ISSN PENGUKURAN RADIOAKTIVITAS GAMMA, BETA DAN IDENTIFIKASI RADIONUKLIDA DALAM SEDIMEN DAN AIR SUNGAI

257 ISSN 0216 -3128

Sukirno don Sudarmadji.

PENGUKURAN

RADIOAKTIVITAS

GAMMA,

BETA DAN

IDENTIFIKASI

RADIONUKLIDA

DALAM

SEDIMEN DAN

AIR SUNGAI

7"D

Sukirno daD Sudarmadji

Puslitbang Teknologi Maju Batan, Yogyakarta.

ABSTRAK

PENGUKURAN RADIOAKTIVITAS GAMMA, BETA DAN IDENTIFIKASI RADIONUKLIDA DALAM SEDIMEN DAN AIR SUNGAI. Telah dilakukan penentuan radioaktivitas gamma, beta dan identijikasi radionuklida dalam sedimen dan air sunagi di 4 lokasi sekitar semena,'ljung Muria (Kancilan, Banjaran, Suru dan Balong) pesisir semenanjung Muria, dengan menggunakan spektrometri r dengan detektor Ge (Li) dan a/at cacah beta latar rendah modifikasi P3TM-BATAN dengan detektor Geiger-Muller (GM). Masing-masing pencacahan dilakukan selama 30 menit untuk gross ft total dan 5 jam untuk ]-: Hasil identifikasi radionuklida alam dengan alat spektrometri r menunjukkan adanya 5 jenis radionuklida yang terdeteksi, yaitu Tl-208 (540 keV), K-40 (1460,7 keV), Pb-214 (351 keV), Pb-212 (238 keV) dan Ac-228 (910 keV).

Radionuklida Cs-137 (661,7 keV) tidak terdeteksi karena semua tenaga gamma yang dipunyainya tidak terdeteksi dengan alat cacah gamma. Hasil pengukuran radioaktivitas r tertinggi yang terkandung sedimen sungai Banjaran, yaitu Pb-212 (238 keV) sebesar 17,35 Bq/Kg dan radioaktivitas ft tertinggi 76,1 ~ 4,50 Bq/Kg terdapat pada sedimen Balong.

ABSTRACT

_DETERMINATION

OF GAM.'-f.4, BET A RADIOACTIVITIES AND IDENTIFICATION RADIONUCLlDE IN SEDIMENT AND WATER RIVER. Determination of gamma. beta radioactivities and ldeillljicailon -radionuclide in sediment and water river at four locations (Kancilan. Banjaran. Suru dan Balong) around the beach of Muria peninsula. by using r-spectrometry with Ge (Li) detector and modified of low level beta counter of P3TM-BATAN with detector of Geiger-Muller (GM). Counting for gross ft was in 30 minute and gamma was in 5 hours. The instrument r-spectrometer could identify five natural radionuclides of TI-208 (540 keV), K-40 (1460.7 keV). Pb-214 (351 keV). Pb-212 (238 keV) and Ac-228 (910 keV). Radionuclide of Cs-I 37 (661,7 keV) was undetected because all of its gamma energies could not be detected by the gamma counter. Measurement result of the radioactivity which give the highest of]: contained in the sediment of Banjaran river was Pb-212 (238 keV) of 17,35 Bq/Kg. for r spectrometry and in the highest ..of ft radioactivities was 76.1 :l: 4,50 Bq/Kg for ft it was obtained in the sediment of Balong river.

bumi, yaitu radiasi daTi nuklida primOrdial dan radiasi sinar kosmis(I.2). Radionuklida primordial yang memancarkan radiasi sudah ada sejak terben-tuknya bumi dan batu-batuannya. Radio-nuklida primordial antara lain K-40 serta sederetan nuklida hasil peluruhan alam yang terdiri alas: deret uranium, deret aktinium dan deret thorium. Dosis radiasi yang diterima daTi radionuklida primordial merupakan radiasi latar atau cacah latar yang sering dipakai sebagai garis dasar di dalam melakukan analisis mengenai dampak lingkungan (AMDAL).

