PEMANFAATAN RADIASI DALAM BERBAGAI BIDANG KEHIDUPAN

Pengenalan radioisotop bagi kehidupan umat manusia dimaksudkan untuk kesejahteraan manusia dan bukan untuk mengancam kehidupan manusia. Penggunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada kenyataan bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Jadi, suatu isotop radioaktif mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotope sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun makhluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis, efek kimia, maupun efek biologis.

Dinegara-negara maju penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsure baik stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang sama. Penggunaan radioisotop dapat dibagi ke dalam penggunaan sebagai perunut dan penggunaan sebagai sumber radiasi. Radioisotop sebagai perunut digunakan untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa. Radioisotop dapat digunakan sebagai sumber sinar, misalnya sinar-x.

Penggunaan radioisotop digunakan dalam berbagai bidang, misalnya pada bidang Kedokteran, Industri, Pertanian, Hidrologi, Biologis, Pertambangan, dan lain-lain. Tujuan penggunaan radioisotop bagi kehidupan manusia adalah untuk kesejahteraan manusia dan memudahkan keberlangsungan hidup manusia.

Manfaat radioisotope dalam berbagai bidangkehidupan baik sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi adalah sebagai berikut :

A.     Pemanfatan Radiasi  dalam Bidang Kedokteran

      Perkembangan teknologi dalam ilmu kesehatan semakin tahun semakin meningkat, termasuk dalam bidang radiologi, yang dalam praktek sehari-harinya menggunakan radiasi sebagai komponen utama dalam pengerjaanya. Radiasi dimanfaatkan dalam bidang kesehatan khususnya dalam diagnosis dan terapi, sumber yang di pakai sebagi pemancara radiasi dalam diagnostik adalah pesawat sinar-x. sedangkan dalam bidang kedokteran nuklir dan terapi adalah radioisotop (isotope radioaktif).

1.      Radioisotop dalam Bidang Diagnosis

      Radioisotop digunakan dalam bidang diagnosis karena dapat memancarkan radiasi yang berupasinar gamma, sinar gamma ini  kemudian akan ditangkap oleh detektor gamma (gamma camera), dan akan di konvensi menjadi citra radiografi, berbagai jenis radio isotop banyak digunakan untuk mendeteksi berbagai penyakit antara lain Teknesium-99, Talium-201 (TI-201), Iodin-131 (I-131), Natrium-24 (Na-24), Xenon-133 (X3-133), Fosforus-32, dan besi-59 (Fe-59). Jadi radioisotop di suntikan kedalam pembuluh darah dan kemudian akan di serap oleh jaringan tertentu sesuai sensitifitasnya ( sensitive terhadap organ tertentu, seperti halnya Teknisium-99 (Tc-99) akan di serap oleh jaringan tertentu yang rusak seperti jatung. Paru-paru, dan hati. Sedangkan Ti-201 terutama akan di serap oleh jaringan sehat pada organ jantung, paru-paru dan hati. Maka, ke dua radioisotop itu digunakan bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung. Adapula Iodin-123 (I-123) adalah radioisotop yang akan di serap terutama oleh kelenjar tiroid, hati dan beberapa bagian tertentu dari otak. Sehingga I-131 digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid, hati, dan untuk mendeteksi tumor otak.

   Semakin berkembangnya zaman banyak jenis radioisotop ditemukan yang biasa digunakan untuk mendiagnosa penyakit seperti Natrium-24 (Na-24) untuk mendeteksi dan ganguan dalam peredaran darah Xenon-133 (Xe-133) digunakan untuk mendeteksipenyakit paru-paru, phosphor-32 (P-32) digunakan untuk mendeteksi penyakit mata, tumor, dan lain-lain. Sr-85 untuk mendeteksi penyakit pada tulang. Se-75 untuk mendeteksi penyakit pancreas. Colbalt-60 (Co-60) sumber radiasi gamma untuk terapi tumor dan kanker. Femur-59 (Fe-59) dapat digunakan untuk mempelajari dan mengukur laju pembentukan sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah zat besi dalam makanan dapat digunakan dengan baik oleh tubuh.

2.      Radioisotop dalam Bidang Terapi

      Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat di rusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitive (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat di matikan dengan mengarahkan radiasi secra tetapt pada sel-sel atau tumor dapat di matikan dengan mengarahkan radiasi secara tepatpada sel-sel kanker tersebut.

Unsur lain dalam bidang kedokteran :

·         Bismuth-213 (46 menit) digunakan untuk terapi alfa ditargetkan (TAT), terutama kanker, karena memiliki energy tinggi (8.4 MeV).

·         Colbalt-60 (5,27 tahun dahulu digunakan untuk radioterapi berkas eksternal, sekarang lebih banyak digunakan untuk sterilisasi.

