Pemantauan Rutin Dosis Eksternal Perorangan Menggunakan Dosimeter Personal Aktif

(1)

Pemantauan Rutin Dosis Eksternal Perorangan Menggunakan Dosimeter

Personal Aktif

Hasnel Sofyan

Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – BATAN hasnel_s@batan.go.id

Abstrak – Dosis yang diterima para pekerja radiasi harus selalu terpantau dan nilainya berada di bawah nilai batas dosis yang telah ditetapkan. Nilai dosis eksterna perorangan dapat diukur dengan menggunakan sistem dosimeter personal pasif (detektor film, dosimeter luminescence, dll) dan sistem dosimeter personal aktif (DPA). Jenis dosimeter yang digunakan juga disesuaikan dengan lingkungan tempat kerja, jenis radiasi (sinar-X, gamma, beta, dan neutron) dan laju dosis sumber radiasi yang digunakan. Selama ini, pemantauan dosis eksterna perorangan secara rutin dilakukan dengan dosimeter luminescence (TLD, OSLD, RPLD). Dengan perkembangan DPA dan fitur-fitur tambahan yang tersedia, pemantauan dosis eksterna perorangan akan menjadi lebih mudah dan praktis. Belakangan ini, DPA telah mulai dipertimbangkan untuk dosimeter kerja rutin seperti dosimeter personal pasif dalam pemantauan dosis eksterna perorangan. DPA dapat memberikan bacaan dosis secara langsung dan alarm pada nilai dosis yang telah ditetapkan sebelumnya. Di samping itu, sensitivitas DPA order 100 counts per µSv dan dapat mengindikasikan dosis serendah 0,015 µSv. Keunggulan ini sangat mendukung dalam pencapaian prinsip dasar dalam proteksi radiasi yaitu Prinsip Alara (as low as reasonably achievable). Untuk masa yang akan datang, dengan meningkatnya tuntutan kebutuhan dosimeter sebagai dampak dari perkembangan peralatan dan iptek nuklir, sistem dosimeter perorangan aktif dapat menggantikan dosimeter perorangan pasif dalam pemantauan dosis rutin.

Kata Kunci: dosis perorangan, prinsip Alara, TLD, dosimeter personal aktif.

Abstract – The accepted doses on radiation workers must be monitored and its value is below than specified doses value limits. The value of external doses for individual can be measured by using passive personal dosimeter system (film detector, luminescence dosimeter, etc.) and active personal dosimeter system (APD). Dosimeter type that be use is also adapted to the environment work, radiation type (x-rays; gamma, beta, and neutrons) and doses rate of radiation exposure. During this time, the monitoring of individual dose routinely has been done by using luminescence dosimeter (TLD, OSLD, RPLD). The development of APDs and additional features available, external doses monitoring for individual will be easier and more practical. Lately, the APD has started to be considered for serving as routine workplace dosimeters like passive dosimeter in individual doses monitoring. APD can provide dose readings and alarms directly on the value of the dose has been established before. In addition, the APD sensitivity order 100 counts per µSv and can be indicated a dose as low as 0,015 µSv. This advantage is supported in the achievements of the basic principles in radiation protection, namely principle of Alara (as low as reasonably achievable). In the future, the increasing demands of dosimeter needs as a impact in development of nuclear device and science and technology nuclear, the system of active personal dosimeter can be replace the passive personal dosimeters in routine monitoring doses.

Keywords: personal dose, Alara principles, TLD, active personal dosimeter I. PENDAHULUAN

Dosimeter yang akan digunakan untuk pemantauan dosis yang berasal dari paparan radiasi pengion harus memiliki tingkat keselarasan hasil pengukuran dan evaluasi dosis yang sama di seluruh dunia [1]. Selain itu, pemilihan dosimeter juga harus disesuaikan dengan jenis radiasi (sinar-X, gamma, beta dan neutron) dan nilai dosis ekivalen perorangan Hp(d) yang akan dipantau. Pemantauan dosis eksterna perorangan dapat dilakukan dengan menggunakan dosimeter pasif dan dosimeter aktif. Dosimeter pasif terdiri dari detektor bahan luminescence (luminisensi), detektor jejak nuklir, detektor emulsi superheated (bubble detector), detektor film dll, sedangkan dosimeter aktif menggunakan electronic personal dosimeter (EPD) [1,2]. Dosimeter luminisensi, berdasarkan jenis stimulasi yang diberikan pada saat proses pembacaan tanggapannya dapat dikelompokkan sebagai TLD (thermoluminescence dosimeter), OSLD (optically stimulated luminescence dosimeter) dan RPLD (radiophoto luminescence dosimeter).

