iif'rosldijjj portomuan ----dan prosontaslllrnlah ...digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
Post on 17-Apr-2018
220 Views
Preview:
TRANSCRIPT
f'rosldIJJJ portomuan dan Prosontaslllrnlah Funoslonal Toknls Non PonOUU,10Dusombor 2008Ii ---- ISSN :1410 - 6381
PEMBUA T AN RADIOISOTOP GADOLINIUM-153 DENGAN SASARAN GdZ03MELALUI REAKSI AKTIV ASI NEUTRON
Hotman Lubis, Herlina, Sriyono dan AbidinPRR-BATAN
ABSTRAK
PEMBUA TAN RADIOISOTOP GADOLn~IUM-153 DENGAN SASARAN Gd203MELALUI REAKSI AKTIV ASI NEUTRON. Telah dnakukan tiga kali irradiasiGadolium alam di "Central Irradiation Position" (CIP) reaktor G.A. Siwabessy PRSGBATAN. Proses ini bertujuan untuk membuat Gadolium-153 dan mengetahui pengotor
radionuklida yan~ menyertainya. Dari tiga kali irradiasi selama 10 hari pada daya 15 MWdiperoleh hasil I 3Gd dengan radioaktivitas scbesar 0,188, 0,140 dan 0,138 GBq pada saatakhir irradiasi (EOI). Pengotor yang turut dihasilkan berupa 159Gddan 161Tbdan pengotorradionuklida terse but tidak teramati setelah peluruhan 21 hari.
Kata kunci: Gadolinium-153, teknologi produksi, gadolinium alam
ABSTRACT
PREPARATION OF GADOLINIUM - 153 RADIOISOTOPE USING Gd203 TARGET BYNEUTRON ACTIVATION REACTION. Natural Gadolinium was irradiated three times at
"Central Irradiation Position" (CIP) of G.A. Siwabessy Reactor PRSG-BA TAN. Theobjectives of the irradiation process to obtain the Gadolinium -153 and to know theradionuclide impurities produced in this process. The targets were irradiated three times for 10days at the 15 Mega Watt (MW) and the 153Gdradioactivities were 0.188, 0.140 and 0.138GBq at the end of irradiation (EO I). The impurities produced were 159Gdand 161Tband theywere not detected (ND) after 21 days decayed.
Key words: Gadolinium-l 53, production technology, natural gadolinium.
PENDAHULUAN
Pada dekade terakhir ini Gadolinium dalam bentuk senyawa bertanda Gd-DTP A
tclah ban yak digunakan untuk senyawa kontras MRI ( Magnetic Resonance Imaging) .
Senyawa tCi"sebut digunakan untuk memperjelas gambaran atau citra (image) dari
organ/jaringan yang sukar clibedakan melalui teknik pencitraan MRI. Khususnya pada
jaringan lunak system syarafpusat, hati, payuclara, sistcm kardiovaskular dan paru [1,2].
182
prosll!liJJ portumuan dan ProsontaslllmIah FlIIIOslonaJ Toknls Non PonuUtl.18 Dosomb8r 2006• ISSN :14W - 6381
Gadolinium mempunyai sifat paramagnetik dan tampang lintang yang sangat besar
sehingga dapat menyerap neutron sangat besar dimana hal ini merupakan persyarat penting
untuk senyawa kontras. Gd - 153 merupakan radioisotop EC (Electron Capture) 100% dan
p€mancar sinar gamma yang mempunyai energi 0,0697 MeV, 0,0974 MeV dan 0,103 MeV
dengan intensitas masing - masing sebesar 2,4%, 30% dan 21 %. Waktu paro 153Gd
cukup panjang yaitu t 1/2 = 241,6 had. Radioisotop 153Gddapat dibuat melalui reaksi
aktivasi neutron dari sasaran 152Gd dengan reaksi 152Gd(~;,y)153Gd.Reaksi ini memiliki
tampang lintang reaksi (cr) 1100 barn, dan kelimpahan isotop 152Gd di alam sebesar 0, 2%.
