Besaran dan Satuan Dosimetri

Dosimetri merupakan kegiatan pengukuran dosis radiasi dengan teknik pengukurannya didasarkan pada pengukuran ionisasi yang disebabkan oleh radiasi dalam gas, terutama udara. Dalam proteksi radiasi, metode pengukuran dosis radiasi ini dikenal dengan sebutan dosimetri radiasi.

Radiasi mempunyai satuan karena radiasi membawa atau mentransfer energi dari sumber radiasi yang diteruskan kepada medium yang menerima radiasi. Ada beberapa basaran dan satuan dasar yang berhubungan dengan radiasi pengion yang dikelompokkan oleh ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements/Komisi Internasional untuk Satuan dan Pengukuran Radiasi) disesuaikan dengan kriteria penggunaannya. Berikut ini akan dibahas besaran dan satuan dasar dalam dosimetri.

a.      Dosis Serap

Radiasi dapat mengakibatkan ionisasi pada jaringan atau medium yang dilaluinya. Untuk mengetahui jumlah energi yang diserap oleh medium ini digunaka basaran dosis serap. Dosis serap didefinisikan sebagai jumlah energi yang diserahka oleh radiasi atau banyaknya energi yang diserap oleh bahan persatuan massa bahan itu. Meskipun dosis serap semula didefinisikan untuk penggunaan pada suatu titik tertentu, namun untuk tujuan proteksi radiasi digunakan pula untuk menyatakan dosis rata-rata pada suatu jaringan. Decara sistematis, dosis serap (D) dirumuskan dengan :

D = dE/dm

dengan dE adalah energy yang diserap oleh medium bermassa dm.

Jika dE dalam Joule (J) dan dm dalam kilogram (Kg), maka satuan dari D adalah J.Kg^-1. Dalam system SI besaran dosis serap diberi satuan khusus, yaitu Gray dan disingkat Gy, dimana :

 1 Gy = 1 J.Kg^-1

Sebelum satuan SI digunakan, dosis serap diberi satuan erg/gr, dan diberi nama satuan khusus rad (radiation absorbed dose), dimana 1 rad setara dengan 100 erg/gr. Dari kedua satuan dosis serap tersebut diperoleh hubungan sebagai berikut :

1 rad = 100 erg/gr

1 rad = 10-2 J.Kg^-1

1 rad = 10^-2 Gy atau 1 Gy = 100 rad

Dalam proteksi radiasi, dosis serap merupakan besaran dasar. Turunan dosis serap terhadap waktu disebut laju dosis serap dan dirumuskan denga persamaan:

D = dD/dt

Laju dosis serap mempunyai satua dosis serap persatuan waktu. Dalam system SI, laju dosis serap dinyatakan dalam Gy.s^-1. (Akhadi, 2000)

b.      Dosis Ekuivalen

Sebelumnya orang menduga bahwa radiasi dapat menyebabkan perubahan dalam suatu sistem hanya berdasarkan pada besar energi radiasi yang terserap oleh jaringan. Pada kenyataannya tidak demikian, ditinjau dari sudut efek biologi yang ditimbulkan, ternyata efek yang timbul pada suatu jaringan akibat penyinaran oleh bermacam-macam radiasi pengion tidak sama, meskipun dosis serap dari beberapa jenis radiasi yang diterima oleh jaringan itu sama besar. Efek biologi yang timbul ternyata juga bergantung pada jenis dan kualitas radiasi.

Dalam proteksi radiasi, besaran dosimetri yang lebih berguna karena berhubungan langsung dengan efek biologi adalah dosis ekuivalen. Dalam konsep dosis ekuivalen ini, radiasi apa pun jenisnya asal nilai dosis ekuivalennya sama akan menimbulkan efek biologi yang sama pula terhadap jaringan tertentu.

Dosis ekuivalen pada prinsipnya adalah dosis serap yang telah diterima dikalikan dengan faktor bobotnya. Faktor bobot radiasi ini dikaitkan dengan kemampuan radiasi dalam membentuk pasangan ion persatuan panjang lintasan. Semakin banyak pasangan ion yang dapat dibentuk persatuan panjang lintasan, semakin besar pula nilai bobot radiasi itu. Dosis ekuivalen dalam organ T yang menerima penyinaran radiasi R (H_T.R) ditentukan melalui persamaan:

H_T.R = w_R . D_T.R

Dengan :

H_T.R  =   dosis ekuivalen (Sv)

D_T.R = dosis serap yang dirata-rata untuk daerah organ atau jaringan T yang           menerima radiasi R (Gy)

w_R  =    faktor bobot dari radiasi R

ICRP melalui Publikasi ICRP Nomor 60 Tahun 1990 menerapkan nilai w_R berdasarkan pada jenis dan energy radiasi seperti disajikan pada Tabel 2.1

