Radioaktifitas adalah sifat suatu unsur yang dapat memancarkan radiasi (pancaran sinar) secara spontan. Tergolong ke dalam zat radioaktif, unsur tersebut biasanya bersifat labil, berarti tergolong zat radioaktif adalah isotopnya, karena untuk mencapai kestabilan salah satunya harus melakukan peluruhan. Peluruhan zat radioaktif untuk menghasilkan unsur yang lebih stabil sambil memancarkan partikel seperti, partikel alpha α (sama dengan inti 4He), partikel beta (β), dan partikel gamma (γ).
Secara garis besar manfaat dari Zat Radioaktif diuraikan di bawah ini, antara lain :
1. Sebagai Perunut
2. Sebagai Sumber Radiasi
Manfaat – manfaat lainnya :
A. Bidang Kedokteran
Penggunaan radioaktif untuk kesehatan sudah sangat banyak, dan sudah berapa juta orang di dunia yang terselamatkan karena pemanfaatan radioaktif ini. Sebagai contoh sinar X untuk penghancur tumor atau untuk foto tulang. 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:
Sterilisasi radiasi lebihsempurna dalam mematikan mikroorganisme.
Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.
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 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 tersebut dilakukan oleh komputer yang dipasang pada suatu alat dengan nama bone densitometer. Teknik ini sangat bermanfaat guna membantu mendiagnosis pada kekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita pada usia menopause (mati haid).
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 zat radioaktif bekas tersebut sudah menjadi limbah radioaktif.
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.
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).
B. Manfaaat Radioaktif Dalam Bidang Industri
Manfaat radioaktif dalam bidang industri diantaranya yaitu :
1. Untuk mendeteksi kebocoran pipa.
Radioisotop digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton. Isotop dimasukannya ke dalam aliran pipa, maka kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton. Radioisotop yang digunakan sebagai perunut untuk menguji kebocoran cairan/gas dalam pipa misalnya sedikit garam 24NaCl di masukkan kedalam aliran pipa, selanjutnya detektor geiger-Muller digerakkan mengikuti aliran pipa. Selanjutnya Detektor akan menangkap radiasi pada pipa yang mengalami kebocoran.
2. Untuk menentukan kehausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan atau logam.
Jika bagian pengelasan atau logam ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang terdapat kehausan atau kekeroposan akan memberikan gambar yang tidak merata.
3. Untuk mengetahui adanya cacad pada material
Pada bidang industri aplikasi baja perlu dianggap bahwa semua bahan selalu mengandung cacad. Cacad dapat berupa cacad bawaan dan cacad yang terjadi akibat penanganan yang tidak benar. Cacad pada material merupakan sumber kegagalan dalam industri baja. Penyebab timbulnya cacad pada material, meliputi desain yang tidak tepat, proses fabrikasi dan pengaruh lingkungan. Desain yang tidak tepat meliputi pemilihan bahan, metode pengerjaan panas yang tidak tepat dan tidak dilakukannya uji mekanik. Proses fabrikasi meliputi keretakan karena penggrindaan, cacad proses fabrikasi dan cacad pengelasan. Kondisi operasi lingkungan meliputi korosi. Untuk mengetahui adanya cacad pada material maka digunakan suatu pengujian material tak merusak yang salah satunya adalah dengan metode radiografi sinar gamma.
Teknik radiografi merupakan salah satu metode pengujian material tak-merusak yang selama ini sering digunakan oleh industri baja untuk menentukan jaminan kualitas dari produk yang dihasilkan. Teknik ini adalah pemeriksaan dengan menggunakan sumber radiasi (sinar-x atau sinar gamma) sebagai media pemeriksa dan film sebagai perekam gambar yang dihasilkan. Radiasi melewati benda uji dan terjadi atenuasi dalam benda uji. Sinar yang akan diatenuasi tersebut akan direkam oleh film yang diletakkan pada bagian belakang dari benda uji. Setelah film tersebut diproses dalam kamar gelap maka film tersebut dapat dievaluasi. Bila terdapat cacad pada benda uji maka akan diamati pada film radiografi dengan melihat perbedaan kehitaman atau densitas.
