggunaan bahan radioaktif. Perhitungan batas turunan dilakukan dengan menggunakan nilai batas dosis yang diberikan BATAN, clan batas masukan tahunan dan batas turunan kadar di uclara yang diberikan IAEA. Jalan masuk yang dipertimbangkan adalah penyinaran eksternal, inhalasi aktivitas terbang dan ingesi bahan pada kulit. Dari data batas turunan kemudian dibuat batas tingkat kontaminasi permukaan untuk semua radionuklida pada permukaan di daerah pengendalian dan pengawasan. ABSTRACT DETERMINATION OF SURFACE CONTAMINATION LIMITS THROUGH ITS DERIVATIVE.Derived limits for surface contamination are a useful means for guidance for operational control of radioactive materials in routine activities. The calculation of derived limits was carried out based on dose limits given by BATANand annual limits on intakes and derived air concentrations of radionuclides given by IAEA. The pathways considered were external irradiation, inhalation of resuspended activity and ingestion of material on skin. The results were then used to determine surface contamination limits for all radionuclides in surface of both controlled and supervised areas. PENDAHULUAN Dalam suatu penanganan zat radioaktif berbentuk cair atau gas selalu terdapat kemungkinan adanya kejadian di luar dugaan yang dapat menyebabkan timbulnya bahaya kontaminasi. Dalam hal ini yang dapat terjadi adalah kontaminasi ruangan dan/atau kontaminasi permukaan. Kontaminasi ruangan disebabkan oleh terlepasnya zat radioaktif dalam bentuk gas ke ruangan kerja, sementara kontarninasi permukaan terjadi akibat kontak lang Eung zat radioaktif dalam bentuk cair atau gas dengan suatu permukaan. Salah satu upaya pengawasan operasional pada penggunaan zat radioaktif adalah dengan menetapkan suatu batasan tingkat kontaminasi. Nilai batas ini dapat diperoleh antara lain dengan memperhatikan toksisitas radionuklida yang diberikan Rendah Tinggi kontaminasi Sedang IAEA [1]. Pad a dasarnya, tingkat kontaminasi permukaan yang masih dapat diterima bergantung pada kondisi dan lingkungan kerja setempat. Karena itu, semua laboratorium dan instalasi nuklir dapat menetapkan batas tingkat kontaminasi permukaannya masing-masing. Namun demikian, biasanya suatu negara memiliki batas tingkat kontaminasi permukaan secara umum yang ditetapkan oleh instansi yang berwenang. Di Indonesia, tingkat kontaminasi permukaan ditetapkan secara tak langsung dalam hubungannya dengan daerah kerja [2]. Dalam hal ini ditetapkan adanya daerah kontaminasi rendah, sedang dan tinggi, dengan masingmasing daerah memiliki tingkat kontaminasi permukaan baik untuk pemancar ex maupun ~. Tabel 1 memperlihatkan tingkat kontaminasi permukaan berdasar daerah keija tersebut. Tabell. Daerah Tingkat kontaminasi permukaan ber dasar daerah kerja. Tingkat 0,37 < > Pemancar < sx 0,37 3,7 kontaminasi < s 3,7 x < a37 ~ (Bq cm-2) Catatan: x adalah tingkat kontaminasi 466

