Suparno, Makmur Rangkuty-PEMBUATAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFI IR-I92MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS

PEMBUAIAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFI IR-l92MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS

Suparno, Makmur RangkutyPusat Pendidikan dan Pelatihan BATAN, parnomrj@batan.go.id

ABSTRAKPEMBUATAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFI Ir-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS. Telah dilakukan pembuatan kurvapenyinaran radiografi dengan sumber radiasi Ir-192. Kurva penyinara adalahkurva hubungan antara ketebalan material dengan paparan (curie menit). Kurvapenyinaran dibuat dengan melakukan sederet penyinaran radiografi pad a sebuahstep-wedge dengan waktu penyinaran yang berbeda. Penentuan waktupenyinaran dilakukan dengan perhitungan menggunakan persamaan dosisradiasi. Perhitungan dilakukan dengan mengacu nilai dosis 1400 mRem. Kurvapenyinaran dibuat dengan regresi linier hubungan antara tebal (X) sebagai absisdan logaritma paparan (Log E) sebagai ordinat, menggunakan CALCULATORCASIO FX-350MS. Kurva yang dihasilkan memiliki persamaan Log E =1,72153 + (0,022115 X) curie men it. Hasil uji radiografi terhadap kurvapenyinaran pada tiga variasi ketebalan material menghasilkan nilai densitas2,64; 2,43; 2,51.Kata Kunci : Radiografi, kurva penyinaran (exposure chart), persamaan dosisradiasi

ABSTRACTMAKING Ir-l92 RADIOGRAPHIC EXPOSURE CHART USING THERADIATION DOSE EQUATION. Making radiographic exposure chart of Ir-192 radiation source has been performed. Exposure chart is a curve that relatedbetween material thickness with exposure (curie minute). Exposure chartcreated by conducting a series of radiographic exposure on a step-wedge withexposure time varying. Determination of exposure time is done withcalculations using the radiation dose equations. The calculation is performedwith reference 10 the value of 1400 mrem of radiation dose. Exposure chart wasmade by linear regression relationship between the thickness (X) as the abscissaand the logarithm of exposure (log E) as ordinate, using CALCULATOR CASIOFX-350MS. The resulting curve has thz equation log E = 1.72153 + (0.022115X) curie minutes. Radiographic test results of the exposure chart at threevariations of the thickness of the material produced density values of2.64; 2.43;2.51.

PENDAHULUANDalam melakukan UJI

radiografi suatu material,keberhasilan pembuatan radiograf(film hasil radiografi) antara lain

dipengaruhi oleh ketepatanmenentukan waktu penyinaran.Untuk keperluan tersebutdigunakan suatu kurva yang disebutkurva penyinaran (exposure chart).

47

Widyanuklida Vol. 13 No. I, November 2013

Kurva penyinaran (exposurechart) adalah kurva yangmenghubungkan antara tebalmaterial dan paparan untuk energiradiasi (sumber radiasi) tertentu.Kurva penyinaran hanya berlakuuntuk sumber radiasi, material,sistem film, dan kondisipemrosesan tertentu. Untukmeradiografi material yang berbedadiperlukan kurva penyinaran yangberbeda pula. Begitu pentingnyakurva penyinaran dalam pekerjaanradiografi, maka pembuatan kurvapenyinaran dijadikan materipraktikum dalam pelatihanradiografi Level 2 di PusdiklatBATAN.

Kurva penyinaran dibuatdengan melakukan sederetpenyinaran radiografi pada sebuahstep-wedge dengan waktupenyinaran yang berbeda-beda.Selama ini penentuan waktupenyinaran dilakukan secara coba-coba (trial and error). Keberhasilandari pembuatan kurva penyinaranditentukan oleh pemilihan waktupenyinaran yang tepat sesuaidengan ketebalan step-wedge yangtersedia. Untuk keperluan tersebut,diperkenalkan cara penentuanwaktu penyinaran menggunakanpersamaan dosis, yaitu :

x=x·t (1)

TATAKERJAPembuatan kurva penyinaran

diawali dengan melakukan 10 kalipenyinaran pada sebuah step-wedgedari bahan carbon-steel yangmemiliki 10 step dengan ketebalanmasing-rnasing 6,8 mm, 11,4 mm,

48

dengan X paparan absolut radiasi,

X laju paparan, dan t waktupenyinaran.

Untuk menerapkan persamaantersebut, diperlukan data-data danpersamaan sebagai berikut :

1) Nilai paparan absolut radiasi padasistem film untuk mendapatkandensitas film 2. Untuk sistem filmAGFA 07 dengan sumber Ir-I92,besarnya nilai paparan menuruthasil penelitian adalah 1400 mR(Supamo et all, 2012)

2) Laju paparan X pada permukaanfilm yang berjarak SFO (jaraksumber ke film) setelah menembusstep wedge, dapat ditentukandengan persamaan berikut

rA -0,693 x

X = e HVLSFD2 (2)

dengan, A aktivitas sumber radiasi(dalam Ci), SFO jarak sumber kefilm dan r adalah faktor gammayanf untuk lr-I92 nilainya 0,5Rm IJam Ci , x tebal step wedge,HVL tebal paro yang nilainya untukbesi adalah 13 mm.

