ct,mri ,kedoknuklir
Post on 30-Oct-2015
132 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
DAFTAR ISI
BAB I. PENDAHULUAN
A Latar Belakang 3
TIU 3
TIK 3
B Sinar X 4
BAB II. PEMANFAATAN BIDANG KESEHATAN
A. DIAGNOSTIK
1. Pesawat Sinar X (Prinsip Kerja, Kegunaan, dan Aspek Keselamatan ) 7
a. Konvensional 8
b. Fluoroscopy 10
c. Mammography . 11
d. Gigi 16
e. Intervensional .... 18
f. CT-Scan (Computed Tomography) 19
B. RADIOTERAPI 22
1. Brachyteraphy 23
a. Manual Loading (konvensional) 23
b. Remote Afterloading 26
2. Teleterapi 27
a. Pesawat Terapi Sinar X 29
b. Gamma Teletherapi 29
c. Teleterapi Linac 32
C. KEDOKTERAN NUKLIR 36
1. Karakteristik Sumber Terbuka 36
a. Pencitraan oleh Gamma Camera 37
b. Diagnostik 38
c. Terapi 41
2. Aspek Keselamatan 42
a. Pemindahan Sumber 42
b. Cara Bekerja Dengan Sumber Terbuka 42
c. Teknik Penanganan Sumber Radiasi 44
1
-
BAB. III. PEMANFAATAN DALAM BIDANG INDUSTRI
A. RADIOGRAFI 45
1. Sumber Radiasi Radiografi 45
a. Sinar X 45
b. Sinar Gamma 45
2. Radiografi . 46
3. Proses Penyinaran Radiografi 48
a. Prinsip Kerja Alat 48
b. Sistem Keselamatan Alat 51
B. GAUGING 54
1. Teknik Gauging Dalam Industri 55
a. Thickness Gauging 55
b. Level Gauging . 55
c. Density Gauging 56
d. Neutron Moisture Gouging 57
C. ANALISIS 64
1. Fluoresensi Sinar X (XRF) 64
2. Tangkapan Elektron 65
D. LOGGING 67
1. Dasar-Dasar Logging 70
2. Peralatan Logging dan Tekniknya 71
3. Operasi Well Logging 72
E. TEKNIK PERUNUT RADIOISOTOP 76
1. Prinsip Kerja 76
2. Aspek Keselamatan 76
F. IRRADIATOR 81
1. Tipe-Tipe Irradiator 81
2. Irradiator di Indonesia. 86
a. Irradiator Gamma 86
b. Irradiator Berkas Elektron 87
2
-
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang.
Pemanfaatan radiasi yang sudah begitu meluas dalam berbagai bidang
pemanfaatan yaitu kesehatan, industri, penelitian dan pendidikan dan
bervariasinya aktivitas yang digunakan yang disesuaikan dengan tujuan
pemanfaatan. Resiko yang berhubungan dengan penggunaan sumber radiasi
yang terencana umumnya telah dapat diprediksi sehingga persyaratan
keselamatan telah dapat ditentukan. Walaupun begitu kecelakaan masih
juga terjadi dan bahkan terjadi juga kecelakaan yang serius dan mematikan.
Oleh karena itu perhatian dari masyarakat proteksi radiasi mengupayakan
pada usaha untuk pencegahan daripada melakukan penanggulangannya.
Salah satu cara yaitu dengan dilakukan pengenalan terhadap peralatan yang
menggunakan sumber radiasi dan zat radioaktif tersebut.
Obyek pengawasan dalam bidang FR-ZR dalam bidang kesehatan dan
industri dicoba disajikan dalam makalah ini yang meliputi jenis dan
gambaran fisik peralatan, kegunaan serta prinsip kerja/ prosedur
pengoperasian, aspek keselamatan dan potensi bahaya dalam
pengoperasiannya.
Tujuan Instruksional Umum
Peserta mengetahui tentang jenis peralatan sumber radiasi yang digunakan
dalam pemanfaatan bidang kesehatan dan industri, prinsip kerja dan sistem
serta aspek keselamatan peralatan dalam pengoperasiannya.
Tujuan Instruksional Khusus
3. Peserta mengetahui tentang jenis dan gambaran fisik peralatan yang
digunakan dalam pemanfaatan di bidang kesehatan dan industri
4. Peserta mengetahui tentang prinsip kerja dan sistem keselamatan
peralatan sumber
3
-
5. Peserta memahami potensi bahaya yang ada bagi pekerja, masyarakat
dan lingkungan
B. SINAR-X
Penggunaan pesawat sinar-X secara tepat yang meliputi perancangan dan
pemasangan, prosedur pengoperasian secara benar dengan memperhatikan
norma keselamatan radiasi dan penahan radiasi perlu mendapat perhatian
dengan seksama. Rumah tabung sinar-X harus mempunyai penahan radiasi
dan mekanisme pengontrol berkas yang bekerja dengan baik. Persyaratan
ruang dan keselamatan dari fasilitas radiasi harus diperhatikan sejak awal
sebelum instalasi pesawat didirikan.
1. Wadah tabung sinar-X
Setiap tabung sinar-X harus ditempatkan dalam wadah atau perisai
pelindung lain. Di dalam wadah juga terdapat alat pendingin seperti
minyak. Wadah tabung biasanya terdiri dari timbal atau uranium susut
kadar yang dilapisi logam. Celah atau lubang pada wadah tabung tidak
boleh lebih besar dari yang diperlukan untuk menghasilkan berkas sinar
dengan ukuran maksimum.
Gambar I.1. Bagian-bagian tabung pesawat sinar-X
4
-
Gambar I.2. Tabung sinar-X
2. Proses pembentukan sinar-X pada pesawat sinar-X adalah sebagai
berikut :
a. Arus listrik akan memanaskan filamen pada katoda sehingga akan
terjadi awan elektron disekitar filamen (proses emisi termionik).
b. Tegangan (kV) di antara katoda (negatif) dan anoda (positif) akan
menyebabkan elektron-elektron bergerak ke arah anoda.
c. Fokus (focusing cup) berfungsi untuk mengarahkan pergerakan
elektron-elektron (berkas elektron) menuju target.
d. Ketika berkas elektron menubruk target akan terjadi proses eksitasi
pada atom-atom target, sehingga akan dipancarkan sinar-X
karakteristik, dan proses pembelokan (pengereman) elektron
sehingga akan dipancarkan sinar-X bremstrahlung.
e. Berkas sinar-X yang dihasilkan, yaitu sinar-X karakteristik dan
bremstrahlung, dipancarkan keluar tabung melalui jendela.
f. Pendingin diperlukan untuk mendinginkan target karena sebagian
besar energi kinetik elektron pada saat menumbuk target akan
berubah menjadi panas.
Dari pembahasan di atas terlihat bahwa sinar-X yang dihasilkan oleh
pesawat sinar-X terdiri atas sinar-X karakteristik yang memiliki
spektrum energi diskrit dan sinar-X bremstrahlung yang memiliki
spektrum energi kontinyu.
Terdapat dua pengaturan (adjustment) pada pesawat sinar-X yaitu
pengaturan arus berkas elektron (mA) yaitu dengan pengatur arus
5
-
filamen dan pengaturan tegangan di antara anoda dan katoda (kV).
Pengaturan arus filamen akan menyebabkan perubahan jumlah elektron
yang dihasilkan filamen dan intensitas berkas elektron (mA) sehingga
mempengaruhi intensitas sinar-X. Semakin besar mA akan
menghasilkan sinar-X yang semakin besar. Pengaturan tegangan kV
akan menyebabkan perubahan gaya tarik anoda terhadap elektron
sehingga kecepatan elektron menuju (menumbuk) target akan berubah.
Hal ini menyebabkan energi sinar-X dan intensitas sinar-X yang
dihasilkan akan mengalami perubahan. Semakin besar kV akan
menghasilkan energi dan intensitas sinar-X yang semakin besar pula.
6
-
BAB II.
PEMANFAATAN DALAM BIDANG KESEHATAN
A. DIAGNOSTIK
Dalam pemberian paparan radiologi diagnostik harus dipastikan bahwa :
1 Para praktisi medik yang meminta atau melaksanakan diagnosis
radiologi :
a. Menggunakan peralatan yang sesuai
b. Mengusahakan paparan sekecil mungkin pada pasien dengan tetap
memperhitungkan norma kualitas citra yang ditetapkan oleh
organisasi profesi dan batas pengendalian paparan medik; dan
c. Memperhatikan informasi hasil pemeriksaan sebelumnya guna
menghindari pemeriksaan berulang yang tidak diperlukan;
2 Praktisi medik, teknisi dan staf pencitraan lainnya memilih parameter
sedemikian rupa sehingga kombinasinya memberikan paparan sekecil
mungkin pada pasien dengan kualitas citra dan tujuan pemeriksaan
tetap tercapai, untuk radiologi anak dan intervensional radiologi,
pemilihan parameter berikut harus lebih diperhatikan, yakni :
3. Area yang diperiksa, jumlah dan ukuran proyeksi penyinaran (misal
jumlah film atau potongan Tomografi) dan waktu pemeriksaan (misal
waktu fluoroskopi);
a. Jenis penerima citra (misal film kecepatan rendah atau tinggi);
b. Penggunaan grid anti hamburan;
c. Kolimasi berkas utama sinar-X untuk memperkecil volume jaringan
yang terirradiasi dan memperbesar kualitas bayangan;
d. Nilai-nilai parameter operasional (misal tegangan tabung; arus dan
waktu atau hasil kalinya);
e. Teknik-teknik penyimpanan citra dalam pencitraan dinamis (misal
jumlah citra per detik); dan
f. Faktor-faktor pengolah citra (misal suhu developer dan algoritma
rekonstruksi citra);
4. Peralatan mobile radiology digunakan hanya untuk pemeriksaan khusus
atau bilamana pasien tidak mungkin dibawa ke ruang pesawat sinar-X
7
-
stasioner dan ini dilakukan dengan memperhatikan nilai-nilai proteksi
radiasi.
5. Pemeriksaan radiologi yang mengakibatkan paparan pada perut atau
panggul wanita hamil atau yang diduga hamil harus dihindari, kecuali
adanya alasan klinis yang sangat kuat.
6. Setiap pemeriksaan radiologi pada daerah perut atau panggul wanita
usia subur harus direncanakan sehingga memberikan dosis minimal
pada janin yang mungkin ada.
7. Bilamana mungkin, disediakan pelindung organ yang peka terhadap
radiasi seperti gonad, lensa mata, payudara dan tiroid.
Adapun jenis pesawat yang digunakan adalah :
1. Pesawat sinar-X a. konvensional
Pesawat sinar-X harus memiliki sistem diafragma atau kolimator
pengatur berkas radiasi, sehingga apabila diafragma tertutup rapat
maka laju kebocoran radiasinya tidak melebihi batas yang diizinkan.
Gambar II.1. Pesawat sinar-X yang tetap (fix)
Gambar II.2. Pesawat sinar-X mobile
8
-
Tabel II.1. Tingkat kebocoran radiasi pesawat sinar-X
Pemeriksaan Laju kebocoran yang diizinkan
Diagnostik 100 mR/jam pada jarak 1 m dari fokus dalam
kondisi maksimum
Filtrasi permanen minimal untuk diagnostik ditetapkan seperti dalam
tabel II.2. Nilai filter permanen tersebut harus dinyatakan secara tertulis
pada wadah tabung sinar-X. Ukuran titik focus (focal spot), tempat
terjadinya sinar-X, biasanya antara 0,22 mm s/d 2 mm.
Tabel II.2. Filtrasi Permanen
Total filtrasi minimal Tegangan tabung maksimum
1,5 mmAl s/d. 70 kV
2,0 mmAl 70 100 kV
2,5 mmAl Di atas 100 kV
Aspek keselamatan dalam Pengaturan dan pembatasan waktu
penyinaran
1. Harus ada penunjukan tegangan tabung, arus tabung dan waktu
penyinaran yang dipilih; penunjukan jumlah muatan listrik (mAs)
dapat dipakai sebagai pengganti penunjukan arus tabung dan waktu
penyinaran secara terpisah.
