ZAT RAD I O AKTI F D AN PEN GGUN AAN RAD I O I SOTOP BAGI KESEH ATAN
ABD UL JALI L AM RI ARM A
Ba gia n Ke pe n du du k a n da n Biost a t ist ik Fa k u lt a s Ke se h a t a n M a sya r a k a t
Un iv e r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
BAB I PEN D AH ULUAN
Jika kit a m em baca ber it a- ber it a di m edia m assa, kit a dapat m engat akan bet apa sering orang m em bicarak an nuklir. Nam un sayang, kebanyakan berit a nuklir t er sebut ber kait an dengan senj at a nuklir at au pencem ar an r adioakt if akibat kebocor an inst alasi suat u r eakt or at om , sem ent ar a yang m enyangkut m anfaat lain dar i ener gi nuklir sangat j ar ang dit am pilkan. Oleh kar ena it u, di lingkungan m asyarakat aw am ik at an nuklir m em punyai konot asi yang m enger ik an. Pem aham an yang kurang t epat it u bila t er belakangi oleh t r agedi yang m enim pa Hir osim a dan Nagasaki di Jepang, t em pat per t am a kalinya ener gi nuklir diper kenalk an sebagai bom at om , suat u senj at a pem usnah m assal yang m enger ikan.
BAB I I PERM ASALAH AN
Apa k a h se be n a r n y a N u k lir it u ?
Kit a t elah m enget ahui bahw a at om t er dir i at as int i at om dan elek t r on-elekt r on yang ber edar m engit ar inya. Reaksi kim ia biasa ( sepert i reak si pem bakar an dan penggar am an) , hanya m enyangkut perubahan pada kulit at om , t er ut am a elekt r on pada kulit t er luar , sedangkan int i at om t idak ber ubah. Reaksi yang m enyangkut perubahan pada int i disebut r eaksi int i at au reaksi nuklir ( nukleus= int i) .
Reaksi nuklir ada yang t er j adi secar a spont an at aupun buat an. Reaksi nuk lir spont an t erj adi pada int i- int i at om yang t idak st abil. Zat yang m engandung int i t idak st abil ini disebut zat r adioakt if. Adapun r eaksi nuklir t idak spont an dapat t erj adi pada int i y ang st abil m aupun,int i y ang t idak st abil. Reak si nuk lir disert ai per ubahan ener gi ber upa r adiasi dan kalor . Ber bagai j enis r eaksi nuklir diser t ai pem bebasan kalor yang sangat dasyat , lebih besar dan reaksi kim ia biasa.
Dew asa ini, r eaksi nuklir t elah banyak digunakan unt uk t uj uan dam ai ( buk an t uj uan m ilit er ) baik sebagai sum ber radiasi m aupun sebagai sum ber t enaga dan pem anfaat annya dalam bidang kesehat an.
BAB I I I PEM BAH ASAN
3 .1 Pe n e m u a n k e r a dioa k t ifa n
Pada t ahun 1895, W.C. Ront gen m enem ukan bahw a t abung sinar kat ode m engahasilkan suat u r adiasi ber daya t em bus t inggi yang dapat m enghit am kan film pot ret , w alupun film t ersebut t er bungkus ker t as hit am . Kar ena belum m engenal hakekat nya, sinar ini dinam ai sinar X. Ter nyat a sinar X adalah suat u r adiasi elek t r om agnet ik yang t im bul kar ena bent ur an berk ecepat an t inggi ( yait u sinar kat ode dengan suat u m at er i ( anode) . Sekar ang sinar X disebut j uga sinar r ont gen dan digunakan unt uk r ongent yait u unt uk m enget ahui keadaan or gan t ubuh bagian dalam .
m endapat r adiasi ( disinar i) , Becquer el m enduga bahw a sinar yang dipancar kan oleh zat sepert i it u sepert i sinar X. Secara k ebet ulan, Becquerel m enelit i bat uan ur anium . Ter nyat a dugaan it u benar bahwa sinar yang dipancarkan ur anium dapat m enghit am kan film pot r et yang m asih t er bungkus ker t as hit am . Akan t et api, Becquer et m enem ukan bahw a bat uan ur anium m em ancar kan sinar ber daya t em bus t inggi dengan sendirinya t anpa har us disinar i t er lebih dahulu. Penem uan ini t erj adi pada aw al bulan Mar et 1986. Gej ala sem acam it u, yait u pem ancar an r adiasi secar a spont an, disebut ker adioakt ifan, dan zat yang ber sifat r adioakt if disebut zat r adioakt if.
