Keselamatan Kerja Radiologi

Radiasi yang digunakan di Radiologi di samping bermanfaat untuk membantu menegakkan diagnosa, juga dapat menimbulkan bahaya bagi pekerja radiasi dan masyarakat umum yang berada disekitar sumber radiasi tersebut. Besarnya bahaya radiasi ini ditentukan oleh besarnya radiasi, jarak dari sumber radiasi, dan ada tidaknya pelindung radiasi.

Upaya untuk melindungi pekerja radiasi serta masyarakat umum dari ancaman bahaya radiasi dapat dilakukan dengan cara :

1. Mendesain ruangan radiasi sedemikian rupa sehingga paparan radiasi tidak melebihi batas-batas yang dianggap aman.
2. Melengkapi setiap ruangan radiasi dengan perlengkapan proteksi radiasi yang tepat dalam jumlah yang cukup.
3. Melengkapi setiap pekerja radiasi dan pekerja lainnya yang karena bidang pekerjaannya harus berada di sekitar medan radiasi dengan alat monitor radiasi.
4. Memakai pesawat radiasi yang memenuhi persyaratan keamanan radiasi.
5. Membuat dan melaksankan prosedur bekerja dengan radiasi yang baik dan aman.


1. Desain dan paparan di ruangan radiasi

a. Ukuran Ruangan Radiasi
· Ukuran minimal ruangan radiasi sinar-x adalah panjang 4 meter, lebar 3 meter, tinggi 2,8 meter.
· Ukuran tersebut tidak termasuk ruang operator dan kamar ganti pasien.

b. Tebal Dinding
· Tebal dinding suatu ruangan radiasi sinar-x sedemikian rupa sehingga penyerapan radiasinya setara dengan penyerapan radiasi dari timbal setebal 2 mm.
· Tebal dinding yang terbuat dari beton dengan rapat jenis 2,35 gr/cc adalah 15 cm.
· Tebal dinding yang terbuat dari bata dengan plester adalah 25 cm.

c. Pintu dan Jendela
· Pintu serta lobang-lobang yang ada di dinding (misal lobang stop kontak, dll) harus diberi penahan-penahan radiasi yang setara dengan 2 mm timbal.
· Di depan pintu ruangan radiasi harus ada lampu merah yang menyala ketika meja kontrol pesawat dihidupkan.


· Tujuannya adalah :

  - Untuk membedakan ruangan yang mempunyai paparan bahaya radiasi dengan ruangan yang tidak mempunyai paparan bahaya radiasi.
-Sebagai indikator peringatan bagi orang lain selain petugas medis untuk tidak memasuki  ruangan karena ada bahaya radiasi di dalam ruangan tersebut.
- Sebagai indikator bahwa di dalam ruangan tersebut ada pesawat rontgen sedang aktif.
- Diharapkan ruangan pemeriksaan rontgen selalu tertutup rapat untuk mencegah bahaya paparan radiasi terhadap orang lain di sekitar ruangan pemeriksaan rontgen.

· Jendela di ruangan radiasi letaknya minimal 2 meter dari lantai luar. Bila ada jendela yang letaknya kurang dari 2 meter harus diberi penahan radiasi yang setara dengan 2 mm timbal dan jendela tersebut harus ditutup ketika penyinaran sedang berlangsung.
· Jendela pengamat di ruang operator harus diberi kaca penahan radiasi minimal setara dengan 2 mm timbal.

d. Paparan Radiasi
· Besarnya paparan radiasi yang masih dianggap aman di ruangan radiasi dan daerah sekitarnya tergantung kepada pengguna ruangan tersebut.
· Untuk ruangan yang digunakan oleh pekerja radiasi besarnya paparan 100 mR/minggu.
· Untuk ruangan yang digunakan oleh selain pekerja radiasi besarnya paparan 10 mR/minggu


2. Perlengkapan Proteksi Radiasi

a.Pakaian Proteksi Radiasi (APRON)
Setiap ruangan radiasi disediakan pakaian proteksi radiasi dalam jumlah yang cukup dan ketebalan yang setara dengan 0,35 mm timbal.

b.Sarung tangan timbal
Setiap ruangan fluoroskopi konvensional harus disediakan sarung tangan timbal.


3. Alat monitor Radiasi
 
a. Film Badge
· Setiap pekerja radiasi dan/atau pekerja lainnya yang karena bidang pekerjaannya harus berada di sekitar medan radiasi diharuskan memakai film badge setiap memulai pekerjaannya setiap hari.
· Film badge dipakai pada pakaian kerja pada daerah yang diperkirakan paling banyak menerima radiasi atau pada daerah yang dianggap mewakili penerimaan dosis seluruh tubuh seperti dada bagian depan atau panggul bagian depan.

b. Survey meter
      Di unit radiologi harus disediakan alat survey meter yang dapat digunakan untuk mengukur  paparan radiasi di ruangan serta mengukur kebocoran alat radiasi.


4. Pesawat Radiasi
 
a. Kebocoran tabung
Tabung pesawat rontgen (tube) harus mampu menahan radiasi sehingga radiasi yang menembusnya tidak melebihi 100 mR per jam pada jarak 1 meter dari fokus pada tegangan maksimum.

b. Filter
Filter radiasi harus terpasang pada setiap tabung pesawat rontgen.

c. Diafragma berkas radiasi
· Diafragma berkas radiasi pada suatu pesawat harus berfungsi dengan baik.
· Ketebalan difragma minimal setara dengan 2 mm timbal.
· Posisi berkas sinar difragma harus berhimpit dengan berkas radiasi.

d. Peralatan Fluoroskopi
· Tabir flouroskopi harus mengandung gelas timbal dengan ketebalan yang setara dengan 2 mm timbal untuk pesawat rontgen berkapasitas maksimum 100 KV atau 2,5 mm timbal untuk pesawat rontgen berkapasitas maksimum 150 KV.
· Karet timbal yang digantungkan pada sisi tabir flouroskopi harus mempunyai ketebalan setara dengan 0,5 timbal dengan ukuran 45 x 45 cm.
· Tabung peswat rontgen dengan tabir flouroskopi harus dihubungkan secara permanen dengan sebuah stop kontak otomatis harus dipasang untuk mencegah beroperasinya pesawat apabila pusat berkas radiasi tidak jatuh tepat di tengah-tengah tabir flouroskopi.
· Semua peralatan flouroskopi harus dilengkapi dengan tombol pengatur waktu yang memberikan peringatan dengan bunyi sesudah waktu penyinaran terlampaui. Penyinaran akan berakhir jika pengatur waktu tidak di reset dalam waktu satu menit.

