Volume 17, November 2015 ISSN

Transkripsi

1 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN, Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb Yogyakarta Telp sukaryono@batan.go.id ABSTRAK. Dosimetri radiasi adalah suatu metode pengukuran kuantitas energi radiasi, baik berupa gelombang elektromagnet maupun arus partikel bermuatan yang dipancarkan oleh sumber radiasi pada titik geometris tertentu atau diserap oleh materi yang teriradiasi. Pada hakekatnya dosimetri industri merupakan unsur pokok dari langkah-langkah menuju penggunaan radiasi secara baik dan cara memproduksi barang dengan baik. Dalam makalah ini juga dibahas kualitas dan penggunaan dosi. Dosi dikelompokkan menjadi empat kelas utama yaitu dosi standar primer, dosi standar acuan, dosi rutin dan dosi standar transfer. Pemilihan jenis dosi dan peralatan serta jangkau dosis yang tepat sangat menentukan keberhasilan suatu proses radiasi. Diharapkan makalah ini bermanfaat bagi para petugas dosimetri dan praktisi iradiator. Kata kunci: Dosimetri, dosis, iradiator, dosi, sumber radiasi ABSTRACT STUDY THE TYPES OF DOSIMETER IN IRRADIATOR FACILITY. The radiation dosimetry is a method for measuring the quantity of radiation energy, either in the electromagnetic waves form or the charged particles current that emitted by the radiation source at the certain geometric points or absorbed by the irradiated material. In essence, the industry dosi is a key element of step by step to the use of radiation and how to produce the goods well. In this paper also discussed the quality and use of dosis. In this paper discussed the quality and use of dosis. Dosis are divided into four main classes: primary standard, reference standard, routine and transfer standard dosis. Selection of the type of dosis, equipment and exact dose range will determine the success of a radiation process. This paper is expected to be useful for dosimetry officials and irradiator practitioners. Keywords : dosimetry. dose. irradiator, dosi, radiation source PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara agraris dengan kepulauan luas yang mempunyai hasil pertanian, perkebunan, peternakan dan perikanan yang sangat beragam dan melimpah untuk dikonsumsi sebagai bahan pangan dan obat-obatan [1]. Fakta di lapangan bahan pangan dan obat-obatan mudah busuk dan cepat rusak sebelum sampai ke konsumen atau negara tujuan ekspor. Bahan pangan yang busuk dan tidak bisa dimanfaatkan di negara berkembang berkisar 20-40%, bahkan dapat mencapai 60-70% pada kondisi tropis [2]. Beberapa upaya untuk mengatasi masalah pembusukan pangan adalah dengan pengembangan metode pengawetan pangan untuk membuat pangan memiliki daya simpan yang lama dan mempertahankan sifat-sifat fisik dan kimia makanan [3]. Aplikasi radiasi pengion untuk pengawetan pangan telah diterima secara internasional dan sekitar 40 negara telah menggunakan teknologi ini untuk mengatasi masalah pembusukan pangan [3]. Selain itu teknologi radiasi juga diterapkan di berbagai industri antara lain sterilisasi alat kesehatan, pelapisan kabel, industri ban dan lain sebagainya [4]. Ada tiga jenis sumber radiasi yang dapat digunakan sebagai sumber radiasi pada iradiator pangan yaitu foton gamma dari radioisotop Co-60, berkas elektron energi tinggi dan foton sinar-x [5], untuk itu perlu pengetahuan yang memadai tentang dosimetri. Dosimetri memegang peranan penting dalam pengoperasian fasilitas iradiasi. Fasilitas iradiasi yang digunakan dalam industri memerlukan perhatian lebih dan teknik yang lebih akurat agar bahan yang diiradiasi dapat menerima dosis yang tepat dan memenuhi syarat- 101

