PEMANFAATAN MATERIAL RADIOAKTIF

Silahkan download disini...

A. Pendahuluan
Pemanfaatan material radioaktif, khususnya radiasi radioaktif adalah didasarkan pada kemampuan radiasi menimbulkan perubahan, antara lain dapat mengionkan nuklida atau molekul, memutuskan ikatan antar atom sehingga menghasilkan radikal-radikal bebas, membuat nuklida atau nukleon menjadi radioaktif, dan membebaskan sejumlah energi panas. Untuk dapat dimanfaatkan secara efektif dan efisien lebih dahulu melakukan identifikasi untuk mengetahui jenis dan jumlah radiasi yang akan digunakan. Hal ini perlu dilakukan karena setiap jenis radiasi memiliki sifat-sifat yang khas sehingga untuk menentukan keberadaannya baik dalam jenis dan jumlah radiasinya juga perlu menggunakan cara dan teknik yang khas pula untuk setiap jenis radiasi (Retug, 2005).


Penggunaan radioisotop bergantung pada kebijakasanaan umat manusia, karena radioisotop dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia atau sebaliknya dapat digunakan untuk membuat kehancuran (Sutresna, 2007).

B. Pemanfaatan Zat Radioaktif dalam Berbagai Bidang
a. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Kesehatan
* Sebagai Perunut
Dalam bidang kesehatan radioisotop digunakan sebagai perunut (tracer) untuk mendeteksi kerusakan yang terjadi pada suatu organ tubuh. Selain itu radiasi dari radioisotop tertentu dapat digunakan untuk membunuh sel-sel kanker sehingga tidak perlu dilakukan pembedahan untuk mengangkat jaringan sel kanker tersebut. Berikut ini adalah contoh beberapa radioisotop yang dapat digunakan dalam bidang kesehatan (Sutresna, 2007).
1) Iodium-131 (I-131)
I-131 digunakan untuk mendeteksi kerusakkan pada kelenjar gondok dan untuk mendeteksi jaringan kanker pada otak.
2) Kobalt-60 (Co-60)
Pemancaran sina gamma Co-60 digunakan untuk membunuh sel-sel kanker dan juga dapat digunakan untuk pengobatan penyakit leukimia.

3) Teknetium-99(Tc-99)
Tc-99 digunakan untuk membunuh sel-sel kanker.
4) Talium-201 (TI-201)
Talium-201 digunakan untuk mendeteksi penyakit jantung dan pembuluh darah.
5) Besi-59 (Fe-59)
Besi-59 digunakan untuk mempelajari proses pembentukan sel darah merah.
6) Fosforus-32 (P-32)
P-32 digunakan untuk pengobatan penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukkan sel darah merah yang berlebihan. Didalam penggunaannya P-32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya yang memancarkan sinar beta dapat menghambat pembentukan sel darah merah pada sumsum tulang. Sedangkan, sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran, sebelum dikemas dan ditutup rapat, misalnya pada proses sterilisasi alat suntik. Sebenarnya sebelum dikemas, alat suntik sudah disterilkan. Tetapi, pada proses pengemasan masih mungkin terjadi kontaminasi, sehingga setelah alat suntik tersebut dikemas dan ditutup rapat perlu dilakukan sterilisasi ulang dengan menggunakan sinar gamma (Sutresna, 2007).
7) Xenon-133 (Xe-133)
Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.

* Berdasarkan radiasinya
1) Sterilisasi radiasi
Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu (Abdul Jalil Amri Arma, 2009):
a) Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.
b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.
c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit.

2) Terapi tumor atau kanker
Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

3) Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone Densitometer
Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan radiasi gamma atau sinar-X. Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar-X yang diserap oleh tulang yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan oleh komputer yang dipasang pada alat bone densitometer tersebut. Teknik ini bermanfaat untuk membantu mendiagnosiskekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita pada usia menopause (matihaid) sehingga menyebabkan tulang muda (Yudhi, 2008).