2. Untuk pengatur penyinaran otomatis cukup ada penunjukan
tegangan tabung; untuk tegangan tabung dan arus tabung dengan
nilai tetap perlu ada penunjukan pada panel pengatur dan dijelaskan
dalam dokumen penyerta.
3. Jika pembangkit sinar-X ini juga dapat digunakan untuk
fluoroskopi, harus ada suatu cara untuk menjaga agar arus tabung
berada dalam + 25 % dari nilai yang ditetapkan sebelumnya.
4. Rangkaian penyinaran yang ditetapkan sebelumnya harus
diperlihatkan dengan jelas dalam sebuah tabel dalam dokumen
9
-
penyerta; faktor-faktor penyinaran ini hendaknya tersedia dekat atau
pada panel pangatur.
5. Sakelar penyinaran harus terpasang sedemikian, sehingga dapat
dijalankan dari tempat yang aman (2m dari susunan tabung dan dari
pasien).
a. di belakang bangunan pelindung atau
b. di dalam ruangan dengan menggunakan apron pelindung dan
jika perlu sarung tangan (untuk pengaturan khusus seperti
memegang film pada pasien anak kecil).
6. Untuk memperkecil radiasi pada pasien dan radiasi hambur dalam
kamar sinar-X ukuran berkas radiasi harus dibuat sekecil mungkin
sesuai dengan kebutuhan diagnostik dari pemeriksaan tersebut.
7. Waktu penyinaran biasanya sangat pendek dengan maksud untuk
memperkecil kemungkinan kaburnya bayangan akibat gerakan
bagian yang difoto.
8. Pesawat harus dilengkapi dengan peralatan untuk membatasi berkas
Sinar Guna (misalnya dengan diafragma berkas cahaya yang dapat
diatur dan kerucut yang dapat diganti-ganti).
b. Fluoroskopi
Untuk keselamatan radiasi pada pesawat fluoroskopi untuk pekerja
radiasi, pesawat harus dilapisi kaca Pb dengan ketebalan setara dengan:
1) 1,5 mm Pb untuk tegangan s/d 70 kV;
2) 2,0 mm Pb untuk tegangan 70 100 kV; dan
3) tambahan 0,1 mm Pb / kV untuk tegangan di atas 100 kV
10
-
Error!
Detektor dan penerima gambar
Meja pasien CCTV
Tabung sinar-X
Gambar II.3. Pesawat Fluoroskopi
Pengaturan dan pembatasan waktu penyinaran :
1) Sakelar penyinaran dari jenis tekan terus (clep presroom)
2) Sakelar memberikan peringatan yang berbunyi sebelum akhir
selang waktu dan secara otomatik mematikan alat sesudah
beberapa menit.
3) Sakelar penyinaran harus terletak sedemikian rupa, sehingga :
c. dapat diatur oleh dokter ahli yang melakukan fluoroskopi
d. terlindung terhadap kemungkinan tertekan/terputar tanpa
sengaja
e. kedua tangan dan lengan bagian depan berada dalam daerah
yang terlindung terhadap radiasi hambur
4) Waktu kumulatif tidak boleh lebih dari 10 menit
Prinsip kerja peralatan fluoroskopi adalah seperti pada gambar di
bawah ini :
11
-
Gambar II.4. Prinsip kerja peralatan fluoroscopy
Pembatasan ukuran berkas radiasi
1) Usahakan ukuran berkas radiasi sekecil mungkin, ukuran berkas
mempengaruhi penerimaan radiasi pada pasien.
2) Berkas yang sempit juga memperbaiki kualitas bayangan,
karena mengurangi radiasi hamburan pada tabir fluoroskopi.
3) Untuk proteksi radiasi hamburan di bawah tabir fluoroskopi
ketebalan tabir setara dengan 0,5 1,0 mm Pb; ukurannya tidak
boleh kurang dari 45 x 45 cm.
4) Diafragma harus diatur sedemikian, sehingga tidak dapat dibuka
sampai luas tertentu yang dapat menyebabkan berkas langsung
melebihi batas tabir.
Prosedur Pengoperasian
1) Hanya petugas yang diperlukan boleh berada dalam kamar
penyinaran.
2) Mereka harus menggunakan apron pelindung dan jika perlu
sarung tangan pelindung, sebaik mungkin pemanfaatan penahan
radiasi tetap yang tersedia di tempat itu.
3) Untuk fluoroskopi konvensional penting dilakukan adaptasi
keadaan gelap selama 20 menit, arus listrik yang dipakai tidak
boleh melebihi 4 mA pada tegangan 100 kV.
12
-
4) Fluoroskopi dapat dianggap sebagai alat radiografi murni.
5) Untuk diingat pada tegangan (kVp) yang sama, penyinaran
radiografi dengan 60 mAs adalah sama dengan fluoroskopi pada
1 mA untuk jangka waktu 1 menit.
Alat Keselamatan
1) Tanda yang sederhana pada pintu (lampu merah menyala) dan
kunci untuk mencegah dibukanya pintu selama fluoroskopi.
2) Dosimeter untuk pasien yang dapat memberikan peringatan
dengan bunyi terhadap kombinasi waktu, ukuran berkas dan
output.
3) Penguat bayangan yang dipasang secara benar dan digunakan
hati-hati dapat memperkecil keluaran sinar-X yang dibutuhkan
sampai dengan faktor 10.
4) Penguat bayangan juga memungkinkan fluoroskopi dilakukan
dengan cahaya ruangan.
5) Dengan penguat bayangan arus listrik tidak boleh melebihi 1
mA pada 100kV.
Pemilihan Alat Fluoroskopi
1) Pesawat harus mempunyai jarak folus-kulit yang panjang
(minimum 40 cm).
2) Kesetaraan aluminium untuk filter total (filter inheren + filter
tambahan) yang secara permanen terdapat dalam berkas Sinar
Guna harus mempunyai nilai minimum seperti tertera dalam
Tabel II.2.
13
-
Detektor
Tabung sinar-X
Gambar II.5. Pesawat mobile fluoroskopi untuk bedah
c. Mamografi
Untuk sistem pesawat sinar-X yang didesain hanya untuk
mamografi, transmisi dari radiasi primer melalui alat penyangga
penerima bayangan harus dibatasi sedemikian rupa sehingga
penyinaran pada jarak 5 cm dari permukaan yang dapat dicapai
setelah melalui alat penyangga penerima bayangan tidak lebih besar
dari 0,1 Gy untuk tiap kali tabung diaktifkan. Pengukuran
penyinaran dilaksanakan dengan mengoperasikan sistim pada jarak
sumber-bayangan (SID) minimum sesuai desain. Kepatuhan
terhadap peraturan ditentukan dengan memasang beda tegangan
pada tabung dan perkalian antara arus tabung dan waktu pada nilai
maksimum dan merupakan hasil pengukuran rata-rata pada daerah
seluas 100 cm persegi dengan dimensi linier yang tidak lebih besar
dari 20 cm.
14
-
Gambar II.6. Susunan Pesawat Mamografi
Pesawat untuk mammografi yang beroperasi pada tegangan di
bawah 50 kV harus memiliki filter permanen minimal 0,5 mm Al.
d. Pesawat sinar-X untuk Gigi
Pada pesawat sinar-X untuk pemeriksaan mulut, gigi dan rahang,
berlaku semua ketentuan yang berhubungan dengan pesawat sinar-
X diagnostik, meskipun tegangan tabung lebih rendah. Karena jarak
fokus-kulit yang lebih pendek, dosis yang diterima pada kulit akan
lebih tinggi. Apron pelindung harus tersedia untuk menutupi pasien
dari bagian leher ke bawah selama penyinaran berlangsung.
Peralatan ini harus mempunyai kerucut pengaman yang baik. Ada 2
jenis kerucut : kerucut plastik runcing dan kerucut ujung terbuka.
Kerucut plastik runcing harus dilengkapi dengan kolimator yang
efektif dengan sebuah diafragma logam dan tabung logam yang
berada dalam kerucut. Untuk tegangan kurang dari 70 kV saringan
(filter) total pada pesawat setara 1,5 mm Al. Untuk tegangan di atas
70 kV saringan total pada pesawat setara dengan 2,5 mm Al.
15
-
Gambar II.7. Pesawat sinar-X untuk gigi dengan kerucut ujung terbuka
Gambar II.8. Pesawat sinar-X untuk gigi dengan kerucut plastik runcing
Ketentuan tambahan untuk keperluan radiografi dental
1) Untuk pemotretan gigi umum
a) Rangkaian listrik pengendalian khusus untuk pemotretan gigi,
harus dibuat sedemikian rupa, sehingga pesawat tidak dapat
dipakai untuk fluoroskopi.
b) Sakelar penyinaran sebaiknya jenis tekan terus; pemotretan
ulang tidak mungkin dilakukan tanpa melepaskan tekanan jari
pada sakelar dan mengembalikan pengatur waktu penyinaran ke
kedudukan semula.
c) Operator yang berada di kamar yang sama dengan pasien harus :
f. berdiri pada jarak lebih dari 2 m dari pasien
16
-
g. berdiri di belakang tabir Pb yang tebalnya tidak
kurang dari 0,5 mm (sebaiknya tabir dilengkapi kaca intip
kaca Pb setara dengan 0,5 mm Pb)
2) Untuk pemotretan gigi dengan film dalam mulut
a) Penyinaran harus dikendalikan dengan sakelar tekan terus
b) Pengatur waktu penyinaran harus dapat menghentikan
penyinaran secara otomatis setelah selang waktu dan
lamanya tidak boleh kurang dari 5 detik.
c) Harus dilengkapi dengan kerucut dental untuk menjamin
jarak minimum fokus-kulit seperti yang dikehendaki
diafragma permanen berukuran tetap :
h. untuk penggunaan kerucut dental yang dapat
ditukar harus dijamin diafragma selalu berada di
tempatnya dan membatasi ukuran berkas sinar guna,
sehingga tidak melampaui ukuran maksimum yang
diperkenankan.
i. di luar berkas sinar guna, diafragma harus memberikan
tingkat perlindungan yang sama seperti yang diharuskan
untuk susunan tabung Sinar-X
j. diameter berkas sinar guna pada ujung bawah
kerucut dental harus tidak lebih dari 7,5 cm dan
sebaiknya tidak lebih dari 6 cm.
k. untuk kerucut yang silindris dan divergen
dengan/tanpa ujung terbuka, ukuran maksimum berkas
sinar guna harus sesuai dengan luas kerucut dental pada
ujung kerucut.
l. tempat kedudukan fokus dan arah sumbu berkas
sinar guna harus diketahui dengan mudah.
m. jarak minimum fokus-kulit harus terjamin oleh
kerucut dental dengan ukuran diameter di atas seperti
ditentukan dalam tabel berikut :
17
-
Pesawat untuk tomografi dental panoramik lapangan
1) Pengaturan dan pembatasan penyinaran
a) Selama penyinaran jarak minimum fokus-kulit harus 15 cm;
dalam segala hal diusahakan agar jarak fokus-kulit minimal
20 cm.
b) Penyinaran harus dikendalikan dengan sakelar tekan-terus.
c) Di luar berkas sinar guna, diafragma celah yang dipasang
tetap pada susunan tabung sinarX harus memberikan
pelindung yang sama tingkatnya seperti yang dikehendaki
untuk susunan tabung sinar-X.
Gambar II.9. Pesawat X-ray panoramic tomografi
e. Pesawat Sinar-X Intervensional
Peralatan sinar-X yang biasa digunakan dalam Intervensional
adalah peralatan fluoroskopi dan CT-Scan. Hasil foto sinar-X
digunakan untuk pedoman dalam penempatan kateter, stents, dll
dalam pembuluh darah dan organ tubuh untuk tujuan perbaikan
atau pengobatan pada kondisi khusus/tertentu.
