Emlinarti dan Asep Warsona PTKMR - BAT AN

PrusltllnU pertarnuan dan Prasontasillmlah FWlDslonai Teknls Non PoneUU,W Dosambar 2006

-

~ ISSH :1410 - 5381

KONSENTRASI

RADIONUKLIDA

ALAM e28Th,

226Ra

dan

40K)

DALAM

BERAS DART BEBERAPA DAERAH

DI

JAWA BARAT

Emlinarti dan Asep Warsona PTKMR - BAT AN

ABSTRAK ...

KONSENTRASI RADIONUKLIDA ALAM (228Th,226Radan 40K) DALAM BERAS DARI

BEBERAPA DAERAH DI JAW A BARA T. Telah dilakukan pengukuran konsentrasi

radionuklida alam (228Th,220Radan 40K) pada sampeJ beras yang berasal dari beberapa daerah

di lawn Barat menggunakan perangkat spektrometer-gamma dengan detektor germanium

kemurnian tinggi (HP-Ge). Sampel beras diambil pada daerah sekitar Pamanukan, Losarang,

Banjar, Tasik, Garut, dan Pandeglang. Hasil pengukuran memperlihatkan bahwa konsentrasi

228Th berkisar dari (0,70

±

0,08) Bq/kg sampai dengan (1,59

±

0,09) Bq/kg, konsentrasi 226Ra

berkisar dari (0,94

±

0,19) Bq/kg sampai dengan (2,68

±

0,21) Bq/kg dan konsentrasi 40K

berkisar dari (17,87

±

2,23) Bq/kg sampai dengan (31,01

±

2,31) Bq/kg. Data yang diperoleh

akan dipakai sebagai data dasar konsentrasi radionuklida alam dalam bahan makanan

khususnya beras di Indonesia.

ABSTRCT

NATURAL RADIOACTIVITY CONCENTRATION e28Th, 226Radan 4oK) IN RICE FROM

SEVERAL PLACES IN WEST JA VA. Measurement of natural radioactivity concentration

e28Th, 226Ra dan 40K) in rice samples from several places in West Java using gamma

spectrometer with high purity germanium detector (HP-Ge) have been carried out. Rice

samples collected from places around Pamanukan, Losarang, Banjar, Tasik, Garut, and

Pandeglang. The result of analysis showed that the 228Th concentration were (0.70

±

0.08)

Bq/kg to (1.59 ± 0.09) Bq/kg, the 226Ra concentration were (0.94 ± 0.19) Bq/kg to (2.68 ±

0.21) Bq/kg and the 40K concentration were (17.87

±

2.23) Bq/kg to (31.01

±

2.31) Bq/kg. The

result obtained will be used for baseline data of natural radionuc1ide concentrations in food especially rice in Indonesia.

PENDAHULUAN

Salah satu sumber radiasi di lingkungan berasal dari radiasi latar yang merupakan peluruhan dari unsur-unsur radioaktif alamiah yang terdapat di dalam bumi dan juga berasal

dari kosmis/angkasa luar. J\danya kontaminasi atau pencemaran radiasi di lingkungan, secara

PI'osJd~Portumuan d3JI~resentaslllmlahFuoosional Teknls Non PeneIJtl18 DosembBr 2006

-

ISSN :14W . 6381

berpengaruh pacla keselamatan/kesejahteraan manusia serta akan menurunkan kualitas lingkungan, oleh sebab itu hal ini perlu clitangani clan cliawasi secara serius.

Sebelum suatu instalasi nuklir clibangun, pengumpulan clata dasar (base-line data) dari racliasi latar terhadap contoh-contoh lingkungan seperti tanah, air, uclara, tanaman, bahan makanan clan lain-lain perlu dikumpulkan, karena berguna untuk memberikan petunjuk berapa besarnya racliasi latar sebelum cli tempat ter'sebut clibangun fasilitas tenaga nuklir. Data clasar ini nantinya akan memberikan petunjuk apakah fasilitas-fasilitas nuklir yang clibangun akan menyebabkan meningkatnya racliasi lataI' atau ticlak.