Pemilihan sumber radiasi berdasarkan pada ketebalan benda yang diperlukan karena daya tembus sinar gamma terhadap material berbeda. Pada sumber pemancar sinar gamma tergantung besar aktivitas sumber. Sedangkan pemilihan tipe film sangat mempengaruhi pemeriksaan kualitas material. Film digunakan untuk merekam gambar material yang diperiksa. Pemilihan tipe film yang benar akan menghasilkan kualitas hasil radiografi yang sangat baik. Pada umumnya kita mengenal dua macam jenis film, yaitu film cepat dan film lambat. Pada film cepat butir-butirannya besar, kekontrasan dan definisinya kurang baik. Sedangkan pada film lambat butir-butirannya kecil, kekontrasan dan definisinya lebih baik. Penentuan jarak sumber ke film (SFD) juga mempengaruhi hasil kualitas film radiografi. Penghitungan SFD yang tidak benar mempengaruhi tingkat kehitaman atau density hasil film radiografi sehingga akan mempengaruhi tingkat sensitivitas atau tingkat ketelitian.
4. 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.
5. 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.
C. Manfaat radioaktif di bidang Hidrologi
Di negara-negara maju penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Radioisotop sudah banyak digunakan untuk kesejahteraan manusia melalui penggunaan energi nuklir yang dihasilkanberbagai bidang, misalnya untuk pembangkit tenaga listrik. 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.
1. Sebagai Perunut
- 24Na, digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air sungai. Hal itu dilakukan dengan cara menaburkan garam NaCl ke dalam aliran sungai tersebut. Deteksi dilakukan melalui suatu detektor yang diletakan di arah hilir. Selanjutnya, waktu tibanya isotop 24Na hingga ke tempat detektor berada digunakan untuk menentukan kecepatan akliran sungai tersebut.
- Radioisotop 24Na juga digunakan untuk menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah. Hal tersebut dilakukan dengan menaburkan garam yang mengandung isotop 24Na ke dalam aliran air pada pipa, kemudian dideteksi oleh detektor sehingga dapat ditentukan oleh letak kebocoran pipa tersebut.
- 14C dan 13C, menentukan umur dan asal air tanah.
- Menentukan Gerakan Sedimen Cr-51, Au-198, Sc-46
- Membuat endapan tiruan atau pelapisan lumpur Ir-192 dan SC-46
- Detektor asap Am-241
- Mempelajari kecepatan aliran sungai Na-24
D. Manfaat radioaktif Bidang Kimia
1. Sebagai Perunut
a. 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. Dengan bantuan isotop oksigen–18 sebagai atom perunut, dapat ditentukan asal molekul air yang terbentuk.
c. C-14 digunakan untuk menyelidiki oksidasi propena dan KMnO4.
d. Analisis pengaktifan neutron.
e. Sumber radiasi dan sebagai katalis pada suatu reaksi kimia.
f. Pembuatan unsur-unsur baru.
E. 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.
1. 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 dari induknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.
2. 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.
3. 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.
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.
F. Radioisotop Dalam Bidang Kesenian
Radioisotop dapat juga digunakan untuk mengetahui pemalsuan lukisan. Seorang pemalsu akan menggunakan cat yang dibuat pada abad sekarang. Dengan mengetahui banyaknya unsur radioaktif pada cat akan diketahui umur lukisan tersebut sebenarnya.
G. Manfaat Di Bidang Arkeologi
Di bidang arkeologi, 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.
