KESELAMATAN & KESEHATAN KERJA RADIASI
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Sumber Radiasi Pengion •
Radio Aktif
Sinar Alpha = inti helium Sinar betha = elektron cepat Sinar gamma = gel. elektromagnetik Sinar netron
• Sinar-X / sinar rongent, berupa gelombang elegtromagnetik
ISOTOP BUATAN dihasilkan dengan cara membombardir sebuah elemen dengan banyak neutron. Proses ini dilakukan di dalam sebuah REAKTOR NUKLIR dimana reaksi fisi atom menghasilkan neutron bebas dalam jumlah sangat besar. Setelah terekspos di dalam reaktor nuklir, elemenelemen dasar menyerap sebagian dari neutron bebas. Hal tersebut akan meningkatkan NOMOR MASSA “A” dari elemen tersebut. Apabila neutron berlebih tersebut TIDAK MENGGANGGU keseimbangan inti atom, isotop baru ini dikatakan dalam kondisi “STABIL”. sumber : NDEcenter ; www.ndecenter.com
Apabila neutron berlebih MENGGANGGU keseimbangan inti atom, isotop menjadi TIDAK STABIL dan akan MELURUH menjadi suatu bentuk yang lebih stabil. Atom-atom yang tidak stabil dikatakan sebagai RADIOAKTIP. Beberapa isotop radioaktip yang terdapat di alam, seperti RADIUM dan URANIUM. Isotop yang umum dipakai dalam radiografi seperti IRIDIUM192 dan COBALT-60 adalah buatan. Apabila sebuah elemen dibuat menjadi radioaktip di dalam reaktor nuklir, prosesnya dinamakan“AKTIVASI”. Apabila sebuah isotop yang tidak stabil MELURUH, partikelpartikel kecil berkecepatan tinggi dan/atau energi akan dipancarkan dalam bentuk gelombang. sumber : NDEcenter ; www.ndecenter.com
Apabila sebuah isotop yang tidak stabil MELURUH, partikelpartikel kecil berkecepatan tinggi dan/atau energi akan dipancarkan dalam bentuk gelombang. Semua radiasi berasal dari inti atom. Partikel-partikel dan energi berikut ini dipancarkan dari sebuah atom radioaktip. Tidak ada dua isotop radioaktip yang memiliki pola peluruhan yang benar-benar sama. sama. Sebuah isotop radioaktip dapat meluruh melalui salah satu dari yang berikut ini: 1. Hanya memancarkan partikel ALFA. 2. Hanya memancarkan partikel BETA. 3. Memancarkan partikel ALFA disertai SINAR GAMMA. 4. Memancarkan partikel BETA dengan disertai SINAR GAMMA. sumber : NDEcenter ; www.ndecenter.com
Contoh Zat Radioaktif •
•
• •
Cobalt-60 is produced by bombarding a sample of Cobalt-59 with an excess of neutrons in a nuclear reactor. The Cobalt-59 atoms absorb some of the neutrons and increase their atomic weight by one to produce the radioisotope Cobalt-60. This process is known as activation. As a material rids itself of atomic particles to return to a balance state, energy is released in the form of Gamma rays and sometimes alpha or beta particles.
Industrial Gamma Ray •
• • •
Two of the more common industrial Gamma ray sources are Iridium-192 and Cobalt-60. These isotopes emit radiation in two or three discreet wavelengths. Cobalt-60 will emit 1.33 and 1.17 MeV Gamma rays, Iridium-192 will emit 0.31, 0.47, and 0.60 MeV Gamma rays.
Gamma Ray for Industry •
Pigtail
PERALATAN SINAR X Persyaratan pembangkitan sinar X yaitu: 1. Memiliki sumber elektron. 2. Memiliki cara untuk mempercepat electron hingga berkecepatan tinggi. 3. Memiliki sasaran untuk menerima tumbukan elektron. Sinar X dihasilkan apabila elektron bebas berkecepatan tinggi memberikan sejumlah ENERGINYA selama berinteraksi dengan elektron di orbit atau inti atom. Makin tinggi kecepatan elektron-elektron bebas tersebut, makin besar energi sinar X yang dihasilkannya.
sumber : NDEcenter ;
Seperti dalam gambar di atas, filamen akan bertindak sebagai SUMBER ELEKTRON. Untuk membuat elektron bergerak dengan KECEPATAN TINGGI, anoda dibuat bermuatan positip. Sebuah SASARAN KHUSUS (biasanya TUNGSTEN) ditanamkan ke dalam anoda untuk menerima tumbukan sumber : NDEcenter ; elektron.
