1.Latar
belakang.
Penggunaan zat-zat radioaktif merupakan
bagian dari teknologi nuklir yang relatif cepat dirasakan manfaatnya oleh
masyarakat. Hal ini disebabkan zat-zat radioaktif mempunyai sifat-sifat yang
spesifik, yang tidak dimiliki oleh unusr-unusr lain. Dengan memanfaatkan
sifat-sifat radioaktif tersebut, maka banyak persoalan yang rumit yang dapat
disederhanakan sehingga penyelesaiannya menjadi lebih mudah.
Salah satu sifat dari radioaktif yaitu mampu
untuk menembus benda padat.
Sifat ini banyak digunakan dalam teknik radiografi yaitu pemotretan bagian
dalam
suatu benda dengan menggunakan radiasi nuklir seperti sinar-x, sinar gamma dan
neutron. Hasil pemotretan tersebut direkam dalam film sinar-x.
Radioaktif merupakan kumpulan beberapa tipe
partikel subatom, biasanya disebut sinar gamma, neutron, elektron, dan partikel
alpha. radioaktif itu bersifat melaju melalui celah/rongga ruang dengan
kecepatan tinggi, yaitu sekitar 100,000 mili persekon. tentunya Radioaktif
dengan mudah bisa masuk ke tubuh dan merusak sel alami yang telah disusun
tubuh. Ini bisa menyebabkan sel kanker yang mematikan didalam tubuh kita, dan
jika mengenai bagian reproduksi, bisa merusak generasi manusia.
Radioaktivitas
adalah gejala
terpancarnya partikel-partikel radioaktif
akibat peluruhan (disintegrasi) inti dalam rangka menuju inti stabil. Inti-inti
yang mengalami peluruhan ini disebut inti radioaktif.
Dari hasil penelitian selanjutnya terdapat tiga sinar radioaktif yaitu sinar
). Selain menghitamkan pelatgalfa (α), sinar beta (β), dan sinar
gamma (
film, ketiga sinar tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
1. Sinar alfa (α)
a. Sinar alfa bermuatan positif (2+).
b. Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.
c. Memiliki daya tembus yang paling rendah dibandingkan sinar beta
maupun gamma.
A.Manfaat
Radioaktif dalam Berbagai Bidang Kehidupan
Pengenalan
radioisotop bagi kehidupan umat manusia dimaksudkan untuk kesejahteraan
manusia, dan bukan untuk mengancam kehidupan manusia. Penggunaan radioisotop
sebagai perunut didasarkan pada kenyataan bahwa isotop radioaktif mempunyai
sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Jadi, suatu isotop radioaktif melangsungkan
reaksi kimia yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan
radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang
dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi
dapat digunakan untuk memberi efek fisis, efek kimia, maupun efek biologis.
Di negara-negara maju
penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop
adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif.
Isotop suatu unsur baik stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang
sama. Penggunaan radioisotop dapat dibagi ke dalam penggunaan sebagai perunut
dan penggunaan sebagai sumber radiasi. Radioisotop sebagai perunut digunakan
untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau
sekelompok senyawa. Radioisotop dapat digunakan sebagai sumber sinar sebagai
pengganti sumber lain misal sumber sinar X.Radioisotop dapat digunakan sebagai
perunut sebab energi sinar yang dipancarkan serta waktu paruhnya merupakan
sifat khas radioisotop tersebut. Pada contoh di bawah ini akan diberikan
beberapa contoh penggunaan radioisotop baik sebagai perunut maupun sebagai
sumber radiasi.Penggunaan
radioisotop digunakan dalam berbagai bidang, misalnya pada industri, teknik, pertanian,
kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi dan lain-lain. Tujuan penggunaan
radioisotop bagi kehidupan manusia adalah untuk kesejahteraan manusia dan
memudahkan keberlangsungan hidup manusia.
Manfaat Radioisotop dalam Berbagai
Bidang Kehidupan baik sebagai
perunut maupun sebagai sumber radiasi adalah sebagai berikut :
1. Radioisotop
dalam Bidang Kedokteran
Berbagai jenis radioisotop
digunakan untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai penyakit
antara lain Teknesium-99
(Tc-99),Talium-201 (TI-201), Iodin-131 (I-131),Natrium-24 (Na-24),Xenon-133
(Xe-133), Fosforus-32 (P-32), dan besi-59 (Fe-59).
- Teknetum-99 (Tc-99)yang
disuntikkan kedalam pembuluh darah akan akan diserap terutama oleh
jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan
paru-paru. Sebaliknya, TI-201 terutama akan diserap oleh jaringan sehat
pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua radioisotop itu digunakan
bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
- Iodin-131 (I-131) diserap terutama oleh
kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, I-131 dapat digunakan
untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati, dan untuk
mendeteksi tumor otak.