·         Iodine-125 (60detik) : digunakan dalam brachytherapy kanker (prostatdanotak),juga  diagnose untuk mengevaluasi tingkat filtrasi ginjal dan untuk mendiagnosis deep vein thrombosis di kaki.

B.      Pemanfatan Radiasi  dalam Bidang Hidrologi

1.      Untuk Menguji kecepatan aliran sungai atau aliran lumpur

Radioisotop ini dapat digunakan untuk mengukur debit air. Biasanya, radioisotope natrium-24 (Na-24) digunakan dalam bentuk gaream NaCl. Dalam penggunaanya, garam ini dilarutkan ke dalam air atau lumpur yang akan diteliti debitnya. Pada tempat atau jarak tertentu, intensitas radiasi diperiksa, sehingga rentang waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut dapat diketahui (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

2.      Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa bawah tanah

Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa-pipa yang ditanam di bawah tanah, biasanya digunakan radioisotope Na-24 dalam bentuk garam NaCl atau Na2CO3. Radioisotop Na-24 ini dapat memancarkan sinar gamma yang bisa dideteksi dengan menggunakan alat pencacah radioaktif Geiger Counter. Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa air, garam yang mengandung radioisotope Na-24 dilarutkan kedalam air. Kemudian, permukaan tanah di atas pipa air diperiksa dengan Geiger Counter. Intensitas radiasi yang berlebihan menunjukkan adanya kebocoran. Radioisotop juga dapat digunakan untuk menguji kebocoran sambungan logam pada pembuatan rangka pesawat (Sutresna, 2007).

C.      Pemanfaatan Radiasi dalam Bidang Biologis

1.      Pengukuran Usia Bahan Organik

Dalam bidang biologi, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis. Radioisotope 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

Radioisotop karbon-14, terbentuk di bagian atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen dengan neutron yang terbentuk oleh radiasi kosmik.

Karbon radioaktif tersebut di permukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hidrogen karbonat di laut. Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai pertumbuhan melalui fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14 yang diterimadan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai 15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun. Apabila organisme hidup mati, pengambilan C-14 terhenti dan keaktifan ini berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh C-14. (12 T = 5.730 tahun).

Kegunaan lain radioisotop dalam  bidang biologi sebagai berikut :

2.      Mempelajari proses penyerapan air serta sirkulasinya di dalam batang tumbuhan.

3.      Mempelajari pengaruh unsur-unsur hara selain unsur-unsur N, P, dan K terhadap perkembangan tumbuhan.

4.      Memacu mutasi gen tumbuhan dalam upaya mendapatkan bibit unggul.

5.      Mempelajari kesetimbangan dinamis.

6.      Mempelajari reaksi pergeseran.

D.     Pemaanfaatan Radiasi dalam Bidang Pertanian

Aplikasi radioisotop di bidang pertanian tidak kalah menariknya. Radioisotop dapat digunakan untuk merunut gerakan pupuk di sekitar tanaman setelah ditabur. Gerakan pupuk jenis fosfat, dari tanah sampai ke dalam tumbuhan dapat ditelusuri dengan mencampurkan radioisotop fosfor-32 (P-32) ke dalam senyawa fosfat di dalam pupuk. Dengan cara ini dapat diketahui pola penyebaran pupuk dan efektifitas pemupukan.

1.      Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul

Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi. (Abdul jalil Amri Arma, 2009).

2.      Pemuliaan Tanaman

Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruhb hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu bkemudian disemaikan dan dtanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.

Radioisotop ini digunakan untuk memicu terjadinya mutasi pada tanaman. Dari proses mutasi ini diharapkan dapat diperoleh tanaman dengan sifat-sifat yang menguntungkan, misalnya tanaman padi yang lebih tahan hama dan memiliki tunas lebih banyak. Selain itu, radioisotop juga dapat digunakan untuk memperpanjang masa simpan produk-produk pertanian. (Sutresna, 2007).

3.      Penyimpanan Makanan

Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti  kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu.  Jadi sebelum bahan tersebuat di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat  disimpan lebih lama. (Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

4.      Pemupukan

Untuk melaksanakan pemupukan pada waktu yang tepat, dapat digunakan nitrogen-15(N-15). Pupuk yang mengandung N-15 dipantau dengan alat pencacah. Jika pencacah tidak mendeteksi lagi adanya radiasi, berarti pupuk sudah sepenuhnya diserap oleh tanaman. Pada saat itulah pemupukan yang diperlukan dan sesuai dengan usia tanaman (Sutresna, 2007).

E.      Pemanfaatan Radiasi dalam Bidang Industri

Pada saat ini radioaktif mulai digunakan di bidang industri.  Misalnya industri pupuk, atau bahkan digunakan oleh perusahaan yang mencari sumber-sumber baru minyak bumi yang ada diperut bumi.