5. Pemeriksaan Kesehatan
Setiap pekerja radiasi harus menjalani pemeriksaan kesehatan secara berkala sedikitnya sekali dalam setahun.

6. Kalibrasi Pesawat Rontgen
Pesawat rontgen harus dikalibrasi secara berkala terutama untuk memastikan penunjukkan angka-angkanya sesuai dengan keadaan yang sebenarnya.

7. Dosis Radiasi yang diterima oleh pekerja radiasi
· Dosis tertinggi yang diizinkan untuk diterima oleh seorang pekerja radiasi didasarkan atas rumus dosis akumulasi :
D = 5 ( N - 18 ) rem

D :Dosis tertinggi yang diizinkan untuk diterima oleh seorang pekerja radiasi selama masa kerjanya
N :Usia pekerja radiasi yang bersangkutan dinyatakan dalam tahun
18:Usia minimum seseorang yang diizinkan bekerja dalam medan radiasi dinyatakan dalam tahun

· Jumlah tertinggi penerimaan dosis rata-rata seorang pekerja radiasi dalam jangka waktu 1 tahun ialah 5 rem.
· Jumlah tertinggi penerimaan dosis rata-rata seorang pekerja radiasi dalam jangka waktu 13 minggu ialah 1,25 rem . Sedangkan untuk wanita hamil 1 rem.
· Jumlah tertinggi penerimaan dosis rata-rata seorang pekerja radiasi dalam jangka waktu satu minggu adalah 0,1 rem.

8. Ekstra Fooding
Rumah sakit berkewajiban menyediakan makanan ekstra puding yang bergizi bagi pekerja radiasi untuk meningkatkan daya tahan tubuh terhadap radiasi.

9. Prosedur Kerja di Ruangan Radiasi
1. Menghidupkan lampu merah yang berada di atas pintu masuk ruang pemeriksaan.
2. Berkas sinar langsung tidak boleh mengenai orang lain selain pasien yang sedang diperiksa.
3. Pada waktu penyinaran berlangsung, semua yang tidak berkepentingan berada di luar ruangan pemeriksaan , sedangkan petugas berada di ruang operator. Kecuali sedang menggunakan flouroskopi maka petugas memakai pakaian proteksi radiasi.
4. Waktu pemeriksaan harus dibuat sekecil mungkin sesuai dengan kebutuhan.
5. Tidak menyalakan flouroskopi apabila sedang ada pergantian kaset.
6. Menghindarkan terjadinya pengulangan foto.
7. Apabila perlu pada pasien dipasang gonad shield.
8. Ukuran berkas sinar harus dibatasi dengan diafragma sehingga pasien tidak menerima radiasi melebihi dari yang diperlukan.
9. Apabila film atau pasien memerlukan penopang atau bantuan, sedapat mungkin gunakan penopang atau bantuan mekanik. Jika tetap diperlukan seseorang untuk membantu pasien atau memegang film selama penyinaran maka ia harus memakai pakaian proteksi radiasi dan sarung tangan timbal serta menghindari berkas sinar langsung dengan cara berdiri disamping berkas utama.
10. Pemeriksaan radiologi tidak boleh dilakukan tanpa permintaan dari dokter.

10. Prosedur Kerja di Ruang ICU dengan menggunakan Mobile Unit X-Ray
1. Berkas sinar langsung tidak boleh mengenai orang lain selain pasien yang sedang diperiksa.
2. Pada waktu penyinaran berlangsung, semua petugas harus berada sejauh mungkin dari pasien dan memakai pakaian proteksi radiasi.
3. Waktu pemeriksaan harus dibuat sekecil mungkin sesuai dengan kebutuhan.
4. Menghindarkan terjadinya pengulangan foto.
5. Apabila perlu pada pasien dipasang gonad shield.
6. Ukuran berkas sinar harus dibatasi dengan diafragma sehingga pasien tidak menerima radiasi melebihi dari yang diperlukan.
7. Apabila film atau pasien memerlukan penopang atau bantuan, sedapat mungkin gunakan penopang atau bantuan mekanik. Jika tetap diperlukan seseorang untuk membantu pasien atau memegang film selama penyinaran maka ia harus memakai pakaian proteksi radiasi dan sarung tangan timbal serta menghindari berkas sinar langsung dengan cara berdiri disamping berkas utama.

Pembentukan Gambar Radiografi

            Salah satu dari faktor penting sinar-x adalah bahwa sinar-x dapat menembus bahan. Tetapi hanya yang benar-benar sinar-x saja yang mampu menembus objek yang dikenainya dan sebagian yang lain akan diserap. Sinar-x yang menembus itulah yang mampu membentuk gambaran atau bayangan.
 