16, I mm, 20,8 mm, 25,7 mm, 30,4mm, 35,1 mm, 39,8 mm, 44,9 mm,dan 49,7' mm. Penyinarandilakukan pada SFO 610 mmmenggunakan sumber radiasi lr-l92dengan aktivitas 41,8 Ci. Sistemfilm yang digunakan terdiri atasfilm AGF A 07 dengan skrin

Suparno, Makmur Rangkuty-PEMBUATAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFIIR-I92MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS

lembaran timbal depan danbelakang rnasing-rnasing memilikiketebalan 0,125 mm. Waktupenyinaran dihitung menggunakanpersamaan 1 dan 2. Perhitunganwaktu penyinaran pertamadidasarkan ketebalan step I,penyinaran berikutnya didasarkanpada ketebalan step 2,3,4, 5, 6, 7,8, 9, dan 10. Susunan geometripenyinaran dibuat sedemikian rupasehingga ketebalan step yangmenjadi dasar perhitungan beradapada pusat berkas. Pada penyinaranpertama, yang berada pada pusatberkas adalah step 1, padapenyinaran berikutnya secarabergantian yang berada di pusatberkas adalah step 2, 3, 4,5,6, 7, 8,9, dan 10.

Semua film yang telah disinaridiproses secara bersamaan dalamruang proses film dengan waktudan temperatur developer

Tabel I : Hasil PerhitunganWaktu Penyinaran Step-Wedge

standar (5 menit 20°C). Setelahselesai pemrosesan, dilakukanpengukuran densitas pada semuagambar step pada setiap radiograf.Pengukuran densitas menggunakandensitometer FIDGEON.

DATA DAN ANALISA DATANilai paparan absolut radiasi

pada sistem film untukmendapatkan densitas film 2 untuksistem film AGFA D7 dengansumber Ir-l92 adalah 1400 mR.Mengacu pada nilai paparantersebut, kemudian dilakukanperhitungan waktu penyinaranuntuk setiap ketebalan step-wedgemenggunakan persamaan 1 dan 2.Hasil perhitungan waktupenyinaran dinyatakan dalam Tabel1.

~.Tebal step (mm) Waktu (menit)No. Step

1 6,8 2,142 11,4 2,73 16,1 3,54 20,8 4,55 25,7 5,96 30,4 7,6

--7 35,1 9,78 39,8 12,59 44,9 16,410 49,7 21,2

Dengan waktu yang telahditentukan, dilakukan radiografiterhadap step-wedge. Film hasilradiografi kemudian diproses dandiukur densitasnya menggunakandensitometer. Hasil pengukurandensitas untuk setiap radiograf

dinyatakan dalam Tabel 2. Daridata terse but tampak bahwaterdapat 9 film (film nomor 1sampai nomor 9) memiliki rentangdensitas yang menyeberang padanilai densitas 2. Sedangkan, 1 buahfilm (nomor 10) rentangdensitasnya tidak menyeberangpada nilai densitas 2.

49

50

Widyanuklida Vol. 13 No. I, November 2013

Tabel2: Hasil Pengukuran Densitas Pada Film Hasil Radiografi Step-Wedge

No. Waktu Densitas PaparanFilm (menit) Ci.

Menitstep step step step step step step step step step E=A. tI 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I 2,14 2,24 1,94 1,65 1,39 89,452 2,7 2,73 2,29 1,96 1,58 1,28 112,863 3,5 3,20 2,77 2,35 1,95 1,59 1,28 146,34 4,5 3,60 3,06 2,53 2,02 1,61 1,27 188,15 5,9 3,68 3,08 2,55 2,05 1,65 1,31 246,66 7,6 3,83 3,17 2,65 2,14 1,72 1,40 I,ll 317,77 9,7 3,75 3,06 2,53 2,08 1,63 1,25 405,58 12,5 3,92 3,18 2,62 2,06 1,57 522,59 16,4 I 4,00 3,25 2,47 1,96 685,510 21,2 3,73 3,10 2,31 886,16

4

3.5

3

2.5'"to•..'v; 2cQIQ 1.5

1

0.5

0 !""·¥~~~'n_ .,_¥,y_"¥ ...... ¥~

0 10Tebal (mm)

Gambar 1 : Kurva Hubungan Antara Tebal Dengan Densitas Pada Setiap Nilai Paparan(Exposure)

Suparno, Makmur Rangkuty-PEMBUATAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFI IR-192MENGGUJ'lAKAN PERSAMAAN DOSIS

Berdasarkan data pada Tabel 2,selanjutnya dibuat kurvahubungan antara tebal materialdengan densitas untuk film nomor1 sampai nomor 9, sepertiditunjukkan pada Gambar 1. Datapada film nomor 1° tidak dapatdigunakan karena rentangdensitasnya tidak menyeberang

pada nilai densitas 2. Dari kurvapada gambar 1 kemudianditentukan nilai ketebalan untukmasing-masing paparan pada nilaidensitas 2. Data tersebutdinyatakan dalarn Tabel 3.