Zat r adioakt if yang pert am a dit em ukan adalah ur anium . Pada t ahun 1898, Marie Curie bersam a- sam a dengan suam inya Pier r e Cur ie m enem ukan dua unsur lain dar i bat uan ur anium yang j auh lebih akt if dar i ur anium . Kedua unsur it u m er eka nam akan m asing- m asing polonium ( ber dasar kan nam a Polonia, negar a asal dar i Mar ie Cur ie) , dan radium ( berasal dari kat a Lat in r adiar e yang ber ar t i ber sinar ) .
Ter nyat a, banyak unsur yang secar a alam i ber sifat r adioakt if. Sem ua isot op yang ber nom or at om diat as 83 ber sifat r adioakt if. Unsur yang ber nom or at om 83 at au kur ang m em punyai isot op y ang st abil k ecuali t ek nesium dan pr om esium . I sot op yang ber sifat r adioakt if disebut isot op radioakt if at au radioi isot op, sedangkan isot op yang t idak r adiakt if disebut isot op st abil. Dew asa ini, r adioisot op dapat j uga dibuat dar i isot op st abil. Jadi disam ping r adioisot op alam i j uga ada r adioisot op buat an.
3 .2 . Sin a r - sin a r Ra dioa k t if
Pada t ahun 1903, Ernest Rut her for d m engem ukakan bahw a r adiasi yang dipancar kan zat r adioakt if dapat dibedakan at as dua j enis ber dasar kan m uat annya. Radiasi yang ber r nuat an posit if dinam ai sinar alfa, dan yang ber m uat an negat if diber i nam a sinar bet a. Selanj ut nya Paul U.Viillar d m enem ukan j enis sinar yang ket iga yang t idak ber m uat an dan diber i nam a sinar gam m a.
a . Sin a r a lfa ( α )
Sinar alfa m erupakan radiasi part ikel yang ber m uat an posit if. Par t ik el sinar alfa sam a dengan int i helium - 4, ber m uat an + 2e dan ber m assa 4 sm a. Par t ikel alfa adalah par t ikel t er ber at yang dihasilk an oleh zat radioak t if. Sinar alfa dipancar kan dar i int i dengan kecepat an sekit ar 1/ 10 kecepat an cahay a. Karena m em iliki m assa yang besar , daya t em bus sinar alfa paling lem ah diant ar a diant ar a sinar - sinar r adioakt if. Diudar a hanya dapat m enem bus beberapa cm saj a dan t idak dapat m enem bus kulit . Sinar alfa dapat dihent ikan oleh selem bar ker t as biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ket ika ber t abr akan dengan m olekul m edia y ang dilaluiny a. Tabrak an it u m engak ibat k an m edia y ang dilaluiny a m engalam i ionisasi. Akhir nya par t ik el alfa akan m enangkap 2 elekt r on dan ber ubah m enj adi at om helium 4
2
b. Sin a r be t a (β)
Sinar bet a m er upakan r adiasi par t ikel ber m uat an negat if. Sinar bet a m er upakan ber kas elekt r on yang ber asal dari int i at om . Part ikel bet a y ang bem uat an- l e dan ber m assa 1/ 836 sm a. Kar ena sangat kecil, par t ikel bet a dianggap t idak ber m assa sehingga dinyat akan dengan not asi 0- 1e. Energi sinar
c. Sin a r ga m m a (
γ
)Sinar gam m a adalah radiasi elekt rom agnet ek ber ener gi t inggi, t idak ber m uat an dan t idak ber m assa. Sinar gam m a dinyat akan dengan not asi 00y .
Sinar gam m a m em punyai daya t em bus. Selain sinar alfa, bet a, gam m a, zat r adioakt if buat an j uga ada yang m em ancar kan sinar X dan sinar Posit r on. Sinar X adalah r adiasi sinar elekt r om agnet ik.
BAB I V
PEN GGUN AAN RAD I OI SOTOP
Ra dioisot op digu n a k a n se ba ga i pe r u n u t da n su m be r r a dia si
Dew asa ini, penggunaan r adioisot op unt uk m aksud- m aksud dam ai ( unt uk kesej aht er aan um at m anusia) ber kem bang dengan pesat . Pusat list r ik t enaga nuklir ( PLTN) adalah salah sat u cont oh yang sangat populer . PLTN ini m em anfaat kan efek panas yang dihasilk an r eaksi int i suat u r adioisot op , m isalnya U- 235. Selain unt uk PLTN, r adioisot op j uga t elah digunakan dalam ber bagai bidang m isalny a indust ri, t ek nik , pert anian, k edok t eran, ilm u penget ahuan, hidrologi, dan lain- lain.
