Anam AK: RADIOAKTIF

KATA PENGANTAR

Puji syukur tim penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan segala rahmat dan karunia-Nya sehingga makalah ini berhasil diselesaikan. Dengan judul “ Sinar Radioaktif”

Diharapkan makalah ini dapat memberikan manfaat dalam kegiatan belajar khususnya dalam mata pelajaran fisika yang berhubungan dengan materi sinar radioaktif untuk lebih menambah wawasan peserta didik SMA.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Tuhan YME senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin

Pakel,Pebruari 2013

Tim Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Radioaktif adalah Proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini merupakan sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Sinar radioaktif ini ada 3 macam yaitu: sinar alfa (α ), sinar beta (β ), dan sinar gamma (γ ). Sinar radiaktif sangat erat hubungannya dengan kegiatan sehari-hari. Seperti dalam bidang kesehatan, pertanian, industry, peternakan, biologi, dan sebagainya.

1.2 Rumusan Masalah

Apa yang dimaksud dengan sinar radioaktif ?

Apa saja macam-macam sinar radioaktif ?

Apa saja alat yang dapat digunakan untuk mengukur sinar radioaktif ?

Apa saja manfaat sinar radioaktif ?

Apa dampak negatif sinar radioaktif dan bagaimana cara pencegahannya?

1.3 Tujuan pembuatan makalah

Ø Untuk mengetahui pengertian sinar radioaktif.

Ø Untuk mengetahui macam-macam sinar radioaktif

Ø Untuk mengetahui alat-alat yang dapat digunakan untuk mengukur sinar radioaktif

Ø Untuk mengetahui aplikasi dan manfaat sinar radioaktif.

Ø Untuk mengetahui dampak sinar radioaktif beserta cara pencegahannya

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Radioaktif

Radioaktif atau radiasi yang berasal dari bahan radioaktif adalah satu bentuk energi yang dipancarkan oleh atom atau molekul yang disebarkan melalui ruang atau materi sebagai partikel / partikel ataupun gelombang elektromagnetik. Radioaktivitas (juga disebut radioaktif juga merupakan fenomena alami atau buatan, dimana ditimbulkan oleh zat tertentu atau bahan kimia. Ada dua radio aktif yang ada pada umumnya yaitu Radioaktivitas spontan atau alami: Hal ini diwujudkan dalam unsur-unsur radioaktif dan isotop ditemukan di alam dan mencemari lingkungan seperti uranium dan thorium dalam lingkungan (tanah, pohon, air dan udara) dan Radioaktivitas buatan atau induksi: radioaktif ini merupakan salah satu yang disebabkan oleh transformasi nuklir buatan seperti Technitium-99m yang digunakan dalam medis dan Iridium-192 yang digunakan dalam industri termasuk pembangkit listrik tenaga nuklir.

Radioaktivitas atau peluruhan radioaktif adalah perubahan atau konversi secara spontan inti nuklida stabil ke inti lainnya di mana ada radiasi pengion. Setiap kali jumlah proton dalam inti, maka akan ada unsur perubahan. Radioaktivitas ditemukan pada tahun 1896 oleh Henri Becquerel pada garam uranium. Untuk memperjelas sifat radioaktivitas signifikan,fisikawan Perancis Pierre Curie dan Marie Curie asal Polandia berkontribusi untuk hal ini.

Sinar radioaktif ini berbentuk seperti gelombang cahaya, gelombang radio, sinar infra-red (panas), microwave dan sinar X. Antara sinar mengion yang ada adalah partikel Alfa, partikel beta, sinar Gamma, sinar X dan juga Neutron. Radioaktivitas digunakan untuk memperoleh energi nuklir, dan juga digunakan dalam pengobatan (radioterapi dan radiologi) dan aplikasi industri (misalnya mengukur ketebalan dan ukuran kerapatan).

2.2 Sinar Alpha

2.2.1 Pengertian Sinar Alpha

Derfinisi Sinar alfa adalah zarah radioaktif yang mempunyai massa partikel sekitar empat kali massa partikel hydrogen. Sinar alfa merupakan inti atom helium bermuatan positif yang dipengaruhi medan magnet dengan lambang : α atau 2He4.

Partikel sinar α sama dengan inti helium. Sinar α merupakan radiasi partikel bermuatan positif dan merupakan partikel terberat yang dihasilkan zat radioaktif.

Sinar α yang dipancarkan dari inti dengan kecepatan sepersepuluh atau 0,1 dari kecepatan cahaya. Daya tembus sinar α palng kecil dibandingkan sinar radioaktif lainnya, sedangkan daya jangkau mencapai 2,8-8,5 cm dalam udara dan dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Daya ionisasi sinar α paling besar karena dapat mengionisasi molekul yang dilaluinya sehingga dapat menyebabkan 1 atau lebih electron suatu molekul lepas, sehingga molekul menjadi ion. Sinar alfa dapat membelok kea rah kutub negative dalam medan listrik.

Partikel Alpha adalah bentuk radiasi partikel yang sangat menyebabkan ionisasi, dan kemampuan penetrasinya rendah. Partikel tersebut terdiri dari dua buah proton dan dua buah neutron yang terikat menjadi sebuah partikel yang identik dengan nukleus helium, dan karenanya dapat ditulis juga sebagai He2+.

Partikel Alpha dipancarkan oleh nuklei yang radioaktif seperti uranium atau radium dalam proses yang disebut dengan peluruhan alpha. Kadang-kadang proses ini membuat nukleus berada dalam excited state dan akan memancarkan sinar gamma untuk membuang energi yang lebih.

Setelah partikel alpha dipancarkan, massa atom elemen yang memancarkan akan turun kira-kira sebesar 4 amu. Ini dikarenakan oleh hilangnya 4 nukleon. Nomor atom dari atom yang bersangkutan turun 2, karena hilangnya 2 proton dari atom tersebut, menjadikannya elemen yang baru. Contohnya adalah radium yang menjadi gas radon karena peluruhan alpha.

2.2.2 Penemuan Sinar Alpha

Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa sinar radioaktif dapat dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan muatan mereka. Sinar radioaktif yang bermuatan positif diberi nama sinar alfa, dan tersusun dari inti-inti helium

Partikel Alfa tidak mampu menembus selembar kertas, partikel beta tidak mampu menembus pelat alumunium. Untuk menghentikan gamma diperlukan lapisan metal tebal, namun karena penyerapannya fungsi eksponensial akan ada sedikit bagian yang mungkin menembus pelat metal

Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru ditemukan ini mirip dengan penemuan sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan bisa terjadi.

Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut masih bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral.

Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat ketimbang partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan menjebaknya dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari spektrum emisi dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya adalah sebuah inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta dengan sinar katode serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X.

2.2.3 Sifat-Sifat Sinar Alpha

Dipengaruhi antara 1,4 x 107 m.s^-1 sampai dengan 2,2 x 107 m.s^-1 atau kira-kira 1/10 kali kecepatan rambat cahaya
mempunyai energi 5,3 MeV sampai 10,5 MeV
daya tembusnya paling lemah jika dibandingkan sinar β dan sinar γ
dapat menembus kertas atau lempeng alumunium setebal 0,04 mm
daya iosinasinya paling kuat
lintasan di dalam bahan radioaktif berupa garis lurus.
memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm dalam udara),
dapat mengionsasi molekul yang dilaluinya. Sinar alfa ini dapat menyebabkan satu atau lebih elektron suatu molekul lepas, sehingga molek ul berubah menjadi ion (ion positif dan elektron) per cm bila melewati udara,
dalam medan listrik dapat dibelokkan ke arah kutub negatif.
Mempunyai massa 4 dan bermuatan +2.
Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 – 10 persen kecepatan cahaya

2.2.4 Peluruhan Sinar Alpha

Peluruhan Alfa ( α ) adalah bentuk radiasi partikel dengan kemampuan mengionisasi atom sangat tinggi dan daya tembusnya rendah. Pertikel alfa terdiri atas dua buah proton dan dua buah netron yang terikat menjadi suatu atom dengan inti yang sangat stabil, dengan notasi atom atau . Partikel α diradiasikan oleh inti atom radioaktif seperti uranium atau radium dalam suatu proses yang disebut dengan peluruhan alfa. Sering terjadi inti atom yang selesai meradiasikan partikel alfa akan berada dalam eksitasi dan akan memancarkan sinar gamma untuk membuang energi yang lebih.
Setelah partikel alfa diradiasikan , massa inti atom akan turun kira-kira sebesar 4 sma, karena kehilangan 4 partikel. Nomor atom akan berkurang 2, karena hilangnya 2 proton sehingga akan terbentuk inti atom baru yang dinamakan inti anak. Pada peluruhan α berlaku :
1. hukum kekekalan nomor massa : nomor massa (A) berukuran 4 dan
2. hukum kekekalan nomor atom : nomor atom (Z) berkurang 2.

Daya Jangkau Partikel Alfa
Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfa berkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4 u, maka jangkauan partikel alfa sangat pendek. Partikel alfa dengan energi paling tinggi, jangkauannya di udara hanya beberapa cm. Sedangkan dalam bahan hanya beberapa mikron. Partikel alfa yang dipancarkan oleh sumber radioaktif memiliki energi tunggal (mono-energetic). Bertambah tebalnya bahan hanya akan mengurangi energi partikel alfa yang melintas, tetapi tidak megurangi jumlah partikel alfa itu sendiri. Pengujian jejak partikel alfa dengan kamar kabut Wilson, menunjukkan bahwa sebagian besar partikel alfa memiliki jangkauan yang sama di dalam gas dan bergerak dengan jejak lurus

2.3 Sinar Beta

2.3.1 Pengertian Sinar Beta

Partikel Beta merupakan suatu partikel subatomik yang terlempar dari inti atom yang tidak stabil – beta. Partikel tersebut ekuivalen dengan elektron dan memiliki muatan listrik negatif tunggal -e ( -1,6 x 10-19 C ) dan memiliki massa yang sangat kecil ( 0.00055 atomic mass unit ) atau hanya berkisar 1/2000 dari massa neutron atau proton. Perbedaannya adalah partikel beta berasal dari inti sedangkan elektron berasal dari luar inti. Kecepatan dari partikel beta adalah beragam bergantung pada energi yang dimiliki oleh tiap – tiap partikel.

