perancangan ruangan radiografi medik di sekolah tinggi teknik nuklir

SEMINAR NASIONAL VIII
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012
ISSN 1978-0176
PERANCANGAN RUANGAN RADIOGRAFI MEDIK
DI SEKOLAH TINGGI TEKNIK NUKLIR
Kristiyanti, Ferry Suyatno
Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir-BATAN
Gd 71 Kawasan Puspiptek Serpong
Email untuk korespondensi : [email protected]
ABSTRAK
PERANCANGAN RUANGAN RADIOGRAFI MEDIK DI SEKOLAH TINGGI TEKNIK NUKLIR.
Telah dilakukan perancangan tebal pelat Pb yang berfungsi sebagai penahan paparan radiasi dari sinar-X,
untuk ruangan radiografi medik di Sekolah Tinggi Teknik Nuklir (STTN). Ruangan radiografi medik perlu
dikembangkan sebagai sarana untuk meningkatkan Sumber Daya Manusia lulusan STTN. Perancangan ini
bertujuan untuk menentukan tebal pelat Pb untuk penahan radiasi yang terdiri dari penahan radiasi primer
dan penahan radiasi sekunder yang disesuaikan dengan ketentuan keselamatan berdasarkan SK BAPETEN
No 8 Tahun 2011 tentang keselamatan radiasi dalam penggunaan pesawat sinar-X radiologi dan
intervensional.. Penentuan tebal berdasarkan perhitungan faktor transmisi miliAmpere-menit selama 1
minggu pada jarak satu meter. Dari hasil perancangan didapatkan tebal penahan dinding primer tebal 3 mm
dan penahan dinding sekunder 2mm. Dengan paparan setelah melewati dinding tidak lebih dari 1 R, dapat
disimpulkan bahwa perancangan ruangan tersebut sudah memenuhi ketentuan keselamatan
Kata kunci :Penahan radiasi, Sinar-X, ruang radiografi medik.
ABSTRACT
MEDICAL RADIOGRAPHY ROOM DESIGN IN THE POLYTECHNIC INSTITUTE OF
NUCLEAR TECHNOLOGY. Pb plate thickness that serves as a shielding to radiation exposure from Xrays, for medical radiography room in the polytechnic Institute of Nuclear Technology (STTN) has been
designed . The medical radiography room is needed to be developed to enhance the Human Resources in
STTN. The design aims to determine the Pb slab thickness for radiation shielding consisting of retaining the
primary radiation and secondary radiation barrier adapted to safety rules by BAPETEN REGULATION No.
8 Year 2011 on radiation safety in the use of the X-ray and interventional radiology . Determination of the
thickness based on the calculation of the transmission factor-minute milliamps for 1 week at a distance of
one meter. The results obtained the designed primary retaining walls thickness is 3 mm and 2mm secondary
retaining wall . With exposure after passing through the wall no more than 1 R, it can be concluded that the
design of the room that it meets the safety provision .
Keywords: Shielding, X-rays, Medical Radiografy room
PENDAHULUAN
Dalam rangka penyiapan Sumber Daya
Manusia Teknologi Nuklir yang handal, STTNBATAN bermaksud mengembangkan laboratorium
Radiologi Medik yang direncanakan ditempatkan
dibekas laboratorium kimia yang ada, sehingga
perlu penyesuaian mengenai karakteristik dinding
sebagai penahan radiasi sinar-X untuk memenuhi
ketentuan keselamatan.
Pelindung untuk proteksi radiasi terhadap
sinar-X dibedakan dalam dua katagori yaitu
pelindung sumber dan pelindung struktural.
Kristiyanti, dkk
Pelindung sumber biasanya sudah menyatu dengan
peralatan sinar-X seperti pelindung timbal (Pb)
dimana tabung sinar-X disimpan. Pelindung
struktural dirancang untuk memberi perlindungan
terhadap sinar-X yang bermanfaat, radiasi karena
bocor dan radiasi terhambur Pelindung ini
dirancang untuk melindungi seseorang disuatu
tempat yang berbatasan dengan ruangan dimana
pesawat sinar-X akan dioperasikan.
Sesuai dengan peraturan Ka. BAPETEN
Nomor 8 Tahun 2011 tentang Keselamatan Radiasi
dalam Penggunaan Pesawat Sinar-X Radiologi
Diagnostik dan Intervensional antara lain
menyebutkan tentang Nilai Batas Dosis (NBD)
203
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012
ISSN 1978-0176
yaitu : Dosis effektif untuk masyarakat sebesar 5
mSv dalam 1 tahun (0,01R/minggu) dan dosis
effektif untuk pekerja radiasi sebesar 20 mSv
pertahun rata-rata selama 5 tahun berturut-turut atau
50 mSv pertahun (0,1R/minggu) [1].