Radioaktivitas lingkungan di sekitar daerah pesisir semenanjung Muria perlu dilakukan penelitian, hal ini erat kaitanya dengan rencana lokasi pembangunan PLTN, maupun akan beroperasinya PL TU di daerah terse but. Untuk mengetahui kualitas lingkungan daTi aspek radiologis, perlu dilakukan kajian radioaktivitas pada suatu ekosistem yang berkaitan dengan

PENDAHULUAN

B

anyak radionuklida alamiah terdapat di semua bagian lingkungan alam dan akibatnya terdapat suatu latar belakang alamiah radioaktif. Penyebaran radioaktif di dalam lingkungan alamiah mudah sekali dipahami. Radioaktivitas ini disebarkan secara homogen di seluruh lingkungan. Dengan cara ini radioaktivitas tidak mencapai kadar yang tinggi di dalam suatu daerah yang khusus. Sebagai tambahan, radiasi kosmik dapat mengakibatkan produksi radionuklida yang ditambahkan ke dalam kegiatan latar belakang alamiah. Reaksi nuklir dari percobaan persenjataan dan pembangkj~ tenaga listrik serta kegiatan yang berhubungan, telah mengakibatkan suatu sumber radiaktif yang baru dan nyata dilingkungan.

Radioaktivitas alam sudah ada sejak terben-tuknya bumi dan alam semesta ini. Radioaktivitas a!am ini dapat berasal dari dalam bumi dan dari luar

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nukli P3TM-BATAN Yogyakarta. 7 -8 Agustus 2001

paparan radiasi gross (totoal) alpha, beta daD gamma(I).

P3TM salah satu Puslit di Batan mempunyai

tanggung jawab untuk mendata sebaran

radio-aktivitas alam daD buatan dikawasan Indonesia sebelah timur. Sehingga nanti akan dapat disusun suatu Bank Data Radioaktivitas lingkungan, yang dapat dipakai sebagai pembanding data yang akan datang setelah dibangunya industri nuklir maupun

non nuklir.

Tujuan dari penelitian ini adalah: mengetahui jenis radionuklida daD harga radioaktivitas gamma daD gross beta total dalam cuplikan sedimen daD air sungai didaerah semenanjung Muria, hasil ini

diharapkan dapat digunakan sebagai pembanding

hasil penelitian selanjutnya, setelah di daerah ini beroperasi PL TV maupun PL TN

TATA KERJA

Alat

Alatjiregen air dengan volume 5 liter, plastik klip tempat sedimen basah, alat penumbuk sedimen kering, ayakan Karl Colb dengan ukuran 100 mesh, timbangan analitik, kompor listrik, mangkok porselin, alat cacah /3 Geiger Muller counter Ortec 410A, dan Spektrometer y dengan detektor Ge (Li) dan MCA Ortec 7010.

Bahan

Bahan yang digunakan adalah: Akuades,

HNO), Air dan sedimen sungai, planset aluminium, bahan standar Sr-90 (13) dan Eu-152 (y).

Cara Kerja.

Sedimen sungai diambil pada dasar sungai bagian atas, kemudian dicuci dengan air setempat, dikeringkan dan dihilangkan kotoran yang terikut sedimen. Sedimen yang telah bersih dan kering di haluskan dengan lumpang penumbuk terbuat dari "stainless steel" kemudian diayak, lolos 100 mesh, selanjutnya diserbasamakan dan ditempatkan dengan wadah yang telah tersedia. Sedimen

-ditimbang seberat 3,5 gram dalam planshet untuk pengukuran aktivitas gross beta totalnya dengan alat pencacah beta latar rendah dengan detektor GM, dan 100 gram untuk pengukuran aktivitas y dan identifikasi radionuklda yang terkandung dalam cuplikan sedimen dengan mengunakan spetrometer gamma detektor Ge (Li). Dari pencacahan dapat teridentifikasi radionuklida dan aktivitas masing-masing radionuklida yang terkandung dalam sedimen sungai.

