PENENTUAN KARAKTERISTIK SERAPAN DAN KOEFISIEN

Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
PENENTUAN KARAKTERISTIK SERAPAN
DAN KOEFISIEN ATENUASI LINIER PENYANGGA MYLAR
TERHADAP RADIASI  UNTUK SUMBER STANDAR Sr-90
Wijono, Gatot Wurdiyanto, dan Pujadi
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BATAN
ABSTRAK
Penyangga mylar merupakan salah satu bagian dari housing type sumber radiasi bentuk titik (point sources).
Penyangga tersebut memiliki daya serap tertentu terhadap radiasi  yang dapat mempengaruhi kualitas point
sources. Oleh karena itu perlu dilakukan penentuan karakteristik serapan dan koefisien atenuasi linier bahan
penyangga menggunakan alat ukur radiasi. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sistem pencacah
Xetex 560A S/N 46478. Sedangkan bahan penyangga mylar berupa 10 buah plastik PPC Film dengan tebal
masing-masing 0,1 mm. Penelitian diawali dengan pengukuran cacah latar dengan pengulangan data
sebanyak 15 kali. Hal yang sama dilakukan pada cacah sampel Sr-90 yang terbagi dalam 11 tahap dengan
variasi tebal penyangga dari 0 sampai 1,0 mm dan interval 0,1 mm. Posisi sumber standar terhadap detektor
pada cacah sampel ini diatur dengan jarak 3 mm. Hasil pengukuran menunjukkan karakteristik serapan per
lapisan penyangga mylar berupa garis eksponensial dengan ketidakpastian relatif berkisar antara 2,71%
sampai 4,86%. Kurva linier dari prosentase penurunan serapan radiasi  per tebal lapisan penyangga mylar
memiliki persamaan garis y = 18,56x + 22,32 dan R2 = 0,960. Hasil perhitungan menunjukkan koefisien
atenuasi linier penyangga mylar terhadap radiasi  untuk sumber standar luasan Sr-90 sebesar (1,3109 ±
7,71%) mm-1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan jaminan kualitas pengukuran radiasi,
sehingga penanganan sumber radiasi dapat dilakukan dengan selamat dan aman bagi manusia maupun
lingkungan.
Kata kunci : serapan radiasi, koefisien atenuasi linier, penyangga mylar
ABSTRACT
Mylar support is one part of the housing types of the radiation point sources. This mylar support have
absorption value to  radiation which can have an effect on quality of point sources. Therefore require to be
done the determination of absorption characteristic and linear attenuation coefficient of the support
materials using radiation measuring instruments. The instrument in this research used was counting system
of Xetex 560A S/N 46478. While material of mylar support in the form of 10 plastic of PPC Film thickly each
0,1 mm. Research started with measuring of the background counting with repetition of data counted 15
times. Same thing is done at the sample counting Sr-90 which divided in 11 phase with support thick
variation from 0 until 1.0 mm and thick difference 0.1 mm. Standard source position to detector in sample
counting is arranged with 3 mm distance. Result of measurement show the absorption characteristic per
mylar support coat in the form of line of exponential with relative uncertainty range from 2.71% until 4.86%.
Linear curve of degradation percentage of  radiation absorption per coat thick of mylar support have
equation of line of y = 18.56x + 22.32 and R2 = 0.960. Calculation result show linear attenuation coefficient
of mylar support to  radiation for face standard source of Sr-90 equal to (1.3109 ± 7.71%) mm-1. Result of
this research is expected can improve of quality guarantee of radiation measuring, so that handling of
radiation sources can be done safe and peaceful for radiation worker and environment.
Keywords : radiation absorption, linear attenuation coefficient, mylar support
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
135
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
Perhitungan nilai ketidakpastian (u)
I. PENDAHULUAN
Penyangga mylar merupakan salah
satu bagian dari tipe housing sumber radiasi
bentuk titik (point sources). Pada umumnya
penyangga mylar terbuat dari bahan tipis dan
memiliki daya serap tertentu terhadap radiasi
 yang terkadang kurang mendapat perhatian
dalam
penggunaannya.