1.      Pemeriksaan tanpa merusak

Pada saat ini radioaktif mulai digunakan di bidang industri.  Misalnya dalam bidang industri pupuk, atau bahkan digunakan oleh perusahaan yang mencari sumber-sumber baru minyak bumi yang ada diperut bumi. Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambung las, yaitu merongsen bahan tersebut. Teknik ini berdasar 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.

2.      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 mejadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima deterktor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.

3.      Pengawetan bahan

Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah 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. Radiasi sinar gamma dapat dilakukan pada pengawetan makanan melalui dua cara :

a.      Membasmi mikroorganisme, misalnya pada pengawetan rempah-rempah, seperti merica, ketumbar, dan kemiri.

b.      Menghambat pertunasan, misalnya untuk pengawetan tanaman yang berkembang biak dengan pembentukan tunas, seperti kentang, bawang merah, jahe dan kunyit.

4.      Meningkatkan mutu tekstil. Contohnya mengubah struktur serat tekstil

5.      Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja.

Radioisotop juga sebenarnya dikenal sebagai pencari jejak, kebocoran dan dinamika fluida didalam pipa pengiriman gas dan cairan dapat dideteksi dengan menggunakan radioisotope. Zat yang sama atau memiliki sifat yang sama dengan zat yang dikirim dicampur (diikutsertakan)dalam pengiriman setelah daitandai dengan radioisotop. Radioisotope yang berda di luar jalur menunjukan terjadinya kebocoran. Keberadaan radioisootop diluar jalur dapat dicari sambil bergerak cepat, sehingga pipa gas bumi atau minyyak yang sangat panjang bahkan mencapai ribuan kilometer dapat dideteksi dengan waktu yang relative singkat. Selain itu radioisotop juga dapat digunakan untuk memeriksa kebocoran tangki penyimpanan atau tangki reaksi.. ppada pengujian ini biasanya digunakan radioisotope yang ssulit beraksi (inert) dari gas mulia, misalnya Xe-133, Ar-41, agar tidak mempengaruhi zat atau proses kimia yang terjadi di dalamnya.

F.       Pemanfaatan Radiasi dalam Bidang Pertambangan

Radioisotop memberikan manfaat besar dalam bidang pertambangan. Pada pertambangan minyak bumi, radioisotopmembantu mencari jejak air dalam lapisan batuan. Pada pengeboran minyak biasanya diperlukan tekanan yang tinggi untuk mencapai sumber dari minyak bumi tersebut. Penambahan tekanan ini dapat dilaukan dengan cara membanjiri ceekungan miinyyak dengan dengan air yag dikenal dengan flooding. Air dsuntikan kedalamnya melalui pengeboran sumur baru. Untuk memastikan bahwa air yang dimaskin ke dalm lapisan batuan benar-benar masuk ke cekungan minyak yang dikehendaki, maka diperlukan peran radioisotop yang berupa koobal-57, kobal-58, dan kobal-60 yang dalam bentuk ion komplek hexacyanocobaltate. Ion ini akan bergerak bersama-sama dengan air suntikan sehingga arah gerakan air tersebut dapat diketahui dengan mendeteksi keberadaan radioisotope cobalt tersebut.

Tritium radioaktif dan cobalt-60 digunakan untuk merunut alur-alur minyak bawah tanah dan kemudian menentukan strategi yang paling baik untuk menyuntikkan air kedalam 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.

G.     Pemanfaatan Radiasi dalam Bidang Penelitian Kimia

Salah satu manfaat dalam bidang kimia adalah teknik perunut. Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia, misalnya pada reaksi esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikiuti reaksi antara asam karboksilat dan alcohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang terjadi dapat ditulis seperti berikut. (isotop oksigen-18 diberi warna).

Analisis dengan radioisotope atau disebut radiometric dapat dilakukan dengan dua cara yaitu, sebagai berikut :

1)      Analisis Pengeceran Isotop

Larutan yang akan dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang mengandung suatu spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan dan ditentukan aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang dianalisis ditentukan dengan membandingkannya dengan larutan standar.

2)      Analisis Aktivitas Neutron (AAN)

Contoh analisis aktivitas neutron ini untuk menentukan logam berat (cd) dalam sampel ikat laut. Sampel diiradiasi dengan neutron dalam reaktor sehingga menjadi radioaktif. Salah satu radiasi yang dipancarkan adalah sinar-x. Selanjutnya sampel dicacah dengan spectrometer gamma untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan. Dalam bidang kimia, radioisotope dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi kimia, misalnya radioisotop oksigen-18 (O-18) digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi esterifikasi.

Radioisotop telah memberikan kontribusi pula dibidang penelitian kimia, utamanya dalam menelusuri mekanisme reaksi. Radioisotop-radioisotop dari unsure hydrogen, karbon nitrogen dan sebagainya telah memainkan peran dalam menjelaskan berbagai mekanisme reaksi pada reaksi-reaksi senyawa organik.