SEMINAR NASIONAL PENENTUAN KELUARAN BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 6 DAN 8 MeV DARI PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK SYNERGY PLATFORM MODEL S151731 MILIK RUMAH SAKIT UMUM PUSAT NASIONAL DR. CIPTO MANGUNKUSUMO Assef Firndo Firmsyah, Nurm Rajagukuguk Pusat Teknologi Keselamat d Metrologi Radiasi - Bad Tenaga Nuklir Nasional Jl. Lebak Bulus Raya No. 49, Kotak Pos 7043 JKSKL Jakarta 12070 Indonesia ABSTRAK PENENTUAN KELUARAN BERKAS ELEKTRON ENERGI NOMINAL 6 DAN 8 MeV DARI PESAWAT PEMERCEPAT LINIER MEDIK SYNERGY PLATFORM S151731 MILIK RUMAH SAKIT UMUM PUSAT NASIONAL DR. CIPTO MANGUNKUSUMO. Makalah ini menguraik penentu berkas elektron deng energi nominal 6 d 8 MeV dari pesawat pemercepat linier medik Synergy Platform S151731 milik Rumah Sakit Umum Pusat Nasional dr. Cipto Mgunkusumo. Pengukur ionisasi dilakuk di dalam ftom air berukur 30 cm x 30 cm x 30 cm deng jarak sumber radiasi ke permuka air 100 cm, lapg radiasi di permuka air 10 cm x 10 cm d pada kedalam acu yg dihitung dari persentase dosis di kedalam mencapai 50 % dari nilai maksimum, R 50. Pengukur ionisasi dilakuk menggunak detektor ionisasi keping sejajar Roos volume 0,35 cc tipe W34001/0125 yg dihubungk deng elektrometer Farmer NE2570 IB/1182. Perhitung hasil pengukur mengacu pada protokol IAEA yg terdapat dalam Technical Report Series No. 398. Hasil yg diperoleh menunjukk bahwa laju dosis serap air untuk berkas elektron energi nominal 6 MeV adalah 200,44 cgy/200 MU, sedgk untuk energi nominal 8 MeV diperoleh 200,08 cgy/200 MU. Sebagai kesimpul hasil ini menunjukk bahwa 1cGy 1 MU. Kata kunci : pesawat pemercepat linier, detektor ionisasi keping sejajar, detektor Roos, Technical Report Series No. 398 d berkas elektron ABSTRACT OUTPUT DETERMINATION OF ELECTRON BEAMS WITH NOMINAL ENERGIES OF 6 AND 8 MeV FROM A SYNERGY PLATFORM LINEAR ACCELERATOR UNIT TYPE OF S151731 OWNED BY DR. CIPTO MANGUNKUSUMO HOSPITAL. This paper describes the output of electron beams with nominal energies of 6 d 8 MeV from the Synergy Platform linear accelerator machine owned by dr. Cipto Mgunkusumo Hospital. Ionization measurement were carried out inside a 30 cm x 30 cm x 30 cm water phtom with the surface to the source distce of 100 cm d the field size at the water surface of 10 cm x 10 cm. The reference depths were calculated from the depth dose distribution in depth water at 50 % of maximum value, R 50. The Measurement were done using a 0.35 cc ple parallel ionization chamber type of Roos W34001/0125 connectted with a Farmer electrometer type of NE2570 IB/1182. The output of the electron beams were determined with the IAEA protocol in the Technical Report Series No. 398. The result obtained showed that the absorbed dose to water rates were 200.44 cgy/200mu d 200.08 cgy/200mu, each for 6 d 8 MeV. In Conclusion the result showed that 1 cgy 1 MU. Key words: linier accelerator unit, ple parallel ionization chamber, Roos chamber, Technical Report Series No. 398 d electron beams. Assef Firndo dkk 245 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
1. PENDAHULUAN Berdasark Pasal 13 Peratur Kepala BAPETEN No. 1 Tahun 2006, bahwa pengukur pesawat pemercepat linier (Linac) medik dilakuk secara berkala sekurg-kurgnya 2 (dua) tahun sekali oleh Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional (LMRN) selaku Laboratorium Dosimetri Stdar Sekunder (LDSS). [1] Sesuai deng ketentu tersebut, maka pada tggal 1 Mei 2011 Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional melakuk penentu berkas foton d elektron dari pesawat pemercepat linier medik Synergy Platform S151731 milik Rumah Sakit Umum Pusat Nasional dr. Cipto Mgunkusumo. Pesawat pemercepat linier medik merek Synergy Platform S151731 merupak produk dari Precise Treatment Inggris. Pesawat ini dapat memcark berkas foton 6 d 10 MV d berkas elektron deng energi nominal 6, 8, 10, 12, 15, d 18 MeV. Tuju dari makalah ini adalah menguraik penentu berkas elektron dari pesawat pemercepat linier medik Synergy Platform S151731 deng energi nominal 6 d 8 MeV yg dilakuk deng detektor ionisasi keping sejajar Roos [2,3,4]. Diuraik juga hasil pengukur sebelum d sesudah kalibrasi. 