Besarnya penyerapan sinar-x oleh suatu bahan tergantung tiga faktor:

1. Panjang gelombang sinar-X
2. Susunan objek yang terdapat pada alur berkas sinar-X.
3. Ketebalan dan kerapatan objek.

            Setelah sinar-x yang keluar dari tabung mengenai dan menembus obyek yang akan difoto. Bagian yang mudah ditembusi sinar x (seperti otot, lemak, dan jaringan lunak) meneruskan banyak sinar x sehingga film menjadi hitam. Sedangkan bagian yang sulit ditembus sinar x (seperti tulang) dapat menahan seluruh atau sebagian besar sinar x akibatnya tidak ada atau sedikit sinar x yang keluar sehingga pada film berwarna putih. Bagian yang sulit ditembus sinar x mengalami ateonasi yaitu berkurangnya energi yang menembus sinar x, yang tergantung pada nomor atom, jenis obyek, dan ketebalan. Adapun bagian tubuh yang mudah ditembus sinar x disebut Radio-lucen yang menyebabkan warna hitam pada film. Sedangkan bagian yang sulit ditembus sinar x disebut Radio-opaque sehingga film berwarna putih. Telah diketahui bahwa panjang gelombang yang besar yang dihasilkan oleh kV rendah akan mengakibatkan sinar-x nya mudah diserap. Semakin pendek panjang gelombang sinar-x (yang dihasilkan oleh kV yang lebih tinggi) akan membuat sinar-x mudah untuk menembus bahan .

            Bagaimana susunan objek ketika terjadi penyerapan sinar-x? Hal ini tergantung dari nomor atom unsur tersebut. Sebagai contoh satu lempeng aluminium yang mempunyai nomor atom lebih rendah dibanding tembaga, mempunyai jumlah daya serap lebih rendah terhadap sinar-x dibanding satu lempeng tembaga pada berat dan daerah yang sama. Timah hitam (nomor atomnya lebih besar) adalah penyerap terbaik sinar-x. Karena alasan inilah ia digunakan pada wadah tabung yang juga bertujuan untuk proteksi, contoh yang lainnya adalah dinding ruangan sinar-x dan pada sarung tangan khusus serta apron yang digunakan selama proses fluoroskopi.

           Hubungan antara penyerapan sinar-x dengan ketebalan adalah sederhana yaitu unsur yang mempunyai lempengan yang tebal dapat menyerap radiasi lebih banyak dibanding lempengan yang tipis pada satu unsur yang sama. Kerapatan/kepadatan suatu unsur yang sama akan juga mempunyai kesamaan efek, contoh 2,5 cm air akan menyerap sinar-x lebih banyak dibanding 2,5 cm es karena berat timbangan es akan berkurang 2,5 cm per kubik disbanding air.

                 Mengingat pemeriksaan kesehatan yang menggunakan sinar-x, satu hal yang harus dipahami bahwa tubuh manusia mempunyai susunan yang kompleks yang tidak hanya mempunyai perbedaan pada tingkat kepadatan saja tetapi juga mempunyai perbedaan unsur pembentuk. Hal ini menyebabkan terjadinya perbedaan tingkat penyerapan sinar-x. Yaitu, tulang lebih banyak menyerap sinar-x dibanding otot/daging; dan otot/daging lebih banyak menyerap dibanding udara (paru-paru). Lebih jauh lagi pada struktur organ yang sakit akan terjadi perbedaan penyerapan sinar-x dibanding dengan penyerapan oleh daging dan tulang yang normal. Umur pasien juga mempengaruhi penyerapan, contoh pada umur yang lebih tua tulang-tulang sudah kekurangan kalsium dan akan mengurangi penyerapan sinar-x dibanding tulang-tulang di usia yang lebih muda.

                 Hubungan diantara intensitas sinar-x pada daerah yang berbeda gambarannya didefinisikan sebagai kontras subjek. Kontras subjek tergantung pada sifat subjek, kualitas radiasi yang digunakan, intensitas dan penyebaran radiasi hambur, tetapi tidak tergantung terhadap waktu, mA, jarak dan jenis film yang digunakan.

  Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Gambaran Radiografi

• Pengaruh Milliampere (mA)

Peningkatan mA akan menambah intensitas sinar-x, dan penurunan mA akan mengurangi intensitas. Sehingga semua intensitas sinar-x atau derajat terang/brightness akan bertambah sesuai dengan peningkatan intensitas radiasi sinar-x di titik fokus. Oleh sebab itu, derajat terang dapat diatur dengan mengubah mA. Perlu juga dipahami bahwa intensitas sinar-x yang bervariasi akan terus membawa hubungan yang sama antara satu dengan yang lainnya.

• Pengaruh Jarak

Dalam proses pemotretan sinar x, terdapat pengaturan jarak pemotretan yang meliputi :

1. Jarak antara fokus-film (Focus Film Distance disingkat FFD), disebut juga SID (Source to Image Reseptor Distance)
2. Jarak antara film-objek (Film Object Distance disingkat FOD) 
3. Jarak antara obyek-fokus (Object Focus Distance), disebu juga SSD (Source to Skin Distance)

            Sekali lagi, intensitas sinar-x dari suatu pola bisa diatur menjadi sama dengan cara merubah semua hal, bukan dalam hal-hal yang menyangkut kelistrikan, tapi dengan menggerakkan tabung mendekati atau menjauhi objek. Dengan kata lain, jarak tabung ke objek mempengaruhi intensitas gambaran.
Hal ini dapat dibuktikan dengan demontrasi yang sederhana. Tanpa penerangan lain dalam ruangan, pindahkan lampu yang menyala mendekati kertas bercetak. Anda akan melihat bahwa semakin dekat cahaya ke buku, makin terang halaman itu terkena cahaya. Hal yang sama juga berlaku pada sinar-x, pada saat jarak objek ke sumber radiasi dikurangi, intensitas sinar-x pada objek meningkat; pada saat jaraknya ditambah intensitas radiasi pada objek berkurang. Semua ini merupakan kesimpulan dari faktor bahwa sinar-x dan cahaya merambat dalam pancaran garis lurus yang melebar.

            Perubahan jarak hampir sama dengan perubahan mA dalam hal efeknya terhadap semua intensitas gambaran. Terhadap banyaknya perubahan intensitas gambaran keseluruhan bila mA atau jarak diubah adalah merupakan suatu kaidah hitungan aritmetika sederhana.