4) Three Dimensional Conformal Radiotheraphy (3d-Crt)
Terapi radiasi dengan menggunakan sumber radiasi tertutup atau pesawat pembangkit radiasi telah lama dikenal untuk pengobatan penyakit kanker. Perkembangan teknik elektronika maju dan peralatan komputer canggih dalam dua dekade ini telah membawa perkembangan pesat dalam teknologi radioterapi. Dengan menggunakan pesawat pemercepat partikel generasi terakhir telah dimungkinkan untuk melakukan radioterapi kanker dengan sangat presisi dan tingkat keselamatan yang tinggi melalui kemampuannya yang sangat selektif untuk membatasi bentuk jaringan tumor yang akan dikenai radiasi, memformulasikan serta memberikan paparan radiasi dengan dosis yang tepat pada target. Dengan memanfaatkan teknologi 3D-CRT ini sejak tahun 1985 telah berkembang metoda pembedahan dengan menggunakan radiasi pengion sebagai pisau bedahnya (gamma knife). Dengan teknik ini kasus-kasus tumor ganas yang sulit dijangkau dengan pisau bedah konvensional menjadi dapat diatasi dengan baik oleh pisau gamma ini, bahkan tanpa perlu membuka kulit pasien dan yang terpenting tanpa merusak jaringan di luar target (Yudhi, 2008).

5) Teknik Pengaktivan Neutron
Teknik nuklir ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan mineral tubuh terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang sangat kecil (Co,Cr,F,Fe,Mn,Se,Si,V,Zn dsb) sehingga sulit ditentukan dengan metoda konvensional. Kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya yang tidak merusak dan kepekaannya sangat tinggi. Di sini contoh bahan biologik yang akan diperiksa ditembaki dengan neutron (Yudhi, 2008).

b. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Industri
*Sebagai Perunut
Untuk mempelajari pengaruh oli dan adiktif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

*Berdasarkan radiasinya (Sutresna, 2007)
1) Pemeriksaan tanpa merusak
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam.

2) Mengontrol ketebalan bahan
Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detector akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.


3) Pengawetan bahan
Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama. Radiasi sinar gamma dapat dilakukan pada pengawetan makanan melalui dua cara:
a. Membasmi mikroorganisme, misalnya pada pengawetan rempah-rempah, seperti merica, ketumbar, dan kemimiri.
b. Menghambat pertunasan, misalnya untuk pengawetan tanaman yang berkembang biak dengan pembentukkan tunas, seperti kentang, bawang merah, jahe, dan kunyit.

c. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Hidrologi
1. Radioisotop digunakan untuk menguji kecepatan aliran sungai atau aliran lumpur
Radioisotop ini dapat digunakan untuk mengukur debit air. Biasanya, radioisotop natrium-24 (Na-24) digunakan dalam bentuk garam NaCl. Dalam penggunaannya, garam ini dilarutkan ke dalam air atau lumpur yang akan diteliti debitnya. Pada tempat atau jarak tertentu, intensitas radiasi diperiksa, sehingga rentang waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut dapat diketahui (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

2. Pemanfaatan Radioisotop Untuk Mendeteksi Kebocoran Pada Pipa Bawah Tanah
Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa-pipa yang ditanam di bawah tanah, biasanya digunakan radioisotop Na-24 dalam bentuk garam NaCl atau Na2CO3. Radioisotop Na-24 ini dapat memancarkan sinar gamma yang bisa dideteksi dengan menggunakan alat pencacah radioaktif Geiger Counter. Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa air, garam yang mengandung radioisotop Na-24 dilarutkan kedalam air. Kemudian, permukaan tanah di atas pipa air diperiksa dengan Geiger Counter. Intensitas radiasi yang berlebihan menunjukkan adanya kebocoran. Radioisotop juga dapat digunakan untuk menguji kebocoran sambungan logam pada pembuatan rangka pesawat (Sutresna, 2007).


d. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Biologi
Dalam bidang biologi, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis. Radioisotop ini, berupa karbon-14 (C-14) atau oksigen-18 (O-18). Keduanya dapat digunakan untuk mengetahui asal-usul atom oksigen (dari CO2 atau dari H2O) yang akan membentuk senyawa glukosa atau oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis (Sutresna, 2007 dan Abdul Jalil Amri Arma, 2009).
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Kegunaan lain radioisotop dalam bidang biologi sebagai berikut.
1) Mempelajari proses penyerapan air serta sirkulasinya di dalam batang tumbuhan.
2) Mempelajari pengaruh unsur-unsur hara selain unsur-unsur N, P, dan K terhadap perkembangan tumbuhan.
3) Memacu mutasi gen tumbuhan dalam upaya mendapatkan bibit unggul.
4) Mempelajari kesetimbangan dinamis.
5) Mempelajari reaksi pengeseran.