Racliasi clari raclionuklicla alam ini dapat diterima secara eksternal dari sinal' kosmik at au sccara internal dari racliasi yang acla cli dalam bumi itu sencliri, atau yang diterima clari zat radioaktif yang ada cli uclara scperti gas raclon dan thoron yang merupakan hasil peluruhan clari 238U clan 232Th. Radionuklida alam tcrsebllt mempunyai waktu paroh yang panjang clan bcrsifat toksik dan dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui berbagai cara, yaitu melalui pernafasan, kontak langsung dengan kulit dan salman pencernaan. [I]

Raclionuklida alam yang terkandung di dalam tanah akan diserap oleh akar tanaman

dan masuk kc dalam tubuh manusia bila mengkonsumsi tan am an atau prod uk tanaman

tersebut. Jejak kritik radionuklicla sampai ke tubuh manusia paling banyak lewat salman pencernaan, yaitll melalui rantai makanan. Radionuklida terse but akan terakumulasi dalam organ-organ kritik cli dalam tubuh seperti tulang, otot dan ginjal. Bila konsentrasi radionuklida tcrsebut cukup besar, maka akan dapat merusak organ-organ tubuh yang ditempati oleh radionuklida bersangkutan. [1,2]

Dalam penelitian ini akan ditentukan besarnya konsentrasi raclionuklida alam e28Th,

226Ra dan 40K) yang terkandung dalam beras yang diambil dari beberapa daerah di Jawa Barat yaitu Pamanukan, Losarang, Banjar, Tasik, Garut, dan Pancleglang.

Tujuan pengukman ini aclalah untuk mengetahui berapa besar konsentrasi raclionuklida alam e28Th, 226Ra clan 4oK) yang terkandung dalam beras yang berasal dari 6 daerah

penelitian, mengingat beras merupakan makanan pokok penduduk Indonesia. Data yang

diperoleh dapat digunakan sebagai gambaran tingkat radioaktivitas alam e28Th, 226Ra dan 4oK)

Prosldlng PurtelDUan dan Prosentasilimiah Fungslonal Teknls Non PeneUU,18 Desembur 2006

•

TAT A KERJA

ISSH:1410·6381

Bahan dan Perala tan

Kantong plastik 2 kg sebagai tempat sampel

Kertas label untuk memberi tanda/kode pada sampel Ayakan untuk menyaring sampel yang sudah ditumbuk

Wadah sampel (beker marinelli) untuk tempat sampel yang akan diukur Timbangan dipakai untuk menimbang sampel

Lem am/dite untuk perckat tutup wadah sampel Spektrometer gamma dipakai untuk mengukur sam pel

Standar campuran dari radionuklida pemancar gamma untuk mengkalibrasi alat

Pengambilan Sam pel

Pengambilan sampel dilakukan pad a bulan Februari 2006 dari 6 daerah/kabupaten di

Jawa Barat yaitu daerah sekitar Pamanukan, Losarang, Banjar, Tasik, Garut, dan Pandeglang. Pada tiap daerah diambil beras yang dihasilkan/ ditanam pada daerah terse but, untuk itu pcngambilan sam pel dilakukan pada tempat penggilingan beras. Sampel diambil sebanyak 2 kg lalu dimasukkan ke dalam kantong plastik yang telah diberi label/kode, lokasi dan tanggal pcngambilan sampel.

Pcnyiapan Sam pel

Sampel ditumbuk hingga menjadi tepung, lalu diayak diambil sebanyak 1 kg sampel

!epung kemudian dimasukkan ke dalam wadah marinelli. Wadah ditutup rapat dan dilem

dengan perekat am/dite lalu didiamkan selama kira-kira 30 - 40 hari agar hasil anak luruh

228Th maupun anak luruh 238U tumbuh hingga mencapai kesetimbangan radioaktif dengan

induknya. Selanjutnya sampel siap untuk diukur dengan menggunakan perangkat spektrometer gamma dengan detektor Hp-Ge.

PI'oslllinlJ portomuan dan Pr'osontasl IImIah Funoslonal Toknls Non PanoUtI, 19 Dosombor 2008

--

~

Pengulwran sampcJ dan evaluasi data

- Kalibrasi cfisicnsi

ISSH :1410 - 6381

Efisiensi pencacahan ditentukan menggunakan sumber standar campuran dari berbagai radionuklida mulai dari energi rendah sampai energi tinggi sehingga capat dibuat kurva efisiensi pencacahan sebagai fungsi dari energi (keY) seperti Gambar 1. [3J

Ddektor : GE M25185 Ortec

HVBiIs Supl/ :2000 volt POS.

, , ,Source : 117Cs, 1i2El~ 24 IAn, dan IGlmHo

=0.1I252Ln{x) - 0.0933R2=0.9730 Hr,- - - -~ - - - ~"IT9L: : Goon"dlik'1ibrasi :: 24 II openi>E:f 2004Nllti1e~ !l00 n1

'. • 0••_ , , , , , , I I I I I I I I I I I I I I ••.•..•

1i

-'

J. •••••• j ••••••••\..••••••J. ••••..• j ••.••••.••\..••••••J. ••••.•• .) ••••.•• -'- •••••••••••.•••• .J ••••.• -:- ••••••

: ' : : : : :G' , , : : : : .

