16/10/2013

1

Wavelength (Å)

10-4 10-2 0 102 104 106 108 1010 1012 1014

Ionising Non-ionisingVIS

IBLE

IR RadioUVXraysGammaCosmic

Ionising radiation Non-ionising radiation

Alpha (α) Radiowaves

Beta (β) Microwaves

Gamma (γ) Visible light (e.g. lasers)

X rays (Roentgen rays) and/or infra- red

Neutrons Ultra violet

Lasers Microwaves

Radioaktivitas proses dimana nukleus tidak stabil berdisintegrasi spontan dengan melepaskan energi; proses decay/paruh/luruh

Energi berasal dari sinar radioaktif: α, β, γ, dst. Sinar α Sinar α terdiri atas partikel/atom He tanpa elektron (2 proton + 2

neutron), emisi cepat, energi cepat hilang, daya tembus ~ 0 Sinar β partikel elektron, daya tembus sedang, kecepatan tinggi

Sinar γ = R radiasi elektromagnetik, daya tembus dalam, kecepatan tinggi

Atom nukleus dengan orbit elektron (e)

Nukleus = proton (p) + neutron (n)

Nomor atom = jumlah proton; 

Nomormassa = berat atom = proton + neutron

Nukleus tidak stabil: jumlah n >> jumlah p  disintegrasi, 

mencari status stabil dengan memancarkan/mengeluarkan

sinar

Atom ada yang stabil dan ada yang tidak stabil

Atom tidak stabil disebut isotop

Waktu paruh = T½ = radioactive half live = interval waktu yang 

dibutuhkan untuk menurunkan aktivitasnya menjadi 50%

16/10/2013

2

C N 14

6

14

75760 years

Unstable radionuclide

Stable radionuclide

decays

β emission

Emisi radiasi akan menghasilkan energi yang dinyatakan dalam elektron voltBesar energi yang sering didapatkan adalah keV (kiloelektron volt) dan MeV (megaelektron volt)Satu jenis isotop dapat mengemisikan beberapa jenis energi

Isotop T1/2 Types of decay

β energies (MeV)

γ energies (MeV)

Specific

γ rays constant

Cesium‐137 30 yrs β‐

β‐0.51 (95%)

1.17 (5%)

0.662 (86%) 3.3

Carbon‐14 5760 yrs β‐ 0.159 (100%)

Radon‐22 30 s α 5.48 (100%)

Sodium‐22 2.6 yrs β+

EC

0.54 (90.5%)

1.83 (0.06%)

(9.5%)

0.51

1.28 (100%)

12.0

Alpha (α) partikel: muatan positif dari inti helium, terdiri dari 2 proton dan 2 neutron; partikel cukup berat; 2‐5 cm di udara; mudah ditahan oleh kertas, lapisan tipis atau kulit; berbahaya bila masuk kedalam tubuh

Beta (β) partikel: muatan negatif partikel atau elektron; 4‐5m di udara; dapat ditahan oleh lapisan tipis air, gelas, perspex atau aluminium; dapat menembus sesuai dengan energi (sampai 2 cm); berbahaya bila masuk tubuh

Gamma (γ) rays: tanpa energi dan massa, dinyatakan sebagai gelombang; sama dengan cahaya tampak tapi lebih besar energinya; bisa >100m di udara; dapat menembus ke tubuh; berbahaya sekalipun di luar tubuh; dapat ditahan oleh beton atau timbal dengan ketebalan tertentu  

X rays: gelombang elektromagnetik; 60 m di udara; lebih ‘less penetrating’ than γ rays; tetapi juga externally berbahaya bagi tubuh; dapat ditahan lapisan beton atau timbal

Neutrons: partikel yang netral electrically; keberadaan di d bi l bih d i 100 d hi hl i b dudara bisa lebih dari 100m dan highly penetrating to body 

tissues; dikenal sebagai fast neutron ketika pertama kali ditemukan; di‐slow down dengan lapisan material tebal yang mengandung air, wax, atau graphit; slow neutron dapat diserap secara efektif dengan perisai/penahan dari cadmium 

atau boron

16/10/2013

3

Aktivitas: kecepatan peluruhan spontan pada suatu materi radionuklida, tergantung tipe materi radioaktif  dinyatakan dalam  Becquerels (Bq) = disintegrasi per detik (SI unit); atau Curies (Ci) –

