KALIBRASI DOSIMETER FILM UNTUK PEMANTAUAN DOSIS RADIASI DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN SYARAF TIRUAN

Transkripsi

1 TESIS SF KALIBRASI DOSIMETER FILM UNTUK PEMANTAUAN DOSIS RADIASI DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN SYARAF TIRUAN Betty Rahayuningsih NRP Dosen Pembimbing Dr. Melania Suweni Muntini,MT PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN FISIKA INSTRUMENTASI JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2010 i

2 Tesis ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Oleh: BETTY RAHAYUNINGSIH NRP Tanggal Ujian: 28 Januari 2010 Periode Wisuda: Maret 2010 Disetujui oleh Tim Penguji Tesis: 1. Dr. Melania Suweni Muntini, MT. NIP (Pembimbing) 2. Dr. Darminto, M.Sc NIP (Penguji I) 3. Dr. Yono Hadi Pramono, M.Eng NIP (Penguji II) Direktur Program Pasca Sarjana Prof. Dr. Ir. Suparno, MSIE NIP ii

3 KALIBRASI DOSIMETER FILM UNTUK PEMANTAUAN DOSIS RADIASI DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN SYARAF TIRUAN Nama Mahasiswa : Betty Rahayuningsih NRP : Pembimbing : Dr. Melania Suweni Muntini, M.T ABSTRAK Evaluasi dosimeter film dengan kurva kalibrasi dibawah filter Sn/Pb memberikan nilai dosis parsial. Dosis parsial pada masing-masing densitas selanjutnya digunakan untuk menghitung dosis total. Dengan metode ini diperoleh pembacaan dosis radiasi total tidak sama dengan dosis acuan (LMR) pada saat dilakukan interkomparasi antar laboratorium. Pada penelitian ini dibuat metode kalibrasi film yang lain yaitu dengan algoritma jaringan syaraf tiruan. Algoritma ini menggambarkan dosis radiasi total dari hasil pengklasteran densitas filter dibawah 3 (tiga) filter yaitu filter plastik, dural dan Sn/Pb. Dari Penelitian ini diperoleh 9 dosis dalam 9 klaster densitas film dengan kisaran nilai dosis antara 1,1 msv 10 msv. Arsitektur jaringan syaraf tiruan untuk evaluasi dosimeter film memiliki konfigurasi dan dengan penyimpangan keluaran sistem dan keluaran model memiliki penyimpangan rata-rata sebesar 0.01%. Kata Kunci : dosimeter film, JST, kalibrasi dosimeter, metode klastering, radiasi. iii

4 CALIBRATION OF FILM DOSEMETER FOR RADIATION DOSE MONITORING USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK Student Name : Betty Rahayuningsih Student Identity Number : Supervisor : Dr. Melania Suweni Muntini, M.T ABSTRACT Evaluation of film dosemeter calibration curve using the filter Sn / Pb gives partial doses. Partial dose in each subsequent filter is used to calculate the total dose. This method gained total radiation dose which is not equal to the reference dose (LMR) at which the inter laboratory comparation is performed. In this study calibration method of another film is conducted by artificial neural network algorithms. This algorithms describe the total radiation dose of the density filter cluster through 3 (three) filters, plastic, dural and Sn / Pb filters. Result from 9 dose in 9 cluster density in the film with dose range of values between 1.1 msv - 10 msv was obtained. Artificial neural network architecture for the evaluation of dosimeter films have and configurations with the output distortion and output model of the system having the average deviation of 0.01%. Keywords : film dosemeter, Artificial Neural Network, calibration of dosemeter, clustering method, radiation. iv

5 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tesis yang berjudul Kalibrasi Dosimeter Film untuk Pemantauan Dosis Radiasi dengan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains (M.Si) di Jurusan Fisika FMIPA ITS. Sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi besar Muhammad SAW. Penulis sadar bahwa terselesaikannya studi S2 dan laporan Tesis ini adalah berkat bantuan berbagai pihak, untuk itu penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada : 1. Dr. Melania Suweni Muntini, M.T, selaku dosen pembimbing dan dosen wali atas bimbingan dan arahan yang diberikan kepada penulis. 2. Dr. Darminto, M.Sc. dan Dr. Yono Hadi Pramono, selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran guna penyempurnaan laporan penulisan. 3. Drs. Suminar Pratapa,M.Sc., Ph.D selaku Kaprodi Pascasarjana Fisika. 4. Drs. Heny Faisal, M.Si. selaku Ketua Jurusan Fisika. 5. Seluruh dosen di Jurusan Fisika FMIPA ITS atas ilmu yang telah diberikan. 6. Seluruh staf di Jurusan Fisika FMIPA ITS atas bantuannya dalam membantu kelancaran studi penulis. 7. Sukendar Adam, DIM, MKes, selaku Kepala Pusat Sarana dan Prasarana Departemen Kesehatan RI yang telah memberi ijin belajar pada penulis untuk melanjutkan studi S2. 8. Ir. Choirul Wangit, M.Si suamiku dan Nida Rifda anakku tercinta, atas keikhlasan, pengertian, do a dan semangat tiada henti yang selalu menyertai penulis. 9. Bapak, ibu serta saudara-saudaraku yang selama ini selalu memberikan dorongan semangat dan kasih sayang serta doa yang menyertai penulis. v

