Home > Umum > Radiasi > Kaedah permonitoran sinaran, peralatan dan instrumentasi

Kaedah permonitoran sinaran, peralatan dan instrumentasi

1.0 PENGENALAN

Sinaran mengion tidak dapat di kesan secara terus oleh 5 deria rasa manusia. JIka seseorang menerima dedahan sinaran mengion yang tinggi, ia mampu memberi kesan biologi keatas tubuh seperti kerosakan organ, kebakaran kulit dan juga kematian. Selain itu, seseorang yang terdedah kepada sinaran dalam tempoh masa yang lama,iaitu puluhan tahun mempunyai kecenderungan untuk mendapat penyakit seperti kanser dan leukemia. Oleh itu, apabila kita bekerja atau berada pada suatu tempat yang terdapat sumber sinaran mengion, pemantauan sinaran yang efektif amat diperlukan.

Antara objektif pemantauan sinaran adalah:

  1. Menilai tahap sinaran persekitaran dan dedahan individu supaya sentiasa mematuhi keperluan perundangan
  2. Mengenalpasti jika terdapat sebarang dedahan sinaran yang tidak normal di tempat kerja.
  3. Memastikan keberkesanan program perlindungan sinaran di tempat kerja

Merujuk kepada Safety Glossary – Radiation Terminology in Nuclear Safety and Radiation Protection (2007) oleh Agensi Tenaga Atom Antarabangsa (IAEA), pemantauan bermaksud pengukuran dos atau pencemaran (kontaminasi ) atas sebab yang berkaitan dengan penilaian atau kawalan kepada dedahan sinaran sinaran atau bahan radioaktif (http://www-pub.iaea.org/).

Didalam Prinsip Perlindungan Sinaran, terdapat 3 jenis pemantauan sinaran iaitu:-

  1. Pemantauan Kawasan
  2. Pemantauan tempat kerja
  3. Pemantauan individu

Pemantauan sinaran tempat kerja dan individu dilakukan bertujuan untuk mengawal dedahan sinaran pekerjaan (occupational exposure) kepada pekerja yang bekerja dengan sinaran manakala pemantauan sinaran kawasan bertujuan untuk mengawal dedahan sinaran kepada orang awam.

1.1 Pemantauan Kawasan dan Tempat Kerja

Apabila terdapat sumber radioaktif atau radas penyinaran, contoh radas penyinaran sinar X di suatu kawasan, maka pemantauan kawasan itu perlu dilakukan secara berkala untuk memastikan ianya selamat.

Pemantauan kawasan adalah penting untuk menentukan pengelasan kawasan kerja sama ada kawasan tersebut adalah bersih, seliaan atau kawasan kawalan.Pengelasan kawasan kerja adalah penting kerana ia melibatkan tata cara pentadbiran yang berbeza. Sebagai contoh, kawasan bersih adalah kawasan yang boleh dimasuki atau dilalui oleh orang awam. Jika kawasan seliaan atau kawasan kawalan, kemasukan ke kawasan tersebut akan di hadkan hanya kepada orang yang dibenarkan sahaja, seperti pekerja sinaran. Oleh kerana itu, pemantauan kawasan sangat diperlukan untuk mengetahui magnitud sinaran dikawasan tersebut.

2.0 INSTRUMENTASI PEMANTAUAN

2.1 Jenis Pengesan Sinaran

Alat pengesan sinaran diklasifikasikan mengikut medium interaksi dengan sinaran, seperti pengesan berisi gas, pengesan sintilasi dan pengesan semikonduktor. Sistem di mana zarah bercas akan menghasilkan pengionan di dalam kebuk berisi gas digelar pengesan berisi gas. Pengesan berisi gas merupakan pengesan sinaran yang paling banyak digunakan dalam bidang industri dan perubatan. Tiga sistem pengesan berisi gas yang biasa digunakan adalah:

  • Kebuk pengionan ( ionization chambers)
  • Pembilang berkadaran ( proportional counters )
  • Pengesan Geiger-Muller ( Geiger –Muller counters)

Perbezaan utama antara tiga jenis pengesan berisi gas adalah seperti berikut

  • Jenis gas yang digunakan
  • Tekanan yang diperlukan untuk mengekalkan gas di dalam kebuk
  • Beza upaya (voltage level) yang diperlukan di antara elektrod dan dinding kebuk

komputer1

Rajah 1 : Kebuk pengionan model Fluke 451P.

Sumber: www.flukebiomedical.com

2.2 Kebuk Pengionan

Kebuk pengionan sesuai digunakan untuk mengukur sinaran foton ( Sinar X dan sinar ? ) dan boleh diubah suai untuk mengesan sinaran alfa, beta dan neutron. Ianya kurang sensitif berbanding dengan pengesan Geiger-Muller tetapi boleh diguna untuk mengesan sumber radioaktif yang mempunyai kadar pereputan yang tinggi.

