EFEK RADIASI TERHADAP MANUSIA

RADIASI ~ massa Radiasi partikel alfa, beta, dan neutron energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang Radiasi Radiasi elektro-magnetik: radiasi yang tidak memiliki massa Gel. radio, gel. mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Radiasi partikel: radiasi berupa partikel yang memiliki massa partikel alfa, beta, dan neutron

RADIASI ~ muatan listrik Radiasi pengion: radiasi yang dapat menimbulkan ionisasi  radiasi atom/nuklir sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron Radiasi non-pengion: radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Gel. radio, gel. mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet

RADIONUKLIDA Radionuklida: isotop yang memancarkan radiasi Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi sinar kosmik Radionuklida buatan manusia: radionuklida yang terbentuk karena dibuat oleh manusia

DAYA TEMBUS RADIASI PENGION

α β γ SIFAT RADIASI PENGION JENIS RADIASI SIFAT Partikel bermuatan positifdapat dibelokkan oleh medan magnet/listrik Saat menembus zat, sinar α menghasilkan ion. Memiliki daya tembus yang rendah. Kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik (1 –10% kec. Cahaya) β Partikel bermuatan negatif dan identik dengan elektron. Daya tembus lebih besar tetapi daya pengion lebih kecil dari sinar α . Dapat menembus kertas aluminium setebal 2 hingga 3 mm. Partikel beta dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet, tetapi arahnya berlawanan dari partikel α . Mengalami pembelokan > partikel α dalam medan listrik/magnet. mβ < mα γ Mempunyai daya tembus besar Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet. Mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Daya tembus besar

Sistem Biologi Tubuh Manusia Sistem Organ beberapa organ dan jaringan yang membentuk suatu sistem terintegrasi Organ kumpulan beberapa jaringan Jaringan kumpulan jenis sel mempunyai struktur & fungsi yang sama Sel unit fungsional terkecil yang dapat menjalani fungsi hidup secara lengkap

SEL (genetik & somatik) Sitoplasma organel sel yang mengatur fungsi metabolisme Nukleus mengandung kromosom sebagai pusat kontrol informasi genetik Keduanya dilindungi oleh membran sel yang berfungsi sebagai media komunikasi dan transportasi bahan makanan

Interaksi Radiasi dengan Materi Biologik Eksitasi/ionisasi (10-15 detik) Fisikokimia (10-10 detik)  ion radikal Reaksi kimia (10-5 detik)  radikal bebas (induksi) Reaksi biokimia  kerusakan pada DNA Respon biologi  efek biologi

Interaksi Radiasi Elektron Sekunder Langsung: penyerapan energi dari e- langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologi penting (DNA) Tidak langsung: terlebih dahulu terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel Direct and indirect action

Interaksi Radiasi dengan Molekul Air (Radiolisis Air) dekomposisi air menjadi radikal bebas yang diinduksi oleh radiasi pengion spontan : H2O  H+ + OH- radiasi : H2O  H2O+ + e- ion radikal (10-10 detik) H2O+  H+ + OH* radikal bebas (10-5 detik) e- + H2O  OH- + H*

INTERAKSI RADIASI DENGAN SEL Ionisasi Kerusakan DNA Modifikasi proses perbaikan Ekspresi gen perbaikan tidak sempurna Kematian sel aberasi mutasi perbaikan “aktif” kromosom sempurna sel mati sel tetap hidup

Efek radiasi pada kromosom (aberasi kromosom) potongan dari lengan kromosom tanpa sentromer Aberasi kromosom stabil (delesi)  sel akan mati Fragmen asentrik kromosom berbentuk cincin dengan satu sentromer Aberasi kromosom tidak stabil  sel tetap hidup dan melakukan pembelahan Cincin (ring) kromosom dengan dua sentromer Disentrik perpindahan fragmen antar lengan kromosom Aberasi kromosom stabil  sel akan mati Translokasi