Isotop lain yang ada didalam Gadolinium alam berupa 154Gd,155Gd,156Gd,157Gd,158Gddan
160Gd[1,3,4],
Penggunaan 153Gdyang ditandai dengan DTPA telah lama dikembangkan dan di
Amerika di approved FDA sejak tahun 1988 dengan nama dagang "Magnevist" [1]. Pada
penelitian ini telah dilakukan penyiapan target Gadolium alam, irradiasi target sasaran pada
daya 15 MW selama 10 hari di posisi "Central lradiation Position" (CIP) reaktor G.A.
Siwabessy PRSG - Batan, serta proses pelarutan dan pengukuran radionuklida. Diharapkan
dari penelitian ini akan diketahui parameter-parameter yang perIu diperhatikan pada proses
pembuatan radioisotop Gd-I53.
TAT A KERJA
Bahan
Sasaran Godolinium (III) Oxide (Gd203 99,99%) diperoleh dari Aldrich dan semua
pereaksi yang digunakan adalah pro analisis diperoleh dari Merck. Untuk mengukur
radioaktivitas Gd-I53 digunakan Radioisotope Calibrator Model CRC R-7 ( Capintec ).
Pemeriksaan radionuklida menggunakan perangkat analisator saluran ganda yang
dilengkapi dengan Oetektor Canberra HPGE, Detektor model GC 1520. Pre amp Model
2002 CSl, Bias voltage (+) 3000 V , Power Supply Model 1000 Canberra dan Amplifier
Canberra Model 2026. Elektroforesis yang terdiri dari power supply ( Fisher) dan Chamber
dan detektor NaI ( Tl ).
183
Pr'osldl/1lJ pertemuan dan Prusentasilimiah FunoslonaJ Tuknls Non PeneUti. 19 Dosembor 2006- - -
Prcparasi Sasaran dan Irradiasi Sasaran
ISSN :1410 - 6381
Sebanyak 100 mg Gd203 dimasukkan ke dalam gelas kuarsa kemudian ditutup dengan
eara pengelasan. Tabung kuarsa dimasukkan kedalam kontiner aluminium ( inner capsule)
dan ditutup dengan eara pengelasan. Inner kapsul diuji keboeorannya dengan menggunakan
buble lest pada tekanan -30 mHg. Inner kapsul yang tidak bocor dimasukkan ke dalam
outer kapsul kemudian ditutup dan selanjutnya dikirim ke reaktor untuk diirradiasi.
Irradiasi sasaran Gd203 dilakukan sebanyak 3 kali dengan berat sasaran 100 mg untuk
setiap kali irradiasi pada daya 15 MW dan lama irradiasi 10 hari di posisi "Central
Irradiation Position" (CIP) reaktor G.A. Siwabessy PRSG - Batan.
Pclarutan sasaran dan Pengukuran radionuklida
Sasaran Gd203 alam yang telah diirradiasi dilarutkan dengan 10 ml HCl 1N
kemudian larutan tersebut dimasukkan ke dalam vial lalu diukur radioaktivitasnya dengan
menggunakan Capintec pada dial 10,1. Untuk pengukuran radionuklida dilakukan dengan
mengencerkan 20 ~l larutan GdCh bulk menjadi 10 ml kemudian larutannya diambil
sebanyak 5 ~l dan diteteskan pada kertas Whatman selanjutnya dikeringkan pada suhu
kamar. Setelah kering dimasukkan dalam plastik dan dicacah dengan alat Spektrometer 'Y
selama 300 detik
Pcngukuran Kcmurnian Kcradioaktivan
Kemurnian radiokimia ditentukan dengan teknik elektro[oresis menggunakan kertas
Whatman sebagai [ase diam dan larutan buffer acetat 0,1N ( pH 5 ) sebagai [ase gerak,
waktu elektro[oresis kurang lebih 90 men it dengan menggunakan tegangan sebesar 200
Volt. Selanjutnya kertas elektro[oresis dikeringkan dan dicacah dengan menggunakan
perangkat gamma counter.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Telah dilakukan tiga kali irradiasi sasaran Gd203 alam sebanyak 100 mg untuk setiap
kali irradiasi dengan lama irradiasi 10 hari pada daya 15 MW di posisi "Central
184
l'rosldu.J Portemuan da!'!ros0ntasillmiah FunDslonai Toknls Non Ponell1l.18 DosomlJur 2006• ISSN :1410 . 5381
Irradiation Position" (CIP) reaktor G.A. Swabessy PRSG-BA TAN. Radioaktivitas 153Gd
yang dihasilkan pada saat akhir ilTadiasi (EOI) ditunjukkan pada Tabel I.