Karena pertimbangan – pertimbangan teoritis tidak memperkenankan eksistensi independen dan dari elektron intra nuklir, maka dipostulatkan bahwa partikel terbentuk pada saat pemancaran oleh transformasi suatu neutron menjadi sebuah proton dan sebuah elektron

2.3.2 Penemuan Sinar Beta

Padatahun1898 Ernest rutherforddanfrederick soddymenemukanadanyaunsur radon yang dapatmemancarkanradiasisepertisinar- X, tetapisinarradiasinyaberbedadengansinar – X. daripercobaannya Ernest rutherforddanfrederick soddymenemukantigajenissinar yang dipancarkanolehbahanradioradioaktif. Ketigasinartersebutdinamakannyasinaralfa (α), sinar beta (β), dansinargama (γ). Ketigasinarradiasiituselanjutnya di sebutsinarradioaktif.

Ketigasinarradioaktiftersebutmempunyaikarakteristik ( cirikhas ) yang berbedabedasinar α tidakdapatmenembuslempenglogamdenganketebalankurangdari 100cm, sedangkansinar β dapatmenembuslempunglogamsetebal 100cm, dayatembusnyasampai 100 kali lebihkuatdaripadasinar α. Sinar γ memilikidayatembuslebihkuat, bahkandapatmenembuslempengantimbelsampaibeberapa cm. pengamatan Ernest rutherfordterhadappangaruhmedanlistrikterhadapketigasinarradioaktiftersebutmenunjukkanbahwasinar α bermuatanpositif, sinar β bermuatannegatif, dansinar γ merupakansuatugelombangelektomagnetikberenergitinggi yang tidakbermuatan.

Untukmengetahuilebihjauhtentangketigasinarradioaktiftersebut , Ernest rutherfordmenampungmasingmasingsinartersebutdalamruangkaca yang tidaktertembussinaritu, dankemudianmengamatispektrumnya. Dari pengamatannyaituternyataperbandinganmassadanmuatansertaspektrumnyasesuaidenganperbandinganmassadanmuatansertaspektrumdari ion He²⁺, maka di simpulkanbahwasinar α merupakaninti helium. Dengancara yang sama di simpulkanbahwasinar β merupakaneletron.

2.3.3 Sifat-Sifat Sinar Beta

1. Sinar beta ini bermuatan negatif dan bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10^-4 satuan massa atom

2. simbol beta atau e

3. memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm),

4. daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa,

5. bermuatan listrik negatif, sehingga dalam medan listrik dibelokkan ke arah kutub positif

6. Kecepatannya antara 0,32 sampai 0,7 kali kecepatan cahaya, sedangkan energinya mencapai 3MeV.

7. Di dalam bahan radioaktif, lintasan sinar beta berbelok-belok karena hamburan electron dalam atom

2.3.4 Peluruhan Sinar Beta

Peluruhan beta (β) adalah suatu proses peluruhan radioaktif dengan muatan inti berubah tetapi jumlah nukleonnya tetap.Dalam peluruhan sinar beta, terdapat 3 jenis proses dalam peluruhan sinar beta tersebut, yakni, (i) Peluruhan inti akibat emisi elektron, disimbolkan sebagai β^- , (ii) Peluruhan inti akibat emisi positron, disimbolkan sebagai β^+ , dan yang terakhir (iii) Penangkapan electron inti oleh inti yang disebut dengan penangkapan electron.

Semua 3 jenis proses yang termasuk dalam proses peluruhan beta sering disebut dengan perubahan isobar karena semua proses tersebut tidak membuat perubahan dalam nomor massa A, yakni perubahan nomor massa sama dengan nol. Tetapi selalu terjadi peristiwa yang mengakibatkan perubahan dalam muatan inti. Karena sebuah inti selalu terdiri dari neutron dan proton, maka konservasi perubahan listrik yang dibutuhkan dapat diambil dari proses emisi β^- , sebuah neutron yang ada pada inti dikonversikan menjadi sebuah proton. Ketika inti radioaktif mengalami peluruhan beta, maka anak inti memiliki jumlah yang sama dengan nukleon seperti inti sebelumnya.

Sekali lagi, perhatikan bahwa jumlah nukleon dan muatan total keduanya dilestarikan dalam keadaan yang sama. Namun, seperti yang akan kita lihat nanti, proses ini tidak dijelaskan sepenuhnya oleh ekspresi seperti itu. Perhatikan bahwa dalam peluruhan beta, neutron berubah menjadi sebuah proton, dan hal tersebut juga penting untuk menunjukkan bahwa elektron atau positron dalam meluruh tidak ada sebelumnya di inti tetapi diciptakan pada saat keluar peluruhan, sehingga energi sisa yang ada akan hilang pada inti. Sekarang perhatikan energi sistem sebelum dan sesudah pembusukan. Seperti dengan peluruhan alpha, kita asumsikan energi adalah kekal dan bahwa inti recoiling berat putri membawa energi kinetik diabaikan. Secara eksperimen, ditemukan bahwa partikel beta dari satu jenis inti yang dipancarkan, dengan berbagai kontinu energi kinetik sampai dengan beberapa nilai maksimum.

2.4 Sinar Gama

2.4.1 Pengertian Sinar Gamma

Sinar gama (Sinar gamma; seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.

Sinar gama membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras. Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gama dan sinar X dari energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi elektromagnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gama dibedakan dengan sinar X dari sumber mereka. Sinar gama adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada tumpang-tindih antara apa yang kita sebut sinar gama energi rendah dan sinar-X energi tinggi.

Sinar gama merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih menembus dari radiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tapi kurang mengionisasi.

Perlindungan untuk sinar γ membutuhkan banyak massa. Bahan yang digunakan untuk perisai harus diperhitungkan bahwa sinar gama diserap lebih banyak oleh bahan dengan nomor atom tinggi dan kepadatan tinggi. Juga, semakin tinggi energi sinar gama, makin tebal perisai yang dibutuhkan. Bahan untuk menahan sinar gama biasanya diilustrasikan dengan ketebalan yang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas dari sinar gama setengahnya.

2.4.2 Penemuan Sinar Gamma

Thomson (Joseph John Thomson) melakukan penelitian sinar katoda di pusat penelitian Cavendish di Universitas Cambridge dan menemukan elektron yang merupakan salah satu pembentuk struktur dasar materi. (http://um.ac.id) Pada tahun 1895 datanglah Ernest Rutherford, (http://ksupointer.com) seorang kelahiran Selandia Baru yang bermigrasi ke Inggris, untuk bekerja di bawah bimbingan J.J. Thomson. Pada mulanya Rutherford tertarik kepada efek radioaktivitas dan sinar-X terhadap konduktivitas listrik udara. Partikel (radiasi) berenergi tinggi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif menumbuk dan melepaskan elektron dari atom yang ada di udara, dan inilah yang menghantarkan arus listrik.

Setelah mengadakan penelitian bersama dengan J.J. Thomson, pada tahun 1898 Rutherford menunjukkan bahwa sinar-X dan radiasi yang dipancarkan oleh materi radioaktif pada dasarnya bertingkah laku sama. Selain itu berdasarkan pengukuran serapan materi terhadap radiasi yang dipancarkan oleh materi radioaktif seperti uranium atau thorium, ia menyatakan paling sedikit ada 2 jenis radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif alam uranium dan thorium.

Satu memiliki daya ionisasi yang sangat besar, karena itu mudah diserap oleh materi, dapat dihentikan dengan kertas tipis, yang satu lagi memiliki daya ionisasi yang lebih kecil dan daya tembus yang besar. Menggunakan dua huruf pertama abjad Yunani, yang pertama disebut radiasi alpha, yang kedua radiasi Beta. Selain itu juga diketahui adanya radiasi yang memiliki daya tembus lebih besar dari pada Beta, dan radiasi ini disebut radiasi Gamma.

2.4.3 Sifat-Sifat Sinar Gamma

1. Mempunyai daya tembus paling besar disbanding sinar radio aktif lainnya (α atau β)

2. Tidak dipengaruhi medan magnet dan medan listrik, karena tidak bermuatan

3. Dapat mempengaruhi film

4. Energinya mencapai 3MeV

5. Foto sinar γ tidak banyak berinteraksi dengan atom suatu bahan

6. daya ionisasinya paling lemah,

7. tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.

8. mempunyai panjang gelombang antara 1Å (10^-10 m) sampai 10^-4Å (10^-14 m).

9. Merupakan gelombang elektromagnetik

2.4.4 Peluruhan Sinar Gamma

Suatu inti unsur radioaktif yang mengalami peluruhan, baik peluruhan α maupun peluruhan β atau mengalami tumbukan dengan netron biasanya berada pada keadaan tereksitasi. Pada saat kembali ke keadaan dasarnya inti tersebut akan melepas energi dalam bentuk radiasi gamma.

Radiasi gamma mempunyai energi yang diskrit. Energi sinar gamma (γ) akan berkurang atau terserap oleh suatu material yang dilewatinya. Karena ada penyerapan energi olah bahan maka intensitas dari sinar gamma akan berkurang setelah melewati material tersebut.

Setelah peluruhan alfa dan beta, inti biasanya dalam keadaan tereksitasi. Seperti halnya atom, inti akan mencapai keadaan dasar (stabil) dengan memancarkan foton (gelombang elektromagnetik) yang dikenal dengan sinar gamma (γ). Dalam proses pemancaran foton ini, baik nomor atom atau nomor massa inti tidak berubah.

