Suparno, Anda Sanusi - PENENTUAN WAKTU PENYINARAN RADlOGRAFllr-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS RADIASI

PENENTUAN WAKTU PENYINARAN RADIOGRAFI Ir-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS RADIASI

Suparno, Anda SanusiPusat Pendidikan dan Pelatihan BATAN, parnomrj@batan.go.id

ABSTRAKPENENTUAN WAKTU PENYINARAN RADIOGRAFI Ir-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS RADIASI. Penyinaranradiografi dilakukan dengan sumber radiasi Ir-192 dan sistem film yangterdiri dari film AGFA D7, skrin lembaran timbal 0,125 mm dan kaset lenturberbahan plastik berwarna hitam. Waktu penyinaran ditentukan denganmenggunakan persamaan dosis radiasi. Perhitungan didasarkan pada dosisradiasi untuk mendapatkan densitas radiograf 2 yang diperoleh dari kurvakarakteristik hasil percobaan, yaitu sebesar 1400 mRem, dan laju dosisradiasi yang dihitung berdasarkan persamaan yang diturunkan dari hukumLambert. Radiografi dilakukan pada sebuah stepwedge yang terbuat daribahan carbon steel yang memiliki step dengan 10 ketebalan. Hasil radiografimasing-masing step sasaran dari stepwedge memiliki densitas radiografiantara 2,24 sampai 2,65.Kata kunci: radiografi, persamaan dosis radiasi

ABSTRACTDETERMINATION OF Ir-192 RADIOGRAPHIC EXPOSURE TIMEUSING THE RADIATION DOSE EQUATION. Radiographic exposure ofIr-192 radiation source has been performed on a film sistem consisting ofAGFA D7 films, 0,125 mm lead foil screens and black plastic of flexiblecassettes. Exposure time is determined using the equation of radiation dose.The exposure time calculation is based on the radiation dose to get theradiograph density of 2 derived from characteristic curves resulting fromexperimental which indicate the value of 1400 mRem, and radiation dose rateis calculated based on equations derived from the law of Lambert.Radiography was performed on a stepwedge made of carbon steel having 10thickness of step. Radiograph results of each target step has a radiographicdensity between 2.24 to 2.65.Key word: radiographic, equation of radiation dose

35

Widyanuklida Vol. 12 No. I, November2012

PENDAHULUANDalam melakukan UJI

radiografi suatu material,keberhasilan pembuatan radiograf(film hasil radiografi) antara laindipengaruhi oleh ketepatan dalammenentukan waktu penymaran.Cara penentuan waktu penyinaranyang biasa digunakan adalahdengan kurva penyinaran(exposure chart) yang dibuat olehradiografer, yaitu kurva yangmenghubungkan antara tebalmaterial dan paparan untuk energiradiasi (sumber radiasi) tertentu.Untuk meradiografi material yangberbeda diperlukan exposure chartyang berbeda pula. Begitupentingnya exposure chart dalampekerjaan radiografi, makapembuatan exposure chartdijadikan mata pelajaran praktikumdalam pelatihan radiografi Level 2di Pusdiklat BATAN.

Selama ini, exposure chartdibuat dengan melakukan sederetpenyinaran radiografi pada sebuahstep-wedge dengan waktupenyinaran yang berbeda-bedasecara coba-coba (trial and error).Akibatnya, sering kali terjadikegagalan pada radiograf yangdihasilkan seperti terlalu hitamatau terlalu putih seluruhnya atausebagian sehingga data yangdiinginkan tidak dapat diperoleh.

Mengingat keberhasilan daripembuatan exposure chartditentukan oleh pemilihan waktupenyinaran yang tepat sesuaidengan ketebalan step-wedge yangtersedia, maka pada makalah inidiperkenalkan cara penentuan

36

waktu penymaran menggunakanpersamaan dosis.TEORI

Ketika radiasi sinar gammamemapari dan menembus suatumaterial yang memiliki ketebalanx, berlaku hukum Lambert yangdirumuskan dengan persamaan'!' :

1=10 e-f1X\ (1)

dengan 10 adalah intensitas radiasisebelum menembus material, Iintensitas radiasi setelahmenembus material, dan Jlkoefisien absorbsi linier material.

Intensitas radiasi merupakanenergi per satuan luas per satuanwaktu[lJ, yang untuk keperluanlapangan dinyatakan dalam satuanroentgens per satuan waktu'".Karena roentgens per satuan waktumerupakan satuan laju dosispaparan, maka persamaan tersebutjuga berlaku untuk laju dosispaparan. Selanjutnya persamaan(1) dapat diturunkan menjadi:

x

. _ rA (1 JHVLx-- -r2 2

dengan, X laju dosis paparan(Roentgens/jam), A aktivitassumber radiasi (Ci), r jarak sumberke film (meter), r faktor gammayang untuk 1r-192 nilainya adalah0,5 Rm2/Jam Ci, x tebal stepwedge, dan HVL half value layer/tebal paro yang nilainya untuk besiadalah 13 mm[31.