2.3 Pembilang Berkadaran

Pembilang berkadaran adalah pengesan berisi gas yang beroperasi menggunakan mod denyut. Mekanisme operasi pengesan jenis ini adalah berdasarkan penggandaan ion. Pasangan ion sekunder yang terhasil akan menggandakan zarah bercas di dalam gas. Diantara kegunaan penting pengesan jenis ini adalah dalam spektroskopi sinar-X bertenaga rendah dan turut digunakan secara meluas dalam pengesanan zarah neutron.

komputer1

Rajah 2 : Contoh pembilang berkadaran

Sumber: nucleas.iaea.org

2.4 Pengesan Geiger-Muller

Pengesan Geiger-Muller adalah pengesan yang sangat berguna untuk mengesan zarah beta bertenaga rendah dan juga sinar Gamma. Ianya merupakan pengesan yang sangat sensitif kepada sinaran. Pengesan Geiger-muller merupakan pengesan yang menjadi pilihan dalam permonitoran pencemaran radioaktif. Oleh kerana itu,Ia sangat sesuai digunakan untuk mengesan sumber radioaktif jika berlaku kehilangan. Walaubagaimanapun ia tidak sesuai digunakan untuk pengesanan sumber radioaktif yang mempunyai tahap radioaktiviti yang tinggi.

komputer1

Rajah 3 : Contoh pengesan Geiger-Muller model Ludlum 44-9

Sumber: nucleas.iaea.org

3.0 PEMANTAUAN INDIVIDU

3.1 Pemantauan Dedahan Luaran

Pemantauan individu adalah satu keperluan undang-undang untuk mereka yang bekerja di kawasan kawalan dan kawasan seliaan. Pendedahan pekerjaan yang diterima oleh pekerja sinaran disebabkan oleh sumber radioaktif dan radas penyinaran diluar badan digelar dedahan luaran. Manakala dedahan dalaman pula berpunca dari bahan radioaktif yang masuk ke dalam badan. Pemantauan dedahan individu diukur menggunakan Alat Permonitoran Dosimetri Personal yang dibekalkan kepada setiap pekerja sinaran.

Alat Permonitoran Dosimetri Personal boleh digunakan untuk mengukur dos sinaran dari semua jenis sumber radioaktif dan radas penyinaran . Di antara dosimeter personal yang banyak digunakan ialah Lencana Filem (film badge), Dosimeter termopendarcahaya ( TLD- thermoluminescent dosimeter) dan juga dosimeter poket (pocket dosimeter ). Walaubagaimanapun, seiring dengan kemajuan teknologi, Lencana filem dan TLD tidak lagi digunakan dan akan diganti dengan penggunaan Optically Stimulated Luminescent Dosimeter (OSL) dan juga Radiophotoluminescent Dosimeter (RPL). Kedua-dua dosimeter ini lebih sensitif untuk mengesan tenaga yang lebih rendah.

komputer1

Rajah 4 : Contoh RPL yang digunakan di Hospital Serdang

komputer1

Rajah 5 : Contoh Personal Dosimeter digital yang digunakan di Hospital Serdang
Sumber: www.southernscientific.com

3.2 Pemantauan Dedahan Dalaman

Apabila bekerja dengan sumber sinaran terbuka atau persekitaran yang tercemar , terdapat kemungkinanan berlaku kemasukan radioaktif ke dalam badan. Ini membawa kepada pencemaran atau kontaminasi radioaktif kepada organ dalaman.Sumber radioaktif masuk ke dalam badan melalui proses penelanan, pernafasan ,luka yang terdedah dan juga kulit. Instrumen khusus perlu digunakan bagi mengukur tahap kontaminasi dan tahap kepekatan bahan radioaktif di dalam badan.

Terdapat dua teknik yang biasanya diguna untuk mengukur kontaminasi dalaman, iaitu teknik langsung direct dan teknik tidak langsung (indirect). Teknik langsung adalah teknik yang menggunakan instrumentasi untuk mengukur sinaran secara terus. Teknik tidak langsung pula memerlukan sampel bahan buangan badan seperti peluh, najis dan air kencing. Bahan ini akan dianalisa dimakmal untuk mendapatkan maklumat yang diperlukan. Teknik langsung digunakan di dalam pembilang seluruh tubuh manakala teknik tidak langsung digunakan di dalam kaedah bioassay.