- Iodin-123 (I-123) adalah radioisotop lain dari Iodin. I-123 yang memancarkan sinar
gamma yang digunakan untuk mendeteksi penyakit otak.
- Natrium-24 (Na-24) digunakan untuk
mendeteksi adanya gangguan peredaran darah. Larutan
NaCl yang tersusun atas Na-24 dan Cl yang stabil disuntikkan ke dalam
darah dan aliran darah dapat diikuti dengan mendeteksi sinar yang
dipancarkan, sehingga dapat diketahui jika terjadi penyumbatan aliran
darah.
- Xenon-133 (Xe-133) digunakan untuk mendeteksi
penyakit paru-paru.
- Phospor-32 (P-32) digunakan untuk mendeteksi
penyakit mata, tumor, dan lain-lain. Serta
dapat pula mengobati penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukan sel
darah merah yang berlebihan. Dalam penggunaanya isotop P-32 disuntikkan ke
dalam tubu
- h sehingga radiasinya yang memancarkan sinar beta
dapat menghambat pembentujan sel darah merah pada sum-sum tulang belakang.
- Sr-85 untuk
mendeteksi penyakit pada tulang.
- Se-75 untuk
mendeteksi penyakit pankreas.
- Kobalt-60 (Co-60) sumber radiasi gamma untuk terapi tumor dan kanker. Karena sel kanker
lebih sensitif (lebih mudah rusak) terhadap radiasi radioisotop daripada
sel normal, maka penggunakan radioisotop untuk membunuh sel kanker dengan
mengatur arah dan dosis radiasi.
- Kobalt-60 (Co-60) dan Skandium-137 (Cs-137), radiasinya digunakan untuk sterilisasi
alat-alat medis.
k. Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk
menentukan tempat tumor di otak:
- Ferum-59
(Fe-59) dapat digunakan untuk mempelajari dan mengukur laju
pembentukan sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah zat
besi dalam makanan dapat digunakan dengan baik oleh tubuh.
- Sejak lama diketahui bahwa radiasi dari radium dapat dipakai untuk
pengobatan kanker. Oleh karena radium-60 dapat mematikan sel kanker
dan sel yang sehat maka diperlukan teknik tertentu sehingga tempat di
sekeliling kanker mendapat radiasi seminimal mungkin.
- Radiasi gamma
dapat membunuh organisme hidup termasuk bakteri. Oleh karena itu, radiasi
gamma digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran.
Berdasarkan
radiasinya1) 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:
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.
3) Penentuan Kerapatan Tulang Dengan
Bone DensitometerPengukuran 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
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
Penggunaan radioaktif dalam bidang kedokteran
terutama untuk pendeteksian jenis kelainan di dalam tubuh dan untuk penyembuhan
kanker yang sangat sukar dioperasi menggunakan metode lama. Prinsip radioaktif
ini juga dimanfaatkan untuk pengetesan kualitas bahan di dalam suatu industri
yang dapat dipergunakan dengan mudah dan dengan ketelitian yang tinggi.
Radioisotop yang digunakan dalam bidang kedokteran dapat berupa sumber terbuka
(unsealed source) dan sumber tertup (sealed source). Ketika radioisotop
tersebut tidak dapat dipergunakan lagi, maka sumber radioaktif bekas tersebut
sudah menjadi limbah radioaktif6
Dalam bidang kedokteran, radiografi digunakan
untuk mengetahui bagian dalam dari organ tubuh seperti tulang, paru-paru dan
jantung. Dalam radiografi dengan menggunakan film sinar-x, maka obyek yang
diamati sering tertutup oleh jaringan struktur lainnya, sehingga didapatkan
pola gambar bayangan yang didominasi oleh struktur jaringan yang tidak
diinginkan. Hal ini akan membingungkan para dokter untuk mendiagnosa organ
tubuh tersebut. Untuk mengatasi hal ini maka dikembangkan teknologi yang lebih
canggih yaitu CT-Scanner.
Radioisotop Teknesium-99m (Tc-99m) merupakan
radioisotop primadona yang mendekati ideal untuk mencari jejak di dalam tubuh.