I i l U itImperial Unit

1 Ci = 37 x 109 Bq Eksposur: satuan Röntgen (R) = eksposure sebesar 2.58 x 10‐4

Coulomb/kg  Eksposure hanya untuk radiasi karena radiasi sinar X atau sinar γ

Eksposur radioaktif pada pekerja harus dalam keadaan ALARA – as low as reasonably achievable

Absorpsi (absorbed dose) = mengukur deposisi energi pada suatu medium akibat semua tipe radiasi pengion  energy diabsorbsi per unit massa material

Satuan: rad = 100 erg energi yang diabsorpsi/gram materi; SI unit = Gray (Gy) = energi deposisi sebesar 0,01 Joules/kg(Gy)   energi deposisi sebesar 0,01 Joules/kg

1 Gy = 1 J/kg = 100 rad

Ekuivalen Dose, satuan awal dengan rem

rem = absorbed dose X Q ; Q = quality factor; 

SI unit: Sievert (Sv) = Absorbed dose Gy X Q X N; N=further modifying factor (pengaruh dose rate dan fractionation)

N sering = 1, maka 1 Sv = 100 rem

Dose rate = kecepatan saat dosis diterima

Akumulasi dosis yang diterima pekerja = dosis rate x waktu

Dose rate = satuan per jam, sehingga

Total dose = dose rate X waktu

Si t t l l  b   S   t   S

Types of radiation Quality factors

X-rays, γ-rays and electron 1

Thermal electrons 2,3

Fast neutron and proton particles 10

α-particles 20

Sievert terlalu besar mSv atau μSv

1 mSv = 1/1000 Sv (100 mrem)

1 μSv = 1/1000 000 Sv ( 0,1 mrem)

Employees aged >18 yrs

Employees aged<18 yrs 

Any other person

Whole body50mSv (5.0 rem) 15mSv (1.5 rem) 5mSv (0.5 rem)

Induvidual organs and tissues

500mSv (50 rem) 150mSv (15 rem) 50mSv (5.0 rem)

Lens of the eye150mSv (50 rem) 45mSv (4.5 rem) 15mSv (1.5rem)

Women of reproductive capacity:                                                           

Dose limit for the abdomen 13 mSv (1.3 rem) in any consecutive 3 month interval

Pregnant women:                                                                                 Dose limit during the declared tern of pregnancy 10mSv (1.0 rem)

16/10/2013

4

NILAI BATAS DOSIS

DEWASA

Seluruh tubuh 20 mSv/tahun atau 2.000 mrem/tahun 

Lensa mata 150 mSv/tahun atau 15.000 mrem/tahun 

Tangan, lengan, kaki dan tungkai 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

Kulit 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

Setiap organ atau jaringan 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

BATASAN KHUSUS

Wanita hamil 13 mSv pada abdomen selama 3 bulan

Magang dan Siswa di atas 18 tahun Sama dengan pekerja radiasi 

Siswa antara 16 – 18 tahun 6 mSv/tahun atau 600 mrem/tahun

Masyarakat umum 1 mSv/tahun atau 100 mrem/tahun

NILAI BATAS DOSIS

DEWASA

Seluruh tubuh 20 mSv/tahun atau 2.000 mrem/tahun 

Lensa mata 150 mSv/tahun atau 15.000 mrem/tahun 

Tangan, lengan, kaki dan tungkai 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

Kulit 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

Setiap organ atau jaringan 500 mSv/tahun atau 50.000 mrem/tahun 

BATASAN KHUSUS

Wanita hamil 13 mSv pada abdomen selama 3 bulan

Magang dan Siswa di atas 18 tahun Sama dengan pekerja radiasi 

Siswa antara 16 – 18 tahun 6 mSv/tahun atau 600 mrem/tahun

Masyarakat umum 1 mSv/tahun atau 100 mrem/tahun

Tidak memberi rasa pada orang yang terpapar  berbahaya  perlu dikelola dengan baik

Kerusakan/efek yang terjadi akibat oleh kematian sel. Setelah sel terbelah, maka sel baru tidak viable, dan mati apabila inti sel terkena radiasisel terkena radiasi

Efek: somatik dan genetik- LD : 400-600 r (LD50)- kematian : 750 r (LD100)- lahir mati : 200-400 r- lelah : 5 -200 r

l i l i C d h C k lit k t k t i- lain-lain : Ca darah, Ca kulit, katarak, mutasi

93,000 survivors

27,000 non-exposed comparable individuals as controls

Location at the time of the blast must be accounted for in the dosimetry.