Jenis dan Rentang Energi Radiasi	wR
-          Foton semua energi -          Elektron dan Muon, semua energi -          Neutron dengan energy (En) :                    En ≤ 10 keV 10    keV < En ≤ 100 keV 100  keV < En ≤ 2 MeV 2     MeV < En ≤ 20 MeV                     En > 20 MeV -          Proton selain proton terpental (recoil), energy > 2 MeV -          Partikel α hasil belah, inti berat	1 2 5 10 20 10 5 5 20

Tabel 2.1 Faktor Bobot Radiasi untuk Beberapa Jenis dan Energi Radiasi

Mengingat faktor bobot tidak berdimensi, maka satuan dari dosis ekuivalen dalam SI sama dengan satuan untuk dosis serap, yaitu dalam J.Kg^-1. Namun untuk membedakan antara kedua besaran tersebut, dosis ekuivalen diberi satuan khusus, yaitu Sievert dan disingkat dengan Sv. Sebelum digunaka satuan SI, dosis ekuivalen diberi satuan Rem (Roentgen equivalent man) yang besarnya :

1 Sv = 100 Rem

c.       Dosis Efektif

Untuk menunjukkan keefektifkan radiasi dalam menimbulkan efek tertentu   pada suatu organ diperlukan besaran baru yang disebut besaran dosis efektif. Besaran ini merupakan penurunan dari besaran dosis ekuivalen yang dibobot.  

Dosis efektif dalam organ T, H_E yang menerima penyinaran radiasi lengan dosis ekuivalen H_T ditentukan melalui persamaan :

HE = w_T . H_T.R

Dengan :

H_E        = dosis efektif (Sv)

w_T       = factor bobot jaringa tubuh

H_T.R     = dosis ekuivalen organ yang menerima penyinaran (Sv)

ICRP (International Commission on Radiological Protection) melalui Publikasi ICRP Nomor 60 Tahun 1990 menetapkan nilai w_T yang dikembangkan dengan menggunakan ‘manusia acuan’. Nilai w_T untuk berbagai jenis jaringan disajikan pada Tabel 2.2.

Jenis Jaringan / Organ	wT (mSv)
-          Gonad -          Sumsum Tulang Merah -          Usus Besar -          Paru-Paru -          Lambung -          Bladder -          Payudara -          Hati -          Oesophagus -          Thyroid -          Kulit -          Permukaan Tulang -          Organ Sisa	0,20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05

Tabel 2.2 Faktor Bobot Jaringan untuk Berbagai Bagian Organ Tubuh (Akhadi, 2000)

Tissue	wT (mSv)	∑ wT
-          Bone-marrow (red), Colon, Lung, Stomach, Breast, Reminder tissue -          Gonads -          Bladder, Oesophagus, Liver, Thyroid -          Bone surface, Brain, Salivary glands, Skin *Remainder tissues: Adrenals, Extrathoracic (ET) region, Gall bladder, Heart, Kidneys, Lymphatic nodes, Muscle, Oral mucosa, Pancreas, Prostate (♂), Small intestine, Spleen, Tymus, Uterus/cervic (♀)	0,12 0,08 0,04 0,01 Total	0,72 0,08 0,16 0,04 1,00

Tabel 2.3 Faktor Bobot Jaringan untuk Berbagai Organ Tubuh ICRP Publikasi Nomor 103 Tahun 2007

United National Scientific Committee on the Effects of Ionizing Radiation (UNSCEAR) telah melaporkan hasil survey yang dilakukan dibeberapa negara kecenderungan rata-rata dosis efektif dari pemeriksaan media sinar-X. table ini merupakan data UNSCEAR dari survey terhadap pemakaian radiasi medis.

Jenis Pemeriksaan	Rata-Rata Dosis Efektif pada Pemeriksaan Radiografi (mSv)
	Pada Tahun 1980-1990	Pada tahun 1991-1996
Chest Radiography Limbs and joints Lumbar spine Pelvis and hip Head Abdomen Upper GI tract Lower GI tract	0,04 0,04 2,6 2,0 0,13 0,22 1,6 5,0	0,05 0,04 1,0 0,74 0,04 0,62 6,0 6,0

Tabel 2.4 Rata-rata Dosis Efektif setiap Pemeriksaan Radiografi (UNSCEAR, 2000)

d.      Paparan

Paparan pada mulanya merupakan besaran untuk menyatakan intensitas sinar-X yang dapat menghasilkan ionisasi di udara dalam jumlah tertentu. Bedasarka definisi tersebut, maka paparan (X) dapat dirumuskan dengan :

X = dQ / dm

dengan dQ adalah jumlah muatan electron yang timbul sebagai akibat interaksi antara foton dengan atom-atom udara dalam volume udara bermassa dm. besaran paparan ini mempunyai satuan Coulomb per kilogram-udara (C.Kg^-1) dan diberi nama khusus roentgen, disingkat R.