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 melangsungkan reaksi kimia yang sama seperti isotop
stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan
pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi
materi maupun mahluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis, efek
kimia, maupun efek biologis.
Di negara-negara maju
penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop
suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur
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 sebagai pengganti sumber lain
misal sumber sinar X.
Radioisotop dapat digunakan
sebagai perunut sebab energi sinar yang dipancarkan serta waktu paruhnya
merupakan sifat khas radioisotop tersebut. Pada contoh di bawah ini akan
diberikan beberapa contoh penggunaan radioisotop baik sebagai perunut maupun
sebagai sumber radiasi.
Penggunaan
radioisotop digunakan dalam berbagai bidang, misalnya pada industri, teknik,
pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi dan lain-lain. Tujuan
penggunaan radioisotop bagi kehidupan manusia adalah untuk kesejahteraan
manusia dan memudahkan keberlangsungan hidup manusia.
Manfaat Radioisotop dalam Berbagai Bidang Kehidupan baik
sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi adalah sebagai berikut :
1. Radioisotop dalam Bidang Kedokteran
Berbagai jenis radioisotop digunakan untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai penyakit
antara lain Teknesium-99 (Tc-99),Talium-201 (TI-201), Iodin-131 (I-131),Natrium-24 (Na-24),Xenon-133 (Xe-133), Fosforus-32 (P-32),
dan besi-59 (Fe-59).
- Teknetum-99 (Tc-99)
yang
disuntikkan kedalam pembuluh darah akan akan diserap terutama oleh jaringan
yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru.
Sebaliknya, TI-201 terutama akan diserap oleh jaringan sehat pada organ
jantung. Oleh karena itu, kedua radioisotop itu digunakan bersama-sama untuk
mendeteksi kerusakan jantung.
- Iodin-131 (I-131) diserap terutama oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, I-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati, dan untuk mendeteksi tumor otak.
- Iodin-123 (I-123) adalah radioisotop lain dari Iodin. I-123 yang memancarkan sinar gamma yang digunakan untuk mendeteksi penyakit otak.
- Natrium-24 (Na-24) digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah. Larutan NaCl yang tersusun atas Na-24 dan Cl yang stabil disuntikkan ke dalam darah dan aliran darah dapat diikuti dengan mendeteksi sinar yang dipancarkan, sehingga dapat diketahui jika terjadi penyumbatan aliran darah.
- Xenon-133 (Xe-133) digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.
- Phospor-32 (P-32) digunakan untuk mendeteksi penyakit mata, tumor, dan lain-lain. Serta dapat pula mengobati penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukan sel darah merah yang berlebihan. Dalam penggunaanya isotop P-32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya yang memancarkan sinar beta dapat menghambat pembentujan sel darah merah pada sum-sum tulang belakang.
- Sr-85 untuk mendeteksi penyakit pada tulang.
- Se-75 untuk mendeteksi penyakit pankreas.
- Kobalt-60 (Co-60) sumber radiasi gamma untuk terapi tumor dan kanker. Karena sel kanker lebih sensitif (lebih mudah rusak) terhadap radiasi radioisotop daripada sel normal, maka penggunakan radioisotop untuk membunuh sel kanker dengan mengatur arah dan dosis radiasi.
- Kobalt-60 (Co-60) dan Skandium-137 (Cs-137), radiasinya digunakan untuk sterilisasi alat-alat medis.
Radioisotop
fosfor dapat dipakai untuk menentukan tempat tumor di otak:
- Ferum-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.
- Sejak lama diketahui bahwa radiasi dari radium dapat dipakai untuk pengobatan kanker. Oleh karena radium-60 dapat mematikan sel kanker dan sel yang sehat maka diperlukan teknik tertentu sehingga tempat di sekeliling kanker mendapat radiasi seminimal mungkin.
- Radiasi gamma dapat membunuh organisme hidup termasuk bakteri. Oleh karena itu, radiasi gamma digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran.
Radioisotop pertama yang
diterapkan dalam medik adalah untuk terapi penyakit kanker. Radium–226 dan
hasil peluruhannya, radon–222 digunakan untuk terapi kanker beberapa tahun
setelah penemuan radioaktif, tetapi sekarang radiasi gamma dari kobalt–60 lebih
umum digunakan.