Untuk melihat pembuluh darah digunakan media yang kontras,
teknik yang digunakan adalah digital subtraction angiography
(DSA). Fluoroskopi pada interventional radiology biasanya
18
-
membutuhkan waktu lebih lama dengan daerah paparan radiasi
yang lebih luas. Sehingga dosis radiasi yang diterima pasien, dokter
dan petugas proteksi radiasi menjadi tinggi.
Karena paparan radiasi yang diterima pasien cukup tinggi maka
peralatan fluoroskopi yang digunakan perlu ditambahkan alat yang
dapat mengukur dosis yang diterima pasien secara kontinyu (seperti
alat dose-area product meter), alat tersebut harus menunjukan
waktu selama fluoroskopi dilakukan dan dilengkapi dengan alarm
peringatan untuk dokter pada interval waktu tertentu, lebih baik jika
lama penyinaran tidak lebih dari 5 menit.
meter
Gambar II.10 DA
f. CT-Scan (Computed T
CT-Scan (computed t
diagnosa kedokteran p
dilakukan dengan mel
2 mm) pada tubuh ditangkap oleh suatu
detektor bergerak d
Berdasarkan perbedaa
penyinaran kemudian
Dose-area product Alat pembaca DAP meter
P (Dose Area Product meter)
omography)
omography) pertama kali digunakan untuk
ada awal tahun 1970-an. Teknik diagnosa ini
ewatkan seberkas sinar-X terkolimasi (lebar
pasien dan berkas radiasi yang diteruskan
sistem detektor. Sumber sinar-X berikut
i suatu bidang mengitari tubuh pasien.
n respon detektor pada berbagai posisi
dibuat suatu rekonstruksi ulang untuk
19
-
mendapatkan gambar bidang tomografi dari objek (pasien) yang
disinari.
Gambar II.11. Prinsip pencitraan akuisisi pada alat CT-Scan
Peralatan CT-Scan terdiri dari :
n. Meja tempat pasien
o. Gantry scanning yang berisi sumber sinar-X
terkolimasi dan susunan detektor
p. Perangkat elektronik untuk akuisisi data
q. Generator sinar-X
r. Komputer, TV-monitor berikut panel kontrol
20
-
Gambar II.12. Peralatan pesawat CT-Scan
Gantry Scanning
Meja pasien Peralatan untuk
akuisisi data
Meja pasien dan gantry scanning harus dapat menempatkan posisi
pasien pada posisi yang tepat, akurat dan nyaman, sehingga dari proses
rekonstruksi akan didapatkan hasil tomografi yang benar. Tegangan
sinar-X yang digunakan bervariasi dari 50-150 kV dengan kuat arus
antara 0-600 mA. Gambar bidang tomografi yang ditampilkan pada
layar monitor komputer selanjutnya dapat dibuatkan film fotografi
(seperti pada diagnostik konvensional), dicetak pada printer ataupun
disimpan dalam disket (floppy disk).
Penggunaan
CT-scan ini paling banyak digunakan untuk melihat potongan
penampang lintang dari susunan syaraf pusat (otak) manusia. Pasien
yang akan diperiksa harus tidur di meja pasien. Setelah didapatkan
posisi yang dikehendaki, kemudian dilakukan pengambilan data yang
diatur dari panel kontrol. Panel kontrol ini harus terletak di ruang
pemeriksaan. Pengambilan data ini bisa memakan waktu beberapa
menit, tergantung dari jenis pemeriksaan dan tipe pesawat CT-scan
yang digunakan.
Setelah data terkumpul, kemudian dilakukan proses rekonstruksi untuk
mendapatkan gambar. Proses rekonstruksi ini merupakan suatu
21
-
pekerjaan yang sangat komplek dan hanya dilakukan dengan komputer,
sehingga teknik diagnosa ini dikenal computerized tomography atau
computed tomography.
Seperti halnya pada diagnostik sinar-X konvensional, CT-scan ini juga
kurang baik untuk pemeriksaan bagian/organ tubuh yang bergerak.
Sehingga sampai saat ini CT-scan lebih banyak digunakan untuk
pemeriksaan bagian kepala.
Aspek Proteksi Radiasi
Untuk setiap pemeriksaan, seorang bisa menerima dosis radiasi sampai
dengan 10 mSv (1 rem) pada bagian tubuh yang sangat sempit. Karena
dapat memberikan dosis cukup tinggi, maka pesawat CT-scan harus
ditempatkan pada ruang khusus yang berpenahan radiasi cukup. Selama
pengambilan data, operator/radiografer tidak diperkenankan berada di
dalam ruang pemeriksaan. Ruangan perlu diberikan tanda-tanda/lampu
ketika pemeriksaan sedang berlangsung. Disain dinding penahan radiasi
adalah seperti halnya pada pesawat sinar-X konvensional.
B. RADIOTERAPI
Radioterapi merupakan salah satu cara pengobatan penyakit dengan
menggunakan radiasi. Berdasarkan metode, radioterapi dapat digolongkan
menjadi :
1. Brachyterapi
2. Teleterapi
1 Brachyterapi
Brachyterapi merupakan radioterapi dimana sumber radiasi secara
langsung dikontakkan dengan tumor, baik secara internal maupun
eksternal.
22
-
Dalam terapi dengan brachyterapi dikenal dua teknik yaitu manual
loading (konvensional) dan Remote afterloading.
a. Manual loading (konvensional)
Cara ini pertama kali digunakan untuk iradiasi pasien kanker rahim
(uterus) pada tahun 1908. Di negara maju penggunaan metode ini telah
dikurangi dan digantikan dengan metode remote afterloading.
Ada 3 teknik dalam brachyterapi konvensinal yaitu:
o Interstisial, yaitu sumber dimasukkan atau ditanam langsung ke dalam jaringan tumor dengan cara pembedahan.
o Intracavitary, yaitu sumber dimasukkan dengan menggunakan alat bantu seperti kateter melalui lubang mulut dsb, disebut juga sebagai
aplikasi intraluminal.
o Surface, yaitu dengan menempelkan sumber di atas permukaan tumor atau pada kulit, disebut juga terapi superficial.
Gambar II.13 (a) Berbagai Jenis Aplikator untuk Brachyterapi,
(b) Aplikator untuk terapi superficial
Sumber-sumber radioaktif yang digunakan pada brachyterapi antara
lain seperti pada :
(a) (b)
23
-
Tabel III.1 Jenis Radioisotop yang digunakan dalam brachyterapi
Sumber T1/2 (MeV) HVL (mmPb) 222Rn 3.83 d 0.047 - 2.45 (0.83 avg) 8.0 60Co 5.26 y 1.17, 1.33 11.0 137Cs 30 y 0.662 5.5 192Ir 74.2 d 0.136 - 1.06 (0.38 avg) 2.5
198Au 2.7 d 0.412 2.5 125I 60.2 d 0.028 avg 0.025
103Pd 17 d 0.021 avg 0.008 226Ra 1600 y 0.047 - 2.45 (0.83 avg) 8.0
Radium-226 saat ini sudah tidak digunakan lagi di negara maju, dan di
beberapa negara penggunaan sumber radium sudah berkurang.
Penggantian Ra-226 dilakukan dengan 2 pertimbangan pokok yaitu :
o Keselamatan (safety) o Biaya (cost)
Problem utama penggunaan sumber radium adalah kebocoran sumber
dengan resiko kontaminasi sebab waktu paro sumber yang sedemikian
lama (1622 tahun) sehingga aktivitas sumber tetap hingga beberapa
generasi. Problem lain adalah radium mempunyai energi foton yang
sangat besar, sehingga membutuhkan penahan radiasi (shielding) yang
sangat tebal dengan biaya yang mahal. Aktivitas sumber untuk
brachyterapi perlu dikoreksi misalnya untuk sumber Cs-137 koreksi
aktivitas dilakukan tiap 6 bulan sekali dan sumber diganti tiap 10 15
tahun, sedangkan untuk Ir-192 koreksi dilakukan tiap hari dan
penggantian dilakukan tiap 6 bulan.
24
-
Proteksi radiasi dan penanganan sumber
Bekerja dengan brachyterapi secara manual harus sangat hati-hati
mengingat penanganan sumber dilakukan secara manual sehingga
menyebabkan penerimaan paparan radiasi yang tinggi bagi dokter
maupun perawat.
Pada saat melakukan sterilisasi dan disinfeksi, perlu dihindari adanya
paparan radiasi yang tidak perlu terhadap petugas (perawat) dan staf
lain dan juga kerusakan sumber khususnya sumber radium.
Prinsip dasar proteksi radiasi (waktu, jarak, dan perisai) harus menjadi
pedoman dalam bekerja dengan sumber radiasi eksterna.
Sumber perlu diuji secara reguler setiap enam bulan sekali. Uji sumber
meliputi uji bentuk fisik/kimia, uji kebocoran (uji usap), uji terhadap
distribusi dan uniformitas radionuklida. Sumber yang bocor harus
ditempatkan dalam kontainer yang terproteksi dengan baik.
Inventarisasi terhadap semua sumber radioaktif perlu dilakukan untuk
mencegah hilangnya sumber dengan cara pemeriksaan dan perhitungan
sumber secara periodik. Jika jarum radioaktif dimasukkan ke dalam
tubuh pasien maka tubuh pasien dimana jarum radioaktif dimasukkan
harus dijahit.
Setiap tindakan dengan brachyterapi harus diperiksa secara rutin,
misalnya 2 kali sehari untuk menjamin bahwa posisi jarum/tabung
radioaktif tidak berubah atau tetap. Setiap ada perubahan harus segera
diberitahukan pada dokter ahli radioterapi.
25
-
b. Remote afterloading
Remote afterloading merupakan teknik brachyterapi yang dilengkapi
dengan sistem remote untuk mendorong sumber keluar dari wadah
sumber hingga masuk ke aplikator melalui kateter atau kabel. Sumber
kemudian ditarik kembali ke wadahnya setelah waktu penyinaran
selesai secara elektromekanik dengan kendali komputer.
Remote afterloading merupakan brachyterapi mutakhir dan suatu sistem
terdiri dari 2 unit yaitu :
- Unit penyinaran (Treatmen unit)
- Unit kontrol (Control Unit) dan dilengkapi alat penunjang
Berdasarkan laju dosis (dose rate) sumber yang digunakan, remote
afterloading dapat dikelompokkan menjadi :
- Low dose rate (LDR) : Range dose rate 30-100 cGy/jam, dan waktu
penyinaran 20-50 jam.
- Medium dose rate (MDR) : Range dose rate 100-200 cGy/jam,
waktu penyinaran 1-20 jam
- High dose rate (HDR) : Range dose rate > 2000 cGy/jam atau > 33
cGy/menit, waktu penyinaran 1-60 menit secara bertahap misalnya
15 menit/penyinaran.
Gambar II.14 Unit HDR Brachyterapi
26
-
Sumber yang digunakan untuk remote afterloading adalah Cs-137
(waktu paro 30 th, waktu efektif sekitar 10-15 th), C0-60 (waktu paro
5,4 th, waktu efektif sekitar 5 th), dan Ir-192 (waktu paro 74 hari, waktu
efektif sekitar 3 bl).
2 Teleterapi
Teleterapi merupakan terapi menggunakan radiasi dimana sumber radiasi
tidak dikontakkan dengan obyek terapi (kanker) secara langsung atau
berjauhan dengan obyek terapi.
Berdasarkan sumber untuk terapi, teleterapi dapat dibedakan menjadi :
a) Sinar X
b) Sinar gamma (Gamma teleterapi)
c) Linac (Linear accelerator)
a. Pesawat terapi sinar X
Pesawat sinar X untuk terapi pada prinsipnya sama dengan pesawat
sinar X untuk diagnostik dengan beberapa perbedaan teknis. Pesawat
sinar X untuk terapi di bagi menjadi 2 bagian :
- Terapi tegangan rendah (Low voltage therapy), tegangan 40 120
kV untuk terapi kanker kulit atau tumor permukaan.