2. METODA 2.1. Penentu Kedalam Pengukur Berkas Elektron Kedalam pengukur pada berkas elektron ditentuk deng persama (1). z ref = 0.6 R 50 0.1 g/cm 2 (R 50 dalam g/cm 2 ) (1) Deng z ref yg merupak kedalam pada saat pengukur berkas radiasi elektron. Pada nilai R 50 < 4 g/cm 2, pengukur harus dilakuk menggunak detektor ionisasi keping sejajar, sedgk untuk R 50 > 4 g/cm 2 pengukur dapat dilakuk deng detektor silidris [2]. Nilai R 50 merupak kedalam paro pada dosis serap di air untuk energi elektron yg diukur secara relatif dari permuka air sampai kedalam tertentu deng satu prosentase yg biasya disajik dalam tabel (PDD) Percentage Depth Dose. Informasi tabel PDD yg digunak harus sesuai pada saat pengukur misalnya kondisi aplikator 10 cm x 10 cm d energi nominal 6 d 8 MeV. 2. 2. Faktor Koreksi Penentu Dosis Serap Berkas Elektron Diperluk beberapa faktor koreksi untuk menentuk laju dosis serap berkas elektron di dalam air. Faktor tersebut adalah sebagai berikut : SEMINAR NASIONAL a. h pl : faktor koreksi laju elektron di dalam bah plastik yg dibdingk terhadap laju elektron di dalam air, bila pengukur dilakuk di ftom air maka nilai h pl adalah 1. b. k TP : faktor koreksi temperatur d tek udara terhadap keada referensi 20 C d 101,325 kpa, besarnya koreksi ini dapat ditentuk deng persama (2) (2) deng T d P adalah temperatur d tek udara saat pengukur berlgsung. c. k elec : faktor kalibrasi elektrometer, jika dalam sertifikat tidak dictumk faktor tersebut maka nilai k elec adalah 1. d. k Q,Qo : faktor koreksi perbeda tara respon detektor ionisasi dalam kualitas berkas yg digunak sebagai kalibrasi detektor (Co-60) terhadap kualitas berkas elektron [2]. e. k pol : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap efek pergti polaritas yg diberik pada detektor. Nilai k pol dapat dihitung deng persama (3). (3) deng M + adalah baca pengukur pada polaritas positip (+), sedgk M- merupak bacaa pengukur pada polaritas negatip (-), dima polaritas itu berada pada kabel collecting detektor ionisasi. f. k s : faktor koreksi respon detektor ionisasi terhadap kurg lengkapnya pengumpul muat pada ionisasi di udara. Nilai k s dapat dihitung deng persama (4) (4) deng a 0, a 1 d a 2 adalah nilai konstta yg diambil dari TRS No. 389 IAEA. Sedgk M 1 adalah baca pengukur untuk tegg yg biasa digunak (V) d M 2 adalah baca pengukur untuk tegg referensi misalnya ( V / 4 ).[2] 2. 3. Penentu Keluar Berkas Elektron Pada Kedalam Referensi, z ref Keluar berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV pada kedalam referensi ditentuk deng pengukur ionisasi menggunak dosimeter. Pengukur dilakuk di dalam ftom Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 246 Assef Firndo dkk