H. Manfaat Di 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 Tan
I. Manfaat Teknik Nuklir di Bidang Peternakan
Badan Tenaga Nuklir Nasional sebagai lembaga yang bergerak dalam penelitian dan pengembangan (litbang) ikut berperan dalam mendukung peningkatan sektor peternakan. Litbang yang dilaksanakan lebih menekankan ke arah penggunaan teknik nuklir dan teknik terkait lainnya. Kegiatan ini dilakukan di Laboratorium Nutrisi, Reproduksi, dan Kesehatan Ternak, Bidang Pertanian, Pusat Penelitian dan Pengembangan Isotop dan Radioisotop (P3TIR).
Litbang peternakan yang dilakukan lebih mengarah pada peningkatan produksi ternak, perbaikan sistem reproduksi, kesehatan, dan manajemen ternak. Keuntungan pengggunaan teknik nuklir dalam litbang peternakan, yaitu kepekaan deteksi tinggi, akurat untuk perunutan, efektif dan efisien, aman, serta ekonomis.
Perunutan merupakan suatu proses pemanfaatan senyawa yang telah ditandai dengan isotop atau radioisotop untuk menjadi bagian dari sistem biologi/mekanik sehingga diketahui mekanisme yang terjadi atau diperoleh suatu hasil pengukuran. Teknik perunutan dapat menggunakan isotop atau radioisotop.
Dasar aplikasi dari teknik perunutan dengan isotop stabil adalah sifat kimia spesifik dari unsur yang digunakan dengan berat molekul yang berbeda. Contoh isotop stabil adalah 15N, 52Cr, 13C, dan lainnya. Alat yang digunakan untuk mengukur isotop stabil seperti mass atomic spektrofotometer, X-ray flourescene (XRF), dan Neutron Atomic Absorbtion (NAA). Sedangkan dasar aplikasi dari teknik perunutan dengan radioisotop adalah paparan aktivitas dari masing-masing unsur yang digunakan. Contoh radioisotop adalah 14C, 45Ca, 32P, 12-2500m 5I, 13-2500m 5500m,0 1I, 3H, dan lainnya. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur aktivitas paparannya adalah Liquid Scintilation Counter (LSC), Gamma Counter, HPGe, dan lainnya.
Pemanfaatan teknik nuklir untuk perunutan berdasarkan sifat pengaplikasiannya dibagi menjadi dua, yaitu pemanfaatan yang bersifat in vivo dan in vitro. Aplikasi perunutan secara in vivo bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di lingkungan asalnya atau langsung menggunakan hewan ternak. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh biologis, yaitu waktu yang diperlukan (radio) isotop untuk keluar atau diekskresikan keluar tubuh. Sedangkan aplikasi perunutan secara in vivo bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di luar tubuh hewan, tetapi di laboratorium. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh fisika, yaitu waktu yang diperlukan oleh radioisotop untuk meluruh hingga mencapai separuh aktivitasnya. Beberapa isotop dan radioisotop yang digunakan dalam litbang peternakan dapat dilihat pada tabel.
Hasil-hasil teknologi Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan) yang memanfaatkan teknik perunutan adalah suplemen pakan urea multinutrient molasses block (UMMB) dan radioimmuno assay (RIA).
Suplemen pakan UMMB merupakan suplemen pakan (SP) untuk ternak ruminansia, seperti sapi, kerbau, kambing, domba dan lainnya. Ciri khas dari ternak ruminansia adalah adanya rumen yang merupakan ekosistem mikroba yang berperan dalam penguraian bahan pakan dan mikroba pun berfungsi sebagai bahan protein bagi ternak. Agar teknologi suplemen tersebut dapat diterapkan oleh peternak dan mudah dalam penyimpanan serta transportasinya, maka suplemen tersebut dibuat dalam bentuk padat dari komposisi bahan tertentu (urea, dedak, onggok, tepung tulang, lakta mineral, garam dapur, tepung kedelai, dan kapur). UMMB memiliki lebih dari 10 formula agar saat penerapan di daerah lebih mudah karena setiap daerah memiliki potensi yang berbeda-beda.
