DOSIMETRI KOMISIONING PADA FASILITAS IRADIASI DI PASARJUMAT

Kicky LTK*, Nazly Hilmy*, Gunawan*, dan Rosmina DLT*

ABSTRAKDOSIMETRI KOMISIONING PADA FASILITAS IRADIASI DI PASAR JUMAT.

Telah dilakukan dosimetri komisioning pada iradiator Karet Alam (lRKA) yang digunakan untuk ste­rilisasi radiasi. Pengukuran meliputi distribusi dosis, laju dosis maksimum dan minimum, dan faktorkeseragaman dosis pada berbagai densitas bahan. Dan percobaan diperoleh kurva yang memperlihatkanhubungan antara bahan dan faktor keseragaman dosis, laju dosis maksimum serta laju dosis minimum.

ABSTRACT

DOSIMETRY COMISSIONING AT AN IRRATIATON FACILITY IN PASARJUMAT. The dosimetry comissioning at Natural Rubber Latex Irradiator (lRKA) used for radiationsterilization has been conducted. The dose distribution, the maximum and minimum dose rate, and ratioor dose uniformity in various density of materials were observed. It was obtained that there was acorelation between density of materials and dose uniformity, maximum dose rate as well as minimumdose rate.

PENDAHULUAN

Oosimetri komisioning dari suatu fasilitas iradiasi harus dilakukan, hal inisesuai dengan Surat Keputusan Oirektur Jenderal Badan Tenaga Atom NasionalNomor : PN 00.01/92/0J/87 tanggal 1 Juni 1987 tentang Izin Kontruksi dan OperasiIradiator, yaitu untuk memenuhi salah satu persyaratan operasi iradiator agar dosisiradiasi dapat dipertanggung jawabkan.

Oosimetri Komisioning dilakukan pada salah satu fasilitas iradiasi yang adadi Pus at Aplikasi Isotop dan Radiasi, Pasar Jumat, yaitu Iradiator Karet alam(IRKA). Iradiator tersebut selain digunakan untuk iradiasi lateks juga dapat diman­faatkan untuk tujuan proses radiasi lainnya seperti iradiasi sterilisasi. Oalam hal inikontener lateks terlebih dahulu dipindahkan ke posisi tertentu di pojok ruang iradia­si, kemudian pada posisi iradiasi dibuatkan tempat kedudukan untuk bahan yangakan diiradiasi. Untuk maksud tersebut perlu dilakukan dosimetri komisioning, yaitumemperoleh informasi ten tang distribusi dosis, penentuan lokasi maksimum danminimum, dan faktor keseragaman dosis pada bahan yang diiradiasi atau perhan­dingan antara dosis maksimum dan dosis minimum.

* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, SATAN

187

Dosimeter yang digunakan dalam percobaan ini adalah dosimeter perspeks

m~~@[I, 1J), M~~~rmWllIIT![i[ [~m~ill~m~~[m~~~I~~~~Iill~mr~~m~~[~merah antara 5 dan 50 kGy (4). Sebelum digunakan dosimeter tersebut dikalibrasiterlebih dahulu dengan menggunakan dosimeter Frike sebagai dosimeter acuan.

Dalam makalah ini disajikan hasH dari dosimetri komisioning pada IRKAuntuk tujuan proses radiasi sterilisasi sehingga dalam pelaksanaannya dapat lebihtepat, teliti, dan terencana.

BAHAN DAN METODE

Bahan. Dosimeter perspeks merah yang digunakan dalam percobaan iniadalah tipe 4043 AS, buatan U.K. Panel on Gamma and Electron Irradiation,

Inggris. Dosimeter berupa kepingan berukuran panjang 38 mm, lebar 12 mm, sertatebal sekitar 3 mm. Dosimeter Fricke yang disiapkan menu rut SEHESTED (5)digunakan untuk mengkalibrasi dosimeter perspeks tersebut. Serbuk gergaji, pasir,dedak, sekam, dan campurannya dengan densitas antara 0,05 dan 0,55 g/cm3 di­gunakan sebagai bahan contoh yang diiradiasi, bahan tersebut ditempatkan padakotak karton berukuran 40 cm x 40 cm x 40 cm.

