Pusat Sains dan Teknologi Akselerator BA

(1)

I SSN 0216-3128

PROS ID IN G

PERTEMUAN DAN PRESENTASI ILMIAH

PENELITIAN DASAR ILMU PENGETAHUAN

DAN TEKNOLOGI NUKLIR

Yo g ya ka rta , 10 - 11 Juni 2014

BUKU II

KIMIA, TEKNOLOGI PROSES,

PENGOLAH LIMBAH DAN LINGKUNGAN

Diterbitkan oleh

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 ykbb, Telp. (0274) 488435, 484436

(2)

E d i t o r /P e n i l a i

FM I PA-U GM

Prof. Dr. Kusminarto

Prof. Dr. Sri Jauhari Santoso

BBK K P-DEPERI N DAG

Ir. Dwi Wahini Nurhayati, M.Eng

PST A-BAT AN

Prof. Ir. Syarip

Ir. Prayitno, MT

Prof. Drs. Samin

Dr. Ir. Agus Taftazani

Prof. Drs. Sudjatmoko, SU

Prof. Dr. Pramudita Anggraita

Ir. Gede Sutresna W., M.Eng.

Drs. BA. Tjipto Sujitno, MT

Ir. Slamet Santosa, M.Sc.

Ir. Herry Poernomo, MT

Ir. R. Sukarsono, SU

Prajitno, S.Kom.

Prosiding

(3)

KATA PENGANTAR

uji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas petunjuk dan karunia-Nya maka telah dapat diterbitkan Prosiding Pertemuan Ilmiah Penelitian Dasar Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir dengan mengambil tema "PERANAN SAINS DAN TEKNOLOGI PEMERCEPAT BERKAS PARTIKEL BERMUATAN DALAM BIDANG INDUSTRI, LINGKUNGAN DAN KESEHATAN".

Penerbitan buku prosiding ini dibagi dalam dua buku yaitu buku I untuk kelompok Fisika dan Reaktor, dan Buku II untuk kelompok Kimia, Teknologi Proses, Pengolahan Limbah dan Lingkungan. Prosiding ini merupakan dokumentasi karya ilmiah para peneliti dari berbagai disiplin ilmu yang berkaitan dengan sains dan teknologi nuklir dalam mendukung era industrialisasi, dan telah dipresentasikan pada tanggal 10 – 11 Juni 2014 di Pusat Sains dan Teknologi Akselerator, Jl. Babarsari Yogyakarta.

Pertemuan dan presentasi ilmiah ini diselenggarakan yang ke XXXIII, dan merupakan kegiatan rutin tahunan di PSTA-BATAN dengan tujuan untuk mengetahui perkembangan aktivitas penelitian yang telah dicapai oleh para peneliti di lingkungan BATAN. Pembukaan Pertemuan dan Presentasi Ilmiah dilakukan oleh Bapak Kepala Deputi Bidang SATN-BATAN dan dilanjutkan Ceramah Umum I oleh Prof. Dr. Pramudita Anggraita (PSTA BATAN Yogyakarta) dengan judul CURRENT STATUS ACCELERATOR IN INDONESIA, Ceramah Umum II Oleh Prof. Hiroki Tanaka, Ph.D., (Div. of Advance Neutron Therapy, Kyoto University) dengan judul PROSPECT BNCT IN THE WORLD AND EXPERIENCE OF BNCT BY KUR AND START OF CLINICAL BNCT TRIAL BY SMALL CYCLOTRON BASED NEUTRON GENERATOR IN KURRI, Ceramah Umum III oleh Prof. Hiroaki Kumada, Ph.D., (Division of Biomedical Science, Faculty of Medicine, Proton Medical Research Center, Tsukuba University) dengan judul CURRENT STATUS AND THE FUTURE PLAN OF LINAC AND CYCLOTRON BASED BNCT IN KYOTO UNIVERSITY, Ceramah Umum IV oleh Dr. Widi Setiawan (PSTA-BATAN Yogyakarta dengan judul PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN PASIR ZIRKON LOKAL INDONESIA MENJADI PRODUK ZIRKONIUM GRADE INDUSTRI DAN URANIUM UNTUK MENUNJANG MP3E.

Di dalam prosiding ini berisi karya tulis ilmiah yang telah dipresentasikan dalam Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014 sebanyak 3 makalah pembicara utama dari BATAN (1) dan JEPANG (2) serta 52 topik makalah yang disampaikan dalam sidang parallel. Karya tulis ilmiah tersebut berasal dari berbagai institusi selain dari BATAN (25) yaitu dari BAPETEN (4), UGM (4), dan UNY (4). Pembagian kelompok makalah adalah 25 termasuk kelompok makalah Fisika dan Reaktor, 27 makalah termasuk kelompok Kimia, Proses, Pengolahan Limbah dan Lingkungan. Prosiding ini telah melalui proses penilaian dan editing oleh dewan editor/penilai karya tulis ilmiah serta dilengkapi dengan diskusi dan tanya jawab pada saat seminar berlangsung.

Semoga penerbitan prosiding ini dapat bermanfaat sebagai bahan acuan untuk lebih memacu dan mengembangkan penelitian yang akan datang. Kepada semua pihak yang telah ikut membantu penerbitan prosiding ini kami ucapkan terima kasih.

Yogyakarta, 19 Agustus 2014

(4)

SAMBUTAN

KEPALA PUSAT SAINS DAN TEKNOLOGI

AKSELERATOR - BATAN

Dengan mengucapkan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, kami

sampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Tim Editor dan semua

pihak yang terlibat dalam penyelesaian dan penerbitan prosiding ini.

Prosiding ini merupakan dokumentasi karya ilmiah para peneliti yang telah

dipresentasikan pada tanggal 10 - 11 Juni 2014 dengan tema " PERANAN

SAINS DAN TEKNOLOGI PEMERCEPAT BERKAS PARTIKEL

BERMUATAN DALAM BIDANG INDUSTRI, LINGKUNGAN DAN

KESEHATAN ". Prosiding ini melibatkan berbagai disiplin ilmu, yang

berkaitan dengan penelitian dasar ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir. Di

dalam prosiding ini dapat diketahui beberapa permasalahan yang mencakup

kemajuan dan perkembangan litbang ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir,

yang telah diupayakan oleh para peneliti di dalam lingkungan BATAN

sendiri yaitu di Pusat Sains dan Teknologi Akselerator, maupun dari luar

BATAN.

Laporan hasil penelitian dalam prosiding ini diharapkan dapat menjadi salah

satu basis terwujudnya sinergi antara sesama peneliti maupun dengan

kalangan industri. Sinergi tersebut merupakan syarat untuk mewujudkan

produk dengan kandungan lokal maksimal serta produk yang mempunyai

daya saing berbasis penelitian/penemuan dalam negeri.