Bila dibalik material terdapatsuatu sistem film, maka sistemfilm tersebut akan menerima dosispaparan (X) yang besamya

(2)

sebuah kaset lentur dari plastikberwarna hitam.

Pembuatan kurva karak-teristik dilakukan denganmeradiografi langsung (tanpapenghalang) beberapa sistem filmdengan waktu yang berbeda-bedasecara coba-coba (trial and error).Penyinaran dilakukan pada jarak610 mm dari sumber radiasi yangmemiliki aktivitas 27,1 Ci denganmenggunakan kolimator. Untukmengukur besarnya dosis paparanyang diterima setiap sistem film, diatas sistem film tersebutditempatkan pen-dose digital merkALOKA yang telah dikalibrasioleh PTKMR-BATAN. Penyinarandilakukan berulang-ulang denganwaktu mulai 50 detik sampai 180detik. Film hasil radiografiselanjutnya diproses secarabersamaan pada developer barudengan temperatur 20°C selama 5menit, dan diukur densitasnyamenggunakan densitometerInovision-Digital. Hasilpengukuran densitas dan dosispaparan selanjutnya diplotmenghasilkan kurva karakteristik.Dari kurva karakteristik tersebutdapat diperoleh nilai dosis paparanuntuk menghasilkan densitas 2.

Nilai dosis paparan yangdiperoleh dari kurva karakteristikkemudian digunakan untukmenghitung waktu penyinaranyang diperlukan, yaitu denganmenggunakan persamaan 2 dan 3.Untuk menguji keakuratan waktupenyinaran tersebut, dilakukanradiografi sebanyak 10 kalipenyinaran pada sebuah step-

Supamo, Anda Sanusi - PENENTUAN WAKTU PENYINARAN RADIOGRAFI Ir-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS RADIASI

bergantung pada laju dosis paparanradiasi yang mengenai film) danlamanya waktu penyinaran (t),yang dirumuskan denganpersamaan:

•x = X' t (3)

Dengan mengetahui besarnya dosispaparan untuk memperolehdensitas yang diinginkan, dan lajudosis paparan radiasi pada lokasisistem film maka lamanya waktupenyinaran dapat ditentukan. Nilaidosis paparan radiasi pada sistemfilm untuk mendapatkan densitastertentu (dalam hal lID 2),diperoleh dari kurva karakteristikyaitu kurva hubungan antara dosispaparan radiasi terhadap densitasfilm hasil percobaan. Sedangkanlaju dosis paparan radiasi padaIokasi sistem film dihitung denganpersamaan 2.

TATAKERJAPercobaan diawali dengan

pembuatan kurva karakteristiksistem film untuk memperolehnilai dosis paparan pada densitasyang diperlukan. Karena radiografidengan sumber radiasi irridium-192 umumnya dilakukanmenggunakan skrin lembarantimbal dengan target densitas 2,maka dalam percobaan ini kurvakarakteristik dibuat dengan sistemfilm yang terdiri atas film AGFAD7 yang diapit dengan sepasangskrin lembaran tirnbal ukuran0,125 mm dan dirnasukkan dalarn

37

wedge dari bahan carbon-steelyang memiliki 10 step denganketebalan masing-rnasing 6,8 mm,11,4 mm, 16,1 mm, 20,8 mm, 25,7mm, 30,4 mm, 35,1 mm, 39,8 mm,44,9 mm, dan 49,7 mm.Penyinaran dilakukan pada jaraksumber ke film (SFD) 610 mmmenggunakan sumber radiasi Ir-192 yang memiliki aktivitas 41,8Ci. Sistem film yang digunakanterdiri atas film AGF A D7 denganskrin lembaran timbal depan danbelakang masing-masing memilikiketebalan 0,125 mm. Waktupenyinaran dihitung menggunakanpersamaan 2 dan 3. Perhitunganwaktu penymaran pertamadidasarkan ketebalan step 1,penyinaran berikutnya didasarkanpada ketebalan step 2,3,4,5,6, 7,8, 9, dan 10. Susunan geometripenyinaran dibuat sedemikian rupaketebalan step yang menjadi dasarperhitungan berada pada pusatberkas. Pada penyinaran pertama,yang berada pada pusat berkasadalah step 1, pada penyinaranberikutnya secara berg anti an yangberada di pusat berkas adalah step2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10.Gambar 1 menunjukkan susunanpenyinaran dengan step 5 menjadipusat sasaran.

