Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012 F-1 DAYA HENTI DAN JANGKAUAN PROTON DI DALAM MEDIUM; KAJIAN UNTUK RADIOTERAPI PROTON Eko Sulistya Jurusan Fisika FMIPA UGM Yogyakarta Abstrak Perkembangan teori tentang interaksi antara ion berat dengan materi telah menimbulkan harapan pada semakin meningkatnya keberhasilan terapi radiasi untuk kanker. Relatif terhadap elektron, proton merupakan ion berat, yang memiliki karakteristik transfer energi yang berbeda dengan sinar-X, yang disebut Kurva Bragg, yang mendatar rendah pada awal masuknya proton ke dalam medium, kemudian membentuk puncak pada saat-saat akhir akan berhenti. Berdasarkan karakteristik tersebut, dengan energi proton yang tepat, maka radioterapi dengan proton diharapkan dapat memberikan efek maksimum pada lokasi kanker dan berpengaruh sekecil mungkin pada jaringan sehat di sekitarnya. Kajian yang mendalam tentang mekanisme interaksi antara proton dengan medium yang dilewatinya memiliki peranan yang penting dalam perencanaan radioterapi dengan proton. Energi proton harus ditentukan dengan cermat agar proton berhenti pada lokasi kanker. Demikian juga, harus ditentukan berapa jumlah proton yang ditembakkan, agar sesuai dengan dosis yang diperlukan. Kajian dilakukan dengan melakukan analisis data dari hasil penelitian sebelumnya tentang interaksi proton dengan berbagai unsur, kemudian dilakukan komputasi untuk menentukan daya henti dan jangkauan proton di dalam 3 jenis jaringan tubuh, yang merupakan senyawa dari beberapa unsur. Hasil yang diperoleh berupa data-data daya henti (stopping power) dan jangkauan (range) proton di dalam tiga jenis jaringan tubuh, yaitu kulit, jaringan adiposa, dan otot. Hasil-hasil tersebut selanjutnya diharapkan dapat digunakan sebagai dasar untuk perencanaan radioterapi dengan proton. Kata kunci: stopping power, projected range, proton, radioterapi, Kurva Bragg PENDAHULUAN Radioterapi dengan sinar-X telah dilakukan selama bertahun-tahun. Sinar-X berhasil membunuh sel-sel tumor, namun juga menyebabkan kerusakan sel-sel jaringan sehat di sekitarnya. Hal ini disebabkan oleh sifat interaksi sinar-X dengan medium yang dilaluinya, yaitu penurunan intensitasnya yang eksponensial karena serapan energi oleh medium, sehingga kerusakan terbesar adalah pada daerah jaringan di dekat kulit, dan ini menjadi masalah jika tumor terletak jauh di dalam tubuh. Interaksi proton dengan medium yang dilewatinya mempunyai karakteristik yang berbeda dengan sinar-X. Untuk proton dengan energi yang tinggi, ionisasi terbesar terjadi pada saat-saat akhir proton akan berhenti di dalam medium. Sifat ini merupakan keuntungan karena jaringan sehat yang dilalui berkas proton hanya mengalami sedikit ionisasi. Bagaimana interaksi proton dengan medium target, dan seberapa dalam jangkauannya di dalam materi pada energi proton tertentu, menentukan tingkat keberhasilan proses radioterapi dengan proton. Secara umum, besaran yang digunakan sebagai ukuran interaksi antara ion dengan medium, adalah daya henti (stopping power). Bagi medium, besaran daya henti adalah besaran yang menentukan seberapa besar kemampuan medium itu untuk menghentikan ion yang masuk. Bagi ion yang masuk ke dalam suatu medium, sebagai akibat dari interaksi yang terjadi, energinya akan berkurang. Ukuran berkurangnya energi ion dinyatakan dengan satuan MeV/cm, atau bisa juga dengan satuan yang lain, yang semuanya mengacu pada seberapa hilangnya energi ion per satuan