3.2.1 Kaedah Bioassay

Kaedah bioassay menggunakan teknik tidak langsung dalam menganalisis kemasukan zarah alfa, beta dan pemancar sinar gamma bertenaga rendah. Bahan kumuhan daripada badan seperti air kencing, najis dan peluh akan di dikumpulkan untuk satu tempoh masa tertentu. Sampel ini kemudian diukur menggunakan spektrometer atau pembilang sinaran di makmal bagi menentukan jenis radionuklid dan kepekatannya. Apabila bacaan diperolehi, ianya ditukar ke dalam bacaan dos sinaran menggunakan model matematik tubuh manusia.

Kepekatan asal radionuklid yang dibaca boleh diperolehi dengan menggunakan carta kadar perkumuhan standard tubuh manusia. Anggaran bacaan ini kemudian akan dibandingkan dengan had dos yang dibenarkan seperti yang ditetapkan oleh Had Kemasukan Tahunan ( Annual Limit of Intake –ALI ) yang terkandung di dalam Peraturan Perlindungan Sinaran Asas 2010 Basic Safety of Radiation Protection ( BSRP 2010 ).

3.2.2 Pembilang Seluruh Tubuh (whole body counter)

Ianya adalah kaedah yang menggunakan teknik langsung. Pengukuran kepekatan bahan radioaktif di dalam badan diukur menggunakan sejenis penganalisa spektrum dan sistem pengiraan yang khusus. Sistem ini dibina dengan tahap sensitiviti yang tinggi dan mampu mengesan sinaran bertenaga rendah yang dipancarkan oleh radionuklid di dalam badan.

Terdapat dua jenis sistem pembilang seluruh tubuh yang biasa digunakan untuk mengira dedahan dalaman iaitu jenis kerusi (chair type) dan juga jenis bilik perisai (shielded room type). Pembilang jenis kerusi mempunyai reka bentuk seperti sebuah kerusi dan terdapat tiga pengesan yang diletak pada tiga arah yang berbeza. Tiga pengesan ini berfungsi untuk mengukur sinaran di bahagian organ kritikal iaitu paru-paru, perut dan thyroid. Untuk meminimakan bacaan sinaran latarbelakang (background radiation), sistem ini dipasang dengan perisai yang mencukupi untuk subjek dan juga pengesan.

komputer1

Rajah 6: Model pembilang jenis kerusi

Sumber: www.radek.ru

Pembilang jenis bilik perisai (shielded room type) pula adalah pembilang yang mempunyai sinar laterbelakang yang rendah kerana bilik tersebut mempunyai perisai sinaran dari semua sudut. Satu spektrometri gamma yang dilengkapi dengan perisian analisis diletakkan di dalam bilik tersebut bersama subjek yang hendak diukur. Kepekatan radionuklid di dalam organ atau badan diukur dan bacaan tersebut akan ditukar ke dalam bentuk dos sinaran menggunakan model matematik tubuh manusia. Seterusnya analisis data akan dilakukan menggunakan kaedah seperti di dalam teknik bioassay.

komputer1

Rajah 7: Model pembilang jenis bilik perisai

Sumber: www.canberra.com

4.0 Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, permonitoran sinaran sangat penting untuk memastikan kawasan persekitaran dan kawasan kerja adalah selamat dan mematuhi had dos yang dibenarkan. Pemilihan alat permonitoran yang bersesuaian dengan tenaga dan jenis sinaran bagi tujuan pemantauan juga sangat penting kerana julat tenaga yang boleh dikesan oleh satu alat permonitoran adalah berbeza. Selain itu, pemantauan dedahan juga memainkan peranan utama bagi memastikan dedahan pekerja sinaran tidak melebihi had dos yang ditetapkan. Disamping itu, kita juga dapat mengenalpasti dedahan tidak normal yang menunjukkan terdapat kebocoran, kehilangan sumber sinaran atau kerosakan radas penyinaran. Permonitoran sinaran juga membolehkan kita menguji tahap keberkesanan program perlindungan sinaran ditempat kerja. Jika terdapat bacaan yang meragukan, langkah penambahbaikan boleh diambil untuk memastikan dedahan yang diterima adalah diparas terendah yang munasabah dicapai.

Rujukan

  1. Ismail Bahari, Mohd Yusof Mohd Ali.(2010).Managing Radiation Safety –Guide for Radiation Protection Officers.
  2. Abdul Khalik bin Haji Wood, Azali bin Muhammad.(2006). Handbook of Radiation Protection
  3. Husin Wagiran.(1997). Prinsip Asas Pengesanan Sinaran
  4. Ahmad Termizi Ramli.(1993).Biofizik Sinaran
Semakan Akhir : 19 Februari 2016
Penulis/Penterjemah : Baktiar bin Mohd Ramadhan
Akreditor : Adzlin Hana bt. Mohd Sari