SEMINAR NASIONAL air berukur 30 cm x 30 cm x 30 cm, aplikator 10 cm x10 cm, (SSD) Source Surface Distce 100 cm d pada kedalam z ref sesuai pada persama (1) [5]. Berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV untuk kedalam z ref ditentuk deng persama (5). [2] D w,q = M Q. N D,w,Qo. k Q,Qo (5) Dosis serap di dalam air (D w,q ) dihitung dari pengukur muat (M Q ) yg telah dikoreksi terhadap tek d temperatur, kelembab, polaritas, rekombinasi, kalibrasi elektrometer, d bah ftom. Sedgk (k Q,Qo ) adalah faktor koreksi perbeda tara respon detektor ionisasi dalam kualitas berkas yg digunak sebagai kalibrasi detektor (Co-60) terhadap kualitas berkas elektron [2]. 2. 4. Penentu Keluar Berkas Elektron Pada Kedalam Maksimum, z max Tabel 1. Peralat d pirti pendukung untuk penentu berkas elektron energi 6 d 8 MeV Peralat Pesawat Linac Aplikator Spesifikasi - Pesawat Linac Synergy Platform - No. seri S151731 - Foton, 6 d 10 MV - Elektron Energy 6, 8, 10, 12, 15, 18 MeV - Precise Treatment (Inggris) - Aplikator lapg 10 cm x 10 cm - Buat Precise Treatment Dibutuhk PDD untuk menentuk berkas elektron pada kedalam maksimum. Data pengukur PDD biasya telah disediak dari pihak rumah sakit melalui pengukur oleh fisikaw medisnya. Penentu dosis serap pada kedalam maksimum dapat ditentuk deng persama (6). D w,q (z max ) = 100 D w,q (z ref )/PDD(z ref ) (6) deng 100 adalah nilai 100 %, D w,q (z ref ) adalah dosis serap pada kedalam z ref, d PDD(z ref ) adalah nilai prosentase untuk pengukur di kedalam z ref. Penentu berkas elektron pada kedalam maksimum bertuju untuk mengatur baca detektor monitor dalam satu MU sehingga 1 cgy = 1 MU.[2] 3. PERALATAN DAN TATAKERJA 3. 1. Peralat Peralat d pirti pendukung yg digunak dalam penentu berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV dapat dilihat pada Tabel 1. Pel Control Linac Elektrometer Detektor keeping sejajar Ftom air Pengoperasi Linac pada : - Foton, energi 6 d 10 MV - Elektron Energy 6, 8, 10, 12, 15, 18 MeV - Buat Precise Treatment - Eletrometer Farmer NE 2570 IB - No. seri 1182 - Resolusi 0,005 nc - Rge low d high - Tegg untuk detektor 241,75 volt - Pengukur telah terkoreksi oleh temperatur d tek udara - Buat Nuclear Enterprise - Detektor ionisasi Roos W34001[4] - No. seri 0125 - Reference point 1,1 mm - Respon 10 nc/gy - Tegg 200 400 volt - Volume 0,35 cm 3 - Waterproof - Buat PTW Freiburg Assef Firndo dkk 247 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
Pirti Pendukung A B C D - Ftom air ukur 30 cm x 30 cm x 30 cm - Digunak untuk penyinar vertical - Bah dari (PMMA) Polymethyl Methacrylate (C 5 H 8 O 2 ) densitas 1,19 g/cm 3 d komposisi massa 8,05% H; 59,99% C; 31,96% O. [5] A. Hygrometer alog deng resolusi 1 % B. Barometer alog deng resolusi 1 mbar C. Sumber pengecek untuk stabilitas detektor ionisasi Roos, jenis radiasi beta d sumber radioaktif Sr-90 D. Thermometer digital deng resolusi 0,01 celcius SEMINAR NASIONAL meletakk detektor keeping sejajar Roos pada holder d dipasg pula sumber pengecek Sr-90 saling berhadap. Kemudi dilakuk pemas untuk dosimeter deng tpa d terhadap radiasi selama 15 menit, lalu pengukur sebyak lima data dilakuk d di catat, hasil pengukur terkoreksi oleh temperatur, tek d kelembab udara. Setelah itu data tersebut dibdingk deng data acu yg telah diluruhk, ketetap stabilitas dosimeter di LMRN adalah < 1,0 % maka bila kestabil alat ukur melebihi nilai deviasi terhadap data acu berarti dinyatak tidak layak untuk digunak pengukur. 3. 2. 2. Penentu Keluar Berkas Elektron Pada Kedalam Referensi z ref d Maksimum z max Setelah diketahui kedalam referensi pengukur untuk berkas elektron maka detektor ionisasi Roos diletakk tepat tegak lurus deng arah datgnya berkas radiasi, serta memperhatik reference point (Roos : 1,1 mm) detektor untuk ditempatk pada kedalam di dalam ftom air. [4] 3. 2. Tata Kerja 3. 2. 