Air sungai: Air sungai setelah diambil dari sungai kemudian ditetesi dengan 5 tetes HN03, untuk supaya jangan ada lumut yang tumbuh di air sungai tersebut. Air sungai tersebut diambil 2 liter kemudian dipekatkan sampai sekitar 40 ml kemudian dipindahkan ke planset sedikit demi sedikit sampai air sungai teruapkan semua, penguapan dilakukan dengan kompor listrik di almari asam. Endapan atau padatan yang ada dalam planset siap dicacah untuk mengetahui aktivitas gross beta, dengan alat cacah beta latar rendah dengan detektor GM.

Rumus perhitungan yang dipakai untuk mengukur aktivitas gross beta:

Aktivitas /3 cuplikan dihitung dengan cara kalibrasi efesiensi, -yak.~i menggunakan persamaail,. dan standar deviasi dengan tingkat signifikan 95 % diberikan oleh persamaan(3).

Ao = [Co. -CIJb]/[60xExL]I,96.S(A) Ao = aktivitas beta total (Bq/L) Co. = laju cacah total (cpm) CIJb = laju cacah latar (cpm)

E = Efisiensi alat cacah /3 setelah dihitung 31,18 % L = Ukuran sam pel yang diukur (I) angka 60

men it ke detik S(A) = standar deviasi

Jenis cuplikan, lokasi p~ngambilan, volume/beratnya.. Sedimen ditimbang masing-masing sekitar 3 gram untuk cuplikan pencacahan (/3) dan 100 g pencacahan (y). Air sungai dari pengambilan cuplikan air 5 liter, diambil 2 liter kemudian dipekatkan untuk cuplikan pencacahan, dapat dilihat pada Tabel 1.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

ISSN 0216-3128 259

Sukirno dan Sudarmadji.

teridentifikasi disetiap masing-masing sedimen dengan menggunakan alat spektrometri 'Y dengan detektor Ge (Li). Puncak tenaga 'Y yang teridentifikasi adalah K-40 dengan umur paro 1,27 x 109 tahun merupakan radionuklida alam, Pb-212, Tl-208 dan Ac-288, merupakan deret peluruhan alam Th-232 dengan um_ur paro 1,39 x 1010 tahun,

sedangkan radionuklida Pb-214 merupakan deret

peluruhan alam U-238 dengan umur paro 4,56 x 109 tahun, ini menunjukkan dalam sedimen sungai disekitar semenanjung Muria mengandung thorium dan uranium. Adanya thorium dan uranium alam telah dianalisis oleh Sukirno dkk(5) dengan metoda analisis aktivasi netron, dengan kadar sekitar 1

sampai dengan 5 ppm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Identifikasi radionuklida dalam cuplikan se-dimen (Banjaran, Kancilan clan Balong) ditampilkan dalam Tabel 2 daD aktivitas gamma yang terukur ditampilkan dalam Tabel 3 daD Gambar I. Pengukuran radioaktivitas clan identi-fikasi dalam cuplikan sedimen dilakukan dengan teknik spektroskopi 'Y clan analisis kualitatif basil

puncak-puncak spektra. Puncak-puncak-puncak

tenaga spektrum

sinar 'Y karakteristik yang diperoleh ini dicocokan dengan tabel isotop(3,4), dengan mengetahui tenaga puncak dapat diidifikasikan radionuklida yang terdapat dalam sedimen.

Hasil identifikasi radionuklida dalam sedimen pada Tabel 2, ada 5 jenis radionuklida yang

I

r---2O

0

Ac-20B K-40 TL-228

Pb-212

Pb-214

Radionuklida

Gambar I. Histogram aktivitas r radionuk/ida pada berbagai sedimen

Prosiding Pertemuan dan Presentasl IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

15

10

Tabe13 dan Gambar 1, merupakan

hasil perhitungan

radioaktivitas gamma daTi radionuklida yang

terdeteksi dalam sedimen sungai. Dari ke lima

radionuklda yang terdapat yang terkandung dalam

sedimen, Radionuklida Pb-212 yang mempunyai

aktivitas tertinggi yaitu 17,35 Bq/Kg, radionuklida

ini terdapat di sedimen Banjaran, sedangkar

aktivitas yang terkecil adalah radionuklida Ac-228

ini terdapat di sedimen Balong yang mempunyai

aktivitas gamma 0,15 Bq/Kg.

