“Anak IPA studi
lapangan ke BATAN ya.” kata seorang guru di SMA Strada St. Thomas Aquino.
Hening sejenak.Lalu
anak-anak langsung reflek “BATAN? Apaan itu BATAN bu?”
“BATAN itu Badan Tenaga
Nuklir Nasional”
“oh…… Lalu kita nanti
mau apa bu di sana?Bahaya ga bu? Nanti kalau meledak bagaimana? Nanti kalau
kita kena radiasinya bagaimana?
Itu
sepenggal percakapan beberapa hari sebelum keberangkatan siswa-siswi SMA Strada
St. Thomas Aquino ke BATAN di sekitar daerah Lebak Bulus Jakarta Selatan .
Sempat terjadi kecemasan di kalangan siswa-siswi setelah mengetahui tempat
tujuan studi lapangan mereka. Tetapi, mereka tetap antusias mengikuti studi
lapangan, terbukti dengan tidak adanya yang absen pada saat studi lapangan hari
Rabu 13 Maret 2013. Jam 7 siswa-siswi berangkat namun situasi jalanan kurang
mendukung pada saat itu, mereka terjebak macet yang cukup parah dan akhirnya
jadwal sedikit diundur dari waktu yang sudah ditentukan. Kami sampai di sana
sekitar jam setengah 9.
Ini
gedung BATAN nya dilihat dari jauh
gedung BATAN dilihat dari dekat
Sekarang
kita menuju lantai 3 yang terdapat ruang auditorium. Kami mengambil tempat
duduk di paling depan sebelah kanan, agar bisa menyimak dan mengambil foto dengan jelas :D .Acara dibuka
dengan sambutan dari perwakilan BATAN dan bapak Andreas selaku wakil Kepala
Sekolah SMA Strada St. Thomas Aquino bidang
lalu dilanjutkan dengan pemberian ucapan terimakasih oleh pihak BATAN
dan SMA Strada St. Thomas Aquino.
Kemudian acara
dilanjutkan dengan presentasi dari pihak BATAN.
BATAN
(Badan Tenaga Nuklir Nasional) adalah lembaga pemerintah nonkemetrian yang
bertanggung jawab langsung ke presiden, BATAN berfungsi untuk penelitian,
pengembangan, dan pemanfaatan tenaga nuklir. Menurut penjelasan pihak BATAN,
sejarah nuklir di Indonesia dimulai dari bom nuklir di Jepang yang meruntuhkan
kota Hiroshima dan Nagasaki pada tanggal 4 dan 6 Agustus 1945 dan juga
dipengaruhi oleh uji coba senjata nuklir di Lautan Pasifik.
Ini
bagan sejarah perkembangan BATAN.
Setelah
pengenalan tentang BATAN, maka presentasi dilanjutkan mengenai Atom
Ternyata
kata atom berasal dari bahasa Yunani
A:
tidak
Temnein:
dapat dibagi/dibelah
Jadi
dapat dismpulkan Atom itu tidak dapat dibagi/dibelah.
Atom
terdiri dari inti yang dikelilingi oleh elektron, electron itu sendiri
bermuatan negatif. Sedangkan di dalam inti terdapat proton (bermuatan positif)
dan neutron (tidak bermuatan)
Dari
presentasi tersebut kita pun mengetahui bahwa Radiasi itu ada dimana-mana
karena radiasi tersebar dimana saja diseluruh alam semesta.Radiasi sendiri
merupakan pancaran energi melalui suatu materi / ruang dalam bentuk panas,
partikel, atau gelombang elektromagnetik dari sumber radiasi. Radiasi dalam
tubuh manusia ada di tulang (Polomium dan Radium radioaktif) Otot (Karbon dan Kalium
Radioaktif dan Paru-paru (gas mulia dan Tritium radioaktif).
Jenis
radiasi pun ada dua yaitu radiasi pengion dan radiasi non pengion, radiasi
pengion merupakan radiasi yang bisa menimbulkan proses ioniasi seperti sinar
alpha, gamma, sinar x, sinar beta. Sedangkan radiasi non pengion adalah radiasi
yang tidak bisa menimbulkan proses ionisasi seperti radiasi
televisi,Microwave,computer, HP dan lain-lain.
Menurut
BATAN ada 3 sifat radiasi yaitu
1. Tidak
dapat dideteksi oleh indra.
2. Dapat
menembus materi
3. Dapat
merubah sifat kimia dan fisika materi yang dilaluinya
Radiasi pun ada
detektornya
Radiasi dapat dihalang
menggunakan air, beton, dan yang paling kuat adalah timbal.
Setelah mendapat
penjelasan tentang radiasi, kami dijelaskan tentang nuklir dan reaktor nuklir.
Energy nuklir adalah
energy yang dihasilkan oleh reaksi nuklir di dalam reaktor nuklir. Reaktor
nuklir sendiri ada 2, yaitu reaktor penelitian (untuk membuat radioisotope dan
analisa sampel) dan reaktor daya (membangkitkan listrik)
Dua macam reaksi nuklir
yaitu reaksi fisi (pembelahan inti atom) dan fusi.(penggabungan inti atom).
Bahan bakar nuklir pun ada dua yaitu fissil (uranim 233, uranium 235, dan
Plutonium) dan Fertil (thorium dan uranium 238). Setelah selesai
presentasi, kami diajak ke ruang peraga di lantai satu. Dan disana kami
mengambil banyak foto dan menggunakan waktu ini sebagai ajang untuk bertanya
lebih jauh tentang nuklir.
Pakaian keselamatan
kerja
Alat peraga pengelolaan
nuklir menjadi listrik
Alat peraga yang
lainnya
Waktu sudah
menunjukkan pukul 12, seharusnya kami
menonton film tetapi karena waktu yang tidak memadai maka dengan berat hati
kami harus meninggalkan BATAN dan kembali menuju ke sekolah.
Sebelum menuju Bus
tampak beberapa siswa mengambil foto di gedung BATAN sebagai kenang-kenangan
mereka.
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjDRbSN2_AByb5xCfzyuk_q4-LY9G3Q_VOiFYrYDVC9GyZSoOdjXl1GRGNmXGxUibBS7U7kF7LHvznF21oWq9uBp8Z7FvNDqdpE_2oiWFNzYo57dMcKN0921tfyCpV3eQQ1P3IDAh_XWdBi/s320/IMG_4610.JPG)
Sekilas
info, Indonesia sempat ingin membuat,Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir pada masa
Suharto tetapi sangat disayangkan karena
respon masyarakat yang kurang setuju (karena persepsi mereka buruk tentang
nuklir) dan juga karena lengsernya
Suharto dari kedudukannya sebagai presiden Republik Indonesia maka proyek ini
tertunda dan sampai sekarang belum tercapai . Mengapa persepsi masyarakat Indonesia bisa
buruk mengenai nuklir? Karena selama ini media massa selalu menampilkan hal-hal
yang membuat masyarakat takut akan nuklir, misalnya menampilkan sisi-sisi jelek
tentang nuklir tanpa menampilkan yang baiknya. Oleh karena itu persepsi dan
paradigm masyarakat tentang nuklir adalah berbahaya dan menakutkan, sama
seperti persepsi siswa-siswi SMA Strada Thomas Aquino sebelum datang ke BATAN,
tetapi setelah mengenal lebih jauh tentang nuklir, siswasiswi SMA Strada Thomas
Aquino mengetahui bahwa nuklir banyak manfaatnya dan tidak takut lagi terhadap
nuklir. Semoga bukan hanya siswa siswi SMA Strada Thomas Aquino yang merubah
persepsi mereka tentang nuklir, tetapi juga para pembaca artikel kami. Kami
harap dengan adanya tulisan ini, bagi
para pembaca yang selama ini memiliki persepsi salah tentang adanya nuklir bisa
diubah, karena sebenarnya nuklir tidak berbahaya bila diolah dengan benar,
malahan nuklir memiliki peran besar dalam membantu mencukupi kelangsungan hidup
manusia. Semoga perkembangan nuklir di Indonesia bisa berkembang karena dari
segi sumber daya alam Indonesia sangat mampu untuk mengembangkan nuklir.
