Pengenalan

Dosimeter peribadi telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang dan ia menggunakan sinaran mengion. Ia adalah salah satu keperluan bagi individu yang bekerja dengan sinaran mengion untuk pemantauan radiasi individu. Pada masa kini pelbagai dosimeter peribadi telah digunakan kerana ia menjanjikan sensitiviti pengesanan yang tinggi untuk mendapatkan bacaan dos radiasi yang lebih tepat dan jitu. Dosimeter peribadi boleh dibahagikan kepada dua kategori iaitu dosimeter aktif dan dosimeter pasif. Fungsi optiknya dirangsang oleh Luminescence Dosimeter (OSL), Radio photoluminescence Dosimeter (RPL) dan Thermo luminescence Dosimeter (TLD) serta ia antara jenis dosimeter pasif yang digunakan dan mempunyai perbezaan dari segi jenis bahan luminasi, prinsip pengukuran, sumber pengujaan dan lain-lain.

Jenis-jenis dosimeter

Persamaan bahan luminasi yang terdapat dalam dosimetri peribadi OSL (Luminescence Dosimeter) dan TLD (Thermo Luminescence Dosimeter) adalah Kristal. OSL telah dibangunkan dengan menggunakan cakera plastik berisi aluminium oksida didopkan dengan karbon (Al2O3: C) sebagai bahan pengesan. Pemegang plastik telah digunakan untuk menampung cakera plastik.kristal (Al2O3: C) atau kandungannya telah ditambah oleh sejumlah bahan kontaminasi yang membentuk ketidaksempurnaan kristal kekisi. Ini menyebabkan elektron atau lubang akan terperangkap dan menjadi pusat luminasi. Pusat luminasi bertindak sebagai titik di mana elektron dan lubang bergabung semula dan menghasilkan pemancar atau cahaya luminasi. Prinsip OSL dan TLD adalah hampir sama antara satu sama lain namun ianya berbeza di antara keduanya dimana kekisi kristal bagi OSL yang menggunakan optik dirangsang untuk memancarkan cahaya luminasi manakala TLD menggunakan haba.

Gambar 1: Optik Dirangsang Luminescence Dosimeter (OSL)

Proses

Didalam proses yang terperinci diantara OSL dan TLD apabila sinaran diserap oleh kedua-dua dosimeter peribadi ini, pasangan elektron dan lubang bebas dihasilkan dan terperangkap dalam kekisi kristal. Jalur konduksi dipenuhi dengan elektron manakala lubang yang berada dalam band kelambu. Elektron teruja dalam jalur konduksi lalu terperangkap dalam elektron atau lubang perangkap. Di bawah rangsangan cahaya nampak untuk OSL dan haba untuk TLD, elektron sekali lagi akan teruja dari perangkap bergerak ke dalam jalur konduksi. Elektron akan bergabung semula dari jalur konduksi dengan lubang-lubang dalam lubang perangkap. Cahaya terhasil apabila pusat lubang adalah pusat luminasi yang merupakan pusat penggabungan semula radiasi. Pancaran cahaya luminasi dikesan menggunakan tiub photomultiplier. Isyarat daripada tiub ini kemudiannya digunakan untuk mengira dos yang telah diserap oleh bahan tersebut. Pelepasan hasil isyarat cahaya adalah berkadaran dengan sinaran mengion yang dapat diserap oleh bahan dalam dosimeter peribadi. Seperti TLD “lengkung cahaya” yang dihasilkan oleh proses ini kemudiannya dikaitkan dengan pendedahan radiasi.

Gambar 2: Thermo luminescence Dosimeter (TLD)

Tidak seperti TLD dan OSL, RPL mempunyai prinsip dan teknik pengukuran yang berbeza di mana RPL menggunakan bahan luminasi dan sumber pengujaan yang berbeza. RPL menggunakan kompaun kaca berbanding kristal sebagai bahan luminasi. Jenis lama kompaun kaca mengandungi 25% of KPO3, 25% of Ba (PO3)2 and 50% of Al (PO3)2, dengan AgPO3 untuk membentuk perak diaktifkan fosfat kaca. Teknologi dibangunkan untuk meningkatkan sensitiviti bahan luminasi dengan mengawal komposisi unsur dalam sebatian kaca. Oleh itu untuk teknologi terbaru RPL kita boleh mengukur dos radiasi serendah 10 ?Gy berbanding 1 mGy ketika RPL mula diperkenalkan.

