ABSTRAK ABSTRACT PENDAHULUAN ISSN Suratman dad Agus Sulistyono Puslitbang Teknologi Maju BATAN, Yogyakarta.

ISSN 0216.3128

355 Sura/man dan Agus Sulistyono

Suratman daD Agus Sulistyono

Puslitbang Teknologi Maju BATAN, Yogyakarta.

ABSTRAK

Telah dipelajari bioassay H-3 dalam urin dengan destilasi reflux. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan metoda bioassay H-3 dalam urin, dalam rangka penentuan dosis radiasi intema pekerja radiasi. Dalam penelitian ini dilakukan analisis urin yang terkontaminasi buatan dengan H-3 baku, dengan aktivitas kontaminan bervariasi. Urin terkontaminasi H-3 didestilasi reflux dengan penambahan KMnO4 dan KOH untuk merusak senyawa organik, kemudian didestilasi biasa. Destilat dicacah aktivitas betanya dengan pencacah kelip cairo Dari hasil percobaan didapat hubungan yang linier antara aktivitas H-3 yang diberikan dengan hasil analisis, dengan koefisien korelasi r= 0,9994 yang berarti hasil analisis selalu proporsional dengan aktivitas yang diberikan. Tersedia metoda bioassay H-3 dalam urin dengan temuan kembali antara 77,20-88,20 %, simpangan baku lebih kecil daTi pada 10% dan deteksi minimum bioassay 0,54 Bq/l00ml.

ABSTRACT

The bioassay method of H-3 in urine by reflux distilation has been studied. The ai,n of this research is to obtain bioassay method of H-3 in urin for the detennination of intenlal radiation dose. The bioassay was carried out to the urine which artificially contaminated of standard H-3, activity of the contaminant was varied. The standard H-3 in the urine was reflux distilated by addillg KMnO4 and KOH solution. Destilat was counted for the beta activity using liquid scintillation counter. In this research the corelation between the given activity of H-3 and the analysis result were linier, with the corelation coeffisient was r=0.9994. Recovery of the bioassay method where between 77.20-88.20 %, standard deviation was less than 10 %, and the minilnum detection was 0.54 Bq/IOO mi.

PENDAHULUAN

dengan cepat seimbang dalam seluruh cairan tubuh_{dan dalam waktu 3 -4 jam. Di dalam urin}

konsentrasinya sarna seperti di dalam cairan tubuh yang lain, maka fraksinya ekskresi sarna dengan fraksi ekskresi daTi air.<2) Organ kritis daTi H-3 adalah jaringan tubuh karena H-3 seperti air berada di seluruh cairan tubuh. Dalam proses metabolisme, H-3 akan diekskresi lewat urin dan daTi H-3 yang diekskresi ini dapat ditentukan kandungan H-3 yang ada dalam tubuh. Sehingga dapat dihitung dosis radiasi interna yang disebabkan oleh kontaminan H-3 dalam tubuh. Untuk menentukan kecepatan ekskresi H-3 daTi tubuh diperlukan metoda bioassay H-3 dalam urin.

Metoda bioassay H-3 dalam urin pada penelitian ini adalah metoda destilasi reflux, dimana urin sebelum didestilasi biasa, dilakukan destilasi reflux dengan penambahan KMnO4 dan KOH untuk merusak senyawa organik. Destilal yang diperoleh dicacah aktivitas belanya dengan

alat cacah kelip cair3) Pada bioassay ini cuplikan urin yang mengandung kontarninan H-3 didestilasi reflux selama 30 menit kemudian didestilasi biasa. Pada destilasi reflux H-3 akan terjadi H-3 dalam senyawa air dan pada destilasi biasa H-3 akan ikut dalam uap air. selanjutnya dalam destilat air, yang tidak berwarna dan bebas daTi senyawa kimia.

