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.
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:
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 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).
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 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.
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).
Contoh radioisotop dalam bidang kedokteran :
· I-131 Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak
· Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung
· Tc-99 & Ti-201 Mendeteksi kerusakan jantung
· Na-24 Mendeteksi gangguan peredaran darah
· Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru
· 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).
· Fe-59 Mempelajari pembentukan sel darah merah
· Cr-51 Mendeteksi kerusakan limpa
· Se-75 Mendeteksi kerusakan Pankreas
· Tc-99 Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
· Ga-67 Memeriksa kerusakan getah bening
· C-14 Mendeteksi diabetes dan anemia
· Co-60 Membunuh sel-sel kanker
Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit al: teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.
Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.
Unsur Lain yang Dapat digunakan dalam Bidang Kedokteran
1) Bismuth-213 (46 menit): digunakan untuk terapi alfa ditargetkan (TAT), terutama kanker, karena memiliki energi tinggi (8.4 MeV).
2) Kromium-51 (28 detik): digunakan untuk label sel darah merah dan menghitung kerugian protein gastro-intestinal.
3) Cobalt-60 (5,27 tahun): dahulu digunakan untuk radioterapi berkas eksternal, sekarang lebih banyak digunakan untuk sterilisasi
4) Disprosium-165 (2 jam): digunakan sebagai hidroksida agregat untuk perawatan synovectomy arthritis.
5) Erbium-169 (9,4 detik): digunakan untuk menghilangkan rasa sakit arthritis di sendi sinovial.
6) Holmium-166 (26 jam): dikembangkan untuk diagnosis dan pengobatan tumor hati.
7) Iodine-125 (60 detik): digunakan dalam brachytherapy kanker (prostat dan otak), juga diagnosa untuk mengevaluasi tingkat filtrasi ginjal dan untuk mendiagnosis deep vein thrombosis di kaki. Hal ini juga banyak digunakan dalam radioimmuno-pengujian untuk menunjukkan adanya hormon dalam jumlah kecil.
8) Iodine-131 (8 detik) *: banyak digunakan dalam mengobati kanker tiroid dan dalam pencitraan tiroid, juga dalam diagnosis fungsi hati yang abnormal, ginjal (ginjal) aliran darah dan obstruksi saluran kemih. Sebuah emitor gamma kuat, tetapi digunakan untuk terapi beta.
9) Iridium-192 (74 detik): disertakan dalam bentuk kawat untuk digunakan sebagai sumber radioterapi internal untuk pengobatan kanker (digunakan kemudian dihapus).
10) IronBesi-59 (46 detik): digunakan dalam studi metabolisme besi dalam limpa.
11) Lead-212 (10.6 jam): digunakan dalam TAT untuk kanker, dengan produk peluruhan Bi-212, Po-212, Tl-208.
12) Lutetium-177 (6.7 detik): Lu-177 semakin penting karena hanya memancarkan gamma cukup untuk pencitraan sedangkan radiasi beta melakukan terapi pada kecil (misalnya endokrin) tumor. setengah-hidup cukup lama untuk memungkinkan persiapan yang canggih untuk digunakan. Hal ini biasanya dihasilkan oleh aktivasi neutron dari target lutetium alam atau diperkaya-176.
13) Molibdenum-99 (66 jam) *: digunakan sebagai 'orang tua' dalam generator untuk menghasilkan teknesium-99m.
14) Palladium-103 (17 detik): digunakan untuk membuat benih brachytherapy implan permanen untuk kanker prostat tahap awal.
15) Fosfor-32 (14 detik): digunakan dalam pengobatan polisitemia vera (kelebihan sel darah merah).
16) Kalium-42 (12 jam): digunakan untuk penentuan kalium tukar dalam aliran darah koroner.
17) Renium-186 (3,8 detik): digunakan untuk menghilangkan rasa sakit pada kanker tulang.
18) Renium-188 (17 jam): Digunakan untuk arteri koroner, menyinari dari balon angioplasty.
19) Samarium-153 (47 jam): Sm-153 sangat efektif dalam mengurangi rasa sakit kanker sekunder bersarang di tulang, dijual sebagai Quadramet. Juga sangat efektif untuk prostat dan kanker payudara.
20) Selenium-75 (120 detik): digunakan dalam bentuk seleno-metionin untuk mempelajari produksi enzim pencernaan.
21) Sodium-24 (15 jam): untuk studi elektrolit dalam tubuh.
22) Stronsium-89 (50 detik) *: sangat efektif dalam mengurangi rasa sakit prostat dan kanker tulang.
23) Technetium-99m (6 jam): digunakan untuk gambar otot kerangka dan jantung pada khususnya, tetapi juga untuk otak, tiroid, (perfusi dan ventilasi) paru-paru, hati, limpa, ginjal (struktur dan tingkat filtrasi), kantung empedu, tulang sumsum, ludah dan kelenjar lakrimal, kolam darah jantung, infeksi dan banyak penelitian medis khusus. Diproduksi dari Mo-99 dalam generator.
24) Xenon-133 (5 detik) *: digunakan untuk paru-paru.