Terima Kasih J
PEMBAHASAN SOAL
FISIKA
1.
Apa
yang dimasksud dengan reaksi nuklir ?
Øsebuah proses di mana dua nuklei
atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi
hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat
melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut
sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa
berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.
2.
Secara
umum reaksi nuklir dapat dibedakan menjadi reaksi fusi dan fisi. Jelaskan yang
dimaksud dengan reaksi fusi dan fisi !
ØReaksi nuklir debadakan menjadi
dua yaitu ; reaksi fusi dan fisi.
·
Reaksi
fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru
dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fusi
juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sagat berbahaya bagi
manusia.
·
Reaksi
fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom
lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta
radiasi elektromagnetik.
3.
Energi
nuklir didefinisikan sebagai energy yang dibebaskan dalam proses energy nuklir,
seperti dalam reaksi fisi. Darimanakah sumber energy nuklir tersebut ?
ØUnsur yang sering digunakan dalam
reaksi fisi nuklir adalah Plutonium
dan Uranium
(terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir
adalah Lithium
dan Hidrogen
(terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).
4.
Jelaskan
yang dimaksud dengan bom nuklir , bom fisi , dan bom fusi !
ØBom nuklir : senjata pembinasa yang berenergi
sangat dahsyat dari hasil pembelahan inti (nuclear fission) dalam waktu kurang
dari 1/100.000 detik, pada bom atom yang meledak terjadi pembelahan inti
berantai dengan energy yang sangat besar.
ØBom fisi : reaktor fisi yang didesain untuk
melepaskan sebanyak mungkin energi dalam waktu sesingkat mungkin, energi yang
terlepas ini akan menyebabkan reaktornya meledak dan akhirnya reaksi rantainya
berhenti.
ØBom fusi ; suatu bom yang
menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir. fusi nuklir (reaksi
termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom
bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi.
Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang
bersinar, dan Bom Hidrogen meledak.
5.
Reaktor
nuklir adalah sebuah system tempat mengontrol dan mempertahankan terjadinya
reaksi nuklir berantai. Sebutkan komponen-komponen reaktor nuklir!
ØBahan bakar nuklir, berbentuk
batang logam
berisi bahan radioaktif yang berbentuk pelat
ØModerator, berfungsi menyerap
energi neutron
ØReflektor, berfungsi memantulkan
kembali neutron
ØPendingin, berupa bahan gas atau
logam cair untuk mengurangi energi panas dalam reaktor
ØBatang kendali, berfungsi
menyerap neutron untuk mengatur reaksi fisi
ØPerisai, merupakan pelindung dari
proses reaksi fisi yang berbahaya
6.
Bahan
bakar reaktor nuklir saat ini adalah nuklida U-235 yang bisa ditambang dari
alam. Jelaskan beberapa proses tahapan dalam pembuatan bahan bakar reaktor
nuklir !
ØTahapan dimulai dari penambangan
dan penggilingan bijih uranium untuk mendapatkan konsentrat uranium. Tahapan
proses selanjutnya adalah pemurnian dan konversi, pengkayaan atau peningkatan
kadar U-235 dalam uranium, dan fabrikasi perangkat bakar nuklir sesuai dengan
jenis reaktornya. Seluruh tahapan mulai dari penambangan hingga fabrikasi
perangkat bakar disebutsebagai ujung depanatau “front end” siklus bahan bakar
nuklir. Bahan bakar uranium yang telah habis masa gunanya dalam membangkitan
energidisebut bahan bakar bekas atau ”spent fuel” yang akan melalui beberapa
tahapan pengelolaan setelah dikeluarkan dari teras reaktor. Masa guna bahan
bakar nuklir di reaktor antara 3 – 6 tahun. Pengelolaan bahan bakar bekas
meliputi: penyimpanan sementara, proses olah ulang dan daur ulang, dan pada akhirnya
ditangani sebagai limbah aktivitas tinggi. Tahapan ini disebut sebagai ujung
belakangatau “back end” siklus bahan bakar nuklir. Proses olah ulang dan daur
ulang bahan bakar nuklir bekas merupakan sebuah opsi. Siklus bahan bakar nuklir
yang tidak menerapkan proses olah ulang dan daur ulang pada ujung belakang
disebut siklus bahan bakar terbuka atau ”open fuel cycle”. Sedangkan siklus
bahan bakar nuklir yang menerapkan proses olah ulang dan daur ulang bahan bakar
bekas disebut siklus bahan bakar tertutup atau ”closed fuel cycle”. Siklus
bahan bakar nuklir tertutup melalui daur ulang bahan bakar bekas tanpa melalui
proses pemisahan plutonium telah menjadi pilihan utama pengembangan sistem
energi nuklir di masa depan.
7.
Jelaskan
proses pembangkitan listrik PLTN!
ØPrinsip kerja PLTN, pada dasarnya
sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu ; air diuapkan di dalam
suatu ketel melalui pembakaran. Uap yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang
akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk
menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Perbedaannya pada
pembangkit listrik konvensional bahan bakar untuk menghasilkan panas
menggunakan bahan bakar fosil seperti ; batubara, minyak dan gas. Dampak dari
pembakaran bahan bakar fosil ini, akan mengeluarkan karbon dioksida (CO2),
sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen oksida (Nox), serta debu yang mengandung
logam berat. Sisa pembakaran tersebut akan ter-emisikan ke udara dan berpotensi
mencemari lingkungan hidup, yang bisa menimbulkan hujan asam dan peningkatan
suhu global. Sedangkan pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap
yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam
reactor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan
secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan
bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx,
juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas
ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah
lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah
berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk
sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara
lestari.
8.
Amankah
PLTN itu? Bagaimana keselamatan PLTN?
ØTidak
menghasilkan emisi gas rumah kaca
(selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator
Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)
ØSedikit
menghasilkan limbah padat
(selama operasi normal)
ØBiaya
bahan bakar rendah -
hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan
ØKetersedian
bahan bakar yang melimpah
- sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan
BIOLOGI
Penggunaan nuklir(radiosotop) bisa untuk beberapa fungsi dalam berbagai bidang, meliputi:
1. Dalam
bidang pertanian
Di Indonesia,
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) sebagai lembaga penelitian telah melakukan penelitian dalam bidang pertaniandengan teknologi mutasi radiasi. Mutasi
radiasi digunakan untuk mendapatkan tanaman dengan varietas baru yang unggul.
Dalam bidang industri,
radiosotop digunakan untuk mengukurketebalan material yang dihasilkan oleh
suatu pabrik.Misalnya, radiasi sinar beta digunakan untuk mengukur ketebalan
kertas di pabrik kertas dan sinar gamma untuk mengatur ketebalan baja,
3. Dalam
bidang hidrologi
Dalam bidang
hidrologi, radiosotop digunakan untuk mengukur laju aliran atau debit aliran
fluida dalam pipa, saluran terbuka, sungai,serta air di dalam tanah. Radiostop juga digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa
penyalur yang di tanam di dalam tanah.
4. Dalam
bidang kedokteran
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
radioaktif yang disuntikkan ke dalam tubuh. Kemudian isotop itu ditangkap oleh detektor
di luar tubuh sehinga diperoleh gambaran yang menunjukkan distribusinya di
dalam tubuh. Sebagai contoh , untuk mengetahui letak penyempitan pembuluh darah
digunakan radiostop natrium. Kemudian jejak radioaktif tersebut dirunut dengan
menggunakan pencacah Geiger. Letak penyempitan pembuluh darah ditunjukkan
dengan terhentinya aliran natrium.
Selain digunakan
untuk mendiagnosis penyakit, radiosotop juga digunakan untuk terapi radiasi. Terapi
radiasi adalah cara pengobatan dengan memakai radiasi. Tetapi seperti ini
biasanya digunakan dalam pengobatan kanker. Pemberian terapi dapat menyembuhkan,
mengurangi gejala, atau mencegah penyebaran kanker, tergantung pada jenis dan
stadium kanker
5. Dalam
bidang Paleotografi
Radiosotop dapat
juga digunakan untuk menentukan dan mengetahui umur batuan, fosil, dan
benda-benda purbakala. Penentuan umur memiliki peranan penting antara lain
untuk mengetahui umur fosil dari masa ribuan tahun yang lalu. Untuk menentukan
umur fosil digunakan radiosotop karbon-14 (C-14) yang biasa disebut radiokarbon.
limbah radioaktif berdasarkan fisik:
Udara dari tambang Uranium, udara dari
pembakaran limbah radioaktif padat, gas dari penguapan cairan radioaktif, udara
dari ventilasi pabrik pengolahan Uranium, cerobong reaktor.