Perlindungan keselamatan terhadap pekerja radiasi wajib diberikan agar paparan radiasi pengion yang diterimanya tidak melampaui nilai batas dosis yang telah ditetapkan [3]. Secara umum, pengunaan sistem dosimeter personal pasif membutuhkan durasi waktu untuk pemantauan paparan radiasi pengion, yaitu jangka pendek (≥ 1 hari) dan jangka panjang (1 – 3 bulan atau > 3 – 6 bulan) [2]. Sebelum mengetahui nilai dosis kumulatif yang diterima pekerja selama masa pemakaian, setiap dosimeter harus melewati proses evaluasi oleh laboratorium dosimetri terakreditasi [3]. Proses mengevaluasi dosimeter juga membutuhkan waktu untuk pengiriman ke laboratorium dosimetri yang ditunjuk, sehingga dapat menjadi kendala jika informasi dosis ingin diketahui secara cepat. Pada situasi lain, masalah pemantauan dosis sering dijumpai karena penggunaan sumber radiasi yang memiliki paparan laju dosisnya relatif tinggi, terutama dalam kegiatan di bidang medis dan industri [4]. Dengan hanya menggunakan dosimeter pasif (TLD badge), aplikasi proteksi radiasi tidak akan menjadi efektif.

(2)

Di Indonesia, pemantauan rutin dosis eksterna perorangan untuk paparan radiasi sinar-X, gamma, beta dan neutron menggunakan dosimeter pasif TLD badge produk Harshaw atau BARC. Mengingat pentingnya keselamatan radiasi bagi setiap pekerja radiasi [3,5], maka pemantauan dosis eksterna perorangan perlu mendapatkan perhatian serius agar prinsip dasar dalam proteksi radiasi yaitu Prinsip Alara (as low as reasonably achievable) dapat diaplikasikan secara benar. Berdasarkan EURATOM [6], standar keselamatan dasar terhadap bahaya yang kemungkinan timbul dari radiasi pengion telah menjadikan tantangan baru dalam pemantauan dosis perorangan, terutama untuk batas dosis rendah bagi masyarakat dan pekerja, dan batasan dosis untuk kegiatan spesifik.

Dosimeter aktif (EPD) [7] dapat merekam informasi dosis lebih rendah dari yang terdeteksi oleh dosimeter pasif. EPD dengan pengaturan fiturnya (alarm), pekerja dapat menjaga jarak aman dari sumber radiasi sehingga aplikasi limitasi dosis dapat terlaksana. Dengan keunggulan dan untuk usaha mengatasi kendala yang terjadi dalam pemakaian dosimeter pasif, maka perlu dilakukan kajian penggunaan sistem dosimeter aktif sebagai dosimeter yang akan digunakan secara rutin dalam pemantauan dosis eksterna perorangan. II. SISTEM DOSIMETER PERSONAL AKTIF

A. Dosimeter Personal Aktif (EPD)

Masalah yang sering terjadi dalam memperkirakan dosis eksterna perorangan adalah pemakaian dosimeter tidak benar, kesalahan dalam proses pembacaan dan adanya perbedaan antara kondisi standar saat kalibrasi dengan lingkungan kerja yang nyata. Selain itu, peningkatan ketidakpastian dosis yang dilaporkan dapat disebabkan karena kehilangan data sebagai akibat kerusakan atau hilangnya dosimeter dan juga kemungkinan terpapar radiasi yang cukup signifikan pada saat tidak digunakan (misal proses pengiriman) [8].