Gambar 5.11 (a)
Perangkat uji radon dapat digunakan di rumah atau perkantoran. (b) Kobalt-60
digunakan untuk terapi kanker.
Terapi penyakit kanker
merupakan salah satu aplikasi berguna dari isotop radioaktif dalam medik.
Kegunaan lain dari isotop radioaktif adalah diagnosis penyakit (Gambar 5.11a),
sterilisasi alat-alat kedokteran (Gambar 5.11b), dan penyelidikan efisiensi
kerja organ tubuh.
a. Efisiensi Kerja Organ Tubuh
Isotop radioaktif
diterapkan dalam diagnosis dengan dua cara. Pertama, isotop digunakan untuk
mengembangkan citra internal organ tubuh sehingga fungsinya dapat diselidiki.
Kedua digunakan sebagai perunut dalam analisis jumlah zat, seperti pertumbuhan
hormon dalam darah, yang dapat memberikan data kemungkinan kondisi penyakitnya.
Nuklida 99Tcm adalah isotop radioaktif yang sering
digunakan untuk mengembangkan citra internal organ tubuh. Isotop tersebut meluruh
disertai emisi sinar gamma menjadi 99Tc keadaan dasar. Citra dibuat
dengan men-scan bagian tubuh oleh emisi sinar gamma dari 99Tc dan dideteksi
secara skintilasi (penyinaran). Gambar 5.12 menunjukkan citra tulang kerangka
manusia yang diperoleh dengan isotop 99Tcm.
Gambar
5.12 Citra tulang rangka manusia menggunakan 99Tcm.
Teknetium yang menerpa
bagian tubuh, setelah scanning segera diekresi oleh tubuh dan sinar gamma
meluruh sampai ke tingkat yang dapat diabaikan oleh tubuh sekitar sejam. Di
rumah sakit, isotop teknetium diproduksi dalam generator teknetium
molibdinum–99. Generator mengandung ion molibdat radioaktif, MoO42–
yang terserap pada butiran alumina. Isotop 99Mo radioaktif sendiri
dibuat pada reaktor nuklir. Isotop 98Mo nonradioaktif dibombardir
dengan neutron.
42Mo98 + 0n1
→ 42Mo99
Selanjutnya, Molibdum
radioaktif ini diserapkan pada alumina dan ditempatkan dalam generator, dan
dikirim ke rumah sakit. Ion perteknetat diperoleh ketika isotop 99Mo
dalam MoO42 meluruh. Persamaan peluruhannya adalah
42Mo99 → 43Tcm99
-1e0
Setiap hari ion
perteknetat, TcO4– harus dicuci dari generator dengan
larutan garam yang tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis dalam darah.
Ion perteknetat diterapkan untuk mengembangkan citra otak, sedangkan senyawa
teknetium yang lain diterapkan untuk mengembangkan citra organ tubuh yang lain.
Senyawa kompleks teknetium tertentu dapat berikatan dan merusak jaringan hati.
Senyawa ini diterapkan untuk mendiagnosis serangan jantung. Saat ini tengah
dikembangkan senyawa isotop radioaktif dari teknetium yang diharapkan dapat
melihat fungsi berbagai organ tubuh yang lain.
b. Radio Immuno Assay (RIA)
Radio mmuno Assay (RIA)
adalah teknik pengembangan terkini untuk menganalisis darah dan cairan tubuh
lain, seperti hormon, steroid, dan antigen dalam jumlah sangat sedikit. Teknik
yang dikembangkan ini bergantung pada ikatan antara zat dengan antibodi.
Antibodi diproduksi dalam hewan sebagai proteksi terhadap zat asing. Antibodi
memproteksi dengan mengikat zat dan mencacah aktivitas biologinya. Metode yang
telah diterapkan adalah analisis insulin dalam cuplikan darah pasien. Sebelum
analisis, larutan insulin yang mengikat antibodi dikembangkan dari hewan secara
laboratorium.
Gambar
5.13 Diagnosis dengan instrumen PET (Positron Emision Tomography) untuk
men-scanning otak.
