satuan radiasi

Sama halnya dengan besaran fisis lainnya, seperti panjang yang mempunyai satuan (ukuran) meter, inchi, feet; satuan berat (kilogram, ton, pound); satuan volume (liter, meter kubik); maka radiasi pun mempunyai satuan atau ukuran untuk menunjukkan besarnya paparan atau pancaran radiasi dari suatu sumber radiasi maupun banyaknya dosis radiasi yang diberikan atau diterima oleh suatu medium yang terkena radiasi.
Mengapa radiasi nuklir mempunyai satuan tidak lain karena radiasi nuklir, seperti halnya panas dan cahaya yang dipancarkan dari matahari, membawa (mentransfer) energi yang diteruskan ke bumi dan atmosfir. Jadi radiasi nuklir juga membawa atau mentransfer energi dari sumber radiasi yang diteruskan ke medium yang menerima radiasi. Sumber radiasi dapat berasal dari zat radioaktif, pesawat sinar-X, dan lainnya.

Satuan radiasi ada beberapa macam. Satuan radiasi ini tergantung pada kriteria penggunaannya, yaitu :

1. Satuan untuk paparan radiasi adalah Rontgen, dengan simbol satuan R.
2. Satuan untuk dosis absorbsi medium adalah Radiation Absorbed Dose, dengan simbol satuan Rad.
3. Satuan untuk dosis ekuivalen adalah Rontgen equivalen of man, dengan simbol satuan Rem.
4. Satuan untuk aktivitas sumber radiasi adalah Bacquerel, dengan simbol satuan Bq


A. satuan paparan radiasi

Paparan radiasi dengan satuan Rontgen, atau sering disingkat dengan R saja, adalah suatu satuan yang menunjukkan besarnya intensitas sinar-X atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara dalam jumlah tertentu. Dalam hal ini 1 Rontgen adalah intensitas sinar-X atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara sebanyak
1,61 x 10¹⁵ pasangan ion per kilogram udara
pasangan ion per kilogram udara.
Energi yang diperlukan untuk membuat membuat satu pasangan ion di udara adalah
5,4 x 10^-18 Joule
Oleh karena itu 1 Rontgen dapat dikonversikan ke Joule sebagai berikut :
1 R = (1,6 x 10¹⁵)(5,4 x 10^-18) J/kg udara
= 8,69 x 10^-3 J/kg udara
= 0,00869 J/kg udara
Satuan Rontgen penggunaannya terbatas untuk mengetahui besarnya paparan radiasi sinar-X atau sinar Gamma di udara. Satuan Rontgen belum bisa digunakan untuk mengetahui besarnya paparan yang diterima oleh suatu medium, khususnya oleh jaringan kulit manusia.

B. satuan untuk dosis serap

Radiasi pengion yang mengenai medium akan menyerahkan energinya kepada medium. Dalam hal ini medium menyerap radiasi. Untuk mengetahui banyaknya radiasi yang terserap oleh suatu medium digunakan satuan dosis radiasi terserap atau Radiation Absorbed Dose yang disingkat Rad. Jadi dosis absorbsi merupakan ukuran banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion kepada medium.
Dosis absorbsi sebesar 1 Rad sama dengan energi yang diberikan kepada medium sebesar 0,01 Joule/kg. Bila dikaitkan dengan radiasi paparan maka akan diperoleh hubungan antara Rontgen (R) dan Rad sebagai berikut :

Kalau 1 R = 0,00869 Joule/kg. udara, maka 1 R akan memberikan dosis absorbsi sebesar 0,00869/0,01 Rad atau sama dengan 0,869 Rad. Jadi
1 R = 0,869 Rad.

Bila medium yang dikenai radiasi adalah jaringan kulit manusia, harga 1 R = 0,0096 Joule/kg. jaringan, sehingga 1 R akan memberikan dosis absorbsi pada jaringan kulit sebesar 0,0096/0,01 Rad = 0,96. Jadi dosis serap untuk jaringan kulit dengan paparan radiasi sebesar 1 R = 0,96 Rad.