Perkembangan iptek dan peralatan nuklir yang sangat pesat terutama di bidang kesehatan dan industri, akan diikuti dengan meningkatnya kebutuhan dosimeter yang memiliki tingkat sensitivitas yang tinggi. Selain itu, dibutuhkan juga dosimeter yang mampu mengendalikan dosis radiasi yang diterima pekerja di daerah dengan laju paparan radiasinya relatif tinggi [3]. Selama ini, pemantauan dosis eksterna perorangan yang dilakukan secara rutin, masih didominasi oleh dosimeter luminisensi (TLD, OSLD dan RPLGD). Sedangkan EPD (Gambar 1) [9], hanya digunakan sebagai dosimeter pendamping dan itupun jika diperlukan. Dengan perkembangan EPD yang semakin fleksibel dan fitur-fitur tambahan yang tersedia semakin lengkap, EPD memiliki potensi yang cukup baik untuk memenuhi ketentuan persyaratan proteksi radiasi [1,10].

B. Karakteristik Dosimeter Personal Aktif (EPD)

Prinsip dasar dari EPD adalah rangkaian yang terdiri dari detektor yang dihubungkan dengan perangkat elektronik. Tipe detektor yang banyak digunakan pada EPD yang memenuhi karakteristik teknis yang dipublikasikan oleh International Electrotechnical Commission (IEC) [11] dan sudah dikomersialisasikan adalah detektor dioda-Si (1-4 Si), tabung GM (Geiger Muller) dan DIS (Direct Ion Storage) [10]. Secara umum, EPD memiliki banyak keunggulan

dalam pengukuran dosis eksterna perorangan dibandingkan dengan dosimeter pasif. Namun, IEC menetapkan batasan yang sama untuk tanggapan dosimeter terhadap perubahan energi dan perbedaan sudut insiden radiasi, yaitu 0,71–1,67 seperti ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Pada Gambar 2 ditampilkan kurva tanggapan beberapa EPD dan TLD badge yang dinormalisasi terhadap sumber standar 137Cs untuk dosis nominal (Hp(10)) 1 mSv [12], dan pada Tabel 1 untuk karakteristik teknis dosimeter.

Gambar 1. Beberapa tipe EPD [9].

Tabel 1. Karakterisitik teknis persyaratan dosimeter personal

(gamma, beta dan neutron) [10,11] Pengaruh Kuantitas Persyaratan Teknis IEC 61526 Ukuran < 250 cm3

Massa < 200 g

Memori bacaan ± 5%, 24 jam setelah off Uji jatuh ± 10%; 1,5 m dari permukaan

lantai yang keras Batas pengukuran efektif 1 µSv – 1 Sv atau

1 µSv/jam – 1 Sv/jam Kesalahan relatif radiasi

foton (137 Cs)

Dosis ekivalen (± 15%) dan laju dosis ekivalen (± 20%) Kesalahan relatif radiasi

beta (90Sr/90Y)

Dosis ekivalen (± 15%) dan laju dosis ekivalen (± 20%) Ketergantungan laju dosis

ekivalen

± 20% sampai laju dosis 1 Sv/jam Akurasi alarm radiasi

foton (137 Cs)

Dosis ekivalen (± 15%) dan laju dosis ekivalen (± 20%) Akurasi alarm radiasi beta

(90 Sr/90

Y)

Dosis ekivalen (± 15%) dan laju dosis ekivalen (± 20%) Ketergantungan sudut Foton (0 – ± 60°) Beta (0 – ± 60°) ± 20% (137_{Cs) dan ± 50% (}241 Am) ± 30% untuk 90 Sr/90 Y Energi radiasi

Foton (33keV–1,5 MeV) Beta (Emax > 0,78 MeV)

± 30% (20 keV – 1,5 MeV) ± 30%

Medan radiasi neutron – 35 sampai + 122% (100keV– 15MeV)

– 35 sampai + 200% (0,025eV– 100keV)

Pada Gambar 2 terlihat kurva tanggapan EPD pada energi tertentu berada di luar batasan yang ditetapkan oleh IEC. Hal ini dapat terjadi, karena karakteristik setiap EPD tidak sama dan bergantung pada model EPD dan tipe detektor yang digunakan. Berdasarkan data penelitian T. Bolognese-Milsztajn dkk [13], perbedaan model (31 model) dan tipe detektor menyebabkan tanggapan EPD terhadap energi juga berbeda. Variasi tanggapan EPD untuk energi rendah (Emin)

dan energi tinggi (Emax) masing-masing adalah 15 – 70 keV

dan 1.000 – 10.000 keV secara berurutan. Sedangkan tipe detektor yang digunakan untuk EPD adalah detektor

(3)

dioda-Si (seri 1-4 dioda-Si), tabung GM, DIS dan detektor semi konduktor.