Hal ini dikarenakan radioisotop ini memiliki waktu paro yang pendek sekitar 6
jam sehingga intensitas radiasi yang dipancarkannya berkurang secara cepat
setelah selesai digunakan. Radioisotop ini merupakan pemancar gamma murni dari
jenis peluruhan electron capture dan tidak memancarkan radiasi partikel
bermuatan sehingga dampak terhadap tubuh sangat kecil. Selain itu, radioisotop
ini mudah diperoleh dalam bentuk carrier free (bebas pengemban) dari radioisotop
molibdenum-99 (Mo-99) dan dapat membentuk ikatan dengan senyawa-senyawa
organik. Radioisotop ini dimasukkan ke dalam tubuh setelah diikatkan dengan
senyawa tertentu melalui reaksi penandaan (labelling).
Di dalam tubuh, radioisotop ini akan bergerak
bersama-sama dengan senyawa yang ditumpanginya sesuai dengan dinamika senyawa
tersebut di dalam tubuh. Dengan demikian, keberadaan dan distribusi senyawa
tersebut di dalam tubuh yang mencerminkan beberapa fungsi organ dan metabolisme
tubuh dapat dengan mudah diketahui dari hasil pencitraan. Pencitraan dapat
dilakukan menggunakan kamera gamma. Radioisotop ini dapat pula digunakan untuk
mencari jejak terjadinya infeksi bakteri, misalnya bakteri tuberkolose, di
dalam tubuh dengan memanfaatkan terjadinya reaksi spesifik yang disebabkan oleh
infeksi bakteri. Terjadinya reaksi spesifik tersebut dapat diketahui
menggunakan senyawa tertentu, misalnya antibodi, yang bereaksi secara spesifik
di tempat terjadinya infeksi. Beberapa saat yang lalu di Pusat Radioisotop dan
Radiofarmaka (PRR) BATAN telah berhasil disintesa radiofarmaka bertanda
teknesium-99m untuk mendeteksi infeksi di dalam tubuh. Produk hasil litbang ini
saat ini sedang direncanakan memasuki tahap uji klinis.
2. Radioisotop
dalam Bidang
Pertanian
Dalam
bidang pemuliaan tanaman 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 terbesar yang mematikan, (Biji tumbuh). Biji yang sudah diradiasi itu
kemudian disemaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
Selanjutnya akan dipilh varietas yang dikehendaki, misalnya yang tahan hama,
berbulir banyak dan berumur pendek. Dalam bidang pertanian, radiasi yang
dihasilkan juga digunakan untuk pemberantasan hama dan pemulihan tanaman.
a. Pembentukan Bibit Unggul
Dalam
bidang pertanian,
radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul. Sinar gamma
menyebabkan perubahan dalam struktur dan sifat kromosom sehingga memungkinkan
menghasilkan generasi yang lebih baik, misalnya gandum dengan yang umur lebih
pendek.
Selain sinar gamma,
fosfor-32 (P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan yang bersifat lebih
unggul dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan
menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi
inilah yang menyebabkan turunan akan mempunyai sifat yang
berbeda darinduknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur sedemikian rupa
hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.
b. Pemupukan dan Pemberantasan Hama dengan Serangga
Mandul
Radioisotop fosfor dapat
dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman. Ada jenis tanaman yang
mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk. Berdasarkan hal
inilah digunakan fosfor radioaktif untuk mengetahui pola penyebaran pupuk dan
efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik radiasi juga dapat
digunakan untuk memberantas hama dengan menjadikan serangga mandul.
Dengan radiasi dapat
mengakibatkan efek biologis, sehingga timbul kemandulan pada serangga jantan.
Kemandulan ini dibuat di laboratorium dengan cara hama serangga diradiasi
sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah disinari hama tersebut dilepas
di daerah yang terserang hama, sehingga diharapkan akan terjadi perkawinan
antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas, sehingga telur itu
tidak akan menetas.
c. Pengawetan Makanan
Pada musim panen, hasil produksi pertanian melimpah.
Beberapa dari hasil pertanian itu mudah busuk atau bahkan dapat tumbuh tunas,
contohnya kentang. Oleh karena itu diperlukan teknologi untuk mengawetkan bahan
pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan irradiasi
sinar radioaktif. Radiasi ini juga dapat mencegah pertumbuhan bakteri dan
jamur.
d) 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
e) 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
3. Radiologi dalam Hal Penyimpanan Makanan
Bahan
makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi
dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi, sebelum bahan
tersebut disimpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan
bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama. Radiasi juga digunakan
untuk pengawetan bahan makanan untuk mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.
4. Radio Aktif dalam Bidang Industri
E. Bidang Industri
Saat ini radioaktif digunakan oleh industri.
Misalnya industri pupuk, atau bahkan di
gunakan oleh perusahaan yang mencari
sumber sumber baru minyak bumi yang ada di perut bumi.
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 detektor 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.