6 10. Teman-teman Balai Pengamanan Fasilitas Kesehatan Surabaya (BPFK), atas semua dukungan dan bantuannya. 11. Teman-teman mahasiswa S-2 jurusan Fisika Angkatan 2008, Iin, Meta, Eva, Nurun, Bu Erni, Mbak Amal, Pak Hadi, Pak Iwan dan Pak Hadi atas persahabatan selama ini semoga tetap bisa berlanjut. 12. Adik-adik Laboratorium Fisika Instrumentasi, Nungki, Galih, Puji, Tomo dan Mas Adi atas semua bantuan dan kebesamaannya. Serta semua pihak yang membantu hingga terselesaikannya laporan Tesis ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan pada penulisan laporan Tesis ini sehingga saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Surabaya, Januari 2010 Penulis vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR LAMPIRAN... x BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Perumusan Masalah Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 KAJIAN PUSTAKA 2.1 Efek Biologis terhadap Radiasi Pengion Dosimeter Film Proses Pembentukan Bayangan Laten Evaluasi Dosimeter Film Irradiator Cs Kalibrasi Film Analisis Klaster Jaringan Syaraf Tiruan Fungsi Aktivasi Algoritma Backpropagation vii

8 2.4.3 Pelatihan Backpropagation BAB 3 METODOLIGI PENILITIAN 3.1 Langkah-langkah Penelitian Peralatan yang Digunakan Pengambilan Data Kalibrasi Dosimeter Film Analisis Klaster Data Densitas Filmdari Film Interkomparasi Penyusunan Algoritma Pengklasteran K-means Perancangan Jaringan Syaraf Tiruan Program Pelatihan dengan JST Program Pengujian dengan Jaringan Syaraf Tiruan Validasi BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengklasteran Densitas Film Hasil Pengklasteran Densitas Film Identifikasi Model Jaringan Syaraf Tiruan Pengolahan Awal pada Jaringan Syaraf Tiruan Pemilihan Arsitektur Jaringan Hasil Proses Pelatihan Hasil Proses Pengujian Validasi Model JST KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BIOGRAFI viii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Teknis dari dosismeter film... 8 Tabel 3.1 Data Dosis dan Densitas Film.. 26 Tabel 4.1 Hasil Pelatihan Pengklasteran K-Means Tabel 4.2 Hasil Pembobotan Tingkat Kemunculan Klaster untuk Dosis 1.1 msv Tabel 4.3 Jumlah jarak antar data Tabel 4.4 Hasil Klaster Densitas Film Tabel 4.5 Data dan Target Pengenalan Klaster Tabel 4.6 Nilai bobot jaringan hasil pelatihan untuk klaster Tabel 4.7 Hasil error Pengujian untuk klaster ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Penampang lintang dosimeter film emulsi... 7 Gambar 2.2 Lencana dosimeter film dengan komposisi film... 7 Gambar 2.3 Irradiator Cs Gambar 2.4 Kurva Kalibrasi Gambar 2.5 Arsitektur Jaringan Backpropagation Gambar 2.6 Grafik Fungsi Aktivasi Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Diagram Alir Kalibrasi Film Badge Gambar 3.3 Diagram Alir Analisis Klaster Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Pelatihan JST Propagasi Balik Gambar 3.5 Diagram Alir Proses Pengujian JST Gambar 4.1 Arsitektur JST model Gambar 4.2 Grafik error pelatihan Klaster Gambar 4.3 Grafik Perbandingan HasilPengujian dan Target Gambar 4.4 Hasil validasi antara keluaran system dan keluaran model Gambar 4.5 Hasil Residu antara keluaran system dan keluaran model x

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data Dosis dan Densitas Film.. 55 Lampiran 2 Hasil Normalisasi densitas film Lampiran 3 Hasil Pelatihan Klastering Lampiran 4 Hasil PembobotanTingkat Kemunculan Klaster Lampiran 5 Hasil Klaster Densitas Film Lampiran 6 Nilai bobot jaringan hasil pelatihan Lampiran 7 Data Pengujian Klaster Lampiran 8 Hasil Error Pengujian.. 83 Lampiran 9 Hasil Validasi Keluaran Sistem (Y s ) dan Keluaran Model (Y m ) 85 xi