IEC 61526

Gambar 2. Tanggapan beberapa EPD dan TLD yang

dinormalisasi terhadap sumber radiasi 137Cs. [12]

IEC 61526

Gambar 3. Tanggapan EPD untuk perubahan sudut yang

dinormalisasi terhadap sumber radiasi 137Cs [12]. Pada saat pemakaian dosimeter baik TLD atau EPD di daerah kerja, posisinya terhadap arah datang sumber radiasi sering kali tidak terpantau secara pasti. Melalui komisi internasional (IEC), telah dipublikasikan IEC 61526 untuk uji kemampuan dosimeter, termasuk batas deteksi dan ketidakpastian pengukuran sebagai persyaratan yang harus dipenuhi oleh dosimeter. Pengaruh perbedaan sudut datang paparan radiasi, IEC 61526 memberikan batasan tanggapan terhadap insiden normal sebesar 0,71–1,67 untuk sudut antara 0 ± 60°. Dari penelitian A. Boziari dkk [12], EPD dan TLD yang digunakan memenuhi persyaratan IEC 61526 terhadap posisi pemakaian EPD dan TLD badge, memenuhi persyaratan yang dipublikasikan oleh IEC 61526.

C. Standar Internasional untuk EPD

Dosimeter yang digunakan dalam proteksi radiasi harus memenuhi ketentuan persyaratan yang diberlakukan secara internasional. Hal ini akan berdampak pada tuntutan untuk meningkatkan jaminan kualitas dan kontrol kualitas dalam pemantauan dosis eksterna perorangan. Sehingga, kesiapan metode evaluasi ketidakpastian pengukuran dosis ekivalen perorangan juga akan menjadi semakin penting. Metode ini

harus dapat diandalkan dan memberikan hasil yang realistis, serta harus memiliki tingkat keselarasan yang sama di seluruh dunia [1]. Standar teknis internasional yang relevan dengan proteksi radiasi telah dipublikasikan oleh organisasi atau badan yang berbeda seperti yang ditampilkan pada Gambar 4 [14]. Masing-masing organisasi/badan dengan spesialisasinya bertugas untuk mengembangkan standar, rekomendasi, laporan atau dokumen internasional mengenai proteksi radiasi dan khususnya untuk pemantauan radiasi pengion. IEC [11] mempublikasikan persyaratan teknis (IEC-61526) untuk dosimeter personal yang digunakan dalam pemantauan dosis ekivalen Hp(10) and Hp(0,07) untuk radiasi sinar-X, gamma, beta dan neutron [14].

Gambar 4. Standar internasional untuk EPD yang relevan

dengan proteksi radiasi [14].

Perkembangan dosimeter telah menghasilkan bentuk dan ukuran fisik EPD sangat bervariasi, begitu juga dengan beratnya. Pada Tabel 1 dapat dilihat karakteristik teknis dosimeter yang dipublikasikan oleh IEC. Dari penelitian M. Ginjaume [10] terhadap 31 jenis EPD, diketahui batas efektif pengukuran paparan radiasi lebih baik dari TLD. Tanggapan terhadap paparan radiasi pengion antara EPD dengan TLD terlihat perbedaan yang cukup signifikan terutama untuk dosis rendah. Kemampuan EPD mengukur dosis minimum memenuhi persyaratan IEC 61526, atau sepersepuluh dari batas minimum TLD. Dan untuk batas dosis maksimumnya, EPD mampu mengukur dosis sampai 10 kali lebih besar dibandingkan ketentuan IEC 61526 dan TLD. Sementara itu, dari penelitian T. Bolognese-Milsztajn dkk [13] diperoleh hasil bahwa EPD memiliki sensitivitas 100 counts per µSv dan dapat mengindikasikan dosis rendah sampai 0,015µSv.