Hal
ini
terdiri dari tipe A dan B. Tipe A meliputi
nilai-nilai ketidakpastian data pengukuran
cacah
berarti
terutama
untuk
bahan
penyangga yang memiliki koefisien atenuasi
linier () tinggi.
Oleh karena itu perlu
mylar terhadap radiasi  untuk sumber
standar luasan Sr-90 LMRI. Hasil penelitian
ini diharapkan dapat meningkatkan jaminan
kualitas
pengukuran
radiasi,
sehingga
penanganan sumber radiasi dapat dilakukan
dengan selamat dan aman bagi manusia
maupun lingkungan.
(ulrh) (IAEA, 2008).
Untuk
tipe
A,
Persamaan 1 (NCRP, 1978).
I x = Io . e  x
............... (1)
dengan,
Ix = intensitas paparan setelah melewati
penahan setebal x
Io = intensitas paparan tanpa penahan
x = tebal penahan
 = koefisien atenuasi linear bahan penahan
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
standar
( A ) adalah :
N
 xtx 
sehingga
 (A
i 1
icp
 Acp )2
......... (2)
N 1
ketidakpastian
standar
Xetex
(ESDMxtx) dalam satuan Becquerel (Bq) dan
ketidakpastian standar relatif capintec (uxtx)
dalam prosen (%) adalah :
 cp
.............. (3)
N
N
serap radiasi tergantung pada jenis bahan dan
radiasi mengikuti fungsi eksponensial sesuai
deviasi
pengukurannya (xtx) yang memiliki rerata
Koefisien atenuasi linear suatu bahan
gamma yang berinteraksi dengan penahan
(background)
sertifikat sumber standar (user) dan peluruhan
ESDM xtx =
energi sinar gamma. Proses atenuasi sinar
latar
Sedangkan tipe B terdiri dari ketidakpastian
dilakukan penentuan karakteristik serapan
dan koefisien atenuasi linier penyangga
dan
menggunakan Sistem Xetex 560A (uxtx).
mengakibatkan kesalahan pengukuran yang
cukup
sampel
u xtx
ESDM xtx

 100 
A xtx
 (A
i 1
ixtx
 A xtx )2
N(N  1)
 100
............. (4)
Dengan perumusan yang sama diperoleh
ketidakpastian standar relatif cacah latar (ultr).
Dari nilai-nilai ketidakpastian tipe A dan B
diperoleh
nilai
ketidakpastian
standar
gabungan (uc) sebagai berikut :
2
2
2
uc  u 2xtx  ultr
 user
 u lrh
............(5)
136
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
Nilai derajat kebebasan
Capintec adalah :
v eff(cp) 
efektif
untuk
cacahan , maka hasil akhir perhitungan
cacahan Xetex (Cxtx) dan ketidakpastiannya
u4xtx  ultr4  user4  ulrh4
4 / v ) (u4 / v ) (u 4 / v )
(u4xtx / v xtx )(ultr
ltr ser ser
lrh lrh
adalah :
(6)
Cxtxr  Axtx  U
.......... (8)
Apabila k adalah faktor cakupan
untuk nilai derajat kebebasan efektif (veff)
II. METODE PENELITIAN
dengan tingkat kepercayaan 95% dengan
Alat ukur radiasi yang digunakan
nilai k diambil dari Tabel k-students, maka
adalah sistem pencacah Xetex 560A S/N
nilai ketidakpastian bentangan (U) untuk
46478. Alat ini memiliki effisiensi detektor
capintec dapat ditentukan sesuai Persamaan 7
untuk pengukuran radiasi  sebesar 61,58%
(IAEA, 2008).
dan Faktor Kalibrasi (1,03 ± 4,69%).