I _I I_{I I}I _II _II' _{I _ .} .o.1i'lI I_I I_I I_I I_I I_I

1 ' ~. ~~.

-1.4825x -~----,----._--~----,---: _I----:-_{I I}1---: _I...- .. :-- .... : - .. -:_{I I I} RZ= 0.9921 _I: :_I :_I :_I :_I I I I I I I I I I I ••••••••••• -1- .••••••••••••••••••••••••••••••••• po•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• '"'.- ••••••••••••••••••••••••• -1- •••••• I I I I I I I I I I I I I I I I I I I , I • I I I I I I I I I • I I I I I I I I I I 006 005 ~ 004 a; _~ 003 UJ OD2 001 ODO C) ~ tv W ~ <.J1 C) C) C) C) C) C) C) C) C) C) o,) •••••• O)(D~~~~

o

C)

a

0 0 ~ tV (.0,) C) C) C) C) _C)C) C)_{C) C) C)}C) C) Energi (keV) -" ~ .so. U1 m C)_C) C) C)_{C) C)}

Gambar 1. Kurva kalibrasi efisiensi sumber standar campuran dalam wadah marilelli

Efisiensi pencacahan, E (%) ditentukan menggunakan rumus : cps

£

dps. Py

dimana: cps = laju cacah per detik

x 100 %

dps =adalah pcluruhan per detik (1 dps = 1 Bq), yang dapat dilihat pada scrtifikat sumber standar campuran

Prasltll~Portomuan!lan Prosontasl IImlah FungslonaJ TeknIs Non PuneDtl.19 Dusombor 2006

-

-

-~~s - Pcnentuan --

I'll

ISSN :1410 - 5381

Konsentrasi 2281'h (waktu paro 1,39 x 1010 tahun) ditentllkan dari anak luruh 2J21'h

yang memancarkan radiasi gamma yaitll 212Pb pad a puncak energi 238,63 keY dengan

intensitas gamma (Py) = 0,435 atau 2081'1 pada puncak energi 583,19 keY dan 2614 keY dengan Py = 0,307 dan 0,356

- Penentuan 226Ra

Konsentrasi 226Ra (waktu paroh 1,62 x 103 tahun) ditentukan dari anak luruh 238U pemancar gamma yaitu 214Bi pada puncak energi 609,31 keY dengan Py = 0,446 atau 212Pb pada puncak energi 351,92 keY dengan Py =0,351

_ Pcncntuan 40K

Konsentrasi 40K (waktu paroh 1,27 x 109 tahun) ditentukan secara langsung pada encrgi 1460,75 keY dengan Py= 0,1067.

Lama pengu!<uran untuk masing-masing sampel adalah 61200 detik (17 jam).

- Pcrhitungan konscntrasi radionuklida alam dalam sampel

Konsentrasi radionuklida alam dalam sam pel dihitung menggunakan rumus (ns- no)

±

cr

c=

dimana: ns

Bq/kg

E .Py . Fk . W

laju cacah sampel (cps)

...

(I)

nl3 = laj u cacah latar (cps)

P"osldlnu Partamuan dan Presantasilimiah Funoslonal Teknls Non PaneOt!, 19 Oasembor 2006

-W = berat sam pel (kg)

Fk = faktor koreksi serapan diri (persamaan 2)

cr = simpangan baku (persamaan 5)

- Faktor korcksi

IS~N :1410 - 6381

Faktor koreksi serapan diri perlu dihitung bila terjadi perbedaan kerapatan (density) antara sampel dcngan standar menggunakan rumus [4,5] :

~. t

Fk =

1 - e -~l.t

... (2)

dengan : t = tebal sampel (em)

~l = faktor serapan linier (em'l)

Harga ~ diperoleh dari : ~ = ~m . P (3)

dengan : p = kerapatan sampel (gram.em-3)

~lm = faktor serapan massa yang harganya bergantung pada energi

gamma yaitu

~ll11= 1,287 E-0,435 (4)

dengan E = energi gamma (keV)

- Simpangan baku (Deviation Standard) dengan selang kepereayaan 68%

cr = (ns/ts

+

n[3/t(3)1/2 (5)

dengan: ns = laju eaeah sampel (eps)

118 = laj u eaeah lataI' (eps)

ts = waktu eaeah sampel (detik) t[3 = waktu eaeah lataI' (detik)

Prosldlnu pertemuan dan Prossntasillmiah Fungslonal Teknls Non PeneUti. 19 Desember 2006 ISSN :1410 - 5381

- Batas dctcksi tcrcndah (Lower Limit Detection) dengan selang kepercayaan 68%

2,33.,j n[3/t[3

LLD=

_{... (6)}

E . Py . Fk.