Tabung sinar X terdiri dari tabung kaca tertutup dan udara di dalamnya dikosongkan hingga hampa. Sinar X akan dihasilkan tanpa memandang jenis material yang ditumbuk. Material sasaran dapat berupa benda padat, cair, atau gas. Adalah penting untuk menggunakan material sasaran dengan sifat sebagai berikut: • Nomor atom tinggi. MAKIN TINGGI NOMER ATOM sebuah logam, MAKIN BESAR DENSITASNYA. MAKIN BESAR KERAPATAN sebuah logam, MAKIN BANYAK JUMLAH PROTON dalam inti atom dan MAKIN BESAR GAYA TARIK untuk MENGHENTIKAN ELEKTRON; sehingga MAKIN BESAR ENERGI SINAR X yang dihasilkan. sumber : NDEcenter ;
•
Titik leleh yang tinggi. Penting bagi material sasaran untuk memiliki titik leleh yang tinggi karena banyaknya panas yang dihasilkan saat sinar X diproduksi. Hanya sedikit energi elektron yang menumbuk target dan meng hasilkan radiasi sinar X. SEBAGIAN BESAR ENERGI AKAN HILANG SEBAGAI PANAS PADA MATERIAL SASARAN: 99.9% panas, 0.1% sinar X pada 50 kV. 97% panas, 3.0% sinar X pada 300 kV. 60% panas, 40% sinar X pada 40 MeV Panas ini harus dipindahkan dengan pendinginan yang memadai dan pengamatan terhadap siklus kerja peralatan. sumber : NDEcenter ;
Daya hantar panas tinggi. Daya hantar panas adalah kemampuan material sasaran untuk memindahkan panas dari permukaannya. • Tekanan uap rendah. Tekanan uap yang rendah mengurangi banyaknya logam yang menguap ke dalam dinding tabung. Jika sasaran memiliki tekanan uap tinggi, maka pada suhu yang sangat tinggi, material sasaran akan memiliki kecenderungan untuk menguap atau berubah menjadi gas. Gas ini akan mengumpul pada dinding tabung dan sangat mengurangi efisiensi tabung sinar X. •
sumber : NDEcenter ;
Sinar X
Proses terjadinya Sinar X
Dosis Radiasi
Aktifitas Sumber Radiasi t
1 HL A A0 2 A Ak A k tif it itas as s sum umber ber pada pada s saa aat t : t A0 Ak A k ti tiff it itas as s sum umber ber s saa aat t t 0 t waktu HL Half Half Liv L ive e waktu par paruh
Contoh Kasus •
Berapakah Aktifitas sumber radioaktif Cesium 10 Ci, setelah melewati waktu 10 tahun? Diketahui half life Cs-137=30 tahun.
•
Pada saat awal membeli Iridium-192 aktifitasnya adalah 80 Ci. Berapa lama waktu yang diperlukan hingga aktifitasnya menjadi 10 Ci. Diketahui waktu paruh Ir-192 = 75 hari
ionisasi •
•
Urutan Tingkat Bahaya Radiasi interna Alpha Betha Gamma Urutan Tingkat Bahaya Radiasi eksterna Gamma Betha Alpha
Efek Radiasi Terhadap Manusia
•
•
•
Jika radiasi mengenai tubuh manusia, ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi: terjadi: berinteraksi dengan dengan tubuh manusia, atau hanya melewati saja. Jika berinteraksi, radiasi dapat mengionisasi atau dapat pula mengeksitasi atom atom.. Setiap terjadi proses ionisasi atau eksitasi eksitasi,, radiasi akan kehilangan sebagian energinya. Energi radiasi yang hilang akan menyebabkan peningkatan temperatur (panas) pada bahan (atom) yang berinteraksi dengan radiasi tersebut. Dengan kata lain, semua energi radiasi yang terserap di jaringan biologis akan muncul sebagai panas melalui peningkatan vibrasi (getaran) atom dan struktur molekul molekul.. Ini merupakan awal dari perubahan kimiawi yang kemudian dapat mengakibatkan efek biologis yang merugikan.