Kedua harga konversi dari Rontgen ke Rad tersebut diatas tidak begitu besar perbedaannya, sehingga dalam beberapa hal dianggap sama. Untuk keperluan praktis dan agar lebih mudah mengingatnya seringkali dianggap bahwa 1 R = 1 Rad.

Dalam satuan SI, satuan dosis radiasi serap disebut dengan Gray yang disingkat Gy. Dalam hal ini 1 Gy sama dengan energi yang diberikan kepada medium sebesar 1 Joule/kg. Dengan demikian maka :
1 Gy = 100 Rad
Sedangkan hubungan antara Rontgen dengan Gray adalah :
1 R = 0,00869 Gy




C.Dosis ekuivalen

Satuan untuk dosis ekuivalen lebih banyak digunakan berkaitan dengan pengaruh radiasi terhadap tubuh manusia atau sistem biologis lainnya. Dalam hal ini tingkat kerusakan sistem biologis yang mungkin ditimbulkan oleh suatu radiasi tidak hanya tergantung pada dosis serapnya saja (Rad) akan tetapi tergantung juga pada jenis radiasinya.
Sebagai contoh, kerusakan sistem biologis yang disebabkan oleh radiasi neutron cepat sebesar 0,01 Gy (1Rad) akan sama dengan yang diakibatkan oleh radiasi sinar Gamma sebesar 0,1 Gy (10 Rad).
Dua harga dosis serap yang berlainan yang berasal dari dua jenis radiasi, namun mengakibatkan kerusakan yang sama perlu diperhatikan dalam menghitung besarnya dosis ekuivalen. Dalam hal ini ada suatu faktor yang ikut menentukan perhitungan dosis ekuivalen, yaitu yang dinamakan dengan Quality Factor ata disingkat Q, yaitu suatu bilangan (faktor) yang tergantung pada jenis radiasinya. Dosis ekuivalen ini semula berasal dari pengertian Rontgen equivalen of man atau disingkat dengan Rem yang kemudian menjadi nama satuan untuk dosis ekuivalen. Hubungan antara dosis ekuivalen dengan dosis absobrsi dan quality factor adalah sebagai berikut :
Dosis ekuivalen (Rem) = Dosis serap (Rad) X Q
Sedangkan dalam satuan SI, dosis ekuivalen mempunyai satuan Sievert yang disingkat dengan Sv. Hubungan antara Sievert dengan Gray dan Quality adalah sebagai berikut :
Dosis ekuivalen (Sv) = Dosis serap (Gy) X Q X N
Dalam persamaan tersebut di atas harga N adalah faktor modifikasi yang juga merupakan faktor koreksi terhadap adanya laju dosis serap dan lain sebagainya. Pada saat ini harga N menurut International Commision on Radiation Protection (ICRP) mendekati 1, sehingga persamaannya menjadi :
Dosis ekuivalen (Sv) = Dosis serap (Gy) X Q
Berdasarkan perhitungan
1 Gy = 100 Rad,
maka
1 Sv = 100 Rem.

Harga quality factor (Q) ditentukan oleh kemampuan jenis radiasi dalam mengionisasikan zarah yang ada pada jaringan kulit. Sebagai contoh, radiasi alpha mampu menghasilkan 1 juta pasangan ion untuk setiap milimeter panjang lintasan pada jaringan kulit. Harga Q untuk radiasi Gamma, dan juga untuk sinar-X adalah 1, sedangkan harga Q untuk jenis radiasi lainnya adalah sebagai berikut :



Jenis Radiasi	Harga Q
Gamma, Beta, dan Sinar-X	1
Neutrol thermal	2,3
Neutron cepat dan proton	10
Alpha	20