Prinsip RPL ialah apabila kompaun kaca terdedah kepada sinaran ciri-ciri kimia ion perak menyebabkan pembentukan pusat warna yang berstruktur pada perak diaktifkan oleh fosfat kaca. Pusat warna adalah di mana elektron yang teruja daripada pendedahan sinaran yang terperangkap. Elektron yang terperangkap perlu merangsang dengan sinaran ultraungu (biasanya 337.1 nm) dan teruja sekali lagi untuk tahap tenaga yang lebih tinggi dengan pelepasan 600-700 nm cahaya nampak berwarna oren, kemudian kembali ke pusat-pusat warna asal. Cahaya nampak berwarna oren yang dipancarkan merupakan petunjuk keamatan radiasi. Proses ini dipanggil fenomena radio photoluminescence. RPL boleh memberi bacaan radiasi berulang kali untuk satu penyinaran sama kerana elektron di pusat-pusat warna kembali ke perangkap elektron selepas pemancar radio-photoluminasi dengan keamatan yang sama berbanding OSL yang keamatan akan berkurang untuk bacaan berulang. Sama seperti TLD dan OSL pelepasan radio photoluminasi dikesan menggunakan tiub photomultiplier. Isyarat daripada tiub ditukarkan dari analog kepada digital bagi pengiraan dos radiasi yang terhasil.

Gambar 3: Radio photoluminescence Dosimeter (RPL)

Ia menunjukkan bahawa teknik yang digunakan untuk mengukur keamatan sinaran yang diterima RPL berbeza berbanding dengan TLD dan OSL. RPL dihasilkan daripada pepejal bukan organik (amorfus) yang mana struktur kekisi dan kekisi luminasi tidak wujud dalam amorfus. Oleh itu kesukaran untuk mendapatkan maklumat yang dalam pergerakan elektron fungsi taburan untuk menubuhkan model luminasi merupakan salah satu isu. Untuk mengatasi masalah ini kita hanya boleh mewujudkan model radio photoluminasi berdasarkan jurang tenaga antara tenaga di pusat warna dan tenaga pada electron teruja. Tenaga yang dikeluarkan oleh radio photoluminasi adalah antara cara lain untuk mewujudkan model ini dan disebabkan oleh ianya berkadaran dengan keamatan sinaran yang diserap. Sementara itu, bahan kristal dalam TLD dan OSL mempunyai struktur seragam dengan sedikit kecacatan kekisi dapat memberi maklumat mengenai fungsi pengagihan elektron pada tahap tenaga yang berbeza.

Kesimpulan

RPL menjanjikan alat pengukuran dos terbaik berbanding dengan TLD dan OSL atas beberapa sebab. Sebab utama adalah isyarat luminasi tidak mengalami pengurangan keamatannya untuk bacaan berulang untuk pendedahan tunggal. Untuk tujuan pengurusan jika pengiraan semula dos sinaran peribadi diperlukan RPL adalah alat yang terbaik untuk memastikan tujuan ini. Lebih-lebih lagi RPL sesuai untuk berbagai tujuan bidang perubatan daripada sinaran mengion rendah seperti Radiologi Diagnostik kepada sinaran mengion yang lebih tinggi seperti IMRT (Intensity Modulated Radioterapi) kerana julat dos boleh diukur luas (0-500 Gy). Tiada faktor pembetulan yang diperlukan dan ia merupakan salah satu kelebihan menggunakan RPL berbanding kedua-dua TLD dan OSL. Isyarat luminen boleh ditukar kepada bacaan dos sinaran secara terus tanpa mengambil kira tentang faktor pembetulan. Sistem bacaan RPL juga menyediakan bacaan rujukan untuk mengira dos dedahan untuk tujuan perbandingan.

Rujukan

1. Jursinic, Paul A. 2007. “Characterization of Optically Stimulated Luminescent Dosimeters, OSLDs, for Clinical Dosimetric Measurements.” Medical Physics Phys. Med. Phys. Med. Phys 3436(37): 1690–99.
2. Europe, Landauer. “Medical Dosimetry Using Optically Stimulated Luminescence Dots and.” : 1–10.
3. Huang, David Y C, and Shih-Ming Hsu. 2011. “Radio-Photoluminescence Glass Dosimeter (RPLGD).” Advances in Cancer Therapy: 568.
4. NDT Resource Center. 2001. “Thermoluminescent Dosimeter.” NDT Education Resource Center: 2012. https://www.ndeed.org/EducationResources/CommunityCollege/RadiationSafety/radiation_safety_equipment/thermoluminescent.htm
5. Cygler, Joanna E, and Eduardo Yukihara. “Optically P Y Stimulated Luminescence ( OSL ) Dosimetry in Radiotherapy Disclosure The Authors Have Received Research Support from Landauer Inc.” DisClosure.