Sedangkan bahan penyangga mylar berupa
Tabel 1. Hubungan derajat kebabbasan terhadap
faktor cakupan.
10 buah plastik PPC Film dengan tebal
masing-masing 0,1 mm.
Proses
pengukuran
diawali
dengan
meletakkan holder cuplikan ke dalam sistem
pencacah Xetex dan mengatur posisi tombol
setting alat pada posisi pengukuran sesuai
Tabel 2. Pengaktifan sistem pencacah Xetex
dilakukan
kestabilan
setelah
diperoleh
tegangan
power
kepastian
supply
(tersambung stabilizer minimal 500 VA) dan
Nilai ketidakpastian bentangan (U)
diperoleh dari hasil perkalian nilai faktor
cakupan (k) dengan nilai ketidakpastian
gabungan (uc).
Nilai faktor cakupan pada
tingkat kepercayaan seperti yang tercantum
dalam Tabel 1 tersebut ditentukan oleh nilai
derajat kebebasan efektifnya (veff).
U = k · uc
............ (7)
jaringan PLN yang bertegangan 220 ± 5%
Volt. Waktu tunggu kondisi stabil alat diatur
selama 30 menit. Pengaturan menu utama
setting melalui Push to Access Parameters
yang dilakukan dengan mengubah angka
Password dari posisi angka 0 (nol) menjadi
satu (1) adalah menu pembuka dari beberapa
posisi setting yang lain
Dengan diketahui hasil rerata cacah
standar dan latar menggunakan Xetex 560A
( Axtx ), Faktor Kalibrasi Xetex dan Efisiensi
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
137
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
Tabel 2. Posisi pengukuran tombol setting sistem pencacah Xetex 560A
No
Posisi Setting
Push to
Access
1
Sample
Count
Background
Count
Count time
Parameters
-
2
3
4
No
Posisi Setting
Push to Access
Pengaturan
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
1
Count Time
15 detik
2
Password
Diatur pada angka 1
3
High Voltage
693 Volt
4
Alpha Thld
39,22%
5
Beta Thld
31,37%
6
AB Crossover
0,109
7
Alpha Eff
0,024
8
Beta Eff
61,58
9
Alpha Bkg
0,0 dps
10
Beta Bkg
11
Meas. Units
12
Bkg Unit
13
Bkg Time
0,0 dps
Satuan ukur yang
dipilih (dps)
Cpm
(tidak di-setting)
5 detik
14
Cnt Mode Fix Prec
-
15
A Precision
0%
16
B Precision %
10%
17
Sigma Level
2,0
18
Max. Cnt. Time
5 detik
19
Print Disabled
-
20
Unit ID
21
Main Menu
1
Kembali ke
Parameters
138
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
Gambar 1. Skema ruang lingkup penentuan serapan dan koefisien Atenuasi Linier
penyangga mylar terhadap radiasi  untuk sumber standar Sr-90
Pengukuran cacah latar dilakukan
Sr-90 yang terbagi dalam 11 tahap dengan
dengan pengulangan data sebanyak 15 kali.
variasi tebal penyangga dari 0 sampai 1,0
Hal yang sama dilakukan pada cacah sampel
mm dengan interval 0,1 mm. Posisi sumber
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
139
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
standar terhadap detektor pada cacah sampel
mengetahui karakteristik serapan per lapisan
ini diatur dengan jarak 3 mm. Dari distribusi
penyangga cukup dianalisis berdasarkan
data dapat ditentukan nilai ketidakpastian
grafik aktivitas (Bq) versus tebal penyangga
standar
(mm).
atau
Experimental
Standard
Deviation of the Mean (ESDM).