PEMBERIAN SP merupakan strategi untuk meningkatkan konsumsi pakan oleh ternak pada kondisi pemeliharaan tradisional. SP tersusun dari kombinasi bahan limbah sumber protein dengan tingkatan jumlah tertentu yang secara efisien dapat mendukung pertumbuhan, perkembangan, dan kegiatan mikroba secara efisien di dalam rumen.
Analisis secara in vitro menggunakan isotop 32P, 35S, dan 14C sebagai perunut radioisotop untuk mengukur sejumlah parameter. Isotop 32P dan 35S digunakan untuk mengukur sintesa protein mikroba di dalam rumen, sedangkan 14C untuk mengukur efisiensi pemanfaatan energi oleh mikrobarumen. Saat ini teknologi UMMB telah banyak diterapkan di berbagai daerah sebagai hasil introduksi teknologi melalui kerja sama litbang, koperasi, peternak langsung, dan iptekda.
RIA merupakan salah satu metode deteksi yang paling sensitif yang didasarkan pada interaksi antigen-antibodi. Antigen (hormon) yang berlabel radioaktif dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon dalam sampel. Isotop yang dapat digunakan untuk teknikRIAadalah 3H, 14C, 125I, dan lainnya. Pada teknik ini sejumlah antibodi dimobilisasi pada suatu fase padat, misalnya dinding tabung plastik. Sampel yang mengandung antigen (hormon progesteron) ditambahkan dengan sejumlah tertentu molekul berlabel (125I) yang akan berinteraksi dengan antibodi pada tabung. Intensitas sinyal radiasi dari biomolekul berlabel radioaktif yang terikat pada antibodi yang menempel pada dinding tabung akan berbanding terbalik dengan konsentrasi biomolekul dalam sampel. Aplikasi RIA untuk litbang peternakan adalah untuk mengukur konsentrasi hormon progesteron dalam sampel serum darah atau susu. Tujuan pengukuran progesteron ini adalah untuk mendeteksi pubertas ternak, mendeteksi gejala birahi, diagnosa kebuntingan dini, mendukung program inseminasi buatan, dan diagnosa kelainan reproduksi ternak. Dampak sosial ekonomi dari pengaplikasian teknik RIA adalah penghematan pelayanan IB, bunting tepat waktu, produksi susu stabil, dan perbaikan keturunan. Sekarang ini BATAN telah berhasil memproduksi RIA kit sendiri sehingga ketergantungan pada produsen luar dapat diatasi.
PEMANFAATAN teknik nuklir radiasi yang dilakukan di bidang peternakan terutama di subbidang kesehatan ternak, yaitu untuk melemahkan patogenisitas penyakit yang disebabkan oleh bakteri, virus dan cacing. Litbang pemanfaatan radiasi telah menghasilkan radiovaksin, reagen diagnostik, dan pengawetan.
Radiovaksin adalah teknik pembuatan vaksin dengan cara iradiasi. Definisi vaksin adalah suatu suspensi mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit tetapi telah dimodifikasi dengan cara mematikan atau menatenuasi sehingga tidak akan menimbulkan penyakit dan dapat merangsang pembentukan kekebalan/antibodi bila diinokulasikan.
Pembuatan radiovaksin memiliki keunggulan dibandingkan dengan cara konvensional, yaitu mempercepat proses pembuatan vaksin dengan memperpendek waktu pasasel. Selain itu, radiovaksin yang diproduksi memiliki kualitas yang sama dengan vaksin buatan secara konvensional.
Sumber radiasi yang digunakan untuk pembuatan radiovaksin adalah sinar gama yang digunakan untuk menurunkan infektivitas, virulensi, dan patogenitas agen penyakit, tetapi diharapkan mampu merangsang timbulnya kekebalan pada tubuh terhadap infeksi penyakit. Penelitian yang dilakukan saat ini adalah upaya pengembangan vaksin terhadap penyakit ternak, seperti brucellosis dan mastitis. Selain penelitian radiovaksin penyakit ternak yang berasal dari mikroorganisme, dilakukan pula penelitian radiovaksin penyakit ternak yang berasal dari cacing, seperti Coccidiosis, Fasciolosis, dan Haemonchosis.