•
Efek radiasi yang langsung terlihat ini disebut Efek Deterministik. Efek ini hanya muncul jika dosis radiasinya melebihi suatu batas tertentu, disebut Dosis Ambang.
•
Efek deterministik bisa juga terjadi dalam jangka waktu yang agak lama setelah terkena radiasi, radiasi, dan umumnya tidak berakibat fatal. Sebagai contoh, katarak dan kerusakan kulit dapat terjadi dalam waktu beberapa minggu setelah terkena dosis radiasi 5 Sv atau lebih.
•
Jika dosisnya rendah, atau diberikan dalam jangka waktu yang lama (tidak sekaligus), kemungkinan besar sel-sel sel-sel tubuh akan memperbaiki dirinya sendiri sehingga tubuh tidak menampakkan tanda-tanda bekas terkena radiasi. Namun demikian, bisa saja sel-sel tubuh sebenarnya mengalami kerusakan, dan akibat kerusakan tersebut baru muncul dalam jangka waktu yang sangat lama (mungkin berpuluh-puluh tahun kemudian), dikenal juga sebagai
Efek stokastik ini tidak dapat dipastikan akan terjadi, namun probabilitas terjadinya akan semakin besar apabila dosisnya juga bertambah besar dan dosisnya diberikan dalam jangka waktu seketika. • Efek stokastik ini mengacu pada penundaan antara saat pemaparan radiasi dan saat penampakan efek yang terjadi akibat pemaparan tersebut. Kecuali untuk leukimia yang dapat berkembang dalam waktu 2 tahun, efek pemaparan radiasi tidak memperlihatkan efek apapun dalam waktu 20 tahun atau lebih. •
Efek Stokastik •
Kangker
•
Efek genetik
•
Leukimia
•
Katarak
Efek Deterministik The man was one of three woodsmen who found a pair of canisters in the mountains of the country of Georgia (formally part of the USSR). The men did not know the canisters were intensely radioactive relics that were once used to power remote generators. Since the canisters gave off heat, the men carried them back to their campsite to warm themselves on a cold winter night. By the 1922, radiation exposure had caused over 150 deaths.
DOSIMETRI Besaran & satuan dosis radiasi dinyatakan dalam: 1. Paparan: kemampuan radiasi sinar X/gamma mengionisasi udara dalam volume tertentu 2. Dosis serap:energi yang diserap bahan per satuan massa bahan 3. Dosis eqivalen: hasil kali dosis serap dengan bobot radiasi 4. Dosis efektif : hasil kali dosis eqivalen dengan bobot jaringan
•
Back
Satuan Dosimetri & konversi Paparan Satuan SI
Dosis Serap (D)
Dosis Eqivalen (H)
Rad
Rem
(X) Coulomb/kg Joule/kg Sievert (C/kg) (Gray)=Gy (Sv)
Satuan Roentgent lain (R)
1R=2,58x10-4 C/kg 1Gy = 100Rad
1Sv=100Rem
Back
Faktor bobot Radiasi Jenis Radiasi Foton
Bobot Radiasi (WR) 1
Netron dg E < 10 keV 10
5 10 20 1
Proton dg E > 2Mev
5
Alpha, inti berat
20 Back
Nilai Faktor Bobot Jaringan Organ/jaringan tubuh
Bobot Organ (WT)
Gonat
0,2
Sumsum tulang
0,12
Lambung
0,12
Colon
0,12
Paru-paru
0,12
Ginjal
0,05
Payudara
0,05
Liver
0,05
Oesopagus
0,05
Tiroid
0,05
Kulit
0,01
Permukaan Tulang
0,01
Organ/jaringan tubuh sisa
0,05
Back
Dosis Berbahaya pada Mata •
0,5 Gy menyebabkan kekeruhan atau hilangnya sifat transparasi lensa mata.