Untuk memenuhi aspek keselamatan maka
telah dirancang ruangan untuk pesawat sinar-X
dengan pembatas dosis yang memenuhi persyaratan
diatas. Pembatas dosis ruangan bisa berupa dinding
yang terbuat dari bata merah, beton atau pelat
timbal (Pb). Persyaratan pelindung radiasi untuk
ruangan pesawat sinar-X ditentukan oleh jenis
peralatan dan energi radiasi yang dipakai.
Dari hasil rancangan ruangan diharapkan
paparan diluar ruangan memenuhi NBD sesuai
dengan ketentuan.
TEORI ATAU METODE
Gambar dari rancangan ruangan radiografi
medik sesuai gambar terlampir.
Pelindung struktural yaitu dinding penahan
paparan sinar-X dibedakan menjadi dinding
penahan primer dan penahan sekunder.
Persyaratan pelindung struktural untuk
pemasangan instalasi ditentukan [2]:
1. Tegangan maksimum dimana tabung sinar-X
dioperasikan dalam kV.
2. Arus maksimum dari aliran berkasnya.
3. Beban kerja (W) yang merupakan suatu
ukuran dalam satuan yang sesuai dari jumlah
pengguna sebuah mesin sinar-X. Untuk
perancangan pelindung sinar-X beban kerja
biasanya dinyatakan dalam satuan mA menit
perminggu.
4. Faktor penggunaan (U), yang merupakan
bagian dari beban kerja dimana berkas yang
bermafaat sedang diarahkan ke arah yang
dituju.
5. Faktor pemakaian (Okupansi) (T) yang
merupakan faktor dimana beban kerja harus
dilipat gandakan untuk mengoreksi tingkat
atau tipe pemakaian dari daerah yang
dibicarakan.
Nilai beban kerja W ditentukan berdasarkan :
1. Waktu pengoperasian pesawat sinar-X
dalam satu minggu menit/minggu.
2. Arus tabung pada saat pesawat sinar-X
dioperasikan (mA).
Faktor penggunaan (U) ditentukan dari :
a. Use factor untuk lantai = 1.
b. Use factor untuk dinding = ¼.
c. Use factor untuk langit-langit = ¼.
Nilai faktor pemakaian (T) ditentukan dari :
a. T = 1,jika terdapat seseorang yang terus
menerus berada dibalik dinding.
b. T = ¼, jika terdapat seseorang yang tidak
terus menerus tetapi relatip sering.
c. T = 1/16 , jika terdapat seseorang yang
sesekali berada dibalik dinding.
d. T = 1, jika pekerja radiasi berada dibalik
dinding.
Tebal dinding penahan radiasi primer ditentukan
dengan menghitung Faktor transmisi (K) digunakan
Persamaan 1 [3]:
K 
P d 2
W U T
(1)
dengan
K = faktor transmisi
P = penyinaran maksimum mingguan yang
diperbolehkan.
0,1 R/minggu untuk daerah terkontrol.
0,01 R/minnggu untuk daerah tak terkontrol.
d = jarak dari sumber ke dinding yang akan
dirancang.
TVL  log
10
(
1
)
K
(2)
Dari Gambar 1[2] hubungan antara harga K dengan
tebal perisai untuk timbal pada tegangan 100 keV,
bisa dihitung tebal perisai yang dibutuhkan dengan
mengalikan harga TVL.
Sedangkan dinding penahan radiasi sekunder
tergantung dari besarnya radiasi hambur dan radiasi
bocor.
Untuk radiasi hambur digunakan Persamaan 3[3] :
K UX 
P  (d sca ) 2  (d sec ) 2  400
a W T  F  f
(R /
mA  menit
)
min ggu
(3)
dengan :
STTN-BATAN & PTAPB BATAN
204
Kristiyanti, dkk
SEMINAR NASIONAL VIII
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012
ISSN 1978-0176
KUX = perbandingan nilai paparan dengan beban
kerja sekunder.
P = paparan radiasi yang diperbolehkan.
dSCA= jarak penyebar ke titik tertentu (m).
dSEC= jarak sumber ke kulit pasien (m).
a = rasio radiasi hambur terhadap radiasi yang
membahayakan.
W = beban kerja.
T = faktor pemakaian.
F = ukuran medan sebaran (cm2)
f =faktor kompensasi tegangan.