Setelah inti meluruh menjadi inti baru biasanya terdapat energi kelebihan pada ikatan intinya sehingga seringkali disebut inti dalam keadaan tereksitasi. Inti yang kelebihan energinya ini biasanya akan melepaskan energinya dalam bentuk sinar gamma yang dikenal dengan peluruhan gamma, sinarnya ini adalah foton dan termasuk ke dalam gelombang elektromagnetik yang mempunyai energi yang sangat besar melebihi sinar X.

Peluruhan gamma (γ) merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat. Sinar gamma dihasilkan oleh transisi energi inti atomdari suatu keadaan eksitasi ke keadaan dasar. Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak memiliki nomor atom (A=0) maka dalam peluruhan sinar-γtidak dihasilkan inti atom baru.

http://my-axes-educate.blogspot.com/2012/06/sinar-alfa-beta-dan-gamma.html

2.5 Karakteristik Sinar Radioaktif

http://kliktedy.wordpress.com/2009/02/19/radioaktivitas-partikel-beta/

2.6 Aplikasi Sinar Radioaktif

2.6.1 Bidang Kedokternan

A. Peranan Radioaktif Dalam Bidang Kesehatan Dan Kedokteran

Bidang kesehatan dan kedokteran merupakan bidang terbesar yang menggunakan senyawa bertanda radioaktif. Hampir dari 80% dari penggunaan zat radioaktif terletak di bidang ini. Dengan isotop radioaktif telah dapat diselidiki dan dipelajari proses fisiologi, biokimia, patologi dan farmakologi berbagai macam obat.

Penggunaan isotop radioaktif dalam kedokteran, sebetulnya telah dimulai semenjak tahun 1936 pada waktu John Lawrence et. al. Menggunakan fosfor-32 untuk terapi. Walaupun dimulai untuk terapi, tetapi penggunaan radioisotop selanjutnya hampir 90% ditujukan untuk diagnosis, dan sebagian besar telah dalam bentuk senyawa bertanda.

Cabang ilmu kedokteran yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik pendek, seperti sinar x disebut radiologi. Radiologi dimanfaatkan untuk menunjang diagnosis penyakit. Dalam dunia kedokteran nuklir, prinsip radiologi dimanfaatkan dengan memakai isotop radio aktif yang disuntikkan ke dalam tubuh. Kemudian, isotop tersebut ditangkap oleh detektor di luar tubuh sehingga diperoleh gambaran yang menunjukan distribusinya di dalam tubuh. Sebagai contoh untuk mengetahui letak penyempitan pembuluh darah, digunakan radioisotop natrium. Kemudian jejak radioaktif tersebut dirunut dengan menggunakan pencacah Geiger. Letak penyempitan pembuluh darah ditunjukan dengan terhentinya aliran natrium.

Selain digunakan untuk mendiagnosis penyakit, radioisotop juga digunakan untuk terapi radiasi. Terapi radiasi adalah cara pengobatan dengan memakai radiasi. Terapi seperti ini biasanya digunakan dalam pengobatan kanker. Pemberian terapi dapat menyembuhkan, mengurangi gejala, atau mencegah penyebaran kanker, bergantung pada jenis dan stadium kanker.

1. Radiodiagnostik

Radiodiagnostik adalah kegiatan penunjang diagnostik menggunakan perangkat radiasi sinar pengion (sinar x), untuk melihat fungsi tubuh secara anatomi. Ahli dalam bidang ini dikenal sebagai radiolog. Salah satu contoh radiodiagnostik adalah rontgen. Radiodiagnostik dilakukan sebelum melakukan radioterapi.

2. Radioterapi

Radioterapi adalah tindakan medis menggunakan radiasi pengion untuk mematikan sel kanker sebanyak mungkin, dengan kerusakan pada sel normal sekecil mungkin. Tindakan terapi ini menggunakan sumber radiasi tertutup pemancar radiasi gamma atau pesawat sinar-x dan berkas elektron.

Baik sel-sel normal maupun sel-sel kanker bisa dipengaruhi oleh radiasi ini. Radiasi akan merusak sel-sel kanker sehingga proses multiplikasi ataupun pembelahan sel-sel kanker akan terhambat. Sekitar 50 – 60% penderita kanker memerlukan radioterapi. Tujuan radioterapi adalah untuk pengobatan secara radikal, yaitu untuk mengurangi dan menghilangkan rasa sakit atau tidak nyaman akibat kanker, selain itu juga bertujuan untuk mengurangi resiko kekambuhan dari kanker. Dosis dari radiasi ditentukan dari ukuran, luasnya, tipe, dan stadium tumor bersamaan dengan responnya terhadap radio terapi.

Terdapat dua teknik dalam radioterapi yaitu teleterapi (sumber eksternal) dan brakiterapi (sumber internal). Pada tindakan teleterapi, posisi sumber radiasi gamma energi tinggi yang berasal dari Cobalt-60 yang disimpan dalam kontainer metal yang tebal pada alat, dapat diatur sedemikian rupa sehingga kanker dapat diradiasi dari berbagai arah yang ditujukan setepat mungkin pada jaringan tumor. Tumor ganas dikenai radiasi yang sangat kuat secara berulang-ulang menggunakan teknik fraksinasi (dosis terbagi atas perkali pemberian dari total dosis yang harus diterima oleh pasien) selama jangka waktu beberapa minggu. Radioterapi diberikan setiap hari dari berbagai arah secara tepat pada kanker. Dengan demikian kanker akan menerima radiasi yang bersilang dengan dosis tinggi sementara jaringan normal dan sehat di sekitar lokasi kanker hanya akan menerima dosis yang lebih rendah dengan tingkat kerusakan yang dapat ditoleransi tubuh dan berangsur pulih.

Radioterapi dapat pula dilakukan dengan menggunakan sumber radiasi terbuka yang diposisikan sedekat mungkin dengan kanker, dikenal sebagai tindakan brakiterapi. Sumber radiasi terbuka yang umum digunakan antara lain I-125, Ra-226, yang dikemas dalam bentuk jarum, biji sebesar beras, atau kawat dan dapat diletakkan dalam rongga tubuh (intracavitary) seperti kanker serviks, kanker paru, dan kanker esopagus, dalam organ/jaringan (interstisial) seperti kanker prostat, kanker kepala dan leher, kanker payudara, atau dalam lumen (intraluminal).

Kegunaan radioterapi adalah sebagai berikut:

1. Mengobati : banyak kanker yang dapat disembuhkan dengan radioterapi, baik dengan atau tanpa dikombinasikan dengan pengobatan lain seperti pembedahan dan kemoterapi.

2. Mengontrol : Jika tidak memungkinkan lagi adanya penyembuhan, radioterapi berguna untuk mengontrol pertumbuhan sel kanker dengan membuat sel kanker menjadi lebih kecil dan berhenti menyebar.

3. Mengurangi gejala : Selain untuk mengontrol kanker, radioterapi dapat mengurangi gejala yang biasa timbul pada penderita kanker seperti rasa nyeri dan juga membuat hidup penderita lebih nyaman.

4. Membantu pengobatan lainnya : terutama post operasi dan kemoterapi yang sering disebut sebagai “adjuvant therapy” atau terapi tambahan dengan tujuan agar terapi bedah dan kemoterapi yang diberikan lebih efektif.

B. Manfaat Radioisotop dalam Bidang Kesehatan dan Kedokteran

Banyak radioisotop yang digunakan dalam bidang kesehatan dan kedokteran dan masing-masing radioisotop tersebut memiliki manfaat yang berbeda, antara lain:

1. I-131 Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak.

2. Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung.

3. Tc-99 & Ti-201 Mendeteksi kerusakan jantung.

4. Na-24 Mendeteksi gangguan peredaran darah.

5. Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru.

6. P-32 Penyakit mata, tumor dan hati.

7. Fe-59 Mempelajari pembentukan sel darah merah.

8. Cr-51 Mendeteksi kerusakan limpa.

9. Se-75 Mendeteksi kerusakan Pankreas.

10. Tc-99 Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru.

11. Ga-67 Memeriksa kerusakan getah bening.

12. C-14 Mendeteksi diabetes dan anemia.

13. Co-60 Membunuh sel-sel kanker.

C. Mekanisme Kerja

1. Radiodiagnostik

I-131 digunakan sebagai terapi pengobatan untuk kondisi tiroid yang over aktif atau kita sebut hipertiroid. I-131 ini sendiri adalah suatu isotop yang terbuat dari iodin yang selalu memancarkan sinar radiasi. Jika I-131 ini dimasukkan kedalam tubuh dalam dosis yang kecil, maka I-131 ini akan masuk ke dalam pembuluh darah traktus gastrointestinalis. I-131 dan akan melewati kelenjar tiroid yang kemudian akan menghancurkan sel-sel glandula tersebut. Hal ini akan memperlambat aktifitas dari kelenjar tiroid dan dalam beberapa kasus dapat merubah kondisi tiroid.

2. Radioterapi

Bila jaringan terkena radiasi penyinaran, maka jaringan akan menyerap energi radiasi dan akan menimbulkan ionisasi atom-atom. Ionisasi tersebut dapat menimbulkan perubahan kimia dan biokimia yang pada akhirnya akan menimbulkan kerusakan biologik. Kerusakan sel yang terjadi dapat berupa kerusakan kromosom, mutasi, perlambatan pembelahan sel dan kehilangan kemampuan untuk berproduksi.

Radiasi pengion adalah berkas pancaran energi atau partikel yang bila mengenai sebuah atom akan menyebabkan terpentalnya elektron keluar dari orbit elektron tersebut. Pancaran energi dapat berupa gelombang elektromagnetik, yang dapat berupa sinar gamma dan sinar X. Pancaran partikel dapat berupa pancaran elektron (sinar beta) atau pancaran partikel netron, alfa, proton.