2 syarat produksi. Dosimetri radiasi adalah suatu metode pengukuran kuantitas energi radiasi, baik yang berupa gelombang elektromagnet maupun berupa arus partikel bermuatan yang dipancarkan oleh sumber radiasi pada titik geometris tertentu atau diserap oleh materi yang teradiasi [6]. Pada hakekatnya dosimetri industri merupakan unsur pokok dari langkah-langkah menuju penggunaan radiasi secara baik (Good Radiation Practice) dan cara memproduksi barang dengan baik (Good Manufacturing Practice) [7]. DASAR TEORI Dosimetri Dosimetri merupakan upaya mengendalikan dosis radiasi terserap pada bahan sehingga menghasilkan produk yang baik dan bermutu, maka seluruh para yang terlibat dalam proses radiasi harus diperhitungkan dan diperhatikan pengaruhnya. Para yang mempengaruhi antara lain sumber radiasi yang digunakan, cara iradiasi produk, dimensi produk yang diiradiasi, profil distribusi dosis termasuk dosis maksimum (D maks ) dan dosis minimum (D min ), lingkungan kondisi iradiasi dan pelaksanaan pengukuran radiasi terserap yang memenuhi syaratsyarat statistik dan keselamatan kerja [8]. Semua para tersebut menjadi perhatian dalam dosimetri, karena itu tidak mengherankan bila pekerjaan dosimetri dimulai dari saat perancangan iradiator/fasilitas iradiasi sampai pada pengendalian proses dan pengendalian produk akhir. Secara sederhana dapat dirumuskan bahwa keberhasilan suatu proses radiasi sangat bergantung pada kemampuan pengelola fasilitas iradiasi yang menyangkut: pengukuran dosis radiasi terserap pada bahan yang diproses, penentuan patron distribusi dosis dalam satuan produk serta pengendalian proses radiasi saat produksi dimulai. Dosis Radiasi Terserap Dosis radiasi terserap D biasa pula disebut dosis, didefinisikan sebagai banyaknya atau jumlah energi yang terserap per satuan massa dari bahan yang diiradiasi. Menurut International Commision on Radiation Units and Measurements (ICRU), besaran D secara matematik ditulis [9] D = de/dm dan dalam satuan internasional (satuan SI), dosis radiasi terserap dinyatakan dalam satuan Gray (Gy), dimana 1 Gy = 1 J/k = 6, ev/g Sebelumnya satuan dosis radiasi terserap dinyatakan dalam rad (radiation absorbed dose), dimana 1 rad = 0,01 J/kg = 0,01 Gy = 100 erg/g = 6, ev/g Selanjutnya dapat dipahami bahwa [9] 100 rad = 1 Gy 1 kilorad (krad) = 10 Gy 1 Megarad (Mrad) = 10 kgy = 2,39 cl/g = 4,3 Btu/pound = 10 watt sec/g = 4,54 kw sec/lb Sedangkan laju dosis Ď adalah banyaknya dosis per satuan waktu Ď = dd/dt Ada tiga jenis sumber radiasi yang dapat digunakan sebagai sumber radiasi pada iradiator yaitu foton gamma dari radioisotop Co-60, berkas elektron energi tinggi dan foton sinar-x [10]. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran dosis radiasi terserap dilakukan dengan menggunakan dosi. Pada hakekatnya semua bahan yang mengalami perubahan akibat iradiasi dapat dijadikan dosi asalkan perubahan tersebut dapat diukur dengan instrumen yang tersedia, stabil, mempunyai kedapat ulangan yang baik, mudah dibuat dan mudah digunakan. Berdasarkan kualitas dan penggunaannya secara relatif, dosi dapat dikelompokkan menjadi empat kelas utama yaitu [8,9] dosi standar primer (primary standard dosi), dosi standar acuan (reference standard dosi), dosi rutin dan dosi standar transfer. Dosi Standar Primer (Primary Standard Dosi) Dosi ini digunakan oleh laboratorium standar nasional untuk mengkalibrasi medan radiasi, yang termasuk kelompok dosi ini adalah