Khusus untuk limbah radioaktif bentuk
gas, klasifikasinya berdasarkan jumlah aktivitas, bukan berdasarkan pada
konsentrasinya.
Jarum suntik bekas, alat gelas untuk
zat radioaktif, binatang percobaan, resin alat bekas pabrik pengolahan Uranium.
Penanganan limbah radioaktif padat lebih rumit dibanding penanganan limbah
radioaktif cair,kesulitan tersebut terletak pada ; cara penanganannya dan
pengangkutannya.
Air cucian benda terkontaminasi,
cairan zat percobaan, cairan dari laboratorium dan pabrik pengolahan Uranium.
limbah radioaktif dari PLTN dapat digolongkan
menjadi 3 golongan berdasar aktivitasnya:
semua
alat/benda habis pakai yang tercemar radioaktif harus diamankan.Misalnya
pakaian,sarung tangan,dll.Pengolahannya dengan cara pemampatan dan sementasi
dalam
drum dan penguburan
2. Limbah tingkat
menengah
Semua benda atau zat dengan aktivitas relatif tinggi
juga harus diamankan.Contoh ialah zat kimia/resin yang digunakan untuk
pembersihan air pendingin.Pencemaran
radioaktif berasal dari partikel ikutan yang ada dalam sistem reaktor
nuklir dan terkena paparan
radiasi neutron.Pengolahan sama dengan limbah tingkat rendah
termasuk dalam golongan ini ialah elemen bakar bekas
pakai atau limbah dari proses pengolahan ulang bahan bakar.Semua elemen bakar
bekas pakai disimpan terlenih dahulu sampai radioaktivitas menurun.Penyimpanan
akhir dilakukan sedikitnya 500 m di bawah permukaan tanah dalam bekas tambang
garam,dimasukan ke dalam tabung baja dan disimpan dalam tambang garam
Secara umum, pengolahan limbah dilakukan dalam
5 (lima)tahap, yaitu:
1. Pengurangan Sumber
(Source Reduction)
Banyaknya sampah yang dihasilkan oleh setiap orang dapat
dikurangijumlahnya dengan mengurangi pemakaian. Hal yang paling sederhana yang
dapat kita lakukan, di antaranya pengurangan pemakaian kantong plastik.
2. Penggunaan Kembali
(Reuse)
Barang-barang yang sudah tidak digunakan lagi dapat kita manfaatkan untuk
berbagai kepentingan.
3. Pemanfaatan
(Recyling)
Pemanfaatan limbah, yaitu upaya mengurangi volume, konsentrasi,
toksisitas, dan tingkat bahaya limbah ke lingkungan. Usaha pemanfaatan limbah
ini merupakan alternatif minimalisasi limbah yang dapat memberikan nilai
ekonomis berupa pengurangan biaya pembuangan limbah dan pengadaan bahan baku.
4. Pengolahan
(Treatment)
Teknik pengolahan ditujukan pada limbah yang dapat kita olah sendiri.
Teknik pengolahan limbah ini dilakukan pada limbah industri atau limbah yang
beracun.
Adapun beberapa
teknik yang dilakukan untuk mengolah limbah cair adalah sebagai berikut.
1. Pengolahan secara
fisika
Pengolahan secara fisika dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara
lain.
1) Penyaringan
(screening), dilakukan pada limbah cair yang mudah mengendap. Bahan-bahan padat
dalam cairan dapat dipisahkan dengan penyaringan
2) Proses flotasi,
yaitu proses pengolahan limbah dengan cara menyisihkan bahan-bahan yang
mengapungsepertiminyakdan lemak. Teknik ini dapat juga dilakukan pada
bahan-bahan tersuspensi seperti lumpur.
3) Proses filtrasi, yaitu teknik yang dilakukan
pada bahan limbah yang mengandung partikel suspensi (mengendap). Teknik ini
dapat menyisihkan sebanyak mungkin partikel yang mengendap.
4) Proses absorpsi,
yaitu teknik pengolahan limbah dengan menggunakan karbon aktif. Teknik ini
dilakukan dengan menyisihkan senyawa aromatik dan senyawa organik
terlarutlainnya.
5) Teknologi membran
(reverse osmosis), digunakan untuk unit pengolahan kecil. Teknik ini
membutuhkan biaya operasi yang sangat mahal.
2. Pengolahan secara
kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk
menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), seperti
logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun dengan membubuhkan
bahan kimia tertentu yang diperlukan. Perubahan sifat tersebut adalah dari
tidak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik
dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil
reaksi oksidasi.
3. Pengolahan secara
biologi
Pengolahan limbah dengan teknik biologi melibatkan mikroorganisme. Adapun
teknik yang telah dikembangkan, yaitu trickling filter, cakram biologi, filter
terendam, dan reactor fludisasi. Ditinjau dari segi lingkungan, pengolahan
secara biologi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu proses aerob dan proses anaerob.
Proses aerob adalah proses pengolahan limbah yang membutuhkanoksigen, sedangkan
proses anaerob adalah proses pengolahan limbah yang tidak membutuhkan oksigen.
Pembuangan limbah
yang telah diolah menjadi bahan yang tidak berbahaya dapat dibuang ke lingkungan.
Pembuangan limbah yang berwujud cair dapat di buang ke sungai atau ke laut.
Sedangkan pembuangan limbah yang berwujud padat dibuang ke tanah. Dengan
demikian lingkungan menjadi aman dan sehat.Untuk mengolah limbah cair, secara
garis besar proses pengolahannya adalah sebagai berikut.
a. Limbah cair yang
berasal dari rumah sakit dan industri dikumpulkan pada kolam ekualisasi.
b. Limbah yangterkumpul di kolam lalu dimasukkan
ke dalam tangki reaktor untuk dicampur dengangas ozon. Gas ozon tersebut
kemudian akan bereaksi dengan sinar ultraviolet dari lampu ultra¬violet yang
dipasang pada pusat tangki reaktor.
c. Reaksi tersebut akan
menghasilkan beberapa senyawa aktif yang dapat mengkoagulasikansenyawa organik
serta membunuh bakteri pathogen yang terkandung dalam limbah cair.
d. Kemudian limbah cair
yang telah diproses dialirkan ke tangki koagulasi untuk dicampurkan
dengankoagulan.
e. Setelah itu
dialirkan ke tangki sedimentasi. Dalam tangki tersebut, logam berat dan
Iain-Iain sisaproses oksidasi dalam tangki reaktor diendapkan
f. Selanjutnya,
dilakukan proses penyaringan pada tangki filtrasi. Pada tangki ini terjadi
prosesadsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat polutan yang terlewatkan pada
proses koagulasi.
Tujuan utama
pengolahan limbah adalah mereduksi volume dan kondisioning limbah, agar dalam
penanganan selanjutnya pekerja radiasi, anggota masyarakat dan lingkungan hidup
aman dari paparan radiasi dan kontaminasi. Teknologi pengolahan yang umum
digunakan antara lain adalah teknologi alih-tempat (dekontaminasi, filtrasi,
dll.), teknologi pemekatan (evaporasi, destilasi, dll.), teknologi transformasi
(insinerasi, kalsinasi) dan teknologi kondisioning (integrasi dengan wadah,
imobilisasi, adsorpsi/absorpsi). Limbah yang telah mengalami reduksi volume
selanjutnya dikondisioning dalam matrik beton, aspal, gelas, keramik, sindrok,
dan matrik lainnya, agar zat radioaktif yang terkandung terikat dalam matrik
sehingga tidak mudah terlindi dalam kurun waktu yang relatif lama
(ratusan/ribuan tahun) bila limbah tersebut disimpan secara lestari/di disposal
ke lingkungan. Pengolahan limbah ini bertujuan agar setelah ratusan/ribuan
tahun sistem disposal ditutup (closure), hanya sebagian kecil radionuklida
waktu-paro (T1/2) panjang yang sampai ke lingkungan hidup (biosphere), sehingga
dampak radiologi yang ditimbulkannya minimal dan jauh di bawah NBD yang
ditolerir untuk anggota masyarakat.
