penggunaan film halida dan radiokromat dalam dosimetri radiasi

SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA V
“Kontribusi Kimia dan Pendidikan Kimia dalam
Pembangunan Bangsa yang Berkarakter”
Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP UNS
Surakarta, 6 April 2013
MAKALAH
PENDAMPING
PENDIDIKAN KIMIA
(Kode : E-02)
ISBN : 979363167-8
PENGGUNAAN FILM HALIDA DAN RADIOKROMAT DALAM
DOSIMETRI RADIASI
Dewi Kartikasari 1*,Eka Djatnika Nugraha2, Helfi Yuliati3, Suyati4
1
Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Jakarta ,
Indonesia
2,3,4
Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi,
Jakarta , Indonesia
*Keperluan korespondensi, Telepon : 021-7513906 EXT 317 / Email:
[email protected]
ABSTRAK
Dosimetri radiasi untuk tujuan proteksi radiasi di bidang industri dan medik telah
mengalami perkembangan dalam beberapa puluh tahun terakhir. Berbagai macam metode
pengukuran dan detektor dosis radiasi telah ditemukan. Salah satu detektor yang banyak
digunakan dalam dosimetri radiasi tersebut adalah detektor jenis film.Proses kimia yang terjadi
di dalam film dan pada saat pemrosesan film sangat berpengaruh dalam penggunaan detektor
jenis film tersebut. Contoh detektor film yang banyak digunakan adalah jenis film halidadan
radiokromat.Film halida melibatkan proses interaksi antara AgX dan radiasi foton yang
+
kemudian akan menghasilkan ion-ion Ag , sedangkan teknik pembentukan image pada film
radiokromatdapat melibatkan perubahan leuco dyesyang bersifat sensitif atau mengubah
molekul foto monomer tidak berwarna menjadi berwarna melalui perubahan kimia. Pada
makalah ini dijelaskan penggunaan film halida dan radiokromat untuk berbagai keperluan,
proses kimia yang terjadi di dalamnya dan faktor-faktor yang mempengaruhi pengukuran dosis
menggunakan jenis detektor film tersebut. Film halida dapat dimanfaatkan untuk keperluan
medik, industri dan monitoring dosis. Faktor yang mempengaruh pengukuran dosis antara lain
konsentrasi larutan pengembang dan kondisi ruang pemrosesan film. Film radiokromat
terutama dimanfaatkan di bidang medik dan faktoryang mempengaruh pengukuran dosis antara
lainsuhu, kelembaban dan sinar UV.
Kata Kunci : dosimetri, film halida, film radiokromat
Berbagai
PENDAHULUAN
Dosimetri
merupakan
kegiatan
macam
dimanfaatkan
teknik
untuk
berbagai
dosimetri
macam
pengukuran dosis radiasi dengan teknik
keperluan terutama di bidang industri dan
yang didasarkan pada pengionan yang
medik.Secara garis besar teknik dosimetri
disebabkan
radiasi dapat dibedakan menjadi dua jenis
oleh
radiasi
dalam
gas,
terutama udara [1]. Dalam beberapa puluh
tahun
terakhir,
mengalami
dosimetri
banyak
radiasi
yaitu dosimetri absolutdan dosimetri relatif.
telah
perkembangan.
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
Dosimetri absolut merupakan suatu
teknik
dosimetri
untuk
menghasilkan
397
ISBN = 979363167-8
informasi langsung berupa dosis serap
perorangan para pekerja radiasi dan juga
dalam gray (Gy). Teknik ini melibatkan
untuk memperkirakan dosis kulit eksterna
banyak
yang diterima oleh pasien selama menjalani
faktor
yang
digunakan
untuk
mengubah kuantitas yang terekam selama
prosedur medik
pengukuran ke dalam dosis serap [2].
halida
Dosimetri
digunakan
pekerja radiasi memiliki beberapa kelebihan
sebagai standar. Contoh teknik dosimetri
dan kekurangan. Kelebihan penggunaan
absolut
adalah
dosimeter film antara lain data dosis dapat
dan
dibaca kembali apabila diperlukan maupun
absolut
yang
kalorimetri,
biasanya
paling
dosimetri
umum
ionometrik
dosimetri kimia.