- Terapi tegangan ortho (Orthovoltage/deep Therapy), tegangan 150
400 kV, untuk terapi yang letaknya di bawah permukaan kulit.
Peralatan harus dilengkapi dengan safety features bila terjadi hal-hal
sebagai berikut :
o Pembebanan tabung sinar X terlalu tinggi o Sistem pendingin tidak berfungsi o Suhu dalam tabung melampaui nilai kritis o Pintu terbuka
27
-
Gambar II.15 a) Pesawat sinar X Orthovoltage,
a b
b) Berbagai jenis filter
Tabel III.2 Tingkat kebocoran radiasi pada pesawat sinar X untuk terapi
Pesawat Tegangan
tabung Kebocoran Lokasi
< 50 kVp 1 mGy/jam 5 cm dari permukaan
tabung pesawat sinar X
Supe
rfic
ial
X ra
y
< 150 kVp 1 mGy/jam
1 m dari permukaan
tabung pesawat
sinar X
> 150 kVp 300 mGy/jam 5 cm dari permukaan
tabung pesawat sinar X
Orth
ovol
tage
X
ray
< 400 kVp 10 mGy /jam
1 m dari permukaan
tabung pesawat
sinar X
28
-
b. Gamma teletherapy
Gantry
Head source
Collimator assembly
Meja pasien
Distance indicator
Gambar II.16 Gamma teleterapi
Pesawat gamma teleterapi terdiri dari beberapa bagian utama :
Gantry stand Head source / radiation head Collimator assembly Distance indicator Control : treatment room controls dan control consule Peralatan penunjang
- Gantry stand, merupakan tempat wadah sumber (radiation
head atau source head) dan yang menjamin perputaran
isocentric dari wadah sumber atau peralatan pembatas
berkas.
- Source head, merupakan wadah sumber radioaktif yang
terbuat dari baja dan sumbernya diberi perisai timbal dan
Uranium Susut Kadar (depleted uranium), dengan pemegang
sumber dari wolfram. Source head juga dilengkapi dengan
sistem beam ON/OFF dan fokalisasi lapangan penyinaran.
- Collimator assembly, alat pengatur/pembatas ukuran
lapangan penyinaran sesuai kebutuhan (tergantung ukuran
atau dimensi tumor), collimator dilengkapi dengan
diafragma dua tahap.
29
-
- Distance indicator, adalah suatu penunjuk jarak secara optis
yang ditempatkan pada sudut 450 terhadap sumbu kontrol
didalam gantry, menunjukkan jarak antara 65 130 cm.
- Control terdiri dari treatmen room control, control console
(sistem kontrol yang dilengkapi dengan berbagai tombol dan
ditempatkan di ruang operator). Panel kontrol (console
Control) digunakan untuk memulai dan menghentikan
penyinaran, mengontrol interlocks, display dan indikator.
- Sumber (Source). Sumber berada dalam kapsul stainless
steel yang dilas (welded) dengan memenuhi standar
pengujian tertentu. Laju paparan radiasi untuk kebocoran
maksimum 2 mR/jam pada jarak 1 meter dan diwadahi
dalam tungsten holder, sedangkan source holder juga
dilengkapi dengan fiber optik.
- Wadah sumber (radiation head). Sumber radiasi berada
dalam wadah sumber terbungkus dengan uranium susut
kadar (depleted uranium) yang dibungkus dengan timah
hitam (lead).
Koreksi aktivitas (selain ketentuan kalibrasi aktivitas) sumber perlu
dilakukan mengingat sumber mengalami peluruhan sehingga laju
dosis menurun. Laju dosis sumber Co-60 akan menurun sekitar 1%
perbulan dan Cs-137 laju dosis menurun kurang dari 1% perbulan.
Koreksi aktivitas sumber Co-60 dilakukan tiap bulan sekali,
sedangkan untuk Cs-137 dilakukan tiap 6 bulan sekali.
Gambar II.17 Head Sumber Pesawat Teleterapi Gamma dan Bagian-bagiannya
30
-
Aspek Proteksi radiasi
Pesawat telegamma harus diperiksa apakah sumber bocor dengan cara test usap (wipe test) yang frekuensinya paling tidak sekali
dalam setahun.
Uji kebocoran (leakage test) dilakukan pada saat sumber pada posisi BEAM OFF, petugas mengenakan sarung tangan kemudian
permukaan bagian dalam kolimator (sedekat mungkin dengan
sumber) diusap dengan menggunakan kertas kering (khusus) yang
diberi alkohol.
Jika hasil cacahan menunjukkan angka bacaan diatas radiasi latar (background) atau jika aktivitas lebih besar dari 5 nCi/cm2 maka
sumber mungkin bocor, sehingga perlu diambil tindakan
pengamanan sesuai prosedur.
Sistem Proteksi Alat
Unit harus dilengkapi dengan safety features dan emergency stuck
source.
Safety feature
Sumber akan tetap/kembali pada keadaan OFF jika :
- Listrik padam
- Pintu interlock terbuka
- Source head bergerak selama fixed mode
- Tekanan udara pada interlock rendah
Emergency stuck source
Apabila sumber gagal masuk ke dalam wadah atau macet maka
operator harus melakukan tindakan berikut :
- menekan tombol emergency
- cara manual : memutar roda pada stand searah jarum jam atau
mendorong sumber masuk ke dalam dengan alat khusus T-Bar
(tindakan tergantung model).
31
-
c. Teleterapi Linac
Pesawat linac merupakan pengembangan dari pesawat sinar X
orthovoltage (tegangan < 1 MV) sedangkan Linac dengan tegangan >
1 MV yang disebut supervoltage therapy. Linac merupakan salah satu
jenis sistem pemercepat elektron secara linear dengan energi tinggi
yaitu mega elektron volt (jutaan elektronvolt).
Pesawat Linac yang digunakan untuk terapi mempunyai energi dari 4
35 MeV, pesawat linac yang rancangannya paling sederhana adalah
yang mempunyai energi 4-6 MeV yang ukuran tabungnya agak
pendek, 50 100 cm.
Linac modern dilengkapi dengan pilihan treatmen berkas radiasi,
yaitu:
- Berkas elektron dan berkas foton (dual mode).
- Dua berkas foton
- Lima atau lebih berkas energi elekteron
Berkas elektron digunakan untuk penyinaran tumor yang berada di
permukaan, misalnya kulit, kepala, payudara dan lain-lain, sedangkan
berkas foton digunakan untuk penyinaran tumor yang posisinya jauh
di dalam permukaan tubuh, misalnya otak, hati, ginjal, rahim, paru-
paru dll.
Bagian utama dari sistem teleterapi linac terdiri atas Stand dan Gantry
serta peralatan penunjang.
Stand terdiri dari beberapa komponen :
- Klystron atau magnetron, pembangkit dan penguat gelombang
mikro
- Wave Guide, pemandu gelombang yang di dalamnya dilengkapi
circulator
32
-
- Circulator, untuk menghindari berbaliknya gelombang mikro ke
klistron
- Oil tank, tempat minyak sebagai pendingin
- Coiling water system, menjaga temperatur tetap stabil dan
mencegah terjadinya kondensasi dari uap udara atau gelembung
udara.
Gantry Terdiri dari beberapa komponen :
- Accelerator structure, merupakan struktur pemercepat elektron yang
di dalamnya ada modulator.
- Modulator, pencatu daya tinggi
- Electron Gun (Cathode), sebagai sumber elektron
- Bending magnet, sebagai pembawa berkas elektron
- Treatmen head, di dalamnya terdapat alat yang membentuk berkas
radiasi dan alat monitor.
- Beam stopper, menyerap berkas radiasi sehingga mengurangi
persyaratan proteksi shielding ruang penyinaran, tebal dinding dan
pintu ruangan.
Gambar II.18 Pesawat Linac dan Bagian-bagiannya
33
-
Peralatan penunjang harus dilengkapi dengan :
- Panel Kontrol
- Modulator kabinet
- CCTV, Audio, Card rack cabinet : Filter, Aplikator (berkas elektron),
Pb dll.
Prinsip terjadinya Berkas foton atau berkas elektron
- pada saat linac sudah dalam kondisi ON berarti modulator telah
memberi daya berupa pulsa-pulsa tegangan tinggi ke Klystron atau
Magnetron.
- Selanjutnya gelombang mikro energi tinggi yang dihasilkan klystron
atau magnetron melalui wave guide akan bergerak maju menuju
accelerator structure, kemudian elektron diinjeksikan ke accelerator
structure dan pada elektron diberikan energi tinggi gelombang mikro
sehingga elektron mempunyai tenaga kinetik.
- Dengan adanya medan listrik yang tinggi maka elektron akan
dipercepat ke ujung tabung kemudian magnet akan mempercepat
elektron tersebut serta membelokkan dengan sudut 900 atau 2700,
dengan demikian akan diperoleh elektron berkekuatan tinggi yang
menumbuk target (misal, terbuat dari tungsten) dan selanjutnya
menghasilkan foton yang sangat tinggi. Apabila yang diinginkan
adalah berkas elektron maka elektron berkekuatan tinggi tersebut
langsung diarahkan ke celah berkas tanpa menumbuk target.
- Foton energi tinggi dapat berupa foton sinar X (foton beam) dan
berkas elektron. Untuk mendapatkan berkas sesuai dengan yang
diinginkan misalnya berkas elektron maka tombol energi MeV yang
ditekan sesuai dengan kebutuhan range energi, sedangkan untuk
berkas sinar X maka tombol energi MV yang di tekan.
Unit harus dilengkapi dengan safety features dan tombol emergency.
Radiasi akan berhenti secara otomatis apabila:
o Listrik padam o Pintu interlock terbuka o Pembebanan klystron atau magnetron terlalu tinggi
34
-
o Gangguan pada water cooling system o Suhu dalam klystron atau magnetron melampaui nilai kritis
Sedangkan tombol emergency adalah suatu alat (saklar) pemutus
hubungan listrik untuk keadaan darurat. Tombol ini berada di panel
kontrol dengan tombol RAD OFF dan di dinding ruang penyinaran
dengan tombol PANIC BOTTOM. Tombol digunakan apabila terjadi
kesalahan prosedur penyinaran.
Pesawat teleterapi Linac dengan tegangan > 10 MV, perlu mendapat
perhatian khusus sebab dapat menghasilkan ozon (O3) dan produksi
netron yang terbentuk selama proses penyinaran.
Pemeriksaan Parameter dan Sistem Keselamatan
Pemeriksaan parameter dan sistem keselamatan peralatan radioterapi
harus dilakukan secara reguler sesuai pedoman (standar) tiap alat.
Tahapan pengujian operasional dilakukan untuk mengetahui kinerja alat
apakah setiap parameter sesuai dan sistem bekerja dengan baik.
Salah satu contoh untuk teleterapi gamma, beberapa parameter yang
harus diperiksa antara lain:
- Alat pengatur posisi, seperti sinar laser atau lampu pengatur posisi
- Alat ukur jarak sumber ke kulit (Source to skin distance/SSD)
- Bacaan atau indikator setting pesawat seperti, sudut gantry dan luas
lapangan.
- Penjajaran pembatas berkas
- Sistem interlock dan tanda peringatan radiasi
Untuk teleterapi Co-60, proteksi alat meliputi safety feature dan
emergency stuck source juga diperiksa. Efektivitas sumber sangat
tergantung pada waktu paro sumber. Secara khusus untuk teleterapi linac
pemeriksaan harus lebih seksama mengingat unit adalah sistem
35
-
elektromekanik modern yang membutuhkan tingkat kepekaan dan
ketelitian yang tinggi. Linac membutuhkan daya listrik yang sangat besar
yang terkadang dengan fluktuasi yang relatif besar. Pesawat terapi ini
dilengkapi dengan sistem pendingin sehingga temperatur dan suhu
ruangan harus terjaga dengan baik. Pada saat alat akan digunakan
masalah mungkin terjadi karena ketidakstabilan dari sistem, setting dari
parameter harus sesuai dengan yang direncanakan.pada dasarnya laju
dosis keluaran sumber radiasi terapi dengan zat radioaktif Co-60 dan Cs-
137 lebih stabil dibandingkan dengan pesawat sinar X maupun Linac.