Dengan pemberian setiap terapi, maka akan semakin banyak sel-sel kanker yang mati dan tumor akan mengecil. Sel-sel yang mati akan hancur, dibawa oleh darah dan diekskresi keluar dari tubuh. Sebagian besar sel-sel sehat akan bisa pulih kembai dari pengaruh radiasi. Tetapi bagaimanapun juga, kerusakan yang terjadi pada sel-sel sehat merupakan penyebab terjadinya efek samping radiasi.

D. Efek Radioaktif Bidang Kesehatan Dan Kedokteran

Efek samping radioterapi bervariasi pada tiap pasien. Secara umum efek samping tersebut tergantung dari dosis terapi, target organ dan keadaan umum pasien. Beberapa efek samping berupa kelelahan, reaksi kulit (kering, memerah, nyeri, perubahan warna dan ulserasi), penurunan sel-sel darah, kehilangan nafsu makan, diare, mual dan muntah bisa terjadi pada setiap pengobatan radioterapi. Kebotakan bisa terjadi tetapi hanya pada area yang terkena radioterapi. Radiasi tidak menyebabkan kehilangan rambut yang total. Pasien yang menjalani radiasi eksternal tidak bersifat radioaktif setelah pengobatan sehingga tidak berbahaya bagi orang di sekitarnya. Efek samping umumnya terjadi pada minggu ketiga atau keempat dari pengobatan dan hilang dua minggu setelah pengobatan selesai.

Efek radiasi pada sistem, organ atau jaringan:

1. Darah dan Sumsum Tulang Merah

Darah putih merupakan komponen seluler darah yang tercepat mengalami perubahan akibat radiasi. Efek pada jaringan ini berupa penurunan jumlah sel. KompOnen seluler darah yang lain ( butir pembeku dan darah merah ) menyusun setelah sel darah putih. Sumsum tulang merah yang mendapat dosis tidak terlalu tinggi masih dapat memproduksi sel-sel darah merah, sedang pada dosis yang cukup tinggi akan terjadi kerusakan permanen yang berakhir dengan kematian ( dosis lethal 3 – 5 sv). Akibat penekanan aktivitas sumsum tulang maka orang yang terkena radiasi akan menderita kecenderungan pendarahan dan infeksi, anemia dan kekurangan hemoglobinefek stokastik pada penyinaran sumsum tulang adalah leukemia dan kanker sel darah merah.

2. Saluran Pencernaan Makanan

Kerusakan pada saluran pencernaan makanan memberikan gejala mual, muntah, gangguan pencernaan dan penyerapan makanan serta diare. kemudian dapat timbul karena dehidrasi akibat muntah dan diare yang parah. Efek stokastik yang dapat timbul berupa kanker pada epithel saluran pencernaan.

3. Organ Reproduksi

Efek somatik non stokastok pada organ reproduksi adalah sterilitas, sedangkan efek genetik (pewarisan) terjadi karena mutasi gen atau kromosom pada sel kelamin.

4. Sistem Syaraf

Sistem syaraf termasuk tahan radiasi. Kematian karena kerusakan sistem syaraf terjadi pada dosis puluhan sievert.

5. Mata

Lensa mata peka terhadap radiasi. Katarak merupakan efek somatik non stokastik yang masa tenangnya lama (bisa bertahun-tahun).

6. Kulit

Efek somatik non stokastik pada kulit bervariasi dengan besarnya dosis, mulai dengan kemerahan sampai luka bakar dan kematian jaringan. efek somatik stokastik pada kulit adalah kanker kulit.

7. Tulang

Bagian tulang yang peka terhadap radiasi adalah sumsum tulang dan selaput dalam serta luar pada tulang. kerusakan pada tulang biasanya terjadi karena penimbunan stontium-90 atau radium-226 dalam tulang. Efek somatik stokastik berupa kanker pada sel epithel selaput tulang.

8. Kelenjar Gondok

Kelenjar gondok berfungsi mengatur metabolisme umum melalui hormon tiroxin yang dihasilkannya. Kelenjar ini relatif tahan terhadap penyinaran luar namun mudah rusak karena kontaminasi internal oleh yodium radioaktif.

9. Paru-paru

Paru-paru pada umumnya menderita kerusakan akibat penyinaran dari gas, uap atau partikel dalam bentuk aerosol yang bersifat radioaktif yang terhirup melalui pernafasan.

http://jawago.kumpulblogger.com

2.6.2 Bidang Kimia

Berikut ini merupakan beberapa penggunaan radioisotop dalam bidang kimia:
Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia esterifikasi, fotosintesis dan kesetimbangan dinamis.

Perunut adalah zat untuk mengetahui suatu alur/ jejak / lokasi suatu aliran. Suatu zat radioaktif bersifat tidak stabil dan terus menerus memancarkan sinar radioaktif, sehingga dapat digunakan sebagai perunut.

Perunut radioaktif adalah isotop radioaktif yang ditambahkan ke dalam bahan kimia atau makhluk hidup guna mempelajari sistem.

Anggapan penting yang digunakan pada penggunaan radionuklida sebagai perunut adalah materi radioaktif akan tercampur secara sempurna dengan sistem yang dipelajari, hal ini berarti bahwa gejala keradioaktifan yang dipancarkan oleh perunut tidak mempengaruhi komponen sistem, dan perunut tersebut tidak dapat dibedakan secara kimia dengan materi non radioaktif.

Terdapat beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan radionuklida perunut :

Harus memiliki sifat kimia dan fisika yang sama dengan sistem yang dipelajari.
Radionuklida perunut harus memiliki waktu hidup yang cukup panjang sehingga aktivitasnya dapat dideteksi dengan baik.

Jenis radiasi yang dipancarkan harus menjadi pertimbangan terutama kemampuan penetrasi dan kemudahannya untuk diukur. Hanya terdapat sedikit radionuklida alam yang dapat digunakan sebagai radionuklida perunut seperti isotop H dan C, dan produk peluruhan U dan Th. sekarang kebanyakan radionuklida perunut diproduksi secara buatan dalam reaktor atau dalamekselerator.

Teknik perunut adalah suatu teknik yang digunakan untuk tujuan mendapatkan informasi perilaku dari obyek dengan cara menandai obyek tersebut dengan suatu bahan tertentu. Yang dimaksud dengan obyek disini adalah suatu sistem yang dinamis, artinya bahwa sistem atau bagian dari sistem tersebut mengalami perubahan sebagai fungsi dari ruang dan/atau waktu. Sebagai contoh dari sistem dinamis itu misalnya aliran suatu populasi masa atau material induk. Sedang yang dimaksudkan dengan bahan tertentu adalah bahan perunut itu sendiri. Dalam sistem yang dinamis bahan perunut bercampur dengan aliran populasi masa. Informasi yang ingin diketahui dari sistem tersebut diperoleh dengan cara mendeteksi perunut yang telah bercampur homogen dengan aliran populasi masa dari system yang diselidiki.

Jadi teknik perunut ini dapat diaplikasikan apabila dalam kondisi dimana ada suatu aliran populasi masa. Selain itu agar teknik perunut ini dapat secara sempurna diaplikasikan maka perlu dipenuhi beberapa persyaratan lain, misalnya bahwa bahan perunut yang digunakan harus mempunyai sifat-sifat dan berkelakuan sama dengan bahan dari populasi masa yang diselidiki namun mempunyai identitas khusus dimana bahan perunut tersebut harus dapat dideteksi dengan suatu alat deteksi.

Perunutan merupakan suatu proses pemanfaatan senyawa yang telah ditandai dengan isotop atau radioisotop untuk menjadi bagian dari sistem biologi/mekanik sehingga diketahui mekanisme yang terjadi atau diperoleh suatu hasil pengukuran. Teknik perunut dapat menggunakan isotop atau radioisotop.

Dasar aplikasi dari teknik perunut dengan isotop stabil adalah sifat kimia spesifik dari unsur yang digunakan dengan berat molekul yang berbeda.

Contoh isotop stabil adalah N-15, Cr-52, C-13, dan lainnya. Alat yang digunakan untuk mengukur isotop stabil seperti mass atomic spektrofotometer , X-ray flourescene (XRF), dan Neutron Atomic Absorbtion (NAA). Sedangkan dasar aplikasi dari teknik perunut dengan radioisotop adalah paparan aktivitas dari masing-masing unsur yang digunakan. Contoh radioisotop adalah C-14, Ca-45, P-32, H-3, dan lainnya. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur aktivitas paparannya adalah Liquid Scintilation Counter (LSC), Gamma Counter , HPGe, dan lainnya. Mempelajari Reaksi Esterifikasi.

Reaksi esterifikasi yaitu reaksi pembentukan suatu ester yang dapat dibentuk dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dan suatu alkohol. Esterifikasi berkataliskan asam dan merupakan reaksi yang reversibel.

Asam karboksilat bereaksi dengan alkohol membentuk ester dan air.

RCOOH + R’OH R COOR’ + H2O

Hal yang mau diselidiki adalah asal atom Oksigen yang membentuk air pada reaksi tersebut, dari asam atau dari alkohol? Dengan 18O dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat dan alkohol.

Reaksi 1

O O

R – C – 18O – H + H – O – R R – C – O – R + H218O

Reaksi 2

O O

R – C – O – H + H – 18O – R R – C – 18O – R + H2O

Dari analisa spektroskopi massa dapat ditulis sebagai berikut:

O O

R – C – O – H + H – 18O – R R – C – 18O – R + H2O

Berdasarkan penelitian diketahui bahwa pada reaksi esterifikasi, atom O yang membentuk senyawa H2O berasal dari asam karboksilat. Adapun atom O yang membentuk senyawa ester berasal dari alkohol.

Mempelajari Reaksi Fotosintesis.