Salah satu hasil penelitian yang telah menjadi produk adalah vaksin koksivet untuk penyakit Coccidiosis, yaitu penyakit yang disebabkan oleh protozoa Emeria Sp pada usus yang mengakibatkan berak darah.
Ookista generasi 1 diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis optimum 125 Gy dan diinokulasikan ke ayam sehingga diperoleh ookista generasi II yang lemah sifat infektivitas dan patogenitasnya. Selanjutnya, ookista dari generasi II tersebutlah yang dijadikan vaksin. Vaksin ini diinokulasikan ke ayam berumur 7-10 hari sehingga ayam memiliki kekebalan terhadap penyakit tersebut.
Dari hasil uraian di atas, nuklir damai yang disandang BATAN telah membuahkan hasil litbang yang dapat dimanfaatkan dan dirasakan oleh masyarakat. Sumber : Kompas (22 Mei 2004).Pemanfaatan teknik perunut untuk peternakan berdasarkan sifat pengaplikasiannya dibagi menjadi dua, yaitu pemanfaatan yang bersifat in vivo dan in vitro. Aplikasi perunut secara in vivo bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di lingkungan asalnya atau langsung menggunakan hewan ternak. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh biologis, yaitu waktu yang diperlukan (radio) isotop untuk keluar atau diekskresikan keluar tubuh. Sedangkan aplikasi perunut secara in vitro bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di luar tubuh hewan, tetapi di laboratorium. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh fisika, yaitu waktu yang diperlukan oleh radioisotop untuk meluruh hingga mencapai separuh aktivitasnya.
Analisis secara in vitro menggunakan isotop P-32, S-35, dan C-14 sebagai perunut radioisotop untuk mengukur sejumlah parameter. Isotop P-32dan S-35 digunakan untuk mengukur sintesa protein mikroba di dalam rumen, sedangkan C-14 untuk mengukur efisiensi pemanfaatan energi oleh mikrobarumen. Saat ini teknologi UMMB telah banyak diterapkan di berbagai daerah sebagai hasil introduksi teknologi melalui kerja sama litbang, koperasi, peternak langsung dan iptekda.
J. 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.
K. Bahaya Zat Radioaktif
Pengertian atau arti definisi pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR merupakan karsinogen tulang dan 131J.
Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.
Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini :
a. Pusing-pusing
b. Nafsu makan berkurang atau hilang
c. Terjadi diare
d. Badan panas atau demam
e. Berat badan turun
f. Kanker darah atau leukemia
g. Meningkatnya denyut jantung atau nadi
h. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih yang jumlahnya berkurang
Apa itu limbah radioaktif ?
Ada beberapa pengertian limbah radioaktif :
1. Zat radioaktif yang sudah tidak dapat digunakan lagi, dan atau
2. Bahan serta peralatan yang terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif, dan sudah tidak dapat difungsikan. Bahan atau peralatan tersebut terkena atau menjadi radioaktif kemungkinan karena pengoperasian instalasi nuklir atau instalasi yang memanfaatkan radiasi pengion.
Ada berapa jeniskah limbah radioaktif ?
Jenis limbah radioaktif :
· Dari segi besarnya aktivitas dibagi dalam limbah aktivitas tinggi, aktivitas sedang dan aktivitas rendah.
· Dari umurnya di bagi menjadi limbah umur paruh panjang, dan limbah umur paruh pendek.
· Dari bentuk fisiknya dibagi menjadi limbah padat, cair dan gas.
Berasal dari manakah limbah radioaktif ?
Limbah radioaktif berasal dari setiap pemanfaatan tenaga nuklir, baik pemanfaatan untuk pembangkitan daya listrik menggunakan reaktor nuklir, maupun pemanfaatan tenaga nuklir untuk keperluan industri dan rumah sakit.
Bagaimana cara mengelola limbah radioaktif ?