KLASIFIKASI EFEK RADIASI Efek genetik: efek radiasi yg dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi Efek somatik: efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang terkena paparan radiasi Jenis sel Efek deterministik (non stokastik): jika dosis yang diterima di atas dosis ambang. Peluang 0% atau 100% Efek stokastik: tidak ada dosis ambang  dapat membunuh atau mengubah sel (somatik kanker; genetik efek genetik) Dosis radiasi Efek segera: kerusakan yg secara klinik sudah dapat teramati pada individu yang terkena paparan radiasi dalam waktu singkat epilasi (rontok rambut), eritema (kulit memerah), luka bakar Efek tertunda: efek radiasi yang terjadi dalamkurun watu yang lama (bulan/tahun)  katarak dan kanker Waktu (somatik)

Wadistribusi penyinaran KLASIFIKASI EFEK RADIASI Eksterna :paparan radiasi yang diterima dari luar tubuh Interna : paparan radiasi yang diterima dari dalam tubuh Sumber radiasi Langsung: penyerapan energi dari e- langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologi penting (DNA) Tidak langsung: terlebih dahulu terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel Interakksi radiasi Lokal: paparan radiasi yang diterima oleh sebagian tubuh Seluruh tubuh (SRA): sekumpulan sindrom klinik yang terjadi dalam waktu beberapa detik sampai 3 hari setelah paparan radiasi pengion akut pada seluruh tubuh dengan dosis relatif tinggi (> 1 Gy) Wadistribusi penyinaran

EFEK RADIASI PADA SEL TUBUH

Efek Radiasi terhadap Sel Ionisasi Kerusakan DNA Proses Perbaikan Modifikasi ekspresi gen Perbaikan tidak sempurna Aberasi kromosom Mutasi Sel mati Sel tetap hidup Perbaikan sempurna Kematian sel “aktif”

Klasifikasi Efek Radiasi (lanjutan) Sel terpapar radiasi Perbaikan secara enzimatis Sel mati Sel hidup Disfungsi organ Sel normal Sel abnormal Efek deterministik Efek stokastik Efek segera Efek tertunda Eritema; Sterilitas; Retardasi mental Katarak; Kanker; Efek pewarisan

Mual, muntah, sakit kepala,erythema Efek Radiasi Akut (Radiation Sickness) Mual, muntah, sakit kepala,erythema (stlh 24 jam) Sakit perut, demam (2-3 hari) Diare, dehidrasi (minggu ke 2) Rambut rontok, lesu, demam, perarahan (minggu ke 3) Jika gejala diatas semakin parah dpt timbul perdarahan hebat yg menyebabkan kematian (4-6 minggu setlh radiasi)

Victim of Chernobyl a. Five-year-old Alec Zhloba from a town in Belarus is suffering from leukemia. Some 70 percent of the fallout from the 1986 Chernobyl disaster fell on Belarus. b. These children live in a village not far from the Chernobyl nuclear plant. Four years after the 1986 Chernobyl accident, these children are suffering intestinal problems from exposure to radiation

Aberasi kromosom dan dosimeter biologi Digunakan secara luas sebagai biomarker akibat paparan radiasi berlebih Pengamatan dilakukan terhadap sel darah limfosit pada analisa sitogenetik Frekuensi aberasi kromosom (disentrik & cincin) menggambarkan dosis radiasi yang diterima Rentang dosis: 0,5 Gy – 8 Gy Frekuensi disentrik menurun dengan bertambahnya waktu (tidak stabil) Analisa dilakukan dalam waktu 24 jam -30 hari pasca paparan radiasi

Efek radiasi mengion 2 jenis : Menyebabkan terjadinya kerusakan atom/ molekul yg dilaluinya Efek radiasi mengion 2 jenis : Efek stokastik, Tergantung pd frekuensi pemajanan, tingkat keparahan tidak tergantung pd dosis Contoh: mutagen (kerusakan gen/chromosom), teratogen (cacat bayi dalam kandungan), dan karsinogen (menyebabkan kanker). 2. Efek Non-stokastik/Deterministik Efek yg ditimbulkan tergantung pd frekuensi dan dosis Efek ini terjadi karena adanya kematian sel. Contoh : erythema pd kulit, katarak pd mata

Charts: Dose-Frequency Relationship Efek deterministik : timbul bila dosis yang diterima di atas dosis ambang (threshold dose) dan umumnya timbul beberapa saat setelah terpapar Efek stokastik : tanpa ada dosis ambang dan baru akan muncul setelah masa laten yang lama.