(5)

iv ISSN 0216 - 3128 Daftar Isi

DAFTAR ISI

EDITOR i

PENGANTAR EDITOR ii

SAMBUTAN KEPALA PSTA-BATAN iii

DAFTAR ISI iv - vi

CERAMAH UMUM

CURRENT STATUS OF ACCELERATORS IN INDONESIA Pramudita Anggraita

Particle Physics Division, Center for Accelerator Science and Technology, National Nuclear Energy Agency

vii - li

EXPERIMENTAL VERIFICATION OF BEAM CHARACTERISTIC FOR CYCLOTRON-BASED EPITHERMAL NEUTRON SOURCE (C-BENS)

H. Tanaka, Y. Sakurai , M. Suzuki , S. Masunaga, T. Mitsumoto , K. Fujita, G. Kashino, Y. Kinashi, Y. Liu, M. Takada, K. Ono, A. Maruhashi

Research Reactor Institute, Kyoto University, Osaka 590-0494, Japan

lii - lv

THE CURRENT STATUS AND FUTURE PLAN OF LINAC-BASE BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY IN UNIVERSITY OF TSUKUBA

Hiroaki KUMADA

Proton Medical Research Center, University of Tsukuba, Japan

lvi - lxxv

PENYEDIAAN 90ycL3 DARI HASIL ELUSI GENERATOR 90Sr/90Y

Sulaiman, Sri Aguswarini, Karyadi, Sri Setiyowati, Gatot S., Chairuman, M. Subur, Adang H.G. Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka - BATAN

1 - 5

KAJIAN EKSPERIMEN PERUBAHAN STRUKTUR KRISTAL PADA PROSES GRAFITISASI

Tundjung Indrati Y

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

6 - 10

PEMODELAN MATEMATIS PROSES REDUKSI KERNEL U3O8 DENGAN GAS H2

Ariyani Kusuma Dewi, Moch. Setyadji

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

11 - 15

PEMUTAKHIRAN METODE SSA, UV-VIS DAN POTENSIOMETRI-ESI UNTUK KONTROL KUALITAS AIR TANGKI REAKTOR

Samin, Supriyanto dan Alifah*

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN * Universitas Negeri Yogyakarta

16 - 23

UJI KOMPOSISI KANDIDAT BAHAN ACUAN STANDAR MINERAL ZIRKON BANGKA DENGAN METODE SPEKTROMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

Supriyanto C., Samin

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

(6)

Daftar Isi ISSN 0216 - 3128 _v

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014 Pustek Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

Jogjakarta, 10 – 11 Juni 2014

FENOMENA RELAKSASI FISIK PADA BOLA GRAFIT HASIL CETAKAN ALAT MOLDING BAHAN BAKAR PARTIKEL TERLAPIS BENTUK BOLA

Dedy Husnurrofiq, Harry Supriadi, Sudaryadi Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

30 - 35

DIJESTI MONASIT MEMAKAI NATRIUM HIDROKSIDA Suyanti dan MV Purwani

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

36 - 41

INSTALASI DAN UJI FUNGSI KINERJA FURNACE INDUKSI MF-15 DENGAN COIL 1,48 µH PADA UNIT PELAPISAN KERNEL UO2

Triyono, Darmanto, Parimun

42 - 47

STUDI EKSPERIMEN HYBRID PROSES SIR (SOLVENT IMPREGNATED RESINS) UNTUK PEMISAHAN Zr – Hf

Dwi Biyantoro dan Suyanti

48 - 52

KAJIAN EKSTRAKSI ZIRKONIUM DARI HAFNIUM DENGAN METODA MEMBRAN EMULSI

A.N. Bintarti, Dwi Biyantoro, Bambang EHB Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

53 - 59

PENGARUH VIBRASI DAN KECEPATAN TETES UMPAN TERHADAP SIFAT FISIS GEL ADU PADA GELASI EKSTERNAL

Sri Rinanti Susilowati , Suparjono M., Mujari), Rohyanto Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

60 - 65

STUDI ASAL-USUL AIR TANAH DAERAH SEMBALUN – RINJANI NUSA TENGGARA BARAT MENGGUNAKAN ISOTOP ALAM

Satrio

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi - BATAN

66 - 70

ESTIMASI FAKTOR PENGAYAAN RADIONUKLIDA ALAM HASIL PEMBAKARAN BATUBARA DARI PLTU PAITON

Sukirno, Sri Murniasih, Rosidi

71 - 76

EVALUASI UJI BANDING ANTAR LABORATORIUM AAN UNTUK MENENTUKAN KANDUNGAN UNSUR DALAM SAMPEL LINGKUNGAN

Sri Murniasih, Sukirno, Agus Taftazani

77 - 83

STRATEGI DALAM IMPLEMENTASI DAN PENGEMBANGAN BUDAYA KESELAMATAN

W. Prasuad

Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju - BATAN

(7)

vi ISSN 0216 - 3128 Daftar Isi

SOLIDIFIKASI DAN KARAKTERISASI LUMPUR LIMBAH Pb Endro Kismolo, Gede Sutresna Wijaya, Nurimaniwathy

92 - 96

PENYISIHAN KHROM DARI LIMBAH CAIR DENGAN PROSES KOAGULASI-FLOKULASI BERTINGKAT

Zainus Salimin, Endang Nuraeni, Mirawaty Pusat Teknologi Limbah Radioaktif – BATAN

97 - 101

IMOBILISASI LIMBAH RADIOAKTIF URANIUM DARI DEKOMISIONING FASILITAS PEMURNIAN ASAM FOSFAT MENGGUNAKAN BAHAN MATRIKS SYNROC TITANAT DAN FOSFAT

Gunandjar, Titk Sundari, Yuli Purwanto Pusat Teknologi Limbah Radioaktif – BATAN

102 - 111

PREDIKSI DISPERSI DAN AKUMULASI ANAK LURUH Ra-226 DAN Pb-214 KELUARAN INDUSTRI PLTU BATU BARA DENGAN PERANGKAT LUNAK DCAL Budi Setiawan, A. Muzakky

112- 120

MODEL SEBARAN RESIDU RADIONUKLIDA KE DALAM AIR SUNGAI DI LINGKUNGAN PERTAMBANGAN ZIRKON

M. Yazid, Wijiyono, Aris Bastianudin Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

121 - 125

INVENTARISASI LIMBAH HASIL DEKOMISIONING REAKTOR TRIGA MARK II, BANDUNG

Mulyono Daryoko, Sutoto

Pusat Teknologi Limbah Radioaktif, BATAN

126 - 132

STIMULASI DEGRADASI HIDROKARBON DAN REDUKSI LOGAM BERAT DALAM MEDIUM CAIR MENGGUNAKAN INOKULAN FUNGI TERIRADIASI GAMMA DOSIS RENDAH

Nana Mulyana, Tri Retno Dyah Larasati dan Arief Adhari Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi - BATAN

133 - 139

PEMBUATAN KOMPONEN KIT IRMA TSH UNTUK DETEKSI HORMON TIROID Gina Mondrida, Triningsih, Sutari, Sri Setiyowati, Agus Ariyanto, Puji Widayati, V.Yulianti Susilo dan W.Lestari.

Pusat Teknologi Radioisotop dan Radiofarmaka (PTRR) - BATAN

140 - 144

PENGARUH H2SO4 PADA PELINDIAN ILMENIT DAN HIDROLISA DINI

MV Purwani, Suyanti

145 - 159

PENGARUH IRRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP PERTUMBUHAN GALUR MUTAN TANAMAN KAPAS (GOSSYPIUM HIRSUTUM L.)

Lilik Harsanti, Yulidar

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi – BATAN

151 - 155

(8)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 vii

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 4 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN

(9)

(10)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 ix

(11)

(12)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xi

(13)

(14)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xiii

(15)

(16)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xv

(17)

(18)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xvii

(19)

(20)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xix

(21)

(22)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxi

(23)

(24)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxiii

(25)

(26)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxv

(27)

(28)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxvii

(29)

(30)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxix

(31)

(32)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxxi

(33)

(34)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxxiii

(35)

(36)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxxv

(37)

(38)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxxvii

(39)

(40)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xxxix

(41)

(42)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xli

(43)

(44)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xliii

(45)

(46)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xlv

(47)

(48)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xlvii

(49)

(50)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 xlix

(51)

(52)

Pramudita Anggraita. ISSN 0216 - 3128 li

(53)

(54)

H. Tanaka, dkk. ISSN 0216 - 3128 liii

(55)

(56)

H. Tanaka, dkk. ISSN 0216 - 3128 lv

(57)

(58)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lvii

(59)

(60)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lix

(61)

(62)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxi

(63)

(64)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxiii

(65)

(66)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxv

(67)

(68)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxvii

(69)

(70)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxix

(71)

(72)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxxi

(73)