Tabel 1. Radioaktivitas 153 Gd yang diperoleh dari irradiasi di CIP reaktor GA Siwabessysaat akhir ilTadiasi (EOI)
Irradiasi 1Irradiasi 2Irradiasi 3
Berat Sasaran
(mg)100100100
Lama Irradiasi
( hari )10.. 1010
Radioaktivitas 153Gd
( GBq )0,1880,1400,138
Radioaktivitas jenis (GBq/mg Gd)
0,00430,00330,003
Pada Tabel 1 di atas ditunjukkan juga besarnya radioaktivitas jenis yang diperoleh.
Radioaktivitas jenis merupakan besarnya radioaktivitas yang dihasilkan tiap satuan berat
Gadolinium. Dari hasil irradiasi pada Tahel 1 di atas diketahui bahwa dalam proses
pembuatan 153Gd diperoleh 153Gd dengan radioaktivitas jenis yang kecil yaitu sebe~ar
0,0043, 0,0033 dan 0,0033 GBq/mgGd [3]. Besarnya radioaktivitas jenis ini masih dapat
dinaikkan dengan memperpanjang waktu irradiasi disamping dengan meningkatkan
besarnya kandungan 152Gd di dalam target (menggunakan sasaran Gd-153 yang diperkaya).
Pemeriksaan pengotor radionuklida yang turut dihasilkan telah dilakukan dengan
rnenggunakan spektrometer gamma. Hasil pengukuran tersebut ditunjukkan pada Tabel 2.
Pengukuran ini dilakukan tujuh hari setelah EO!. Pada Tabel 2 ditunjukkan puncak-puncak
energi yang didapat beserta besarnya area untuk masing-masing puncak.
Tabel 2. Energi puncak dan area hasil pengukuran menggunakan spektrometer gamma
No Energi JenisArea padaArea padaArea pada
(keV)
radionuklidairradiasi 1ilTadiasi 2ilTadiasi 3
1
58 !)')Gd20415889412620
2
75,2 1b1Tb367335149765214158
:3
98 153Gd1973 13154444123102
4
103,9 I)j Gd16244411738894327
5
364,1 15YGd1188522592859
185
•Prosl~ PertBmuan dan Prosentaslllmlah Funuslonal Teknls Non PeneDU,18 Desember 2006. ISSN :1410 - 6381
Puncak-puncak energi yang didapatkan pada irradiasi pertama sarna dengan yang
diperoleh pada irradiasi ke dua dan ketiga. Hasil ini menunjukkan adanya pengulangan hasil
yang baik dari tiga kali irradiasi. Puncak energi pad a 98 keY dan 103,9 keY dari hasil
irradiasi memperlihatkan adanya 153Od. Dari referensi diketahui 153Od memancarkan energi
gamma pada energi 69,7 ke V, 97,4 ke V dan 103 ke V sehingga dengan terdeteksinya 2
puncak energi ini dapat dikatakan 153Od terbentuk dengan menggunakan sasaran 152Od
dari Od203 alam [4].
Dari hasil pengukuran spektrometer gamma pada Tabel 2. ditemukan juga puncak
energi 58 keY dan 364,1 keY dimana puncak energi 58 keY dan 364,1 keY merupakan
energi yang dipancarkan oleh radioisotop 1590d yang memiliki waktu paro 18,6 jam.
