Proseding Seminar Pengembangan TeknologiDan Perekayasaan Instrumentasi Nuklir, Serpong 20 Mei 2003

ISSN NO : 1693 -3346

KAJIAN STANDAR NASIONAL INDONESIA 18-6480-2000, UNTUKPENGUKURAN EKIVALENSI TIMBAL BAHAN PROTEKSI SINAR-X

Oleh:Sri Mulyono Atmojo PSJMN - SATAN

ABSTRAKKAJIAN STANDAR SNI18-6480-2000, UNTUK PENGUKURAN EKIVALEN-SI TlMBAL BAHANPROTEKSI SINAR-x. Telah dilakukan kajian terhadap standar SNI 18-6489-2000, MetodePengujian Ekivalensi Timbal Peralatan Proteksi Radiasi Sinar-X Tujuan dari kajian ini adalahuntuk memastikan bahwa standar ini cocok digunakan sebagai metode uji pengukuran ekivalensitimbal bahan perisai sinar-X Kajian ini dilakukan dengan cara mengubah jarak antara detektor kebahan perisai sejauh 5cm, 10 cm, 15 cm, dan pada kondisi tersebut diukur besaran paparanradiasinya dengan dan tanpa perisai. Selanjutnya menempatkan detektor pada jarak tertentu dankemudian mengukur besar paparan radiasi sinar-X tanpa kolimatordan dengan dua diafragmayang berbeda. Hasil percobaan menunjukkan bahwa daya serap yang diperoleh dengan posisidetektor yang diubah-ubah relatif tetap. Se-dangkan pengukuran daya serap tanpa kolimator dandengan dua diafragma yang berbeda, menghasilkan daya serap lebih kecil jika dibandingkandengan daya serap menggunakan kolimator. Kesimpulan dari kajian ini adalah bahwa SNI tersebutcocok digunakan sebagai metode uji ekivalen timbal bahan perisai radiasi nuklir, tetapi dengansyarat sistem peralatan pengujian harus disusun dengan kolimator.

Kata kunci: standar, daya serap, radiasi sinar-X

ABSTRACT

VERIFICATION OF INDONESIAN NATIONAL STANDARD 18-6480-2000: LEADEQUIVALENT FOR X-RAY PROTECTIVE DEVICES. A veri-fication of Indonesian NationalStandard 18-6480-2000, has been carried out. The verification aim is to ensure that this standardsuitable for measurements of lead equivalent of radiation shield material. The first experimentwas carried out by chan-ging the distance of the detector to the shield material by 5 cm, 10 cm, and15 cm, and then their absorption values were measured with or without the shield materials. Thenext experiment was performed by fixing the detector at a spesific distance, followed by measuringX-ray radiation exposure without collimator, and with two different diphragms. Experiment resultsshow that with different detector positions, the measured absorption were relatively constant.However, the measurement result of absorption values without collimator and with differentdiaphragms shows less absorption values compared to that with a collimator. It is concluded thatthe Indonesian National Standard 18-6480-2000 is suitable for lead equivalent measu-rement, butwith the arrangement of placing a collimator in the system.

Key word: stnadard, absorption strength, X-ray radiation

PENDAHULUAN

Penentuan daya serap bahanperisai radiasi sinar-X tergantungkepada ketepatan hasH pengukurannya.Hal ini diperlukan agar bahan perisaiterse but dapat melindungi operatorpesawat sinar-X, pasien, dan lingkunganagar terhindar dari paparan radiasi yangtidak diinginkan. Salah satu cara adalahdalam melakukan pengujian mengikutisuatu metode yang telah distandarkan,yang berarti metode ini juga telah diujiatas dasar suatu penelitian. Namun agarmetode ini layak digunakan perludilakukan verifikasi, karena adanyasituasi dan kondisi di lapangan. Sebagaicontoh adalah Standar NasionalIndonesia (SNI) 18-6480-2000: MetodePengujian Ekivalensi Timbal PeralatanProteksi Sinar-X, yang digunakan untukkeperluan uji daya serap, merupakan

