.                                                                                   BESARAN DAN SATUAN DASAR DALAM DOSIMETRI

1.      Dosis Serap

Radiasi dapat mengakibatkan pengionan pada jaringan atau medium yang dilaluinya. Untuk mengukur besarnya energi radiasi yang diserap oleh medium perlu diperkenalkan suatu besaran yang tidak bergantung pada jenis radiasi, energi radiasi maupun sifat bahan penyerap, tetapi hanya bergantung pada jumlah energi radiasi yang diserap persatuan massa bahan yang menerima penyinaran radiasi tersebut. Untuk mengetahui jumlah energi yang diserap oleh medium ini digunakan besaran dosis serap. Dosis serap didifinisikan sebagai jumlah energi yang diserahkan oleh radiasi atau banyaknya energi yang diserap oleh bahan persatuan massa bahan itu. Jadi dosis serap merupakan ukuran banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion kepada medium. Meskipun dosis serap semula didifinisikan untuk penggunaan pada suatu titik tertentu, namun untuk tujuan proteksi radiasi digunakan pula untuk menyatakan dosis rata-rata pada suatu jaringan. Secara matematis, dosis serap (D) dirumuskan dengan :

 

D = dE / dm

dengan dE adalah energi 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 sistim SI besaran dosis serap diberi satuan khusus, yaitu Gray dan disingkat dengan Gy.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.

Dalam proteksi radiasi, dosis serap merupakan besaran dasar. Turunan dosis serap terhadap waktu disebut laju dosis serap yang mempunyai satuan dosis serap persatuan waktu. Dalam sistim SI, laju dosis serap dinyatakan dalam Gy.s^-1. Sedang satuan-satuan lain yang juga sering digunakan adalah : Gy. jam^-1, Gy. menit^-1, mGy.menit^-1, mGy.s^-1 dan sebagainya.

·         Laju Dosis Serap

Laju dosis serap adalah dosis serap per satuan waktu, dan diberi simbol . Satuan laju dosis serap dalam SI adalah joule/kg.jam atau gray/jam (Gy/jam) dan dalam satuan lama adalah rad/jam. oD

·         Hubungan Dosis Serap dan Paparan

Hubungan laju dosis serap dengan laju paparan adalah:

D = f x X

Keterangan:

D = dosis serap (Rad)

X = paparan (R)

f = faktor konversi dari laju paparan ke laju dosis serap (Rad/R)

Jadi, bila medium yang digunakan udara, maka f = 0,877 rad/R, Bila medium yang digunakan bukan udara maka faktor konversi dari laju paparan ke laju dosis serap.

2.      Dosis Ekivalen

Sebelumnya orang menduga bahwa radiasi dapat menyebabkan perubahan dalam suatu sistim hanya berdasarkan pada besar energi radiasi yang terserap oleh jaringan. Namun kenyataannya tidaklah 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. Jadi dalam hal ini, penyerapan sejumlah energi radiasi yang sama dari beberapa jenis radiasi yang berbeda tidak menimbulkan efek biologi yang sama. 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 ekivalen. Besaran dosis ekivalen lebih banyak digunakan berkaitan dengan pengaruh radiasi terhadap tubuh manusia atau sistim biologi lainnya. Dalam konsep dosis ekivalen ini, radiasi apapun jenisnya asal nilai dosis ekivalennya sama akan menimbulkan efek biologi yang sama pula terhadap jaringan tertentu. Dalam hal ini ada suatu faktor yang ikut menentukan dalam perhitungan dosis ekivalen, yaitu kualitas radiasi yang mengenai jaringan. Kualitas radiasi ini mencakup jenis dan energi dari radiasi yang bersangkutan.

Untuk menunjukkan kualitas dari radiasi dalam kaitannya dengan akibat biologi yang dapat ditimbulkannya, Komisi Internasional untuk Proteksi Radiasi atau International Commission on Radiological Protection (ICRP) melalui Publikasi ICRP Nomor 60 Tahun 1990, memperkenalkan faktor bobot radiasi, w_R. Sebelumnya, melalui Publikasi ICRP Nomor 26 Tahun 1977, ICRP menggunakan istilahfaktor kualitas, Q.

Dosis ekivalen pada prinsipnya adalah dosis serap yang telah dibobot, yaitu 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 ekivalen dalam organ T yang menerima penyinaran radiasi R (H_T,R) ditentukan melalui persamaan :

dengan D_T,R adalah dosis serap yang dirata-ratakan untuk daerah organ atau jaringan T yang menerima radiasiR, sedang w_R adalah faktor bobot dari radiasi R. ICRP melalui Publikasi ICRP Nomor 60 Tahun 1990 menetapkan nilai w_R berdasarkan pada jenis dan energi radiasinya.

