unjuk kerja filter alumunium pada tabung pesawat …
Post on 25-Oct-2021
10 Views
Preview:
TRANSCRIPT
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT
SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO
SOEKARJO PURWOKERTO
Disusun Oleh :
Ana Melia Wahyanti
M0214007
SKRIPSI
PROGAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
i
UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT
SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO
SOEKARJO PURWOKERTO
Disusun Oleh :
Ana Melia Wahyanti
M0214007
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
PROGAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2018
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
SKIPSI
UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT
SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO
SOEKARJO PURWOKERTO
Oleh :
Ana Melia Wahyanti
M0214007
Telah Disetujui Oleh
Pembimbing I
Dra. Riyatun, M. Si Tanggal : …………………
NIP. 19611217 198903 1 003
Pembimbing II
Agus Sholeh, S.Si Tanggal : …………………
NIP. 19680811 199203 1 006
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul : Unjuk Kerja Filter Alumunium Pada Tabung
Pesawat Sinar-X Radiodiagnostik di RSUD Prof.
Dr. Margono Sekarjo Purwokerto
Yang ditulis oleh
Nama : Ana Melia Wahyanti
NIM : M0214007
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari : Selasa
Tanggal : 31 Juli 2018
Anggota Tim Penguji :
1. Ketua Penguji
Dr. Utari, S.Si., M.Si.
NIP 197012062000032001 ……………………………
2. Sekretaris Penguji
Dr. Yofentina Iriani, S.Si.,M.Si.
NIP. 197112271997022001 ……………………………
3. Anggota Penguji I
Dra. Riyatun, M.Si.
NIP. 196112171989031003 ……………………………
4. Anggota Penguji II
Agus Sholeh, S. Si.
NIP. 196808111992031006 ……………………………
Disahkan pada tanggal …………………..
Oleh
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr.Fahru Nurosyid., S.Si., M.Si
NIP. 197210132000031002
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul
“UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT
SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO
SOEKARJO PURWOKERTO” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya
hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis
oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapat gelar kesarjanaan
di Universitas Sebelas Maret atau di Peguruan Tinggi lainnya kecuali telah
dituliskan di daftar pustaka Skipsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak
telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau
dipphotocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 27 Juli 2018
Ana Melia Wahyanti
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
MOTO
“Hate no one, no matter how much they’ve wronged you. Live humbly, no matter
how wealthy you come. Think positibely, no matter how hard life is. Give much,
even if you’ve benn given little.”- Ali bin Abi Thalib
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
PERSEMBAHAN
Dengan penuh rasa syukur kepada Allah SWT, karya ini saya persembahkan
kepada:
1. Ibu dan Bapak yang selalu memberikan doa, nasihat, serta motivasi untuk
kesuksesan penulis.
2. Ibu Dra. Riyatun, M. Si., sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia
membimbing saya dengan baik dalam menyusun Skripsi.
3. Bapak Agus Sholeh, S. Si, sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia
membimbing saya dengan baik dalam menyusun Skripsi.
4. Prof. Ari Handono Ramelan selaku Pembimbing Akademik.
5. Bapak Muhammad Musa, M. Si., selaku Kepala Instalasi Radiologi
Diagnostik RSUD Cilacap Jawa Tengah.
6. Lugas Rekayasa Dewa yang selalu memberi motivasi dalam pengerjaan
Skripsi ini.
7. Fadhilla, Rindu Putri, dan Reny Lukma yang selalu memberikan semangat.
8. Nindya, Dina, Maya, dan Iza sebagai teman seperjuangan dalam pembuatan
Skripsi.
9. Grup Rumpi Barokah dan Srikandi.
10. Rekan – rekan Fisika UNS Angkatan 2014.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
UNJUK KERJA FILTER ALUMUNIUM PADA TABUNG PESAWAT
SINAR-X RADIODIAGNOSTIK DI RSUD. PROF. DR. MARGONO
SOEKARJO PURWOKERTO
ANA MELIA WAHYANTI
Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Pengukuran dan simulasi unjuk kerja filter Al pada pesawat sinar-X
radiodiagnostik telah dilakukan. Simulasi dilakukan dengan metode simulasi
komputer berbasis perangkat lunak MCNP6 (Monte Carlo N-Paricle 6th
Version).