Pengolahan Limbah radioaktif tingkat rendah
dan sedang
Teknologi pengolahan
dan disposal limbah tingkat rendah (LTR) dan tingkat sedang (LTS) telah mapan
dan diimplementasikan secara komersial di negara-negara industri nuklir.
Penelitian dan pengembangan (litbang) yang berkaitan dengan pengolahan dan
disposal limbah ini sudah sangat terbatas. Negara-negara berkembang dapat
mempelajari dan mengadopsi teknologi pengolahan dan disposal dari negara-negara
industri nuklir. Teknologi pengolahan dan disposal yang dipilih haruslah
disesuaikan dengan strategi pengelolaan yang ditetapkan. Dalam upaya
meningkatkan kepercayaan masyarakat, beberapa negara-negara industri nuklir
saat ini cenderung langsung mendisposal LTR dan LTS dari pada menyimpannya di
tempat penyimpanan sementara (strategi wait and see). Penerapan disposal secara
langsung selain akan memeperkecil dampak radiologi terhadap pekerja, juga diharapkan
akan meningkatkan kepercayaan masyarakat terhadap pemanfaatan iptek nuklir
[15].
P2PLR semenjak tahun
1989 hingga saat ini (±13 tahun) telah mengolah LTR dan LTS baik yang berasal
dari kegiatan BATAN maupun dari kegiatan industri, rumah sakit dan kegiatan
lainnya. Limbah cair diolah dengan unit Evaporator yang mempunyai faktor
pemekatan 50 kali dan kapasitas pengolahan 750 liter/jam. Limbah padat terbakar
diolah dengan unit insinerator yang mempunyai kapasitas pembakaran 50 kg/jam.
Limbah padat terkompaksi/tidak terbakar diolah dengan unit kompaktor yang
mempunyai kuat tekan 60 kN. Limbah hasil-olahan disimpan di tempat penyimpanan
sementara (Interim Storage, IS-1) yang mempunyai kapasitas penampungan 1500 sel
drum 200 liter. Jumlah limbah hasil-olahan yang disimpan di IS-1 saat ini
masing-masing 507 buah dalam drum 200 liter, 45 buah dalam cel beton 950 liter
dan 34 buah dalam cel beton 350 liter. Data ini menunjukkan laju pengolahan
limbah per tahun relatif rendah. Namun demikian untuk mengantisipasi jumlah
limbah hasil-olahan untuk masa yang akan datang, P2PLR saat ini telah membangun
IS-2 dengan kapasitas yang sama.
P2PLR dalam
pengelolaan LTR dan LTS telah mengadopsi teknologi yang telah mapan dan umum
digunakan di negara-negara industri nuklir. Limbah hasil olahan disimpan di
fasilitas IS-1, sehingga limbah tersebut aman dan terkendali serta kemungkinan
limbah tersebut tercecer atau tidak bertuan dapat dihindarkan.
Pengolahan Limbah tingkat tinggi
Kebijakan
pengelolaan limbah radioaktif tingkat tinggi (LTT) dan bahan bakar nuklir (BBN)
bekas di tiap negara industri nuklir selain berbeda juga masih berubah-ubah.
Beberapa negara melakukan pilihan olah-ulang (daur-tertutup) untuk pemanfaatan
material fisil dan fertil yang masih terkandung dan sekaligus mereduksi
volumenya. Sebagian negara lain melihat LTT sebagai limbah (daur-terbuka), dan
berencana untuk mendisposalnya dalam formasi geologi tanah dalam (deep
repository).
Dalam diposal LTT,
di negara-negara industri nuklir saat ini masih terjadi perdebatan, sebagian
pakar memilih opsi penyimpanan lestari/disposal dalam formasi geologi dan
sebagian lainnya mempertimbangkan opsi "non-disposal" (indefinite
surface storage). Opsi non-disposal adalah merupakan kecenderungan untuk
menerima ide retrievebility dan reversibility. Konsekuensi dari penerimaan opsi
ini berdampak kepada disain fasilitas, namun tidak mempengaruhi secara teknis
[15].
Saat ini, beberapa
negara-negara industri nuklir juga sedang mengeksplorasi jalur lain, yaitu
jalur partisi dan transmutasi dalam upaya mengurangi T1/2. Studi ini bertujuan
untuk mendapatkan pengetahuan yang mendasar dalam menetapkan strategi
pengelolaan LTT. Walaupun jalur partisi dan transmutasi dapat mengurangi T1/2
limbah, namun secara keseluruhan tetap tidak menutup kebutuhan disposal. Dengan
meningkatnya radionuklida T1/2 pendek hasil partisi/transmutasi akan
meningkatkan paparan radiasi. Hal ini berdampak pada keselamatan radiasi
terhadap pekerja, sehingga memerlukan kajian tersendiri [15].
BATAN dalam
pengelolaan LTT saat ini memilih daur tertutup. Limbah BBN bekas dan LTT dari
hasil uji fabrikasi BBN saat ini disimpan di Interim Storage for Spent Fuel
Element (ISSFE) yang ada di PPTN Serpong. Kapasitas ISSFE mampu untuk menyimpan
BBN bekas untuk selama umur operasi reaktor G.A. Siwabessy. LTT dan Bahan Bakar
Nuklir (BBN) bekas yang dihasilkan dari pengoperasian reaktor Triga Mark II di
Bandung dan reaktor Kartini di Yogyakarta disimpan di kolam pendingin reaktor.
Dalam pengoperasian reaktor G.A.Siwabessy, reaktor Triga Mark II dan reaktor
Kartini, BBN bekas ataupun LTT tidak ada yang keluar dari kawasan nuklir
tersebut, seluruhnya tersimpan dengan aman di kawasan nuklir tersebut.
Penyimpanan
limbah tingkat tinggi
1. Peluruhan panas
dan radioaktivitas HLW
1) Setelah uranium dan
plutonium dari bahan bakar bekas reaktor nuklir didaur-ulang, radioaktivitas
dan panas HLW dibiarkan meluruh ke tingkat yang sesuai. Limbah cair hasil olah
ulang, lebih dari 99% terdiri dari stronsium (Sr-90) dan cesium (Cs-137)
termasuk anak luruh TRU yang mempunyai waktu paro panjang. Radioaktivitas dan
panas keluaran dari HLW meluruh berdasarkan waktu seperti ditunjukkan pada
Gambar 1 dan 2 untuk bahan bakar bekas reaktor air ringan (LWR). Sebagian besar
radioaktivitas hasil belahan meluruh sampai pada seribu tahun pertama,
sedangkan yang berumur paro panjang akan terus stabil walaupun lebih dari
10.000 tahun.
2) Setelah beberapa
puluh ribu tahun, radioaktivitas limbah dalam blok gelas yang dihasilkan dari 1
MTU bahan bakar akan kembali seperti pada tingkat radioaktivitas 750 ton
uranium pada saat ditambang.
2. Pengertian
penyimpanan tanah dalam
1) Kondisi
penyimpanan HLW tidak memberikan efek terhadap kehidupan manusia dan pelestarian
alam pada saat ini dan masa yang akan datang. Oleh karena itu diperlukan
pengisolasian dan pemantauan yang ketat terhadap limbah.
2) Alasan pemilihan sistem
penyimpanan tanah dalam adalah:
a. menghindari genangan air/banjir dan gempa yang
terjadi pada tanah permukaan
b. struktur tanah
yang stabil pada rentang waktu yang lama
c. pengaruh gempa
yang kecil
d. jauh dari
gangguan manusia
e. bila terjadi
pelepasan radioaktif dapat ditahan oleh lapisan tanah.