(74)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxxiii

(75)

(76)

Hiroaki KUMADA. ISSN 0216 - 3128 lxxv

(77)

66 ISSN 0216 - 3128 Satrio, dkk

STUDI ASAL-USUL AIR TANAH DAERAH SEMBALUN–

RINJANI NUSA TENGGARA BARAT MENGGUNAKAN

ISOTOP ALAM

Satrio, Nurfadhlini

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi – BATAN

Jl. Lebak Bulus Raya No. 49 Jakarta 12440. Telp. 021-7690709, Fax. 021-7691607 Email: satrio@batan.go.id

ABSTRAK

STUDI ASAL-USUL AIR TANAH DAERAH SEMBALUN – RINJANI NUSA TENGGARA BARAT MENGGUNAKAN ISOTOP ALAM. Telah dilakukan penelitian air tanah di daerah Sembalun – Rinjani menggunakan isotop alam. Penelitian ini dilakukan sekitar tahun 2012 dan berlokasi di kawasan Gunung Rinjani, yaitu di sekitar Kecamatan Sembalun, Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui asal-usul air tanah di daerah Sembalun – Rinjani melalui pendekatan metode isotop alam 18O, 2H dan 14C. Sejumlah sampel air, baik air panas, air dari mata air maupun air sungai diambil di sejumlah lokasi untuk kemudian diukur komposisi isotop 18O dan 2H. Di beberapa lokasi diambil pula sampel karbonat (BaCO3) dari sampel air untuk diukur kandungan isotop

14

C yang kemudian dikonversi menjadi umur. Berdasarkan hasil analisis isotop alam 18O, 2H dan 14C diketahui bahwa hampir seluruh mata air dingin dan air sungai di daerah Sembalun – Rinjani berasal dari air meteorik dan merupakan local recharge, sedangkan untuk seluruh mata air panas juga berasal dari air meteorik dengan elevasi recharge yang relatif sama namun memiliki evolusi yang berbeda-beda.

Kata Kunci: asal-usul air tanah, isotop alam 18O dan 2H, isotop 14C, recharge air tanah

ABSTRACT

GROUNDWATER ORIGIN STUDY IN SEMBALUN – RINJANI AREA IN WEST NUSA TENGGARA USING ENVIRONMENTAL ISOTOPES. Groundwater origin study in Sembalun – Rinjani area in West Nusa Tenggara using environmental isotopes had been done. This study was done in 2012 and located at Mount Rinjani area, around the District Sembalun, East Lombok, West Nusa Tenggara. The purpose of this study was to determine the origin of ground water in Sembalun – Rinjani area by using environmental isotopes method such as 18O, 2H and 14C. Amount of water sample, it can be hot water, springs and river water, were taken at some locations to be measured its 18O and 2H isotope compositions. Carbonate sample (BaCO3) from water also taken at some locations to be measured its

14

C isotope composition, which then be converted to age. According to analysis results of 18O, 2H dan 14C it is obtained that almost all cold spring and river water samples are originally from meteoric water and local recharge, while hot spring samples also from meteoric water with elevation recharge relatively similar but has different evolution.

Keywords: groundwater origin, environmental isotopes of 18O and 2H, isotope of 14C, groundwater recharge

PENDAHULUAN

embalun merupakan salah satu kecamatan di Kabupaten Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat yang memiliki kondisi topografi pegunungan atau perbukitan. Secara geografis, Kecamatan Sembalun di sebelah utara berbatasan dengan Kecamatan Sambelia, di sebelah selatan berbatasan dengan Aikmel dan Pringgasela, di sebelah barat dengan Kabupaten Lombok Barat sedangkan di sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Pringgabaya.

Seperti diketahui bahwa topografi di Kecamatan Sembalun didominasi oleh perbukitan yang merupakan bagian dari Gunung Rinjani. Dengan kondisi alam demikian, di beberapa lokasi mudah ditemukan sejumlah mata air, baik mata air dingin

maupun mata air panas. Terdapatnya mata air panas di sejumlah lokasi mengindikasikan adanya

kontribusi sistem panasbumi di kawasan tersebut. Disisi lain ditemukan juga sejumlah mata air dingin yang mengindikasikan bahwa air tersebut memiliki perbedaan asal dengan air panas yang muncul di sekitarnya. Fenomena ini sangat menarik untuk diteliti agar dapat diketahui mengenai asal-usulnya.

Pendekatan isotop alam merupakan metode yang sering digunakan dalam mengungkap asal-usul air di suatu wilayah atau kawasan. Isotop alam yang

umum digunakan adalah isotop stabil 18O dan 2H

serta isotop radioaktif alam 14C untuk menentukan

umur air tanah.

(78)

Satrio, dkk. ISSN 0216 - 3128 67

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 4 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan ‐ BATAN

Yogyakarta, ‐ Juni 4

Gambar 1. Daerah Sembalun, Lombok Timur–Nusa Tenggara Barat (kotak kecil)

TATA KERJA

Pengambilan sampel untuk analisis isotop ( 18O, 2H)

Isotop alam 18O dan 2H berada di air dalam

bentuk senyawa 1H218O dan 1H2H16O2. Kedua isotop tersebut sangat peka terhadap proses fisika seperti penguapan. Oleh karena itu untuk mencegah hal tersebut maka pengambilan sampel air dilakukan sebagai berikut:

a. Sampel air sebanyak 20 ml dimasukkan kedalam

botol khusus kedap udara dengan cara mendekatkan botol terhadap sumber air atau memasukkannya kedalam sumber.

b. Hindarkan adanya gelembung udara dalam

sampel dengan cara memasukkan sampel secara pelahan-lahan

c. Setelah sampel terisi penuh dan tidak ada

gelembung udara tutup botol tersebut hingga kedap udara.

Pengambilan sampel untuk analisis 14C

Isotop 14C dalam sampel air berada dalam

bentuk CO2 atau HCO3- yang terlarut dalam air tanah

dan diambil dalam bentuk endapan BaCO3.

Pengambilan sampel air lumpur dilakukan dengan cara memisahkan air dari lumpurnya. Lumpur diendapkan terlebih dahulu dan selanjutnya dilakukan proses pengendapan karbonat sampel air tanah melalui tahap berikut.

a. Sebanyak 60 liter sampel air dimasukkan dalam

tangki pengendap dan ditambah 5 gram FeSO4 untuk menghilangkan pengaruh mineral sulfida dan mineral lain.

b. Sampel tersebut kemudian ditambah larutan

NaOH jenuh sebanyak 40 ml untuk mengatur agar pH sampel menjadi 12.

c. Selanjutnya ditambahkan larutan pengendap

BaCl2 jenuh sebanyak 500 mL, kemudian diaduk

hingga terbentuk endapan halus BaCO3.

d. Untuk mempercepat pengendapan, ditambahkan

praestol sebayak 30 mL dan diaduk perlahan-lahan.

e. Endapan BaCO3 ditampung dalam botol kapasitas 1 liter.

Analisis isotop 18O dan 2H

Analisis kandungan isotop 18O dan 2H

dilakukan menggunakan alat liquid-water stable

isotope analyzer LGR buatan Los Gatos Research

tipe DLT-100.

Gambar 2. Liquid-water stable isotope analyzer LGR DLT-100

Hasil perhitungan analisis isotop 18O dan 2H mengacu kepada standar internasional yaitu SMOW (Standard Mean Ocean Water). Standar SMOW sebagai acuan memiliki nilai rasio 18O/16O dan D/H adalah nol ( 0 ). Hasil perhitungan analisis rasio 18

O/16O dan D/H dinyatakan dalam rasio relatif ( δ ) dengan satuan per mill seperti berikut:

oo

Dalam kondisi vakum, sampel karbonat dalam

bentuk senyawa BaCO3 direaksikan dengan HCl 10%

(79)

68 ISSN 0216 - 3128 Satrio, dkk

BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2

Sebanyak kira-kira lima liter CO2 ditampung

dalam tabung stainless steel. Dengan mengalirkan

gas N2 HP ke kolom absorpsi CO2, tuangkan 30 ml

larutan campuran Carbosorb-E dan Permafluor-E ke dalamnya.