• Pengaruh Kilovolt (kV)

Perubahan kV menyebabkan beberapa pengaruh. Pertama, perubahan kV menghasilkan perubahan pada daya tembus sinar-x dan juga total intensitas berkas sinar-x akan berubah. Hal ini terjadi dengan tanpa perubahan pada arus tabung.

Kesimpulan :

Intensitas keseluruhan dari satu gambaran dipengaruhi oleh tiga faktor, mA, jarak dan kV. Bila mA atau jarak digunakan sebagai faktor pengontrol intensitas maka perubahan kontras subyek (bahan) tidak terjadi. Tetapi bila kV digunakan sebagai faktor pengontrol intensitas maka terjadinya perubahan kontras subyek selalu muncul dalam hubungannya dengan perubahan intensitas.

TENTANG CTR (Cardio Thoracic Ratio)

          Pada pemeriksaan radiologi khususnya Thorax, kadang-kadang ditemukan dimana ukuran bayangan jantung terlihat lebih besar dari biasanya.  Meskipun terlihat lebih besar dari biasanya, kita tidak bisa langsung mengatakan bahwa jantung tersebut mengalami pembesaran atau biasa disebut Cardiomegally. Untuk menentukan apakah jantung tersebut mengalami pembesaran, maka diperlukan sebuah perhitungan yang disebut dengan Cardiothoracic Ratio. Sebelum lanjut melangkah berikut sedikit diulas mengenai anatomi jantung manusia.

 

ANATOMI JANTUNG

 

         Jantung adalah pusat dari sistem kardiovaskuler yang terletak dalam rongga dada diantara 2 paru.

     

         Jantung dilapisi oleh sebuah kantung yang disebut perikardium (kantong fibroserosa), fungsinya adalah membatasi pergerakan jantung dan menyediakan pelumas. Perikardium terletak dalam mediastinum medius, posterior terhadap corpus sterni dan kartilago costae II sampai VI.

 

Ruang-ruang jantung → dibagi oleh septum vertikal menjadi empat bagian atrium dextra, atrium sinistra, ventrikel dextra dan ventrikel sinistra. 

 

Batas jantung
- Batas kanan oleh atrium kanan
- Batas kiri oleh auricula sinistra
- Bawah oleh ventrikel sinistra

TEKNIK PERHITUNGAN CTR

            Setelah foto thorax PA sudah jadi, maka untuk membuat perhitungan CTR nya kita harus membuat garis-garis yang akan membantu kita dalam perhitungan CTR ini.

 

CTR=A+B/C

Keterangan :

A : jarak MSP dengan dinding kanan terjauh jantung. 

B : jarak MSP dengan dinding kiri terjauh jantung.

C : jarak titik terluar bayangan paru kanan dan kiri. 

Jika CTR >0.5 maka dikategorikan sebagai Cardiomegaly

Contoh :

 

Pada sebuah foto thorax, setelah dibuat garis-garis untuk menghitung Cardiothoracic Ratio, di dapat nilai-nilai sebagai berikut :

Panjang garis A = 6 cm

Panjang garis B = 13 cm

Panjang garis C = 30 cm

Dari nilai-nilai di atas, apakah jantung pada pasien tersebut dapat dikategorikan sebagai Cardiomegally atau tidak?

Jawab :

Sesuai dengan rumus perbandingan yang telah dijelaskan, maka kita masukan nilai-nilai tersebut di atas.

6+13/30 = 0,63

Karena nilai ratio nya melebihi 0,5, maka jantung pasien tersebut dapat dikategorikan Cardiomegally (terjadi pembesaran jantung).

Computed Radiography (CR)

A. Pengertian Computed Radiography

           Computed Radiography adalah proses digitalisasi gambar yang menggunakan lembar atau photostimulable plate untuk akusisi data gambar (Ballinger, 1999). Dalam Computed Radiography terdapat system komponen utama yaitu, Image Plate (IP), Image Reader, Image Console dan Imager. 

1) Image Plate 

 Image plate merupakan lembaran yang dapat menangkap dan menyimpan sinar-x. 

2) Image Reader 

Merupakan alat untuk mengolah gambaran laten pada Imaging Plate (IP) menjadi data digital. 

3) Image Console 

Berfungsi sebagai pembaca dan pengolahan gambar yang diperoleh dari IP dengan menggunakan optoelectronic laser scanner (helium neon (He-Ne) 632,8 nM). Dilengkapi dengan preview monitor untuk melihat radiograf yang dihasilkan, apakah goyang, terpotong dll. 

4) Imager 

Apabila foto dikehendaki untuk dicetak, maka gambar
dapat dikirim ke bagian imager untuk dicetak sesuai kebutuhan. 

          Media penerimaan gambar pada Computed Radiography adalah IP, yaitu sebagai pengganti kaset yang berisi film-screen (Ballinger, 1999). Secara ringkas proses produksi gambar digital pada Computed Radiography adalah sebagai berikut : 

          Imaging Plate (IP) diekspose dengan sinar-x, maka akan terbentuk bayangan laten pada IP. IP yang telah diekspose ini dimasukkan pada Image Plate Reader. IP kemudian di scan dengan helium-neon laser (emisi cahaya merah) sehingga kristal pada IP menghasilkan cahaya biru. Cahaya ini kemudian dideteksi oleh photosensor dan dikirim melalui Analog Digital Converter ke computer untuk diproses. Setelah gambar diperoleh, IP ditransfer ke bagian lain dari Imaging Plate Reader untuk dihapus agar IP tersebut dapat digunakan kembali. Gambar yang telah discan kemudian dimasukkan ke dalam komputer untuk diproses lalu ditampilkan pada monitor atau film (Ballinger, 1999). 