Semua film yang telahdisinari diproses secara bersamaandalam ruang proses film denganwaktu dan temperatur developerstandar (5 menit 20°C). Setelahselesai pernrosesan, dilakukanpengukuran densitas pada stepsasaran pada setiap radiograf.Pengukuran densitas menggunakandensitometer Inovision-Digital.

WidyanukJida Vol. 12 No.1, ovcmbcr 2012

38

sumber radiasi

•

step-wedge

Gambar 1: Susunan penymarandengan step 5 dari step-wedgeberada pada pusat berkas

HASIL DAN PEMBAHASANData hasil percobaan

pembuatan kurva karakteristikdisajikan dalam Tabel 1.Sedangkan, kurva karakteristikhasil percobaan dinyatakan dalamgambar 1. Dari kurva karakteristikpada gambar 1, diperoleh nilaidosis paparan untuk mendapatkandensitas 2 adalah 1400 mR.Berdasarkan nilai dosis paparanterse but, kemudian dilakukanperhitungan waktu penyinaranuntuk setiap ketebalan step-wedgemenggunakan persamaan 2 dan 3.Hasil perhitungan waktupenymaran dinyatakan dalamTabel2.

radiografi kemudian diproses dandiukur densitasnya menggunakandensitometer. Hasil pengukurandensitas pada step yang menjaditarget dinyatakan dalam tabel 2kolom4.

Hasil percobaanmenunjukkan bahwa radiografyang dihasilkan memiliki densitasmelebihi densitas 2, yaitu antara2,24 sampai 2,65. Untuk keperluanpraktis di lapangan, nilai tersebutmasih bermanfaat karena batasdensitas yang diizinkan menurutstandar ASME V antara 2,0 sampai4,0. Perbedaan densitas tersebutdapat terjadi kemungkinandisebabkan karena dalamperhitungan tidak dimasukkanfaktor koreksi hamburan (build-upfactor).

Suparno, Anda Sanusi - PENENTUAN WAKTU PENYINARAN RADIOGRAFI Ir-192MENGGUNAKAN PERSAMAAN DOSIS RADIASI

2.5

2IIIr.J.•..·iii 1.5t::III0

1

0.5

o 500

Tabell : Data kurva karakteristikWaktu Dosis Densitas(detik)

50 0,9360 634,2 1,0570 743,1 1,1880 838,7 1,3190 919,1 1,41110 1169,9 1,76130 1256,1 2,01150 1376,7 2,06160 1418,4 2,13170 1597,9 2,18180 1751 2,34

1000

Dengan waktu yang telahditentukan, dilakukan radiografiterhadap step-wedge. Film hasil

Paparan (mR)

1500 2000 IGambar 2: Kurva karakteristik sistem film AGF A-D7 dengan skrin timbal

0,125 mm (depan-belakang)

39

Widyanuklida Vol. 12 No. I, November2012

Tabel 2 : Hasil perhitungan waktu penyinaran step-wedge dan densitas filmhasil radiografi

No. TebalPerbedaan Densitas

Waktu (menit) Densitas terhadap DensitasStep step (mm) Sasaran(2)

1 6,8 2,14 2,24 0,24

2 11,4 2,7 2,29 0,29

3 16,1 3,5 2,35 0,35

4 20,8 4,5 2,53 0,53

5 25,7 5,9 2,55 0,55

6 30,4 7,6 2,65 0,65

7 35,1 9,7 2,53 0,53

8 39,8 12,5 2,62 0,62

9 44,9 16,4 2,47 0,47

1 49,7 21,2 2,31 0,31

KESIMPULAN1. Untuk mendapatkan densitas 2 pada radiografi Ir-I92 dengan sistem film

yang terdiri dari film AGFA D7, skrin lembaran timbal 0,125 mm, dankaset lentur berbahan plastik berwarna hitam diperlukan dosis paparanradiasi sebesar 1400 mRem (14000 IlSv).

2. Hasil radiografi dengan waktu penyinaran yang dihitung menggunakanpersamaan dosis diperoleh densitas antara 2,24 sampai 2,65.

DAFT AR PUSTAKA[1] Cartz, Louis, 1995, Nondestructive Tesing "Radiography, Ultrasonics,

Liquid Penetrant, Magnetic Particle, Eddy Current", ASM International,First printing

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

[3] Anonim, 2004, Operating and Maintenance Manual - Sentinel 880 SeriesSource Projector, AEA Technology plc.

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

40