Gambar 3. Absorption line untuk analisis 14C

Sambil terus mengalirkan gas N2 HP, hilangkan

kevakuman pada tabung CO2, setelah itu mulai

dilakukan proses absorpsi dengan membuka valve ke

tabung penampung CO2 sampel. Selama proses

absorpsi, akan timbul panas hingga mencapai sekitar

60 oC. Setelah larutan jenuh, temperaturnya

berangsur-angsur menurun hingga kembali ke temperatur kamar. Setelah proses absorpsi selesai, larutan yang terbentuk langsung dikucurkan ke dalam labu erlenmeyer sambil dialiri gas N2. Sebanyak 21 ml larutan tersebut diambil dan dituangkan ke dalam vial gelas 21 ml dengan menggunakan pipet volumetrik. Selanjutnya dilakukan proses pencacahan menggunakan Liquid Scintillation Analyzer.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengambilan sampel air yang berasal dari sejumlah lokasi, baik mata air panas maupun mata air dingin dilakukan dalam dua periode, yaitu pada bulan Pebruari 2012 sebanyak 7 sampel dan pada bulan Mei 2012 sebanyak 16 sampel. Peta lokasi pengambilan sampel selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 4.

Hasil analisis isotop alam 18O dan 2H

(deuterium, D) selengkapnya dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut ini, sementara grafik hubungan antara 18

O dan D dapat dilihat pada Gambar 5 di bawah. Grafik pada Gambar 5 memperlihatkan bahwa seluruh mata air dingin maupun air sungai terletak di sekitar garis meteorik. Beberapa mata air panas yaitu Sebau, Rinjani dan danau Segara Anak terletak pada garis evaporasi. Untuk mata air panas Aik Kalak

tidak menunjukkan kecenderungan evaporasi maupun oxygen shift yang signifikan, sementara mata air panas Orok juga menunjukkan kecenderungan evaporasi sekaligus sedikit percampuran dengan komponen andesitik atau magmatik. Dengan demikian dapat terlihat bahwa seluruh mata air panas yang terletak di daerah Sembalun dan Rinjani berasal dari sumber meteorik dengan evolusi yang berbeda-beda.

Gambar 4. Lokasi pengambilan sampel di sekitar

Sembalun – Rinjani

(80)

Satrio, dkk ISSN 0216 - 3128 69

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 4 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan ‐ BATAN

Gambar 5. Grafik hubungan 18O terhadap D

Berdasarkan grafik hubungan 18O terhadap D

juga terlihat bahwa mata air panas Sebau, Aik Kalak dan Orok berasal dari air meteorik yang mengalami proses evaporasi. Ketiganya menghasilkan umur air yang relatif sama. Hal ini mengindikasikan bahwa

recharge area ketiga mata air panas tersebut diduga berasal dari area yang sama di sekitar Gunung Rinjani dengan sirkulasi atau siklus hidrologi yang cukup panjang antara 10.000 – 12.000 tahun. Umur air panas Aik Kalak lebih muda dari dua mata air panas lainnya, ini diperkirakan adanya percampuran dengan air tanah di sekitarnya sehingga memberikan efek umur lebih muda. Lokasi mata air panas Aik Kalak dikelilingi oleh bukit-bukit yang memungkinkan adanya percampuran lebih tinggi dibanding dengan mata air panas Sebau dan Orok. Sedangkan mata air dingin Jorong, Timba Gading dan Lemor menunjukkan umur air tanah biasa yang diperkirakan berasal dari local recharge.

Recharge mata air Jorong diperkirakan berasal dari sekitar lereng Gunung Rinjani, sedangkan mata air Timba Gading dan Lemor diperkirakan berasal dari bukit-bukit di sekitarnya. Informasi umur air ini sangat berguna karena kelangsungan eksploitasi panas bumi untuk jangka panjang sangat bergantung

terhadap keberadaan air dan kelestarian recharge

area.

Tabel 2. Hasil analisis radioisotop 14C area Sembalun

No. Nama sampel pMC Age

bahwa hampir seluruh mata air dingin dan air

sungai yang terletak di daerah Sembalun – Rinjani berasal air meteorik, sedangkan untuk mata air panas, juga berasal dari air meteorik namun memiliki evolusi atau lintasan yang berbeda-beda.

2. Dari data isotop radioaktif alam 14C menunjukkan bahwa sebagian besar mata air dingin berasal dari

local recharge, sedangkan untuk mata air panas, secara umum memiliki umur air relatif sama yang

mengindikasikan berasal dari recharge yang

relatif sama pula.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sundhoro, E. et.al., (2007), Penyelidikan geologi dan geokimia daerah panasbumi Sembalun, kabupaten Lombok Timur – Nusa Tenggara Barat, Prosiding pemaparan hasil kegiatan lapangan dan non lapangan 2007, Pusat Sumberdaya Geologi.

2. Mook, W. G., “Environmental Isotopes in the

Hydrological Cycle”, (2001), International Hydrology Programme, No. 39, Vol. 5, IAEA-UNESCO, Paris.

3. Gupta, Sushil, K. and Polach, H., (1985),

“Radiocarbon Dating Practice at Australian National University”, Handbook, Radiocarbon Laboratory, Research School of Pacific Studies, ANU, Canberra.

4. Geyh, M., Amore, F.D., Darling, G., Paces, T.,

Pang, Z., and Silar, J., (2001), Groundwater

Saturated and Unsaturated Zone, in W.G. Mook Environmental Isotopes in the Hydrological Cycle – Principals and Application, Volume IV: International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria.

5. Arnorsson, S., (2000), Isotopic and Chemical

Techniques in Geothermal Exploration, Development and Use: Strategy in Geothermal Exploration, Development and Production, IAEA, Vienna.

6. Clark, I. Fritz, P., (1997), Environmental isotopes in hydrogeology, Lewis Publishers.

TANYA JAWAB

Wijiyono

- Mohon dijelaskan fenomena air bawah

tanah?

Satrio

(81)

70 ISSN 0216 - 3128 Satrio, dkk

masuk ke dalam tanah dan masuk dalam aktifer akan memiliki kandungan yang berbeda-beda bergantung darimana atau dari elevasi berapa air tersebut berasal. Demikian pula halnya untuk 14C, pada saat masuk ke dalam tanah dianggap memiliki umur nol tahun. Sepanjang perjalanannya dalam aktifer radioaktif alam 14C akan terus meluruh hingga suatu saat diambil sampelnya akan dapat diketahui sisa aktivitasnya. Aktivitas kemudian dikonversi menjadi umur air tanah.

Sunardi

- Dari gambar prosentasi O total 100% atau

1000 permil itu apakah per item atau total seluruh gambar?

- Judul makalah studi asal usul air tanah

menggunakan isotop alam, mohon dijelaskan di bagian proses mana isotop alam tersebut itu digunakan?

Satrio

- Satuan yang digunakan permil, yang dimaksud per item mungkin per lokasi atau per elevasi. Jadi air tanah yang berasal dari elevasi yang berbeda-beda akan memiliki kandungan isotop 18O dan 2H yang berbeda-beda pula. Sedangkan sampel yang diambil sebanyak 20 ml perlokasi.