Jenis
dalam
[3]. Pemanfaatan film
bidang
monitoring
dosis
apabila ada hal-hal yang meragukan, biaya
teknik
dosimetri berikutnya
proses dosimetri film cukup murah dan
adalah dosimetri relatif. Dosimetri relatif
peralatan evaluasi dosisnya sederhana.
merupakan teknik dosimetri yang dilakukan
Sedangkan
dengan
dosimeter
cara
membandingkan
dua
kekurangan
jenis
ini
penggunaan
antara
lain
sifat
pembacaan dosimeter yang salah satunya
dosimeter adalah sekali pakai, proses
merupakan dosimeter standar [2].Salah
evaluasi dosisnya memerlukan waktu yang
satu jenis dosimetri relatif adalah dosimetri
relatif lama serta relatif peka terhadap
film. Dosimetri film banyak digunakan untuk
faktor-faktor lingkungan [4].
memonitor dosis pekerja radiasi dan juga
Secara
umum
susunan
film
untuk memperkirakan dosis eksterna pada
halidadisajikanpada Gambar 1. Komponen
kulit
aktif berada pada lapisan emulsi yang
yang diterima oleh pasien saat
melaksanakan
prosedur
medik
dilapiskan pada bahan dasar. Lapisan
[3].Dosimeter yang dapat digunakan dalam
emulsi merupakan tempat terbentuknya
dosimetri film terdiri dari beberapa jenis,
gambar dan terdiri dari banyak butiran
diantaranya adalah jenis dosimeter film
kristal perak halidaseperti perak bromida
halida dan radiokromat.
dan perak klorida yang tersuspensi dalam
gelatin. Kebanyakan film yang digunakan
dalam
FILM HALIDA
radiografi
memiliki
dua
lapisan
banyak
emulsi pada masing-masing sisi bahan
digunakan dalam berbagai bidang antara
dasar sedangkan untuk proses radiografi
lain; radiografi medik karena hanya dengan
tertentu seperti pada mamografi biasanya
menggunakan sedikit radiasi dosis rendah
hanya terdiri dari satu lapisan emulsi [5].
sudah dapat diperoleh gambar yang sangat
Bahan dasar biasanya terbuat dari bahan
bagus tentang organ yang diperiksa.Dalam
poliester bening dengan tebal sekitar 150
bidang industri dimanfaatkan sebagai alat
µm. Bahan dasar ini berfungsi untuk
kontrol
untuk
mendukung komponen lapisan film yang
memperlihatkan keretakan, homogenitas
lainnya dan tidak terlibat dalam proses
material dan lain-lain. Pemanfaatan yang
pembentukan gambar.
Dosimeter
lain
film
destruksi
adalah
untuk
halida
yaitu
memonitor
dosis
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
398
ISBN = 979363167-8
Proses
Emulsi
memasukkan
Bahan
Dasar (base)
selanjutnya
film
ke
dalam
adalah
larutan
pemantap (fixer). Pada proses ini kristal
perak halida yang tidak terpapar akan
Emulsi
dilarutkan dan hanya meninggalkan butiranGambar 1. Susunan film konvensional
butiran perak ke dalam gelatin. Pada
secara umum
prinsipnya, reaksi kimia yang terjadi pada
proses ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
Ketika sinar-X, sinar gama maupun
cahaya mengenai butiran senstif perak
-5
AgBr + 3 Na2S2O3
+
-
Ag(S2O3)3 + 6 Na + Br
halida yang berada pada lapisan emulsi,
Selanjutnya
foton akan berinteraksi dengan AgX dan
+
film
melalui
proses
menghasilkan Ag . Perubahan yang terjadi
pencucian untuk membersihkan larutan
pada proses ini sangat kecil sehingga tidak
pemantap dari lapisan emulsi. Hal ini
dapat terdeteksi oleh metode fisik biasa
dilakukan untuk menghilangkan tiosulfat.