adopsi murni dari Japan IndustrialStandard (JIS) Z 4501: Testing Methodsof Lead Equivalent for X-ray Devices.Garis besar ketentuan yang ada padastandar itu hanya menyebutkanbeberapa persyaratan kondisi. Misalnya:Ruang Lingkup Standar, lingkup standarini adalah hanya untuk metodapengujian ekivalen timbal bagi alatpelindung, bahan pelindung, dansejenisnya terhadap radiasi sinar-Xyang dihasilkan dengan teganganoperasi tabung 10 kV sampai 400 kV.Acuan: berdasar kepada JIS Z 4328:Radiation Surveymeterrs for Gammaand X-ray. Oefinisi: hanya ada satudefinisi tentang ekivalen timbal. Kualitassinar-X yang digunakan harusmempunyai filtrasi tidak kurang dari 0,25mm Cu atau 6,0 mm AI padapengoperasian tabung sebesar 100 kV,

Halaman 50

Proseding Seminar Pengembangan TeknologiDan Perekayasaan Instrumentasi Nuklir, Serpong 20 Mei 2003

ISSN NO: 1693 -3346

dan pengujian ini diperuntukkan bagiproteksi terhadap radiasi sinar-X dengantegangan kurang dari 150 kV. Untukperalatan pelindung yang digunakanuntuk proteksi terhadap radiasi sinar-Xyang dioperasikan pada tegangantabung sebesar 150 kV atau lebih,pengujian dilakukan denganmenggunakan tegangan tabung sinar-Xyang mendekati tegangan tabung sinar-X seperti diperlihatkan pada Tabel 1 dandengan filtrasi total seperti tereantum didalam tabel tersebut. Ripple teganganyang diijinkan tidak melebihi 4 %..Peralatan sinar-X harus mampumenghasilkan kualitas sinar-X sesuaidengan tegangan tabung yangdigunakan dan harus stabil.

Tabel 1. Filtrasi total

Tata letak peralatan, dan jarak minimumdetektor kamar pengion yang digunakanuntuk mengukur paparan radiasi, sepertitereantum pada Tabel 2 dan Gambar 1.Pada tabel tersebut tidak menyebutkanrineian detil yang sebenarnya akanmempengaruhi hasil pengukuran.Misalnya tidak disebutkan jarakmaksimum detektor terhadap sampel.Hal ini akan merupakan masalah,karena setiap penguji dapat meletakkansampel semaunya. Oleh karena itu perlukajian terhadap penempatan detektorterhadap sampel ini, sehingga dapatdiperoleh hasil perhitungan daya serapbahan terhadap radiasi sinar-X yangbenar. Selain itu dalam standar juga

tidak menjelaskan spesifikasi berkassempit dan tidak menyebutkan perlunyakolimator. Pada hal kedua kondisi iniakan mempengaruhi hasil pengukuran.Maka diperlukan suatu kajian terhadapkemungkinan melakukan kolimasiberkas sinar-X. Sedangkan masalahkriteria berkas sempit dapat diatasidengan jarak sumber dengan detektor,serta membuat diafragma tetap yangsempit. Khusus pada pereobaan iniberkas sempit dianggap sarna dengan

berkas yan~ berperi laku sebagaisumber titik,! maka dibuat lubang kecildengan diameter 2 em, pada pelattimbal yang berukuran panjang x lebarx tebal = 50 x 50 x 0,2 em. Jarakpenempatan sumber dengan pelat inidiatur sedemikian rupa, sehingga sudutruang yang terjadi kurang dari 2 derajat.[2] Dengan kondisi ini, berkas sinar-Xsudah dapat dianggap sebagai berkassempit. Selain itu, pengaturan diafragmadilakukan dengan eara menggantidiafragma yang satu dengan yang fainyang mempunyai ukuran lubang yangberbeda. Diafragma yang pertamamempunyai ukuran lubang 6 x 5 em dandiafragma yang kedua mempunyailubang dengan ukuran 6 x 2,5 em dankeduanya mempunyai diameter luar 8em, serta mempunyai tebal 0,5 em.Untuk keperluan uji daya serapdigunakan diafragma yang pertama.Agar berkas sinar-X lebih terkolimasi,maka dipasang silinder timbal denganukuran panjang 100 em, diameter dalam3 em, diameter luar 8 em. Salah satuujung kolimator ini dipasang menempelpada jendela tabung tempat sinar-Xdipanearkan. Tataletak peralatan seearalengkap seperti pada Gambar 1.Dengan dilakukannya kajian terhadapstandar tersebut terutama pada masalahposisi detektor dan masalah perlutidaknya berkas terkolimasi, diharapkanstandar itu sesuai digunakan sebagaimetode uji ekivalensi timbal bahanperisai radiasi.