Analisis terhadap

kemungkinan adanya nuklida Cs-137 mengunakan

alat spektrometer gamma di dalam sedimen yang

didasarkan atas tenaga (662 keY) spektrum sinal

gamma menurut Erdtmann(J)

tidak menunjukkan

adanya puncak spektrum nuklida Cs-13

7 .Hal ini

menunjukkan bahwa daerah semenanjung Muria

belum menunjukkan adanya nuklida basil daTi

kegiatan penggunaan

nuklir. Tidak terdeteksinya

radionuklida Cs-137 dimungkinkan karena faktor

jarak tempat uji ciba nuklir atau fasilitas nuklir ke

lokasi sampling, atau adanya pengenceran

debu-debu radioaktif yang masuk perairan sehingga

konsentrasinya menjadi sangat kecil sampai di

pesisir Muria, daD atau dibawah barns minimum

deteksinya (0,002 Bq/L atau 0,002 Bq/Kg beret

cuplikan) didalam semua

cuplikan yang diambil.

Tabel 4. Hasil pengukuran

aktivitas beta total sedimen

dan air sungai.

Cu~likan

No

1.

2.

3.

4.

Nama Sungai

Air sung~mBq/L}

_{sedi!!!en (BqlKg}}

Banjaran

Kancilan

Suru

Balon~

10,70:i:0,12 4,55:i: 0,13 1,33 :i: 0,09 6,30:i: 0,09 -51,4:i: 1,91 58,5 :i: 0,38 68,9:i: 1,12 76,1 :i: 4,50

terukur tersebut keseluruhannya masih dibawah

arnbang batas Peraturan Pemerintah No 20/1990,

yaitu sebesar 1000 mBq/L, sehingga kondisi

lingkungan sekitar semenanjung

Muria dari aspek

radioekologi untuk gross beta bisa dikatagorikan

baik, karena masih dibawah nilai arnbang

batas.

Radioaktivitas yang terukur untuk

masing-masing sedimen sungai, mempunyai aktivitas relatif

harnpir sarna sekitar 51 Bq/Kg sarnpai dengan 75

Bq/Kg.

Ini menunjukkan radioaktivitas sekitar

perairan sungai daerah semenanjung Muria

mempunyai paparan radiasi yang harnpir sarna.

Paparan radiasi yang terukur tersebut diperkirakan

merupakan deret radionuklida primordial, yang

umumnya merupakan

pemanCar

alpha dan beta.

Gambar 1 merupakan pengukuran aktivitas y

pada radionuklida di berbagai sedimen sungai, terlihat jelas .-: bahwa aktivitas dalam sedimen Banjaran paling tinggi,untuk nuklida Pb-212 dan aktivitas y terendah radionuklida Ac-228 terdapat dalam sedimen Balong.

Aktivitas gross 8 untuk sedimen daD air sungai Aktivitas gross beta temkur untuk cuplikan sedimen daD air masing-masing sungai dapat dilihat pacta Tabel 4. Data pacta Tabel 4 terlihat aktivitas gross beta total untuk air sungai yang terbesar pacta

adalah terdapat pacta air sungai Banjaran adalah sebesar 10,70 :i: 0,12 mBq/L. Sedangkan aktivitas terkecil terdapat pacta sungai sum dengan aktivitas sebesar 1,33 :i: 0,09 mBq/L. Radiaktivitas yang

-I

-

0-m

E III IU

...

.>

~

oct Kancilan SUN Nama Sungai Satang Banjaran

Gambar 2. Hislrogram aklivilas bela lolal unluk masing-masing

air sungai

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BA TAN Yogyakarta, 7 -B Agustus 2001

12 10 8 6 4

2

C

ISSN 0216-3128

261

Sukirno dan Sudarmadji.