Harga faktor kompensasi tegangan bisa
dilihat pada Tabel 1
Tabel 1. Harga Kompensasi Tegangan f
KeV
≤ 500
1000
2000
3000
f
1
20
300
700
P  ( d ) 2  600  I
W T
Tabel 2. Nilai TVL dan HVL untuk Timbal
Bahan
timbal
HVL
0,06
0,27
0,30
0,52
Teg maksimum
(keV)
50
100
150
200
Penahan
(mm)
TVL
0,17
0,88
0,99
1,7
Pesawat sinar-X direncanakan akan beroperasi pada
- Tegangan maksimum 100 keV.
- Arus maksimum 200 mA.
- Sekali ekspose 0,2 detik.
- banyaknya ekspose dalam sehari 6 kali.
Lama penyinaran dalam seminggu =
0,2/60 x 6 x 5 = 0,1 menit.
Besarnya arus yang dibutuhkan dalam seminggu =
6 x 5 x 200 mA= 6000 mA
Bisa dihitung beban kerja (W) seminggu :
W = 0,1 x 6000 mA
= 600 mA
Tebal dinding yang disebabkan radiasi bocor
digunakan Persamaan 4[3] :
B LX 
Perhitungan Rancangan Tebal Dinding.
(4)
n
1
(5)
B LX   
2
dengan :
BLX = paparan radiasi bocor.
P = penyinaran maksimum mingguan yang
diperbolehkan .
d = jarak dari sumber kedinding yang akan
dirancang
I = arus tabung maksimum
W = beban kerja
T = faktor pemakaian
n = x/HVL.
x = tebal dinding.
Untuk menentukan tebal dinding yang disebabkan
radiasi sekunder yang meliputi radiasi hambur dan
radiasi bocor, maka jika :
1. │Xh-Xb│< 1 TVL, maka tebal dinding
sekunder diambil harga yang terbesar antara
Xh dan Xb kemudian ditambah faktor
keselamatan sebesar 1 HVL.
2. │Xh-Xb│>1TVL, maka tebal dinding cukup
diambil dengan harga terbesar antara Xh dan Xb
.
Dinding Primer :
Jika diketahui :
P = 0,1 R
d=2m
W = 600 mA
U=¼
T=¼
Dengan menggunakan Persamaan 1
( 0 ,1)( 2 ) 2
 0 , 01
600 x 1 x 1
4
4
1
TVL  log 10 (
)  1, 97
0 , 01
Dari Tabel 2 untuk 100 keV didapat 0,88
Jadi tebal dinding primer :
= 1,97 x 0,88
= 1,7 mm
K 
Dinding sekunder.
Untuk dinding sekunder perhitungan hanya
dilakukan untuk dinding yang terdekat dengan
sumber sinar-X yaitu yang mempunyai jarak 2
meter.
Untuk menghitung tebal dinding sekunder yang
diakibatkan radiasi hambur digunakan Persamaan 3
dan radiasi bocor digunakan Persamaan 4
Radiasi hambur :
Dengan asumsi sudut hamburan dari pusat berkas
900 dan tegangan 100 keV didapat harga rasio
Kristiyanti, dkk
205
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN
SEMINAR NASIONAL VIII
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012
ISSN 1978-0176
radiasi
hambur
terhadap
membahayakan 0,002 maka [3] :
Jika diketahui :
P = 0,1 R
dSEC = 1,5 m.
a = 0,002
W = 600 mA
T=1
F=1
K 
radiasi
yang
0 ,1  (1, 5 ) 2  (1, 5 ) 2  400
 0 , 42
0 , 002  600  1  400  1
Dari Gambar 1 yaitu grafik hubungan harga K
dengan tebal perisai untuk timbal didapatkan tebal
pelat Pb sekitar 0,2 mm
Radiasi bocor :
Dengan menggunakan Persamaan 5
Jika diketahui :
P = 0,1 R
dSEC = 1,5 m.
I = 200 mA
W = 600 mA
T=1
0 ,1  (1, 5 )  600  ( 200 )
 30
600  1
1
30  ( ) n
2
n = 4,9
Dari Tabel 2 untuk tegangan 100 keV didapat harga
HVL = 0,27
Tebal dinding
= 4,9 x 0,27
=1,3 mm
B IX 
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ruangan radiografi medik yang akan
dirancang merupakan bekas ruangan laboratorium
kimia, dimana dinding yang ada tidak
mempertimbangkan ketebalan, sehingga ketebalan
dinding sebagai penahan radiasi diabaikan.