Halaman 51

Tegangan 150 200 250 300 400tabung, kV

Filtrasi total, mm 0.70 1,20 1,80 2,50 3,5Cu

Filtrasi total, mm 10,5 13,0 15,5 17,0 19,0AI

Catatan :

Filtrasi total untuk mm AI, mengaeupad a British Journal of Radiology

SAM PEL

~ TABUNG/ SINAR-XKOLIMATO~~IIIII~ uuuuumL O.

':~F=~:~;:TAP ~IAFRAGMA YANGDAPATe = 2 CM : DIGANTI

Proseding Seminar Pengembangan TeknologiDan Perekayasaan Instrumentasi Nuklir, Serpong 20 Mei 2003

DINDING

¥'

0

D~R:3em '!: 20 em

70 em ~ ~~

ISSN NO : 1693 -3346

150 CM

Gambar 1. Tataletak peralatan pengujian

~

TATAKERJA

BahanBahan yang digunakan dalam

percobaan ini adalah pelat timbal murnidengan tebal 0,35 mm yang digunakansebagai sampel, pelat timbal tebalminimum 2 mm untuk diafragma tetap,dan diafragma untuk jendela tabungyang terbuat dari timbal tebal 5 mm.

PeralatanBeberapa peralatan dan

perancah pendukung dalam percobaanini antara lain: unit pesawat sinar-Xyang dapat dioperasikan pada tegangan70 kV sampai 200 kV, detektor kamarpengion dengan diameter kamar 3 ind,mistar gulung dengan panjang minimum2 meter, jangka sarong dengan noniussampai 0,001 mm, dan beberapaperancah mekanik.Pelaksanaan

Sebelum percobaan dilaksanakan,dilakukan penyusunan perancahmekanik yang meliputi pemasangandiafragma pada jendela tabung pesawatsinar-X, penempatan kolimator danperancah pendukungnya, penempatanunit diafragma tetap yang terbuat daritimbal yang berlubang ditengahnya,termasuk tempat untuk memasangbahan perisai, penempatan dudukandetektor kamar pengion. Untukmeluruskan posisi semua perancah ini,dilakukan dengan bantuan pipa kedlyang panjangnya kurang lebih 70 cmdan diameter 1 cm, yang dapatdipasang tegak lurus secara ruang padatengah-tengah jendela. Dengan

mengikuti arah pipa tersebut, seluruhsistem mekanik dapat diatur menjadilurus arah ruang. Selain itu, peralatantersebut disusun sesuai dengan SNI 18-6480-2000 untuk berkas sempit, karenasampel yang digunakan kecil.Selanjutnya percobaan pertamadilakukan untuk melakukan verifikasijarak "minimum" detektor ke bahanperisai. Pengukuran paparan radiasisinar-X dilakukan dengan pemasangandetektor pada jarak 5 cm, 10 cm, dan 15cm terhadap sampel (pelat timbal),tetapi posisi sampel tetap sepertisemula. Penyinaran dilakukan padategangan tabung sebesar 100 kV,dimana pada tegangan operasi sebesarini akan menghasilkan energi sinar-Xmaksimum sebesar 100 Kev atau 0,1MeV dan energi sebesar ini diperkirakansarna dengan tegangan operasipesawat sinar-X yang umumnyadigunakan untuk diagnostik. Besarnyapaparan pada jarak tersebut akanberbandinq terbalik dengan jarakkuadrat. [3rPengoperasian pesawat sinar-X sesuaidengan yang tertulis di dalam bukuInstruction Manual Radioflex-200EGS-2.[4] Sedangkan pengoperasian detektorkamar pengion sesuai denganInstruction Manuals Babyline. [5]Pada percobaan pertama, detektorkamar pengion ditempatkan pada jarak5 cm dari pelat timbal dan disinaridengan sinar-X pada tegangan operasiseperti tersebut diatas dalam kurunwaktu tertentu, dengan tanpamemasang pelat timbal. Setelah itu,penyinaran dilakukan lagi dengan