Limbah radioaktif dikelola sedemikian rupa sehingga tidak membahayakan masyarakat, pekerja dan lingkungan, baik untuk generasi sekarang maupun generasi yang akan datang. Cara pengelolaannya dengan mengisolasi limbah tersebut dalam suatu wadah yang dirancang tahan lama yang ditempatkan dalam suatu gedung penyimpanan sementara sebelum ditetapkan suatu lokasi penyimpanan permanennya.
Apabila dimungkinkan pengurangan volume limbah maka dilakukan proses reduksi volume, misalnya menggunakan evaporator untuk limbah cair, pembakaran untuk limbah padat maupun cair yang dibakar, ataupun pemanfaatan untuk limbah padat yang bisa dimanfaatkan. Penyimpanan permanen dapat berupa tempat di bawah tanah dengan kedalaman beberapa ratus meter untuk limbah aktivitas tinggi dan waktu paruh panjang, atau dekat permukaan tanah dengan kedalaman hanya beberapa puluh meter untuk limbah aktivitas rendah-sedang.
Apa bahayanya limbah radioaktif ?
Karena limbah memancarkan radiasi, maka apabila tidak diisolasi dari masyarakat dan lingkungan maka radiasi limbah tersebut dapat mengenai manusia dan lingkungan. Misalnya, limbah radioaktif yang tidak dikelola dengan baik meskipun telah disimpan secara permanen di dalam tanah, radionuklidanya dapat terlepas ke air tanah dan melalui jalur air tanah tersebut dapat sampai ke manusia. Bahaya radiasi adalah, radiasi dapat melakukan ionisasi dan merusak sel organ tubuh manusia. Kerusakan sel tersebut mampu menyebabkan terganggunya fungsi organ tubuh. Disamping itu, sel-sel yang masih tetap hidup namun mengalami perubahan, dalam jangka panjang kemungkinan menginduksi adanya tumor atau kanker. Ada kemungkinan pula bahwa kerusakan sel akibat radiasi mengganggu fungsi genetika manusia, sehingga keturunannya mengalami cacat.
Apakah limbah radioaktif yang telah diolah bisa dibuang ke lingkungan ?
Limbah radioaktif sebagian dapat dibuang ke lingkungan apabila kandungannya (konsentrasi dan radioaktivitasnya) telah dibawah batas ambang yang ditetapkan oleh Pemerintah (Badan Pengawas Tenaga Nuklir, BAPETEN). Namun sebagian lagi karena aktivitasnya dan umurnya panjang maka harus disimpan dalam jangka yang sangat panjang.
Adakah hubungan limbah radioaktif dengan Limbah B3 ?
Sebenarnya definisi, limbah radioaktif adalah bagian dari limbah bahan berbahaya dan beracun (B3), namun ada kalanya sebagian masyarakat membedakan kedua jenis limbah tersebut. Menurut pandangan terakhir ini, terdapat istilah ‘mixed waste’ (limbah campuran), yaitu limbah yang mengandung campuran unsur radioaktif sekaligus B3. Sebagai contoh, dalam proses pembuatan bahan bakar uranium, terdapat limbah yang mengandung asam (B3) dan radionuklida sekaligus. Sehingga dalam penanganannya, kedua sifat bahaya tersebut (B3 dan radioaktif) harus selalu dipertimbangkan.
Siapakah yang bertanggung jawab mengelola limbah radioaktif ?
Pengelolaan limbah radioaktif didefinisikan sebagai kegiatan pengumpulan, pengangkutan, pengolahan, penyimpanan sementara serta penyimpanan secara permanen. Apabila badan pengawas mengijinkan, maka kegiatan pengelolaan tersebut sebagian boleh dilaksanakan oleh pihak penghasil limbah radioaktif, yaitu dari pengumpulan sampai penyimpanan sementara. Namun penyimpanan permanen dilaksanakan oleh BATAN. Apabila penghasil limbah radioaktif tidak mampu melaksanakan kegiatan sebagian pengelolaan tersebut, maka pengelolaan limbah radioaktif sepenuhnya kewajiban BATAN. Badan yang melakukan pengawasan adalah Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN) yang terpisah dari badan pelaksana (BATAN). Hal ini sesuai dengan amanat UU No. 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran.