dan
bayangan
Jika tiosulfat tetap dibiarkan dalam lapisan
laten.Kemudian bayangan laten yang tidak
emulsi, maka pada akhirnya akan bereaksi
tampak tersebut akan diubah menjadi
dengan perak nitrat dan udara untuk
gambar tampak melalui proses kimia.
membentuk perak sulfat, berupa noda
disebut
sebagai
Proses kimia pertama yang dilakukan
adalah
proses
pengembangan
film
berwarna kuning coklat. Proses terakhir
adalah pengeringan film.
pengembang
Setelah proses pengembangan dan
(developer). Proses ini didasarkan pada
pemantapan pada film, terjadi proses kimia
reduksi
yang
menggunakan
larutan
perak
halide
oleh
larutan
menyebabkan
munculnya
warna
pengembang. Larutan pengembang ada
kehitaman pada film. Tingkat kehitaman
bermacam-macam jenisnya tetapi secara
film atau lebih dikenal dengan kerapatan
umum mengandung bahan-bahan kimia
optik akan sebanding dengan besarnya
yang sama dan mempunyai fungsi yang
radiasi yang diterima [4].
spesifik dalam proses pengembangan yaitu
Faktor-faktor
yang
mempengaruhi
sebagai reducer contohnyaphenidon and
pengukuran kerapatan optik pada film
hydroquinone, activator contohnya natrium
diantaranya
karbonat,
pengembang,
restrainer
contohnya
kalium
adalah
dan
larutan
kondisi
ruang
Semakin
rendah
bromide, preservative contohnya natrium
pemrosesan
sulfit dan hardener contohnya glutaraldehid
konsentrasi larutan pengembang, semakin
[5].
rendah pula kerapatan optik pada film yang
Reaksi
kimia
yang
terjadi
dapat
terpapar
dijelaskan sebagai berikut :
-
Oksidasi : Devred
+
-
Reduksi : Ag + e
film.
konsentrasi
radiasi[3].Kondisi
ruang
Devox + e
pemrosesan film berpengaruh terhadap
Ag
pemrosesan film karena akumulasi debu,
kotoran maupun bahan kimia yang lainnya
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
399
ISBN = 979363167-8
dapat menjadi artifak dalam pengukuran
Gambar 2. Radiasi leuco menjadi senyawa
dosis. Selain itu jenis penerangan dalam
berwarna
ruangan juga harus diperhitungkan agar
Pada
tidak mempengaruhi film[6].
reaksi
Gambar
2,
ikatan
rangkap dari senyawa memiliki kemampuan
untuk menyerap foton dari cahaya tampak
FILM RADIOKROMAT
Film radiokromat merupakan film
yang
langsung
terpapar
berubah
radiasi
pengion
warna
ketika
dan
tidak
sehingga dapat menghasilkan senyawa
yang berwarna.
memerlukan proses kimia maupun fisik.
Film
radiochromic
kebanyakan
dimanfaatkan di bidang medik dan memiliki
beberapa keunggulan antara lain tidak
memerlukan pemrosesan film, kamar gelap
maupun bahan-bahan kimia[7]. Pembacaan
film radiokromat dapat dilakukan dengan
menggunakan
referensi
tabel
warna,
densitometer dan scanner.
Gambar 3. Reaksi perubahan monomer
Film radiokromat terdiri dari berbagai
menjadi polimer
macam jenis dan dapat dimanfaatkan untuk
Beberapa senyawa kimia organik
keperluan radiologi (kV foton) maupun
akan mengalami fotopolimerisasi apabila
radioterapi (MV foton, electron, proton).Film
disinari dengan sinar UV menjadi bentuk
radiokromatmemiliki dua jenis prinsip reaksi
kristal yang sangat banyak. Reaksi pada
dasar
Gambar
utama.
dyesyang
Pertama,
bersifat
radiasileuco
sensitif.
Kedua,
mengubah molekul foto monomer tidak
berwarna
menjadi
berwarna
Kedua reaksi tersebut disajikan pada
Gambar 2 dan Gambar 3 berikut :
dapat
perubahan
terjadi
secara
apabila
thermal,
ada
fotokimia
maupun apabila terkena iradiasi gama.
melalui
perubahan kimia [8].