Halaman 52

Proseding Seminar Pengembangan TeknologiDan Perekayasaan Instrumentasi Nuklir, Serpong 20 Mei 2003

tegangan dan waktu yang sarna, tetapidengan memasang pelat timbal tebal0,35 mm. Besarnya paparan radiasisinar-X yang ditunjukkan oleh detektorkamar pengion pada kedua kondisi inidieatat dan kemudian dihitung besardaya serap pelat timbal tersebutterhadap paparan radiasi sinar-X.Penghitungan besar daya serap (OS)berdasar persamaan

OS = (1 - ex) x 100% [6]Pereobaan selanjutnya adalahmengulang penyinaran sinar-X denganpelat tetap dipasang seperti semula,tetapi jarak detektor kamar pengion kepelat timbal diubah menjadi 10 em dan15 em. Hasil penunjukan besar paparanpada kedua kondisi ini dieatat dandihitung besar daya serapnya sepertisebelumnya.

Pereobaan yang kedua adalahdetektor dipasang pada jarak tetapsebesar 3,5 em dari pelat timbal dankemudian disinari dengan sinar-X padategangan tabung 100 kV, tetapi tanpamemasang kolimator.dan pelat timbal,serta diafragma dengan ukuran 6 x 5 emdipasang pada jendela tabung pesawatsinar-X. Hasil pengukuran paparanradiasi oleh detektor dieatat dankemudian dihitung daya serap pelattimbal pada kondisi ini. Pereobaan inidiulang lagi, tetapi diafragma digantidengan diafragma ukuran 5 x 2,5 em.Hasil penunjukan detektor untuk kondisiini dieatat dan kemudian daya serappelat timbal dapat dihitung.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pereobaan pertama denganeara menggeser letak sampel sejauh 5em, 10 em dan 15 em dari tempatsampel. Hasil pengukuran danperhitungan daya serap (OS) tereantumdi dalam Tabel 1 berikut. Oari hasilterse but terlihat bahwa daya serap yangdiperoleh dari pengukuran, tidak terlalujauh berbeda. Jarak detektor terhadappelat timbal sebesar 5 em menghasilkandaya serap sebesar 93,14 %, jarak 10em menghasilkan daya serap 93,3 %dan jarak 15 em menghasilkan dayaserap 92,8 %. Terlihat bahwapenempatan detektor pada jarak 15 em,menghasilkan daya serap agakmenurun Penyebutan jarak minimum didalam standar ini ternyata memang

ISSN NO : 1693 - 3346

benar, karena penggeseran posisidetektor ternyata tidak banyak merubahhasil pengukuran daya serap. Olehkarena itu, penempatan detektorsebaiknya tidak melebihi 10 em,walaupun didalam standar hanyadisebutkan bahwa jarak antara detektordan sampel minimum 3 em.

Tabel 1. Hasil penyinaran dengantegangan tabung 100 kV, waktupenyinaran 24 detik, tebal sampel 0,35mm

Pereobaan yang kedua dilakukandengan tidakmekolimator, dan ternyatamenghasilkan dosis terserap yang jauhberbeda jika dibandingkan denganpereobaan yang pertama, dimanakolimator dipasang di dalam sistemsebagai pengarah berkas sinar-X.Oasis terserap pada pereobaan pertamasebesar 70 IlGy, tetapi pada pereobaanyang kedua sebesar 100 IlGy.Selisihnya eukup besar yaitu sebesar 30IlGy, dimana dosis terserap sebesar ituperlu dipertimbangkan di dalamkeselamatan radiasi. Oemikian jugadosis terserap yang diperoleh dengandiafragma berukuran lebih kecil, dosisterserap yang terukur rnasih lebih besarjika dibandingkan dengan dosis terserappada pereobaan pertama, dimanakolimator digunakan dalam pereobaanpertama tersebut. Selisih dosis terserapmasih eukup tinggi yaitu sebesar 10IlGy. Selain itu dosis terserap dengansampel juga eukup tinggi jikadibandingkan dengan hal yang sarnapada pereobaan pertama. Oaya serap(OS) yang diperoleh pada pereobaankedua jauh lebih keeil jika dibandingkandengan pereobaan yang pertama, yaituhanya sebesar 56 % dan 70 %,sedangkan sampel yang digunakantetap sarna. Oengan demikian terlihatadanya pengaruh yang eukup besarapabila kolimator tidak digunakan. Oleh