Percobaan menggunakan perunut telah dilakukan tahun 1950 oleh Melvin Calvin dan pembantu-pembantunya universitas Berkeley California untuk menentukan mekanisme fotosintesis tanaman. Proses keseluruhan fotosintesis melibatkan reaksi CO2 dan H2O untuk menghasilkan glukosa dan O2.

6CO2(g) + 6H2O(l) C6H12O6(s) + 6O2(g)

Dalam percobaannya, gas CO2 yang mengandung lebih isotop 14C radioaktif diterpakan kepada tanaman alga selama satu tahun, selanjutnya alga diekstrak dengan alkohol dan air. Senyawa terekstrak dipisahkan dengan kromatografi selanjutnya diidentifikasi. Dalam kerja jenis ini, digunakan alat deteksi seperti sebuah pencacah Geiger untuk mengikuti atom radioaktif lewat pelbagai zat antara ke produk akhir. Senyawayang mengandung 14C radioaktif terdapat dalam zat antara yang dibentuk selama fotosintesis. Berdasarkan analisa terhadap isotop 14C Calvin mengajukan mekanisme atau tahap-tahap dalam fotosintesis.

Mempelajari Kesetimbangan Dinamis.

Kesetimbangan dinamis kimia bersifat dinamis artinya bahwa dalam keadaan setimbang reaksi tetap berlangsung dengan laju yang sama pada kedua arah. Hal itu dapat dibuktikan sebagai berikut. Perhatikan kesetimbangan PbI2 (timbal (II) klorida) padat dan larutan jenuhnya yang mengandung Pb2+(aq) dan I-(aq) persamaannya:

PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq)

Ke dalam tabung yang berisi PbI2 padat non radioaktif tambahkan larutan yang berisi ion ioda radioaktif (I131) hingga jenuh, kocok campuran dan biarkan beberapa lama.

Saring campuran dan keringkan endapan tersaring. Jika dianalisis maka dalam padatan PbI2 akan terdapat PbI2 yang radioaktif. Hal ini menunjukan bahwa dalam larutan jenuh tedapat keadaan setimbang dinamis antara padatan dan ion-ionnya.

Analisis/Titrasi Radiometri

Analisis radiometri adalah cara analisis kimia untuk unsur atau zat tak radioaktif dengan jalan penambahan zat radioaktif dan Analisis radiometri ini digunakan untuk menentukan kadar zat yang sangat rendah dalam suatu campuran.

Penentuan kadar Ag+ ataupun Cl- dapat menggunakan radioisotop. Jika yang ingin ditentukan kadar Cl- maka yang digunakan adalah Ag dalam bentuk radioisotop (110Ag+) dan jika yang ingin ditentukan kadar Ag maka yang digunakan ion radioklor.

Pada titrasi radiometri, isotop dapat digunakan sebagai petunjuk akhir titrasi. Misalnya pada titrasi penentuan ion Cl- dan ion Ag+ membentuk endapan AgCl. Baik titran maupun cuplikan dapat mengandung komponen radioaktif.

Pada awal titrasi, dalam labu Erlenmeyer yang berisi ion Cl- non radioaktif tidak terdapat keaktifan. Setelah ion 110Ag+ radioaktif ditambahkan ke dalam Erlenmeyer dan bereaksi dengan ion Cl- membentuk endapan AgCl.

Bagian supernatan (endapan) tidak menunjukan tanda-tanda keaktifan, tetapi setelah titik ekivalen tercapai, kelebihan ion Ag+ berada dalam larutan, dan secara perlahan meningkatkan keaktifan, dari perubahan keaktifan dan jumlah volume larutan yang ditambahkan dapat dicari titik akhir titrasi atau titik akhir titrasi juga dapat diperoleh dengan cara ekstrapolasi grafik.
Kelebihan cara analisis radiometri adalah kepekaannya sangat tinggi, Selain itu, suhu, pH, kekeruhan dan lainnya tidak mempengaruhi titik akhir titrasi.

Analisis pengenceran isotop

Analisis pengenceran isotop untuk menentukan kadar suatu zat dengan cara menambahkan zat radioaktif yang sudah diencerkan ke dalam zat yang akan ditentukan kadarnya.
Pengenceran isotop adalah pengenceran bahan target yang dilakukan dengan menambahkan isotopnya. Pengenceran isotop digunakan untuk mengurangi cacat radiasi dan analisis yang memanfaatkan perubahan rasio isotop.

Untuk mengurangi cacat radiasi akibat penyerapan radioisotop ke dalam tubuh, konsentrasinya diencerkan dengan menyerap isotop stabil dan dikeluarkan dari tubuh. Misal, bila iodium radioaktif diserap ke dalam tubuh maka setelah 24 jam sekitar 20% jumlahnya akan masuk ke dalam tiroid dan sisanya setelah terdistribusi ke seluruh tubuh segera dikeluarkan melalui urin. Bila sebelumnya telah menggunakan iodium stabil maka konsentrasi iodium di dalam tiroid menjadi lebih tinggi dan waktu paro biologisnya menjadi lebih pendek. Bila mengkonsumsi serbuk kalium iodida 100 mg sehari, maka 90% lebih iodium radioaktif yang diserap akan dikeluarkan.
Pada analisis pengenceran isotop, kedalam suatu larutan yang akan dianalisis ditambahkan suatu larutan yang mengandung suatu spesi radioaktif yang diketahui jumlahnya dan zat yang tidak diketahui. Kemudian zat tersebut di pisahkan, lalu keradioaktifannya ditentukan.

Contoh: Kedalam 50mL larutan yang mengandung ion Zn2+ yang belum diketahui konsentrasinya ditambahkan 10 mL larutan 62Zn2+ 0,100 µ Ci. Kemudian diencerkan sampai volume 100 ml. Setelah pengendapan garam seng diperoleh 0,4000 gram seng dengan keaktifan 0,0825 µ Ci. Hitunglah konsetrasi ion Zn2+ dalam larutan semula.

Jawab:
%Zn yang diperoleh = 0,0825/0,100 X 100

= 82,5 %

Jumlah seng= (0,4000 g seng yang diperoleh)/(0,825 (gram yang diperoleh)/(gram total))

= 0,485 g

Dengan mengabaikan berat 62Zn2+ yang ditambahkan maka konsentrasi Zn2+ dalam larutan semula. 0,485/(65,37 X 0,05) = 0,1484 M

Analisis pengaktifan neutron

Analisis pengaktifan neutron adalah adalah analisis unsur-unsur dalam sampel yang didasarkan pada pengubahan isotop stabil oleh isotop radioaktif melalui pemboman sampel oleh neutron atau proses pengaktifan neutron dapat diartikan juga sebagai proses reaksi inti dimana unsur-unsur yang semula tidak radioaktif berubah sifat fisikanya menjadi radioaktif sehingga dapat memancarkan radiasi. Proses aktivasi yang paling umum disebabkan oleh penyerapan neutron oleh inti atom suatu unsur, dan unsur yang teraktivasi akan menjadi radioaktif yang dapat memancarkan radiasi, umumnya adalah radiasi gamma. Reaksi pengaktifan jenis ini juga sering disebut sebagai reaksi neutron-gamma, karena penyerapan neutron oleh unsur akan diikuti oleh pemancaran radiasi gamma dari unsur tersebut.

Analisis pengaktifan neutron dilakukan untuk menentukan zat yang berkadar rendah dengan cara menembak unsur yang dimaksud agar menghasilkan radioisotop dan memancarakan sinar. Contohnya digunakan untuk mengidentifikasi apakah seseorang itu mati wajar atau diracun, dapat dianalisis berdasarkan runutan unsur dalam rambut. Ini dapat dilakukan dengan cara menentukan jumlah dan posisi unsur dalam rambut secara seksama sehingga dapat diketahui penyebab kemetian orang itu.

Analisis terhadap rambut dapat dilakukan untuk menentukan zat beracun yang terdapat dalam rambut, misalnya arsen (As). Jika isotop 75As dibombardir dengan neutron, inti metastabil dari 76Asm diperoleh:

33As75 + 0n1 33As76 m + 0γ0

As di bombardir dengan neutron menghasilkan As metastabil yang inti metastabilnya berada dalam keadaan tereksitasi, untuk stabil meluruhkan sinar gamma. Frekuensi sinar yang diemisikan khas untuk setiap unsur. Selain itu, intensitas sinar gamma sebanding dengan unsure yang ada dalam sample rambut.

Berdasarakan prosedur diatas, dapat diketahui apakah orang itu diracuni oleh arsen atau mati wajar. Metode ini juga sangat peka sebab dapat mengidentifikasi jumlah arsen hingga 10-9 gram.

2.6.3 Bidang Pertanian

Salah satu aplikasi radioisotop dalam bidang pertanian adlah untuk menentukan jumlah penggunaan pupuk optimum. Berapa banyak pupuk posfat yang harus ditambahkan ke dlaam tanah sangat tergantung kepada kandungan posfat tanah dan jumlah posfat yang digunakan tumbuh-tumbuhan. Melalui penambahan amonium posfat bertanda, P-32, yang memiliki aktivitas tertentu, selanjutnya dilakukan pengukuran pada radioaktivitas akar, daun, batang, serta semua bagian tumbuhan.