e. Pemanfaatan radioisotop dalam bidang pertanian
Untuk mendorong kemajuan di bidang pertanian, diperlukan suatu teknik pemupukan yang baik, pemberantasan hama tanaman yang tepat, dan penggunaan bibit yang unggul.
1. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul
Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

2. Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
Radioisotop ini digunakan untuk memicu terjadinya mutasi pada tanaman. Dari proses mutasi ini diharapkan dapat diperoleh tanaman dengan sifat-sifat yang menguntungkan, misalnya tanaman padi yang lebih tahan terhadap hama dan memiliki tunas lebih banyak. Selain itu, radioisotop juga dapat digunakan untuk memperpanjang masa simpan produk-produk pertanian (Sutresna, 2007).

3. Penyimpanan makanan
Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

4. Pemupukan
Untuk melaksanakan pemupukan pada waktu yang tepat, dapat digunakan nitrogen-15 (N-15). Pupuk yang mengandung N-15 dipantau dengan alat pencacah. Jika pencacah tidak mendeteksi lagi adanya radiasi, berarti pupuk sudah sepenuhnya diserap oleh tanaman. Pada saat itulah pemupukan berikutnya sebaiknya dilakukan. Dari upaya ini akan diketahui jangka waktu pemupukan yang diperlukan dan sesuai dengan usia tanaman (Sutresna, 2007).

g. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Kimia
Dalam bidang kimia, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi kimia, misalnya radioisotop oksigen-18 (O-18) digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi esterifikasi. Berdasarkan penelitian diketahui bahwa pada reaksi esterifikasi, atom O yang membentuk senyawa H2O berasal dari asam karboksilat. Adapun atom O yang membentuk senyawa ester berasal dari alkohol (Sutresna, 2007).


h. Pemanfaatan Radioisotop Untuk Pembangkit Tenaga Listrik
Reaksi inti mengahsilkan energi yang sangat besar. Pada pembangkit tenaga nuklir (PLTN), energi inti digunakan untuk memanaskan air sehingga terbentuk uapa. Kemudian, uap in digunakan untuk mengerakkan turbin. Peregerakan turbin merupakan energi mekanik yang dapat memberi kemampuan generator untuk mengubah energi mekanik tersebut menjadi energi listrik. Pada PLTN, reaksi inti berlangsung terkendali di dalam suatu reaktor nuklir (Sutresna, 2007).

i. Pemanfaatan Radioisotop Untuk Penanggalan Karbon
Penanggalan karbon merupakan fungsi radioisotop untuk menentukan umur suatu senyawa organik, misalnya untuk menentukan umur fosil. Radioisotop yang digunakan adalah karbon-14 (C-14) (Sutresna, 2007).

j. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Pertambangan
Tritium radioaktif dan cobalt 60 digunakan untuk merunut alur-alur minyak bawah tanah dan kemudian menentukan srategi yang paling baik untuk menyuntikkan air ke dalam sumur-sumur. Hal ini akan memaksa keluar minyak yang tersisa di dalam kantung-kantung yang sebelumnya belum terangkat. Berjuta-juta barrel tambahan minyak mentah telah diperoleh dengan cara ini (Bangkit Sanjaya, 2009)




















DAFTAR PUSTAKA

Retug dan Ngadiran Kartowasono. 2005. Radiokimia. Singaraja: Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas MIPA, IKIP Negeri Singaraja
Sutresna, N. 2007. Cerdas Belajar Kimia: Untuk Kelas XII SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: PT. Grafindo Media Pratama.
Arma, Abdul Jalil Amri. 2009. Zat Radioaktif dan Penggunaan Radioisotop Bagi Kesehatan. diakses dari http://library.usu.ac.id/download/fkm/biostatistik-abdul%20jalil.pdf
Yudhi. 2009. Nuklir di Bidang Kedokteran dan Kesehatan. diakses dari http://www.infonuklir.com
Sanjaya, Bangkit. 2009 .Nuklir. diakses dari http://anparboyz.blogspot.com/2009_03_01_archive.html