Aplikasi standar internasional diberlakukan pada EPD dan monitor untuk mengukur dosis ekivalen perorangan Hp(10) and Hp(0,07) dari sumber radiasi sinar-X, gamma, neutron dan radiasi beta. Sedangkan laju dosis ekivalen perorangan digunakan untuk mengindikasikan peringatan dari sumber radiasi. Hal ini menjadi persyaratan kinerja dosimeter terhadap karakteristik umum dan mekanik, dosimetrik, elektrik, elektromagnetik dan lingkungan. Berdasarkan pada aplikasi standar dosimeter menurut IEC 61526 [11], telah ditetapkan 6 kombinasi kuantitas dan jenis radiasinya, yaitu; 1. Hp(10) and Hp(0,07) dari radiasi sinar-X dan gamma 2. Hp(10) and Hp(0,07) dari radiasi sinar-X, gamma dan

radiasi beta

(4)

4. Hp(10) dari radiasi neutron

5. Hp(10) dari radiasi sinar-X, gamma dan neutron 6. Hp(0,07) dari radiasi sinar-X dan beta

III. DOSIMETER PERSONAL AKTIF

Penggunaan dosimeter personal aktif menjadi penting ketika sumber yang digunakan dapat menimbulkan paparan radiasi tinggi atau meningkatkan risiko paparan radiasi seperti dalam aplikasi di industri radiografi. Di dunia medis, EPD (Gambar 5) [15] digunakan sebagai dosimeter personal untuk memantau nilai dosis tinggi yang ditemukan di bagian radiologi intervensional [4].

Perkembangan EPD sudah mencapai tahap penggabungan sistem otomatisasi pengelolaan data dari tele-transmisi ke unit terpusat. Di Negara Eropa, EPD yang telah memenuhi persyaratan IEC mulai digunakan dalam berbagai kegiatan medis, industri dan penelitian. Dan Inggris, pada tahun 1994 telah menyetujui penggunaan dosimeter elektronik untuk pemantauan rutin dosis pekerja di pusat penelitian [16].

Gambar 5. Eletronic Personal Dosimeter Dosicard [15]

Dengan keunggulannya, EPD akan menjadi dosimeter personal yang tepat dalam pemantauan rutin dosis eksternal pekerja. Dan permasalahan munculnya ketidakpastian dalam penetapan dosis dapat diselesaikan. Peningkatan ketidak-pastian dapat terjadi karena kesalahan pemakaian, kerusakan TLD selama masa pemakaian dan pemprosesan, perubahan karakteristik TLD akibat stimulasi panas dan kemungkinan kehilangan data selama proses pengolahan.

IV. KESIMPULAN

Mengingat pemakaian TLD memerlukan durasi waktu, kebergantungan pada laju dosis, batas deteksi minimum yang relatif tinggi dan sering terjadi masalah dalam proses evaluasi dosis, maka kebutuhan dosimeter yang praktis dan efisien akan meningkat cepat. EPD dengan keunggulannya sebagai dosimeter personal aktif akan memberikan solusi yang tepat dan cepat untuk informasi dosis dan laju dosis pada lokasi tertentu serta alarm yang mudah di-set.

Di Indonesia, meskipun ada hambatan dalam budget, namun karena kebutuhan akan terjadi pergantian secara bertahap ke EPD. Saat ini, dosimeter kartu sudah digunakan di beberapa rumah sakit, dan industri di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. R. Behrens and P. Ambrosi, Review of international standards for dosemeters, Radiat. Prot. Dosim. 128, 2008, pp. 159–168.

[2]. P. Olko, L. Currivan, J.W.E. van Dijk, et al., Thermo-luminescence detectors applied in individual monitoring of radiation workers in Europe – a Review Based on the EURADOS Questionnaire. Radiat. Pro.t Dosim. 120, 2006, pp. 298–302.

[3]. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 33 Tahun 2007, tentang Keselamatan Radiasi Pengion dan Keamanan Sumber Radioaktif, 2007.