3) Keselamatan penyimpanan tanah dalam untuk
jangka panjang selama hampir 10.000 tahun yang lalu, dibuktikan dengan tidak
ada perubahan struktur geologi yang terjadi pada permukaan bumi. Hal ini dapat
dilihat dengan tidak berpindahnya fosil pada lapisan tanah yang mempunyai sifat
geologi stabil.
3. Pencegahan
perpindahan radionuklida dari sistem penghalang berlapis
Penghalang buatan
(blok gelas) aman secara kimiawi, tertutup secara fisik dalam rentang waktu
yang lama
dan disekelilingnya diisi dengan komposisi bahan
penahan air.
Di dalam blok gelas nuklida hasil belahan tercampur
secara homogen dan terikat secara kimiawi. Nuklida yang terikat kuat dalam blok
gelas diperkirakan dalam jangka waktu yg lama tidak dapat terlepas, dan tidak
terpengaruh oleh efek panas dan radiasi. Bahan gelas merupakan bahan yang
stabil,.
Saat disimpan, blok gelas dimasukkan ke dalam wadah
stainless steel yang disebut overpack, yang dimaksudkan untuk mencegah
terjadinya kontak antara air tanah dengan blok gelas selama penyimpanan di fasilitas
tanah dalam. Overpack juga berfungsi untuk mengontrol radioaktivitas hasil
belahan HLW (sekitar 1000 tahun), dan keselamatan lingkungan merupakan syarat
utama penyimpanan limbah radioaktif.Overpack ditempatkan pada terowongan bawah
tanah pada kedalaman beberapa ratus meter. Di antara overpack dan batuan
disisipkan bahan bentonit (tanah liat) yang unsur utamanya adalah monmorilonit,
dan berfungsi sebagai penyerap air dan radionuklida. Air tanah yang keluar dari
batuan akan diserap oleh bentonit sehingga bentonit akan membengkak. Dalam
waktu yang sangat lama overpack akan mengalami korosi yang menyebabkan
radionuklida akan keluar dari blok gelas dan terserap oleh bentonit sehingga
migrasi radionuklida dapat dicegah. Bentonit berfungsi sebagai bahan penyangga
(buffer).
Limbah radioaktivitas tingkat tinggi yang
divitrifikasi memerlukan penghalang buatan yang dapat bertahan selama 1000
tahun.
Secara umum di bagian tanah dalam, ada
aliran air tanah yang dapat menyebabkan radionuklida terurai dan terserap oleh
batuan, sehingga migrasi radionuklida dapat dihindari. Hal ini disebabkan oleh
adanya penghalang buatan dan alami yang mengikat radionuklida. Akibatnya
radioaktivitas akan melemah seiring perjalanan waktu dan tidak memberikan
pengaruh terhadap lingkungan. Gambar 4 menunjukkan hubungan antara penghalang
buatan dan alam.
Penyimpanan limbah tingkat rendah dan
sedang
Pada dasarnya limbah
tingkat rendah dan sedang dpat dikelompokkan menjadi satu,yang membedakan
antara rendah,sedang dan tinggi adalah tingkat radiasi yang dihasilkan.Limbah
ini akan disimpan di tempat yang bernama tempat penyimpanan lestari.Jika
peralatan tersebut masih memancarkan radiasi maka harus diatasi dengan
pngecilan volume,di press sekecil mungkin.Dengan volume kecil maka radiasi pun
akan kecil,lalu diberi penghalang untuk menghalang radiasi dan disimpan di
tempat penyimpanan.
KIMIA
Unsur
adalah zat murni yang dapat
diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:
- Lambang unsur diambil dari
singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin
atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa
latin) sebagai lambang unsur besi.
- Lambang unsur ditulis dengan
satu huruf kapital.
- Untuk unsur yang dilambangkan
dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf
kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.
- Unsur-unsur yang memiliki nama
dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari
huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat
pada nama unsur tersebut. Misalnya, Ra untuk radium dan
Rn untuk radon.
Pada
suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara umum
unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat
dibengkokkan, dan dapat menghantarkan panas atau arus listrik.
umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap, kadang-kadang
rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.
Isotop adalah bentuk dari unsur yang nukleusnya memiliki nomor
atom yang sama, tetapi jumlah proton di nukleus - dengan massa atom yang
berbeda karena mereka memiliki jumlah neutron yang berbeda.
Kata isotop, berarti di tempat yang sama,
berasal dari fakta bahwa seluruh isotop dari sebuah unsur terletak di tempat
yang sama dalam tabel periodik.
Secara bersama, isotop-isotop dari unsur-unsur membentuk
suatu set nuklida. Sebuah nuklida adalah satu jenis tertentu nukleus
atom, atau lebih umum sebuah aglomerasi proton dan neutron. Lebih tepat lagi
untuk mengatakan bahwa sebuah unsur seperti fluorine terdiri dari satu nuklida
stabil dan bukan dia memiliki satu isotop stabil.
Dalam nomenklatur ilmiah, isotop (nuklida) dispesifikasikan
berdasarkan nama unsur tertentu oleh sebuah "hyphen" dan jumlah
nukleon (proton dan neutron) dalam nukleus atom (misal, helium-3, karbon-12,
karbon-14, besi-57, uranium-238). Dalam bentuk simbolik, jumlah nukleon
ditandakan sebagai sebuah prefik naik-ke-atas terhadap simbol kimia (misal, 3He,
12C, 14C, 57Fe, 238U).
Nuklida adalah
suatu inti atom yang ditandai dengan jumlah proton (p) dan neutron (n)
tertentu, dituliskan: zXA
X = lambang
unsur
Z = nomor atom =
jumlah proton (p)
A = bilangan massa = jumlah
proton dan neutron (p + n)
RADIOAKTIF
Radioaktivitas
adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti
yang stabil. Materi yang mengandung inti tak-stabil yang memancarkan radiasi disebut
zat radioaktif. Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida)
ditentukan oleh konstanta peluruhan (), yang menyatakan laju peluruhan tiap
detik, dan waktu paruh (t½). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap
radionuklida. Berdasarkan sumbernya, radioaktivitas dibedakan atas
radioaktivitas alam dan radioaktivitas buatan. Radioaktivitas buatan banyak
digunakan di berbagai bidang.
1. Definisi
radioaktivitas
Radioaktivitas
adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah
menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang
tak stabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut
zat radioaktif. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi
inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang
lain.
Penemuan Radioaktifitas alam
Radioaktivitas
ditemukan oleh H. Becquerel pada tahun 1896. Becquerel menamakan radiasi dengan
uranium. Dua tahun setelah itu, Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan menggunakan
alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan
kristal yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie
Curie berhasil membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan
jumlah kadar uranium yang dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping
itu, Marie Curie juga menemukan bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak
dipengaruhi oleh suhu atau tekanan, dan radiasi uranium dipancarkan secara
spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan.
Marie
Curie juga meneliti campuran senyawa lain, dan menemukan bahwa campuran senyawa
thorium juga memancarkan radiasi yang sama dengan campuran senyawa uranium, dan
sifat pemancaran radiasi seperti ini diberi nama radioaktivitas.
Pada
tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur
baru ini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu
Polandia. Setelah itu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya
dengan menganalisis pitch blend (bijih uranium). Mereka berpendapat
bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur yang radioaktivitasnya lebih
kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama mereka mengumumkan
bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur baru ini dinamakan
radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi.
Radioaktivitas
alam dan buatan
Berdasarkan
asalnya, radioaktivitas dikelompokkan menjadi radioaktivitas alam, dan
radioaktivitas
buatan, yaitu hasil kegiatan yang dilakukan manusia. Dalam radioaktivitas alam,
ada yang berasal dari alam dan dari radiasi kosmik. Radioaktivitas buatan
dipancarkan oleh radioisotop yang sengaja dibuat manusia, dan berbagai jenis
radionuklida dibuat sesuai dengan penggunaannya.
4.
Radioaktivitas alam
4.1 Radioaktivitas primordial
Pada litosfer,
banyak terdapat inti radioaktif yang sudah ada bersamaan dengan terjadinya bumi,
yang tersebar secara luas yang disebut radionuklida alam. Radionuklida alam
banyak terkandung dalam berbagai macam materi dalam lingkungan, misalnya dalam
air, tumbuhan, kayu, bebatuan, dan bahan bangunan.