Nilai
ketidakpastian
untuk
relatif
dihitung
Hasil akhir pengukuran sampel Sr-90
menggunakan
sistem
pencacah
Xetex
menentukan ketidakpastian pengukuran tipe
merupakan
A dari distribusi cacah latar maupun sampel.
dikoreksi dengan cacah latar, nilai efisiensi
Sedangkan Ketidakpastian pengukuran tipe B
cacahan  dan faktor kalibrasinya.
diperoleh
peluruhan
akuisisi dan koreksi data ini diperoleh
Selanjutnya dapat
karakteristik serapan per lapisan penyangga
ditentukan ketidakpastian standar gabungan,
mylar yang berupa garis eksponensial dengan
derajat kebebasan efektif dan ketidakpastian
ketidakpastian relatif berkisar antara 2,71%
bentangan (expanded uncertainty).
sampai 4,86% seperti yang ditunjukkan
dari sertifikat dan
sumber standar Sr-90.
hasil
cacahan
yang
telah
Dari
Dari akuisisi data cacahan diperoleh
dalam Gambar 2. Nilai-nilai ketidakpastian
garis eksponensial (sesuai Persamaan 1) dan
tersebut tersebar secara merata dalam satuan
kurva
prosentase
prosen mulai dari aktivitas besar sampai kecil
penurunan serapan radiasi  per tebal lapisan
dengan rerata 3,74%. Hal ini menunjukkan
penyangga mylar dengan interval 0,1 mm.
kesebandingan
Dengan
terhadap
linier
yang
demikian
berupa
dapat
ditentukan
antara
deviasi
hasil
pengukuran
standarnya.
Bila
karakteristk, persamaan garis kurva dan nilai
dibandingkan
koefisien atenuasi linier penyangga mylar
sertifikat maupun peluruhan, ketidakpastian
terhadap radiasi  untuk sumber standar
relatif ini terlalu besar dan dapat dilihat
luasan Sr-90. Skema ruang lingkup proses
secara jelas pada fluktuasi akuisisi data
penentuan karakteristik serapan dan koefisien
cacahan.
dengan
ketidakpastian
atenuasi linier penyangga mylar terhadap
Kurva linier dari prosentase penurunan
radiasi  untuk sumber standar Sr-90
serapan radiasi  per tebal lapisan penyangga
ditunjukkan dalam Gambar 1.
mylar dengan interval 0,1 mm ditunjukkan
dalam Gambar 3. Kurva tersebut memiliki
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Jenis penyangga mylar yang dipilih
adalah plastik PPC Film karena bahan
tersebut telah lazim digunakan dan dianggap
memiliki rapat massa (gr/mm2) dan densitas
(gr/mm3) yang merata, sehingga untuk
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
persamaan garis y = 18,56x + 22,32 dan R2 =
0,960
serta
posisi
masing-masing
titik
simpangan hasil pengukuran terhadap garis
linieritas kurva terlihat jelas.
Hal ini
diakibatkan deviasi standar dari keseluruhan
akuisisi data yang terlalu besar dari alat ukur
140
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
yang digunakan.
Namun demikian hasil
diperoleh dari ketidakpastian tipe A dan B
pengukuran tersebut memiliki kestabilan
yang secara lengkap ditunjukkan dalam
yang
Tabel 3.
baik
(mulai
dari
tebal
penyangga 0,1 hingga 1,0 mm).
lapisan
Hasil
terbesar
Faktor dominan ketidakpastian
diperoleh
dari
Tipe
A
yang
analisis akhir menunjukkan bahwa detektor
disebabkan deviasi standar cacahan sampel
sistem pencacah Xetex tersebut memiliki
Sr-90. Hal ini sangat berpengaruh terhadap
akurasi
ketidakpastian
hasil
data
yang
baik
(kurva
gabungan
dan
derajat
karakteristik Gambar 2) dan kepresisian hasil
kebebasan efektif.
yang kurang baik (nilai ketidakpastian relatif
nilai faktor cakupan (k) untuk tingkat
rerata hingga 3,74%.
kepercayaan
95%
Selanjutnya diperoleh
sebesar
2,15
dan
ketidakpastian gabungan (U) sebesar 7,71%.