dosi kalori dan dosi kamar pengion (ionization chamber). Dosi Standar Acuan (Reference Standard Dosi) Dosi ini digunakan untuk mengkalibrasi medan radiasi dan juga digunakan untuk dosi rutin. Berhubung tidak semua laboratorium atau fasilitas iradiasi mempunyai dosi standar primer, maka untuk mengkalibrasi medan radiasi dapat digunakan dosi standar acuan. Dosi Fricke adalah salah satu dosi standar acuan yang paling lazim digunakan untuk mengkalibrasi medan radiasi maupun untuk mengkalibrasi dosi rutin. Beberapa contoh dosi standar acuan dapat dilihat pada Tabel 1. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 17, November 2015 :

3 No Tabel 1. Contoh dosi standar acuan [9]. Dosi Sistem pengukuran Daya terukur terpakai (Gy) 1 Kalori Termo Kamar Ionisasi Am < Gy/h 3 Alanin ESR Spektro Larutan Cericero sulfat 5 Larutan etanol khlorobenzen 6 Larutan ferosulfat (Fricke) 7 Larutan potassium/silver dichromic 8 Dosi arus elektron UV Spektrofoto Potensial elektro Titrasi warna UV Spektrofoto- UV Spektrofoto Am 0,01 10 µa/cm 2 ( Gy/h) Dosi Rutin (Routine Dosi) Dosi ini digunakan untuk pengukuran dosis radiasi terserap secara rutin. Contoh yang paling lazim digunakan adalah dosi red/clear perspex (PMMA), dosi selulosa triasetat (CTA), dosi film radiochromic (FW-Technology) dan dosi alanin. Selain itu terdapat pula dosi penanda (go-nogo dosi) yang dapat digolongkan sebagai dosi rutin karena dipakai secara rutin untuk membedakan apakah suatu produk sudah atau belum diiradiasi. Dosi penanda ini biasanya terbuat dari komposisi polyvinilkhlorida dan senyawa metil kuning (PVC-methyl yellow film dosi). Dosi Standar Transfer (Transfer Standard Dosi) Dosi ini terutama dipilih dari dosi standar acuan atau dosi rutin yang memungkinkan digunakan untuk dipertukarkan antara satu laboratorium dengan laboratorium lain. Hal ini penting bagi akreditasi suatu fasilitas iradiasi sehingga laboratorium nasional dapat menetapkan keabsahan proses radiasi tertentu yang dijalankan oleh suatu fasilitas iradiasi. Contoh dosi yang paling populer sebagai dosi standar transfer adalah dosi alanin yang menggunakan Electron Spin Resonance (ESR) sebagai instrumen untuk membaca korelasi dosis radiasi terserap dengan pembentukan radikal bebas dalam alanin akibat radiasi. Berbagai macam jenis dosi dan peralatan serta jangkau dosis diperlihatkan pada Tabel 2. Tabel 2. Beberapa dosi untuk berkas elektron [8]. No Dosi Peralatan Jangkau Dosis (kgy) 1 Alanine ESR spectrometry pellets or film 2 Radiochromic Spectrophotometry film or Densitometry 3 Cellulose Spectrophotometry triacetate films 4 Gammachrom Spectrophotometry e YR 5 Sunna films OSL (Optically Stimulated Luminescence) Untuk tujuan penggunaan iradiator harus diketahui jangkau dosis yang digunakan pada aplikasi energi radiasi dalam proses iradiasi, agar pemberian dosis tepat sasaran dan sesuai dengan target, selanjutnya disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Beberapa jangkau dosis dalam proses iradiasi [8]. No Tujuan Jangkau Dosis 1 Sterilisasi 20 kgy 30 kgy 2 Pengawetan makanan 1 kgy 10 kgy 3 Surface coating 20 kgy 50 kgy 4 Grafting 10 kgy 20 kgy 5 Polimerisasi 50 kgy 100 kgy 6 Vulkanisasi lateks 10 kgy 30 kgy Sebagai gambaran bentuk iradiator gamma disajikan pada Gambar 1, sedangkan mesin berkas elektron disajikan pada Gambar 2. Gambar 1a. Iradiator gamma [8]. 103