Peralatan. Iradiator Karet Alam (IRKA) dengan aktivitas pada saat perco­baan dilakukan, sebesar 5,35 PBq (April 1991). Posisi yang digunakan untuk iradia­si bahan adalah di kedua sisi sumber kobalt-60 yang berjarak 15 cm dari tengahsumber kobalt-60 tersebut (Gambar 2). Thickness Dial Gage Mitutoyo, buatanJepang digunakan untuk mengukur tebal dosimeter perspek merah. SpektrofotometerHitachi model U-2000, digunakan untuk mengukur perubahan rapat optik dosimeterFricke dan dosimeter perspeks merah.

Kalibrasi Dosimeter Perspeks Merah. Dosimeter Perspeks merah yang telahdikeluarkan dari pembungkusnya, dicuci dengan cara mencelupkannya secara ber­ulang-ulang ke dalam air suling yang diberi beberapa tetes deterjen cairo Kemudianpermukaan dosimeter dibasuh dengan menggunakan kertas halus yang telah dicelup­kan ke dalam larutan etanol. Setelah tebal dosimeter diukur dengan teliti, rapat optikdosimeter sebelum dan sesudah iradiasi diukur dengan menggunakan spektrofotome­ter pada panjang gelombang 640 nm. Iradiasi dosimeter perspeks merah dilakukanpada temp at dengan laju dosis yang telah ditentukan dengan dosimeter Fricke. Dosis

iradiadsi berkisar antara 5 dan 50 kGy. Hasil kalibrasi adalah kurva hubungan antaraperubahan rapat optik dosimeter sebelum dan sesudah iradiasi menurut dosimeterFricke.

Penentuan Distribusi Dosis, Dosis Maksimum dan Minimum, dan FaktorKeseragaman Dosis. Sebanyak 27 keping dosimeter perspeks merah, ditempatkanpada satu kotak kardus yang berisi bahan dengan densitas tertentu (Gambar 3),kemudian diiradiasi dengan waktu iradiasi tertentu bersama delapan kotak lainnyayang berisi bahan dengan densitas yang sarna, tahap-tahap iradiasi dilaksanakan

188

dengan cara seperti terlihat pada Gambar 4. Oari hasil percohaan dapat ditentukan

dosis maksimum, dosis minimum, dan laju dosis maksimum, laju dosis minimum,

posisi dosis maksimum, posisi dosis minimum, dan faktor keseragaman dosis.Perhitungan Dosis Terserap. Oosis terserap pada dosimeter Fricke dihitung

menurut SEHESTEO (5), menggunakan persamaan :

dimana,

D2,75 x 102 x 6 aD

1 + 0,007 (t - 25)

o : dosis terserap dalam Gy

•••••••••••.•••••••••• (1)

l:::. 00 : perubahan rapat optik dosimeter Fricke

: suhu pada saat pengukuran rapat optik dosimeter Fricke

(t5°C < t < 35°C)

Laju dosis dihitung dengan menggunakan persamaan :

T x D

dimana,

t1

D

60

•o : laju dosis dalam kGy/jam

T : waktu iradiasi dalam menit

(2 )

Oosis terserap pada dosimeter perspeks merah dihitung berdasarkan hasil kalibrasi,

berupa kurva kalibrasi (Gambar I).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam menentukan laju dosis, penentuan dosis ambang yaitu dosis yang

diterima bahan pada saat naik dan turunnya sumber kobalt-60 dari dan ke posisi

storage, perlu dilakukan terlebih dahulu. Hal ini disebabkan karena pada pelaksa­naan iradiasi, bahan telah mendapat iradiasi yang berasal dari dosis am bang sebelum

Jan sesudah iradiasi, sehingga akan mempengaruhi paJa saat perhitungan laju dosis,

189

yaitu nilai laju dosis akan menjadi lebih tinggi dari nilai laju dosis yang sebenarnya.

Tabel 1 menunjukkan hasil dosis ambang dan laju dosis pada tujuh lokasi dalamruang iradiasi.