Selanjutnya total posfor yang dibutuhkan tumbuhan ditentukan melalui analisa kimia, dan penambahan pupuk ditentukan oleh keaktifan terukur. Perbedaannya merupakan posfor yang ada di dalam tanah. Melalui serangkaian eksperimen telah dibuktikan bahwa hasil panen jauh lebih melimpah apabila penambahan pupuk posfat dilakukan pada saat benih disemai atau saat 60% pertumbuhan akar.

http://id.shvoong.com/exact-sciences/engineering/2322020-aplikasi sinar radioaktif/#ixzz2Kgn1pGfd

2.6.4 Bidang Hidrologi

Radioaktif hidrologi/air

Salah satu aplikasi penggunaan radioisotop adalah sebagai perunut dalam studi hidrologi. Teknik perunut merupakan salah satu teknik yang digunakan untuk mendapatkan informasi perilaku suatu sistem dengan cara menandai sistem dengan bahan tertentu, seperti misalnya radioisotop. Dengan menggunakan perunut radioisotop, berbagai masalah dalam bidang hidrologi akan dapat dipecahkan dengan cara langsung yang jauh lebih cepat dari cara konvensional. Dalam bidang hidrologi, teknik perunutan dilakukan dengan cara memantau radiasi yang dipancarkan oleh perunut radioisotop, atau yang lebih dikenal sebagai radiotracer. Dalam studi hidrologi, radiotracer yang digunakan dilepaskan langsung ke lingkungan. Untuk dapat digunakan sebagai tracer, radioisotop harus memenuhi persyaratan :

Tidak berbahaya bagi manusia dan makhluk hidup di sekelilingnya
Jumlah radioisotop yang dilepaskan ke lingkungan harus benar-benar diperhitungkan sehingga tidak terjadi pelepasan zat radioaktif yang berlebihan ke lingkungan.
Radioisotop yang digunakan harus larut dalam air
Radioisotop tidak akan diserap oleh tanah, tanaman maupun organisme hidup lainnya

Tidak dapat dipungkiri, sudah banyak manfaat yang diperoleh karena menggunakan radiotracer sebagai perunut dalam huidrologi. Selain itu radiotracer juga dapat dipakai sebagai pendukung metode non-nuklir lainnya yang telah ada. Meski tidak semua persoalan hidrologi dapat diselesaikan dengan teknik nuklir ini, namun penggunaan radiotracer seringkali merupakan satu-satunya metode yang dapat menyelesaikan persoalan. Berikut adalah contoh pengaplikasian radioisotop dalam bidang hidrologi.

Pengukuran Debit Air Sungai

Metode dasar dalam pengukuran debit air sungai adalah pengenceran radiotracer. Radiotracer dalam jumlah tertentu yang tidak membahayakan lingkungan dilepas dibagian hulu sungai dan kemudian diukur konsentrasinya di bagian hilir. Besarnya perubahan kadar perunut karena pengenceran oleh aliran (debit) air sungai dapat diketahui dengan cara mencacah langsung intensitas radiasi dalam air sungai tersebut. Penggunaan radiotracer untuk mengukur debit air sungai terbukti lebih sederhana dibandingkan metode pengukuan menggunakan current meter, selain itu pengukuran juga dapat dilakukan lebih cepat dan dapat dilakukan pada saat banjir sekalipun. Pengukuran debit air sungai antara 300-600 m³ per detik hanya membutuhkan waktu kurang lebih satu jam, hal ini membuktikan bahwa penggunaan radiotracer jauh lebih efektif, efisien dan ekonomis. Semakin turbulen arus air sungai, semakin cepat dan baik hasil pengukurannya.

Penentuan Arah Gerak Air Tanah

Data gerakan air tanah pada suatu wilayah merupakan data yang sangat penting untuk berbagai keperluan, antara lain dalam kaitannya dengan pembangunan suatu bendungan, penentuan tempat penyimpanan limbah berbahaya dan sebagainya. Pergerakan air tanah selalu sesuai dengan kondisi geologinya. Sehingga untuk mengetahui pergerakan air tanah ini salah satu metode yang dapat digunakan adalah metode sumur banyak. Pada metode ini radiotracer diinjeksikan ke dalam sumur yang berada di tengah-tengah, dengan demikian radiotracer tersebut akan larut dan kemudian bercampur dengan air tanah. Radiotracer yang terlarut selanjutnya akan terbawa ke manapun air tanah mengalir.

Dengan mencacah intensitas radiasi pada air tanah di sumur-sumur lain yang ada di sekelilingnya, maka arah gerakan air tanah di tempat tersebut dapat dengan mudah ditentukan, yakni dengan cara mengetahui ada atau tidaknya radiotracer yang terlarut dalam air. Dalam hal ini, radiotracer hanya akan ditemukan pada air tanah di sumur-sumur tertentu saja, ini artinya arah aliran air tanah akan menuju sumur yang air tanahnya mengandung radiotracer yang sebelumnya diinjeksikan. Selain mengetahui gerakan air tanah, teknik perunut ini juga dapat digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air tanah dan permeabilitasnya.

Pengukuran Kadar Air Tanah

Banyak alat-alat konvensional yang dirancang khusus untuk mengukur kadar air, namun jarang ada alat yang dapat melakukan pengukuran dengan teliti dan cepat, dapat dilakukan di tempat, tidak merusak dan alatnya dapat dibawa-bawa (portable). Salah satu metode yang dapat memenuhi berbagai kriteria tersebut adalah dengan menggunakan neutron.

Penggunaan neutron telah banyak dimanfaatkan oleh para ahli di bidang teknik sipil, agronomi dan hidrologi untuk pengukuran kadar air dalam tanah serta kepadatan tanah, aspal dan beton. Data-data hasil pengukuran tersebut kemudian akan digunakan untuk merancang pondasi bangunan, jalan raya, pembuatan tanggul dan lain sebagainya. Sedang dalam bidang industri dan laboratorium, neutron dapat digunakan untuk pengukuran berbagai hasil akhir dan penelitian.

Teknik pengukuran kadar air tanah dengan teknik hamburan neutron (sumber : BATAN)

Karena sederhana, alat pengukur kadar air dengan neutron ini diminati oleh berbagai pihak. Di dalam alat ini terdapat suatu sumber neutron cepat. Proses kerja alat ini adalah dengan memanfaatkan hasil tumbukan antara neutron cepat dengan atom hidrogen yang terdapat di dalam molekul air. Peristiwa tumbukan ini akan menghasilkan neutron-neutron termik. Jumlah neutron termik yang terbentuk akan ditangkap oleh pemantau neutron. Dimana hasil cacahan neutron yang terbaca akan sebanding dengan jumlah air yang terkandung di dalam bahan.

Penentuan Gerakan Sedimen

Proses pendangkalan pelabuhan merupakan proses alamiah yang tidak dapat dicegah. Jika pelabuhan dangkal, kapal-kapal besar tidak akan dapat merapat ke dermaga, sehingga proses bongkar muat barang dapat terganggu. Sedangkan proses pengerukan endapan memerlukan biaya yang sangat besar. Oleh sebab itu, pendangkalan pada suatu pelabuhan dan alur pelayaran merupakan masalah yang sangat serius karena menyangkut kelangsungan pelayanan perhubungan laut.

Salah satu cara yang dapat ditempuh untuk memperkecil kecepatan pendangkalan pelabuhan maupun alur pelayaran oleh sedimen adalah dengan mengetahui perilaku sedimen, yaitu menentukan dari mana asal dan kemana arah gerakan sedimen tersebut. Data mengenai arah pergerakan sedimen dapat digunakan untuk perencanaan penentuan posisi dan arah alur pelayaran serta menentukan tempat untuk pembuangan endapan hasil pengerukan agar tidak kembali ke tempat semula. Semua usaha ini akan dapat mengurangi laju pendangkalan sehingga frekwensi pengerukan bisa dikurangi dan biaya untuk pengerukan bisa dihemat.

Teknik pelaksanaan penentuan arah gerakan sedimen dilakukan dengan menandai sedimen yang diambil di pelabuhan dengan radioisotop seperti ⁵¹Cr, ¹⁹⁸Au dan ⁴⁶Sc atau membuat endapan tiruan yang bersifat radioaktif seperti pelapisan lumpur dengan zat radioaktif atau pasir tiruan yang diaktifkan (pasir ini dibuat dari gelas yang mengandung radioisotop ¹⁹²Ir dan ⁴⁶Sc). Sedimen radioaktif tersebut selanjutnya dilepaskan ke dasar laut di daerah yang diselidiki. Endapan radioaktif ini nantinya akan mengikuti gerak endapan asli. Metode ini dapat digunakan untuk mempelajari arah, kecepatan dan penyebaran lumpur ataupun pasir yang berperan dalam proses pendangkalan pelabuhan. Pengamatan tersebut dapat dilakukan menggunakan pemantau radiasi dari permukaan laut atau di atas kapal. Selain itu, studi ini juga dapat dipakai untuk mengetahui efisiensi transpot sedimen dan erosi.

Mempelajari arah gerak sedimen dengan perunut radioisotop (sumber : IAEA)

Penentuan Kebocoran Bendungan

Teknik perunut radioisotop juga dapat digunakan untuk menentukan letak kebocoran atau rembesan suatu bendungan atau dam. Teknik penentuan dilakukan dengan cara melepaskan radioisotop pada tempat tertentu di ireservoir (air dam) yang dicurigai sebagai lokasi kebocoran/rembesan. Radioisotop akan larut dan bercampur dengan ait sehingga apabila terjadi kebocoran pada bendungan, air yang telah bercampur dengan radioisotop akan masuk dan bergerak mengikuti arah perembesan. Dengan melakukan pengukuran tingkat radioaktivitas air yang keluar melalui mata air maupun sumur-sumur pengamatan di daerah rembesan, maka adanya rembesan beserta arahnya dapat diketahui.

Penentuan laju Erosi

Peristiwa erosi dapat disebabkan baik oleh angin maupun air. Namun sebagian besar kasus erosi tanah umumnya disebabkan oleh air hujan. Dengan menandai tanah yang dipelajari dengan radioisotop, maka laju erosi tanah oleh air hujan dapat dipelajari dengan teliti. Setelah terkena air hujan, aktivitas radioisotop dalam tanah akan berkurang. Dengan cara membandingkan aktivitas radioisotop dalam tanah antara sebelum dan setelah terkena air hujan, maka laju erosi tanah dapat diketahui.