D. aktivitas sumber

Pancaran radiasi sifatnya sama dengan pancaran cahaya yaitu menyebar ke segala arah. Oleh karena itu banyaknya partikel yang dipancarkan per satuan waktu dari suatu sumber radiasi merupakan ukuran intensitas atau aktivitas suatu sumber radiasi. Banyaknya partikel yang dipancarkan per satuan waktu sering juga dinamakan dengan peluruhan per satuan waktu. Apabila suatu sumber radiasi memancarkan 1 partikel per detik maka aktivitas sumber radiasi tersebut adalah 1 Bacquerel. Nama Bacquerel dipakai sebagai satuan untuk iaktivitas sumber radiasi, disingkat menjadi Bq. Dengan demikian maka :
1 Becquerel (Bq) = 1 peluruhan per detik
Satuan Becquerel (Bq) ini dipakai dalam satuan SI sejak tahun 1976. Sebelum itu satuan untuk intensitas suatu sumber radiasi menggunakan satuan Curie atau disingkat Ci. Satu Curie didenifinisikan sebagai :
1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ peluruhan per detik
Hubungan antara satuan Bacquerel dan satuan Curie adalah sebagai berikut :
1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ Bq
atau :
1 Bq = 27,027 x 10^-11 Ci
Kedua satuan aktivitas radiasi tersebut, Curie dan Bequerel, sampai saat ini masih tetap dipakai. Pada umumnya untuk intensitas radiasi yang tinggi digunakan satuan Curie, sedangkan untuk intensitas rendah digunakan satuan Bequerel. Radiasi intensitas rendah sering juga memakai satuan mili dan mikro, dimana
1 mCi = 10^-3 Ci dan 1 μCi = 10^-6Ci

Radiasi

sebagai orang NDT kita juga harus paham apa itu radiasi, karena jika tidak sama saja kta seperti tentara yang siap perang tanpa strategi ... nah , sedikit saya akan mengulas apa itu radiasi.

Radiasi pada dasarnya dalah suatu cara perambatan energy dari suatu sumber energy ke lingkungannya. Radiasi berasal dari suatu proses fisika dalam atom.

Sifat-sifat radiasi

Bebrapa sifat 3 macam radiasi :

1. Radiasi alpha (α)

a. Partikel alpha berupa inti inti atom heliumdan bermuatan listrik positif sebesar 2x muatan electron.

b. Daya ionisasi alpha sangat besar, 100x dari beta dan 10000 dari gamma.

c. Daya tembusnya sangat kecil.

d. Akan dibelokkan bila melewati medan listrik.

e. Kecepatannya 1/100 – 1/10 kecepatan cahaya.

2. Radiasi betha (β)

a. Ada dua macam : β+(positron) dan β-(electron).

b. Daya ionisasinya lebih kecil dari alpha.

c. Daya tembusnya lebih besar dari alpha.

d. Karena sangat ringan maka akan dihamburkan bila melewati medium.

e. Partikel beta akan dibelokkan bila melewati medan listrik atau medaln magnet.

3. Sinar gamma ϒ

a. ϒ adalah radiasi elektromagnetik, terdiri dari foton yg energinya besar.

Sinar ϒ dipancarkan dari nuklida tereksitasi.

b. Daya ionisasi sangat kecil, sehingga daya tembusnya sangat besar.

c. Kemampuan untuk menghasilkan fluoresensi dan kemampuan menghitamkan pelat potret lebih besar dibandingkan dengan partikel alpha dan beta.

Metode Pengujian Partikel Magnet ( Magnetic Particle Test )

A. Abstraks

pengujian ini digunakan pada benda yang mempunyai sifat mudah dimagnetkan. pengujian ini bisa mendeteksi cacat yang terbuka maupun yang tertutup atau di bawah permukaan. Proses dasarnya adalah memagnetisasi bahan dengan magnet permanen atau dengan magnet buatan(elektromagnet), medan magnet yang terjadi pada bahan yang diuji berupa garis garis gaya medan magnet, dan bila pada bahan itu terdapat cacat maka akan memutus garis gaya medan magnet dan membentuk kutub baru. apabila pada permukaan bahan disebarkan partikel magnetk,maka akan tertarik ke kutub magnet disekitar cacat yang dapat memberi suatu indikasi adanya cacat.

B. Metode magnetisasi

Arus bolak balik (AC) dan searah (DC) dapat digunakan menghasilkan medan magnet pada bahan. magnetisasi dengan arus searah penembusnya lebih dalam dari arus AC.