Pengukuran dari unjuk kerja filter Al dilakukan di RSUD Prof. Dr. Margono
Soekarjo Purwokerto. Sinar-X yang diperoleh dilewatkan melalui filter Al dengan
ketebalan bervariasi yaitu 1, 2, 3, 4, dan 5 mm. Elektron dipercepat dengan
menggunakan tegangan pemercepat 100 kV dan ditumbukkan pada logam sasaran
berupa W (Tungsten). Filter Al yang ditambahkan pada tabung pesawat sinar-X
radiodiagnostik mengurangi intensitas dan memotong energi rendah sampai pada
energi 32,28 keV. Semakin tebal filter yang digunakan, maka semakin besar enegi
sinar-X rendah yang terpotong. Hasil pengukuran dan simulasi dosis radiasi sinar-
X menunjukkan kata aman karena tidak melampaui dari nilai NBD (Nilai Batas
Dosis).
Kata Kunci : Sinar-X, Radiodiagnostik, Filter, Dosis.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
PERFORMANCE OF ALUMUNIUM FILTER ON X-RAY TUBE
RADIODIAGNOSTIC IN RSUD. PROF. DR. MARGONO SOEKARJO
PURWOKERTO
ANA MELIA WAHYANTI
Department of Physics, Faculty of Mathematic and Natural Sciences
Universitas Sebelas Maret Surakarta
ABSTRACT
The measurement and performance of Al filter simulation had been done on
diagnostic X-ray appliance. The simulation done with computer simulation
method based on MCNP6 (Monte Carlo N-Paricle 6th
Version) software. The Al
filter performance measurement held at RSUD Prof. Dr. Margono Soekarjo
Purwokerto. The X-ray obtained through Al filter with varying thickness 1, 2, 3,
4, and 5 mm. Electrons were accelerated by using a 100 kV accelerator and
pounded on the target metal of W. Al filter added on the tube of diagnostic X-ray
appliance reducing the intensity and cutting the low energy up to 32,284 keV. The
thicker of the filter is used, the bigger of low X-ray energy cut off. The result of
measurement and radiation dosage X-ray simulation are included in the safe
category because they do not exceed the value of NBD (dose limit value).
Kata Kunci : X-ray, Radiodiagnostic, Filter, Dose.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat
serta salam senantiasa penulis haturkan kepada Nabi Muhamad SAW sebagai
pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan
gelar Sarjana Sains ini penulis beri judul “Unjuk Kerja Filter Alumunium Pada
Tabung Pesawat Sinar-X Radiodiagnostik di RSUD. Prof. Dr. Margono Soekarjo
Purwokerto”. Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi penulis.
Setelah sekitar satu semester penulis harus berjuang untuk bisa menyelesaikan
Skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan dukanya, pada akhirnya Skripsi
ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis
menyelesaikan Skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Atas bantuannya yang
sangat besar selama proses pengerjaan Skripsi ini, ucapan terimakasih secara
khusus penulis sampaikan kepada:
1. Orang tua tercinta yaitu Ibu Niken Sriati dan Bapak Muhamad Sholihin.
2. Prof. Ari Handono Ramelan selaku Pembimbing Akademik.
3. Ibu Dra. Riyatun, M. Si., selaku dosen pembimbing I.
4. Bapak Agus Sholeh, S. Si, selaku dosen pembimbing II.
5. Bapak Drs. Suharyana, M. Sc, selaku dosen pembimbing Grup Riset Teori
dan Komputasi.
6. Rekan- rekan Grup Riset Teori dan Komputasi Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
7. BAPETEN yang bersedia memberikan ijin penggunaan software untuk
menyelesaikan tugas akhir.
Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorban yang telah
diberikan dengan balasan yang lebih baik. Amiin. Penulis berharap semoga
Skripsi ini dapat bermanfaat.