Deteksi Kebocoran dan Sumbatan Pipa Bawah Tanah

Mencari kebocoran dan sumbatan pipa di bawah tanah merupakan pekerjaan besar dan tidak sederhana. Dengan teknik perunut radioisotop, pekerjaan yang membutuhkan tenaga besar tersebut ternyata dapat disederhanakan. Pemeriksaan kebocoran pipa di bawah tanah dengan perunut radioisotop dapat dilakukan langsung dari permukaan tanah di atas pipa, tanpa perlu dilakukan penggalian. Metode pemeriksaan yang dilakukan adalah dengan menginjeksikan perunut radioisotop ke dalam aliran. Pergerakan radioisotop tersebut di dalam pipa dapat diikuti dari atas tanah menggunakan pemantau radiasi. Tempat yang memberikan hasil cacahan radiasi yang tinggi mengindikasikan telah terjadi kebocoran di tempat tersebut. Untuk menenukan letak sumbatan dalam pipa, sebuah polipig berisi radioisotop dimasukkan ke dalam pipa. Arah pergerakan polipig tersebut dapat diikuti dengan pemantau radiasi dari luar pipa. Polipig akan berhenti di tempat terjadinya sumbatan. http://id.shvoong.com/exact-sciences/engineering/2322/aplikasi sinar radioaktif#ixzz2Kgn1pGfd

2.6.5 Bidang Industri

Penggunaan Radioisotop dalam Bidang Industri
Di negara-negara maju penggunaan dan penerapan keradioaktifan telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur yang radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.
Penggunaan radiosotop dapat dibagi kedalam penggunaan sebagai perunut dan penggunaan sebagai sumber radiasi. Sebagai perunut radioisotop digunakan untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa. Radioisotop dapat digunakan sebagai sumber sinar sebagai pengganti sumber lain seperti sumber sinar X.
Oleh karena isotop memiliki sifat kimia yang sama, kita tidak dapat membedakan antara garam 23 NaCl dan 24 NaCl secara kimia dalam suatu proses, misalnya dalam proses pengendapan AgCl jika ditambah garam AgNO3. Akan tetapi karena isotop 24 Na bersifat radiokatif, proses pengendapan ini dapat diikuti dengan mendeteksi sinar radioaktif yang dipancarkan. Teknik ini disebut teknik perunut. Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut sebab sinar yang dipancarkan dan energi sinar serta waktu paruhnya merupakan sifat khas radioisotop tersebut. Pada contoh dibawah ini akan diberikan beberapa contoh penggunaan radioisotop baik sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi.

Contoh penggunaan radioisotop antara lain digunakan dalam bidang :
1. Kimia
2. Kedokteran
3. Pertanian
4. Industri
Pada makalah ini pemakalah hanya akan membatasi pembahasan mengenai penggunaan radioisotop dalam bidang industri. Penggunaan radioisotop dalam bidang industri antara lain

1. Untuk mendeteksi kebocoran pipa.
Radioisotop digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton dengan memasukannya ke dalam aliran pipa kebocoran pipa sehingga dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton.

2. Untuk menentukan kehausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan atau logam.
Jika bagian pengelasan atau logam ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang terdapat kehausan atau kekeroposan akan memberikan gambar yang tidak merata.

3. Untuk mengetahui adanya cacad pada material
Pada bidang industri aplikasi baja perlu dianggap bahwa semua bahan selalu mengandung cacad. Cacad dapat berupa cacad bawaan dan cacad yang terjadi akibat penanganan yang tidak benar. Cacad pada material merupakan sumber kegagalan dalam industri baja.
Penyebab timbulnya cacad pada material, meliputi desain yang tidak tepat, proses fabrikasi dan pengaruh lingkungan. Desain yang tidak tepat meliputi pemilihan bahan, metode pengerjaan panas yang tidak tepat dan tidak dilakukannya uji mekanik. Proses fabrikasi meliputi keretakan karena penggrindaan, cacad proses fabrikasi dan cacad pengelasan. Kondisi operasi lingkungan meliputi korosi. Untuk mengetahui adanya cacad pada material maka digunakan suatu pengujian material tak merusak yang salah satunya adalah dengan metode radiografi sinar gamma.
Teknik radiografi merupakan salah satu metode pengujian material tak-merusak yang selama ini sering digunakan oleh industri baja untuk menentukan jaminan kualitas dari produk yang dihasilkan. Teknik ini adalah pemeriksaan dengan menggunakan sumber radiasi (sinar-x atau sinar gamma) sebagai media pemeriksa dan film sebagai perekam gambar yang dihasilkan. Radiasi melewati benda uji dan terjadi atenuasi dalam benda uji. Sinar yang akan diatenuasi tersebut akan direkam oleh film yang diletakkan pada bagian belakang dari benda uji. Setelah film tersebut diproses dalam kamar gelap maka film tersebut dapat dievaluasi. Bila terdapat cacad pada benda uji maka akan diamati pada film radiografi dengan melihat perbedaan kehitaman atau densitas.
Pemilihan sumber radiasi berdasarkan pada ketebalan benda yang diperlukan karena daya tembus sinar gamma terhadap material berbeda. Pada sumber pemancar sinar gamma tergantung besar aktivitas sumber. Sedangkan pemilihan tipe film sangat mempengaruhi pemeriksaan kualitas material. Film digunakan untuk merekam gambar material yang diperiksa. Pemilihan tipe film yang benar akan menghasilkan kualitas hasil radiografi yang sangat baik. Pada umumnya kita mengenal dua macam jenis film, yaitu film cepat dan film lambat. Pada film cepat butir-butirannya besar, kekontrasan dan definisinya kurang baik. Sedangkan pada film lambat butir-butirannya kecil, kekontrasan dan definisinya lebih baik. Penentuan jarak sumber ke film (SFD) juga mempengaruhi hasil kualitas film radiografi. Penghitungan SFD yang tidak benar mempengaruhi tingkat kehitaman atau density hasil film radiografi sehingga akan mempengaruhi tingkat sensitivitas atau tingkat ketelitian.

4. Digunakan dalam pengujian kualitas las pada waktu pemasangan pipa minyak/gas serta instalasi kilang minyak.
Teknik radiografi merupakan teknik yang sering dipakai terutama pada tahap-tahap konstruksi. Pada sektor industri minyak bumi, teknik ini digunakan dalam pengujian kualitas las pada waktu pemasangan pipa minyak/gas serta instalasi kilang minyak. Selain bagianbagian konstruksi besi yang dianggap kritis, teknik ini digunakan juga pada uji kualitas las dari ketel uap tekanan tinggi serta uji terhadap kekerasan dan keretakan pada konstruksi beton. Radioisotop yang sering digunakan adalah kobal-60 (60Co). Dalam bidang industri, radioisotop digunakan juga sebagai perunut misalnya untuk menguji kebocoran cairan/gas dalam pipa serta membersihkan pipa, yang dapat dilakukan dengan menggunakan radioisotop iodoum-131 dalam bentuk senyawa CH3131l. Radioisotop seng-65 (65Zn) dan fosfor-32 merupakan perunut yang sering digunakan dalam penentuan efisiensi proses industri, yang meliputi pengujian homogenitas pencampuran serta residence time distribution (RTD). Sedangkan untuk kalibrasi alat misalnya flow meter, menentukan volume bejana tak beraturan serta pengukuran tebal material, rapat jenis dan penangkal petir dapat digunakan radioisotop kobal-60, amerisium-241 (241Am) dancesium-137(137Cs).

5. Pemeriksaan tanpa merusak.
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau
sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam.

6. Mengontrol ketebalan bahan
Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam
dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
7. Pengawetan bahan.
Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lainlain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.

2.6.6 Bidang Biologi

Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Biologi
Dalam bidang biologi, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis. Radioisotop ini, berupa karbon-14 (C-14) atau oksigen-18 (O-18). Keduanya dapat digunakan untuk mengetahui asal-usul atom oksigen (dari CO2 atau dari H2O) yang akan membentuk senyawa glukosa atau oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis (Sutresna, 2007 dan Abdul Jalil Amri Arma, 2009).
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Kegunaan lain radioisotop dalam bidang biologi sebagai berikut.
1) Mempelajari proses penyerapan air serta sirkulasinya di dalam batang tumbuhan.
2) Mempelajari pengaruh unsur-unsur hara selain unsur-unsur N, P, dan K terhadap perkembangan tumbuhan.
3) Memacu mutasi gen tumbuhan dalam upaya mendapatkan bibit unggul.
4) Mempelajari kesetimbangan dinamis.
5) Mempelajari reaksi pengeseran

2.6.7 Bidang Peternakan

Pemanfaatan teknik perunut untuk peternakan berdasarkan sifat pengaplikasiannya dibagi menjadi dua, yaitu pemanfaatan yang bersifat in vivo dan in vitro. Aplikasi perunut secara in vivo bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di lingkungan asalnya atau langsung menggunakan hewan ternak. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh biologis, yaitu waktu yang diperlukan (radio) isotop untuk keluar atau diekskresikan keluar tubuh. Sedangkan aplikasi perunut secara in vitro bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di luar tubuh hewan, tetapi di laboratorium. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh fisika, yaitu waktu yang diperlukan oleh radioisotop untuk meluruh hingga mencapai separuh aktivitasnya.

Analisis secara in vitro menggunakan isotop P-32, S-35, dan C-14 sebagai perunut radioisotop untuk mengukur sejumlah parameter. Isotop P-32dan S-35 digunakan untuk mengukur sintesa protein mikroba di dalam rumen, sedangkan C-14 untuk mengukur efisiensi pemanfaatan energi oleh mikrobarumen. Saat ini teknologi UMMB telah banyak diterapkan di berbagai daerah sebagai hasil introduksi teknologi melalui kerja sama litbang, koperasi, peternak langsung dan iptekda.