Cara magnetisasi :

a. Magnetisasi melingkar (circular magnetisasi)

arus listrik dialirkan melalui batng konduktor yang lurus, medan magnet yang timbul melingkari batang konduktor,cacat yang letaknya searah dengan sumbbu konduktor dapat terdeteksi. metode ini digunakan untuk menguji benda yang mempunyai bentuk rongga atau silinder.

b. Magnetisasi longitudinal

bahan yang akan di uji dililitkan kawat sepanjang daerah yg akan diperiksa , jika arus listrik dialirkan melalui kumparan maka medan magnet yg terbentukdisepanjang kumparan ke arah panjang bahan tersebut(longitudinal). dengan demikian cacat cacat yg letaknya tegak lurus terhadap medan magnet(arah radial) dapat terdeteksi.

c. Magnetisasi pada bahan dengan bentuk tidak beraturan

untuk pengujian terhadap bahan yg mempunyai bentuk yg tidak beraturan dapat digunakan magnetisasi setempat, dengan menggunakan prod pada bagian yg akan diperiksa. medan magnet yg terjadi adalah melingkar disekitar antara kedua prod dan cacat yg letaknya tegak lurus medan megnetyg terjadi dapat terdeteksi.

C. Prosedur Umum

a. Pembersihan awal (pre cleaning)

segala kotoran yg melekat pada bahan seperti karat, cat harus dibersihkan agar supaya hubungan arus listrik pada benda uji menjadi lebih baik. untuk menambah kontraspada bahan,pada daerah yg akan diperiksa terlebih dahulu disemprotkan cairan bewarna putih sebagai warna dasar.

b.Magnitasi benda Uji

metoda yg digunakan tergantung bentuk benda uji yg sudah dijelaskan sebelumnya. bilamana pengetesan dilakukan pada benda uji yg memiliki diameter yg beragam, maka dilakukan pada diameter yg kecil dahulu. semakin tinggi tingkat magnetisasi maka akan semakin tinggi tingkat sensitivitas deteksi. kecuali untuk objek yang tak berbentuk.

c. Penggunaan partikel magnet

partikel ini berfungsi sebagai indikator terjadinya cacat, untuk memudahkan pengamatan maka digunakan warna partikel yg kontras. partikel magnet jenis fluoresen harus diamati dalam ruang gelap. ada dua jenis partikel magnet yg biasa digunakan yaitu bentuk kering(powder) dan basah ( cair ).

dalam penggunaanya partikel jenis kering harus diperhatikan aspek teknik penggunaan, suapay diperoleh distribusi yg merata pada permukaan benda uji. sedang yg bentuk cair dapat di oleskan dengan kuas ataupun disemprotkan sehingga lebih merata. partikel basah juga lebih sensitiv dalam mendeteksi cacat permukaan yg halus. tetapi untuk mendeteksi cacat dibawah permukaan digunakan partikel yg kering lebih sensitif bila dibandingkan jenis basah. untuk pengujian yg memerlukan ketelitian tinggi digunakan partikel jenis fluoresen.

d. pengamtan dan pencatatan indikasi

pengamtan dilakukan diseluruh daerah pengujian, indikasi yg ditemukan dapat ditandai dengan menggunakan pensil tetapi bila untuk hasil yg permanen digunakan isolasi transparan.

e. demagnitasi

untuk menghilangkan sifat-sifat magnet setelah pengujian dengan partikel magnet pada bahan harus dilakukan demagnitasi. caranya dengan menyisipkan bahan uji tersebut ke kumparan arus AC dan menariknya keluar dari pengaruh medan magnetsecara bertahap. apabila benda uji mempunyai ukuran yg sangat besar, maka caranya dengan mengatur penurunan intensitas arusn secara bertahap-.

Pengujian dengan Penetran Cair ( Liquid Penetran Testing )

A. Metode Pengujian

prinsip dasarnya adalah penetrasi cairan penetran kedalam cacat yang terbuka pada permukaan bahan yang yang diperiksa. jangka waktu yang di perlukan cairan penetran untuk berpenetrasi kedalam cacat disebut waktu penetrasi. waktu ini berkisar antara 5-10 menit. setelah waktu itu dilampaui, sisa sisa cairan penetran disekitar permukaan cacat harus dihilangkan dengan cara di lap dengan kain yang sedikit dibasahi dengan bahan pembersih (cleaner).