Gambar 2. Kurva karakteristik serapan
penyangga
mylar
terhadap
Radiasi  untuk sumber standar
Sr-90.
Hasil
perhitungan
menunjukkan
koefisien atenuasi linier penyangga mylar
Gambar 3. Kurva
linier
prosentase
penurunan serapan dari radiasi
beta per tebal lapisan penyangga
mylar engan interval 0,1 mm
terhadap radiasi  untuk sumber standar
luasan Sr-90 sebesar (1,3109 ± 7,71%) mm-1.
Nilai toleransi dalam satuan prosen tersebut
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
141
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
Tabel 3. Hasil perhitungan ketidakpastian cacahan radiasi β
Dengan diketahuinya karakteristik
serapan dan nilai koefisien atenuasi linier
penyangga
mylar
pengukuran
dan
jaminan
melalui
menggunakan
point
maupun lingkungan.
ketertelusuran
ketidakpastian,
kualitas
dengan selamat dan aman bagi manusia
maka
SARAN
kalibrasi/pengukuran
sources
ini
dapat
ditingkatkan.
Hasil persamaan garis karakteristik
dan nilai koefisien atenuasi linier penyangga
mylar hasil penelitian ini hanya berlaku
untuk radiasi  dengan sumber standar luasan
IV. KESIMPULAN
Hasil
pengukuran
menunjukkan
Sr-90.
Untuk menentukan karakteristik
serapan
dan
koefisien
atenuasi
linier
karakteristik serapan per lapisan penyangga
penyangga mylar terhadap radiasi  yang lain
mylar plastik PPC Film yang berupa garis
maka diperlukan penelitian lebih lanjut
eksponensial dengan ketidakpastian relatif
sesuai tingkat energi sumber radiasi standar
berkisar antara 2,71% sampai 4,86%. Kurva
yang digunakan.
linier dari prosentase penurunan serapan
radiasi  per tebal lapisan penyangga mylar
dengan persamaan garis y = 18,56x + 22,32
dan R2 = 0,960.
menunjukkan
Hasil perhitungan
koefisien
atenuasi
sumber standar luasan Sr-90 sebesar (1,3109
Hasil penelitian ini
diharapkan dapat meningkatkan jaminan
kualitas
pengukuran
radiasi,
1.
Bapak
Kepala
Pusat
Teknologi
Keselamatan dan Metrologi Radiasi –
Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta
2.
Bapak Kepala Bidang Metrologi Radiasi
PTKMR – BATAN
3.
Bapak Hermawan Candra, S.Si,
Holnisar, dan Rosdiani yang telah
banyak membantu dalam pelaksanaan
penelitian.
linier
penyangga mylar terhadap radiasi  untuk
± 7,71%) mm-1.
UCAPAN TERIMA KASIH
sehingga
penanganan sumber radiasi dapat dilakukan
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
142
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI
Jakarta, 15-16 Juni 2010
DAFTAR PUSTAKA
1.
NATIONAL
COUNCIL
ON
RADIATION PROTECTION AND
MEASUREMENTS, A Handbook of
Radioactivity
Measurements
Procedures, Report No. 58, 1st Edition,
Washington, 1978.
2.
INTERNATIONAL
ATOMIC
ENERGY AGENCY, Measurement
Uncertainty, A Practical Guide for
Secondary
Standards
Dosimetry
Laboratories, Tecdoc-1585, Vienna,
2008.
3.
PERATURAN PEMERINTAH RI No.
33 tahun 2007 tentang Keselamatan
Radiasi Pengion dan Keamanan Sumber
Radioaktif, Jakarta.
4.
INTERNATIONAL
ATOMIC
ENERGY AGENCY, Recommendations
for the Safe Use and Regulation of
Radiation
Sources
in
Industry,
Medicine, Research and Teaching
Safety Series No. 102, IAEA, 1990.
PTKMR-BATAN, FKM-UI, KEMENKES-RI
143