Oleh sebab itu ketentuan batas waktu pengukuran sumber radiasi terapi
Co-60 dan Cs-137 lebih lama dibandingkan dengan pesawat sinar X
maupun Linac untuk dikalibrasi ulang keluaran berikutnya.
C. KEDOKTERAN NUKLIR
Zat radioaktif atau radionuklida sudah banyak digunakan dalam bidang
kesehatan untuk tujuan :
Diagnostik Terapi
Dalam hal ini kedokteran nuklir merupakan salah satu kegiatan yang
memanfaatkan zat radioaktif dalam bentuk sumber terbuka. Penggunaan
sumber terbuka ini akan menghasilkan limbah radioaktif dan non
radioaktif.
1. Karakteristik Sumber Terbuka
Ilmu kedokteran Nuklir adalah bidang keahlian dalam kedokteran yang
menggunakan isotop radioaktif baik secara pencitraan maupun
pengobatan penyakit. Cabang ilmu kedokteran yang menggunakan
sumber radiasi terbuka untuk mempelajari fisiologi dan anatomi, serta
melakukan diagnosis dan terapi terhadap penyakit.
36
-
Zat radioaktif adalah sumber terbuka yang digunakan sebagai
radiofarma, aktifitas rendah(beberapa Ci hingga ratusan mCi) dan
berumur paro pendek (T1/2 ), sebagai contoh:
99mTc dengan T1/2 adalah 6 jam dan pemancar radiasi gamma dan energi 0,14 MeV
125I dengan T1/2 adalah 60,1 hari dan pemancar radiasi gamma dan energi 0,035 MeV
131I dengan T1/2 adalah 8,0 hari dan pemancar radiasi beta dengan energi 0,61 MeV (mak) maupun pemancar radiasi gamma dan
energi 0,08-0,7 MeV
32P dengan T1/2 adalah 14,3 hari pemancar radiasi beta dan energi 1,7 MeV ( maksimum)
a. Pencitraan oleh Gamma Camera
Peralatan yang lazim digunakan dalam pencitraan kedokteran
Nuklir yang sering digunakan adalah Gamma Camera. Gamma
camera adalah detector yang dikembangkan oleh Hal anger (1958)
untuk pencitraan dan studi fungsional. Gamma camera dapat
digunakan untuk melihat bagaimana distribusi radiofarmaka melalui
tubuh, atau diserab oleh organ tertentu. Dan pemprosesan hasil
pencitraan serta perolehan data yang dikontrol pada beberapa kasus
oleh Gamma Camera disambungkan pada komputer untuk
menghasilkan suatu citra.
37
-
Gambar II.19. Ruang kedokteran nuklir menggunakan Gamma Camera
b. Diagnostik
Penggunaan zat radioaktif pada diagnostic dibagi 2 jenis, yaitu :
- Aplikasi in vitro ; dan
- Aplikasi in vivo
In vitro adalah penggunakaan zat radioaktif yang dilakukan diluar
tubuh manusia, aplikasi in vitro ini menggunakan zat radioaktif
dengan aktifitas ribuan Bequerel (kBq) dalam bentuk cair yang
fungsinya untuk mengukur hormon, dalam bentuk sempel biometik.
Zat radioaktif yang digunakan pada umumnya adalah 125I, 57Co, 58Co dan 14C.
Sedangkan in vivo adalah penggunaan zat radioaktif yang
dimasukkan kedalam fungsi dinamis tubuh manusia, dan pada masa
sekarang ini aplikasi diagnostic yang paling banyak digunakan
adalah teknik in vivo yaitu untuk pemeriksaan fungsi tubuh dengan
menggunakan gamma yang menghasilkan suatu citra. Radiofarmaka
in vivo dipersiapkan dengan cara melarutkan 99Tc yang dielusi dari
generator 99mTc ke dalam suatu senyawa tertentu. Rentang aktivitas
sumber yang digunakan untuk radiofarmaka 99mTc adalah 40 800
MBq, sedangkan untuk pesien anak anak diberikan dengan dosis
yang lebih rendah.
38
-
Pada pemeriksaan in-vivo, setelah radioisotop dimasukkan kedalam
tubuh pasien (diminumkan, disuntikan, dihisap melalui saluran
pernafasan (inhalasi), dsb) maka radiofarmaka selanjutnya dalam
tubuh pasien dapat diperiksa dengan :
1) Membuat gambar (citra) organ atau bagian tubuh pasien yang
mengakumulasikan radioisotope, dengan mrnggunakan kamera
gamma atau kamera positron.
2) Menghitung aktivitas yang terdapat pada organ atau bagian
tubuh pasien yang mengakumulasikan radioisotope dengan
menempatkan detector radiasi gamma diatas organ atau bagian
tubuh tersebut (external body counting )
3) Menghitung aktivitas radioisotope yang terdapat dalam contoh
bahan biologic yang diambil dari tubuh pasien dengan
menggunakan pencacah gamma (sample counting )
Radionuklida lain yang juga digunakan untuk pencitraan diagnostic
meliputi : 67Ga, 111In, 201TI, 123I dan 131I dengan rentang aktivitas 40
400 MBq. Beberapa radionuklida juga digunakan untuk menandai
unsure-unsur darah sebagai perunut. Diagnostik jenis khusus ini
mencakup pengambilan sample darah pasien, radiolabelling darah
dan injeksi kembali.
Radionuklida yang digunakan meliputi : 99mTc,111In, 51Cr, 59Fe dan 125I. Aktivitas radionuklida yang dapat diinjeksikan kembali dalam
jumlah beberapa MBq hingga maksimum pada 200 MBq, dengan
aktivitas lebih besar untuk 99mTc.
Radionuklida dalam bentuk gas dan aerosol juga ada yang
digunakan untuk tujuan diagnosa selama pencitraan paru-paru
dengan menggunakan 81mKr (hingga 6 GBq diberikan per pasien), 133Xe (hingga 400 MBq) dan 99mTc - diethyl tetra penta acietic acid
(DTPA) dalam bentuk aerosol yang dihirup (aktivitas hingga 80
MBq).
39
-
Sumber terbuka yang digunakan dalam kedokteran nuklir sebagian
terbesar berbentuk cairan yang diberikan melalui suntikan. Namun
disamping itu pula dapat digunakan sumber terbuka dalam bentuk
padat misalnya kapsul gelatin yang berisi Na131I atau dalam bentuk
gas seperti misalnya 13Oksigen .
Dewasa ini untuk keperluan kedokteran nuklir diagnostic pada
umumnya digunakan radiofarmaka yang berbasis 99mTechnetium.
Gambar II.20. Radioaktif berbasis 99m Ttechnetium
Gambar IV.21. 99mTehnetium yang disuntikan pada tubuh pasien
Dalam setiap prosedur diagnosis kedokteran Nuklir harus dijamin
bahwa :
1) Para praktisi medik yang meminta atau melaksanakan diagnosis
kedokteran Nuklir.
2) Mengusahakan paparan sekecil mungkin pada pasien.
3) Memperhatikan informasi dari pemeriksaan sebelumnya untuk
menghindari adanya pemeriksaan ulang yang tidak perlu
4) Memperhatikan pedoman tingkat paparan medik
40
-
5) Para praktisi medik, teknisi atau staf pencitraan, mengusakan
paparan terkecil pada pasien dengan kualitas citra yang masih
dapat diterima, dengan melalui :
pemilihan radiofarmaka dan aktivitas terbaik, dengan memperhatikan adanya persyaratan khusus untuk anak-anak
dan pasien yang memiliki kelainan fungsi organ.
penggunaan metoda untuk mencegah masuknya radioisotope ke organ yang tidak diperiksa dan mempercepat ekskresi
radioisotope.
Pemberian radionuklida untuk diagnosis dan terapi pada wanita hamil atau yang diduga akan hamil harus dihindari,
kecuali terdapat indikasi klinik yang sangat kuat.
Untuk ibu yang menyusui, pemberian ASI pada bayi perlu dihentikan sampai dengan jumlah radionuklida yang keluar
lewat ASI diperkirakan tidak akan memberikan dosis efektif
lebih besar dari batas yang diijinkan untuk bayi, dan
Pemberian radionuklida pada anak untuk diagnasis dilakukan hanya jika terdapat indikasi klinik sangat kuat,
dan aktivitasnya harus berdasarkan berat badan, luas
permukaan tubuh atau kreteria lainnya.
c. TERAPI
Aplikasi zat radioaktif untuk terapi dalam Kedokteran Nuklir
menggunakan sejumlah sumber terbuka yang dalam aktivitasnya
jauh lebih besar dibandingkan aktivitas sumber terbuka yang
digunakan untuk diagnostic. Beberapa penyakit yang lazim diobati
dengan terapi kedokteran Nuklir adalah thyroid (kelenjar gondok ),
prostate cancer (kanker prostat), hyperthyroidism, cancer bone
pain, polycythaemia (kelainan sel darah merah dan kenaikan jumlah
darah ) dan leukimia (kenaikan jumlah sel darah putih ).
Zat radioaktif 131I adalah sumber yang secara luas digunakan untuk
terapi kanker Thyrotoxicosis dan untuk Ablasi Tiroid atau
41
-
Metastase. 131I yang digunakan untuk maksud terapi tersebut dapat
diberikan dalam 3 (tiga) bentu fisik, yaitu : cairan Sodium Iodida
yang diminumkan beberapa kali, bubuk yang dimasukkan kedalam
kapsul gelatin untuk diminumkan atau larutan Sodium Iodida steril
yang diinjeksikan. Pada umumnya injeksi hanya diberikan apabila
ada masalah dengan cara diminumkan.
Pada umunya radionuklida atau zat radiaktif sumber terbuka lain
untuk terapi biasanya dilakukan dengan cara injeksi melalui
pembuluh darah (intravena), larutan yang tidak cair misalnya 89Sr
atau 32P. Strontium-89 khususnya digunakan untuk terapi pasien
penderita matastase tulang, aktivitas sumber biasanya beberapa
ratus MBq, sedangkan Yttrium-90, khususnya dalam bentuk larutan
koloid silikat, diinjeksikan ke dalam persendian tulang pasien,
misalnya lutut, dengan aktivitas sumber kira-kira 200 MBq per
injeksi.
2. Keselamatan kerja dengan sumber terbuka
a. Pemindahan sumber
Untuk pemindahan sumber beraktivitas rendah dari tempat
penyimpanannya ke laboratorium, operator menggunakan penjepit
sederhana atau seutas tali untuk menggantungkan sumber yang
terdapat dalam wadah yang tak mudah pecah. Bila sumber
aktivitasnya tinggi khususnya pemancar radiasi gamma maka perlu
digunakan wadah yang berpenahan radiasi.
b. Cara Bekerja dengan Sumber Terbuka
Ketentuan ketentuan yang harus ditaati untuk pekerjaan yang
menyangkut pembukaan kontener dan pengambilannya berikut ini :
1) pekerjaan harus dilakukan didalam laboratorium yang khusus
2) alat alat gelas dan instrument yang digunakan harus diberi
tanda khusus.
42
-
3) harus dilakukan dengan hati hati, tepat dan rapi.
4) persiapan minimum tertentu yang meliputi tempat kerja,
peralatan dan instrument. Limbah yang terkontaminasi harus
diletakkan ditempat yang mudah dicapai dan diberi tanda
bahaya radiasi serta dibuat secara khusus.