Radionuklida
primordial dapat ditemukan juga di dalam tubuh manusia. Terutama radioisotope yang
terkandung dalam kalium alam. Uraian lengkap mengenai radioaktivitas alam
dijelaskan pada pokok bahasan "inti radioaktif alam (08-01-01-02)".
4.2 Radioaktivitas yang berasal dari radiasi kosmik
Pada saat
radiasi kosmik masuk ke dalam atmosfer bumi, terjadi interaksi dengan inti atom
yang ada di udara menghasilkan berbagai macam radionuklida. Yang paling banyak dihasilkan
adalah H-3 dan C-14.
Kecepatan
peluruhan dan kecepatan pembentukan radionuklida seimbang, sehingga secara teoritis
jumlahnya di alam adalah tetap. Berdasarkan fenomena tersebut, maka dengan mengukur
kelimpahan C-14 yang ada dalam suatu benda, dapat ditentukan umur dari benda tersebut
dan metode penentuan umur ini dinamakan penanggalan karbon (Carbon Dating).
5.
Radioaktivitas Buatan
5.1.
Radioaktivitas yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga nuklir
Energi yang
dihasilkan oleh proses peluruhan dapat digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga
nuklir. Dalam instalasi pembangkit listrik tenaga nuklir, faktor keselamatan
radiasi menjadi prioritas yang utama, dan dengan berkembangnya teknologi
pembangkit listrik tenaga nuklir, maka tingkat keselamatan radiasinya pun
semakin tinggi.
5.2.
Radioaktivitas akibat percobaan senjata nuklir
Radioaktivitas
yang berasal dari jatuhan radioaktif akibat percobaan senjata nuklir disebut fall
out. Tingkat radioaktivitas dari fall out yang paling tinggi terjadi
pada tahun 1963 dan setelah itu jumlahnya terus menurun. Hal itu disebabkan
pada tahun 1962 Amerika dan Rusia mengakhiri percobaan senjata nuklir di
udara.
5.3.
Radioaktivitas dalam kedokteran
Radioaktivitas
yang berasal dari radioisotop dalam bidang kedokteran digunakan misalnya untuk
diagnosis, terapi, dan sterilisasi alat kedokteran. Uraian lengkap dari
penggunaan radioaktivitas di bidang kedokteran dapat dibaca pada pokok bahasan
penggunaan radiasi dalam bidang kedokteran.
5.4.
Radioaktivitas dalam rekayasa teknologi
Penggunaan
radiasi dalam bidang pengukuran (gauging), analisis struktur materi,
pengembangan
bahan-bahan baru, dan sebagai sumber energi dibahas dalam pokok
bahasan
penggunaan radiasi dalam rekayasa teknologi.
5.5.
Radioaktivitas dalam bidang pertanian
Penggunaannya
dalam bioteknologi, pembasmian serangga atau penyimpanan bahan
pangan, dan
teknologi pelestarian lingkungan dibahas dalam pokok bahasan penggunaan radiasi
dalam produksi pertanian, kehutanan dan laut.
Peluruhan radioaktif adalah
kumpulan beragam 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 adalah sebuah proses "acak" (random) sehingga
sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.
Satuan internasional (SI) untuk pengukuran
peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif
menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material
tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material
radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat
aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde
gigabecquerels.
Pendahuluan
Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi
dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel di
dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat
jatuh ke susunan energi yang
lebih rendah. Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan
yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang
berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.
Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi
tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa
dalam bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom,
energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum
tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan
teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil
perubahan akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir,
berlawanan dengan reaksi
kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron
diluar inti atom.
(Beberapa reaksi nuklir
melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk "tumbukan"
dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak
dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan
dalam fisi nuklir/fusi nuklir.
Penemuan
Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun
1896 oleh ilmuwan Perancis
Henri Becquerel
ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan
berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia
berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X
mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat
foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya.
Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium.
Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium
tesebut.
Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam
pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan,
material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan
bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.
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 radioaktivitas 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.
Para peneliti ini juga menemukan bahwa banyak unsur kimia
lainnya yang mempunyai isotop radioaktif. Radioaktivitas juga
memandu Marie Curie untuk mengisolasi radium dari barium; dua buah unsur yang memiliki
kemiripan sehingga sulit untuk dibedakan.
Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak serta
merta diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali diamati oleh insinyur
listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus
mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil
pengamatannya terkait dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia
menemukan bidang ilmu fisika medik (health physics); untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari.
Efek genetis radiasi baru diketahui jauh
dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann Joseph Muller menerbitkan penelitiannya
yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun 1947 mendapat penghargaan hadiah Nobel
untuk penemuannya ini.
Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak
perusahan kesehatan yang memasarkan obat paten yang mengandung bahan
radioaktif; salah satunya adalah penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie
menentang jenis perawatan ini, ia memperingatkan efek radiasi pada tubuh
manusia belum benar-benar diketahui (Curie dikemudian hari meninggal akibat
Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya ia terpapar Radium).
Pada tahun 1930-an produk pengobatan yang mengandung bahan radioaktif tidak ada
lagi dipasaran bebas.
Unsur Radioaktif
- Perkembangan Keradioaktifan
Pada
tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan sinar katode. Ia menemukan
bahwa tabung sinar katoda menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus besar yang
dapat menghitamkan film foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar
X tidak mengandung elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik. Sinar
X tidak dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang gelombang yang
lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya. Berdasarkan hasil penelitian
W.C Rontgen tersebut, maka Henry Becquerel pada tahun 1896 bermaksud
menyelidik sinar X, tetapi secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan.
Pada penelitiannya ia menemukan bahwa garam-garam uranium dapat merusak film
foto meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini
karena garam-garam uranium tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan
spontan. Peristiwa ini dinamakan radio aktivitas spontan.
Marie
Curie merasa tertarik dengan temuan
Becquerel, selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil
memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium. Unsur
tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan penelitiannya
dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai menjadi
unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif.
Ilmuwan
Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang tidak stabil
(radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif. Partikel-partikel kecil
dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar menyebar dari inti atom ke segala arah.
Para ahli kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda
dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi
nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida
secara alami memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi
tersebut.
2. Sinar-sinar radioaktif mempunyai
sifat-sifat:
1. Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis.
2. Dapat mengionkan gas yang disinari.
3. Dapat menghitamkan pelat film.
4. Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi).
5. Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar
α, β, dan γ.
3.
Macam-macam sinar radioaktif
1. Sinar Alfa (α)
Radiasi ini terdiri dari seberkas sinar partikel alfa. Radiasi alfa terdiri
dari partikel-partikel yang bermuatan positif dengan muatan +2 dan massa
atomnya 4. Partikel ini dianggap sebagai inti helium karena mirip dengan inti
atom helium. Sewaktu menembus zat,sinar α menghasilkan sejumlah besar ion. Oleh
karena bermuatan positif partikel α dibelokkan oleh medan magnet maupun medan
listrik. Partikel alfa memiliki daya tembus yang rendah. Partikel-partikel alfa
bergerak dengan kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 –10
persen kecepatan cahaya.
2. Sinar Beta (β)
Berkas sinar β terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan negatif dan
partikel β identik dengan elektron. Sinar beta mempunyai daya tembus yang lebih
besar tetapi daya pengionnya lebih kecil dibandingkan sinar α . Berkas ini
dapat menembus kertas aluminium setebal 2 hingga 3 mm. Partikel beta juga
dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet , tetapi arahnya berlawanan dari
partikel alfa. Selain itu partikel β mengalami pembelokan yang lebih besar
dibandingkan partikel dalam medan listrik maupun dalam medan magnet. Hal itu
terjadi karena partikel β mempunyai massa yang jauh lebih ringan dibandingkan
partikel α
3. Sinar Gamma
Beberapa proses peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel α atau β
menyebabkan inti berada dalam keadaan energetik, sehingga inti selanjutnya
kehilangan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik yaitu sinar gamma. Sinar
gamma mempunyai daya tembus besar dan berkas sinar ini tidak dibelokkan oleh
medan listrik maupun medan magnet. Sinar gamma mempunyai panjang gelombang yang
sangat pendek.