Ketujuh lokasi tersebut digunakan untuk mengkalibrasi dosimeter perspeksmerah. Hasil kalibrasi perspeks merah dengan menggunakan dosimeter Fricke dila­kukan dengan eara menentukan hubungan antara perbedaan rapat optik dosimeterper terbal dosimeter perspeks merah dan dosis terserap yang diukur dengan meng­gunakan dosimeter Fricke, dapat dilihat pada Tabel 2, sedangkan kurva kalibrasidosimeter perspeks merah dengan persamaan garis, Y = - 0,000089 X2 + 0,009709X - 0,000722 dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 2, menunjukkan daerah pada kedua sisi sumber kobalt-60yangdimanfaatkan dan digunakan untuk mengiradiasi bahan untuk tujuan proses radiasiselain iradiasi lateks. Daerah tersebut meliputi daerah pada kedua sisi rak tempatsumber kobalt-60, dengan jarak ± 15 em dari rak tempat sumber kobalt-60 (sourcerack). Pada daerah tersebut dibuatkan tempat untuk meletakan bahan yang akan di­radiasi yang terbuat dari besi dan kayu serta bagian yang menghadap ke arah sumberdan kolam, ditutup dengan kawat pagar untuk menjaga kemungkinan bahan terjatuhke arah rak tempat sumber atau ke dalam kolam. Gambar 3, menunjukkan posisidosimeter perspeks merah sebanyak 27 buah yang dipasang tersebar pada kotakkardus berukuran 40 em x 40 em x 40 em. Tahapan iradiasi dilakanakan sepertiyang terlihat pada Gambar 4, denga pengulangan sebanyak 3 kali.

Gambar 4, menunjukkan perpindahan setiap kotak pada setiap tahap iradiasi.Dengan eara iradiasi demikian maka jumlah tahap iradiasi adalah 18 tahap. Meka­nisme perpindahan setiap kotak diatur sebagai berikut :I. Sembilan buah kotak kardus (nomor 1-9) yang berukuran 40 em x 40 em x 40

em, berisi bahan dengan densitas tertentu dan disusun seperti yang terlihat padaGambar 3. Waktu iradiasi setiap tahap adalah sarna.

2. Perpindahan kotak pada tahap iradiasi pertama sampai dengan tahap iradiasikesembilan, diatur seperti yang terlihat pada Gambar 4.

3. Pada tahap iradiasi yang kesepuluh kotak kardus dikembalikan seperti pada posisitahap iradiasi pertama, akan tetapi seluruh kotak kardus dibalik sehingga per­mukaan kotak kardus yang semula menghadap sumber kobalt-60, dibalik sehing­ga membelakangi sumber.

4. Iradiasi dilanjutkan dengan tahap iradiasi seperti pada tahap iradiasi pertamasampai dengan kesembilan, sehingga jumlah tahap iradiasi seluruhnya sampaimenjadi 18 tahap.

Dengan tahap iradiasi demikian maka hanya 2 permukaan pada setiap kotakyang menghadap ke arah sumber 60Co sedang permukaan kotak lainnya tidak pernahmenghadap ke arah sumner 60Co. Selain itu 2 permukaan setiap kotak tersebutpernah mendapatkan iradiasi pada setiap posisi kotak, sehingga dengan eara demi­kian maka setiap bahan yang berada dalam kotak akan mendapatkan dosis iradiasi

190

yang sarna. Laju dosis maksimum dan minimum dapat ditentukan dan dihitung daridosimeter yang ditempatkan pada salah satu kotak, seperti yang terlihat pada Tabel3. Lokasi dosis maksimum pada dosimeter nomor 5 dan 23 sedangkan dosis mini­mum pada dosimeter nomor 10 (Gambar 3).

Kurva yang memperl ihatkan hubungan antara densitas bahan dan faktorkeseragaman dosis, laju dosis maksimum serta laju dosis minimum dengan persa­maan garis masing-masing Y = 0,52 X + 1,19, Y = - 0,93 X + 0,71, dan Y= ­1,74 X + 3,09 dapat dilihat pada Gambar 5. Dari kurva dengan mudah dapat dike­tahui waktu iradiasi yang dibutuhkan untuk mengiradiasi suatu bahan dengan dosisiradiasi dan densitas bahan tertentu serta faktor keseragaman dosis yang diperoleh.Misalnya pada iradiasi bahan dengan densitas 0,25 g/cm3, maka dari kurva. dapatditentukan laju dosis maksimum 5,25 kGy/jam, laju dosis minimum 2,64 kGy/ jam,dan faktor keseragaman dosis yang diperoleh adalah 1,33. Bila pada iradiasi tersebutdiinginkan dosis minimum yang diterima bahan tersebut sebesar maka total waktuyang dibutuhkan ± 568 menit (25/2,64 x 60 menit) atau 31,6 me-nit setiap tahapiradiasi (568/18). Faktor keseragaman dosis 1,33 maka dosis maksimum yang di­peroleh ± 33,3 kGy (1,33 x 25 kGy).