[4]. I. Clairand, L. Struelens, C. Itie, J-M. Bordy, J. Daures, L. Donadille, P. Vaz, M. Denoziere, J. Debroas and F. d’Errico, Intercomparison of active personal dosemeters in interventional radiology. Radiat. Prot. Dosim. 129, 2008, pp. 340–345.

[5]. Keputusan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir No. 02-P/Ka-BAPETEN/I-03 tahun 2003 tentang Sistem Pelayanan Pemantauan Dosis Eksterna Perorangan, 2003.

[6]. European Commission. Council Directive 96/29 EURATOM of 13 May 1996 laying down basic safety standards for the protection of the health of workers and the general public against the dangers arising from ionizing radiation. Official J.

Eur. Commun. L159, 39, 1996, pp. 1–28.

[7]. M. Luszik-Bhadra and S. Perle, Electronic personal dosemeters will replace passive dosemeters in the near future,

Radiat. Prot. Dosim. 123, 2006, pp. 546–553.

[8]. H. Stadtmann, Markus Figel, V. Kamenopoulou, D. Kluszczynski, H. Roed and J. Van Dijk, Quality control and reliability of reported doses, Radiat. Prot. Dosim. 112, 2004, pp. 169–189

[9]. IAEA-EURADOS, Intercomparison of personal dose

equivalent measurements by active personal dosimeters, Final Report of a joint EURADOS Project, IAEA-TECDOC-1564, Printed by the IAEA in Austria, 2007. [10]. M. Ginjaume, T. Bolognese-Milsztajn, M. Luszik-Bhadra, F.

Vanhavere, W. Wahl and A. Weeks, Overview of active personal dosemeters for individual monitoring in the European Union, Radiat. Prot. Dosim. 125, 2007, pp. 261– 266.

[11]. International Electrotechnical Commission (IEC), Radiation

Protection Instrumentation -Measurement of personal dose equivalent Hp(10) and Hp(0.07) for X, gamma, neutron and beta radiation- direct reading personal dose equivalent and/or dose equivalent rate dosemeters, IEC 61526 (Ed. 3.0, 2010-07), Geneva, 2010.

[12] A. Boziari, C.Koukorava, E. Carinou, C. J. Hourdakis and V. Kamenopoulou, The use of active personal dosemeters as a personal monitoring device: Comparison with TL dosimetry,

[13]. T. Bolognese-Milsztajn, M. Ginjaume, M. Luszik Bhadra, et. al, Active personal dosemeters for individual monitoring and other new developments. Radiat. Prot. Dosim. 112, 2004, pp. 141–168.

[14]. P. Ambrosi, International standards for radiation protection,

[16]. M. Ginjaume, Performance and approval procedures for active personal dosemeters, Radiat. Prot. Dosim. 144, 2011, pp. 144–149.

TANYA JAWAB Dewita, BATAN

? Kalau dosimeter pasif, hasil pengembangan diolah oleh suatu badan, kalau dosimeter aktif bagaimana?

? Mengapa dosimeter aktif di Indonesia belum dapat digunakan? Apa kekurangannya?

(5)

Hasnel Sofyan, BATAN

√ Sampai saat ini dosimeter aktif hanya digunakan sebagai dosimeter pendamping dosimeter pasif, itupun jika diperlukan. Dosimeter aktif belum bisa digunakan sebagai dosimeter personal rutin, karena informasi data dosis setiap pekerja radiasi harus dilaporkan ke Bapeten (untuk Indonesia), dan juga karena sistem informasi data di Indonesia belum terintegrasi dengan baik. Selain itu, penggantian dari TLD ke dosimeter aktif membutuhkan anggaran yang sangat besar.

Arinie, UNDIP

? a. Siapa sih yang harus selalu memakai dosimeter? b. Bagaimana orang yang selalu diradiasi kena kanker?

Hasnel Sofyan,BATAN

√ a. Berdasarkan PP 33 th 2007 setiap pekerja radiasi wajib menggunakan dosimeter untuk mengetahui dosis radiasi yang diterimanya agar tidak melampaui NBD.

b. Dalam PP 33 th 2007, limitasi dosis tidak diberlakukan bagi pasien medis, karena lebih memperhatikan sisi manfaat radiasi yang lebih tinggi dari risikonya.