November 2007

RADIOKIMIA RADIOISOTOP BUATAN

& PENGGUNAANNYA

DISUSUN OLEH :INDAH AR (0610920028)HANANDAYU W. (0610920027)FASIHATUS S. (0610920022)HADI SUKANDAR (0610920024)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYAMALANG

2007

Radiokimia_Nov 07

Chimist UB

Hal. | 2

RADIOISOTOP

Reaksi nuklir merupakan reaksi yang melibatkan inti dari suatu atom. Reaksi nuklir ada yangterjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidakstabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif. Adapun reaksi nuklir tidakspontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertaiperubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kaloryang sangat dasyat, lebih besar dari suatu reaksi kimia biasa(Arma, 2004).

unsur yang secara alami bersifat radioaktif banyak terdapat di alam. Semua isotop yangbernomor atom diatas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyaiisotop yang stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut isotopradioaktif atau radio isotop, yaitu isotop yang memancarkan radiasi (Siregar,2004). Sedangkanisotop yang tidak radioaktif disebut isotop stabil. Dewasa ini, radioisotop dapat juga dibuat dariisotop stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga terdapat radioisotop buatan.

Dua kegiatan utama dari pemanfaatan tekhnologi nuklir khususnya mengenai radioisotopadalah pemanfaatan dalam bidang energi dan pemanfaatan di luar energi. Pemanfaatan di luarenergi misalnya pada reaktor penelitian. Di dalam teras reaktor penelitian dapat digunakan untukmemproduksi radioisotop dan melakukan berbagai penelitian dengan radiasi. Produksi radioisotopdengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalamteras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedang bahan yang disinari disebut targetatau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlahneutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan intiatom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif. Reaktor penelitian juga dilengkapi dengan fasilitasXenon Loop yang terletak di dalam tabung berkas dan merupakan tempat untuk melakukan irradiasigas xenon-124 (124 Xe) sehingga menjadi radioisotop 125 I yang banyak dimanfaatkan untukkegiatan medis (Akhadi, 2004).

PENGGUNAAN RADIOISOTOP

Pemanfaatan radioisotop semakin luas dalam berbagai bidang. Secara garis besar, penggunaanradioisotop buatan dibagi menjadi 2 golongan utama. Yaitu, sebagai perunut ( tracer ) dan sumberradiasi. Pengunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada pengertian bahwa isotop radioaktifmempunyai sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Jadi suatu isotop radioaktif melangsungkanreaksi kimia, yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagaisumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapatmempengaruhi materi maupun mahluk hidup. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis,efek kimia maupun efek biologi.

Prinsip radioisotop sebagai perunut yaitu menambahkan bahan radioisotop tersebut ke dalamsuatu sistem ( baik sistem fisika, kimia, maupun biologi ). Karena radioisotop tersebut mempunyasifat kimia yang sama dengan sisten tersebut maka radioisotop yang telah ditambahkan dapat

Radiokimia_Nov 07

Chimist UB

Hal. | 3

digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perubahan senyawa pada sistem dapat dipantau.Penggunaannya dalam berbagai bidang antara lain:

A. Bidang kedokteran

Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa)berbagai jenis penyakit misalnya : teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(I-131),natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalampembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, sepertijantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehatpada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untukmendeteksi kerusakan jantung. I-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagiantertentu dari otak. Oleh karena itu, I -131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan padakelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darahmisalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotopNatrium tsb.

Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumordan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotopyang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebihkuat misalnya, I-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.

Radioisotop perunut biasanya juga digunakan untuk mendiagnosis penyakit yang terdapatdi dalam organ tubuh. Untuk tujuan diagnosis, pemeriksaan secara kedokteran nuklir dapatdilakukan dengan mudah, murah, serta dihasilkan informasi diagnosis yang akurat. Daridiagnosis ini dapat diperoleh informasi tentang fungsi organ tubuh yang diperiksa sertagambaran anatominya. Tes diagnostik dengan radioisotop dapat digunakan untuk mengetahui:

1. Baik tidaknya fungsi organ tubuh.2. Proses penyerapan berbagai senyawa tertentu oleh tubuh.3. Menentukan lokasi dan ukuran tumor dalam organ tubuh.

Technicium-99m (99m Tc) merupakan salah satu jenis radioisotop yang paling banyakdigunakan untuk diagnosis. Radioisotop yang ditemukan oleh Perrier dan Serge pada 1961 inidipilih karena mempunyai waktu paro sangat pendek, yaitu enam jam, sehingga dosis radiasiyang diterima pasien sangat rendah.

B. Bidang lndustri

Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerjadigunakan suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain darimesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.