Surakarta, 27 Juli 2018
Ana Melia Wahyanti
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
PUBLIKASI
Sebagian dari data dan hasil penelitian ini, telah diseminarkan di Seminar
Nasional IPTEK Nuklir dan Terapan 2018 yang diselenggarakan di Yogyakarta
pada tanggal 24 Juli 2018 dan akan dipublikasikan pada Ganendra Majalah
IPTEK ataupun Prosiding Nasional.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iv
HALAMAN MOTO .......................................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vi
ABSTRAK ....................................................................................................... vii
ABSTRACT .................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix
HALAMAN PUBLIKASI ................................................................................. x
DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................ xvi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................ 1
1.2. Batasan Masalah............................................................................ 2
1.3. Perumusan Masalah ...................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4
2.1. Pesawat Sinar-X untuk Medis ....................................................... 4
2.2. Interaksi Sinar-X dengan Materi ................................................... 7
2.2.1. Hamburan Koheren ....................................................................... 7
2.2.2. Efek Fotolistrik ............................................................................. 8
2.2.3. Hamburan Compton ...................................................................... 9
2.2.4. Produksi Pasangan ...................................................................... 10
2.3. Atenuasi Radiasi Sinar-X ............................................................ 11
2.4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Radiasi Hambur ................. 12
2.4.1. Tegangan dan Arus Tabung ........................................................ 12
2.4.2. Ketebalan atau Volume Objek .................................................... 12
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
2.4.3. Luas Lapangan Penyinaran Sinar-X............................................ 12
2.5. Dosimetri ..................................................................................... 13
2.5.1. Paparan ........................................................................................ 13
2.5.2. Dosis Serap ................................................................................. 13
2.5.3. Dosis Ekivalen ............................................................................ 14
2.5.4. Dosis Efektif (Eτ) ........................................................................ 14
2.6. Persyaratan Proteksi Radiasi ....................................................... 15
2.6.1. Justifikasi Pemanfaatan Tenaga Nuklir ....................................... 15
2.6.2. Limitasi Dosis ............................................................................. 16
2.6.3. Optimisasi Proteksi dan Keselamatan Radiasi ............................ 16
2.7. Efek Radiasi Pada Tubuh ............................................................ 16
2.7.1. Efek Radiasi pada Sel.................................................................. 16
2.7.3. Efek Deterministik ...................................................................... 17
2.8. Program MCNP6 ......................................................................... 18
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 21
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... 21
3.2. Alat dan Bahan ............................................................................ 21
3.3. Prosedur Penelitian...................................................................... 21
3.3.1. Tahap Persiapan .......................................................................... 23
3.3.1.1. Studi Pustaka ........................................................................... 23
3.3.1.2. Observasi Lapangan dan Perijinan .......................................... 23
3.3.1.3. Pencarian Data Material dan Spesifikasi Pesawat Sinar-X ..... 23
3.3.2. Tahap Simulasi ............................................................................ 24
3.3.2.1. Geometri Tabung sinar-X dan Filter Alumunim ..................... 24
3.3.2.2. Running ................................................................................... 25
3.4. Teknik Analisis Data ................................................................... 27
3.4.1. Analisis Energi Sinar-X .............................................................. 27
3.4.2. Analisis Dosis ............................................................................. 27
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....... 28_Toc524432892
4.1. Simulasi Tabung Pesawat Sinar-X .............................................. 28
4.2. Pengukuran Dosis ....................................................................... 32
BAB V PENUTUP ................................................................... 36_Toc524432896
5.1. Kesimpulan ................................................................................. 36