Halaman 53

Jarak detektor Oasis seraD, Gy Oaya serap,ke sampel, em Tanpa Oengan OS, %

sam pel sam pel

5 70 4,8 93,14

10 66 4,4 93,3

15 50 3,6 92.8

Proseding Seminar Pengembangan TeknologiDan Perekayasaan Instrumentasi Nuklir, Serpong 20 Mei 2003

karena itu, dapat dikatakan bahwapercobaan yang dilakukan tanpa adanyakolimator dapat memberikan hasil yangtidak benar. Hal ini disebabkan karenaadanya faktor hamburan yang terjadiakibat berkas sinar-X yang dipancarkankeluar dari tabung pesawat sinar-Xterlalu lebar, yang dapat memberikankenaikan besar dosis serap yangterukur. Untuk memperoleh hasil yangmemadai maka percobaan yangdilakukan harus menggunakankolimator. Dengan demikian seharusnyadilakukan revisi terhadap SNI 18-6480-2000 ini, yaitu dengan menambahpersyaratan pengujian harusmenggunakan kolimator untukmengarahkan berkas atau berkas sinar-X yang digunakan untuk pengujianharus terkolimasi..

ISSN NO: 1693 - 3346

Tabel 2 Hasil penyinaran pada tegangantabung 100 kV, waktu penyinaran 24detik, tebal sampel 0,35 mm, tanpakolimator

KESIMPULAN

Dari pembahasan diatas dapatdisimpulkan bahwa SNI 18-6480-2000:Metode Pengujian Ekivalen TimbalPeralatan Proteksi Radiasi Sinar-Xcukup memadai digunakan dalampengujian penentuan daya serap bahanperisai, dengan syarat berkas sinar-Xyang keluar dari tabung pesawat sinar-Xharus terkolimasi sempurna, dengancara memasang kolimator yang salahsatu ujungnya menempel pada jendelatabung sinar-X, dimana berkas sinar-Xdipancarkan,

UCAPAN TERIMAKASIHUcapan terimakasih kami sampaikan kepada Kepala Pusat Standardisasi Jaminan

Mutu Nuklir BATAN yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk melakukanpenelitian ini, dan kepada Kepala Pusat Pendidikan dan Latihan BATAN yang telahmemberikan bantuannya untuk dapat menggunakan pesawat sinar-X untuk keperluanpenelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA1. STANDAR NASIONAL INDONESIA (SNI) 18-6480-2000, Metode

Pengujian Ekivalensi Timbal Peralatan Proteksi Radiasi Sinar-X, BadanStandardisasi Nasional, Jakarta, 2000

2. RG. JAEGER dkk. Engineering Compendium on Radiation Shielding, Volume 1,Shielding Fundamentals and Methods, Springer, Verlag, Berlin, Heidelberg, NewYork,1970

3. S. RUMYANTSEV, Industrial Radiology, MIR Publishers, Moscow, 19674. INSTRUCTION MANUAL BABYLlNE, Portable Ionization Chamber, Nardeux,

E.433A5. INSTRUCTION MANUAL, X-ray Unit Radioflex-200 EGS-26. SRI MULYaNG ATMOJO, Penentuan Koefisien Serapan Linier Pelat Timbal

terhadap Radiasi Sinar-X Energi Rendah, Jurnal Standardisasi, Badan StandardisasiNasional, Jakarta, 2002

Halaman 54

Diafragma Dosis serao, JlGv Daya serap,Tanpa Dengansampel sampel

6 x 5 em 100 44 56

6 x 2,5 em 80 24 30

DAFTAR ISIKAJIAN STANDAR NASIONAL INDONESIA 18-6480-2000, UNTUK PENGUKURAN EKIVALENSI TIMBAL BAHAN PROTEKSI SINAR-X ABSTRAKPENDAHULUANTATA KERJAHASIL DAN PEMBAHASANKESIMPULANUCAPAN TERIMAKASIHDAFTAR PUSTAKA

1: Ke Daftar Isi