3
Respon
pada
film
radiokromat
dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain
suhu, kelembaban dan sinar UV[9]. Suhu
dan
kelembaban
pembacaan
saat
maupun
penyimpanan,
saat
penyinaran
kadang dapat menyebabkan kesalahan
dalam
pembacaan
kebanyakan
terhadap
film
radiasi
dosis.
Selain
radiokromat
UV
karena
itu,
sensitif
dapat
mengubah warna film secara spontan. Oleh
karena itu, penanganan yang baik dan
tepat akan dapat mengeliminasi paparan
sinar UV.
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
400
ISBN = 979363167-8
processing effects on the radiation
doses measured by film dosimeter
KESIMPULAN
system, Sharm El-Sheikh, Egypt
Reaksi yang terjadi pada film halida.
melibatkan proses interaksi antara AgX dan
radiasi
foton
yang
kemudian
[4] Akhadi, M., 2005, Mengoptimalkan
Penggunaan Dosimeter Perorangan di
akan
+
menghasilkan ion-ion Ag . Film halida dapat
Medan
dimanfaatkan
ALARA, Vol. 7 No. 1&2
untuk
keperluan
medik,
Radiasi
Campuran,
Buletin
industri maupun monitoring dosis. Faktor-
[5] Sprawls, P., 1995, Physical Principles
faktor yang mempengaruhi pembacaan
of Medical Imaging, Medical Physics
dosis menggunakan film halidaantara lain
Publishing Corporation
konsentrasi
larutan
pengembang
dan
[6]
Pai,
S.,
et
al.,
2007,
TG-69:
kondisi ruang pemrosesan film. Reaksi
Radiographic
dasar yang terjadi pada film radiokromat
beam dosimetry, American Association
ada dua yaitu perubahan leuco dyesyang
of Physicists in Medicine
bersifat sensitif dan mengubah molekul foto
[8] Vajapurkar, S.G and Bera A., 2010,
Present
Respon pada film radiokromat dipengaruhi
techniques
oleh
measurements,
hal
antara
lain
suhu,
kelembaban dan sinar UV.Film radiokromat
lebih praktis dibandingakn film halida dalam
hal
pemrosesan
film
karena
tidak
memerlukan pemrosesan secara kimia.
megavoltage
Film, International Specialty Products
terutama dimanfaatkan di bidang medik.
beberapa
for
[7] Lewis, D.F., 2010, Radiochromic
monomer tidak berwarna menjadi berwarna
melalui perubahan kimia. Film radiokromat
film
status
of
for
radiochromic
nuclear
Indian
radiation
Journal
for
Pure&Applied Physics Vol. 48
[9]
Niroomad,
R,A,
Radiochromic
et.
Film
1998,
al,
Dosimetry,
American Association of Physicists in
Medicine
DAFTAR RUJUKAN
[1]
Thamrin,
M.T.,
Kusumawati,
Akhadi,
M.
dan
D.D.,2004,Pengukuran
Dosis Serap dengan Dosimeter Kimia,
Buletin ALARA, Vol. 5 No. 2&3
[2] Butson, M.J, Peter K.N., Cheung, T.,
and
Metcalfe,
P.,2003,Radiochromic
film for medical radiation dosimetry,
Materials Science and Engineering R
TANYA JAWAB
PARALEL
:E
NAMA PEMAKALAH
: Dewi Kartikasari
NAMA PENANYA
: M. Masykuri
PERTANYAAN
:
Sejauh
mana
pemanfaatan
film
Radiokromat yang sekarang sudah ada
dimasyarakat?
41
[3] Mihai F. and Gheorghiu A., Proceedings
of the 7th Conference on Nuclear and
Particle
Physics,
2009,
Chemical
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
401
ISBN = 979363167-8
JAWABAN
:
Film Radiokromat memiliki berbagai macam
merk dagang. Penggunaanya kebanyakan
dalam pengukuran dosis terapi.
Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia V
402