•
Katarak terjadi setelah masa laten 6 bulan-35 tahun (rerata 3 tahun)
Dosis Berbahaya pada Paru-paru •
3-5 Gy menimbulkan efek pneumoitis setelah beberapa minggu atau bulan setelah terkena paparan
•
Efek utama: pneumoitis intertisial diikuti fibrosis akibat rusaknya sel sistem vaskulasi kapiler dan jaringan ikat
Dosis Berbahaya pada Organ Reproduksi •
0,15 Gy pada testis menyebabkan steril sementara dan 3,5-6 Gy menyebabkan steril permanen
•
2,5-6 Gy pada sel telur menyebabkan steril permanen dan paparan yang lebih rendah dapat menyebabkan menopouse dini
Dosis Berbahaya pada Sistem Pembentukan Darah •
0,5 Gy pada sumsum tulang menyebabkan penekanan proses pembentukan sel-sel darah
•
Jumlah limfosit turun setelah beberapa jam dari paparan dan trombosit juga turun tapi dalam waktu lebih lama. Eritosit turun paling lama
•
Penurunan limfosit menunjukan tingkat keparahan akibat paparan radiasi
ALAT UKUR RADIASI
Survey meter
Dosimeter Saku
TLD & Film Badge • •
It is quite accurate for exposures greater than 100 millirem. The major disadvantages are that it must be developed and read by a processor (which is time consuming), prolonged heat exposure can affect the film, and exposures of less than 20 millirem of gamma radiation cannot be accurately measured.
Survey Technique
Controling Expossure Mengendalikan Paparan
Time / Waktu •
Waktu sesingkat mungkin
Dos Dosis is laju dosis waktu
Contoh Kasus •
Hitung laju paparan operasional agar dalam satu tahun tidak mendapatkan dosis melebihi NBD
•
Hitung dosis yang diterima operator jika saat mengeluarkan sumber selama 20 detik, survey meter menunjukkan 40 mR/jam
Distance / Jarak •
Gunakan jarak sejauh mugkin
X
A
R 2
X Laj L aju u papa pa paran ran ( R / jam ja m) F akto tor r gamm ga mma a( Fak
R.m 2 Ci. jam ja m
A Ak A k tif ti f itas it as sumber sumb er (Ci ) R Jarak ( m)
)
Contoh Kasus •
Berapakah besar aktifitas sumber radiasi iridium-192, jika pada jarak 20 m laju paparannya adalah 2,5 mR/jam? Diketahui faktor gamma untuk iridium adalah 0,5 Rm2/Ci.jam.
•
Hitung jarak aman terhadap radiasi kobal-60 yang aktifitasnya 5 Ci? Diketahui faktor gamma untuk cobal adalah 1,3 Rm2/Ci.jam.
Shielding
1 X X o 2
x HV L
X laju papa pa paran ran setela sete lah h menembus pena pe naha han n
X o laju papa pa paran ran sebelu seb elum m menembus pena pe naha han n x tebal pena pe naha han n HV H V L Hal H alf f Value layer
Shielding / Bahan Penahan
Half Value Layer (HVL)
Contoh Kasus •
Berapa laju paparan radiasi sinar-X 400 kV sebesar 100 mR/jam setelah melewati beton 50 cm?
•
Berapakah tebal penahan Pb terhadap radiasi cobal-60 sebesar 160 mR/jam?
Integrasi Waktu, Jarak & Penahan Dosis yang diterima: D x
A 1 HVL D t 2 R 2
Contoh Kasus •
Hitung tebal kolimator dari bahan Pb untuk zat radioaktif Ir-192 yang aktifitasnya 80 Ci, jika operator berada pada jarak 12 m!