(82)

Sukirno,dkk. ISSN 0216 - 3128 71

ESTIMASI FAKTOR PENGAYAAN RADIONUKLIDA ALAM

HASIL PEMBAKARAN BATUBARA DARI PLTU PAITON

Sukirno, Sri Murniasih, Rosidi

Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN Jl. Babarsari No. 21 Po. Box. 6101 ykbb Yogyakarta sukirno@batan.go.id

ABSTRAK

ESTIMASI FAKTOR PENGAYAAN RADIONUKLIDA ALAM HASIL PEMBAKARAN BATUBARA DARI PLTU PAITON. Pemantauan radioaktivitas alam dalam batubara, bottom ash (abu dasar) dan fly ash (abu layang), sampel dikumpulkan dari dua unit PLTU dengan batubara yang berbeda untuk dianalisis dengan menggunakan spektrometri gamma. Di dalam Fly ash dan batton ash terdapat technologically enhanced naturally occuring radioactive materials (TENORM) seperti Pb-210, U-235, U-238, Th-232 dan K-40. Spektrometri gamma digunakan untuk menentukan TENORM dalam butiran halus batubara, bottom ash dan fly ash. Konsentrasi radionuklida alam di butiran halus batubara berkisar 0,04-14,18 Bq/kg, fraksi bottom ash berkisar 0,22-47,96 Bq/kg dan fraksi fly ash memberikan konsentrasi berkisar 0,43-133,73 Bq/kg. Faktor pengayaan yang diamati hampir sama untuk U-238, Th-232, K-40. Hanya U-235 mempunyai factor pengayaan tinggi untuk tahap terahir fly ash. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa radionuklida yang biasanya ditemukan dalam batubara dapat terpekatkan ke bottom ash atau fly ash setelah pembakaran, pengayaan unsur radioaktif hasil pembakaran padat sekitar 3-10 kali konsentrasi aktivitas dalam batubara aslinya. Hasil perhitungan limit deteksi didapatkan nilai berkisar 0,01 sampai dengan 0,405 Bg/kg.

Kata Kunci : faktor pengayaan, TENORM, bottom ash, fly ash, limit deteksi

ABSTRACT

ESTIMATION OF ENRICHMENT FACTOR FOR NATURAL RADIONUCLEDES FROM FIRED PAITON THERMAL POWER PLANT. Monitoring of natural radioactivity in coal, bottom ash and fly ash samples were collected from two coal units with different power plant to be analyzed using gamma spectrometry. Fly ash and bottom ash contain technologically enhanced naturally occurring radioactive materials (TENORM) such as Pb-210, U-235, U-238, Th-232 and K-40. Gamma-ray spectrometry was used to determine TENORM contents in pulverized coal, bottom ash and fly ash samples. The natural radionuclide concentration in pulverized coal ranged from 0.04 to 14.18 Bq/kg, bottom ash fraction ranged from 0,22 to 47.96 Bq/kg and fly ash fraction gave concentration ranged from 0.43 to 133.73 Bq/kg. The same enrichment factor was observed for U-238, Th-232, K-40. Only U-235 presented a high enrichment factor for last stage fly ash. The results of present study show that radionuclides which are normally found in the coals get enriched into the ashes after burn up, the concentration of most radioactive elements in solid combustion were approximately 3-10 times concentration in the original coal. The results show that the detection limits calculated were 0.01 up to 0.405 Bg/kg.

Keywords : enrichment factor, TENORM, bottom ash, fly ash, detection limit

PENDAHULUAN

i dalam batubara terdapat radionuklida alam primodial sehingga penggunaan batubara sebagai sumber panas untuk pembangkit tenaga listrik akan menghasilkan emisi berbagai unsur-unsur radioaktif alam ke lingkungan. Unsur jejak dalam batubara yang secara radioaktif alam yang termasuk ke dalam jenis ini adalah uranium (U), torium (Th)

bersama anak luruhnya (dikenal juga dengan deret uranium dan torium) dan termasuk radium (Ra), radon (Rn) dan radionuklida K-40 [1]. Bahan

radioaktif tersebut disebut juga NORM ringkasan dari

Naturally Occurring Radioactive Material, yang sadar atau tidak merupakan bagian dari kehidupan manusia. Jadi batubara untuk pembangkit listrik merupakan penyumbang utama terhadap radiasi alam

karena menghasilkan abu layang (fly ash) dan abu

(83)

72 ISSN 0216 - 3128 Sukirno, dkk

dasar (bottom ash) dalam jumlah cukup besar

terdapat radionuklida alam.

Dengan demikian semua bentuk konversi yang berasal dari batubara dalam proses kegiatan industri akan menghasilkan produk, yang merupakan radionuklida alam yang disebut dengan

technologically enhanced naturally occurring radioactive material (TENORM). Batubara yang digunakan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Paiton Probolinggo pada umumnya berasal dari Kalimantan. Pada dasarnya batubara lokal memiliki kandungan mineral utama seperti kaolinite, quartz, jarosite, illite maupun pyrite yang berwarna coklat

sehingga biasa disebut dengan brown coal, atau

batubara sub bituminous. Sementara nilai kalor yang dimiliki batubara lokal berkisar antara 4000-6000 kcal/kg dari PT. Prima Coal Kalimantan Timur, PT. Batu Licin Kalimantan Tengah dan PT. Sungai Danau Kalimantan Selatan [2].

Batubara umpan yang digunakan dalam pembangkit listrik mengandung berbagai unsur, mineral dan konstituen organik. Setelah batubara

terbakar, maka elemen TENORM cenderung

diperkaya dalam abu, dalam abu layang maupun abu dasar. Radionuklida yang biasanya ditemukan dalam abu dapat diperkaya setelah pembakaran. Pengayaan unsur radioaktif dalam abu layang maupun abu dasar dapat terjadi 5-10 kali konsentrasi dalam batubara aslinya [1,3].

Kualitas udara di Indonesia mulai mengalami penurunan. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang berpengaruh, diantaranya adalah peningkatan tranportasi akibat pertumbuhan penduduk dan tingkat urbanisasi yang tinggi, ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar minyak, serta masih rendahnya tingkat kesadaran pemerintah dan masyarakat [4]. Pencemaran udara yang semakin memburuk ini berdampak pada kesehatan masyarakat.

Penyebab utama tingkat pencemaran yang melebihi batas ambang di beberapa bagian dari bumi ini adalah adanya kegiatan yang dilakukan manusia secara terus menerus namun kurang memperhatikan dampak dari kegiatan tersebut terhadap lingkungan hidup sekitarnya, salah satunya adalah industri. Selain itu penurunan kualitas udara juga dikarenakan kenaikkan polusi yang berdampak pada kelangsungan hidup makhluk itu sendiri.

Menurut Keputusan Negara Lingungan Hidup Nomor 17 Tahun 2001, pembangunan PLTU berpotensi menimbulkan dampak pada kualitas udara. Kontaminan seperti karbon monoksida (CO),

karbon dioksida (CO2), oksida belerang (SOX),

senyawa karbon dan debu dapat ditimbulkan dari pemakaian batubara sebagai bahan bakar [5].

Kontaminasi CO2 yang dihasilkan dari emisi kegiatan

industri ikut berperan dalam proses pemanasan global. Selain kontaminasi di atas, ada kontaminasi bersifat karsinogen yaitu radiaoktif.

Tujuan analisis batubara ini adalah untuk mengetahui konsentrasi aktivitas radionuklida alam yang terdapat dalam batubara sebagai umpan yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), abu dasar dan abu layang dan untuk

mengetahui pengayaan TENORM hasil pembakaran

batubara. Analisis radionuklida dengan menggunakan

alat spektrometri gamma

.

TATA KERJA

Alat

Seperangkat alat Spektrometer Gamma (γ),

detektor HPGe dengan perangkat lunak Genie 2000, memiliki efisiensi relatif 35 % dan resolusi 1,90 keV pada energi gamma 1332 keV dari Co-60. Penumbuk tahan karat, nampan penjemuran sampel, wadah pencacahan, ayakan 100 mesh dan alat homogeniser.