M enurut SK. Dirjen BATAN nomor:

03/160/Dj/89, tentang Ketentuan Keselamatan Kerja Terhadap Radiasi, dosis radiasi yang diterima pekerja radiasi pada waktu bekerja di dalam instalasi nuklir adalah dari dosis radiasi interna dan dosis radiasi eksterna, sehingga metoda pemantauan dosis radiasi intema perlu disediakan di samping metoda pemantauan dosis radiasi eksterna yang telah dilakukan secara rutin.(I)

Metoda pemantauan dosis radiasi interna dapat dilakukan secara langsung dengan alat cacah seluruh tubuh untuk radionuklida kontaminan pemancar gamma atau secara tidak langsung dengan bioassay hasil ekskresi tubuh, untuk radionuklida kontaminan pemancar alfa, beta atau gamma. Pada penelitian ini dilakukan percobaan metoda bioassay hasil ekskresi tubuh lewat urin

ialah bioassay H-3 dalam urin.

H-3 adalah pemancar beta, tenaga maksimum 0,018 Mev dengan umur paro 12,3 tahun, merupakan radionuklida yang penting dari segi proteksi radiasi. H-3 ditemui dalam bentuk larutan, masukan H-3 dalam tubuh manusia melalui pernapasan, pencernaan, luka maupun pori-pori, diserap masuk ke dalam cairan ekstraseluler. H-3

--Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM.BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

ISSN 0216. 3128 _{Sura/man dan Agus Sulistyono}

1. Pembuatan cuplikan

orin terkontaminasi

buatan dengan 8-3 aktivitas bervariasi

Dari larutan blanko urin pekerja bukan pekerja

radiasi diambil sebanyak 100 mI, kemudian

ditambahkan larutan baku H-3 masing-masing

10 Bq, 40 Bq, 80 Bq, 120 Bq, 200 Bq daD 280 Bq.

Senyawa kimia dan warna dalam cuplikan akan meredam (quenching) kuanta sinal pada waktu pencacahan dengan pengelip cairo H-3 dalam destilat dimasukkan dalam botol vial 20 ml yang berisi larutan pengelip cair. Pengelip cair yang digunakan adalah "Ultima Gold LL T' untuk pencacahan cuplikan air. Penggunaan pengelip cair ini memungkinkan mencacah air lebih ban yak dibanding dengan penggunaan pengelip cair yang lain. Efisiensi pencacahan juga relatif tinggi, tetapi effisiensi berkurang dengan semakin bertambahnya air. Kondisi optimum penggunaan pengelip cair ini adalah perbandingan 7,4 ml cuplikan air dan 12,6 ml larutan pengelip cair. Pada pencacahan ini, tenaga daTi H-3 dalam pengelip cair dipindahkan ke pelarut dan terjadi eksitasi, tenaga eksitasi pelarut dipindahkan pada molekul pengelip primer. Molekul pengelip primer tereksitasi kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan kuanta sinar. Sinar ini diserap pengelip sekunder dan dipancarkan lagi pada panjang gelombang yang cocok dengan kemampuan tabung pelipat ganda foton. Sinar ini diubah menjadi foton oleh fotokatoda pada tabung pelipat ganda foton, selanjutnya ke alat cacah.(4)

Tujuan penelitian ini adalah penyediaan metoda bioassay H-3 dalam urin yang dapat digunakan secara rutin.

TATA KERJA

Bahan yang digunakan

Pengelip cair Ultima Gold LLT, Larutan baku H-3, KOH, I-Propanol dan KMnO4

2. Penentuan efisiensi alat cacah

a. Blanko urin diarnbil sebanyak 100 ml, dilakukan destilasi reflux selarna 30 menit dengan penarnbahan KMnO4 0,05 mg, 1 ml larutan KOH dan 3 tetes larutan I-propanol, urin kemudian didestilasi biasa.

b. Destilat yang diperoleh diarnbil sebanyak 7,4 ml, dimasukkan ke dalam vial gelas 20 ml, ditambah larutan pengelip cair sebanyak 12,6 ml dan larutan H-3 baku dengan aktivitas sebesar 51 Bq, campuran digojog sampai

homogen.

c. Larutan dalarn vial dicacah aktivitas betanya dengan alat cacah pengelip cair selama 100 menit.

