BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Radiasi merupakan suatu bentuk energi. Ada dua tipe radiasi yaitu radiasi partikulasi dan radiasi elektromagnetik. Radiasi partikulasi adalah radiasi yang melibatkan partikel yang memiliki energi dan massa, contohnya radiasi partikel alfa dan partikel beta. Partikel alfa memiliki energi yang besar dan struktur subatomik besar dari proton dan neutron. Partikel α hanya memiliki jangkauan yang pendek dan dapat dihentikan oleh selembar kertas atau kulit. Partikel beta adalah elektron yang bergerak cepat. Partikel beta memiliki struktur yang lebih kecil dari partikel alfa tetapi memiliki jangkauan yang lebih jauh dan penetrasi yang lebih kuat. Radiasi elektromagnetik merupakan jenis radiasi yang hanya berupa energi tanpa massa, seperti gelombang listrik dan energi magnetik. Gelombang cahaya, gelombang radio, microwave, sinar X, dan sinar gamma merupakan beberapa contoh dari radiasi elektromagnetik [1]. Manusia mendapatkan paparan radiasi secara langsung maupun tidak langsung dalam kehidupan sehari - hari. Radiasi yang diterima oleh seseorang bisa berasal dari alam (secara alamiah) maupun radiasi buatan manusia (misalnya pemakaian sinar X dalam kedokteran). Dalam laporan yang dipublikasikan pada tahun 2000, UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) menyatakan bahwa rata-rata seseorang akan menerima dosis 2,8 msv atau 280 mrem per tahun. Sekitar 85% dari total dosis yang diterima seseorang berasal dari alam. Sekitar 43% dari total dosis yang diterima seseorang berasal dari total dosis yang berasal dari radionuklida radon yang terdapat dalam rumah. Persentase asal dosis radiasi yang diterima seseorang selama setahun disajikan dalam Tabel 1.1 [2]. 1
2 Tabel 1.1. Dosis yang diterima oleh seseorang rata rata per tahun Sumber Dosis msv % Alamiah Kosmik 0,4 14,25 Kerak Bumi (terestial) 0,5 17,81 Internal 0,3 10,69 Radon 1,2 42,75 Jumlah 2,4 85,49 Buatan Kedokteran 0,4 14,25 Atmosfer 0,005 0,18 Kecelakaan PLTN Chernobyl 0,002 0,07 PLTN 0,0002 0,01 Jumlah 0,4072 14,51 Total (dibulatkan) 2,8 Sumber : [2] Efek yang ditimbulkan oleh paparan radiasi dapat bermacam-macam. Namun secara umum dapat dibedakan menjadi 2 yaitu efek stokastik dan efek non stokastik. Efek stokastik merupakan efek yang ditimbulkan oleh akumulasi radiasi yang tidak terlihat berupa adanya kelainan genetik atau timbulnya sel kanker. Selama penambahan dosis radiasi probabilitas adanya kanker atau kelainan genetik juga bertambah. Efek tersebut belum dapat diketahui pasti kapan akan terjadi. Efek stokastik tidak memiliki dosis ambang minimum dimana secara pasti efek yang merugikan tersebut terjadi. Contoh dari efek stokastik antara lain
3 kanker, leukimia, katarak, dan kelainan genetik. Efek non stokastik terjadi karena paparan melebihi ambang batas radiasi sehingga memiliki hubungan antara paparan dan efeknya. Besarnya efek yang ditimbulkan tergantung pada besarnya dosis yang diterima. Contoh dari efek non stokastik antara lain: erythema (kulit kemerahan), terbakarnya kulit dan jaringan, pembentukan katarak, kemandulan, mabuk radiasi, serta kematian [3]. Beberapa efek yang terjadi jika terpapar radiasi dalam perhitungan deterministik ditunjukkan pada Tabel 1.2. Tabel 1.2. Efek Deterministik pada berbagai jaringan Efek Paparan jangka Sekali paparan panjang (Sv) (Sv/tahun) Testis Kemandulan 3,5 6,0 2 Ovarium Kemandulan 2,5 6,0 > 0,2 Lensa Mata Lensa memutih Katarak 0,5 2,0 5,0 > 0,1 > 0,15 Sumsum Tulang Pengurangan pembentukan 0,5 > 0,4 darah Sumber: [4] Radiasi yang berlebihan membahayakan bagi kesehatan maka pemanfaatannya perlu diawasi. Pengawasan dapat melalui peraturan-peraturan yang berkaitan dengan pemanfaatan radiasi dan bahan-bahan radioaktif maupun adanya pengawas yang bertanggungjawab agar peraturan tersebut diikuti. Di Indonesia, badan tersebut adalah BAPETEN (Badan Pengawas Tenaga Nuklir). Filosofi proteksi radiasi yang dipakai sekarang ditetapkan oleh ICRP (International Comission on Radiological Protection) dimana suatu kegiatan tidak akan dilakukan kecuali mempunyai keuntungan yang positif dibandingkan dengan resiko (azas justifikasi), paparan radiasi diusahakan pada tingkat serendah mungkin yang bisa dicapai dengan mempertimbangkan faktor ekonomi dan sosial (azas optimasi), dan dosis perorangan tidak boleh melampaui batas yang direkomendasikan oleh ICRP untuk suatu lingkungan tertentu (azas limitasi).