TISSUE ORGANIZATION

Effects of radiation on tissues are related to the functional organization of

h ti

TISSUE EFFECTS DEPEND ON

Inherent sensitivity of the cells

Kinetics of the cell l ti “ t ”each tissue.

Tissues are often organized into specialized cell types with limited ability to divide.

This tissue unit is supplied and regenerated by a population of “immortal”stem cells.

populations: “acute” vs “late” effects.

Stem cells much more radiosentive than mature functioning cells.

Cell death occurs as the cell tries to divide.

Very large doses required to kill (stop the function) of a non-dividing cell.

16/10/2013

5

Prodromial syndrome• Nausea, vomiting• Dose dependent• Signs appear in minutes at very high dosesCentral nervous syndrome (only at very high doses)• Doses > 100 Gy• Death in hours• Cause not clear (cerebrovascular syndrome)Gastrointestinal syndrome• Doses above ~ 5 Gy• Death in ~ 3‐10 days• Nausea, vomiting, diarrheaBone marrow syndrome• Doses above ~ 2 Gy• Death in several weeks• Immune system failure

EARLY EFFECTS: STEM CELLS ARE THE “TARGET”

Effects occur in a few days to weeks

Rapidly dividing cell 

LATE EFFECTS:

Effects occur in months to years.

Slowly proliferating tissues: p y gpopulations

Examples: skin epidermis, gastrointestinal tract, hematopoietic system

Damage can be repaired. Stem cells repopulate rapidly.

y p glung, kidney, liver, CNS

Damage never repaired completely

Vascular damage or mature functional cells as the “target”?

Cells not killed, but damaged…..

Cataract formation

Genetic (hereditary) effects

Effects on the fetus

Carcinogenic effects (cancer)

Bahaya:  Internal dan 

External Evaluasi:  Pengukuran danPengukuran dan 

Bandingkan dengan standar Dasar pengamanan:  Waktu

Jarak

Perisai

16/10/2013

6

Internal: bahaya yang didapatkan dari materi radioaktif bisa materi tersebut masuk kedalam tubuh (seperti oral). Radiasi α dan β yang menyebabkan bahaya internal

External: walaupun tidak masuk/kontak, radiasi dari emisi sinar γ, neutron dan sinar X, sinarnya dapat memasuki (penetrasi) kedalam tubuh

Toksisitas isotop radioaktif berbeda‐beda:  Kelas I (very high toxicity): Sr‐90; Y‐90; Pb‐210; Bi‐210; Ra‐226, dll. Kelas II (high toxicity): Ca‐45; Fe‐59; Sr‐89; Y‐91; I‐131, dll. Kelas III (mod. toxicity): Na‐22; Na‐24; P‐32; Cl‐36; K‐42; Mn‐52; Mn‐54; 

dll. Kelas IV (low toxicity): H‐3; Be‐7; C‐14; Cr‐51; dll. 

Pengukuran

di lingkungan: Geiger‐Muller; ioinization chamber

e pos r Film exposur: Film badge/pen dosimeter

Bandingkan dengan standar

RADIATION MEASURING INSTRUMENT - MOBILE

INSTALLED MONITOR

16/10/2013

7

PORTABLE CONTAMINATION METER

GEIGER MULLER COUNTER

PORTABLE MICO ‘R’ METER

WAKTU: Semakin lama waktu paparan  semakin besar radiasi yang diterima

Contoh: Sumber 100mrem/jam; selama 2 jam 200mrem; 4 jam 400mrem, dst.4 jam  400mrem, dst.