Efek Stokastik pada Individu terpapar Target : sel somatik  karsinogenesis Kanker akibat radiasi tidak spesifik Prediksi risiko kanker diperoleh dari studi epidemiologi radiasi pada populasi terpapar radiasi Koefisien peluang pada pekerja radiasi : 4 x 10-2 /Sv

Efek Stokastik pada Turunan Individu terpapar Target :sel reproduktif  efek pewarisan Tidak ada bukti konklusif pada manusia Hewan :bervariasi  buta warna, kelainan metabolisme minor sampai serius (kematian) dan retardasi mental Koefisien peluang pada pekerja radiasi : 0,8 x 10-2 /Sv

Efek Deterministik pada Kulit 2–3 Gy  eritema awal dalam 6-24 jam utk 2-3 hari; eritema 7 – 10 hari utk beberapa minggu 3-8 Gy  eritema dan epilasi; deskuamasi kering (pengelupasan kulit) 3-6 minggu 12-20 Gy  blister (deskuamasi basah) dalam 4-6 minggu; lceration (tukak/borok) > 20 Gy  nekrosis (kematian jaringan ) dalam10 minggu;atropi dalam bulanan-tahunan > 50 Gy  nekrosis lebih singkat (~ 3 minggu) Efek stokastik: kanker kulit

Efek Deterministik pada Sistem Pembentukan Darah Sel darah berasal dari sel stem sumsum tulang eritrosit (sdm) lekosit (sdp)  granulosit dan limfosit trombosit (platelet) Dosis 0,5 Gy  penurunan segera komponen darah limfosit menurun dalam beberapa jam trombosit & granulosit dalam beberapa hari – minggu eritrosit menurun lambat dalam beberapa minggu Kematian terjadi akibat dari infeksi dan hemorrhage Efek stokastik: leukimia dan kanker sel darah merah

Efek Radiasi pada Mata Paling sensitif  lensa mata  katarak Dosis 0,5 Gy  kekeruhan lensa yang teramati Semakin tinggi dosis  semakin singkat masa laten Dosis 2–10 Gy  katarak dalam 6 bulan - 35 tahun

Efek Radiasi pada Organ Reproduksi Testis Perubahan jumlah sperma dan waktu pulih Dosis 0,15 Gy : oligospermia Dosis < 1 Gy : steril beberapa bulan Dosis 1 – 3 Gy : steril 1 – 2 tahun ICRP 60 : 3,5 - 6 Gy (dosis ambang sterilitas permanen) Ovarium Bergantung usia:  usia  dosis Dosis 0,65 Gy : steril sementara Dosis 5 – 7 Gy : steril pada usia 40-an Dosis 12 – 15 Gy : steril pada usia 20-an ICRP 60: 2,5 – 6 Gy (dosis ambang sterilitas) Efek deterministik: sterilitas

Efek Radiasi pada Janin Bergantung Periode kehamilan: 1. Preimplantasi & implantasi (minggu 0 – 2)  kematian janin (0,05 – 0,1 Gy) 2. Organogenesis (minggu 2 – 7)  malformasi organ, kematian neonatal, kanker masa anak-anak 3. Tahap Fetus (minggu 8 – 40)  retardasi mental, kanker pada masa anak-anak Dosis ambang retardasi mental (penurunan IQ):  0,1 Gy pd minggu 8 – 15 dan 0,4 -0,6 Gy pd minggu 6 – 25