2.6.8 Dalam Bidang Pertambangan

Tritium radioaktif dan cobalt 60 digunakan untuk merunut alur-alur minyak bawah tanah dan kemudian menentukan srategi yang paling baik untuk menyuntikkan air ke dalam sumur-sumur. Hal ini akan memaksa keluar minyak yang tersisa di dalam kantung-kantung yang sebelumnya belum terangkat. Berjuta-juta barrel tambahan minyak mentah telah diperoleh dengan cara ini.

Pemanfaatan Radioisotop Untuk Penanggalan Karbon
Penanggalan karbon merupakan fungsi radioisotop untuk menentukan umur suatu senyawa organik, misalnya untuk menentukan umur fosil. Radioisotop yang digunakan adalah karbon-14 (C-14).

2.6.9 Pembangkit Tenaga Listrik
Reaksi inti mengahsilkan energi yang sangat besar. Pada pembangkit tenaga nuklir (PLTN), energi inti digunakan untuk memanaskan air sehingga terbentuk uapa. Kemudian, uap in digunakan untuk mengerakkan turbin. Peregerakan turbin merupakan energi mekanik yang dapat memberi kemampuan generator untuk mengubah energi mekanik tersebut menjadi energi listrik. Pada PLTN, reaksi inti berlangsung terkendali di dalam suatu reaktor nuklir.

http://id.shvoong.com/exact-sciences/engineering/2322/aplikasi sinar radioaktif#ixzz2Kgn1pGfd

2.7 Alat Pendeteksi Radioaktif

2.7.1 Detektor Kamar Kabut

Jika udara didinginkan sehingga uap mencapai keadaan jenuh, maka udara itu masihdapat didinginkan tanpa terjadi pengembunan. Pada keadaan ini, uap dinamakan

superjenuh

. Keadaan superjenuh ini akan terjadi hanya jika udara bebas dari debu

atau partikel-partikel garam yang dapat bertindak sebagai inti pengembunansehingga membentuk tetes-tetes kabut.Pada tahun 1911, Wilson menemukan bahwa ion-ion gas dapat juga bertindaksebagai inti pengembunan. Kemudian gejala ini digunakan untuk menunjukkanlintasan-lintasan radiasi ionisasi melalui udara.Sebuah sumber radioaktif memancarkan partikel-partikel dalam sebuah kamar udarayang jenuh dengan uap air dan alkohol. Ketika partikel-partikel ini melalui udara,mereka bertumbukan dengan molekul-molekul udara.

Tumbukan ini mengakibatkanterjadinya ionisasi, sehingga meninggalkan jejak ion positif dan negatif. Jika tekanandalam kamar dikurangi dengan cara memompa sebagian udara keluar, maka udaramenjadi lebih dingin. Keadaan ini memungkinkan partikel-partikel uap superjenuhmengembun pada ion-ion tersebut, sehingga jejak tetes-tetes uap sepanjang lintasanion-ion dapat terlihat.Bentuk jejak kabut yang dihasilkan dalam kamar kabut bergantung pada partikel-partikel radioaktif yang digunakan.Uap (alkohol) jenuh diembunkan pada ionion udara yang ditimbulkan olehradiasi. Akibatnya, terlihat garis putih dari tetesan-tetesan zat cair yang sangat kecil,yang merupakan jejak lintasan dalam kamar tersebut, asal diterangi dengan tepat.Perlu dicatat, bahwa yang kita lihat hanyalah jejak lintasan, bukan radiasi yangmenimbulkan ionisasi. terdapat tiga jenis kamar kabut yaitu :a. Expansion cloud chamber (kamar kabutpemuaian)b. Diffusion cloud chamber (kamar kabutdiffusi)c. Bubble chamber (kamar gelembung)Pada bubble chamber radiasi yang mengionkan akan mennggalkan jejak berupagelembung-gelembung didalam hidrogen cair.

2.7.2 Pencacah Geiger – Muller

adalah sebuah alat pengukur radiasi ionisasi.Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan beta. Sensornya adalah sebuah tabung Geiger-Müller,sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif. Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma,walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksineutron.

Prinsip kerja :

- Terdapat dua elektrode yang dipasang pada alat ini.

- Tabung silindris sebagai katode dan sebagai onade di gunakan kawat. Gas yang digunakan adalah gasargonpada tekanan 100 mmHg + Chlorin.

- Jika tabung menangkap partikel dari radiasi luar gas argon akan terionisasimenjadi ion positif dan negatif. Ion negatif ditarik menuju ke anode.

- Selama perjalanan, ion ini juga akan mengionisasi gas argon.

- Terjadilah banyak sekali ion pada ruang tersebut sehingga terjadi arus listrik yang cukup besar

2.7.3 Elektrosop Ultra

Prinsipkerja:

Partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif masuk ke dalam kamar ionisasi,gas yang ada di kamar tersebut akan terion.- Ion-ion positif akan di tarik oleh elektrode negatif, sebaliknya ion negatif akan ditarik oleh elektrode positif.-

Akibat adanya muatan yang sejenis pada elektrode positif, “daun” tersebut akandideteksi oleh rangkaian elektronik

2.7.4 Detektor Sintilasi

Detektor sintilasi selalu terdiri dari dua bagian yaitu bahan sintilator dan photomultiplier. Bahan sintilator merupakan suatu bahan padat, cair maupun gas, yang akan menghasilkan percikan cahaya bila dikenai radiasi pengion. Photomultiplier digunakan untuk mengubah percikan cahaya yang dihasilkan bahan sintilator menjadi pulsa listrik. Mekanisme pendeteksian radiasi pada detektor sintilasi dapat dibagi menjadi dua tahap yaitu :
proses pengubahan radiasi yang mengenai detektor menjadi percikan cahaya di dalam bahan sintilator dan proses pengubahan percikan cahaya menjadi pulsa listrik di dalam tabung photomultiplier.Di dalam kristal bahan sintilator terdapat pita-pita atau daerah yang dinamakan sebagai pita valensi dan pita konduksi yang dipisahkan dengan tingkat energi tertentu. Pada keadaan dasar, ground state, seluruh elektron berada di pita valensi sedangkan di pita konduksi kosong. Ketika terdapat radiasi yang memasuki kristal, terdapat kemungkinan bahwa energinya akan terserap oleh beberapa elektron di pita valensi, sehingga dapat meloncat ke pita konduksi. Beberapa saat kemudian elektron-elektron tersebut akan kembali ke pita valensi melalui pita energi bahan aktivator sambil memancarkan percikan cahaya.

http://www.google.co.id/alat-pendeteksi-sinar-radioaktif.html

2.8 Bahaya Sinar Radioaktif

2.8.1 Bahaya Sinar Radioaktif Bagi Kehidupan

Dampak atau efek sinar radio aktif pada manusia. Radiasi sinar radio aktif ternyata sangat berbahaya karena radiasi sinar radio aktif konon dapatmengubah kinerja gen. Gen adalah bagian terkecil dari tubuh yang didesain untuk tugas yang spesifik. Gen pada setiap manusia juga mempunyai ciri yang spesifik, walaupun gen tersebut bekerja pada bagian yang sama. Berdasarkan dari segi cepat atau lambatnya penampakan efek biologis akibat radiasi radioaktif ini, efek radiasi dibagi menjadi seperti berikut.

1. Efek segera

Efek ini muncul kurang dari satu tahun sejak penyinaran. Gejala yang biasanya muncul adalah mual dan muntah muntah, rasa malas dan lelah serta terjadi perubahan jumlah butir darah.

2. Efek tertunda

Efek ini muncul setelah lebih dari satu tahun sejak penyinaran. Efek tertunda ini dapat juga diderita oleh turunan dari orang yang menerima penyinaran.

Misalnya gen untuk rambut Si A berbeda dengan gen untuk rambut si B. Makanya dengan teknologi yang semakin canggih seperti sekarang ini, polisi bisa menangkap seorang pelaku kejahatan hanya dari sehelai rambut yang tertinggal dilokasi kejadian.Kembali lagi ke Gen yang kinerjanya spesifik. Gen untuk rambut kepala bekerja agar rambut bisa memanjang, berwarna hitam, keriting dan sebagainya. Gen untuk bulu mata hanya bisa memanjangkan bulu mata sampai batas tertentu (kurang dari 1 cm), lurus dan sebagainya. Gen untuk gigi akan bekerja sedemikian rupa sehingga gigi panjangnya terbatas, warnanya putih, keras dan sebagainya. Ketika seseorang terkena sinar radio aktif maka seseorang itu akan mengalami perubahan gen. Akibatnya orang tersebut bisa terkena penyakit kanker,penyakit kulit, mandul, cacat tubuh, kerusakan otak dan penyakit lainnya tergantung dari gen yang diserang. http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/08/bahaya-sinar-rdioaktif-pada-manusia.html

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan diatas, dapat diketahui bahwa sinar radioaktif adalah suatu bentuk energi yang dipancarkan oleh atom atau molekul.Sinar-sinar yang tidak setabil, diantaranya yaitu partikel Alfa,Beta dan Gamma. Selain itu banyak sekali pemanfaatan sinar radioaktif ,seperti dalam bidang kesehatan,pertanian,hidrologi,biologi,kimia,industry,dan lain-lain. Namun selain itu ada beberapa bahaya dari sinar radioaktif dapat diketahui yaitu dapat menyebabkan kelainan gen yang dapat bersifat menurun, penyebab kanker, ledakan-ledakan yang besar,dan lain-lain. Jadi sinar radioaktif memiliki dampak positif namun juga memiliki dampak negatif bagi kehidupan.

3.2 Kritik dan Saran

Kami menyadari bahwa makalah ini jauh dari kata sempurna.Oleh sebab itu kami sangat mengharapkan adanya kritik maupun saran yang sifatnya membangun .Kami harap dengan adanya kritik maupun saran tersebut,makalah ini akan lebih sempurna dan akhirnya dapat damanfaatkan dengan sebaik-baiknya.