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan diperoleh kurva yang memperlihatkan hubungan antaradensitas bahan dan faktor keseragaman dosis, laju dosis maksimum serta laju dosisminimum. Kurva tersebut dapat digunakan sebagai pedoman dalam men en­tukan waktu iradiasi pada bahan dengan berbagai densitas secara tepat, teliti, danterencana.

UCAPAN TERIMA KASIH

Para penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepadaSaudara Radi Harsono dan Saudara Bonang Sigit Trenggono, staf Instalasi Iradiasi,PAIR yang telah membantu baik dalam pengoperasian iradiator IRKA maupundalam pelaksanaan percobaan ini.

DAFfAR PUSTAKA

1. CHADWICK, K.H., EHLERMANN, D.A.E., and Mc LAUGHLING, W.L.,Manual of Food Irradiation Dosimetry (Technical Reports Series No. 178),IAEA, Vienna (19 .. ).

2. CHADWICK, K.H., "Facility Calibration, the commissioning of a process androutine monitoring practises", Radiosterilization of Medical Products (Proc.Symp. Bombay, 1974), IAEA, Vienna (1975) 37.

191

3. Mc LAUGHLlNG, W.L., Topics in radiation dosimetry, Notas de Pisica IV 2

(lDIl) n.4. WHITTAKER, B., "Red perspex dosimeter", Manual on Radiation Dosimetry

(HOLN, N.W., and BERRY, R.I., eds.) Mercel Dekker, New York (1970)363.

5. SEHESTED, K., "The Fricke dosimeter", Manual on Radiation Dosimetry(HOLM, N.W., and BERRY, R.I., eds.) Mercel Dekker, New York (1970)313.

192

Tabel 1. Dosis ambang dan laju dosis pada tujuh lokasi di ruangiradiasi Iradiator Karet Alam (IRKA), dengan mengguna­kan dosimeter Fricke, suhu pengukuran 250C

Nomor Lokasi Dosis Ambang*Laju dosis*(kGy)

(kGy/jam)

1

A 0,029 ± 0,017,97 ± 0,012

B 0,036 ± 0,0111,48 ± 0,023

C 0,037 ± 0,0111,78 ± 0,024

D 0,032 ± 0,019,65 ± 0,005

E 0,042 ± 0,0210,68 ± 0,026

F 0,041 ± 0,0211,55 ± 0,(>37

G 0,026 ± 0,017,27 ± 0,02

* Hasil rata-rata dari 3 kali u1angan.

Tabe1 2. Hubungan antara perbedaan rapat optik per tebaldosimeter perspeks merah dan dosis terserap yangdiukur dengan menggunakan dosimeter Fricke

Nomor

12345678910

Dosis PerubahanTerserap

Rapat Optik per Tebal*~OD(kGy) t

4,68

0,043 ± 0,0019,88

0,086 ± 0,00115,15

0,126 ± 0,00119,83

0,157 ± 0,00123,09

0,176 ± 0,00125,43

0,188 ± 0,00334,86

0,229 ± 0,00239,54

0,244 ± 0,00346,14

0,257 ± 0,00349,52

0,126 ± 0,003

* Hasil rata-rata dari 3 kali ulangan.

/93

Tabel 3. Laju dosis maksimum, laju dosis minimum, dan faktor

kgggragaman dosis pada bahan d@ngan b@rbagai d@nsitasyang ditempatkan pada kotak berukuran 40 em x 40 em x40 em

Densitas Laju DosisLaju OasisFaktor

Bahan 3

Maksimum*Minimum*Keseragaman(gram/em )

(kGy/jam)(kGy/jam)Dosis*

0,055

3,733,201,166± 0,03

± 0,02± 0,0050,085

3,592,881,247± 0,04

± 0,04± 0,0030,107

3,572,791,280± 0,04

± 0,03± 0,0030,219

3,502,671,312± 0,01

± 0,01± 0,0040,305

3,432,581,342± 0,05

± 0,04± 0,0030,352

3,412,461,388± 0,06

± 0,03± 0,0040,551

3,182,181,460± 0,02

± 0,01± 0,006

* Hasil rata-rata dari 3 ka1i u1angan.