Pada bab ini kit a akan m em bahas dua penggunaan r adioist op, yait u sebagai per unut ( t r acer ) dan sum ber r adiasi. Pengunaan r adioisot op sebagai per unut didasar kan pada ikat aan bahw a isot op r adioakt if m em punyai sifat kir nia y ang sam a dengan isot op st abil. Jadi suat u isot op r adioakt if m elangsungkan reaksi kim ia, yang sam a sepert i isot op st abilnya. Sedangkan penggunaan radioisot op sebagai sum ber radiasi didasar kan pada kenyat aan bahw a r adiasi yang dihasilkan zat r adioakt if dapat m em pengar uhi m at er i m aupun m ahluk. Radiasi dapat digunakan unt uk m em ber i efek fisis: efek kim ia, m aupun efek biologi. Oleh k arena it u, sebelum m em bahas pengunaan r adioisot op kit a akan m engupas t er lebih dahulu t ent ang sat uan r adiasi dan pengar uh r adiasi t erhadap m at er i dan m ahluk hidup.
4 .1 Sa t u a n Ra dia si
Ber bagai sat uan digunakan unt uk m enyat ak an int ensit as at au j um lah r adiasi ber gant ung pada j enis yang diukur.
1 . Cu r ie ( Ci) da n Be cqu e r r e l ( Bq)
Cur ie dan Bequer r el adalah sat uan yang dinyat akan unt uk m enyat akan keakt ifan yakni j um lah disint egr asi ( pelur uhan) dalam sat uan wakt u. Dalam sist em sat uan SI , keak t ifan dinyat akan dalam Bq. Sat u Bq sam a dengan sat u disint egrasi per sekon.
1 Bq = 1 dps
dps = disint egr asi per sekon
Sat uan lain yang j uga biasa digunakan ialah Cur ie. Sat u Ci ialah keakt ifan yang set ar a dar i 1 gr am garam r adium , yait u 3,7.1010 dps.
1 Ci = 3 ,7 .1 01 0 dps = 3 ,7 .1 01 0 Bq
2 . Gr a y ( gy ) da n Ra d ( Rd)
1 Gy = 1 J/ k g
Sat u r ad adalah absor bsi 10- 3 j oule ener gi/ gr am j ar ingan.
1 Rd = 1 0- 3 J/ g
Hubungan grey dengan fad
1 Gy = 1 0 0 r d
3 . Re m
Daya per usak dar i sinar - sinar r adioakt if t idak saj a ber gant ung pada dosis t et api j uga pada j enis r adiasi it u sendiri. Neut r on, sebagai cont oh, lebih ber bahaya dar ipada sinar bet a dengan dosis dan int ensit as yang sam a. Rem adalah sat uan dosis set elah m em per hit ungkan pengaruh r adiasi pada m ahluk hidup ( r em adalah singkat an dar i r adiat ion equiw len for m an)
4 .2 . Pe n ga r u h Ra dia si pa da M a t e r i
Radiasi m enyebabkan penum pukan energi pada m at er i yang dilalui. Dam pak yang dit im bulkan r adiasi dapat ber upa ionisasi, eksit asi, at au pem ut usan ik at an k im ia. I onisasi: dalam hal ini part ik el r adiasi m enabrak elek t ron orbit al dari at om at au m olek ul zat y ang dilalui sehinga t erbent uk ion posit ip dan elek t ron t er ion.
Ek sit asi: dalam hal ini radiasi t idak m eny ebabkan elekt r on t er lepas dari at om at au m olekul zat t et api hanya ber pindah ke t ingkat ener gi yang lebih t inggi. Pem ut usan I kat an Kim ia: r adiasi y ang dihasilk an oleh zat radioak t if r nem puny ai ener gi yang dapat m ernut uskan ikat an- ik at an kim ia.
4 .3 . Pe n ga r u h Ra dia si pa da m a h lu k h idu p
Walaupun ener gi yang dit um puk sinar r adioakt if pada m ahluk hidup relat if kecil t et api dapat m enim bulkan pengar uh yang serius. Hal ini k arena sinar radioak t if dapat m engak ibat k an ionisasi, pem ut usan ikat an kim ia pent ing at au m em bent uk r adikal bebas yang r eakt if. I kat an kim ia pent ing m isalny a ik at an pada st r ukt ur DNA dalam kr om osom . Per ubahan yang t er j adi pada st r ukt ur DNA akan dit er uskan pada sel ber ikut nya yang dapat m engakibat kan kelainan genet ik, k ank er dll.