C. Bidang Hidrologi

• Penentuan Gerakan Sedimen di Pelabuhan dan Daerah Pantai

Radiokimia_Nov 07

Chimist UB

Hal. | 4

Teknik perunut radioisotop dapat digunakan untuk memperkirakan laju pendangkalanalur pelabuhan. Dengan mengetahui darimana asal dan gerakan sedimen, kecepatanterjadinya pendangkalan dapat ditekan. Radioisotop perunut yang digunakan berupa pasirtiruan, bentuk dan ukurannya menyerupai pasir yang terdapat pada pelabuhan yang akanditeliti. Radioisotop yang sering digunakan adalah Iridium-192, Aurum-198, dan Scandium-46.

Setelah radioisotop diinjeksikan ke dasar laut, kemudian radiasi yang dipancarkandilacak dengan detektor dan responnya akan dicatat dengan mesin pencatat radiasi(recorder). Pemantauan terhadap radioisotop yang dilepas ke dasar laut dilakukan beberapakali dengan jangka waktu tertentu. Dari hasil pemantauan itu secara kumulatif dapatditentukan arah gerakan sedimen, tebal lapisan sedimen, dan kecepatan rata-rata lapisansedimen. Data yang diperoleh ini dapat pula digunakan untuk menentukan pembangunanpelabuhan baru yang sesuai dan tidak memerlukan biaya pengerukan yang tinggi.

• Mendeteksi Zat Pencemar Dalam Air

Zat pencemar ditandai dengan radioisotop kemudian melepaskannya di tempat yangdiperkirakan asal pencemaran, maka pengamatan gerakan zat pencemar itu dapat dilakukansecara terus menerus. Hal ini dapat dipakai untuk menentukan lokasi pembuangan yangcocok, tidak mencemari daerah yang penting dan dapat digunakan untuk keperluan lain,misalnya untuk kawasan wisata, daerah hunian, dan lain-lain.

Teknik perunut radioisotop ini berguna untuk mengetahui asal pencemaran pada suatudaerah, apakah berasal dari buangan industri atau buangan rumah tangga. Teknik perunutradioisotop untuk pencemarn lingkungan ini biasanya menggunakan radioisotop buatan yangdibuat di reaktor nuklir.

• Menentukan Kebocoran Dam atau Bendungan

Teknik perunut radioisotop juga telah dimanfaatkan untuk menentukankebocoran/rembesan dan (bendungan). Radioisotop yang digunakan sebagai perunut harusmemenuhi persyaratan tertentu, antara lain: tidak berbahaya bagi manusia atau mahklukhidup lain di sekelilingnya, aktivitasnya rendah, waktu paronya pendek, larut dalam air,tidak diserap oleh tanah atau tubuh bendungan/dam dan oleh tumbuhan. Radioisotopdilepaskan pada tempat tertentu di reservoir (air dam) yang diperkirakan sebagai tempatterjadinya rembesan/bocoran pada dam/bendungan. Apabila terjadi kebocoran padabendungan tersebut, maka air yang telah diinjeksi/dilepas, radioisotop akan masukmengikuti arah bocoran. Dengan mengikuti/mencacah air yang keluar dari mata air, sumur-sumur pengamat yang terdapat di daerah downstream, maka akan dapat diketahui adanyabocoran/rembesan dan arah dari rembesan dam tersebut.

• Mengetahui Gerakan Air Tanah

Air tanah selalu bergerak sesuai dengan kondisi geologinya. Data gerakan air tanah disuatu daerah sangat berguna untuk pembangunan bendungan, pembangunan instalasipengolahan limbah dan lain-lain. Untuk mengetahui gerakan air tanah digunakan metodesumur banyak (multiwell technique). Perunut radioisotop diinjeksikan ke dalam sumur yangberada di tengah dan pada lubang bor yang lain di sekelilingnya, selanjutnya dilakukanpemantauan dengan detektor radioaktif. Arah gerakan air tanah dapat ditentukan denganmengetahui adanya radioaktif pada sumur-sumur bor tersebut. Disamping untuk mengetahui

Radiokimia_Nov 07

Hal. | 5

arah gerakan air tanah, teknik perunut radioisotop ini juga dapat digunakan untukmengetahui kecepatan air tanah, permeabilitas dan besaran air tanah lainnya.

• Mengetahui Karakterisktik Aliran Cairan di Sumur Minyak

Perunut radioisotop dapat juga digunakan untuk studi hubungan antar sumur-sumurminyak untuk mengetahui karakterisktik aliran cairan di sekitar sumur minyak tersebut.Evaluasi yang akurat tentang karakteristik reservoir minyak pada proyek Enchanced OilRecovery, dengan metoda penekanan air menggunakan perunut radioisotop yang injeksikanke dalam lubang sumur, kemudian dipantau di setiap sumur-sumur minyak yang ada. Hasillain yang diperoleh berupa data gerakan cairan minyak dan waktu transit antara sumurinjeksi dengan sumur produksi.