5) pekerjaan penanganan yang tidak rutin harus direncanakan lebih
dulu dan diadakan silmulasi dengan cairan yang tidak aktif.
6) petugas harus menggunakan jas laboratorium dan sarung tangan.
7) pemipetan tidak boleh dilakukan dengan mulut sebab ada
kemungkinan zat radioaktif dapat masuk ke mulut.
8) semua wadah yang memuat zat radioaktif cair sedapat mungkin
harus dalam keadaan tertutup selama pekerjaan berlangsung.
9) sumber radioaktif harus segera dikembalikan ketempat
penyimpanan bila sudah tidak diperlukan.
10) setelah pekerjaan penangan zat radioaktif selesai maka
permukaan tempat kerja harus dibersihkan dan dilakukan
pemantauan seluruh permukaan, perlengkapan, alat-alat serta
pakaian kerja dan tangan si pekerja radiasi untuk melihat
kemungkinan adanya kontaminasi.
11) Ampul dan wadah yang beri zat radioaktif pemancar beta dan
gamma tidak boleh dipegang dan di buka langsung dengan
tangan. Harus digunakan tang untuk memindahkan dan alat
penanganan jarak jauh untuk membukanya.
12) untuk melindungi tubuh dari radiasi gamma maka zat radioaktif
pemancar radiasi gamma sebaiknya ditangani dari balik
selembar kaca timbal, atau tembok dari bata timbal (dengan
menggunakan cermin untuk menentukan posisi yang tepat).
13) bila pekerjaan dapat menimbulkan uap, gas, dan aerosol maka
pekerjaan harus dilakukan dalam lemari asap yang berventilas
43
-
c. Teknik penangan Sumber radiasi
Pada penanganan zat radioaktif sumber terbuka yang sebagian terbesar
berbentuk cairan perlu dihindarkan terperciknya cairan ke permukaan
tempat kerja, pembentukan aerosol, dan terkontaminasinya bagian
luar.Bila yang ditangani adalah sumber beraktivitas tinggi maka semua
sentuhan langsung harus dihindarkan sekalipun menggunakan sarung
tangan; dalam hal ini pekerjaan pemindahan instrument yang komplek:
Alat dan jarum suntik untuk menyedot isi vial yang tertutup karet yang kedap udara.
Pipet dengan bola karet Pemindahan cairan dengan tekanan positif atau negative
memungkinkan pengendalian jarak jauh
44
-
BAB III.
PEMANFAATAN DALAM BIDANG INDUSTRI
A. RADIOGRAFI
Radiografi adalah salah satu cara uji tak merusak atau non-destructive
testing (NDT) dengan memanfaatkan radiasi sinar-X dan/atau gamma
(tabung sinar-X, Ir-192, Co-60,Se-75,Cs-137) yang digunakan untuk
mendeteksi cacat/mutu dari las (welding), coran (Casting), sambungan
(Joint), tempaan/cetakan (forging) dan rakitan (assemblies) di dalam sistem
instalasi industri, keretakan dinding dll.
1. Sumber Radiasi Radiografi
Radiasi yang digunakan dalam radiografi adalah Sinar-X, Sinar- dan berkas neutron. Sumber-sumber radiasi tersebut mempunyai
karakteristik dan sifat yang perlu diketahui:
a. Sinar X
SinarX adalah sinar polikromatis dengan spektrum kontinyu. Daya
tembus sinar bertambah sesuai dengan pertambahan energi
(tegangan tabung) dan berbanding terbalik dengan panjang
gelombang. Intensitas sinar-X ditentukan oleh arus filament,
tegangan tabung dan nomor atom target.
b. Sinar Gamma ( )
Sinar Gamma merupakan gelombang electromagnet. Radioisotop
sumber radiasi gamma yang sering digunakan antara lain Iridium-
192 (Ir-192), Selenium-75 (Se-75) dan Cobalt-60 (Co-60). Co-60
biasanya digunakan untuk pemeriksaan bahan dengan kerapatan
tinggi (mis. besi, cor2an, tembok beton dll) dengan ketebalan antara
45
-
12,6 18,9 mm dengan waktu paro 5,4 tahun. Untuk Ir-192
biasanya digunakan untuk pemeriksaan bahan besi dengan
ketebalan antara 6,3 - 10,8 mm dengan waktu paro 74 hari.
Sedangkan Selenium-75 mempunyai waktu paro 120
hari,dipergunakan untuk mengukur ketebalan bahan besi sebesar 5-
30 mm. Co-60 dapat juga digunakan untuk pemeriksaan konstruksi
beton berupa void, crak, pembesian atau korosi tulang besi di dalam
beton, Co-60 dapat digunakan untuk pemeriksaan beton sampai
ketebalan 1 m. Berikut tabel karakteristik sumber-sumber radionuklida yang digunakan untuk pengukuran radiografi :
Tabel III.1 Karakteristik Sumber energi Gamma
Radionuklida Energi Gamma Optimum steel Thickness (mm)
Cobalt-60
Caesium-137
Iridium-192
Selenium -75
Ytterbium-169
Thulium -170
High (1,17 and 1,33)
High (0,662)
Med (0,2-1,4)
Med (0,02)
Low (0,008-0,31)
Low 0,08
12,6-150
50-100
10-70
5-30
2,5-15
2,5-12,5
2. Radiografi Film dan Foto-Fluoroskopi
Berdasarkan gambar yang dihasilkan radiografi dapat dibedakan
menjadi dua bagian, yakni :
a. Teknik radiografi dengan Film
Teknik radiografi dengan film merupakan cara klasik dalam proses
pembentukan bayangan dengan radiasi sinar-X atau sinar gamma.
Prinsip teknik ini adalah radiasi yang melalui suatu obyek akan
diserap obyek, dimana banyaknya penyerapan di suatu titik
46
-
tergantung pada tebal dan kerapatan material obyek dititik tersebut.
Perbedaan penyerapan radiasi dideteksi dan direkam pada film
radiografi sebagai perbedaan tingkat kehitaman (densitas).
Bayangan yang dihasilkan oleh film adalah berbentuk bayangan
negatif.
b. Teknik radiografi tanpa film (foto-fluorografi)
Cara lain untuk membentuk bayangan radiografi tanpa
menggunakan film adalah dengan menggunakan skrin fluoresen
yang dapat berpendar jika terkena radiasi sinar-X. Teknik ini
disebut fluoroskopi dan bayangan yang dihasilkan pada skrin
merupakan bayangan positif. Teknik ini biasa digunakan untuk
memeriksa logam tipis, pengepakan dan pengalengan makanan.
Peralatan yang dibutuhkan dalam uji fluoroscopy terdiri atas
pesawat sinar-X, layar (screen) fluoresen dan benda uji yang
diletakan dalam ruangan yang diberi pelindung radiasi.
3. Proses Penyinaran Radiografi
Prinsip Radiografi adalah sumber radiasi dilewatkan pada benda uji
(specimen) (lihat gambar II.3). Di dalam speciemen radiasi akan
terabsorbsi bervariasi tergantung pada tebal dan kerapatan masa benda
uji. Contoh : cacat pada las-lasan pipa akan menghasilkan akumulasi
paparan sinar transmisi yang lebih besar sehingga akan tampak lebih
hitam pada film. Hasil transmisi yang ditangkap film kemudian
diproses dan dianalisa untuk menentukan cacat atau defect dari benda
uji tersebut. Film hasil radiografi harus memenuhi standard untuk
dianalisa seperti : densitas (Kehitaman), variasi densitas (kekontrasan),
dan sensitifitas.
Kualitas dari gambar dipengaruhi oleh intensitas sinar-X, ketebalan
benda uji dan karakteristik dari film. Kemudian dari film yang
dihasilkan diproses (dicuci menggunakan developer, fixer, dan
47
-
dikeringkan) dan cacat dari benda uji dapat terlihat sebagai daerah yang
lebih hitam. Selanjutnya film diletakan didalam layar illuminasi
sehingga gambar dapat di uji dan baca. Faktor yang perlu diperhatikan
pada sumber radiasi adalah dimensi sumber (focal Spot), energy (Kv
untuk X-ray ; energi spesifik radionuklida untuk gamma ray), Intensitas
(mA dan Kv untuk X-ray ; aktivitas radionuklida untuk gamma ray),
khusus untuk gamma-ray atau radioisotop perlu diingat waktu
paruhnya.
(a)
Gambar III.1 Bagian-bagian dari Exposure kontainer dari gamma source projector
a. Prinsip Kerja Alat
1). Gamma Kamera
Zat radioaktif (Ir-192,Se-75 dll) disaat tidak dipergunakan
berada ditengah-tengah dalam kamera (pada posisi Kritis/leher
bebek), dan kunci pengaman dalam posisi terkunci. Prinsip
kerja Kamera Radiografi adalah dengan cara mengeluarkan
Zat Radioaktif dari posisi kritis/leher bebek di dalam kamera
radiografi dengan cara memutar alat kendali jarak jauh (Drive
Control Unit, yang disambung pada posisi belakang kamera
radiografi) searah dengan arah jarum jam ke ujung Guide
Tube dengan menggunakan Source Cable melalui pintu
pada bagian depan kamera radiografi.
48
-
Kolimator
Pistol Grip Control Unit
Source Projector Sentinel Sumber Ir-192
Gamma Source Projector Tech_ops Sumber Ir-192
Source Projector sumber Se-75
Gambar III. 2 Bagian-bagian Pesawat Gamma kamera
2). Pesawat sinar-X
Pesawat sinar-X teridiri atas tiga bagian penting yaitu tabung
sinar-X, High Tension (HT) kabel sepanjang minimal 20 meter
yang terhubung dari kontrol panel ke tabung dan X-ray
Kontrol panel. Pada tabung sinar-X, elektron yang berasal dari
filamen dipercepat oleh tegangan tinggi dari ujung katoda
menuju anoda. Kemudian pada anoda terjadi tumbukan antara
elektron dengan target. Hasil dari tumbukan tersebut dihasilkan
sinar-X bremsstrahlung dan sinar-X karakteristik. Energy
listrik yang dapat dirubah menjadi sinar-X 99% -nya menjadi
energi panas dan hanya 1% menjadi energi sinar-X. Pada
umumnya sinar-X yang digunakan pada radiografi adalah energi
sinar-X bremsstrahlung , karena sifat energi dan spektrum yang
dihasilkan kontinyu. Sinar-X karakteristik tidak populer
digunakan, karena energinya kecil dan sifatnya tidak kontinyu. 49
-
Tabung X-ray
Kabel High Tension (HT) Panel Kontrol
3). Gamma Crawler
Sebuah alat radiograph yang sangat efektif dan portable,
bergerak dengan menggunakan sistem remote kontrol yang
digunakan dalam uji keretakan (NDT) pada sambungan pipa-
pipa di on-shore dan off-shore. Gamma crawler dilengkapi
dengan detektor untuk menangkap sumber kontrol diluar pipa,
sebagai alat positioning stop and go pada crawler tersebut dalam
memposisikan letak crawler dari dalam pipa sehingga tepat pada
sambungan pipa yang akan diradiasi. Film radiograph
dipasangkan diluar pipa mengelilingi sambungan dan sumber
dari crawler meradiasi keseluruh diameter sambungan (Prinsip
Panoramic) dari dalam pipa. Gamma crawler menggunakan
sumber Ir-192, selenium-75 sebagai sumber radiasi yang akan
disinarkan. Ukuran pipa mempengaruhi bentuk crawler yang
akan digunakan, untuk pipa diameter 6-18 inchi menggunakan
crawler yg lebih kecil dan untuk pipa diameter 18-60 inchi
digunakan tipe crawler yang lebih besar. Lihat gambar III.3
dibawah ini.
50
-
Gambar III.3 Penggunaan Crawler untuk radiografi pada pipa-pipa on shore di Industri
Gambar III.4 Blok diagram pesawat Crawler yang menggunakan sumber gamma atau
X-ray
b. Sistem Keselamatan alat.