2 Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains dar Tekrwwgi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Okwber 1991 Tingkat kontaminasi permukaan yang diberikan pada Tabel1 sesungguhnya bukan suatu batas yang tidak boleh dilampaui, namun hanya sebagai petunjuk untuk menetapkan status suatu daerah kerja. Mengingat kekosongan peraturan yang menetapkan batas tingkat kontaminasi yang berlaku di Indonesia, makalah ini meneoba mengusulkan batas tersebut, yang ditentukan melalui batas turunannya. BATASTURUNANKONTAMINASI PERMU KAAN Batas turunan tingkat kontaminasi permukaan diperoleh dengan memperhitungkan jalan masuk radionuklida yang paling mungkin ke tubuh manusia, yaitu penyinaran eksterna kulit, penghirupan dan penelanan. Permukaan yang mendapat perhatian adalah permukaan di daerah pengendalian dan permukaan tubuh. Dalam perhitungan batas turunan ini digunakan nilai batas dosis yang diberikan BATAN [2] dan batas masukan tahunan dan batas turunan kadar radioaktif di udara yang diberikan IAEA [3], yang sebagian besar datanya diambil BATAN [2]. Perhitungan dilakukan dengan metode yang diberikan Wrixon dkk. [4] (Tabel 2). Tabel2. Metode perhitungan batas turunan. eksterna Jalan BT masuk Permukaan eksterna 0,25 kulit BTKU Penyinaran 0,057 kulit x 10-6 nghirupan mengambang aktivitas zat FT xd1 elanan dari kulit 5 x 50BMT x zat 10-2 Permukaan hilangkan kemungkinan penelanan di daerah pengendalian ini. Penyinaran eksterna kulit Untuk penyinaran eksterna kulit dianggap bahwa kulit selalu bersinggungan dengan permukaan yang terkontaminasi selamajam kerja. Nilai batas dosis untuk kulit adalah 500 msv per tahun [2]. Nilai ini sarna dengan laju dosis 0,25 msv per jam untuk pekerja radiasi yang tersinari selama 2000jam dalam satu tahun. Lapisan sel dasar pada epidermis merupa. kan jaringan kulit yang memiliki resiko penyinaran paling tinggi. Tebal epidermis tidak sarna untukseluruh tubuh, danjuga berbeda dari satu orang ke orang lain. Nilai tebal tersebut sekitar Ilm, untuk taksiran dosis ICRP merekomendasikan harga 70 Ilm sebagai harga rata. rata [5]. Jarak jangkau partikel a di jaringan dari sebagian besar radionuklida pemanear a ' ada. lah sekitar 40 Ilm. Namun karena jarak jangkau partikel a di udara adalah dalam orde em [6], sehingga sangat tidak mungkin suatu bagian tubuh tersinari seeara nyata dalam jangka waktu tertentu, penyinaran eksterna pemanear a dapat diabaikan. Untuk partikel ~ dan foton, laju dosis ekivalen rata-rata pada kedalaman 50 dan 100 Ilm diambil untuk mewakili laju dosis tersebut pada epidermis. Untuk ini dapat dilakukan perhitungan laju dosis ekivalen per satuan aktivitas permukaan dengan persamaan yang diberikan Berger sebagai berikut [7] : D (x, EO>=A n k Eo <I>(x, Eo) Keteran~an: BT = batas tunman (Bq cm-2) Dl = laju d06is ekivalen per satuan aktivitas permukaan (msvjam-1 Bq-1 cm2). BTKU = Batas tunman kadar di udara (Bq m-3) FT = faktor terbang (5 x 10.5 mol) BMT = batas masukan tahunan untuk penelanan (Bq). Permukaan Daerah Pengendalian. Penyinaran eksterna kulit dan penghirup aktivitas mengambang merupakanjalan masuk yang paling mungkin untuk kontaminasi permukaan di daerah pengendalian. Penggunaan sarana proteksi seperti sarung tangan meng- Penghirupan aktiuitas zat mengambang D(x,E) = laju dosis serap (msv jam-1), x. jarak dari sumber (em), Eo = energi radiae;i yang dipanearkan (MeV), <I>(x,E) = fraksi SE, rap spesifikasi (g_1), A = aktivitas sumber (Bq), n = jumlah satuan energi per disintegrasi, k = konstanta Hasil perhitungan dengan persamaan di atas telah diberikan pada Wrixon dkk. [4]. Kontaminasi udara di ruang kerja dapat terjadi akibat beterbangannya kontaminan yang semula terdapat di permukaan. Untuk memperhitungkan aktivitas zat mengambang ini dengan demikian diperlukan faktor terbang, yaitu suatu faktor yang menghubungkan kontaminasi udara dengan kontaminasi perm\;lkaan. 467