Pengar uh radiasi pada m anusia at au m ahluk hidup j uga ber gant ung pada w akt u papar an. Suat u dosis yang dit er im a pada sekali papar an akan lebih ber bahaya dar ipada bila dosis yang sam a dit er im a pada w akt u y ang lebih lam a.
Secara alam i kit a m endapat radiasi dar i lingkungan, m isalny a r adiasi sinar kosm is at au r adiasi dar i r adioak if alam . Disam ping it u, dar i ber bagai kegiat an sepert i diagnosa at au t er api dengan sinar X at au r adioisot op. Or ang yang t inggal disekit ar inst alasi nuklir j uga m endapat r adiasi lebih banyak, t et api m asih dalam bat as am an.
4 .4 . Ra dioa k t if Se ba ga i Pe r u n u t .
Sebagai per unut , r adoisot op dit am bahkan ke dalam suat u sist em unt uk m em pelaj ar i sist em it u, baik sist er n fisika, k im ia m aupun sist em biologi. Oleh kar ena r adioisot op m em punyai sifat kim ia yang sam a seper t i isot op st abilnya, m aka r adioisot op dapat digunakan unt uk m enandai suat u senyaw a sehingga per pindahan per ubahan senyaw a it u dapat dipant au
A. Bida n g k e dok t e r a n
j ar ingan yang rusak pada or gan t er t ent u, seper t i j ant ung, hat i dan par u- paru Sebaliknya Ti- 201 t er ut am a akan diser ap oleh j ar ingan yang sehat pada or gan j ant ung. Oleh kar ena it u, kedua isot op it u digunakan secar a ber sam a- sam a unt uk m endet eksi ker usakan j ant ung
1- 131 akan diser ap oleh kelenj ar gondok, hat i dan bagian- bagian t er t ent u dar i ot ak. Oleh kar ena it u, 1- 131 dapat digunakan unt uk m endet eksi ker usakan pada kelenj ar gondok, hat i dan unt uk m endet eksi t um or ot ak. Lar ut an gar am yang m engandung Na- 24 disunt ikkan ke dalam pem buluh dar ah unt uk m endet eksi adanya gangguan per edar an dar ah m isalnya apakah ada penyum bat an dengan m endet eksi sinar gam m a yang dipancar kan isot op Nat r ium t sb.
Xe- 133 digunakan unt uk m endet eksi penyakit par u- paru. P- 32 unt uk penyakit m at a, t um or dan hat i. Fe- 59 unt uk m em pelaj ar i pem bent ukan sel dar ah m er ah. Kadang- kadang, r adioisot op yang digunakan unt uk diagnosa, j uga digunakan unt uk t er api yait u dengan dosis yang lebih kuat m isalnya, 1- 131 j uga digunakan unt uk t er api k anker kelenj ar t ir oid.
B. Bida n g ln du st r i
Unt uk m em pelaj ar i pengar uh oli dan afdit if pada m esin selam a m esin beker j a digunakan suat u isot op sebagai per unut , Dalam hal ini, pist on, r ing dan k om ponen lain dari m esin dit andai dengan isot op r adioakt if dar i bahan yang sam a.
C. Bida n g H idr ologi.
1.Mem pelaj ar i kecepat an alir an sungai.
2.Meny elidiki kebocor an pipa air baw ah t anah.
D . Bida n g Biologis
1. Mem pelaj ari keset im bangan dinam is. 2. Mem pelaj ar i r eaksi pengest er an.
3. Mem pelaj ar i m ekanism e r eaksi fot osint esis.
4 . 5 . Ra dioisot op se ba ga i su m be r r a dia si. A. Bida n g Ke dok t e r a n
1) St erilisasi radiasi.
Radiasi dalam dosis t er t ent u dapat m em at ikan m ikr oor ganism e sehingga dapat digunak an unt uk st erilisasi alat - alat k edok t eran. St erit isasi dengan cara r adiasi m em punyai beber apa keunggulan j ika dibandingkan dengan st erilisasi konvensional ( m enggunakan bahan kim ia) , yait u:
a) St erilisasi radiasi lebih sem purna dalam m em at ik an m ik roorganism e. b) St erilisasi radiasi t idak m eninggalk an residu bahan k im ia.
c) Kar ena dikem as dulu bar u diset r ilkan m aka alat t er sebut t idak m ungkin t er cem ar bakt er i lagi sam pai kem asan t er buka. Berbeda dengan car a konvensional, yait u dist er ilkan dulu bar u dikem as, m aka dalam pr oses pengem asan m asih ada kem ungkinan t er kena bibit penyak it .