194

'66oo<.1'-"

u 10 20 30

Oosis terserap (kGy)

40 50

Gambar I. Kurva kalibrasi dosimeter perspeks merah

SpektrofotometerPanjang gelombangLama penyimpanansetelah iradiasiSuhu penyimpanan

: Hitachi model U-2000: 640 nm: 24 jam

: Suhu kamar (26 - 30°C)

195

5

:".~ ..,:: -.~<t:.;'.;..';t :·." .•~·:I' .•. "':', " '" . " .. " ," ."-~ '.;' .~...: :.., ..~ '. '; •. :~.:.. :.", ..;:.... ,.: :."" .~,

," • ", •..• "' •••••..•..•.• , .••.••. ,'O" J _• .,t-." ~'':: ..'" .. r:. : ,' .. " . ;, .•." ~ : "~'''' ~: ... \.:.. too •• ·-;'.1,.. " ..1•..• , ••••...; ..• ~';.~... '... r •... '.t ;,: ~......... ~' •. '•... '....• :•••... 'f" ., .•\.' .:} .• :.. ~.;..__., •• ' ••• I v". "

~\: ::'.:: ~2 ~-r- "•• , ,,' & , ,'., •••••

••••• • , of --6-- .... },~;. /~~.,;.:'::'.:':::' .~\.:.'::;:..};~.~:~.~••• :~ .:••••••:' .:,;:. ~:.: ••: 9 =: '" :',,' ~'..t·•••: :,:,': "••..•'. ,, ....• _',oo". ".' ._ ..• , (., ••.••.•••••••• (.1'."'..~ ... ..

"w •••• ~ 'O_ ~ ••••

4

3 I

Gambar 2. Daerah pada kedua sisi sumber Cobalt-60 lradiator Karet Alam (IRKA)yang digunakan untuk iradiasi bahan

(1) Sumber Cobalt-60(2) Kolam air, tempat penyimpanan Cobalt-60(3) Unit pengolahan air(4) Kontrol pengendali utama(5) Ruang lateks(6) Daerah yang digunakan untuk iradiasi bahan

196

./

I

.r :-t------T--

I lIDI D ,"I Ih7.l OSIS~ maksimumI IIPJ ~I I _

I Oosis r-;tI .I [2l maksinmm ~

I JQ- ~.---I //~/~ ..£1. -.--

GJ

Posisi dosimeter Perspeks merah

o Posisi dosimeterperspeks merah

Gambar 3. Posisi dosimeter perspeks merah pada kotak kardus berukuran 40 em x40 em x 40 em, yang berisi bahan dengan densitas tertentu

197

ODDD[JDDDD

Tahap iradiasi ke·SlI4 Tahap iradiui klHillS

DDD ODDODE] ODDODD DDD

QD'ES OD'D 08EJDOc] DCJD ODD[J[][J [J[J[J [J[J[J

-\C00

Tahap iradia.~ike·I/IO

DOc]ODDDDD

Tahap iradiasi ke-4/13

[JO[][JOe]ODD

oDEJD8D[JDc]

Gambar 4. Urutan perpindahan setiap kotak kardus pada setiap tahap iradiasi

(C) -:-

zy : -0,93 x + 3,71 (r : 0,94)

5 .•

4·----s

cU

:.:::>>.a 3·..IC'-'.~'"o

"'0

.:;, 2 ••cU

....J

1-

(A) -

Y 2 -1,74 x + 3,09 (r2 : 0,90)(B) - 2

Y • 0,52 x + 1,19 (1' • 0,92)

(A) LaJu dosis maksimum

(B) LaJu dosis minimum(C) Faktor keseragaman dosis

'".;;;

1-2 .g~~~""~

~""o~

1-1 t.t.

oT

L10 0,1J20 oJoDensitas bahan (g/cm3)

IJ

0,40 o,~o

-\0\0

Gambar 5. Kurva hubungan antara densitas bahan dan faktor keseragaman dosis,laju dosis maksimum, serta laju dosis minimum