Bahan

Sampel batubara, bottom ash dan fly ash dari

unit I dan II, sumber Eu-152 multi energi dan Co-60.

Sedimen laut dengan kode reference material (RM)

IAEA-135 radionuclides marine sediment. Preparasi sampel

Batubara bottom ash dan fly ash yang ada di

dalam plastik klip dikeluarkan dan dipindahkan ke dalam nampan plastik kemudian dibiarkan hingga kering dalam beberapa hari dan dibersihkan dari

kotoran yang ada, setelah batubara bottom ash dan fly

ash kering ditumbuk dengan penumbuk tahan karat,

dan dilakukan pengayakan hingga lolos 100 mesh kemudian dilakukan homogenisasi dan ditimbang 70 g dalam wadah pencacahan yang berlabel dan disegel untuk membuat sampel tersebut kedap udara selama 1 bulan, untuk memastikan terjadinya kesetimbangan sekuler dan mencegah hilangnya anak luruh dari U-238 dan Th-232 terutama radon [1,6,7].

Analisis Spektrometri Gamma

Analisis sampel dilakukan menggunakan spektrometer gamma, dengan detektor HPGe selama 86400 detik. Sampel, standar dan blanko secara bergantian dilakukan pencacahan dengan waktu yang sama. Radionuklida alam yang ditentukan aktivitasnya pada penelitian ini adalah 210, Pb-212, Pb-214, Ra-26, Tl-208, Bi-Pb-212, B-214, Ac-228 dan K-40. Pengukuran radioaktivitas berdasarkan

point source dari energi karakteristik radionuklida masing-masing [6,7]. Karakteristik masing-masing radionuklida disajikan pada Tabel 1. Aktivitas

spesifik radionuklida (A = Bq/kg) dengan metoda

absolut [8,9] menggunakan persamaan (1) dan dengan metoda komparatif persamaan (2).

_{. . .} (1)

(84)

Sukirno,dkk ISSN 0216 - 3128 73

Metoda yang digunakan adalah point source pada

penentuan efisiensi detektor persamaan (1). Cnet =

cacah sampel setelah dikurangi blanko, Py adalah

probilitas emissi absolut radionuklida, E adalah efisiensi absolut, t adalah waktu pencacahan dan m adalah berat sampel kering (kg). Metoda komparatif persamaan (2): cps cacah per detik sampel dan

standar, m = berat sampel dan standar dan Astd =

aktivitas standar Bq/kg.

Limit deteksi

Batas deteksi terendah (lower limit of

detection LLD) adalah konsentrasi terendah yang dapat dideteksi dengan tingkat keyakinan tinggi. Untuk lebih sederhana, digunakan istilah batas ketentuan dengan ketidakpastian yang dapat diterima oleh metode. Uji batas deteksi terendah

menggunakan (lower limit of detection LLD) [7]

sumber radionuklida yang dipakai standar standard

reference material IAEA-315, sedang blangko atau latar belakang hanya tempat cacah kosong yang dicacah, diberikan pada persamaan (3). Batas deteksi terendah untuk radionuklida, parameter atau besaran-besaran yang tersaji merupakan hasil perhitungan kecuali probabilitas yang diambil dari tabel radionuklida ERDTMANN dan SOYKA [9].

, ._. (3)

Sb= standar deviasi blangko

E = efisiensi

Py = Probabilitas radionuklida yang diperhatikan

Tersaji bahwa batas deteksi terendah setiap radinuklida mempunyai kepekaan terhadap detektor HPGe yang dipergunakan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan Secara Kualitatif

Identifikasi radionuklida (TENORM) dalam

cuplikan batubara, bottom ash dan fly ash secara

kualitatif dapat dilihat pada Tabel 1. Identifikasi radionuklida tersebut dilakukan dengan menganalisis

puncak-puncak energi spektrum sinar γ karakteristik

spektrum masing-masing radionuklida. Puncak

energi spektrum sinar γ karakteristik yang diperoleh

ini dicocokkan dengan tabel isotop yang disusun oleh ERDTMANN dan SOYKA [9], sehingga dapat diketahui radionuklida yang teridentifikasi.

Pada Tabel 1, atau pada Gambar 1 dapat dilihat dengan jelas, radionuklida teridentifikasi

dalam cuplikan batubara, bottom ash dan fly ash, ada

10 radionuklida yaitu 210, Ra-226, 212, Pb-214, Bi-Pb-214, Bi-212, Tl-208, Ac-228 dan K-40. Pada umumnya radionuklida mempunyai multi energi misalnya radionuklida Pb-214 mempunyai 26 energi puncak, mempunyai probabilitas 0,005% sampai dengan 37,1% dengan umur paro 26,8 menit, Pb-212 mempunyai 4 energi puncak, dengan probabilitas 0,02% sampai dengan 43,1% dan umur paro 10,6 jam [8,9]. Pada Tabel 1 tidak semua puncak energi disajikan, hanya energi yang mempunyai probabilatas tinggi dan yang diperhatikan, kecuali K-40 mempunyai energi puncak tunggal dan

mempunyai probabilitas 10,7 %.

Tabel 1. Hasil pengamatan secara kualitatif samplel batubara, bottom ash dan fly ash

No Radionuklida Energi, keV Probilitas, % Umur paro

1 Pb-210 46,5 4,00 20,5 tahun

Gambar 1 merupakan spektrum radionuklida

alam dalam bottom ash PLTU Paiton Probolinggo.

Pencacahan dilakukan selama 24 jam (86400 detik), tidak semua radionuklida alam memperlihatkan spektrumnya, misalnya Pb-210, Th-234, sedangkan U-238 dan Th-232 tidak mempunyai pemancar gamma, kedua radionuklida ini diidentifikasi melalui anak luruhnya.

Penentuan Secara Kuantitatif

Hasil pengukuran radioaktivitas yang terdapat dalam batubara unit I 1), batubara unit II (BB-2), bottom ash unit I (BA-1), bottom ash unit II

(BA-2), dan fly ash unit I (FA-1) unit II (FA-2), disajikan

pada Tabel 2. Pada umumnya TENORM yang

(85)

mempunyai konsentrasi aktivitas lebih besar dari pada unit II. Pembakaran batubara di pembangkit listrik mengarah ke redistribusi radionuklida alam berasal dari batubara, radionuklida ini berkonsentrasi

dalam botton ash (abu dasar) dan fly ash (abu

layang). Konsentrasi aktivitas umpan batubara akan

mempengaruhi hasil bottom ash dan fly ash, semakin

besar konsentrasi aktivitas batubara sebagai umpan

maka semakin besar konsentrasi bottom ash dan fly

ash,yang dihasilkan.

Gambar 1. Spektrum radionuklida alam dalam bottom ash PLTU Paiton

Uranium alam (U-238) dan torium (Th-232) tidak memacarkan sinar gamma sehingga tidak dapat dilakukan pengukuran secara langsung. Untuk identifikasi radionuklida U-238, dan Th-232 melalui anak luruhnya dan pada energi tertentu. Pengukuran U-238 berdasarkan anak luruhnya yaitu rerata (Pb-214+Bi-214) pada energi masing-masing 295,2 keV (19,2%) dan 609,3 keV (46,09%) [8,10,11]. Dapat juga ditentukan malalui Th-234 pada energi 63,29 keV (3,8%), 92,35 keV (2,72%) dan 92,78 keV (2,695) pada umumnya dilakukan pada energi 63,26

keV, hal ini disebabkan pada energi 92,35 keV dan 92,78 keV sangat sulit memisahkan kedua energi yang sangat berdekatan [9]. U-238 dapat juga ditentukan melalui puncak energi 100,03 keV yang mempunyai probabilitas sangat kecil yaitu 0,837% dan umur paro pendek (t1/2 = 1,17 menit) dari radionuklida Pa-234m [9,10].