2) Ter api t um or at au kanker .
B. Bida n g pe r t a n ia n .
1) Pem ber ant asan hom o dengan t eknik j ant an m andul
Radiasi dapat m engakibat kan efek biologis, m isalnya ham a kubis. Di labor at or ium dibiakkan ham a kubis dalam bent uk j um lah yang cukup banyak. Ham a t ersebut lalu diradiasi sehingga ser angga j ant an m enj adi m andul. Set elah it u ham a dilepas di daer ah y ang t er ser ang ham a. Dihar apkan akan t er j adi per k aw inan ant ara ham a set em pat dengan j ant an m andul dilepas. Telur hasil perk aw inan sepert i it u t idak akan m enet as. Dengan dem ik ian r epr oduksi ham a t er sebut t er ganggu dan akan m engur angi populasi.
2) Pem uliaan t anam an
Pem uliaan t anam an at au pem bent ukan bibit unggul dapat dilakukan dengan m enggunakan r adiasi. Misalnya pem uliaan padi, bibit padi diber i r adiasi dengan dosis yang ber var iasi, dar i dosis t er kecil yang t idak m em baw a pengar uh hingga dosis r endah yang m em at ikan. Bij i yang sudah dir adiasi it u kem udian disem aikan dan dit am an ber kelom pok m enur ut ukur an dosis r adiasinya.
3) Penyim panan m akanan
Kit a m enget ahui bahwa bahan m akanan seper t i kent ang dan baw ang j ika disim pan lam a akan ber t unas. Radiasi dapat m engham bat pert um buhan bahan- bahan seper t i it u. Jadi sebelum bahan t er sebut di sim pan diber i r adiasi dengan dosis t ert ent u sehingga t idak ak an bert unas, dengan dernikian dapat disim pan lebih lam a.
C. Bida n g I n du st r i
1) Pem er iksaan t anpa m er usak.
Radiasi sinar gam m a dapat digunakan unt uk m em er iksa cacat pada logam at au sam bungan las, yait u dengan m er onsen bahan t er sebut . Tehnik ini berdasar k an sifat bahw a sem ak in t ebal bahan y ang dilalui radiasi, m ak a int ensit as radiasi y ang dit erusk an m ak in ber kur ang, j adi dar i gam bar yang dibuat dapat t er lihat apakah logam m er at a at au ada bagian- bagian yang ber ongga didalam nya. Pada bagian yang ber ongga it u film ak an lebih hit am ,
2) Mengont rol ket ebalan bahan
Ket ebalan pr oduk yang ber upa lem bar an, seper t i ker t as film at au lem peng logam dapat dikont r ol dengan r adiasi. Pr insipnya sam a seper t i diat as, bahw a int ensit as r adiasi y ang dit er usk an ber gant ung pada ket ebalan bahan yang dilalui. Det ekt or r adiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lem baran m enj adi lebih t ebal, m ak a int ensit as radiasi y ang dit erim a det ek t or akan ber kur ang dan m ekanism e alat akan m engat ur penekanan lebih kuat sehingga ket ebalan dapat diper t ahankan.
3) Pengaw et an hahan
BAB V
KESI M PULAN D AN SARAN
5 .1 KESI M PULAN
1. Penggunaan zat r adioakt if yang sangat luas dew asa ini dapat m enim bulkan ber bagai sensasi dalam kehidupan.
2. Zat r adioakt if dan radioisot op ber per an besar dalam ilm u kedokt eran yait u unt uk m endet eksi ber bagai penyakit , diagnosa penyakit yang pent ing ant ara lain t um or ganas.
3. Kem aj uan t eknologi dengan dit em ukannya zat r adioakt if dan r adioisot op m em udahkan akt ifit as m anusia dalam ber bagai bidang kehidupan.
5 .2 SARAN
1. Masalah zat r adioak t if dan r adioisot op hendaknya t idak dit afsir kan sebagai sat u fenom ena yang m enakut k an.
2. Penggunaan r adioakt if dan r adioisot op hendaknya dibar engi penget ahuan dan t eknologi yang t inggi.
3. Pener apan dalam diagnosa ber bagai penyakit hendaknya m em ikir k an efek- efek yang akan dit im bulkan.
4. Dihar apkan penggunaan zat r adioakt if dan r adioisot op ini unt uk kem akm ur an dan kesej aht er aan um at m anusia.
D AFTAR PUSTAKA