-Konscntrasi tCI'cndah yang dapat didetcksi (Minimum Detectable Concentration) dengan

selang kepercayaan 68%

MDC=

E .Py . Fk . W

... (7)

Pacla umumnya sam pel lingkungan aktivitasnya sangat rendah, sehingga bila dipakai selang

kepcrcayaan 95% hasilnya akan cli bawah batas konsentrasi terendah yang dapat dideteksi, maka untuk itu dapat digunakan selang kepercayaan 68% menggunakan rumus di atas.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari kurva efisiensi pencacahan sebagai fungsi energi (Gambar 1) didapatkan efisiensi

pencacahan untuk 228Th pada energi 238,63 keY CZI2Pb) adalah 2,239 %, 226Ra pada energi

609,31 keY CZI4Bi) adalah 1,092 % dan 40K pada energi 1460,81 keY adalah 0,559 %.

Penentuan konsentrasi 228Th, 226Ra dan 40K dalam sampel dilakukan menggunakan

persamaan (1) yang telah dikoreksi dengan perbedaan density menggunakan persamaan (2)

IJrosl~ perteowan dan Prusentasilimiah Fungslonal Toknls Non peneUtl.19 06sember 2006

i ISSN:1410 - 5381

Tabel 1. Konsentrasi 2281'h, 226Ra dan 40K dalam beras pada beberapa daerah di Jawa Barat

No. Lokasi Konscntrasi Radionuklida (Bq/kg)

228Th 226Ra40K

,

1. Pamanukan _2,1517,87

_±

_±

_1,290,202,23

_±

_0,09 2. Losarang 31,012,68

±

±

1,590,212,31

±

0,09 .., Banjar 30,361,44

±

±

0,830,192,31

±

0,08 -'. 4. Tasik _27,341,60

_±

_±

_0,700,202,29

_±

_0,08 5. Ganlt 21,110,94

±

±

_0,790,192,25

_±

_0,08 6. Pandeglang 26,851,43

±

±

0,740,192,29

±

0,08 Rata-rata tcrbobot 0,96

±

0,06 1,67

±

0,14 25,63

±

1,61 (weighted mean)

Evaluasi data dilakukan secara statistik dengan selang kepercayaan 68%, yaitu menggunakan pcrsamaan (6) dan (7). Didapatkan nilai batas deteksi terendah (LLD) dengan waktu cacah \atar selama 61200 detik (17 jam) adalah untuk 2281'h

=

0,11 Bq, 226Ra

=

0,29 Bq dan 40K= 3,46 Bq sedangkan nilai konsentrasi terendah yang dapat dideteksi (MDC) dengan berat masing-masing sampel 1 kg adalah untuk 2281'h= 0,11 Bq/kg, 226Ra = 0,29 Bq/kg dan 40K = 3,46 Bq/kg. Bila hasil pengukuran sampellebih kecil atau sarna dengan MDC disebut tidak terdeteksi. Dari 1'abel 1. dapat dilihat bahwa konsentrasi radionuklida alam e281'h, 226Ra dan 40K) semuanya terdeteksi atau nilainya di atas MDC.

Dari 1'abel 1. dapat dilihat bahwa konsentrasi radionuklida alam e281'h, 226Ra dan 4oK) di dalam beras bervariasi. Konsentrasi 2281'h berkisar dari (0,70

±

0,08) Bq/kg (Daerah 1'asik) sampai (1,59 ± 0,09) Bq/kg (Daerah Losarang), konsentrasi 226Ra berkisar dari (0,94 ± 0,19) Bq/kg (Daerah Garut) sampai (2,68

±

0,21) Bq/kg (Daerah Losarang) dan konsentrasi 40K berkisar dari (17,87

±

2,23) Bq/kg (Daerah Pamanukan) sampai (31,01

±

2,31) Bq/kg (Daerah

Pros(dl~Partolnuan dan Pr'osentaslllmlalJ Funuslonal Yak-Ills NOli PBnuUt119 Uosolllber 2006 ISSN :1410 - 6391

i-· _ .__.~.-

-Losarang). Dari 6 daerah pcngambilan sam pel didapatkan nilai rata-rata konsentrasi radionuklida aJam 228Th, 226Ra clan 40K dalam beras masing-masing (0,96

±

0,06) Bq/kg, (1,67

± 0, 14) I3q/kg clan (25,63

±

1,61) Bq/kg. Konscntrasi radionuklicla alam yang tcrtinggi clijumpai pada sam pel beras yang berasal dari daerah sekitar Losarang yaitu (l,59

±

0,09) Bq/kg untuk 228Th, (2,68

±

0,21) Bq/kg untuk 226Ra dan (3 1,01 ± 2,31) Bq/kg untuk 4oK.