•
Berapakah dosis yang diterima operator jika bekerja selama 4 jam
Organisasi Proteksi Radiasi •
Pengusaha Instalasi Nuklir Dilengkapi ijin pemanfaatan
•
Petugas Proteksi Radiasi Dilengkapi SIB (surat ijin bekerja)
•
Operator Radiografi & Ahli Radiografi Dilengkapi SIB
Pengangkutan Zat Radioaktif Nilai batas laju dosis pada p ada petugas < 500mRem/tahun • Nilai batas laju dosis pada p ada masyarakat umum < 100 mRem/tahun • Bungkusan Zat radioaktif didesain khusus sesuai berat isi dan bentuk zat yang dibawa • Setelah dibungkus dikategorikan berdasarkan laju dosis dipermukaan •
Kategori Bungkusan •
I Putih : D permukaan < 0,5 mRem/jam
•
II Kuning : 0,5 mRem/Jam < D Permukaan < 50 mRem/jam
•
III Kuning: 50 mRem/Jam < D Permukaan < 200 mRem/jam
Label Kategori
RADIOAKTIF I
RADIOAKTIF RADIOAKTIF II II
ISI.......... AKTIFITAS........
ISI.......... AKTIFITAS. .... ...
indeks angkutan
indeks angkutan
7
7
Indeks Angkutan = IA • • • • •
Bilangan untuk pengawasan kekritisan dan proteksi radiasi Ditetapkan dengan mengukur laju dosisi pada jarak 1 m Kategori I-Putih IA = 0 Kategori II-Kuning, 0 < IA <= 1 Kategori III-Kuning, 1 < IA <= 10
Reaksi Berantai Fisi
Ketentuan Keselamatan Radiasi Tujuan
Keselamatan Radiasi: Membatasi peluang terjadinya efek stokastik Mencegah terjadinya efek deterministik
Prinsip
Keselamatan Radiasi Justifikasi: manfaat > resiko Limitasi : dosis < NBD Optimasi : penyinaran diusahakan serendahrendahnya dengan mempertimbangkan faktor ekonomi dan sosial
Undang-undang dan Peraturan • •
• • • •
UU No. 10 th 1997 tentang Ketenaganukliran dan Ketentuan-Ketentuan Pokok Tenaga Atom PP No. 63 th 2000 tentang Keselamatan & Kesehatan terhadap Pemanfaatan Radiasi Pengion PP No. 4 th 2000 tentang izin pemanfaatan PP No. 26 th 2002 tentang Pengangkutan Zat Radio aktif PP No. 27 th 2002 tentang Pengelolaan Limbah Zat Radioaktif dll
Sistem manajemen Keselamatan Radiasi
PP no. 63 tahun 2000 menyebutkan Pengusaha instalasi nuklir harus menerapkan sistem manajemen keselamatan radiasi yang meliputi: • Organisasi Proteksi Radiasi • Pemantauan Dosis Radiasi dan Radioaktifitas • Peralatan Proteksi Radiasi • Pemeriksaan Kesehatan • Penyimpanan dokumen • Jaminan Kualitas Pendidikan dan pelatihan
Pengendalian bahaya radiasi secara administratif Pembagian daerah radiasi Pemasangan tanda radiasi untuk masing-masing daerah Pelatihan proteksi radiasi bagi pekerja dan manajer Prosedur Operasi pengaturan waktu, jarak dan penahan Peraturan setempat dan prasarat kondisi kerja Pemeliharaan dan inventarisasi sumber Auditing keselamatan radiasi Perencanaan program proteksi radiasi
Pengendalian bahaya radiasi secara Fisik •
• •
•
Penggunaan sistem interlock yang melarang / mencegah seseorang untuk masuk dalam daerah radiasi yang berbahaya Penggabungan penahan dalam desain bangunan & peralatan keselamatan radiasi Penggunaan manipulator jarak jauh untuk mengurangi penangan secara langsung & memberikan jarak antara sumber radiasi & operator Penggunaan pengatur waktu untuk mengendalikan waktu paparan Back
Daerah pengawasan D<15 mSv
Daerah radiasi sangat rendah 1<= D<5 mSv
Back