4 Konsep untuk mencapai paparan yang serendah mungkin sesuai dengan ALARA (As Low As Reasonably Achievable) mengingat bahwa tidak mungkin menghilangkan paparan radiasi secara keseluruhan, maka paparan radiasi diusahakan pada tingkat yang optimal sesuai dengan kebutuhan dan manfaat dari sisi kemanusiaan [5]. Untuk meminimalkan paparan radiasi agar sesuai dengan ketentuan di atas maka dalam membangun fasilitas radiasi diperlukan proteksi radiasi antara lain melalui material yang dipakai sebagai pengungkung radiasi (shielding). Penelitian BNCT (Boron Neuutron Capture Therapy) yang dilakukan pada reaktor Kartini BATAN Yogyakarta memanfaatkan salah satu fasilitas tabung berkas neutron/beamport tembus (radial piercing beamport). Beamport ini langsung menembus reflektor grafit dan mempunyai pangkal paling dekat dengan inti reaktor sehingga dilewati neutron dengan fluks paling tinggi dibandingkan dengan saluran lain. Beamport tembus belum memiliki ruangan khusus seperti pada kolom termal sebagai pengungkung radiasi yang keluar dari kolimator yang sudah dirancang pada penelitian sebelumnya sehinggga perlu dirancang ruang fasilitas beamport tembus difungsikan untuk keperluan uji in vitro dan in vivo BNCT. Gambar 1.1. memperlihatkan dimana letak beamport tembus pada reaktor Kartini [6]. Beamport radial Kolom termal Perangkat subkritis Beamport tangensial Teras Kolom untuk eksperimen perisai Beamport tembus teras Gambar 1.1. Reaktor Triga Kartini dan fasilitas penunjangnya. Sumber: [26]
5 I.2. Perumusan Masalah Dalam merancang desain fasilitas radiasi diperlukan material yang mampu mengurangi neutron. Radiasi gamma juga harus diminimalkan agar berada di bawah batas ambang yang diperbolehkan. Oleh karena itu, material yang digunakan harus tepat sehingga mampu menyerap radiasi yang keluar agar tidak berbahaya bagi pekerja radiasi yang berada di luar ruangan fasilitas radiasi. Desain yang dibuat harus memenuhi peraturan yang berlaku yaitu ketentuan BAPETEN. I.3. Batasan Masalah Dalam penelitian ini batasan masalah yang dipakai adalah sebagai berikut : 1. Reaktor diasumsikan bekerja pada daya 100 kw sebagai sumber neutron. 2. Kriteria batasan dosis radiasi berdasarkan kriteria Perka BAPETEN. 3. Pemodelan ruangan hanya digunakan untuk uji in vitro dan in vivo. 4. Kondisi reaktor dan material yang digunakan diasumsikan pada kondisi ideal. 5. Penyelesaian masalah memakai software MCNP5, sehingga besaran dan data unsur mengikuti database software tersebut. 6. Desain dilakukan dengan menguji variasi bahan dan ketebalannya sesuai kharakteristik bahan berdasar fungsinya. 7. Sasaran dari kolimator beamport tembus berupa udara dengan menimbang kemungkinan terburuk yang bisa terjadi. I.4. Tujuan Penelitian ini dilaksanakan untuk mendapatkan desain ruangan fasilitas BNCT untuk beamport tembus pada reaktor Kartini agar radiasi yang keluar dari ruangan tidak melebihi ambang batas yang diperbolehkan oleh BAPETEN sehingga tidak berbahaya bagi pekerja radiasi jika berada di luar ruangan fasilitas radiasi dalam jangka waktu tertentu.
6 I.5. Manfaat Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain : 1. Mengetahui material yang dapat digunakan untuk membuat ruangan fasilitas radiasi beamport tembus. 2. Melengkapi penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan BNCT. 3. Menjadi referensi untuk penelitian lebih lanjut mengenai BNCT.