3. Penentuan aktivitas H-3 basil bioassay daD temuan kembali dari berbagai aktivitas 0-3 yang dikontaminasikan dalam orin

a. Dari masing-masing cuplikan urin terkontaminasi yang telah dibuat, ditambahkan KMnO4 0,05 mg, 1 ml KOH dan 3 tetes larutan I-propanol kemudian didestilasi reflux selama 30 menit, dilanjutkan dengan destilasi biasa. b. Destilat yang diperoleh diambil sebanyak 7,4 ml

dimasukkan ke dalam vial 20 ml, ditambah larutan pengelip cair sebanyak 12,6 ml, digojog sampai homogen.

c. Larutan dalam vial dicacah aktivitas betanya dengan alat cacah pengelip cair selama 100 menit.

Alat yang digunakan

Alat-alat gel as, Tabung destilasi reflux, Tabung destilasi biasa, Vial gelas, Kompor pemanas dan Pencacah kelip cair :PACKARD:2000

CALL-TRI-CARB-LSA.

_{4. Cara perhitungan}

Cpm H-3 baku 60 x Dps H-3 baku

a. Efisiensi alai =

x 100%

112(797.92+855.13)

x 100% =27 %

=

60 x 51

Cara kerja

I. Pembuatan cuplikan urin terkontaminasi buatan H-3 dengan variasi aktivitas

2. Penentuan efisiensi alai cacah

3. Penentuan aktivitas H-3 hasil bioassay dan temuan kembali (recovery) dari berbagai aktivitas H-3 yang dikontaminasikan dalam urin

4. Cara perhitungan

b. Perhitungan hasil bioassay clan temuan kembal

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl Nukll P3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Junl 2002

Suratman dan Agus Sulistyono

ISSN 0216. 3128

357

pacta pengambilan destilat untuk pencacahan dapat dilakukan pacta setiap volume destilat, tidak perlu sampai volume urin habis.

Tabel 1. Hasil pencacahan destilat urin

terkonta-minasi H-3 dari berbagai volume

pengambilan destilat.

dimana :

7,4 = volume destilat yang dicacah daTi volume total 100 ml

Ed = Efisiensi alat cacah pengelip cair (%) T k bal" Aktivitas H -3 basil bioassay

100 '" emuan em 1= -X 70

Aktivitas H -3 baku mula -mula

Pacta pencacahan, volume destilat yang diambil 7,4 ml dengan volume pengelip cair 12,6 mi. Perbandingan 7,4 ml destilat dan 12,6 ml pengelip cair ini merupakan kondisi optimum penggunaan larutan pengelip cair Ultima Gold LL T dengan efisiensi sebesar 27 %.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pacta bioassay H-3 dalam urin dengan metoda destilasi reflux ini, pacta destilasi refluks penambahan KMnO4 dan KOH akan merusak senyawa organik, sehingga H-3 yang terikat pacta senyawa organik akan terlepas dan selanjutnya berada dalam senyawa anorganik. Pada destilasi biasa H-3 akan ikut dalam uap air, yang selanjutnya berada di dalam destilat air. Pada destilasi reflux ini, untuk menghindari timbulnya buih ditambahkan larutan I-propanol.

Dari Tabel I, basil destilasi 10 ml destilat pertama, kedua dan seterusnya, terlihat basil pencacahan dari cuplikan pacta tiap 10 ml volume destilat tidak menunjukkan perbedaan. Sehingga