B. Keuntungan dan Keterbatasan Computed Radiography

 

1) Keuntungan Computed Radiography 

 

            Computed Radiography mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan radiografi konvensial, antara lain :

1. Angka pengulangan yang lebih rendah karena kesalahan-kesalahan faktor teknis. 
2. Resolusi kontras yang lebih tinggi dan latitude eksposi yang lebih luas dibandingkan emulsi film radiografi.
3. Tidak memerlukan kamar gelap atau biaya untuk film ( jika gambar tidak ditampilkan dalam hard copy).
4. Kualitas gambar dapat ditingkatkan. 
5. Penyimpanan gambar lebih mudah baik dengan hard copy maupun penyimpanan elektronik. ( Papp, 2006). 

2) Keterbatasan Computed Radiography 

 

           Keterbatasan dari Computed Radiography antara lain : 

1. Biaya yang cukup tinggi untuk IP, unit CR reader, hardware dan software untuk workstation. 
2. Resolusi spatial rendah. 
3. Pasien potensial untuk menerima radiasi yang overexposed. Computed Radiography (CR) dapat mengkompensasi overeksposure, sehingga radiografer terkadang member eksposi yang berlebih pada pasien. 
4. Adanya artefak pada gambar akibat proses penghapusan IP yang kurang baik. ( Papp, 2006).

RADIASI SERTA EFEK YANG DITIMBULKAN PADA MANUSIA

I.             PENDAHULUAN

     Benarkah bahwa di sekitar kita ternyata banyak sekali terdapat radiasi ? Disadari ataupun tanpa disadari ternyata disekitar kita baik dirumah, di kantor, dipasar, dilapangan, maupun ditempat-tempat umum lainnya ternyata banyak sekali radiasi. Yang perlu diketahui selanjutnya adalah sejauh mana radiasi tersebut dapat berpengaruh buruk terhadap kesehatan kita.

 

    Radiasi dalam istilah fisika, pada dasarnya adalah suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium. Beberapa contohnya adalah perambatan panas, perambatan cahaya, dan perambatan gelombang radio. Selain radiasi, energi dapat juga dipindahkan dengan cara konduksi, kohesi, dan konveksi. Dalam istilah sehari-hari radiasi selalu diaso-siasikan sebagai radioaktif sebagai sumber radiasi pengion.

II.          PENGERTIAN RADIASI

 

   Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Ada beberapa sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita, contohnya adalah televisi, lampu penerangan, alat pemanas makanan (microwave oven), komputer, dan lain-lain. Selain benda-benda tersebut ada sumber-sumber radiasi yang bersifat unsur alamiah dan berada di udara, di dalam air atau berada di dalam lapisan bumi. Beberapa di antaranya adalah Uranium dan Thorium di dalam lapisan bumi; Karbon dan Radon di udara serta Tritium dan Deuterium yang ada di dalam air.

Radiasi dalam bentuk partikel adalah jenis radiasi yang mempunyai massa terukur.

Sebagai contoh adalah radiasi alpha dengan simbol:
  ₂α⁴

angka 4 pada simbol radiasi menunjukkan jumlah massa dari radiasi tersebut adalah 4 satuan massa atom (sma) dan angka 2 menunjukkan jumlah muatan radiasi tersebut adalah positif 2, serta radiasi beta dengan simbol:

  _-1β⁰

menunjukkan bahwa jumlah massa dari jenis radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya adalah 1 negatif, sedangkan radiasi neutron dengan simbol:
  ₁η⁰
menunjukkan bahwa jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya adalah 0. Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis radiasi yang tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X, dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari, gelombang microwave, radar dan handphone.

III.      SIFAT RADIASI

 

    Ada dua macam sifat radiasi yang dapat digunakan untuk mengetahui keberadaan sumber radiasi pada suatu tempat atau bahan, yaitu sebagai berikut : 

 

·    Radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk mengenalinya diperlukan suatu alat bantu pendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi. Ada beberapa jenis detektor yang secara spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor neutron, dll.

 

·        Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui proses ionisasi, eksitasi dan lain-lain. Dengan menggunakan sifat-sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat detektor radiasi. 
 

Gb. 1 Macam-macam alat pengukur radiasi (dositometer)

 

IV.      JENIS RADIASI

Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi non-pengion.

 

o   Radiasi Pengion

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi pengion adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Setiap jenis radiasi memiliki karakteristik khusus. Yang termasuk radiasi pengion adalah partikel alfa (α), partikel beta (β), sinar gamma (γ), sinar-X, partikel neutron.

 

o   Radiasi Non Pengion

Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Radiasi non-pengion tersebut berada di sekeliling kehidupan kita. Yang termasuk dalam jenis radiasi non-pengion antara lain adalah gelombang radio (yang membawa informasi dan hiburan melalui radio dan televisi); gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (yang memberikan energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (yang bisa kita lihat); sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari).

V.          SUMBER RADIASI

 

Ada macam-macam sumber radiasi yang dapat dibedakan pada garis besarnya menjaadi :

 

a.     Sumber Radiasi Alam

Radiasi alam dapat berasal dari sinar kosmos, sinar gamma dari kulit bumi, hasil peluruhan radon dan thorium di udara, serta berbagai radionuklida yang terdapat dalam bahan makanan. Di beberapa negara seperti India, Brazil dan Perancis terdapat daerah yang memiliki radioaktivitas alam yang lebih tinggi dibandingkan dengan di negara lain.

 

b.      Sumber Radiasi Buatan

Radiasi buatan adalah radiasi yang timbul karena atau berhubungan  dengan kegiatan manusia; seperti penyinaran di bidang medic, jatuhan radioaktif, radiasi yang diperoleh pekerja radiasi di fasilitas nuklir, radiasi yang berasal dari kegiatan di bidang industri : radiografi, logging, pabrik lampu, dsb.

  

VI.      INTERAKSI RADIASI DENGAN SUATU MATERI 

 

    Radiasi apabila menumbuk suatu materi maka akan terjadi interaksi yang akan menimbulkan berbagai efek. Efek-efek radiasi ini bergantung pada jenis radiasi, energi dan juga bergantung pada jenis materi yang ditumbuk. Pada umumnya radiasi dapat menyebabkan proses ionisasi dan atau proses eksitasi ketika melewati materi yang ditumbuknya.