1. Pengecek Stabilitas Dosimeter Farmer Stabilitas alat ukur berper penting dalam melakuk pengukur untuk menentuk berkas elektron pesawat pemercepat linier medik, hal ini dikarenak kondisi dari alat ukur radiasi bisa berubah sewaktu-waktu. Deng pengecek stabilitas secara rutin d dilakuk sebelum pengukur maka dapat diyakink bahwa data pengukur adalah benar adya. Gambar 2. Pengukur muat pada berkas radiasi elektron energi 6 MeV pesawat Linac Gambar 1. Pengecek stabilitas alat ukur radiasi Farmer d detektor ionisasi Roos Pengecek stabilitas seperti yg ditunjukk pada Gambar 1 dilakuk di (LMRN) Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional deng Pengukur muat pada berkas radiasi elektron energi nominal 6 d 8 MeV pesawat pemercepat linier medik Synergy Platform No. Seri S151731 dapat dilihat pada Gambar 2. Aplikator deng ukur 10 cm x 10 cm dipasg melekat deng kolimator d ODI (Optical Distce Indicator) diatur sejauh SSD 100 cm [2]. Kemudi pemas alat ukur dilakuk tpa d deng radiasi selama 30 menit. Lalu pengukur muat terhadap berkas radiasi diambil sebyak lima data, pada kondisi pesawat penyinar sebesar 200 MU Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 248 Assef Firndo dkk
SEMINAR NASIONAL atau 200 cgy. Dilakuk pula pengambil data untuk menentuk koreksi polaritas d rekombinasi deng cara merubah tegg detektor sesuai deng kebutuh. Perhitung untuk menentuk berkas elektron dari hasil pengukur deng persama (5 d 6) segera mungkin diselesaik, karena untuk mengetahui apakah hasil pengukur alat ukur radiasi stdar menyimpg jauh atau tidak terhadap baca Monitor Unit. Bila ada penyimpg yg signifik maka ak dilakuk pengatur (adjustment) untuk penyesuai pada pel control pesawat pemercepat agar didapat nilai yg sama atau mendekati. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4. 1. Pengecek Stabilitas Dosimeter Farmer Stabilitas dosimeter berfungsi sebagai indikator dima alat ukur radiasi dapat dinyatak bekerja deng baik atau tidak deng syarat-syarat tertentu (untuk LMRN stabilitas < 1,0 %) yg harus terpenuhi. Untuk mengetahui kestabil dosimeter maka diperluk sumber stdar sebagai bah pengukur yg ak dibdingk dari waktu ke waktu sesuai deng peluruh pengukur acu. Deviasi pengukur dosimeter Farmer NE2570IB/1182 + Roos TW34001/0125 ditunjukk pada Tabel 2. Tabel 2. Pengecek kestabil dosimeter Farmer NE2570/IB #1182 + Roos W34001/0125 Pengukur sumber stdar Sr-90 M acu : 2,689 nc M baca : 2,698 nc deviasi : 0,33 % Hasil pengecek stabilitas sistem dosimeter Farmer ketika digunak menunjukk deviasi sebesar 0,33 %. Deng demiki stabilitas dosimeter tersebut pada saat pengukur cukup baik karena masih lebih kecil dari 1 %. 4. 2. Penentu Kedalam Pengukur Berkas Elektron Kedalam pengukur dihitung deng Pers. 1. yg terlebih dulu diketahui nilai R 50 dari grafik pengukur PDD oleh fisikaw medis. Nilai R 50 d kedalam pengukur dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Penentu kedalam pengukur untuk berkas elektron energi 6 MeV Energi R 50 z ref 6 MeV 2,30 cm 1,28 cm 8 MeV 3,23 cm 1,84 cm Kedalam pengukur muat berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV adalah 1,28 cm d 1,84 cm, untuk detektor ionisasi Roos yg memiliki nilai reference poin sebesar 0,11 cm maka kedalam detektor berada pada 1,17 cm d 1,73 cm dibawah permuka air terhadap aksis detektor. 4. 3. Faktor Koreksi Penentu Dosis Serap Berkas Elektron Nilai faktor-faktor koreksi beserta PDD di kedalam tertentu dapat dilihat pada Tabel 4, yg seljutnya nilai tersebut digunak untuk menentuk berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV pada pesawat pemercepat linier medik Synergy Platform No. seri S151731.[2] Tabel 4. Faktor koreksi untuk penentu berkas elektron energi 6 d 8 MeV Faktor Koreksi Nilai (Energi 6 MeV) Nilai (Energi 8 MeV) h pl 1,00 1,00 k TP 1,00 1,00 k elec 1,00 1,00 k Q,Qo 0,9398 0,9347 k pol 1,0010280 1,0006604 k s 1,0019929 1,0019196 PDD(z ref ) 98,840 % 99,460 % N DW,Qo 84,0 mgy/nc 84,0 mgy/nc 4. 4. Penentu Keluar Berkas Elektron Pada Kedalam Referensi, z ref d Maksimum, z max Hasil pengukur d penentu berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV yg dihitung deng persama (5 d 6) dapat dilihat pada Tabel 5. Assef Firndo dkk 249 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN
Tabel 5. Penentu berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV sebelum adjustment. Ener gi (MeV) Pengukur muat oleh dosimeter (nc) Penentu Penentu pada z max Monit or Unit (MU) Devias i keluar pada z max terhad ap Monito r Unit 6 24,32 192,57 194,83 200 2,59 % 8 MeV 25,35 199,00 200,08 c 200 0,04 % Pada Tabel 5 ditunjukk nilai berkas elektron sebelum dilakuk adjustment d terlihat bahwa deviasi pada z max terhadap Monitor Unit sebesar 2,59 % untuk energi nominal 6 MeV d 0,04 % untuk energi 8 MeV. Hal ini terdapat perbeda yg signifik pada energi nominal 6 MeV tara Monitor Unit d hasil oleh dosimeter stdar, untuk itu diperluk adjustment sampai mendekati nilai 200 cgy atau deviasi sebesar < 1 %. Sedgk pada energi nominal 8 MeV tidak diperluk lagi adjustment karena deviasi lebih kecil dari 1 %. Hasil pengukur d penentu berkas elektron energi nominal 6 MeV setelah adjustmen yg dihitung deng persama ( 5 d 6) dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Penentu berkas elektron energi 6 MeV sesudah adjustment. Pengukur muat oleh dosimeter (nc) Penentu Penentu pada z max Monitor Unit (MU) Deviasi pada z max terhadap Monitor Unit 25,10 198,11 200,44 200 0,22 % Pada Tabel 6 ditunjukk nilai berkas elektron sesudah dilakuk adjustment d terlihat bahwa deviasi pada z max terhadap Monitor Unit sebesar 0,22 %. Hal ini telah sesuai deng harap karena deviasi tara Monitor Unit d hasil oleh dosimeter stdar adalah sebesar < 1 %. Deng demiki berarti penentu berkas elektron atau kalibrasi monitor unit telah menunjukk nilai yg sama deng nilai 200 MU yg tertera di pel control software dalam deviasi < 1 %. 5. KESIMPULAN SEMINAR NASIONAL Dari hasil pengukur d penentu berkas elektron energi nominal 6 d 8 MeV pesawat pemercepat linier Linac Synergy Platform No. seri S151731, maka dapat disimpulk bahwa - Dosis maksimum energi nominal 6 MeV sebelum adjustment sebesar 194,83 cgy d deviasi sebesar 2,59 % terhadap 200 MU - Dosis maksimum energi nominal 8 MeV tpa adjustment sebesar 200,08 cgy d deviasi sebesar 0,04 % terhadap 200 MU - Dosis maksimum energi nominal 6 MeV sesudah adjustment sebesar 200,44 cgy d deviasi sebesar 0,22 % terhadap 200 MU Deng deviasi yg sgat kecil tersebut, maka kesalah operator dalam menggunak satu MU tidak ak menyebabk kesalah yg fatal. 6. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapk terima kasih atas btu yg diberik oleh staf unit radioterapi RS dr. Cipto Mgunkusumo yg telah memungkink pengambil data ini. 7. DAFTAR PUSTAKA 1. BAPETEN, Peratur Kepala BAPETEN No. 1 Tahun 2006 tentg kalibrasi alat ukur radiasi d sumber radiasi, stdardisasi radionuklida d fasilitas kalibrasi, BAPETEN, Jakarta, 2006 2. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Absorbed Dose Determination in Photon d Electron Beams, Technical Report Series No. 398, IAEA, Vienna, 2000 3. Sertifikat Kalibrasi Dosimeter Farmer NE2570/IB#1182 + W34001#0125 Laboratorium Metrologi Radiasi Nasional - Pusat Teknologi Keselamat d Metrologi Radiasi, BATAN, 2011 4. Katalog PTW Freiburg, Ionizaing Radiation Detectors, Germy, 2010 5. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Calibration of Radiation Protection Monitoring Instruments, Safety Report Series No. 16, IAEA, Vienna, 2000 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 250 Assef Firndo dkk