JARAK: Aktivitas berkurang dengan 1/D2, bila jarak bertambah sebayak D

Contoh: Sumber dengan 1000 unit pada 1 ft; untuk 2 ft 250 unit; 3 ft  111 unit, dst.

PERISAI: hitung ketebalan yang diperlukan untuk mencapai standar Ada ‘half value layer’ (HVL):

Material Cobalt‐60 Cesium‐137

Pb 0,49 in 0,25 in

Cu 0,83 in 0,65 in

Fe 0,87 in 0,68 in

Zn 1,05 in 0,81 in

Beton 2,6 in 2,10 in

Contoh: Sumber Co‐60 berjarak 3 ft mengasilkan radiasi 500 mR/jam, dengan adanya beton 2,6 in  emisi menjadi 250 mR/jam; 5,2 in beton  125 mR/jam, dst.

Gempa berkekuatan 8,9 SR melanda utara Jepang pada Jumat 11 Maret. Reaktor nuklir di Fukushima Daiichi yang sedang beroperasi, ditutup. Batang kendali diaktifkan untuk menghentikan reaksi nuklir yang 

h ilk li ikmenghasilkan listrik.  Namun, pasokan listrik terpengaruh oleh gempa dan tsunami yang dihasilkan. Ini mengakibatkan sistem pendingin, yang menghentikan bahan bakar dalam inti pemanasan sampai ke tingkat yang tidak aman, gagal. Pendinginan masih diperlukan bahkan setelah reaktor dimatikan karena bahan bakar terus mengeluarkan panas yang sangat besar. 

16/10/2013

8

Pejabat pemerintah Metropolitan Tokyo mengungkapkan tingkat radiasi yang melampaui batas normal terjadi di Tokyo. Pemerintah Tokyo menganggap hal itu sudah berada dalam level yang berbahaya bagi tubuh manusia. Partikel‐partikel radioaktif konsentrasi rendah diduga sedang menuju ke arah timur, ke Amerika Utara. Namun level radiasi tersebut tidak berbahaya bagi manusia. 

Pembangkit listrik tenaga nuklir itu berada 250 kilometer timur laut Tokyo. Kantor B i K d j l k b h i k di i di k M b hi 100Berita Kyodo juga melaporkan bahwa tingkat radiasi di kota Maebashi, 100 kilometer utara Tokyo, naik 10 kali lipat di atas batas normal. Di zona PLTN memang sempat terjadi peningkatan radioaktif, pada Sabtu sebesar 1.800 mSv, Senin menjadi 800 mSv, lalu meningkat lagi jadi 1.900 mSv. 

Adanya ledakan hidrogen mengakibatkan terjadinya kebocoran radiasi partikel mencapai 400 milli sieverts per jam. Dalam kondisi normal seharusnya angka radiasi yang muncul adalah 3,6 milli sieverts per tahun. Angka itu merupakan jumlah yang sangat besar dan langka terjadi. Dengan angka 100 milli sieverts saja itu sudah sangat mengganggu kesehatan, apalagi jika sampai 400 per jam. 

Ring 1 (0‐50 km) Saat ini radius aman yang dikeluarkan oleh pemerintah Jepang 

adalah 30 km dan zona evakuasi yang dikeluarkan oleh NRC (Nuclear Regulatory Commission) dan FEMA (Federal Emergency Management Agency), berkisar antara 16‐80 km (10‐50 mil).g g y), ( )

Radius 50 km untuk mengantisipasi kejadian terburuk yang dapat terjadi di lapangan, karena sampai saat ini tidak dapat diprediksi apa yang akan terjadi di PLTN Fukushima.

Ring 2 (50‐100 km) Meliputi wilayah Prefektur Ibaraki (Kota Kitaibaraki, Takahagi dan 

Hitachi), Prefektur Miyagi (Kota Sendai, Nattori dan Shiroishi) serta Prefektur Tochigi (Kota Nasushiobara)

Bila sebuah reaktor nuklir sudah dinyatakan terjadi kebocoran harus dilakukan penanganan sesuai dengan skala kecelakaan yang terjadi sesuai standar Internasional. Semua masyarakat dalam jangkauan tertentu harus segera dievakuasi dari risiko terkena paparan tersebut. Bagi semua orang yang telah berada dalam area daerah paparan harus segera dilakukan skrening tes adanya kontaminasi radiasi dalam tubuhnya Bila terdapatskrening tes adanya kontaminasi radiasi dalam tubuhnya. Bila terdapat masyarakat yang terkontaminasi harus segera diisolasi dan dilakkan perawatan dan pemantauan kesehatannya.