Pada penelitian ini dilakukan untuk menentukan U-238 melalui energi 63,29 keV. Konsentrasi aktivitas terukur untuk U-238 pada

ketiga sampel, untuk fly ash merupakan yang terbesar

yaitu unit I dan unit II berkisar 17,457-21,831 Bq/kg. Hasil konsentrasi aktivitas untuk U-238 keseluruhan disajikan pada Tabel 2.

Untuk radionuklida Th-232 pengukuran berdasarkan rerata konsentrasi aktivitas anak luruhnya dirata-rata (Pb-212+Ac-228) pada energi masing-masing 238,6 keV (53,10%) dan 911,1 keV (29,00%) [8,10-13]. Konsentrasi aktivitas terbesar

terukur adalah sampel fly ash merupakan yang

terbesar yaitu unit I dan unit II berkisar 29,416-33,605 Bq/kg.

Konsentrasi aktivitas U-235 ditentukan langsung pada energi puncak 143,8 keV yang mempunyai probabilitas 10,50 %, [9,15,16]. Pada energi 185,7 keV U-235 mempunyai probabilitas lebih besar yaitu 54,00 % akan tetapi terjadi ‘interfering’atau saling mengganggu dengan energi puncak Ra-226 (186,2 keV). Pada energi 185,7 keV radionuklida U-235 dapat juga ditentukan akan tetapi harus dikoreksi dengan Ra-226 energi 186,2 keV [11,13]. Konsentrasi aktivitas untuk U-235 disajikan pada Tabel 2, dimana konsentrasi berkisar 0,04±0,004 Bq/kg yang terdapat dalam batubara sampai dengan 0,51±0,04 Bq/kg yang terdapat dalam

fly ash.

Tabel 2. Hasil pengukuran radioaktivitas U-238, U-235, K-40 dan Th-232 dengan teknik spektrometri gamma

Nuklida BB-1 BB-2 BA-1 BA-2 FA-1 FA-2

Pb-210 2,47±0.24 2,241±0,21 7,46±0,60 6,88±0,37 15,24±0.37 14.78±0.88

Th-232 5,04±0,72 3,571±0,48 19,36±1,48 15,83±1,61 33,61±1,35 29,42±2,42

U-238 3,77±0,39 3,433±0,41 14,51±1,23 12,35±0,11 26,83±1,04 23,46±2,58

U-235 0,05±0,005 0,04±0,004 0,28±0,01 0,22±0,02 0,51±0,04 0,43±0,009

K-40 14,18±1,58 11,87±1,42 47,96±4,89 47,12±3,31 133,73±8,6 108,6±2,86

Tabel 3 Perbandingan radionuklida Th-232, U-238 dan U-235 dalam batubara, bottom ash dan fly ash

Nuklida BB1/BB2 BA1/BA2 FA1/FA2 BA1/BB1 BA2/BB2 FA1/BB1 FA2/BB2

Pb-210 1,10 1,01 1,03 3,02 3,07 6,17 6,60

Th-238 1,41 1,22 1,14 3,85 3,60 8,63 8,24

U-238 1,09 1,17 1,01 3,85 4,43 7,12 6,83

U-235 1,23 1,27 1,18 5,60 5,50 10,20 10,75

(86)

(87)

and inhalation risk. Radioprotection, EDP

Sciences, 46: 173-179.

2. Bayuseno A.P, Sulistyo, Istadi, (2008),

Pengaruh Sifat Fisik dan Struktur Mineral Batubara Lokal Terhadap Sifat Pembakaran,. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.

3. Heidrich C., Brown S., Colliera D., (2011),

Natural occurring radionuclides in Australian coal combustion Products (CCPs), World of coal Ash (WOCA) Conference. In Denver. USA.

4. Muhayatun, Lestiani D.W., Hidayat A.,

Kumalasari L., (2009), Konsentrasi PM-2,5 dan

PM-10 Udara Ambien di Bandung dan Lembang Tahun 2000-2006, PTNBR BATAN Bandung., 363-367

5. Anonim, (2001), Keputusan Negara Lingungan

Hidup Nomor 17 Tahun 2001, Jakarta.

6. Elegba S.B, Funtua I. I., “Naturally Occurring

Radioactive Material Assessment of Oil and Gas Production Installations in Nigeria”, (2005), Naturally Occurring Radioactive Material (NORM-IV) Proceedings of an international conference. IAEA-TECDOC-1472. Szczyrk,

Poland. IAEA 256-258

7. Al-Sulaiti H.A., Regan P.H., Bradlley D.A.,

Matthews M., (2008), Preliminary determination

of natural Radioactivity Level of the State of Qatar using High resolution gamma ray spectrometry, Radiation Physics & Protection Conference IX, Nasr City-Cairo, 213-223.

8. IAEA, (1989), Measurement of Radionhclides in

Food and the Environment. A Guide Book, Technical Report Series No 295. Vienna.

9. Erdtmann G., Soyka W., (1989), The Gamma

rays of the Radionuclides, New York.

10. Romala R.C., Chobey V.M., Prasad G., Kies A.,

(2011), Radionuclide Analysis in the Soil of

Kumaum Himalaya, India Using Gamma Ray Spectrometry, Research Communications. Current Science, India, vol 100, 6: 906-914.

11. Flues M., Camargo M.C., Silva P.S., Mazzilli

B.P., (2006), Radioactivity of Coal and Ashes

Figueira Coal Power Plant in Brazil, Jurnal of

Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 270: 597-602.

12. Reguigui N., Kucera J., Ben Kraiem, (2002),

Radioactivity Concentration measurements of U-238, Th-232, K-40 and Cs-137 in Environmental Samples and Technologically Enhanced products in Tunisia using NAA and gamma ray

spectrometry, Proceeding of International Symposium on Environmental Pollution Control and Waste Management, Tiunis : 136-141.

13. Alaameer A.S., (2008), Assessment of Human

Exposures to Natural Sources of Radiation in

Soil of Riyadh Saudi Arabia, Turkish J. Eng.

Env. Sci. Riyadh, 229-234

14. Hasan N.M., Ishkawa T., Hosada M., Sorimachi

A., (2010), Assessment of the Natural Radioactive Using Two Techniques for the Measurement of Radionuclide Concentration in

Building Materials Used in Japan, J. Radional

Nucl Chem. Akademiai Kiado, Budapest, Hungary, 15-21

15. Moatar F, Shadizadeh S.R., Karbassi A.R.,

(2010), Determination of Naturally occurring Radioactive Materials (NORM) in Formation

Water During Oil Exploration. J.Radional Nucl

Chem, 283:3-7

16. Perterson J., Macdonell M., Haroun L., Monette

F., (2007), Radiological and Chemical Fact

Sheets to Support Risk Analyses Contaminated

Areas, Argonne National Laboratory

Environmental Science Division, U.S. Department of Energy.

TANYA JAWAB

Isman Mulyadi Triatmoko

− Hasil uji komparasi detector yang saudara

dunakan mempunyai error/selisih = 37 % disbanding dengan standar untuk energy di

sekitar Cs137. Bagaimana cara saudara untuk

mengukur aktivitas dengan adanya error sebesar itu?

− Saran : dilakukan perhitungan ulang.