IONISASI

        Ionisasi bisa terjadi pada saat radiasi berinteraksi dengan atom materi yang dilewatinya. Radiasi yang dapat menyebabkan terjadinya ionisasi disebut radiasi pengion. Termasuk dalam katagori radiasi pengion ini adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Pada saat menembus materi, radiasi pengion dapat menumbuk elektron orbit sehingga elektron terlepas dari atom. Akibatnya timbul pasangan ion positif dan ion negatif.

       Menurut sifat kejadiannya, ionisasi dikelompokkan ke dalam ionisasi-langsung dan ionisasi- tak-langsung. Ionisasi-langsung terjadi jika radiasi menyebabkan ionisasi pada saat itu juga ketika berinteraksi dengan atom materi, dan proses ini bisa disebabkan oleh partikel bermuatan listrik seperti alpha dan beta. Berbeda dengan yang terjadi pada interaksi partikel bermuatan, interaksi radiasi yang berupa gelombang elektromagnetik (sinar gamma atau sinar-X) ataupun partikel yang tidak bermuatan listrik (neutron) tidak secara langsung menimbulkan ionisasi. Partikel yang dihasilkan dalam interaksi yang pertama ini kemudian menyebabkan terjadinya ionisasi. Proses seperti ini dikenal sebagai ionisasi-tak-langsung.

EKSITASI

Apabila radiasi yang berinteraksi dengan atom tidak cukup energinya untuk menghasilkan ionisasi langsung, maka dapat mengakibatkan suatu elektron orbit tertentu berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi, atau ke keadaan tereksitasi. Energi eksitasi tersebut akan dilepaskan kembali dalam bentuk radiasi elektromagnetis, pada saat elektron tersebut kembali ke orbit dengan tingkat energi yang lebih rendah.

Gb. 2 Ionisasi & Eksitasi

 

VI. 1. INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI BIOLOGIK

Tubuh terdiri dari berbagai macam organ seperti hati, ginjal, paru dan lainnya. Setiap organ tubuh tersusun atas jaringan yang merupakan kumpulan sel yang mempunyai fungsi dan struktur yang sama. Sel sebagai unit fungsional terkecil dari tubuh dapat menjalankan fungsi hidup secara lengkap dan sempurna seperti pembelahan, pernafasan, pertumbuhan dan lainnya. Sel terdiri dari dua komponen utama, yaitu sitoplasma dan inti sel (nucleus). Sitoplasma mengandung sejumlah organel sel yang berfungsi mengatur berbagai fungsi metabolisme penting sel. Inti sel mengandung struktur biologic yang sangat kompleks yang disebut kromosom yang mempunyai peranan penting sebagai tempat penyimpanan semua informasi genetika yang berhubungan dengan keturunan atau karakteristik dasar manusia. Kromosom manusia yang berjumlah 23 pasang mengandung ribuan gen yang merupakan suatu rantai pendek dari DNA (Deooxyribonucleic acid) yang membawa suatu kode informasi tertentu dan spesifik.

     Interaksi antara radiasi dengan sel hidup merupakan proses yang berlangsung secara bertahap. Proses ini diawali dengan tahap fisik dan diakhiri dengan tahap biologik. Ada empat tahapan interaksi, yaitu :

 

1.      Tahap Fisik

Tahap Fisik berupa absorbsi energi radiasi pengion yang menyebabkan terjadinya eksitasi dan ionisasi pada molekul atau atom penyusun bahan biologi. Proses ini berlangsung sangat singkat dalam orde 10-16 detik. Karena sel sebagian besar (70%) tersusun atas air, maka ionisasi awal yang terjadi di dalam sel adalah terurainya molekul air menjadi ion positif H₂O⁺ dan e^- sebagai ion negatif. Proses ionisasi ini dapat ditulis dengan :

H₂O + radiasi pengion          ---->           H₂O⁺ + e^-

2.      Tahap Fisikokimia

Tahap fisikokimia dimana atom atau molekul yang tereksitasi atau terionisasi mengalami reaksi-reaksi sehingga terbentuk radikal bebas yang tidak stabil. Tahap ini berlangsung dalam orde 10-6 detik. Karena sebagian besar tubuh manusia tersusun atas air, maka peranan air sangat besar dalam menentukan hasil akhir dalam tahap fisikokimia ini. Efek langsung radiasi pada molekul atau atom penyusun tubuh selain air hanya memberikan sumbangan yang kecil bagi akibat biologi akhir dibandingkan dengan efek tak langsungnya melalui media air tersebut. Ion-ion yang terbentuk pada tahap pertama interaksi akan beraksi dengan molekul air lainnya sehingga menghasilkan beberapa macam produk , diantaranya radikal bebas yang sangat reaktif dan toksik melalui radiolisis air, yaitu OH^- dan H⁺. Reaksi kimia yang terjadi dalam tahap kedua interaksi ini adalah:

H₂O⁺              ---->  H⁺ + OH^-

H₂O + e      ------>       H₂O^-

H₂O^-          ------>  OH^- + H⁺

Radikal bebas OH^- dapat membentuk peroksida (H₂O₂ ) yang bersifat

oksidator kuat melalui reaksi berikut :

OH^- + OH^-        ----->  H₂O₂

 

3.      Tahap Kimia Dan Biologi

Tahap kimia dan biologi yang berlangsung dalam beberapa detik dan ditandai dengan terjadinya reaksi antara radikal bebas dan peroksida dengan molekul organik sel serta inti sel yang terdiri atas kromosom. Reaksi ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan-kerusakan terhadap molekul-molekul dalam sel. Jenis kerusakannya bergantung pada jenis molekul yang bereaksi. Jika reaksi itu terjadi dengan molekul protein, ikatan rantai panjang molekul akan putus sehingga protein rusak. Molekul yang putus ini menjadi terbuka dan dapat melakukan reaksi lainnya. Radikal bebas dan peroksida juga dapat merusak struktur biokimia molekul enzim sehingga fungsi enzim terganggu. Kromosom dan molekul DNA di dalamnya juga dapat dipengaruhi oleh radikal bebas dan peroksida sehingga terjadi mutasi genetik.