Mengingat faktor bobot tidak berdimensi, maka satuan dari dosis ekivalen dalam sistim SI sama dengan satuan untuk dosis serap, yaitu dalam J.kg^-1. Namun untuk membedakan antara kedua besaran tersebut, dosis ekivalen diberi satuan khusus , yaitu Sievert dan disingkat dengan Sv. Sebelum digunakan satuan SI, dosis ekivalen diberi satuan Rem (Roentgen equivalent man ataumammal) yang besarnya : 1 Sv = 100 Rem Jika dalam konsep dosis serap dua dosis yang sama besar (dalam Gy) dari radiasi yang kualitasnya berlainan akan menimbulkan efek biologi yang berlainan, maka dalam konsep dosis ekivalen ini dua dosis radiasi yang sama besar (dalam Sv) dari radiasi pengion jenis apapun akan menimbulkan efek biologi yang sama.

·       Laju Dosis Ekivalen

Laju dosis ekivalen adalah dosis ekivalen per satuan waktu, dan diberi simbol oH. Satuan laju dosis ekivalen dalam SI adalah sievert/jam (Sv/jam) dan satuan lama adalah rem/jam.

3.      Dosis Efektif

Hubungan antara peluang timbulnya efek biologi tertentu akibat penerimaan dosis ekivalen pada suatu jaringan juga bergantung pada organ atau jaringan yang tersinari. Untuk menunjukkan keefektifan radiasi dalam menimbulkan efek tertentu pada suatu organ diperlukan besaran baru yang disebut besaran dosis efektif. Besaran ini merupakan penurunan dari besaran dosis ekivalen yang dibobot. Faktor pembobot dosis ekivalen untuk organ T disebut faktor bobot jaringan, w_T. Nilai w_T dipilih agar setiap dosis ekivalen yang diterima seragam di seluruh tubuh menghasilkan dosis efektif yang nilainya sama dengan dosis ekivalen yang seragam itu. Jumlah faktor bobot jaringan untuk seluruh tubuh sama dengan satu.

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

 

 ICRP melalui Publikasi ICRP Nomor 60 Tahun 1990 menetapkan nilai w_T yang dikembangkan dengan menggunakan manusia acuan dengan jumlah yang sama untuk setiap jenis kelamin dan mencakup rentang umur yang cukup lebar.

·     A    Laju Dosis Efektif

Definisi laju dosis ekivalen adalah dosis efektif per satuan waktu. Dan diberi simbol . Satuan laju dosis efektif ialah sievert/jam atau rem/jam.

4.      Paparan

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

 

dengan dQ adalah jumlah muatan elektron 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.

Satuan Roentgen semula hanya berlaku untuk sinar-X. Namun pada tahun 1937 satuan ini didifinisikan ulang sehingga berlaku juga untuk sinar-g. Pengertian baru dari Roentgen ini adalah bahwa : 1 R merupakan kuantitas radiasi sinar-X atau sinar-gyang menghasilkan 1 esu ion positif atau negatif di dalam 1 cm³ udara normal (NPT). Dari difinisi baru tersebut, energi sinar-X atau sinar-gyang terserap di dalam 1 gram udara dapat menjadi :

 

·         Laju Paparan

Laju paparan adalah besar paparan persatuan waktu, dan diberi simbol 0X. Satuan laju paparan dalam SI adalah C/kg.jam dan satuan lama adalah R/jam.

5.      Dosis Kolektif

Dosis kolektif ialah dosis ekivalen atau dosis efektif yang digunakan apabila terjadi paparan pada sejumlah besar populasi (penduduk). Paparan ini biasanya muncul apabila terjadi kecelakaan radiasi. Dalam hal ini perlu diperhitungkan distribusi dosis radiasinya dan distribusi populasi yang terkena paparan. Simbol untuk besaran dosis kolektif ini adalah ST dengan satuan sievert-man (Sv-man). Secara matematis dituliskan sebagai berikut:

Untuk dosis ekivalen kolektif,

 

Untuk dosis efektif kolektif

 

Keterangan:

ST = dosis ekivalen kolektif

p   = jumlah populasi

H  = dosis ekivalen

E  = dosis efektif

Dosis kolektif digunakan untuk memperkirakan beberapa jumlah manusia dalam populasi tersebut yang akan menderita akibat radiasi, yaitu dengan memperhitungkan faktor resiko.