Sukirno

(88)

Sri Murniasih,dkk. ISSN 0216 - 3128 77

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN

Yogyakarta, ‐ Juni

EVALUASI UJI BANDING ANTAR LABORATORIUM AAN

UNTUK MENENTUKAN KANDUNGAN UNSUR DALAM

SAMPEL LINGKUNGAN

Sri Murniasih, Sukirno, Agus Taftazani Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN

Jl. Babarsari No. 21 PO Box 6101 ykbb Yogyakarta 55281 smurni83@gmail.com

ABSTRAK

EVALUASI UJI BANDING ANTAR LABORATORIUM AAN UNTUK MENENTUKAN KANDUNGAN UNSUR DALAM SAMPEL LINGKUNGAN. Program uji banding antar laboratorium adalah program penting yang perlu dilakukan untuk meningkatkan akurasi dan presisi suatu metode analisis. Program uji banding antar laboratorium AAN diselenggarakan oleh FAANI – BATAN sangat bermanfaat untuk meningkatkan kualitas suatu laboratorium pengujian. Evaluasi hasil uji banding laboratorium AAN – PSTA pada analisis sampel sedimen menunjukkan bahwa berdasarkan pengujian bias relatif, rasio, µtest dan Zscore semua unsur yang ditargetkan dapat terdeteksi dengan sempurna dengan tingkat keberterimaan 100% sedangkan berdasarkan perhitungan IAEA ada tiga unsur yang dinyatakan tidak diterima yang disebabkan oleh besarnya ketidakpastian pengukuran. Evaluasi hasil uji banding pada analisis sampel kandidat CRM menunjukkan bahwa dari 16 unsur yang dilaporkan, hanya 8 unsur memberikan hasil yang sangat memuaskan. Penggunaan SRM yang kurang tepat dapat mempengaruhi hasil analisis.

Kata Kunci : uji banding, sampel lingkungan, kandidat CRM, AAN

ABSTRACT

EVALUATION FOR INTER-LABORATORY COMPARISON OF NAA TO DETERMINE CONTENT ELEMENTS IN ENVIROMENTAL SAMPLE. Inter-laboratory comparison is an important program that necessary to improve the accuracy and precision of an analytical method. Inter-laboratory NAA comparison program organized by INAAF - NNEA very useful to improve the quality of laboratory testing. NAA - CAST laboratory results evaluation of inter-laboratory analysis test for analysis of sediment samples showed that by testing the relative bias, ratio, µtest and Z-score, which all elements requested can be detected perfectly with the acceptance level of 100%, while based on the IAEA calculations know that three elements are otherwise not accepted caused by large of uncertainty measurement. Therefore, the evaluation of uncertainty measurement for each element required so that the results can be better expressed both with valid and accurate testing by Z-score and IAEA. Evaluation of the results of inter-laboratory comparison for CRM candidate samples analysis showed that from 16 elements were reported only 8 elements give excellent results. The use of SRM is less suited can affect the results of analysis.

Keywords : inter-laboratory comparison, environmental sample, CRM candidate, NAA

PENDAHULUAN

adan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) mempunyai beberapa laboratorium Analisis Aktivasi Neutron (AAN) yang tersebar di 7 unit kerja yaitu PSTNT, PSTA, PSTBM, Pusdiklat, PTKMR, PAIR dan STTN. Dalam rangka meningkatkan dan mempertahankan kualitas mutu hasil pengujian, maka Forum Analisis Aktivasi Neutron Indonesia (FAANI) BATAN mengadakan uji banding antar laboratorium AAN. Uji banding antar laboratorium AAN yang ada di lingkungan BATAN meliputi pengujian kimia yaitu penentuan konsentrasi unsur-unsur yang terkandung pada sampel. Program uji banding yang diselenggarakan oleh FAANI bertujuan untuk meningkatkan kemampuan laboratorium AAN

dalam analisis unsur, meningkatkan kemampuan laboratorium dalam menyelenggarakan uji banding, mengetahui unjuk kerja metode AAN yang dikembangkannya sesuai persyaratan SNI ISO/IEC 17025:2008 atau SB 77-00033-80-2007 serta meningkatkan kerja sama diantara laboratorium

AAN[1]. Uji banding yang dilaksanakan pada tahun

2013 tidak hanya diikuti oleh 7 laboratorium AAN di BATAN tetapi juga diikuti oleh 3 laboratorium AAN dari luar BATAN yaitu ANSTO Australia, KAERI Korea dan CAEA Cina.

(89)

78 ISSN 0216 - 3128 Sri Murniasih, dkk

sampel yang banyak digunakan dan dianalisis di banyak laboratorium sehingga pada uji banding pada tahun 2013, FAANI ingin mempertajam kehandalan semua laboratorium AAN untuk dapat menganalisis kandungan unsur-unsur dalam sampel lingkungan serta menguji kemampuan analisis dibandingkan dengan laboratorium AAN luar negeri.

Laboratorium AAN Pusat Sains dan Teknologi Akselerator (PSTA) merupakan salah satu laboratorium pengujian yang telah diakui oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN) dan Komisi Nasional Akreditasi Pranata Penelitian dan Pengembangan (KNAPPP) serta merupakan anggota FAANI, sehingga sudah sewajarnya laboratorium AAN – PSTA mengikuti uji banding untuk meningkatkan kemampuannya serta melaksanakan pengujian sesuai yang dipersyarakatkan dalam SNI ISO/IEC 17025:2008. Pada makalah ini akan dibahas evaluasi hasil uji banding analisis beberapa unsur dalam sampel lingkungan berupa sampel sedimen

dan kandidat Certificated Reference Material (CRM)

guna peningkatan kemampuan dan keakuratan hasil yang dikeluarkan oleh laboratorium AAN – PSTA.

TEORI

Kriteria evaluasi data hasil analisis

menggunakan µtest dan zscore. Uji statistik µtest yang

digunakan berdasarkan IAEA antara lain adalah bias

relatif, µtest, akurasi dan presisi yang dinyatakan

dalam persamaan 1-8 [1].

Akurasi hasil pengujian dinyatakan lulus bila A ≤ B,

dimana

(5)

9 (6)

Presisi hasil pengujian dunyatakan lulus bila C ≤ D,

dimana

% (7)

, , _%(8)

Hasil pengujian dinyatakan diterima jika parameter akurasi dan presisi, kedua-duanya lulus.

TATA KERJA

Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada pekerjaan ini diantaranya fasilitas iradiasi reaktor Kartini dengan daya 100 kW yang dilengkapi fasilitas pneumatik untuk iradiasi pendek serta Lazy Susan untuk iradiasi sedang dan panjang, spektrometer gamma yang

dilengkapi dengan detektor HPGe, Multi Channel

Analyzer (MCA) 4K ORTEC dan software Genie 2000, timbangan semimikro Sartorius digital, vial polietilen 0,3 mL, kelongsong HDPE-C20, desikator

vacuum, plastik klip, peralatan gelas dan shielding

Pb. Bahan yang digunakan pada pekerjaan ini adalah satu sampel lingkungan dan satu kandidat CRM yang diperoleh dari FAANI, masing-masing berupa sempel serbuk sedimen lolos 200 mesh dan dimasukkan dalam botol polietilen 50 mL sebanyak 2

gram, NIST 2074 Buffalo River Sediment, NIST

2702 Inorganics in Marine Sediment serta larutan

standar berbagai unsur dari Merck.

Preparasi sampel

Sampel yang diterima dimasukkan dalam desikator vacuum untuk menghilangkan kandungan kadar air sampai diperoleh berat konstan. Sampel ditimbang menggunakan timbangan semimikro lima digit seberat 100 mg dimasukkan dalam vial polietilen 0,3 mL untuk analisis unsur umur pendek, sedang dan panjang, masing-masing 3 kali pengulangan. Larutan standar campuran kering yang dibuat dari larutan standar Merck dengan kemurnian tinggi disiapkan sebagai standar dalam analisis kuantitatif. Untuk validasi hasil analisis digunakan standard reference material NIST 2074 Buffalo River Sediment dan NIST 2702 Inorganics in Marine Sediment. Vial polietilen 0,3 mL kosong digunakan sebagai blanko. Sampel, standar, SRM dan blanko disusun sedemikian rupa dalam kelongsong agar memperoleh paparan neutron dan fluks yang sama selama proses iradiasi dalam reaktor.

Tata Cara Kerja