Adakah dasar hukum yang mengatur mengenai limbah radioaktif ?
Dasar hukum yang mengatur limbah radioaktif adalah Undang-Undang No. 10 tahun 1997 tentang Ketenaganukliran, serta Peraturan pemerintah No. 27 tahun 2002 tentang Pengelolaan Limbah Radioaktif.
Berapakah biaya pengolahan limbah Radioaktif ?
Biaya limbah tersebut sangat bergantung pada jenis limbahnya. Terdapat perbedaan biaya antara limbah radioaktif cair, padat terbakar, padat terkompaksi dan sebagainya. Seluruh tarif tersebut telah ditetapkan dalam Peraturan pemerintah No. 16 tahun 2001. Sebagai contoh biaya pengolahan limbah radioaktif cair untuk aktivitas rendah dan sedang adalah Rp. 7300,- perliter, sedangkan limbah sumber bekas jarum Ra-226 dari rumah sakit sebesar Rp. 466.000,- perjarum. Tarif tersebut secara periodik ditinjau dan dimodifikasi sesuai dengan perkembangan teknologi serta perubahan ekonomi yang terjadi.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan bahwa daerah disekitar limbah memilki jumlah cacahan permenit yang lebih besar dibandingkan daerah bunker ataupun daerah alam terbuka.ini menunjukan bahwa daerah disekitar limbah memiliki aktivitas radioaktif yang cukup besar, daerah disekitar bunker memiliki jumlah cacahan permenit yang sama dengan daerah alam terbuka. Pemantauan atau monitoring terhadap nanturally occuring radioactive materials atau sering disebut dengan NORM dapat dilakukan salah satunya dengan cara pengukuran konsentrasi partikulat radioaktif diudara. Partikulat radioaktif adalah partikel-partikel radioaktif yang ada di alam yang keberadaanya menyatu dengan udara, seperti debu radioaktif. Pengukuran konsentrasi partikulat radioaktif diudara dapat diketahui dengan jalan melakukan pencacahan terhadap suatu lokasi yang akan diukur konsentrasinya, pencacahan ini bertujuan untuk mengetahui cacahan awal, waktu paro dan jenis dari suatu radionuklida yang berada pada suatu sampel penelitian. Hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan yaitu Partikel Radioaktif alam yang ditemukan dikawasan BATAN Pasar jumat adalah Pb-214 dan Bi-214 yang merupakan deret Uranium yang mempunyai waktu paro berumur pendek, Konsentrasi Partikulat Radioaktif Pb-214 dan Bi-214 dilokasi limbah memiliki aktifitas yang tinggi dengan nilai KPR yang lebih besar dibandingkan nilai KPR dilokasi yang bunker dan alam terbuka, dan perubahan konsentrasi NORM dipengaruhi oleh aktifitas partikulat radioaktif alam yang diakibatkan oleh TENORM yaitu adanya sumber radioaktif. Tingkat radiasi untuk daerah limbah, bunker, dan alam terbuka tergolong rendah dengan demikian ketiga daerah tersebut dinyatakan aman dari radiasi. Berdasarkan hasil penelitian, maka penelitian perlu dilakukan dilokasi yang memiliki aktifitas yang radioaktifnya besar misalnya di industri kilang minyak, industri batu bara dan industri-industri lain yang menghasilkan limbah radioaktif, bagi masyarakat diharapkan untuk lebih mengetahui tingkat radiasi bagi kesehatan tubuh, dan bagi pemerintah hendaknya memberi peringatan untuk daerah yang memiliki tingkat energi radiasi yang tinggi.
Pencemaran zat radioaktif, pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi. yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR penyebab kanker tulang dan 131J.
Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.
Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi.