Semua masyarakat dalam paparan bencana kebocoran reaktor nuklir yang belum diungsikan, sementara harus tinggal di dalam rumah dan tidak boleh menyalakan AC untuk mencegah kontaminasi dengan udara luar. Masyarakat juga dilarang mengkonsumsi air kran, sayuran, buah‐buan atau bahan makanan yang telah terkontaminasi dengan udara luar.

Pemberian garam Yodium diyakini dapat mencegah risiko terjadinya kanker saat terjadi paparan radiasi. Menurut WHO pil potasium iodida hanya akan diberikan jika dampak radiasi sudah dirasa membahayakan. Hal ini disebabkan pil tersebut tidak bisa dikonsumsi secara sembarangan. Pil Iodium meningkatkan kadar jenuh kelenjar tiroid dalam tubuh sehingga bisa mencegah pembentukan iodin radioaktif Pembentukan iodinbisa mencegah pembentukan iodin radioaktif. Pembentukan iodin radioaktif karena paparan radiasi nuklir inilah yang bisa memicu kanker. Iodium bukan antidot radiasi, apalagi antikanker. Tetapi hanya salah satu faktor yang bisa meredam dampak buruk radiasi dalam tubuh.

International Atomic Energy Agency (IAEA) dan Badan Pengawas Tenaga Atom PBB belum mengeluarkan peringatan khusus kepada negara‐negara yang bertetangga dengan Jepang akan bahaya radiasi, karena sejauh ini masih dapat tertangani dengan baik. Meskipun saat ini JNSA (Japan Nuclear Safety Agency) telah meningkatkan tingkat bencana internasional dari level 4 ke level 5.

Rumus perkiraan eksposur dari sumber γ:

R/jam/  ≡ 6 CEdimana C=Curie, Ci dan E=energi (MeV)

Contoh: 1. Sumber Co‐60, dengan 100mCi=0,1Ci

E= 1,1 dan 1,3 MeV=2,4 MeVEksposur pada 1 ft = 6 x 0,1 x 2,4 = 1,44 R

2. Sumber Co‐60 dengan aktivitas=0,5 Ci terbakar, dan semua alat ukur terbakar, berapa jarak aman, bila MPD (max permissible dose= 100mR/minggu)?MPD=100mR/minggu=2,5 mR/jam  (100 : 40 jam kerja)R/jam/ft = 6 x 0,5 x 2,4 =7,2 = 7200 mR?ft = (7200/2,5)1/2  = 53,7 ft

SOAL

3. Seorang pekerja terpapar dari radiasi uniform 5 µSv/jam (0 5 mrem)  

JAWABAN

Total dose = dose rate x waktu

= 5 x 3 = 15µSv (1,5 mrem)µSv/jam (0,5 mrem). Berapa dosis yang dia dapat setelah 3 jam?

16/10/2013

9

SOAL

4. Seorang pekerja ‘classified’ diperbolehkan menerima dosis ekivalen sebesar 

JAWABAN

Time = total dose / dose rate

1 S / 50 S /jdosis ekivalen sebesar 1mSv (100 mrem) dalam 1 minggu. Berapa lama dia boleh bekerja di suatu area dengan dosis ekivalen rate 50 µSv/jam (5 mrem/jam)

= 1 mSv / 50 µSv/jam = 1000 µSv / 50 µSv/jam = 20 jam dalam seminggu

SOAL

5. Suatu sumber mempunyai dose rate 10 mSv/jam pada 100 cm. Pada jarak berapa 

JAWABAN

D1 r12 = D2 r2

2

(D1 : dose rate at distance r1100 cm. Pada jarak berapa seorang harus bekerja agar hanya menerima 40 mSv/jam?

( 1 1

D2 : dose rate at distance r2 )

=10 x (100)2 = 40 x r22

r22 = (10 x (100)2 ) / 40 = 2500

r = 50 cm