4.
Struktur Inti
Inti
atom tersusun dari partikel-partikel yang disebut nukleon. Suatu inti atom yang
diketahui jumlah proton dan neutronnya disebut nuklida.
Macam-macam nuklida:
a.
Isotop: nuklida yang mempunyai jumlah proton sama tetapi jumlah neutron
berbeda.
b.
Isobar: nuklida yang mempunyai jumlah proton dan neutron sama tetapi jumlah
proton berbeda.
c.
Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama.
5.
Pita Kestabilan
Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan
mempunyai nuklida stabil maupun tidak stabil (radioaktif). Contoh pada atom
hidrogen, inti atom protium dan deuterium adalah stabil sedangkan inti atom
tritium tidak stabil. Waktu paruh tritium sangat pendek sehingga tidak
ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak ditemukan
inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah
angka banding dengan proton.
Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan
perbandingan neutron terhadap proton agar sama dengan perbandingan pada pita
kestabilan. Bagi nuklida dengan Z = 20, perbandingan neutron terhadap proton
(n/p) sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka perbandingan neutron
terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5.
Inti atom yang tidak stabil akan mengalami peluruhan menjadi
inti yang lebih stabil dengan cara:
6.
Reaksi pada Inti
Reaksi
yang terjadi di inti atom dinamakan reaksi nuklir. Jadi Reaksi nuklir
melibatkan perubahan yang tidak terjadi di kulit elektron terluar tetapi
terjadi di inti atom. Reaksi nuklir memiliki persamaan dan perbedaan dengan
reaksi kimia biasa. Persamaan reaksi nuklir dengan reaksi kimia biasa, antara
lain seperti berikut.
a.
Ada kekekalan muatan dan kekekalan massa energi.
b.
Mempunyai energi pengaktifan.
c.
Dapat menyerap energi (endoenergik) atau melepaskan energi (eksoenergik).
Perbedaan
antara reaksi nuklir dan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut.
a.
Nomor atom berubah.
b.
Pada reaksi endoenergik, jumlah materi hasil reaksi lebih besar dari pereaksi,
sedangkan dalam reaksi eksoenergik terjadi sebaliknya.
c.
Jumlah materi dinyatakan per partikel bukan per mol.
d.
Reaksi-reaksi menyangkut nuklida tertentu bukan campuran isotop.
Reaksi
nuklir dapat ditulis seperti contoh di atas atau dapat dinyatakan seperti
berikut. Pada awal dituliskan nuklida sasaran, kemudian di dalam tanda kurung
dituliskan proyektil dan partikel yang dipancarkan dipisahkan oleh tanda
koma dan diakhir perumusan dituliskan nuklida hasil reaksi.
Contoh
Ada
dua macam partikel proyektil yaitu:
a.
Partikel bermuatan seperti , atau atom yang lebih berat seperti
b.
Sinar gamma dan partikel tidak bermuatan seperti neutron.
Contoh
- Penembakan dengan partikel alfa
- Penembakan dengan proton
- Penembakan dengan neutron
a.
Reaksi Pembelahan Inti
Sesaat
sebelum perang dunia kedua beberapa kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi
yang diperoleh jika uranium ditembak dengan neutron. Otto Hahn dan F.
Strassman, berhasil mengisolasi suatu senyawa unsur golongan II A, yang
diperoleh dari penembakan uranium dengan neutron. Mereka menemukan bahwa jika
uranium ditembak dengan neutron akan menghasilkan beberapa unsur menengah yang
bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut reaksi pembelahan inti atau reaksi
fisi.
Dari
reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari 35 cara sebagai hasil
pembelahan uranium-235. Ditinjau dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan
mengandung banyak proton. Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat bahwa
setiap pembelahan inti oleh satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron.
Setelah satu atom uranium-235 mengalami pembelahan, neutron hasil pembelahan
dapat digunakan untuk pembelahan atom uranium-235 yang lain dan seterusnya
sehingga dapat menghasilkan reaksi rantai. Bahan pembelahan ini harus cukup
besar sehingga neutron yang dihasilkan dapat tertahan dalam cuplikan itu. Jika
cuplikan terlampau kecil, neutron akan keluar sehingga tidak terjadi reaksi
rantai.
b.
Reaksi Fusi
Pada
reaksi fusi, terjadi proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi
inti yang lebih berat. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar
daripada energy yang dihasikan reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang
sama. Perhatikan reaksi fusi dengan bahan dasar antara deuterium dan litium
berikut.
Reaksi-reaksi
fusi biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat celsius. Pada suhu ini
terdapat plasma dari inti dan elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu
tinggi ini disebut reaksi termonuklir. Energi yang dihasikan pada reaksi
fusi
7.
Waktu paruh
Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan unsur radioaktif untuk mengalami peluruhan
sampai menjadi 1/2 kali semula (massa atau aktivitas).
Rumus:
Nt = massa setelah peluruhan
N0 = massa mula-mula
T = waktu peluruhan
t(1/2) = waktu paruh
Contoh:
Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paruh 4 jam. Jika semula tersimpan 16
gram unsur radioaktif, maka berapa massa zat yang tersisa setelah meluruh 1
hari ?
Jawab :
8. Kegunaan radioaktif
A. Sebagai Perunut
1. Bidang Kedokteran
Digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi berbagai jenis penyakit, antara
lain:
a. 24Na, mendeteksi adanya gangguan peredaran darah.
b. 59Fe, mengukur laju pembentukan sel darah merah.
c. 11C, mengetahui metabolisme secara umum.
d. 131I, mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid.
e. 32P, mendeteksi penyakit mata, liver, dan adanya tumor.
2. Bidang Industri
Digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi, seperti pada:
a. Industri makanan, sinar gama untuk
mengawetkan makanan, membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada
sayur dan buah-buahan.
b. Industri metalurgi, digunakan
untuk mendeteksi rongga udara pada besi cor, mendeteksi sambungan pipa saluran
air, keretakan pada pesawat terbang, dan lain-lain.
c. Industri kertas, mengukur
ketebalan kertas.
d. Industri otomotif, mempelajari
pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja.
3. Bidang Hidrologi
a. 24Na dan 131I, digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air sungai.
b. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
c. 14C dan 13C, menentukan umur dan asal air tanah.
4. Bidang Kimia
Digunakan untuk analisis penelusuran mekanisme reaksi kimia, seperti:
a. Dengan bantuan isotop oksigen–18 sebagai atom perunut, dapat ditentukan asal
molekul air yang terbentuk.
b. Analisis pengaktifan neutron.
c. Sumber radiasi dan sebagai katalis pada suatu reaksi kimia.
d. Pembuatan unsur-unsur baru.
5. Bidang Biologi
a. Mengubah sifat gen dengan cara memberikan sinar radiasi pada gen-gen
tertentu.
b. Menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis
menggunakan radioisotop C–14.
c. Meneliti gerakan air di dalam batang tanaman.
d. Mengetahui ATP sebagai penyimpan energi dalam tubuh dengan menggunakan
radioisotop 38F.
6. Bidang Pertanian
a. 37P dan 14C, mengetahui tempat pemupukan yang tepat.
b. 32P, mempelajari arah dan kemampuan tentang serangga hama.
c. Mutasi gen atau pemuliaan tanaman.
d. 14C dan 18O, mengetahui metabolisme dan proses fotosintesis.
7. Bidang Peternakan
a. Mengkaji efisiensi pemanfaatan pakan untuk produksi ternak.
b. Mengungkapkan informasi dasar kimia dan biologi maupun antikualitas pada
pakan ternak.
c. 32P dan 35S, untuk pengukuran jumlah dan laju sintesis protein di dalam usus
besar.
d. 14C dan 3H, untuk pengukuran produksi serta proporsi asam lemak mudah
menguap di dalam usus besar.
B. Sebagai Sumber Radiasi
1. Bidang Kedokteran
Digunakan untuk sterilisasi radiasi, terapi tumor dan kanker.