Tabel 2. Dala hasil bioassay

H-3 dalam urin dengan berbagai aktivitas kontaminan

Aktivitas H-3 mula-mula / Cuplikan Cacah netto (Cpm) Efisiensi alai (%) Aktivitas H-3 hasil analisis (Bo) Temuan kembali (%) iOBq 8,94XO,45 6,75XO,45 9,15XO,46 10,30:1:0,47 38,69XO,71 36,88XO,70 34,90:1:0,68 40,17XO,72 71,87XO,91 79,48XO,95 83,18XO,97 75,41XO,93 133,01:1:1,18 119,71:1:1,15 119,14:1:1,15 123,48:1:1,16 204,27:1:1,47 204,79:1:1,47 210,60:1:1,49 123,48:1:1,16 303,86:1:1,77 291,47:1:1,76 293,92:1:1,75 295,08:1:1,75 0,60 < OM 0,15 < OM 0,49 < OM 0,71 < OM 27 _7,46:1:0,37 7,30:1:0,37 7,63:1:0,38 8,76:1:0,39 32,27:1:0,59 30,76:1:0,68 29,11:1:0,57 33,50:1:0,60 59,95:1:0,76 66,29:1:0,79 69,38:1:0,81 62,90:1:0,77 110,94:1:0,98 99,85:1:0,96 99,37:1:0,96 102,99:1:0,97 170,38:1:1,23 170,81:1:1,23 175,66:1:1,24 154,68:1:1,17 253,45:1:1,48 243,11:1:1,47 245,16:1:1,46 246,13:1:1,46 74,60:!:3,37 70,30:!:8,94 76,30:!:1,I6 87,60:!:13,47 80,67:t2,74 76,90:f:2,O6 72,77:1:7,32 83,75:1:6,16 74,94:1:7,23 82,86:1:2,57 86,72:1:7,35 78,62:1:2,67 92,45:1:7,40 83,21:1:3,33 82,81:1:3,80 85,83:1:0,29 85,19:1:1,49 85,40:1:1,74 87,83:1:4,63 77,34:1:7,86 90,52:1:2,63 86,82:1: 1,56 87,56:1:0,72 87,90:1:0,34 Temuan kembali rerata (%) 77.20:f:6.39 40Bq 27 78,52:1:4,11 80 Bq ₂₇ 80,78:1:4,43 120Bq 27 86,O8:t3,86 200 Bq 27 83.94:t3.95 280 Bq 27 88,20:1: 1,39 Pekerja --Pekerja 2 --Keterangan : OM = Oeteksi minimum

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

358 _{ISSN 0216 -3128 Suratman dan Agus Sulistyono}

Dari Tabel 2 terlihat basil temuan kembali yang diperoleh dari metoda ini cukup baik antara 77,20 -88,20 % dengan simpangan baku lebih kecil dari pada 10 %, meskipun dari distribusi Gauss dengan tingkat kepercayaan 95 %, deteksi minimum dipilih = 2 0" atau (DM) = 2 0" = 2 (Cpm latar I waktu pencacahan)l/2 melalui dua tahapan destilasi yaitu destilasi reflux clan destilasi biasa. Pada penggunaan metoda ini untuk dua orang pekerj a radiasi ekselerator, dari dua kali pengamatan menunjukkan bahwa aktivitas H-3 dalam urin dibawah batas deteksi minimum.

Dari Gambar 1, terlihat bahwa hubungan antara aktivitas H-3 basil bioassay dengan aktivitas H-3 kontaminan mula-mula linier, dengan koefisien korelasi r = 0,9994, yang berarti bahwa kedapat ulangan metoda bioassay ini baik, dengan deteksi minimum 0,54 Bq/lOO mI.

~t) = fraksi H-3 yang tinggal dalam tubuh pacta

waktu t hari

E(I) diperoleh dari basil bioassay H-3 dalarn urin, sedang Y (I) clan ~I) diperoleh dari persamaan sebagai berikut:

0.693

Tb

~t) = exp( -

_t)

Tb dipakai 10 hari seperti rata-rata umur paro

biologi H-3 oksida dalam tubuh.

0.693

10

Y;/) = 0.07 exp(

-t)per

hari

Untuk menghitung dosis radiasi interna yang diakibatkan oleh kandungan H-3 dalam tubuh sebesar I~Ci atau 3,7x1O4 Bq digunakan persamaan

Dosis(rem)

=Qx3.2xlO9xExl.6xlO-6 x~x.

100 m

E

=Qx512x-m

dengan

Q = integral waktu dari kontaminasi interna, dinyatakan dalam ~Ci-hari, dihasilkan dari masukan atau pengendapan I ~Ci. (3,7xI04 Bq)

3.2x109 = jumlah disintegrasi per hari dari I ~Ci 1.6xI0-6 = erg per Mev

100 = erg per gramjaringan per rad

E = absorbsi tenaga efektif per disintegrasi (Mev)

m = mas a organ kritis (gram)

8 38 58 10 128 158 188 218 2. 271 310 AktIvltas H-3 mula-mula (Bq)

Gambar 1. Kurva hubungan antara aktivitas H-3

hasi! bioassay

dengan

aktivitas H-3

mula-mula

Untuk H-3 yang mempunyai organ kritis jaringan tubuh. masukan I I.1Ci dalam tubuh maka : Dengan metoda bioassay ini maka dapat

diketahui laju ekskresi H-3 lewat urin dari dalam tubuh. Dari laju ekskresi H-3 lewat urin ini dapat dihitung kandungan H-3 di dalam tubuh dan dosis

radiasi interna.