• Pengukuran Debit Air Sungai

Penggunaan metoda perunut radioisotop untuk mengukur debit air sungai terbukti lebihsederhana dibandingkan metoda dengan alat ukur arus (Current Meter). Keunggulan metodeperunut radioisotop adalah pengukurannya yang lebih cepat dan dalam keadaan sungaibanjir pengukuran tetap dapat dilaksanakan. Dasar metoda perunut radioisotop adalahpengenceran perunut. Perunut radioisotop dalam jumlah yang tidak membahayakandilepaskan di bagian hulu sungai, kemudian dipantau konsentrasinya di bagian hilir.Perubahan konsentrasi yang diakibatkan oleh aliran (debit) sungai dapat diketahui dariperubahan intensitas pancaran radioisotop yang diukur langsung di dalam aliran air sungaiitu.

• Melakukan Studi Geothermal

Pemanfaatan sumber panas bumi untukkeperluan tenaga listrik di negara kita sudahmulai dikembangkan, contoh PembangkitListrik Geothermal Kamojang. Pemanfaatanteknologi nuklir khususnya teknik perunutradioisotop telah membantu menentukan suhusumber panas dan jumlah cadangan panasdengan jalan menentukan komposisi isotopalam yang dikandung oleh sumber panastersebut(Anonim1, 2007)

• Menyelidiki Kebocoran Pipa Air Bawah Tanah.

D. Bidang Biologis

1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.2. Mempelajari reaksi pengesteran.3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

E. Bidang Pertania

Penyakit tumbuhan yang disebabkan jamur merupakan masalah pertanian yang utama.Upaya mengatasinya adalah pengontrolan penyakit itu secara kimiawi. Penelusuran dengan

Radiokimia_Nov 07

Hal. | 6

radioisotop, misalnya dengan sulfur-35, dimungkinkan untuk mengukur pertumbuhankimiawi dalam spora-spora tunggal dan mengikuti zat kimia sekujur tanaman.

Orang bisa mempelajari siklus kehidupan mikroorganisme dan memahami bagaimanasuhu dan kelembaban mempengaruhi siklus itu. Orang juga bisa menemukan perubahankimiawi dalam sel tanaman yang membuat tanaman itu mudah diserang jamur. Penelusurradioisotop dapat menentukan serangga predator yang senang memangsa serangga hamapemakan tanaman. Hama dibuat radioaktif, dan jejaknya ditemukan dengan detektor didalam serangga predator (Siregar,2004).

((((((***************)))))))

Penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi pada prinsipnya menggunakan unsurradioisotope untuk mempengaruhi materi atau unsur lain. Dengan pengertian bahwa radiasi yangdipancarkan oleh unsur radioisotop tersebut dapat meubah susunan, struktur maupun komposisi darisuatu materi sehngga dapat merubah sifat dari materi yang dipengaruhi. Pemanfaatan unsurradioisotop dalam berbagai bidang, antara lain :

A. Bidang Kedokteran

1) Sterilisasi radiasi.Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan

mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuksterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cararadiasi mempunyai beberapa keunggulan jikadibandingkan dengan sterilisasi konvensional(menggunakan bahan kimia), yaitu:

• Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikanmikroorganisme.

• Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahankimia.

• Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakterilagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulubaru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibitpenyakit.

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 lebihsensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan denganmengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut(Arma ,2004).

B. Bidang pertanian.

1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandulRadiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium

dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasisehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terseranghama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas.Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hamatersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.

Radiokimia_Nov 07

Chimist UB

Hal. | 7

2) Pemuliaan tanamanPemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan

radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, daridosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yangsudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosisradiasinya.

3) Penyimpanan makananKita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama

akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelumbahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas,dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.

C. Bidang Industri

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 tebalbahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi darigambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang beronggadidalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam,

2) Mengontrol ketebalan bahanKetebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat

dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskanbergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alatpenekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akanberkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapatdipertahankan.

3) Pengawetan hahanRadiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang

seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah strukturserat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makananjuga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.

Radiokimia_Nov 07

Chimist UB

Hal. | 8

Referensi

Siregar, Prof. Dr. Rustam E. 2004. Aplikasi Damai Teknik Nuklir. FMIPA Unpad : Bandung

Arma ,Abdul Jalil Amri .2004 .Zat Radio Aktif Dan Penggunaan Radio Isotop Bagi Kesehatan.Fakultas Kesehatan Masyarakat - Universitas Sumatera Utara

Akhadi, Mukhlis. 2004. Pemanfaatan Radioisotop Dalam Teknik Nuklir Kedokteran. BadanTenaga Nuklir nasional

Anonim1. 2007. Nuklir Di Bidang Kesehatan Dan Kedokteran. (Online). (www.infonuklir.com).(diakses tanggal 14 November 2007)