3 Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dun Tekrwlogi MenuJu Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Oktober 1991 Faktor terbang dapat didetinisikan sebagai nisbah aktivitas per satuan volume udara dengan total aktivitas per satuan luas permukaan. Nilai faktor terbang yang direkomendasikan laea adalah 5 x 10-5 m-l [8]. Permukaan Tubuh. Cara yang paling mungkin untuk penyinaran kontaminasi pada permukaan tubuh akibat kontaminasi adalah melekatnya radionuklida pada kulit tubuh itu sendiri. Penembusan kulit untuk sampai ke darah hanya dapat berlangsung dengan beberapa bahan radioaktif yang larut di cairan organik; namun jalan masuk ini diluar lingkungan batas turunan, dan pemantauan biologi merupakan cara yang paling tepat untuk mengevaluasinya. Penyinaran eksterna kulit Kontaminasi pada permukaan kulit dapat menyebabkan penyinaran terus menerus pada kulit sebelum kontaminasinya dihilangkan. Dengan nilai batas dosis untuk kulit 500 msv per tahun, hal ini berarti 0,057 msv per jam untuk penyinaran satu tahun penuh. Batas turunan dengan demikian adalah aktivitas permukaan yang dapat memberikan laju dosis ekivalen ini ke lapisan dasar epidermis. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sarna seperti terhadap penyinaran eksterna kulit di daerah pengendalian. Penelanan zat dari kulit Kontaminasi pada kulit dapat masuk ke tubuh melalui mulut. Dalam hal ini dianggap seseorang menelan semua aktivitas dari kontaminasi kulit seluas 10 cm2 setiap harinya. Batas turunan dengan demikian adalah aktivitas pada kulit seluas 10 cm2, yang bila ditelan setiap hari, dapat memberikan masukan sebanding dengan batas masukan tahunan untuk radionuklida yang bersangkutan. HASILDAN PEMBAHASAN Hasil perhitungan batas turunan untuk permukaan di daerah pengendalian berikut dengan data laju dosis ekivalen per satuan aktivitas permukaan yang digunakan diberikan pada Tabel 3 (lampiran). Faktor 10-6 dan 10-2 pada perhitungan penghirupan aktivitas zat mengambang adalah faktor pengubah m-3menjadi cm-3dan m menjadi em. Data yang digunakan untuk menghitung batas turunan untuk permukaan tubuh dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4 (lampiran). Faktor 5 dan 50 pada perhitungan penelanan zat dari bahan kulit adalah karena masa bekerja adalah 5 hari per minggu dan 50 minggu per tahun. Sedangkan faktor 10 adalah luas permukaan kulit yang terkontaminasi setiap harinya. Untuk daerah pengendalian, Tabel 3 menunjukkan bahwa penyinaran eksterna kulit merupakan jalan masuk pembatas untuk hampir semua radionuklida kecuali 3H, 63Ni, 90Sr, loocd,1251, 147Smdan radionuklida lain yang meluruh dengan pancaran a atau dengan suatu seri pancaran a. Untuk unsur-unsur terakhir ini, inhalasi merupakanjalan masuk pembatas. Dalam hal permukaan kulit, Tabel 4 memperlihatkan bahwa penyinaran eksterna kulit juga merupakan jalan mas uk pembatas untuk sebagian besar radionuklida. Kecuali untuk 3H, 63Ni, 1251, 147Sm, 210Pb dan radionuklida dengan nomor atom tinggi, dimana dalam hal ini penelanan merupakanjalan masuk pembatas. Tabel 5 (lampiran) memperlihatkan batas turunan yang berlaku umum untuk permukaan di daerah pengendalian dan di permukaan kulit, yang diperoleh dari batas turunan yang paling membatasi pada masing-masing permukaan. Daftar ini dibuat dengan pertimbangan bahwa untuk keperluan praktis, batas turunan harus cukup sederhana. Dari Tabel 5 terlihat bahwa untuk radionuklida dengan batas turunan sarna dengan atau lebih besar 3,7 Bq cm-2,harga untuk kedua jenis permukaan hampir sarna, atau berbeda sepuluh kali. Untuk itu cukup dapat diterima untuk menggunakan batas turunan yang lebih kecil untuk kedua permukaan dan radionuklida tersebut. Berdasar Tabel 5 terse but, suatu batas tingkat kontaminasi permukaan dapat dibuat (lihat Tabel6) (lampiran). Sesuai dengan uraian di atas, batas tingkat kontaminasi permukaan yang diberikan pada Tabel 6 didasarkan pada penggolongan eksterna penghirupan dan penelanan. Dalam menggunakan Tabel 5 dan 6 perlu diingat bahwa harga batas turunan untuk 3H (golongan V) yang diberikan hanya berlaku untuk bentuk air. Untuk 3H dalam bentuk unsur, pengawasan dapat dilakukan dengan dasar pemantauan biologi atau udara. Batas tingkat kontaminasi dan batas turunan yang diberikan merupakan penjabaran dari nilai batas dosis yang ditetapkan. Namun 468