Pengukuran laju paparan permukaan kamera dalam keadaan baik (tidak terdeteksi adanya kebocoran)
pada jarak 5 cm dari permukaan : paparan maksimal : 50 mRem/jam.
paparan rata-rata : 20 mRem/jam.
pada jarak 1 meter dari permukaan : paparan maksimal : 10 mRem/jam.
paparan rata-rata : 2 mRem/jam.
51
-
Ketentuan yang berlaku untuk batasan dosis bagi pekerja radiasi
dan masyarakat sekitar tempat kerja
Pemakaian peralatan proteksi radiasi yang sesuai, penyiapan tanda radiasi, tali kuning .
Peralatan penunjang pelaksanaan radiografi, krank kabel, kontrol kabel, guide tube, kolimator dll
Safety Lock Projector, kunci pengaman sekaligus pelindung bagian belakang sumber.
Safety Control Connector (control connector), bagian pengontrol yang digunakan pada drive control unit
dihubungkan dengan projector atau kamera.
Selector Assembly (selector ring ASM, lock mech.), bagian kunci belakang untuk memastikan sumber dalam keadaan
aman (locking), atau pada saat penyambungan (connecting)
dengan drive control ataupun operasi (operate) dimana posisi
sumber didalam kamera siap untuk digunakan. Tiga posisi
operasi pada peralatan adalah: LOCK, CONNECT, OPERATE.
Drive Control Units (crank cable), peralatan yang digunakan pekerja radiasi mendorong sumber keluar dari dalam kamera,
serta merupakan alat sistem keselamatan untuk menjaga jarak
antara pekerja radiasi dengan sumber yang digunakan.
Source Guide Tubes, alat penyambung bagian depan kamera yang berfungsi mengarahkan sumber pada operasi.
Source-stop (end stop/snout), metal penutup pada guide tube, yang mana berfungsi untuk menghetikan sumber pada saat
dioperasikan atau didorong, sehingga pusat keberadaan
sumber dapat diketahui.
Source Changers (conection cable), peralatan penyambung yang digunakan pada saat penggantian sumber, peralatan ini
sering juga digunakan pada saat operasi, yaitu dengan
menghubungkan antara kamera dengan guide tubes.
Go No Go Gauge, digunakan untuk memeriksa drive cable connector yang ada didalam drive control unit, juga digunakan
52
-
untuk memeriksa lubang penghubung pada sumber. Dengan
kata lain berfungsi untuk mengukur tingkat kehausan pada
drive cable connector dan female slot pada pig tail sumber.
Aspek Keselamatan bekerja Bidang Radiografi
Untuk menjamin adanya proteksi radiasi bagi pekeja dan
masyarakat yang berada disekitar pekerjaan radiografi, perlu
difahami prosedur kerja dan mengerti serta mematuhi ketentuan
keselamatan kerja yang harus dipenuhi dalam melaksanakan tugas
yang menjadi tanggung jawab pekerja radiasi. Ketentuan
keselamatan radiografi industri tertuang dalam SK Ka. BAPETEN
No. 08/Ka-Bapeten/V-99.
Dengan melaksanakan prosedur dan ketentuan yang telah
digariskan pemahaman prinsip proteksi radiasi harus menjadi
penekanan dan penggunaan peralatan harus didayagunakan secara
optimal dengan harapan pengaruh radiasi pengion yang
menimbulkan efek negative terhadap manusia tidak terjadi, hal ini
merupakan target yang diinginkan dalam bekerja dengan radiasi.
Untuk mencapai sasaran yang ini, pekerja radiasi perlu mengerti
pengetahuan praktis seluk beluk peralatan dan perlengkapan yang
digunakan dalam pekerjaan lapangan. Pada tulisan ini akan dibahas
secara singkat / praktis peralatan dan perlengkapan radiografi serta
peralatan proteksi radiasi yang diperlukan.
Dalam melaksanakan pekerjaan radiografi, aman dan tidaknya suatu
daerah dari bahaya radiasi tergantung oleh jenis radiasi, kekuatan
sumber radiasi dan penahan radiasi atau kolimator yang digunakan
serta jarak penyinaran ke sasaran.
53
-
Peralatan dan perlengkapan radiografi yang terkait dengan proteksi
radiasi meliputi :
o Sumber Radiasi (kamera Gamma atau pesawat sinar-X) o Surveymeter o Monitor radiasi perorangan o Wadah dan tempat penyimpanan sumber
B. GAUGING
1. Teknik Gauging Dalam Industri
Proses industri yang ekonomis memerlukan pengontrolan yang cepat,
tepat, dan kadang-kadang secara kontinyu terhadap berbagai besaran
seperti tebal, kepadatan, laju aliran, dan komposisi material yang
diproses. Salah satu jenis sistem kontrol yang memanfaatkan aplikasi
teknik nuklir adalah nuclear gauge. Nuclear gauge adalah sistem
peralatan (terdiri atas sumber radiasi dan detektor radiasi) yang
memanfaatkan sifat-sifat unik radiasi pengion untuk pengontrolan
proses dan kualitas produk. Perlu diketahui bahwa data yang diperoleh
dari detektor akan diteruskan ke sistem komputasi yang terkoneksi
secara integral dengan sistem kontrol.
Penerapan teknik nuklir dalam proses kontrol mempunyai beberapa
kelebihan dibanding dengan teknik lainnya, antara lain :
- sumber radioaktif dapat dipilih sesuai dengan sifat bahan yang
diukur
- tidak merusak, tidak ada kontak, dan tidak meninggalkan bekas
pada bahan
- pengukuran cepat dan dapat dipercaya
- sesuai untuk bahan kimia yang berbahaya atau bahan yang
bertemperatur ekstrim.
Secara garis besar, ada 5 jenis penggunaan utama teknik gauging di
bidang industri, yaitu :
54
-
a. Thickness gauging Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :
Bila suatu bahan setebal x ditempatkan segaris di antara sumber
radiasi dan detektor, maka berkurangnya intensitas radiasi setelah
menembus bahan dinyatakan dalam :
I = Io . e x (III.1)
I = intensitas radiasi setelah menembus bahan
Io = intensitas radiasi sebelum menembus bahan
= koefisien atenuasi bahan (di tabel) dan x = tebal bahan
Jadi bila I dan Io dapat diukur, maka tebal bahan dapat ditentukan,
misalnya dalam pengukuran tebal kertas, plastik, karet, dll.
b. Level gauging (photon switching) Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :
Sinar-X atau gamma ditransmisikan dari suatu sisi kontainer atau
vessel, lalu diukur oleh detektor yang berada pada sisi yang
berlawanan. Kadang-kadang, sumber radiasi berada di dalam vesel
sedangkan detektor di bagian luar vesel. Intensitas radiasi yang
mencapai detektor ditentukan oleh ketinggian cairan dalam vesel.
Bila permukaan cairan atau padatan berada di atas garis sumber-
detektor, maka radiasi tertahan sehingga jumlah cacah pada detektor
berkurang, demikian juga sebaliknya. Jadi, ketinggian permukaan
cairan atau padatan dapat tetap dipertahankan pada level tertentu.
High level detector
Low level detector
Gambar III.5. Level gauge
55
-
c. Density gauging
Untuk mengukur densitas, persamaan (III.1) dapat diubah menjadi :
I = Io e (/) x (III.2)
(/) : koefisisen atenuasi massa (di tabel)
Cara pengukurannya sama seperti pada thickness gauging.
Material Flow
Shutter Control
Shielding
Shutter (open)
Source
Detector
Gambar III.6. Pengukuran laju aliran material
Gambar III.7. Density gauge
56
-
d. Neutron moisture gauging
Pada teknik ini, neutron yang dihasilkan dari sumber neutron cepat
(biasanya 241Am-Be) diperlambat karena tumbukan dengan
hidrogen dan kemudian mengalami hamburan balik. Jumlah neutron
lambat yang ditangkap detektor sebanding dengan kadar air dalam
sampel yang dianalisa.
Gambar III.8. Moisture/density gauge
Gambar III.9. Portable moisture/density gauge
57
-
e. Teknik gauging transmisi (beta dan foton)
Jenis sumber radiasi :
Pm-147, Am-241, Kr-85, Tl-204, Sr/Y-90, Cs-137, sinar-X
tegangan medium. (aktivitas sumber beta biasanya sekitar 40 MBq -
40 GBq, sedangkan untuk sumber gamma sekitar 0,4 GBq - 40
GBq)
Prinsip kerja :
Sampel diletakkan di antara detektor dan sumber radiasi. Berkas
radiasi ditransmisikan melalui sampel dan diukur intensitas
keluarannya oleh detektor. Intensitas radiasi yang diserap oleh
sampel dapat menyatakan ketebalan atau densitas sampel tersebut.
Source
Product on conveyor belt
Detector
Gambar III.10. Prinsip kerja gauging transmisi
Kegunaan :
1) Gauging transmisi beta
- Pengukuran tebal plastik, kertas, lembaran logam yang tipis,
karet, tekstil.
- Penentuan kadar tembakau dalam rokok
- Pengukuran kadar debu dan polutan pada sampel kertas
filter
58
-
2) Gauging transmisi foton
- Pengukuran ketebalan plastik, lembaran logam, gelas, karet,
dll. pada rentang ketebalan yang terlalu besar untuk gauging
beta
- Pemonitoran laju aliran massa material pada konveyor atau
pipa
- Pengukuran densitas tulang untuk diagnosis oesteoporosis
- Untuk level gauge
Tabel III.2. Jenis aplikasi gauging transmisi
Sumber Radiasi Jenis Aplikasi
Pm-147 (beta)
Tl204 (beta)
Kr-85 (beta)
Sr/Y-90 (beta)
Sinar-X
Am-241 (gamma)
Cs-137 (gamma)
Co-60 (gamma)
Densitas kertas
Ketebalan kertas, karet, dan tekstil
Ketebalan cardboard
Ketebalan logam tipis; ketebalan tembakau
dalam rokok
Ketebalan baja sampai 20 mm; level cairan
dalam kaleng
Ketebalan baja sampai 10 mm; isi botol
Ketebalan baja sampai 100 mm; isi
pipa/tangki
Isi tungku pembuat arang; isi tempat
pembakaran batu bata
f. Teknik gauging hamburan balik
Prinsip kerja :
Detektor dan sumber radiasi berada pada sisi yang sama terhadap
sampel. sumber radiasi diletakkan di depan jendela detektor. Berkas
radiasi yang dihambur-balikkan oleh sampel akan diukur
intensitasnya oleh detektor, yang mana besaran ini dapat
menyatakan ketebalan dan/atau nomor atom sampel tersebut.
59
-
Gambar III.11. Backscatter gauge
Shutter
Material
Source Detector
Teknik hamburan balik banyak dimanfaatkan untuk mengukur tebal
lapisan dan pengukuran kadar air dengan neutron. Gauging
hamburan balik dengan gamma atau sinar-X lebih sensitif terhadap
unsur-unsur ringan, misalnya karbon, dibanding gauging transmisi
dengan radiasi yang sama.
Gambar III.13. Backscatter gauge
1). Hamburan balik beta
Jenis sumber radiasi :
Pm-147, Kr-85, Tl-204, Sr/Y-90 (aktivitas biasanya 40-200
MBq)
60
-
Kegunaan :
- Pengukuran ketebalan sampel yang tipis, baik itu plastik,
kertas, karet, dll.
- Penentuan ketebalan lapis pada suatu bahan (dengan syarat
harus ada perbedaan densitas atau nomor atom dari bahan
pelapis dengan material yang dilapisi)
2). Hamburan balik gamma
Jenis sumber radiasi :
Pu-238, Am-241, Cs-137 (aktivitas di atas 100 GBq)
Kegunaan :
- Penentuan ketebalan alloy yang ringan, plastik, gelas, karet,
dll. (pada ketebalan di luar rentang pengukuran dengan
sumber beta)
- Pengukuran ketebalan dinding pipa, tangki, vessel proses,
dll.