 

4.      Tahap Biologis

Tahap biologis yang ditandai dengan terjadinya tanggapan biologis yang bervariasi bergantung pada molekul penting mana yang bereaksi dengan radikal bebas dan peroksida yang terjadi pada tahap ketiga. Proses ini berlangsung dalam orde beberapa puluh menit hingga beberapa puluh tahun, bergantung pada tingkat kerusakan sel yang terjadi. Beberapa akibat dapat muncul karena kerusakan sel, seperti kematian sel secara langsung, pembelahan sel terhambat atau tertunda serta terjadinya perubahan permanen pada sel anak setelah sel induknya membelah. Kerusakan yang terjadi dapat meluas dari skala seluler ke jaringan, organ dan dapat pula menyebabkan kematian.

VI. 1. 1.  Efek Radiasi Terhadap Manusia

 

Dilihat dari interaksi biologi tadi di atas, maka secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas :

 

1.  Berdasarkan jenis sel yang terkena paparan radiasi

Sel dalam tubuh manusia terdiri dari sel genetic dan sel somatic. Sel genetic adalah sel telur pada perempuan dan sel sperma pada laki-laki, sedangkan sel somatic adalah sel-sel lainnya yang ada dalam tubuh.

Berdasarkan jenis sel, maka efek radiasi dapat dibedakan atas :

•  Efek Genetik (non-somatik) atau efek pewarisan adalah efek yang dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi. 
• Efek Somatik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang terpapar radiasi. Waktu yang dibutuhkan sampai terlihatnya gejala efek somatik sangat bervariasi sehingga dapat dibedakan atas :

o   Efek segera adalah kerusakan yang secara klinik sudah dapat teramati pada individu dalam waktu singkat setelah individu tersebut terpapar radiasi, seperti epilasi (rontoknya rambut), eritema (memerahnya kulit), luka bakar dan penurunan jumlah sel darah. Kerusakan tersebut terlihat dalam waktu hari sampai mingguan pasca iradiasi.

o    Efek tertunda merupakan efek radiasi yang baru timbul setelah waktu yang lama (bulanan/tahunan) setelah terpapar radiasi, seperti katarak dan kanker.

2.  Berdasarkan dosis radiasi

Bila ditinjau dari dosis radiasi (untuk kepentingan proteksi radiasi), efek radiasi dibedakan atas efek stokastik dan efek deterministic (non-stokastik).

            i.  Efek Stokastik adalah efek yang penyebab timbulnya merupakan fungsi dosis radiasi dan diperkirakan tidak mengenal dosis ambang. Efek ini terjadi sebagai akibat paparan radiasi dengan dosis yang menyebabkan terjadinya perubahan pada sel. Radiasi serendah apapun selalu terdapat kemungkinan untuk menimbulkan perubahan pada sistem biologik, baik pada tingkat molekul maupun sel. Dengan demikian radiasi dapat pula tidak membunuh sel tetapi mengubah sel,  sel yang mengalami modifikasi atau sel yang berubah ini mempunyai peluang untuk lolos dari sistem pertahanan tubuh yang berusaha untuk menghilangkan sel seperti ini. Semua akibat proses modifikasi atau transformasi sel ini disebut efek stokastik yang terjadi secara acak. Efek stokastik terjadi tanpa ada dosis ambang dan baru akan muncul setelah masa laten yang lama. Semakin besar dosis paparan, semakin besar peluang terjadinya efek stokastik, sedangkan tingkat keparahannya tidak ditentukan oleh jumlah dosis yang diterima. Bila sel yang mengalami perubahan adalah sel genetik, maka sifat-sifat sel yang baru tersebut akan diwariskan kepada turunannya sehingga timbul efek genetik atau pewarisan. Apabila sel ini adalah sel somatik maka sel-sel tersebut dalam jangka waktu yang relatif lama, ditambah dengan pengaruh dari bahan-bahan yang bersifat toksik lainnya, akan tumbuh dan berkembang menjadi jaringan ganas atau kanker.

Maka dari itu dapat disimpulkan ciri-ciri efek stokastik a.l :

• Tidak mengenal dosis ambang 
• Timbul setelah melalui masa tenang yang lama 
• Keparahannya tidak bergantung pada dosis radiasi 
• Tidak ada penyembuhan spontan 
• Efek ini meliputi : kanker, leukemia (efek somatik), dan penyakit keturunan (efek genetik).

                      ii.            Efek Deterministik (non-stokastik) adalah efek yang kualitas keparahannya bervariasi menurut dosis dan hanya timbul bila dosis ambang dilampaui. Efek ini terjadi karena adanya proses kematian sel akibat paparan radiasi yang mengubah fungsi jaringan yang terkena radiasi. Efek ini dapat terjadi sebagai akibat dari paparan radiasi pada seluruh tubuh maupun lokal. Efek deterministik timbul bila dosis yang diterima di atas dosis ambang (threshold dose) dan umumnya timbul beberapa saat setelah terpapar radiasi. Tingkat keparahan efek deterministik akan meningkat bila dosis yang diterima lebih besar dari dosis ambang yang bervariasi bergantung pada jenis efek. Pada dosis lebih rendah dan mendekati dosis ambang, kemungkinan terjadinya efek deterministik dengan demikian adalah nol. Sedangkan di atas dosis ambang, peluang terjadinya efek ini menjadi 100%.