Adanya perbedaan data dari tiap daerah terse but karena perbedaan kondisi lingkungan setcmpat, seperti unsur-unsur kimia yang terkandung da1am tanah termasuk pupuk yang digunakan.

Hasil yang didapatkan untuk konsentrasi radionuklida alam yang tertinggi ini bi1a

dibandingkan dengan penelitian serupa pada beberapa daerah di Semenanjung Muria,

Kabupaten Jepara relatif lebih rendah dan bila dibandingkan dengan di kawasan PL TU batubara Paiton [6] sedikit lebih tinggi seperti yang diper1ihatkan pada Tabel 2.

Tabcl 2. Konsentrasi 228Th, 226Ra clan 40K yang tcrtinggi dalam bcras pada bcberapa daerah di Jawa Barat, Scmenanjung Muria clan kawasan PL TU Paiton

.---Lokasi Konscntrasi Radionuklida (Bq/kg)

228Th, 226Ra40K Jawa I3arat 1,59 ± 0,09 2,68 ± 0,21 31,01 ±2,31 Scmenanjung Muria 1,95 ± 0,04 19,69 ± 0,1954,06 ± 0,52

Jcpara, (Jawa Tengah)

PLTU Paiton

1,01

±

0,08 ttd

13,26 ±0,04 (Jawa Timur)

J\clanya perbcclaan konscntrasi raclionuklicla alam clalam sampcl ini kemungkinan disebabkan olch struktur geologi tanah yang bcrbeda atau tidak sarna dari satu tempat dengan temp at lain.

Pl'osldJJJJ PortBmuan !Ian ProsontasLUmJah FWluslonai Toknls Non PonoUU,18 Dos8lllber 2008

-

ISSN :1410 • 6381

KESIMPULAN DAN SARAN

• Konsentrasi rac!ionuklida alam 228Th, 226Ra dan 40K dalam beras pada beberapa daerah di Jawa Barat didapatkan nilai tertingginya adalah (l,59

±

0,09) Bq/kg untuk 228Th, (2,68

±

0,21) Bq/kg untuk 226Ra dan (31,01

±

2,31) Bq/kg untuk 4oK.

• Data yang diperoleh dapat digunakan seb".gai tambahan data dasar radioaktivitas lingkungan di Indonesia.

• Perlu dilanjutkan penelitian serupa untuk beberapa daerah di propinsi lainnya, sehingga akan didapatkan data dasar radionuklida alam di lingkungan, khususnya dalam beras.

DAFT AR PUST AKA

I. United Nation Scientific Committee on the Effects of Atomic Radintion (UNSCEAR), Sources and Effects of Ionizing Radiation, United Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) 2000 Report to the General Assembly. With Scientific Annexes, Vol. I, United Nations, New York, 2000

2. International Atomic Energy Agency (IAEA), Measurement of Radionuc1ides in Food and the Environment - A Guidebook, Tech. Rep. Ser. No. 295, IAEA, Vienna, 1989

3. Laboratorium Keselamatan, Kesehatan, dan Lingkungan (LKKL), Kalibrasi alat

spektrometcr gamma dcngan detektor HPGe, IK No. 5.5-01- 03-05/LKK L/IK, Rev.O, 25 November 2002, LKKL, P3KRBiN-Batan, Jakarta (2002).

4. DRY AK, P. and KOY AR, P., Correction for the Marinelli Geometri, Journal

Radioanalitical Nuclear Chemistry Letters, 135, 1989, pp. 281 292

5. SIMA,

0.,

On the Method of Dryak for Self Absorbtion Corrections Calculations, Journal Radioanalitical Nuclear Chemistry Letters, 155, 1991, pp. 75 - 78

G. SUTARMAN, LEU NIRW ANI, BUCHARI.R dan MINARNI, Konsentrasi 228Th, 226Ra

dan 40K dalam bahan makanan serta perkiraan dosis interna yang diterima penduduk di

Semenanjung Muria, Presentasi Ilmiah Keselamatan Radiasi dan Lingkungan IX,