2. Bidang Industri
Digunakan untuk:
a. Perbaikan mutu kayu dengan penambahan monomer yang sudah diradiasi, kayu
menjadi lebih keras dan lebih awet.
b. Perbaikan mutu serat tekstil dengan meradiasi serat tekstil, sehingga titik
leleh lebih tinggi dan mudah mengisap zat warna serta air.
c. Mengontrol ketebalan produk yang dihasilkan, seperti lembaran kertas, film,
dan lempeng logam.
d. 60Co untuk penyamakan kulit, sehingga daya rentang kulit yang disamak dengan
cara ini lebih baik daripada kulit yang disamak dengan cara biasa.
3. Bidang Peternakan
Digunakan untuk:
a. Mutasi gen dengan radiasi untuk pemuliaan tanaman.
b. Pemberantasan hama dengan meradiasi serangga jantan sehingga mandul.
c. Pengawetan bahan pangan dengan radiasi sinar-X atau gamma untuk membunuh
telur atau larva.
d. Menunda pertunasan pada bawang, kentang, dan umbi-umbian untuk memperpanjang
masa penyimpanan.
Dampak negatif dari radiasi zat
radioaktif, antara lain:
1. Radiasi zat radioaktif dapat memperpendek umur manusia. Hal ini karena zat
radioaktif dapat menimbulkan kerusakan jaringan tubuh dan menurunkan
kekebalan tubuh.
2. Radiasi zat radioaktif terhadap kelenjar-kelenjar kelamin dapat mengakibatkan
kemandulan dan mutasi genetik pada keturunannya.
3. Radiasi zat radioaktif dapat mengakibatkan terjadinya pembelahan sel darah
putih, sehingga mengakibatkan penyakit leukimia.
4. Radiasi zat radioaktif dapat menyebabkan kerusakan somatis berbentuk lokal dengan
tanda kerusakan kulit, kerusakan sel pembentuk sel darah, dan kerusakan sistem
saraf.
9.
Pengaruh Radiasi pada Makhluk Hidup
Akibat
radiasi yang melebihi dosis yang diperkenankan dapat menimpa seluruh tubuh atau
hanya lokal. Radiasi tinggi dalam waktu singkat dapat menimbulkan efek akut
atau seketika sedangkan radiasi dalam dosis rendah dampaknya baru terlihat
dalam jangka waktu yang lama atau menimbulkan efek yang tertunda. Radiasi zat
radioaktif dapat memengaruhi kelenjarkelenjar kelamin, sehingga menyebabkan
kemandulan. 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.
Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang
terdiri atas inti atom
serta awan elektron
bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang
bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak
memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom
oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom
demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul.
Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral,
sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat
positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan
berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut.
Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia
atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur
tersebut.
Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani
(ἄτομος/átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu
yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi
lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada
abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan
menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi
menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20,
para fisikawan
berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom,
membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika
kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan
atom.[1]
Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom
dianggap sebuah objek yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara
proporsional kecil pula. Atom hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan
khusus seperti mikroskop gaya atom. Lebih dari 99,9% massa
atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir
sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak
stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan
transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang
terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil
dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun
memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron
pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur, dan memengaruhi
sifat-sifat magnetis atom tersebut.
Bahaya
Sinar Radioaktif Pada Manusia
Sinar
Rontgen (baca: rongsen) sering
juga disebut sinar x (x-ray) ada juga yang
menyebut sinar beta -1β0 (massa 0 muatan
negatif 1) atau sinar elektron adalah salah satu jenis sinar
radio aktif. Sinar radio aktif lainnya adalah sinar alfa
2α4 (massa 4 sma, muatan positif 4), sinar gamma
0γ4 (massa 0 sma, muatan 0), sinar netron (massa 1
muatan 0) 1η0 , sinar proton 1P1
(massa 1 sma, muatan positif 1) dan masih banyak lagi sinar radio aktif
lainnya.
Sebagian sinar radio aktif dihasilkan dari pancaran
(emisi) unsur-unsur radio aktif yang mengalami peluruhan. Saat
ini sinar radio aktif dimanfaatkan di berbagai bidang. Dalam bidang kesehatan
sinar radio aktif (sinar gamma) digunakan untuk membersihkan atau mensterilkan
peralatan kedokteran, sinar beta / sinar rontgen digunakan untuk melihat bagian
dalam tubuh pasien. Sinar I-30 digunakan untuk memeriksa kemungkinan seseorang
terkena penyakit gondok atau tidak.
Sinar ini juga digunakan untuk memeriksa saraf yang
mengalami penyumbatan kolesterol yang bisa menyebabkan penyempitan
pembuluh darah (struk). Sinar gamma juga digunakan
untuk mengobati penyakit kanker tanpa operasi. Sekarang juga sudah marak
pengobatan mata tanpa operasi, dengan menggunakan sinar lasik.
Dalam bidang industri makanan sinar radio aktif digunakan sebagai pengganti
bahan pengawet. Dulu untuk mengawetkan makanan digunakan asam
benzoat, namun karena berbahaya saat ini sudah digunakan sinar gamma
untuk mensterilkan makanan dari kuman, bakteri dan virus sehingga makanan bisa
lebih tahan lama. Dalam industri baja sinar gamma juga digunakan untuk
memeriksa kebocoran pada logam. Dan masih banyak lagi aplikasi
yang berbasis pada sinar radio aktif ini.
Yang akan saya bahas disini bukan manfaat
sinar radio aktif melainkan dampak atau efek sinar radio aktif pada
manusia. Radiasi sinar radio aktif ternyata sangat berbahaya
karena radiasi sinar radio aktif konon dapat mengubah 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. 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.
Bayangkan jika gen yang berubah adalah gigi.
Misalnya gen gigi berubah menjadi gen rambut? Maka setiap 2 hari sekali Anda
harus pergi ke salon gigi untuk memangkas gigi Anda yang gondrong :)
Untuk
mencegah dari efek radiasi sinar radio aktif :
- Gunakan
headset ketika menelpon dengan menggunakan handphone
- Jangan
melakukan pengecekan dengan sinar rontgen lebih dari sekali dalam 3 bulan
- Gunakan
masker pada saat mengendarai motor, untuk mencegah masuknya debu zat radio
aktif lewat hidung.
- Jangan
menonton TV terlalu dekat
- Ada yang
mau nambahin?
Sebelum meluncurkan satelit GLAST, para astronom
Eropa menggunakan observatorium sinar-X milik Badan Antariksa Eropa (ESA),
XMM-Newton. Mereka berupaya memahami penyebab ledakan luar biasa itu dari
sinar-X yang keluar selama 1-2 hari setelah ledakan awal.
Mereka menyelidiki bahaya dan pengaruh ledakan sinar gama tersebut terhadap
manusia atau antariksa di sekitarnya. Beberapa tahun lalu, sejumlah astronom
berpikir ledakan itu akan menyapu seluruh kehidupan di galaksi itu. Namun,
bukti terakhir menunjukkan bahwa energi ledakan sinar gama terfokus di
sepanjang dua sinar sempit seperti sebuah mercusuar, bukan meledak ke segala
arah seperti bom.
Meskipun fokusnya terarah, ledakan sinar gama
tetap harus diwaspadai. Beberapa teori menyebutkan bahwa segala sesuatu yang
terkena sorotan sinarnya, sampai sejauh 200 tahun cahaya, akan musnah.
Galaksi tempat bumi bernaung pun tak luput dari
ancaman ledakan itu, walaupun sampai sejauh ini tak terdeteksi adanya ledakan
yang cukup kuat. "Ada banyak sisa-sisa supernova dalam galaksi kita, jadi
saya menduga kemungkinan besar telah terjadi sejumlah ledakan sinar gama,"
kata astronom ESA, Norbert Schartel.
Untung saja, meskipun ledakan sinar gama
terdeteksi hampir setiap hari dan tersebar secara acak di seluruh alam semesta,
untuk sementara ini bumi tetap aman. Tak ada bintang dalam jangkauan 200 tahun
cahaya dari tata surya kita yang masuk dalam tipe bintang yang akan hancur
sebagai ledakan sinar gama.