Adapun ciri-ciri efek non-stokastik a.l : 

• Mempunyai dosis ambang 
• Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi 
• Adanya penyembuhan spontan (tergantung keparahan) 
• Tingkat keparahan tergantung terhadap dosis radiasi 
• Efek ini meliputi : luka bakar, sterilitas / kemandulan, katarak (efek somatik)

Darai penjelasan di atas dapat disimpulkan : 

• Efek Genetik merupakan efek stokastik, sedangkan 
• Efek Somatik dapat berupa stokastik maupun deterministik (non-stokastik)

Efek radiasi secara biologis terhadap manusia dapat dilihat dari bagan berikut :

Gb. 3 Bagan Efek Radiasi terhadap manusia

VI. 2. INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI FISIK

Berkurangnya energi dari sinar- X pada saat melewati suatu materi fsik terjadi karena tiga proses utama, yaitu :

1.      Efek Fotolistrik

2.      Efek Compton

3.      Efek produksi pasangan

Efek fotolistrik dan efek Compton timbul karena interaksi antara sinar gamma atau sinar-X dengan elektron-elektron dalam atom materi, sedangkan efek produksi pasangan timbul karena interaksi dengan medan listrik inti atom.

 

a.      Efek Fotolistrik

Pada efek fotolistrik, energi foton diserap oleh elektron orbit, sehingga electron tersebut terlepas dari atom. Elektron yang dilepaskan akibat efek fotolistrik disebut fotoelektron. Efek fotolistrik terutama terjadi pada foton berenergi rendah yaitu antara energi + 0,01 MeV hingga + 0,5 MeV. Disamping itu efek fotolistrik banyak terjadi pada material dengan Z yang besar. Sebagai contoh efek fotolistrik lebih banyak terjadi pada timah hitam (Z=82) daripada tembaga (Z=29).

 

b.      Hamburan Compton

Pada efek Compton, foton dengan energi hv berinteraksi dengan elektron terluar dari atom, selanjutnya foton dengan energi hv dihamburkan dan elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom dan bergerak dengan energi kinetik tertentu.

 

c.       Efek Produksi Pasangan

Proses produksi pasangan hanya terjadi bila foton datang / 1,02 MeV. Apabila foton semacam ini mengenai inti atom berat, foton tersebut akan lenyap dan sebagai gantinya timbul sepasang elektron-positron. Positron adalah partikel yang massanya sama dengan elektron dan bermuatan listrik positif yang besarnya juga sama dengan muatan elektron. Proses ini memenuhi hokum kekekalan energy. Oleh karena itu proses ini hanya bisa berlangsung bilamana energi foton yang datang minimal adalah massa diam elektron dan c adalah kecepatan cahaya. Berkaitan dengan uraian ini maka nilai atau besaran absorpsi linier akan bergantung pada energy foton yang datang disamping bergantung pada jenis media/materi/zat yang dilaluinya atau bergantung pada nomor atom (Z) media/materi yang dilaluinya.

d.      Emisi Sekunder

 

Emisi sekunder dapat juga terjadi pada efek fotolistrik karena disebabkan oleh dua hal sebagai berikut :

 

Pertama :

Karena energinya besar elektron yang dilepaskan adalah elektron dari orbit yang lebih dalam pada unsur bernomor atom besar, maka lowongan elektron ini akan diisi oleh elektron dari orbit yang lebih luar. Apabila pelepasan elektron terjadi pada orbit K, maka transisi ini akan disertai dengan emisi foton dengan berbagai karakteristik berupa radiasi sinar-X karakteristik yang dikenal dengan ”radiasi fluoresensi”.

 

Kedua:

Kadang-kadang foton ini menumbuk elektron dari orbit yang lebih luar dari atom dan melepaskan elektron ini. Elektron tersebut memiliki energi kinetik yang sama dengan energi sinar-X karakteristik dikurangi dengan energi ikat elektron tersebut dalam orbitnya dalam orbitnya dan disebut electron Auger. Rangkuman interaksi foton dengan materi (yang utama, dari antara serangkaian interaksi yang rumit)

 

Gb. 4 Tabel interaksi radiasi dengan molekul fisik

VI. 3. INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI KIMIA

Sejumlah bahan kimia alam dan buatan manusia yang berpotensi menginisiasi dan promosi kanker ada di lingkungan hidup manusia dan mungkin berinteraksi dengan radiasi. Kelompok senyawa kimia dibedakan atas : 

 

1.      Senyawa yang terutama beraksi sebagai perusak DNA (genotoksik)

Senyawa genotoksik termasuk spesies yang aktif secara kimiawi, atau senyawa yang dapat diaktivasi, berikatan atau memodifikasi DNA. Bahan kimia kelompok ini dapat dibedakan atas senyawa yang bereaksi secara langsung dengan ikatan kovalen pada DNA dan secara tidak langsung menghasilkan radikal bebas.

 

2.      Senyawa yang beraksi dengan cara lain (non genotoksik).

Senyawa non genotoksik berkisar dari iritan tidak spesifik dan sitotoksin sampai hormon alamiah, faktor pertumbuhan, dan analognya. Senyawa ini berinteraksi dengan sistem pengatur sel dan organ dan tidak dapat selalu dianggap toksik

Bahan kimia	Interaksi
Senyawa Nitroso (MNU, DEN, 4NQO)	Supraaditif
Promotor tumor (TPA)	Supraaditif
Rokok/tembakau	Supraaditif
Vitamin	Subaditif
Makanan/lemak	Subaditif dan Supraaditif
Arsenik	Supraaditif

Tabel 1. Sejumlah agen penting yang berinteraksi dengan

radiasi pengion dalam radiasi

VII.   PENUTUP

Sesuai penjelasan-penjelasan sebelumnya di atas telah diketahui bahwa radiasi, khususnya radiasi pengion dapat berinteraksi baik dengan materi biologik, fisik, maupun kimia. Serta memiliki efek biologik terhadap manusia melalui tahapan fisik, tahap fisikokimia, tahap kimia & biologi serta yang terakhir tahap biologi. Dan memiliki akibat seperti timbulnya berbagai penyakit, mutasi gen dan yang terfatalmenibulkan kematian.

www.batan.go.id

www.infonuklir.com

www.nova-rahman.blogspot.com