Efek Genetik-Somatik Efek genetik: Efek radiasi yang dirasakan oleh keturunan dari orang yang menerima paparan radiasi  somatik jika akibat radiasi dirasakan langsung oleh orang yang menerima radiasi Efek non stokastik: efek yang kualitas keparahannya bervariasi menurut dosis dan hanya timbul jika dosis ambang dilampaui Efek non stokastik meliputi beberapa efek somatik: luka bakar, sterilitas, katarak, kelainan kongenital  efek genetik adalah efek stokastik sedangkan efek somatik dapat stokastik (leukimia dan kanker) maupun non stokastik Ciri efek non stokastik: Mempunyai dosis ambang Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi Adanya penyembuhan spontan yang tergantung keparahannya Keparahannya tergantung dosis radiasi

Efek Stokastik Deterministik Efek stokastik: efek yang kebolehjadian timbulnya merupakan fungsi dosis radiasi dan diperkirakan tidak mengenal dosis ambang yang meliputi kanker, leukimia (efek somatik) dan penyakit keturunan (efek genetik) Efek deterministik dapat terjadi akibat masuknya radionuklida ke dalam tubuh. Penyebabnya: ledakan IN atau bom nuklir dan kesalahan dalam pengobatan atau penelitian Ciri efek stokastik: Tidak mengenal dosis ambang Tiimbul setelah melalui masa tenang yang lama Keparahannya tidak tergantung pada dosis radiasi Tidak ada penyembuhan spontan

PROSES SEL TERPAPAR RADIASI Perbaikan secara enzimatis sel hidup sel abnormal efek stokastik tanpa dosis ambang ada masa laten terjadi pada individu terpapar & turunannya probabilitas bergantung dosis sel normal sel mati disfungsi organ efek deterministik ada dosis ambang keparahan bergantung dosis umumnya tanpa masa laten terjadi pada individu terpapa

SINDROMA PRODROAL SEBAGAI TAHAP INISIAL SRA Simptom Tingkat SRA dan perkiraan dosis akut radiasi pada seluruh tubuh (Gy) rendah (1-2) sedang (2-4) parah (4-6) sangat parah (6-8) letal (>8 Gy) Limfosit (G/L, hari 3-6) 0.8 – 1.5 0.5 – 0.8 0.3 – 0.5 0.1 – 0.3 0.0 – 0.1 Granulosit (G/L) > 2.0 1.5 – 2.0 1.0 – 1.5 ≤ 0.5 ≤ 0.1 Diare tidak ada jarang hari 6-9 hari 4-5 Epilasi sedang pada hari > 15 sedang pada hari > 11-21 total pada hari > 11 total pada hari > 10 Masa laten (hari) 21-35 18-28 8-18 < 7 Tindakan medis tidak perlu dirawat disarankan untuk dirawat perlu dirawat sangat perlu dirawat hanya tindajkan simtompatik

FASE LATEN SEBAGAI FASE KEDUA SRA Simptom Tingkat SRA dan perkiraan dosis akut radiasi pada seluruh tubuh (Gy) rendah (1-2) sedang (2-4) parah (4-6) sangat parah (6-8) letal (>8 Gy) Muntah Waktu % kejadian - 2 jam 10-50 1-2 jam 70-90 < 1 jam 100 < 30 menit < 10 menit100 Diare tidak ada rendah 3-8 jam <10 parah 1-3 jam >10 <1 jam hampir 100 Sakit Kepala sangat ringan ringan sedang 4-24 jam 50 3-4 jam 80 80-90 Kesadaran tidak terganggu tdk terganggu terganggu sedikit hilang detik-menit 100 (>50Gy) Suhu tubuh normal naik 10-80 demam 80-100 demam tinggi Tindakan medis rawat jalan rawat pada RSU tindakan pada RS khusus tindakan paliatif

Sindroma Radiasi Akut (SRA) Sindroma Radiasi Akut (SRA): sekumpulan sindrom klinik yang terjadi dalam waktu beberapa detik sampai 3 hari setelah paparan radiasi pengion akut pada seluruh tubuh dengan dosis relatif tinggi (> 1 Gy) Sindroma sistem pembentukan darah (hematopoietic syndrome) Sindroma sistem pencernaan (gastrointestinal syndrome) Sindroma sistem syaraf pusat (central nervous system syndrome)