4 Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains don, Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landa3 Bandung, 8-10 Oktober 1991 jika nilai batas dosis merupakan harga yang tidak boleh dilampaui, maka tujuan kedua batas yang diberikan hanyalah untuk memberikan petunjuk pengawasan operasional bahan radioaktif. Karena itu jika kontaminasi yang terjadi melebihi harga batas tingkat kontaminasi atau batas turunan, maka hal tersebut tidak berarti nilai batas dosis telah dilampaui. Sebagai petunjuk pengawasan operasional, maka kedua batas juga tidak bisa digunakan dalam hal kontaminasi yang terjadi akibat kecelakaan. KESIMPUlAN Makalah ini memberikan hasil perhitungan batas turunan untuk kontaminasi permukaan dari beberapa radionuklida. Batas turunan dihitung dengan dasar nilai batas dosis untuk DAFfAR PUSTAKA kulit pekerja radiasiyangdiberikan BATAN dan batas masukan tahunan untuk penelanan dan batas turunan kadarradionuklida di udarayang diberikan IAEA. Dari data batas turunan tersebut kemudian dibuat batas tingkat kontaminasi permukaan berdasar kategori permukaan dan penggolongan radionuklida.,data batas turunan dan batas tingkat kontaminasi permukaan ini selanjutnya dapat digunakan sebaga.i petunjuk pengawasan operasional kegiatan rutin dalam penggunaan bahan radioaktif, baik di daerah pengendalian yang kemungkinan pe_ nerimaan dosis radiasinya cukup tinggi maupun di daerah pengawasan yang kemungkinan. nya lebih rendah. 1. IAEA, A basic toxicity classification of radionuclides. Technical Report, Series 15, IAEA, Vienna (1963). 2. BATAN, Ketentuan Keselamatan Kerja Terhadap Radiasi, BATAN, Jakarta (1989). 3. IAEA, Basic safety standards for radiation protection, Safety Series 9, IAEA, Vienna (1982). 4. WRIXON, A.D., et.al. Derived Limits for Surface Contamination, NRPB-DL2, NRPB, Oxon (1979). 5. ICRP, Recommendation of the international commission on radiological protection, Report 26, Pergamon Press, Oxford (1977). 6. KNOLL, G.F. Radiation Detection and Measurement. 2nd ed., J~hn Wiley & Sons, New York (1989) BERGER, M.J. J.Nucl.Med.,12, Supplement 5, MIRD Pamphlet No.7 (1971). 8. IAEA, Monitoring of radioactive contamination on surface, Technical Report Series 120, IAEA, Vienna (1970). 469

5 Proceedings Seminar Reakror Nuklir dajam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bunching, 8-10 Okrober 1991 LAMP1RAN Tabe13. Batas turunan kontaminasi permukaan di daerah pengendalian (Bq cm-2) 68 X BTKUBT ,22 3,16 2,92 1,81 5~4 2,17 3,70 1, ,43 5,19 1,35 4,11 8,65 3,87 1,27 6,33 8,41 2,22 1,08 1,99 5,81 1,4 Penyinaran 4,3 3,0 2,3 6,1 1,8 4,8 7 7,9 4,0 6,5 8,6 x.j.04 1,23 8,54 2,28 4,32 2,68 1,77 1,58 2,07 2,26 1,95 1,69 8,97 2,62 1,18 4,22 1,60 1,02 7,49 3,57 9,43 1, ,4 2,1 32,0 3,9 1,5 1,3 42,8 5,9 2,7 9,3 2, ) eksterna Penghirupan kulit (inhalasi) 4,8 1,6 1,4 5,8 3,3 6,8 9 29,5 51 7,0 1,1 1,2 X - 1,2 X X Jalan masuk 470