100

80

60

40

20

a

C)

~

-

0-m

II) cu

-'>

~

~ <C

Kancilan

Suru

Nama Sungai

Balong

Banjaran

Gambar 3. Histrogram aktivitas beta total, masing-masing

sedimen

sungai

DAFT AR PUST AKA

Gambar 2 daD 3, mempakan histrogram aktivitas beta total untuk masing-masing sedimen daD air sungai. Telihat jelas aktivitas yang terbesar maupun terkecil hila dibuat histrogram dati data-data Tabel 2. Aktivitas untuk air sungai tertinggi adalah sungai Banjaran daD terendah pada air sungai

Sum sedangkan untuk sedimen tertinggi adalah sedimen sungai Balong, daD derendah terdapat pada sedimen sungai Banjaran.

2.

KESIMPULAN

3.

4.

W ARDANA. W .A., Teknik Analisis

Radio-aktivitas Lingkungan., Andi Offset, Yogyakarta

(1994)

SUTflPTO., MURYONO., SUMINING., "Pola

Sebaran Radioaktivitas Dalam Cuplikan Air

Laut, Alga danlkan di Pesisis Semenanjung

Muria".,Prosiding,

PPI

P3TM-Batan

Yogyakarta

(2000).

.

ERDTMANN. G., Neutron Activation Tables.,

New York (1976)

IAEA., Measurement

of radionuclides in food

and the environment.,

Technical Reports Series

No 295., Vienna, (1989)

SUKIRNO, SUSANA.," Aplikasi APN Untuk

Menentukan Multiunsur Dalam Sedimen

Sungai"., Prosiding., PPI, P3TM-Batan.,

Yogyakarta

(1999).

5.

TANYAJAWAB

Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Hasil identifikasi radionuklida dengan Blat spetrometer gamma menunjukkan adanya lima jenis radionuklida yang terdeteksi j':litu Pb-212, Pb-214, TI-208, K-40 daD Ac-228, yang kesemuanya berasal daTi slam, Radionuklida Cs-137 dan lainnya basil dari percobaan nuklir

atau basi belah, tidak terdeteksi disemua

cuplikan.

2. Radionuklida yang mempunyai aktivitas terbesar adalah Pb- 212 sebesar 17,35 Bq/Kg terdapat dalam sedimen Banjaran. Untuk radiaktivitas terkecil adalah Ac-228 dengan

aktivitas gamma 0,15 Bq/Kg terdapat dalam sedimen sungai Balong.

3. Radioaktivitas beta total untuk cuplikan air sungai yang terbesar adalah 10,70 % 0,12 mBq/L terdapat di air sungai Banjaran daD aktivitas ini masih dibawah ambang batas baku mutu menu rut PPRl No 20/1990. Sedangkan aktivitas untuk sedimen sungai relatif hampir sarna yaitu sekitar 51 Bq/Kg sampai dengan 76 Bq/Kg.

Indra Surayawan

-Pengukuran sedimen laut dan sungai metode pengukurannya apakah sarna.

-Kalau percobaan nuklir terj3di, nuklida-nuklida yang terdeteksi apa saja.

Sukirno

-Pengukuran aktivitas sedimen laut don sungai metode soma, tetapi sampling berbeda. Karena sedimen laut lokasinya sangat luGS don diambil pada bagian pinggir don bagian tengah.

-Prosldlng pertemuan dan Preaentaal IImlah Penelltlan Daaar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001

Banyak radionuklida yang terjadi, tetapi pada

umumnya Co-60, Cs-137 dan Sr-90 karena

radionuklida ini mempunyai umur Faro yang

panjang dan sangat toksislberbahaya bagi

lingkungan

Sukirno

-Pengambilan

sampling dilakukan di bagian

pinggir kedua sisi dan bagian tengah, diambil

juga sedimennya

yang tidak ada airnya, waktu

musim hujan air akan melalui jalur yang tidak

dialiri pada musim kemarau. Pengambilan

cuplikan diambil di beberapa titik kira-kira

jauhnya dari titik awal sampai titik akhir 0,5

Km. Pada umumnya

sungai disekitar/ sepanjang

muara tidak berpasir.

An~ar Budiarto

-Bagaimana cara menentukan sampel di suatu sungai, mengingat aliran sungai bisa berubah-ubah posisinya/ tempatnya. Apakah perlu dipilih sungai yang tidak pernah diambil pasirnya.

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN Yogyakarta, 7 -8 Agustus 2001