SINDROMA SISTEM HEMATOPOITIK (SISTEM PEMBENTUKAN DARAH) DOSIS AMBANG SINDROMA : 1 GY S. PRODROMAL : MUAL, MUNTAH, LETIH, PUSING, HILANG NAFSU MAKAN DAN DIARE  3 HARI MASA LATEN : 2 – 3 MINGGU EFEK SISTEMIK: PENURUNAN JUMLAH SEL DARAH DOSIS AMBANG KEMATIAN : 3 GY DALAM 3 MINGGU  INFEKSI DAN HEMORRHAGE PENURUNAN SEL STEM SUMSUM TULANG (SAMPAI 8 GY)

Sindroma Gastrointestinal (sistem pencernaan) Dosis ambang sindrom: 5 Gy Sindroma Prodromal: demam, diare parah + darah, kram perut Masa laten : 3 – 5 hari Efek sistemik: kerusakan sel stem & lapisan mukosa usus halus Dosis ambang kematian: 10 Gy dalam 3 hari – 2 minggu

Sindroma Sistem Syaraf Pusat Dosis ambang sindroma : 20 Gy Sindroma Prodromal: hilang keseimbangan, susah bernafas, tremor dan koma Masa laten : 15 menit – 3 jam Efek sistemik: kerusakan parah sistem syaraf dan cardiovascular Dosis ambang kematian : 50 Gy dalam < 3 hari

KONTAMINASI INTERNA Masuk tubuh melalui jalan masuk : Inhalasi, Ingesi dan Kulit Penyerapan dalam darah atau getah bening Distribusi dalam tubuh dan akumulasi pada organ target Pengeluaran dari tubuh melalui urin dan feses

DEKONTAMINASI Radionuklida Radiasi (T½) Target Jalan masuk Dekontaminan 3H β (12,4 th) Tubuh Inh/ing/k air 90Sr γ (29, th) Tulang Inh/ing Stronsium laktat 137Cs β, γ (30 th) Prussian blue 226Ra α (600 th) Kalsium glukonat 239Pu (2,4 104 th) Paru, tulang, hati dietilentriamin pentasetik asid (DTPA)

Nilai Batas Dosis - NBD (ditetapkan dlm SK Ka. BAPETEN No. 01/Ka Nilai Batas Dosis - NBD (ditetapkan dlm SK Ka.BAPETEN No.01/Ka.BAPETEN/V/1999 ttg Ketentuan Keselamatan Kerja dg Radiasi) NBD utk penyinaran seluruh tubuh 50 mSv (5000 mRem)/thn NBD utk wanita usia subur 13 mSv dlm jangka 13 minggu pd abdomen NBD utk wanita hamil 10 mSv pd janin, terhitung sejak dinyatakan mengandung hingga saat bayi lahir NBD utk penyinaran lokal rata2 pd setiap organ/jaringan 500 mSv/thn

Sumber Pemaparan Radiasi Mengion : Industri tabung sinar katoda - Pembangkit tenaga nuklir - Pertambangan - Rumah sakit (kedokteran gigi, umum, radiologi, laboratorium) - Lembaga penelitian - Pertanian - dsb.

Background radiation is a small amount of radiation coming from the environment, such as the cosmic rays from outer space, the natural radioactive materials in rocks and soil and radioactive gases in air, e.g. radon

Aplikasi Radiasi

KONTRIBUSI DOSIS RADIASI

Persyaratan proteksi radiasi Justifikasi :Tdk menerapkan /menggunakan radiasi, kecuali jika ada positive net benefit Optimisasi :Prinsip ALARA (as low as reasonably achievable) Limitasi : Standar pemajanan/ Dosis sesuai rekomendasi

Pengendalian Isolasi peralatan dan daerah radiasi dg penyekatan Maksimalisasi jarak, menjauhkan TK dari sumber radiasi Membatasi waktu pemajanan Pemasangan pagar, label dan tanda peringatan bhy radiasi Penggunaan APD(pakaian, kaca mata, dsb.) Pelatihan dan pengawasan Emergency preparadness, kesiap-siagaan jika terjadi keadaan darurat