- Pengukuran kadar abu dalam batubara
Gauging hamburan balik dengan gamma atau sinar-X lebih
sensitif terhadap unsur-unsur bernomor atom rendah, misalnya
karbon, dibanding gauging transmisi dengan radiasi yang sama.
Tabel III.3. Jenis aplikasi gauging hamburan balik
Sumber Radiasi Jenis Aplikasi
Pm-147 (beta)
Tl-204 (beta)
Sr/Y-90 (beta)
Am-241 (gamma)
Ketebalan kertas; lapisan logam tipis
Ketebalan karet tipis dan tekstil
Ketebalan plastik, karet, gelas, dan
alloy ringan yang tipis
Ketebalan gelas sampai 10 mm dan
61
-
Cs-137 (gamma)
Am-241/Be
plastik 30 mm
Ketebalan gelas lebih dari 20mm;
densitas batu/batubara
Deteksi hidrokarbon dalam batuan
Kenyataan memang menunjukkan bahwa pemanfaatan teknik gauging di
bidang industri sangat luas dan beragam baik dari jenis industrinya maupun
lokasinya yang tersebar hampir di seluruh Indonesia.
2. Sistem Keselamatan peralatan Gauging
Berikut ini beberapa komponen sistem keselamatan pada penggunaan
nuclear gauge, antara lain yaitu :
a. Housing sumber radiasi
Zat radioaktif yang digunakan sebagai sumber radiasi didesain
sebagai sumber tertutup dan diletakkan di dalam housing. Housing
biasanya terbuat dari timbal karena berfungsi sebagai perisai yang
diharapkan akan mengurangi paparan radiasi di bagian luar housing
menjadi maksimal sebesar 7,5 Sv/jam. Bentuk housing didesain
seperti kolimator yang akan mengarahkan berkas radiasi menjadi
berkas utama ke satu arah tertentu yaitu ke arah detektor. Hal ini
untuk menghindari pancaran radiasi ke segala arah selain ke arah
materi yang diukur. Di bagian luar housing diberi label yang berisi
data tentang sumber radiasi berupa nama unsurnya, aktivitas dan
tanggal saat aktivitas itu diukur, serta nomor serinya. Housing dan
semua komponen keselamatan lainnya sebaiknya mencantumkan
tanda bahaya radiasi.
62
-
b. Shutter
Umumnya shutter dirancang secara otomatis akan menutup jika
tidak ada material yang akan diukur dan terbuka jika ada material
yang akan diukur. Jadi shutter berfungsi sebagai perisai yang akan
mencegah paparan langsung berkas radiasi utama ke arah manusia.
Pada shutter tsb. harus diberi tanda yang jelas apakah shutter dalam
posisi terbuka atau tertutup.
c. Dosimeter
Fungsi dosimeter adalah untuk memonitor laju dosis di area sekitar
nuclear gauge (controlled area). Dosimeter juga berfungsi untuk
memastikan apakah shutter benar-benar dalam kondisi tertutup atau
tidak sebelum melakukan tindakan lebih lanjut seperti melepas alat
gauging dari tempat install-nya untuk diperbaiki.
d. Perisai lokal
Partikel beta bila diserap oleh material berat di sekitarnya akan
menghasilkan radiasi sinar-X bremsstrahlung. Oleh karena itu,
untuk gauging yang memakai sumber pemancar beta, harus diberi
perisai lokal untuk menyerap sinar-X bremsstrahlung tsb. Biasanya,
perisai lokal ini di-interlock dengan shutter sehingga jika perisai
terbuka maka shutter akan menutup, demikian juga sebaliknya.
e. Guide plates
Untuk mencegah akses langsung terhadap berkas radiasi utama,
baik transmisi maupun hamburan balik, bahan yang akan diukur
biasanya bergerak di antara 2 kepingan pelat sejajar yang dikenal
dengan istilah guide plates.
63
-
f. Tanda-tanda peringatan radiasi di sekitar area pengawasan
Tanda-tanda peringatan ini penting untuk mencegah kerusakan
portable gauge di lapangan akibat kendaraan berat atau alat-alat
mekanik lainnya dikarenakan ketidaktahuan adanya alat gauging di
tempat tsb. Untuk portable gauge biasanya sulit untuk memasang
shutter yang di-interlock dengan housing sehingga operator harus
lebih berhati-hati jangan sampai terkena paparan radiasi langsung
dari sumber radiasi.
C. ANALISIS
Penggunaan teknik analisis dengan sistem nuklir di bidang industri
dimaksudkan untuk menganalisis komposisi material, baik secara kualitatif
maupun kuantitatif, dengan presisi tinggi dan tidak merusak (non
destructive analysis). Sistem ini memungkinkan pengontrolan yang tepat
terhadap kualitas dan kuantitas produk sehingga diharapkan kualitas
dijamin konstan dan penghamburan bahan baku dapat dihindarkan.
Berikut ini beberapa jenis teknik analisis yang dapat digunakan.
1 Sinar-X Fluoresensi (XRF)
Jenis sumber radiasi :
Fe-55, Pu-238, Pm-147, Am-241, Cd-109, Gd-153, Co-57, H-3
(aktivitas zat radioaktif antara 200 MBq-40 GBq), pesawat sinar-X.
Prinsip kerja :
Bahan yang diirradiasi dengan foton (gamma atau sinar-X) berenergi
rendah dapat menghasilkan hamburan balik foton. Foton akan
mengionisasi atom-atom tertentu sehingga atom-atom mengemisikan
sinar-X fluoresensi dengan energi karakteristik. Sinar-X fluoresen lalu
dianalisis spektrumnya untuk diketahui tingkat-tingkat energinya yang
mana tingkat-tingkat energi tsb. identik dengan unsur-unsur tertentu
dalam sampel. Intensitas sinar-X dengan energi tertentu merupakan
64
-
ukuran kuantitatif unsur tertentu dalam sampel yang dianalisis. Selain
itu, intensitas sinar-X dapat pula menginformasikan ketebalan sampel.
Kegunaan :
- Pengukuran ketebalan lapisan plastik pada logam
- Pengukuran ketebalan lapisan logam pada logam lain, dengan syarat
kedua logam tersebut memiliki perbedaan nomor atom yang kecil.
Contoh : Sn dan Zn pada logam besi, logam mulia pada logam Cu
- Analisis kimia rutin dalam pengawasan produksi
- Analisis unsur-unsur kelumit dalam sampel
- Analisis bijih logam di tempat-tempat penambangan
- Analisis unsur-unsur pokok dalam logam campuran
- Analisis kandungan unsur dalam semen
Gambar III.14. Pengukuran ketebalan lapisan plastik
Sistem Keselamatan :
Karena menggunakan foton yang berenergi rendah, maka sistem
proteksinya relatif mudah, yaitu dengan menggunakan kontainer/perisai
yang tepat. Akan tetapi, dalam sistem keselamatannya tetap perlu
diprioritaskan pencegahan terjadinya paparan foton tersebut secara
langsung terhadap manusia. Caranya ialah dengan memakai shutter,
yang mana shutter akan menutup bila zat radioaktif sedang tidak
digunakan. Biasanya mekanisme shutter didesain secara otomatis
sehingga shutter hanya terbuka bila ada bahan yang akan dianalisis dan
akan tertutup bila tidak ada bahan yang dianalisis. Indikasi membuka
dan menutupnya shutter juga harus terbaca dengan jelas sehingga akan
65
-
memudahkan siapa saja yang akan mendekati lokasi peralatan analisis,
misalnya para petugas maintenance. Pemeliharaan yang rutin terhadap
peralatan analisis (detektor, zat radioaktif atau tabung sinar-X, shutter,
dll.) diperlukan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada alat-alat
tersebut yang berpotensi untuk menimbulkan kecelakaan radiasi.
2. Tangkapan Elektron
Jenis sumber radiasi :
Ni-63, tritium
Prinsip kerja :
Gas yang akan dianalisis dialirkan dari kolom kromatografi ke kamar
ionisasi yang di dalamnya terdapat sumber beta energi rendah. Arus
ionisasi akan berkurang jika ada unsur tertentu dalam gas yang
memiliki afinitas elektron tinggi yang akan menangkap elektron.
Kegunaan : Pengukuran pestisida yang terhalogenisasi (10-12 g) dan
aplikasi-aplikasi pada detektor eksplosif.
Sistem Keselamatan :
a. Sumber pemancar beta yang digunakan adalah sumber terbuka
sehingga ada kemungkinan terbawanya sejumlah kecil zat radioaktif
dan terakumulasi di bagian outlet kamar ionisasi. Pemonitoran dan
pembersihan secara rutin dapat mencegah terjadinya kontaminasi
sampai level yang signifikan.
b. Bila memakai sumber Tritium, temperatur di mana sumber tsb.
digunakan harus dibatasi untuk mencegah pelepasan gas Tritium
secara berlebihan.
66
-
D. LOGGING
1. Dasar-Dasar Logging
Logging atau Well logging adalah teknik yang digunakan dalam
industri perminyakan dan gas untuk merekam sifat-sifat batuan dalam
kulit bumi sebagai sarana untuk menemukan zona hidrokarbon dalam
formasi batuan dibawah lapisan kulit bumi.
Ketika Sinar gamma , sinar-X atau neutron berinteraksi dengan susunan
dari material, maka mereka akan kehilangan energi dan akan
dibelokkan dari jalur semula. Bahkan pada banyak kejadian, energinya
diserap secara keseluruhan oleh susunan dari material tersebut.
Fenomena dasar inilah yang dijadikan dasar kegiatan logging, hal ini
dikarenakan setiap lapisan batuan di dalam kerak bumi mempunyai
nilai serap yang berbeda-beda terhadap energi, sehingga formasi batuan
yang ada di dalam kerak bumi dapat diketahui melalui mekanisme ini.
Logging dipakai untuk :
a. Untuk mengetahui perbandingan lapisan minyak dengan air di suatu
kedalaman tertentu di dalam bumi.
b. Untuk pemeriksaan tingkat kepadatan tanah di suatu lokasi yang
akan dijadikan sebagai pondasi suatu bangunan yang akan
dikonstruksi. Contoh landasan pesawat terbang, gedung bertingkat
dan sebagainya
Kegiatan Logging dimulai dengan menurunkan peralatan logging ke
dalam sumur minyak menuju dasar sumur untuk menentukan batuan
yang terdapat dalam formasi dan memberikan perkiraan dimana
terdapatnya daerah yang mengandung minyak dan gas. Peralatan
Logging dikembangkan selama bertahun-tahun pada dasarnya untuk
menentukan adanya kandungan hidrokarbon di dalam pori-pori
batuan dengan mengukur sifat-sifat kelistrikannya, akustik maupun
radioaktif dari batu-batuan atau fluida di dalam kerak bumi.
Logging, atau kegiatan merekam zona batu-batuan / minyak dimulai
67
-
ketika peralatan logging yang terbawah ditarik keatas menuju mulut
lubang. Data yang dihasilkan ditempatkan dalam sebuah catatan
'Well Log'. Well logging biasanya dilakukan ketika pengeboran
telah selesai dilakukan, yang dapat mencakup kedalaman 300 m
hingga 8000 m bahkan lebih.
Sumber-sumber radiasi yang digunakan
Aplikasi nuklir dapat diklasifikasikan menurut jenis sumber nuklir
yang dipakai. Ada 3 macam sumber yang dipakai :
a. Radiasi sinar gamma
b. Radiasi X ray atau radiasi sinar gamma rendah
c. Radiasi netron primer
Secara komersial sumber-sumber radioisotop tersebut harus
ditempatkan dalam kapsul yang tahan secara kimiawi (Non
Corrosive Material). Pemilihan sumber harus sesuai dengan aplikasi
yang akan dilakukan.
top related