Perancangan tebal pelat Pb yang digunakan
sebagai penahan radiasi dari sinar-X pada pesawat
sinar-X pada umumnya didasarkan pada
perancangan perisai primer yaitu arah ekspose
sinar-X pada dinding, agar diperoleh sistem
keselamatan yang tinggi. Penempatan pesawat
sinar-X diruangan direncanakan mempunyai arah
ekspose sinar-X ke dinding yang bersebelahan
dengan tempat parkir, sehingga merupakan daerah
yang kadang-kadang ada orang sehingga paparan
yang diijinkan pada daerah tersebut 0,1 R per
minggu. Dari hasil perhitungan untuk dinding
primer sebagai penahan radiasi jika menggunakan
pelat Pb harus mempunyai ketebalan 1,7 mm.
STTN-BATAN & PTAPB BATAN
Tetapi berhubung pelat Pb yang sudah tersedia
mempunyai ketebalan 3 mm, maka digunakan untuk
dinding primer tebal 3 mm sehingga sebagai
penahan radiasi lebih aman, meskipun diluar pelat
Pb masih ada dinding dari bangunan lama.
Sedangkan untuk dinding pada arah yang tidak
terkena langsung ekspose sinar-X yaitu dinding
sekunder, dari hasil perhitungan jika yang
diperhitungkan arah dinding yang paling dekat
dengan pesawat yaitu dinding sebelah kiri
mempunyai jarak 1,5 m ditetapkan tebal dinding
sekunder 1,3 mm, tetapi pelat Pb yang sudah
tersedia 2mm sehingga digunakan pelat dengan
ketebalan 2 mm. Sedangkan untuk dinding arah lain
didalam ruangan yang jaraknya lebih jauh yang
masih berfungsi sebagai dinding sekunder tetap
digunakan tebal pelat Pb 2 mm.
Untuk atap, berhubung tinggi atap lebih dari
3m maka sudah dianggap memenuhi keselamatan
radiasi. Pintu ruangan dilapisi dengan pelat Pb
sesuai dengan tebal dinding sekunder yaitu 2 mm.
Sesuai dengan ketentuan dari SK BAPETEN
No 8 tahun 2011 disebutkan bahwa fasilitas ruangan
pesawat sinar-X, dinding ruangan untuk semua
jenis pesawat sinar-X, jika menggunakan pelat Pb
harus mempunyai ketebalan 2 mm dan pintu
ruangan pesawat sinar-X harus dilapisi pelat Pb.
KESIMPULAN
Perancangan ruangan Radiografi medik di
STTN mempunyai penahan radiasi untuk penahan
primer digunakan pelat Pb tebal 3 mm, penahan
sekunder dan pintu
mempunyai tebal 2mm,
sedangkan pada bagian atap karena mempunyai
ketinggian lebih
dari 3 m sudah memenuhi
keselamatan sesuai diharapkan ruangan radiografi
medik ini sudah memenuhi ketentuan dari
BAPETEN.
DAFTAR PUSTAKA
1. Peraturan Ka. BAPETEN No.8 Tahun 2011
tentang : Keselamatan Radiasi dalam
Penggunaan Pesawat Sinar-X Radiologi
Diagnostik dan Intervensional.
2. HERMAN CHAMBER, ” Introduction to
Health
Physics”,
Pergamon
Press,
Northwestern University, 1983.
3. Safety Reports Series No. 47: Radiation
Protection in the Design of radiotherapy
Facilities, IAEA, Vienna, 2006.
206
Kristiyanti, dkk
SEMINAR NASIONAL VIII
SDM TEKNOLOGI NUKLIR
YOGYAKARTA, 31OKTOBER 2012
ISSN 1978-0176
TANYA JAWAB
Pertanyaan :
1. Maksud dari penahan primer dan sekunder?
(Djiwo Harsono)
2. Bagaimana dengan proteksi radiasi dari lantai di
atasnya? (Djiwo Harsono)
3. Apa yang dimaksud dengan radiasi bocor dan
radiasi terhambur?
(Elisabeth Ratnawati)
Jawaban :
1. Penahan primer : penahan pada arah dinding
yang langsung terkena radiasi.
Penahan Sekunder : penahan pada arah radiasi
bocor dan hambur.
2. Arah lantai sudah aman karena tinggi atap
> 3 m.
3. Radiasi bocor, yaitu radiasi yang keluar dari
pesawat sinar-X. Radiasi hambur, yaitu radiasi
yang keluar dari hasil pantulan atau hamburan.
Kristiyanti, dkk
207
STTN-BATAN & PTAPB-BATAN