4. Meningkatkan mutu tekstil, contoh :
mengubah struktur serat tekstil
5. Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif
pada mesin selama mesin bekerja
Radioisotop sebagai pencari jejak
dimanfaatkan di berbagai pengujian. Kebocoran dan dinamika fluida di dalam pipa
pengiriman gas maupun cairan dapat dideteksi menggunakan radioisotop. Zat
yang sama atau memiliki sifat yang sama dengan zat yang dikirim
diikutsertakan dalam pengiriman setelah ditandai dengan radioisotop. Keberadaan
radioisotop di luar jalur menunjukkan terjadinya kebocoran. Keberadaan
radioisotop ini dapat dicari jejaknya sambil bergerak dengan cepat,
sehingga pipa transmisi minyak atau gas bumi dengan panjang ratusan bahkan
ribuan km dapat dideteksi kebocorannya dalam waktu relatif singkat. Radioisotop
dapat digunakan pula untuk menguji kebocoran tangki penyimpanan ataupun tangki
reaksi. Pada pengujian ini biasanya digunakan radioisotop dari jenis gas mulia
yang inert (sulit bereaksi), misalnya Xenon-133 (Xe-133) atau Argon-41 (Ar-41),
agar tidak mempengaruhi zat atau proses kimia yang terjadi di dalamnya. Di
Pusat Radioisotop darn Radiofarmka BATAN telah berhasil dibuat Argon-41 untuk
perunut gas, Brom-82 dalam bentuk KBr untuk perunut cairan berbasis air dan
brom-82 dalam bentuk dibromo benzena untuk perunut cairan organik. Selain
itu juga radioisotope juga di gunakan utuk pemeriksaan tanpa merusak, contoh :
Memeriksa cacat pada logam, Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film,
lempeng logam,Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni, Meningkatkan
mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil. Untuk mempelajari
pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja
Sumber bekas dari industri
5. Radioaktif dalam Bidang Hidrologi
- Na-24 untuk mempelajari kecepatan aliran sungai.
- Na-24 dalam bentuk karbonat untuk menylidiki kebocoran pipa
air dibawah.
B. Bidang Hidrologi.
1. 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
2. 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
6. Radiologi
dalam Bidang Sains
- Iodin-131 (I-131)
untuk mempelajari kesetimbangan dinamis.
- Oksigen-18
(O-18) untuk mempelajari reaksi esterifikasi.
- Karbon-14 (C-14)
untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
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
a.Pengukuran Usia Bahan Organik
Radioisotop karbon-14, terbentuk di bagian
atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen dengan neutron yang terbentuk oleh
radiasi kosmik.
Karbon radioaktif tersebut di permukaan bumi
sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hidrogen karbonat di laut.
Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai pertumbuhan melalui
fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14 yang
diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai
15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun.
Apabila organisme hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini
berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan
dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T = 5.730 tahun).
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.
7. Radiologi dalam Bidang Kimia
a. Teknik Perunut
Teknik perunut dapat
dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia. Misal pada reaksi
esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat
dan alkohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang terjadi
dapat ditulis seperti berikut. (isotop oksigen-18 diberi warna). Hasil analisis
ini menunjukkan bahwa molekul air tidak mengandung oksigen-18. Adapun jika O-18
berada dalam alkohol maka reaksi yang terjadi seperti berikut.
b. Penggunaan Isotop dalam Bidang Kimia Analisis
Penggunaan isotop dalam
analisis digunakan untuk menentukan unsur-unsur kelumit dalam cuplikan.
Analisis dengan radioisotop atau disebut radiometrik dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu, sebagai berikut.
1) Analisis Pengeceran
Isotop
Larutan yang akan
dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang mengandung
suatu spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan
dan ditentukan
aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang dianalisis ditentukan dengan
membandingkannya dengan larutan standar.
2) Analisis Aktivasi
Neutron (AAN)
Analisis aktivasi neutron
dapat digunakan untuk menentukan unsur kelumit dalam cuplikan yang berupa
padatan. Misal untuk menentukan logam berat (Cd) dalam sampel ikat laut. Sampel
diiradiasi dengan neutron dalam reaktor sehingga menjadi radioaktif. Salah satu
radiasi yang dipancarkan adalah sinar gamma . Selanjutnya sampel dicacah dengan
spektrometer gamma untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.
8. Radologi dalam Pengukuran Usia Bahan Organik dan arkeologi
Radioisotop karbon-14,
terbentuk di bagian atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen dengan neutron
yang terbentuk oleh radiasi kosmik.
Karbon radioaktif tersebut
di permukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hidrogen
karbonat di laut. Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai pertumbuhan
melalui fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14
yang diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga
mencapai 15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu
tahun. Apabila organisme hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini
berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan
dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T = 5.730
tahun).