6 Proceedings Seminar Reciktor Nuklir dajam Peneliticm Sains don TeklWwgi Menuju Era TinggaJ Lcmdas Bcmdung, 8-10 Oktober 19!11 Tabel 3. (lanjutan) 67 1 BTKUBT Pu 2 89 X Penyinaran 101-1, ,8 1,6 4 X 1,2 1,4 X eksterna Penghirupan kulit Jalan (inhalasi) 9 X 10-2 masuk Catatan: V-sk = uranium susut kadar V-perk = uranium diperkaya 471

7 Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Oktober 1991 PPTN-BATAN Tabe14. Batas turunan kontaminasi permukaan di permukaan kulit (Bq cm'2).- 36 BTKUBT 109 3,16 2,92 8,22 5,24 1,81 2,17 3,70 1,92 6,43 5,19 1 X - 1,23 8,65 3,87 8,54 4,11 6,33 2,22 1,35 2,28 2,68 1,27 8,41 4,32 1,08 1,58 1,77 5,81 1,99 2,07 1,95 1,69 8,97 2,26 1,18 2,62 4,22 1,60 1,02 3,57 7,49 9,43 2,8 3,6 3,2 2,4 4'x Penelanan Penyinaran 6,9 5,3 4,2 4,5 3,4 3,0 4,8 2,9 4,6 3,2 3,1 5,6 3,6 3,9 9,8 6,8 2,6 7,6 5 2,1 2,2 6,4 2,8 6,0 2,5 9,0 6,6 6,7 1,8 1,4 1,1 1, ,3 1, ,0 X - X , X , eksterna kulit Jalanmasuk (ingesi) 472

8 Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalam Penelitian Sains don Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Okwber X 105 Tabel 4. (lanjutan) ; X BTKUBT ,8 Penyinaran - 3,2 1, ,8 3,6 1, X 1,2 X eksterna kulit Penelanan Jalan (ingesi) masuk Catatan: U-sk = uranium susut kadar U-perk = uranium diperkaya 473

9 Proceedings Seminar Reaktor Nuklir dalam Penelitian Sains dan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Oktober 1991 Tabel 5. Batas turunan umum untuk permukaan daerah pengendalian dan permukaan kulit (Bq cm-2) 113mln 68Ga Kulit Nuklida 3,7 3,7x X 105 X pengendalian Nuklida Th U-alam U-perk 241Am 244Cm 224Ra 237Np 226Ra 228Ra 227Th 228Th 230Th 232Th 239pu 240pu 241Pu 242pu 231Pa 227Ac 238pu 235U 236U 233U 234U 238U U-sk 232U 223Ra 3,7 8,7 Daerah 3,7 Kulit X X _ Catatan: U-sk = uranium susut kadar U-perk = uranium diperkaya 474

10 Proceedings Seminar Reakwr Nuklir dalarn Penelitian Sains clan Tekrwlogi Menuju Era Tinggal Landas Bandung, 8-10 Oktober 19!1l asao CB III Tabel 6. Batas tingkat kontaminasi permukaan yang diusulkan Daerah Permukaan II 3,7xlO-1 3,7x102 3,7x103 Golongan IV X pengawasan, x Permukaan tubuh dalam di daerah Tingkat isipakai- an lengkapan dalian dalampribadi, bahan kategori selaindan proteksi yang sepre Abarang tercakup (Bq rumah perso- cm-2) Golongan 3,7 glove pe- kontaminasi xi Serendah-rendahnya yang tidak boleh yang dilampaui dapat dicapai Kategori 3, nil), lain Keterangan : Pen~e:olongan radionuklida Golongan I : 227Ac; 228Th; 230Th; 232Th; Th-alam; 231Pa; 232U; 233U; 234U; 236U; pemancara dengan Z >92. Golongan II : 147Sm; 210Pb; 52Fe; 227Th; 235U; 238U; U-A.lam; U-susut kadar; U diperkaya; 241pu. Golongan III :Nuklida lain kecuali yang digolongan IV clan V. Golongan IV : 14C; 35S; 54Mn; 57Co; 65Zn; 67Ga; 75Se; 77Br; 85Sr; 99mTc; 1251; 129Cs; 197Hg. Golongan V : 3H; 51Cr; 55Fe; 63Ni; 109Cd; 131Cs. 475