POTENSI BAHAYA EKSTERNA Alpha ----> sangat kecil/tidak ada Beta ----> kecil Sinar X ----> besar Sinar gamma ----> besar Neutron ----> besar

Radiation Shielding Material Alpha dpt dihambat dengan bhn tipis, mis. kertas atau lapisan luar kulit mati Beta penyekatan dg bhn spt aluminium dan plastik/Al dg ketebalan sp 1 cm Gamma & X-ray Semakin tebal dan tinggi berat jenis bhn, semakin besar intensitas radiasi yg diserap. Pb / tembok beton Neutron dihambat dg penyekatan bhn yg mengandung kadar hidrogen tinggi, shg bhn cair spt air, poliethilen, parafin dsb. banyak digunakan

Tingkat keparahan/bahaya radiasi Bahaya external Bahaya internal Kurang Alpha Gamma Beta Sangat

Effect of Radiation on Cells Inhibition of cell division Damage to chromosome (number of structure) Damage to genes (mutation) Pemajanan radiasi dlm jaringan tubuh tergantung pd sifat fisik dan kimia dr bahan radioaktif. Contoh : Radioaktif iodine, umumnya mempengaruhi/terkonsentrasi pd kelenjar thyroid; Strontium-90, mengendap pada tulang; Cesium, pd jaringan lunak Setelah terakumulasi, konsentrasinya dpt menurun setelah beberapa waktu melalui peluruhan atau proses biologi (Iodine-131, waktu peluruhan 7 hr; plutonium-239, 24 000th; strontium-90, 28 tahun)

Berbagai Jenis Personal Dosimeter

Detektor Surface Barrier Detektor Sintilasi Detektor Surface Barrier Detektor Isian Gas Berbagai Jenis detektor radiasi

RADIOGRAFI DENGAN FILM Peralatan Pesawat Sinar-X

Konversi : Dosis ekivalen = dosis absorbsi x quality factor Sievert = Gray x QF Rem = rad x QF 1 Gray = 100 rad = 1 J/kg 1 Sv = 100 rem 1 rad = 1.15 roentgen = 0,01 Gray 1 roentgen = 0,87 rad Dosis radiasi : jml energi yg diserap oleh jaringan tiap satuan massa pd tempat pengukuran( satuan rad )

Spektrum Radiasi Matahari

Health effect Pada kulit dan mata dimana energi radiasi diserap. Acute : Pd mata Photokeratitis (inflamation of cornea) dan conjunctivis Radiation burn (sunburn) Chronic : Cataract(clouding of the lens) Premature ageing, keratosis (dry,spot on the skin) Skin cancer

Who is at risk? Outdoor workers (gardener, road worker, building & construction workers, surveyors, forestry workers, agriculture workers, mining workers, harbour workers, traffic officer Fair skin

LASER Akronim: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Merambat pada satu arah panjang gel. Sinar paralel, Koheren, tekonsentrasi Bahaya: terutama pada mata, dan kulit Jenis :Kristal ruby; Laser gas( CO2, CO, HeNe, argon, Nitrogen, krypton); semikonduktor

Spektrum Laser

Aplikasi - Operasi medis (bloodless surgery), perawatan kulit & gigi, Pengelasan, pemotongan, pengeboran Komunikasi (via fiber glass) Entertainment (laser light, laser disc, hologram, dsb) Senjata laser

5 Klasifikasi LASER (Standard internasional) Klas 1 : intensitas radiasi rendah, tanpa resiko Klas 2 : intensitas rendah, memancarkan radiasi tampak (400-700 nm) Klas 3A : intensitas lebih tinggi, memancarkan radiasi tampak Klas 3B: intensitas tinggi, visible a/ invisible, immediate eye damage Klas 4: intensitas tinggi, berbahaya

감사합니다 Terima kasih Gracias あ り が と う ご ざ い ま す धन्यवाद Thank you