Menurut publikasi ICRP No.10, fraksi radionuklida yang ada di dalam tubuh atau retensi radionuklida di dalam tubuh pada waktu t hari setelah masukan sebesar qo Bq dalam tubuh adalah

I

Q = Jq(l)dt

0 50 th

exp(-O.693) dt

~

VII) q(I)=R(l)xqo 0

Q = 14J1 Ci -hari

qo=

Maka dosis radiasi interna pacta seluruh tubuh dari masukan 1 ~Ci atau 3.7x1O4 Bq :

E

D=Qx51.2x- rem

m

0.01

dengan:

qo = kandungan H-3 dalam tubuh mula-mula (~Ci)

~I) = kecepatan ekskresi (~Ci/hari) Y (I) = fraksi ekskresi pada waktu t hari

q(l) = kandungan H-3 dalam tubuh pada waktu t hari

D=14x512x.

=1.67xl0-lrem

Prosldlng Pertemuan den Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan den Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

ISSN 0216.3128 359 Suratman don Agus Sulistyono

E = 0,01 Mev

m = 4,3x104 gram.

Untuk serapan sebesar

qo Bq, maka dosis

interna pada organ kritis seluruh tubuh adalah

:

1.67xlO4

X E(I) E

3.7xlO4 Threm=O.45x~rem

(I) Yu_(I)

D=

2. "Evaluation of Radiation Doses to Body

Tissues from Internal Contamination due to

Occupational

Exposure", ICRP Publication 10,

April 1967.

3. JAMES. A, GIBBS, LERROY.J, EVERE'n",

DON MOORE,"Sample Preparation for

Liquid

Scintillation Counting", Packard

Instrument

Company,

(1984).

4. "TRI-CARB Liquid Scintillation Analyzer

Model 2000 CA Operation Manual", Packard

Instrument Company 2200 Warrenville Road,

USA Publication no. 169-3029.

dengan:

~t) = kecepatan ekskresi lewat urin pada t bari, diperoleb dari basil bioassay urin. Y U(t) = fraksi ekskresi lewat urin

TANYAjAWAB

KESIMPULAN

Dari bioassay H-3 dalam urin dengan metoda destilasi reflux diperoleh temuan kembali antara 77,20 -88,20 % dengan simpangan baku lebih kecil daTi pada 10 %. Hubungan antara aktivitas H-3 hasil bioassay dengan aktivitas H-3 mula-mula linier dengan koefisien korelasi r = 0,9994, deteksi minimum 0,54 Bq/l 00 mI. Aktivitas H-3 dalam urin dua pekerja radiasi akselerator di bawah batas deteksi minimum.

Tersedia metoda bioassay H-3 dalam urin dengan destilasi refluks.

Budi Sulistyo

...Pacta destilasi bias a .kemungkinan acta H-3 yang terbawa oleh oleh uap air. yang akan terlepas keluar tidak mengembun. Apakah H-3 yang terlepas sudah diperhitungkan ?

...Apakah tindak lanjut dari keberhasilan metode ini (bila recovery dianggap cukup baik) di masa mendatang ?

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih diucapkan kepada saudari

Agnes Murwanti yang telah membantu menyelesaikan penelitian ini.

Agus Sulistiono

.Sudah diperhitungkan, karena H-3 dalam air berada dalam keadaan homogen, sehingga konsentrasi H-3 yang ada dalam destilat tidak mengalami perubahan.

.Tindak lanjut untuk melakukan analisis jika terjadi kontaminasi internal pada pekerja

radiasi.

Kerja

BATAN

DAFTARPUSTAKA

1. BATAN, Ketentuan Keselamatan Terhadap Radiasi (SK.Dirjen No.O3/160/Dj/89) tahun (1989).

Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-8ATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002