5.2. Saran ............................................................................................ 36
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 37
LAMPIRAN ..................................................................................................... 39
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2. 1. Perkiraan prosentase interaksi sinar-X ................................................ 10
Tabel 2. 2. Nilai faktor bobot radiasi untuk beberapa jenis radiasi....................... 14
Tabel 2. 3. Nilai faktor bobot jaringan tubuh ........................................................ 15
Tabel 2. 4. Jenis Tally berdasarkan tujuan perhitungannya .................................. 19 Tabel 3. 1. Spesifikasi Tabung Pesawat Sinar-X .................................................. 24
Tabel 3. 2. Spesifikasi Material Tabung Sinar-X .................................................. 24 Tabel 4. 1. Panjang gelombang yang terserap akibat dari penambahan filter ........ 30
Tabel 4. 2. Tabel total intensitas foton dan prosentase reduksi ............................. 31
Tabel 4. 3. Pengukuran dosis di lapangan .............................................................. 32
Tabel 4. 4. Perhitungan Dosis Menggunakan Software MCNP6 .......................... 34
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1. Spektrum gelombang elektromagnetik............................................ 4
Gambar 2. 2. Skema Tabung Pesawat Sinar-X ..................................................... 4
Gambar 2. 3. Sinar -X Bremsstrahlung ................................................................. 5
Gambar 2. 4. Sinar –X Karakteristik ..................................................................... 6
Gambar 2. 5. Tingkat atom K-α dan K-β pada tembaga ....................................... 6
Gambar 2. 6. Spektrum sinar-X Bremsstrahlung dan karakteristik ...................... 7
Gambar 2. 7. Hamburan koheren .......................................................................... 8
Gambar 2.8. Peristiwa efekfotolistrik ................................................................... 9
Gambar 2. 9. Hamburan Compton ........................................................................ 9
Gambar 2. 10. Proses produksi pasangan ........................................................... 10
Gambar 2. 11. Proses penyerapan sinar-X .......................................................... 11 Gambar 3. 1. Pengukuran dosis permukaan di lapangan .................................... 23
Gambar 3. 2. Diagram alir tahapan simulasi dan tahapan pengukuran ............... 26 Gambar 4. 1. Skema tabung pesawat sinar-X diagnostik. ................................... 28
Gambar 4. 2. Spektrum sinar-X .......................................................................... 29
Gambar 4. 3. Pengaruh penambahan filter pada tabung sinar-X ........................ 31
Gambar 4. 4. Pengaruh banyaknya intensitas terhadap penambahan filter......... 32
Gambar 4. 5. Grafik hubungan penambahan tebal filter ..................................... 33
Gambar 4. 6. grafik hubungan penambahan filter terhadap dosis permukaan .... 34
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvi
DAFTAR SIMBOL
: Energi
: Konstanta Planck
c : Kecepatan Cahaya
λ : Panjang Gelombang
v : Frekuensi Akhir
v0 : Frekuensi Awal
I : Intensitas Awal
I0 : Intensitas Akhir
µ : Koefisien Atenuasi
: Tebal Bahan
: Penampang Lintang Efek Fotolistrik
: Penampang Lintang Hamburan Compton
kV : Tegangan
mA : Arus
X : Paparan
dQ : Pasangan Ion
dM : Satuan Massa
D : Dosis Serap
: Laju Dosis Serap
Wr : Faktor Bobot Radiasi
H : Dosis Ekivalen
Eτ : Dosis Efektif
Wτ : Faktor Bobot Jaringan Tubuh
K-α : Sinar-X Karakteristik α
K-β : Sinar-X Karakteristik β
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Input tabung pesawat sinar-X pada software MCNP6 ................... 39
Lampiran 2. MCNP6 Surface Card ..................................................................... 40
Lampiran 3. Tampilan VISED (Visual Editor) ................................................... 41
Lampiran 4. Perhitungan panjang gelombang .................................................... 42
Lampiran 5. Perhitungan prosentase reduksi intensitas ...................................... 44
Lampiran 6. Tabel Faktor Konversi Fluks Dosis dalam MCNP ......................... 45
Lampiran 7. Input tabung pesawat sinar-X untuk pengukuran dosis .................. 46
Lampiran 8. Membaca Output energi dan fluks yang dihasilkan Tally F4 ......... 48
Lampiran 9. Perhitungan konversi dosis simulasi.............................................. 49
Lampiran 10. Pengukuran Dosis menggunakan detektor Piranha ...................... 50
Lampiran 11. TP faktor detektor Piranha ............................................................ 51
Lampiran 12. Script hasil running ....................................................................... 52
Lampiran 13. Filter alumunium 99,5 % tebal 1mm ............................................ 53
Lampiran 14.Filter alumunium 99,5 % tebal 2mm ............................................. 54
Lampiran 15. Tampilan software OCEAN ......................................................... 55
Lampiran 16. Sertifikat Uji kelayakan Peswat sinar-X ....................................... 56
top related