Sedangkan puncak energi 75,2 keY merupakan energi yang dipancarkan oleh radioisotop
\(d Tb sebagai hasil peluruhan dari 1610d dengan memancarkan radiasi beta yang memiliki
waktu paro 6,9 hari. Radioiostop 1590d yang merupakan radionuklida pengotor
memancarkan radiasi gamma pad a energi 58 keY dan 364 keY dengan intensitas 2,1 % dan
10%. Radioisotop ini dihasilkan dari isotop 1580d yang terkandung pada sasaran dengan
kelimpahan 24,8% melalui reaksi penangkapan neutron. Radioiostop Terbium -161 yang
merupakan radionuklida pengotor memancarkan radiasi gamma pada energi 75,2 keY
ckngan intensitas 10% . Radioisotop ini dihasilkan dari isotop 1600d yang terkandung pada
sasaran dengan kelimpahan 21,8% melalui reaksi penangkapan neutron.
Pengotor radionuklida tidak terdeteksi lagi sejalan dengan peluruhan karena
pengotor terse but waktu paronya jauh lebih pendek sehingga meluruh jauh lebih cepat
dibandingkan dengan 1530d. Pengukuran radionuklida setelah peluruhan 21 hari
1590d dan 161Tb tidak teramati lagi sebagaimana terlihat pada Oambar 1 dan Gambar 2.
186
ProsldlrJ,J Pertemuan dan Presontasilimlah FWiuslo!laJ TaJuJls Non PIUWllt1, 18 Desomb8r 2006-
---.180000
160000140000120000co
100000e!coa;Z
Hari
ISSN :1410 - 6381
-+- 58.0 keV
_75.0 keV
97.8 keV
~ 103.8 keV
~ 364.1 keV
Datasource
1''''' .."I II"·''''' I(,Efl':\ .., ,..;I'iC .•••••U:
Gambar 1. Pengukuran Gd-153 setelah peluruhan 7 hari
.,].C',-,_·
VFS=64K
..TIME INFO-
11NeXtil
Imrevl
Ae~. Slarl: 12/10/06 13:13:38
Dead Time: 4.43r. Liye (Ieel.):Comp. Prele! Region: Real [lecl.):O·Olchannel,) Tolal (enll.):
Elapled300.00
313. 91
0.00
Preset
300
o
o
Gambar 2. Spektrum y Gadolinium -153 setelah peluruhan 21 hari
187
Jirosldq PortBnUlan~an Prosontasilimlah Funuslonal Toknls Non PoooDtI, 19 DoS8JIIfJur 2006• ISSN :1410 - 6381
Setelah diluruhkan 21 hari dilakukan pengujian kemurnian radiokimia yang hasilnya
rnenunjukkan kemunian Gd CI3 seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
c:ro
..c:rot)ro()
Jarak migrasi (em)-'----------~~.. _-------_._----~-_.~-,-------------_.-._--- ...._~------
Gambar 3. E1ektroforesa Gd Cb
KESIMPULAN
Dari pembuatan 153 Gd melalui aktivasi neutron dengan menggunakan sasaran Gado1ium
alam di posisi "Central Irradiation Position" (CIP) reaktor G. A. Swabessy PRSG
BATAN diperolch hasil scbagai berikut :
1. Radioaktivitas 153 Gd yang dihasi1kan pada saat akhir irradiasi (EOI) sebesar 0,188 GBq,
0,140 GBq dan 0,138 GBq untuk sasaran Gd203 a1am sebanyak 100 mg pada daya
15 MW se1ama 10 hari di posisi "Central Irradiation Position" (CIP) reaktor G.A.
Swabessy PRSG-BA TAN
2. Pengotor 159Gd dan 161Tb yang turut dihasilkan akan me1uruh dan tidak akan terdeteksisete1ah peluruhan 21 hari
188
I'rosldq portomuan dan ProsontaslllmIah FWlDslonaiTBknls Non P8IIoUtI.18 Doswnbar 2006i
DAFT AR PUST AKA
ISSN :1410 - 5381
'1. Volkov A., Contrast Agent in MR!, http://www.cc.utah.edu/ avbaSlImrl.html.
~~. MRI Contrast Agent, http://www.macrocyclics.Com/dar/MRIContrast. Agent/html
3. IAEA - TECDOC - 1340, " Manual Reactor Produced Radioisotop" , IAEA , Jauary 2003,
(62)
4. JAPAN RADIOISOTOPE ASSOCIATION, Note Book of Radioisotope, Maruzen (1990).
189
top related