Bidang Arkeologi
Ø Menentukan umur fosil dengan C-14
Radioisotop memiliki peran yang masih sulit
digantikan oleh metode lain. Radioisotop berperan dalam menentukan usia sebuah
fosil. Usia sebuah fosil dapat diketahui dari jejak radioisotop karbon-14.
Ketika makhluk hidup masih hidup, kandungan radioisotop karbon-14 dalam keadaan
konstan, sama dengan kandungan di atmosfer bumi yang terjaga konstan karena
pengaruh sinar kosmis pada sekitar 14 dpm ( disintegrations per minute) dalam 1
gram karbon. Hal ini dikarenakan makhluk hidup tersebut masih terlibat dalam
siklus karbon di alam. Namun, sejak makhluk hidup itu mati, dia tidak terlibat
lagi ke dalam siklus karbon di alam. Sebagai akibatnya, radioisotop karbon-14
yang memiliki waktu paro 5730 tahun mengalami peluruhan terus menerus. Usia
sebuah fosil dapat diketahui dari kandungan karbon-14 di dalamnya. Jika
kandungan tinggal separonya, maka dapat diketahui dia telah berusia 5730 tahun.
9.Bidang pertambangan
Radioisotop memberikan manfaat besar
pula di bidang pertambangan. Pada pertambangan minyak bumi, radioisotop
membantu mencari jejak air di dalam lapisan batuan. Pada pengeboran minyak bumi
biasanya hanya sebagian dari minyak bumi yang dapat diambil dengan memanfaatkan
tekanan dari dalam bumi. Jika tekanan telah habis atau tidak cukup, diperlukan
tekanan tambahan untuk mempermudah pengambilannya. Penambahan tekanan ini dapat
dilakukan dencan cara membanjiri cekungan minyak dengan air yang dikenal dengan
flooding. Air disuntikkan ke dalamnya melalui pengeboran sumur baru. Pada
proses penyuntikan air ini perlu kepastian bahwa air yang dimasukkan ke dalam
lapisan batuan benar-benar masuk ke cekungan minyak yang dikehendaki. Di sini
lah radioisotop memainkan peran. Radioisotop kobal-57, kobal-58 dan kobal-60
dalam bentuk ion komplek hexacyanocobaltate merupakan solusinya. Ion ini akan
bergerak bersama-sama dengan air suntikan sehingga arah gerakan air tersebut
dapat diketahui dengan mendeteksi keberadaan radioisotop kobal tersebut.
Radiosotop kobal-60 dalam bentuk hexacyanocobaltate telah berhasil dibuat di
Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang dan siap untuk didayagunakan.
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
10.Radiotivitas dalann bidang PLTN
Sebagai sumber tenaga listrik untuk PLTN
Ø untuk keperluan radiolabeling dan marker,
misal pada reaksi kimia dan biokimia
Ø untuk radiotracer, pada proses pemetaan
sungai bawah tanah, kebocoran pipa bawah tanah, dll
Ø untuk deteksi tubuh dengan sinar rontgen,
CT scan, dll
Ø untuk keperluan radiasi pada proses
penemuan bibit tanaman baru, sintesis bahan baru, dll
Ø untuk sterilisasi keperluan peralatan
medis, dll
Ø untuk deteksi umur fosil atau benda sejarah
Ø untuk senjata bom nuklir
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
Sebagai sumber tenaga listrik untuk PLTN
Ø untuk keperluan radiolabeling dan marker,
misal pada reaksi kimia dan biokimia
Ø untuk radiotracer, pada proses pemetaan
sungai bawah tanah, kebocoran pipa bawah tanah, dll
Ø untuk deteksi tubuh dengan sinar rontgen,
CT scan, dll
Ø untuk keperluan radiasi pada proses
penemuan bibit tanaman baru, sintesis bahan baru, dll
Ø untuk sterilisasi keperluan peralatan
medis, dll
Ø untuk deteksi umur fosil atau benda sejarah
Ø untuk senjata bom nuklir
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
KESIMPULAN
Penggunaan
radioisotop sangat membantu manusia dalam berbagai bidang kehidupan seperti
yang telah disebutkan dalam bab pembahasan, seperti dalam bidang kedokteran
untuk mendeteksi kelainan-kelainan dalam jaringan tubuh, dalam hidrologi untuk
menyelidiki kebocoran-kebocoran, atau dalam bidang pertanian untuk membentuk
bibit unggul, dan dalam penyimpanan makanan pun radioisotop diperlukan. Serta
dalam bidang kimia, sains, pengukuran usia bahan organik, serta dalam bidang
industri.
DAFTAR PUSTAKA