25) Iterbium-169 (32 detik): digunakan untuk studi cairan cerebrospinal di otak.
26) Iterbium-177 (1,9 jam): nenek moyang Lu-177.
27) Yttrium-90 (64 jam) *: digunakan untuk brachytherapy kanker dan sebagai silikat koloid untuk menghilangkan rasa sakit arthritis pada sendi sinovial lebih besar. Tumbuh signifikan dalam terapi.
28) Radioisotop cesium, emas dan ruthenium juga digunakan dalam brachytherapy.
29) Karbon-11, Nitrogen-13, Oksigen-15, Fluorin-18: adalah positron emitter digunakan dalam PET untuk mempelajari fisiologi otak dan patologi, khususnya untuk pemisahan fokus epilepsi, dan demensia, psikiatri dan studi neuropharmacology. Mereka juga memiliki peran penting dalam kardiologi F-18 dalam FGD (fluorodeoxyglucose) telah menjadi sangat penting dalam deteksi kanker dan pemantauan kemajuan dalam pengobatan mereka, dengan menggunakan PET.
30) Cobalt-57 (272 detik): digunakan sebagai penanda untuk memperkirakan ukuran organ dan untuk kit diagnostik in-vitro.
31) Tembaga-64 (13 jam): digunakan untuk mempelajari penyakit genetik yang mempengaruhi metabolisme tembaga, seperti Wilson dan penyakit Menke, dan untuk pencitraan PET tumor, dan terapi.
32) Tembaga-67 (2.6 detik): digunakan dalam terapi.
33) Fluor-18 sebagai FLT (fluorothymidine) miso,-F (fluoromisonidazole), 18F-kolin: digunakan untuk pelacak.
34) Gallium-67 (78 jam): digunakan untuk pencitraan tumor dan lokalisasi lesi inflamasi (infeksi).
35) Gallium-68 (68 menit): positron emitor digunakan dalam PET dan unit PET-CT Berasal dari germanium-68 dalam generator.
36) Germanium-68 (271 detik): digunakan sebagai 'orang tua' dalam generator untuk menghasilkan Ga-68.
37) Indium-111 (2,8 detik): digunakan untuk studi diagnostik spesialis, misalnya studi otak, infeksi dan studi usus transit.
38) IIodine-123 (13 jam): semakin digunakan untuk diagnosis fungsi tiroid, ini adalah emitor gamma tanpa radiasi beta I-131.
39) Iodine-124: pelacak.
40) Krypton-81m (13 detik) dari Rubidium-81 (4,6 jam): gas Kr-81m dapat menghasilkan gambar fungsi ventilasi paru, misalnya pada pasien asma, dan untuk diagnosis awal penyakit paru-paru dan fungsi.
41) Rubidium-82 (1,26 menit): nyaman PET agen dalam pencitraan perfusi miokard.
42) Stronsium-82 (25 detik): digunakan sebagai 'orang tua' dalam generator untuk menghasilkan Rb-82.
43) Talium-201 (73 jam): digunakan untuk mendiagnosa kondisi arteri koroner jantung penyakit lain seperti kematian otot jantung dan untuk lokasi limfoma tingkat rendah
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 (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).
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 (Sutresna, 2007).
C. Bidang Biologis
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
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.
D. Bidang pertanian.
Aplikasi radioisotop “si pencari jejak” ini di bidang pertanian tidak kalah menariknya. Radioisotop dapat digunakan untuk merunut gerakan pupuk di sekitar tanaman setelah ditabur. Gerakan pupuk jenis fosfat, dari tanah sampai ke dalam tumbuhan dapat ditelusuri dengan mencampurkan radioisotop fosfor-32 (P-32) ke dalam senyawa fosfat di dalam pupuk. Dengan cara ini dapat diketahui pola penyebaran pupuk dan efektifitas pemupukan.
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).
E. Bidang Industri
Saat ini radioaktif digunakan oleh industri. Misalnya industri pupuk, atau bahkan digunakan 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 hahan
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
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 (Sutresna, 2007).
Radioaktif Sebagai Perunut.
Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistem fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau.
F. 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.
G. 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 (Bangkit Sanjaya, 2009)
H. Bidang Penelitian 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 ? . Selanjutnya sampel dicacah dengan spektrometer gamma (? ) untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.
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).
Radioisotop telah memberikan kontribusi pula di bidang penelitian kimia, utamanya dalam menelusuri mekanisme reaksi. Radioisotop-radioisotop dari unsur hidrogen, karbon, nitrogen dan sebagainya telah memainkan peran dalam menjelaskan berbagai mekanisme reaksi pada reaksi-reaksi senyawa organik.
Radioisotop telah menemukan peran yang luas sebagai pencari jejak. Sampai saat ini, ketangguhan radioisiotop belum tertandingi oleh pemain lain di bidang ini. Di masa yang akan datang, kiprah radioisotop si pencari jejak ini tampaknya akan semakin luas. Mudah mudahan manfaat-manfaat nyata tersebut akan membantu mengikis citranya yang menyeramkan dan bahkan menakutkan.
0 komentar:
Posting Komentar