Daerah radiasi rendah 5<= D<15 mSv Daerah kerja
Daerah radiasi sedang 15<= D<50 mSv Daerah Radiasi Daerah radiasi tinggi D>= 50 mSv Daerah pengendalian D>=15 mSv
Daerah kontaminasi rendah alpha < 0,37 Bq, beta < 3,7 Bq
Daerah kontaminasi
Pembagian daerah Kerja
Daerah kontaminasi sedang0,37<= alpha < 3,7 Bq, 3,7<=beta < 37 Bq Daerah kontaminasi tinggi alpha >= 3,7 Bq, beta>= 37 Bq
Nilai Batas Dosis (NBD) Penerimaan
dosis yang tidak boleh dilampaui selama waktu 1 tahun Tidak bergantung laju dosis baik eksterna maupun interna Tidak termasuk penyinaran medis dan alam Diatur dalam SK Ka BAPETEN No. 01 tahun 99, antara lain menyebutkan : NBD penyinaran seluruh tubuh adalah 50 mSv per tahun atau 5 rem per tahun (untuk operator)
Back
Dosis Berbahaya pada Kulit •
2-3 Gy menimbulkan eritema (kulit kemerahan)
•
3-8 Gy menimbulkan kerontokan rambut (epulasi) dan pengelupasan kering (deskuamasi)
•
12-20 Gy menimbulkan pelepasan kulit dan pelepuhan dan nanah serta peradangan Back
Penyebab Kecelakaan Radiasi Kondisi tidak aman Tidak tersedia sistem pengamanan peralatan sumber radiasi yang baik
Tidak tersedia prosedur keselamatan kerja
Kegagaalan peralatan
Kerusakan pada alat ukur radiasi
Rancangan dinding ruang penyimpanan yang tidak memenuhi syarat
Penyebab Kecelakaan Radiasi (2) Tindakan tidak aman Tidak mengikuti prosedur keselamatan radiasi Kurang pengetahuan/ketrampilan tentang cara kerja alat mesin, instalasi atau sifat bahan yang digunakan Salah menghitung Bekerja dalam keadaan letih dan lesu Back
Langkah / Prosedur Keselamatan Radiasi Pengoperasian Pesawat dengan sumber radisai • • • • • • • • • • • • •
Menentukan waktu dan jarak penyinaran Menentukan daerah radiasi Menyiapkan peralatan sumber radiasi Menggunakan dosimetri perorangan Memeriksa area dengan survaimeter Melakukan Set up alat Memasang tanda radiasi Menjalankan peralatan sumber radiasi dan timer Memeriksa radiasi dengan survaimeter Setelah proses selesai segera menonaktifkan alat Memastikan sumber pada tempat penyimpanan Mengambil semua tanda radiasi Mencatat dosis yang diterima dan mematikan alat ukur Back
Penentuan Daerah Radiasi
Sumber Radiasi 2,5 mR/J
0,75 mR/J 0,25 mR/J
Tali Kuning Ku ning
Tanda Radiasi
Penentuan daerah radiasi Daerah Pekerja Radiasi : daerah dengan laju paparan < 2,5 mR/Jam Daerah Pekerja Non Radiasi : daerah dengan laju paparan < 0,75 mR/Jam Daerah Umum : daerah dengan laju paparan < 0,25 mR/Jam
. A 1 X 2 . R 2 .
x HVL
X = laju paparan (R/jam)
HVL = tebal paruh (m)
T = faktor gamma (R.m2/Ci.jam)
A = aktfitas sumber (Ci)
R = jarak (m)
x = tebal penahan (m)
Next
Contoh: Sumber radiasi Iridium 192 Aktifitas pada tanggal 1 maret 2004 adalah 80 Ci. Hitunglah daerah radiasi untuk pekerja radiasi yang melaksanakan radiografi pada tanggal 1 Agustus 2004 dengan tebal kolimator dari bahan Pb 2,5 cm Diketahui waktu paruh Ir-192 = 75 hari, faktor gamma Ir-192 = 0,5 (R.m2/Ci.jam), HVL untuk Pb pada penyinaran Ir-192 = 3,6 mm. Jawab 1 1 A 80. 20 Ci A Ao A o. 2 2 t HT
. A 1 X 2 . R 2 0
150 75
x HVL
2,5.10
3
0,5.20 1 . 2 R 2
R = 5,7 m Jadi pada jarak 5,7 meter harus diberi tali kuning
25 3, 6
Back