Tabel 3: Data Hubungan Tebal (Mm) Dan Paparan (Ci Menit) Pada Densitas 2Tebal (mm) Paparan (E, Ci men it) Logaritma Paparan

(Log E)10,5 89,45 1,95114,5 112,86 2,05219,5 146,3 2,16525,S 188,1 2,27430,S 246,6 2,39236,0 317,7 2,50240,0 405,5 2,60846,0 522,5 2,71849,0 685,5 2,836

Mengacu data pada Tabel 3,dibuat regresi linier hubunganantara tebal (X) sebagai absis danlogaritma paparan (Log E)

sebagai ordmat. Regresi linierdibuat dengan rumus :

LogE=A+ BX

Nilai A dan B diperoleh dari calculator yang memiliki mode Regresi Linier,yang dalam tulisan ini digunakan CALCULATOR CASIO FX-350MS

I dengan langkah sebagaiberikut:

~ Mang.I""".o fungsi Reg"'" Un••r

(MODE 100

! -~Xn Log En [!.l+ (OAT.>,) JDengan mengacu padapersamaan regresi linier(persamaan 4) kemudiandibuat kurva penyinaran padakertas semi logaritma dengan

Dari langkah tersebut,diperoleh nilai A = 1,72153dan B = 0,022115, danpersamaan regresi liniernyaadalahLog E = 1,72153 +O,022115x

2. Mem~rsihbn ~ri

3. M~mas'Ukkan Oat •..

Xl [=~]

x2D

NiiaiA-

NilaIB-

51

Widyanuklida Vol. 13 No.1, November 2013

tebal (X) sebagai absis danpaparan (E) sebagai ordinat.Untuk pembuatan kurva dipilihdua nilai ketebalan sembarang,dalam hal ini dipilih tebal 10 mmdan 40 mm. Hasil perhitungandengan persamaan 4 untuk tebal10 mm diperoleh nilai Log E =

1,94268 dan nilai E = antilog1,94268 87,63 ci men it,sedangkan untuk tebal 40 mmdiperoleh nilai Log E = 2,60613dan nilai E = antilog 2,60613 =403,76 ci menit. Kurva yangdihasilkan dari data tersebut dapatdilihat pada Gambar 2.

Somber : Ir·192Malo(\al :FeSFD !10 mmFflrn AGFA07Oensita! 2

EXPOSURE CHART IR-192

100ll

Lead 0, US rrm200C (5 menlO) Log y. ',72153. (0,022115 Xl

z-'2OJE

8100

10 0 10 20 30Tebal(mm)

Gambar 2 : Kurva PenyinaranHasil Percobaan

Kurva penyinaran yang dihasilkankemudian diuji dengan melakukanpenyinaran radiografi terhadaplempeng besi tipis (ketebalankurang dari 15 mm), sedang

(ketebalan antara 15 mm sampaidengan 30 mm), dan tebal(ketebalan lebih dari 30 mm).Data hasil . pengukuranditunjukkan pada Tabel 4.

bIDTa e. 4: ata Hasil Pengujian Kurva PenyinaranNo. Tebal Material SFD(mm) Exposure (Ci Aktivitas • Waktu Densitas

(mm) men it) (Ci) (rnenit)

I 11,4 500 94,59 5,7 11,34 2,64

2 25,7 500 197,93 5,7 2374 2,43

3 35,1 500 329,35 5,7 39,51 2,51

52

Suparno, Makmur Rangkuty-PEMBUATAN KURVA PENYINARAN RADIOGRAFIIR-l92MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS

KESIMPULAN1. Pembuatan kurva penyinaran menggunakan persamaan dosis akan

memberikan kepastian hasil, ini terbukti dari 10 buah film yang yangdipapari terdapat 9 buah film yang datanya layak untuk digunakan.Kurva penyinaran yang dihasilkan memiliki persamaan :Log E = 1,72153 + 0,022115 X.

2. Hasil uji kurva penyinaran pada tiga variasi ketebalan menghasilkan nilaidensitas 2,64; 2,43; 2,51. Nilai tersebut berada pada rentang densitas yangdirekomendasikan oleh standar ASME V, yaitu 2 sampai 4.

DAFTAR PUSTAKA[1] Supamo et all, 2012, Penentuan Waktu Penyinaran Radiografi Ir-I92

Menggunakan Persamaan Dosis, Widyanuklida Volume 12 Nomor 1[2] Cartz, Louis, 1995, Nondestructive Testing "Radiography, Ultrasonics,

Liquid Penetrant, Magnetic Particle, Eddy Current", ASMInternational, First printing

[3] Cember, Herman, 1992, Introduction to Health Physics, McGraw-Hill,Inc., Second Edition

[4] Davis Joseph R. et all, 1989, ASM Handbook, Volume 17,Nondestructive Evaluation and Quality Control, ASM International,USA

53