Untuk memaksa cairan penetran keluar dari cacat, cairan developer disemprotkan dipermukaan bahan. sehingga cairan penetran akan terserap keluar oleh cairan developer. bayangkan cairan developer seperti pipa kapiler (lihat gambar di samping )

B. Prosedur Umum

a. Pembersihan awal

permukaan bahan yang akan di uji dibersihkan dulu dari kotoran yang akan menghalangi masuknya cairan penetran kedalam cacat. cara pembersihan awal :

1.) Deterjen

2.) Uap penghilang lemak ( Vapor degreasing )

3.) uap pembersih ( steam cleaning )

4.) zat pelarut pembersih (solvent cleaning)

5.) pembersih dengan ultrasonik ( Ultrasonic cleaning )

6.) di etsa (etching)

b. Penggunaan cairan penetran

cara penggunaannya tergantung pada bentuk benda yang akan diperiksa. metode yang bisa dilakukan :

1. dicelupkan dalam bak berisi cairan penetrant

2. disemprotkan

3. ditiupkan

4. dioleskan dengan kuas.

c. menghilangkan sisa penetran

kelebihan sisa penetran pada permukaan benda uji harus dihilangkan untuk mendapatkan kontras yang optimum. biasanya kalau cairan penetran yang disemprotkan sudah di campur dengan cairan emulsi,maka pembersihannya hanya dengan air. tapi kalau belum dicampur dengan cairan emulsi,maka pembersihannya harus di oleskan cairan emulsi terlebih dahulu sesaat setelah cairan penetran diberikan.

d. Pengeringan

setelah sisa penetran dihilangkan,maka pengeringan dilakukan dengan blower,tetapi suhu dijaga supaya tidak melebihi 225 F.

e. Penggunaan cairan Developer

cairan ini bermanfaat untuk menarik cairan penetran dalam cacat. cairan ini ada yang berupa powder, ada juga yang berupa cair. yang berupa bubuk,juga harus dilarutkan dalam air terlebih dahulu. cairan developer harus bewarna putih supaya jelas kontrasnya saat cairan penetran tertarik. dalam memberi cairan developer harus rata.

f. Interpretasi cacat

interpretasi harus dilakukan sesegera mungkinsetelah terlihat indikasi pada zat developer. untuk mendapatkan hasil yang baik, inspeksi harus dilakukan dalam ruangan gelap dengan bantuan sinar ultraviolet.

kelebihan dari metode ini mudah digunakan dan simple. tetapi kelemahannya adalah bila ada cacat di dalam besi tetapi tidak ada lubang yang menembus permukaan,maka tidak terdeteksi.

NDT ( Non Destructive Test )

NDT, atau istilah bahas indonesianya Uji Tak Rusak ( UTR ). Adalah suatu metode dalam pengujian kerusakan suatu materi tanpa merusak objek tersebut baik secara fisis ataupun kimiawi.

Suatu produk industri pasti mengalami kerusakan akibat faktor external maupun internal. Misalnya saja besi, pasti mengalami korosi, retak akibat pengaruh luar maupun umur. Metode UTR biasanya diterapkan oleh industri untuk pengecekan objek tersebut. Dewasa ini metode NDT sangat laku di pasaran, industri mulai banyak membutuhkan tenaga di bidang ini.

metode dari UTR terdiri dari dua,yaitu ada yang menggunakan radiasi, ada pula yang tidak menggunkan radiasi.

Pada umunya UTR ada 6 cara :

1. Penetran Cair (liquid penetrant testing )

2. partikel magnit ( magnetic particle testing)

3. Arus melingkar ( Eddy Current Testing)

4. Gelombang Ultrasonic ( Ultrasonic testing)

5. Pengujian Kebocoran (Leak Testing)

6. Pengujian Radiografi ( Radiography Testig)