4 UCAPAN TERIMA KASIH Tiada kata yang lebih indah untuk diucapkan selain terima kasih, untuk itu penulis haturkan terimakasih yang setulus-tulusnya kepada Kepala Bidang Fisika Partikel, Kepala Kelompok Teknologi Akselerator dan rekan-rekan sejawat atas segala informasi dan diskusinya sehingga bisa tersusun makalah ini. Semoga Allah SWT selalu memberikan imbalan yang setimpal atas jasa baik tersebut dan selalu memberi kekuatan kepada kita semua untuk berkarya dan beramal lebih baik lagi dalam setiap kesempatan. Amin. Gambar 1b. Struktur sumber radiasi Co-60 [8]. Gambar 1c. Fasilitas iradiator gamma 2 MCi [2]. Gambar 2. Corong pemayar dan konveyor dari fasilitas mesin berkas elektron GJ-2 [8]. KESIMPULAN Teknologi radiasi mempunyai potensi bahaya maka cara pemberian dosis, prosedur kerja dan hal-hal lainnya yang berkaitan dengan proses iradiasi perlu diperhatikan dan harus mengikuti prosedur yang ditetapkan. Keberhasilan suatu proses radiasi sangat bergantung pada kemampuan pengelola fasilitas iradiasi yang menyangkut pengukuran dosis radiasi terserap pada bahan yang diproses, penentuan patron distribusi dosis dalam satuan produk serta pengendalian proses radiasi. Penggunaan setiap dosi baik dosi standar primer, dosi standar acuan, dosi rutin maupun dosi standar transfer harus disesuaikan dengan kebutuhan. DAFTAR PUSTAKA [1] IRAWATI, Z. (Kelompok Pengawetan Makanan, Bidang Proses Industri, P3TIR-BATAN), Aplikasi Akselerator Elektron untuk Pengawetan Makanan (Presentasi). Batan Accelerator School, P3TM-BATAN, Yogyakarta, [2] PURWADI, D., Sosialisasi Penyiapan Pembangunan Iradiator Gamma Serbaguna Kapasitas 2 MCi di Puspiptek Serpong, PRFN-BATAN, [3] IRAWATI, Z., Aplikasi Mesin Berkas Elektron pada Industri Pangan, Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Edisi Khusus, Jakarta, Juli [4] UTAMA, M. et.al., Trial Production of Irradiated Natural Rubber Latex and its Dipping Products on Factory Scale, Quality and Techno- Economical Aspect International Rubber Conference and Products Exhibition, Jakarta, [5] HAN, B., Electron Beam and Human Life, Seminar Nasional Iptek Nuklir Dasar dan Terapan, PSTA-BATAN Yogyakarta, [6] MAKUUCHI, K., Electron Beam Processing of Rubber Proceeding of the Workshops on the Utilization of Electron Beams, JAERI-M, [7] SUKARYONO, Dosimetri Industri Iradiator, Petunjuk Praktikum Dosimetri Mesin Berkas Elektron, Sekolah Tinggi Teknik Nuklir (STTN- BATAN), Yogyakarta, [8] SURINDRO, T. Dosimetri Iradiator, Pelatihan Petugas Iradiator Gamma, Pusdiklat-BATAN, Jakarta, [9] SAPTAAJI, R. Teori Dosimetri Akselerator, Pelatihan Pekerja Akselerator, Pusat Pendidikan dan Pelatihan- Badan Tenaga Nuklir Nasional, Yogyakarta, [10] DARSONO, Konsep Iradiator Keliling untuk Pengawetan Produk Pertanian, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya, Yogyakarta, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 17, November 2015 :

5 TANYA JAWAB Anwar Jundiy Mengapa terkadang pembacaan dosi standar acuan dengan dosi rutin berbeda satu sama lain? Bahkan rentannya cukup jauh. Ada beberapa para yang mempengaruhi perbedaan hasil pembacaan antara lain : profil distribusi dosis termasuk dosis maksimum (D maks ) dan dosis minimum (D min ), cara iradiasi produk, dimensi sampel yang diiradiasi serta keseragaman dosis dari fasilitas iradiasi yang digunakan. Suprapto Dari beberapa jenis dosimetri tersebut, yang paling bagus untuk digunakan jenis yang mana sesuai kebutuhan dosimetri di laboratorium akselerator PSTA? Dari beberapa jenis dosi yang ada, yang paling baik digunakan di akselerator (MBE) PSTA adalah dosi cellulosa triasetat (CTA) karena juga terkait dengan alat pembacaan dosis yang kita miliki yaitu spektrophoto. 105