Kemudian, larutan insulin
digabungkan dengan insulin yang mengandung isotop radioaktif, di mana antibodi
terikat pada insulin radioaktif. Sampel yang mengandung sejumlah insulin tidak
dikenal ditambahkan kepada campuran antibodi-insulin radioaktif. Insulin yang
bukan radioaktif mengganti beberapa insulin radioaktif yang terikat pada
antibodi. Akibatnya, antibodi kehilangan sejumlah radioaktivitas. Hilangnya radioaktivitas
dapat dihubungkan dengan jumlah insulin dalam sampel darah.
Teknik RIA juga digunakan
secara luas untuk menentukan Human Placenton actogen (HPL) pada tahap
kehamilan. Informasi tersebut sangat penting dalam bidang ginekologi sehingga
dokter dapat membedakan kehamilan yang normal dan abnormal sejak dini.
Gambar 5.14 Molekul
yang ditandai dengan radioisotop iodin-123, digunakan untuk mempelajari aliran
darah ke otak. Emisi dari 123I dideteksi di sekitar otak Pasien.
2. Manfaat Radioaktif dalam Analisis
Kimia
Perunut radioaktif adalah isotop radioaktif yang ditambahkan ke dalam bahan kimia atau makhluk hidup guna mempelajari sistem. Keuntungan perunut radioaktif yaitu isotop berperilaku sebagaimana isotop nonradioaktif, tetapi dapat dideteksi dalam jumlah sangat sedikit melalui pengukuran radiasi yang diemisikannya.
Perunut radioaktif adalah isotop radioaktif yang ditambahkan ke dalam bahan kimia atau makhluk hidup guna mempelajari sistem. Keuntungan perunut radioaktif yaitu isotop berperilaku sebagaimana isotop nonradioaktif, tetapi dapat dideteksi dalam jumlah sangat sedikit melalui pengukuran radiasi yang diemisikannya.
a. Analisis Kesetimbangan Kimia
Tinjau kesetimbangan timbal(II) iodida 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 nonradioaktif tambahkan larutan yang berisi ion iodida radioaktif hingga jenuh. Kocok campuran dan biarkan beberapa lama. Saring campuran dan keringkan endapan yang tersaring. Jika dianalisis maka dalam padatan PbI2 akan terdapat PbI2 yang radioaktif. Hal ini menunjukkan bahwa dalam larutan jenuh terdapat keadaan setimbang dinamis antara padatan dan ion-ionnya.
Tinjau kesetimbangan timbal(II) iodida 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 nonradioaktif tambahkan larutan yang berisi ion iodida radioaktif hingga jenuh. Kocok campuran dan biarkan beberapa lama. Saring campuran dan keringkan endapan yang tersaring. Jika dianalisis maka dalam padatan PbI2 akan terdapat PbI2 yang radioaktif. Hal ini menunjukkan bahwa dalam larutan jenuh terdapat keadaan setimbang dinamis antara padatan dan ion-ionnya.
b. Mekanisme Fotosintesis
Percobaan menggunakan perunut telah dilakukan sejak tahun 1950 oleh Melvin Calvin dari Universitas Berkeley untuk menentukan mekanisme fotosintesis tanaman. Proses keseluruhan fotosintesis melibatkan reaksi CO2 dan H2O untuk menghasilkan glukosa dan O2.
6CO2(g) + 6H2O(l)⎯Sinar matahari→C6H12O6(aq) + 6O2(g)
Dalam percobaannya, gas CO2 yang mengandung lebih isotop 14C radioaktif diterpakan kepada tanaman alga selama satu hari. Selanjutnya, alga diekstrak dengan alkohol dan air. Senyawa terekstrak dipisahkan dengan kromatografi, selanjutnya diidentifikasi.
Percobaan menggunakan perunut telah dilakukan sejak tahun 1950 oleh Melvin Calvin dari Universitas Berkeley untuk menentukan mekanisme fotosintesis tanaman. Proses keseluruhan fotosintesis melibatkan reaksi CO2 dan H2O untuk menghasilkan glukosa dan O2.
6CO2(g) + 6H2O(l)⎯Sinar matahari→C6H12O6(aq) + 6O2(g)
Dalam percobaannya, gas CO2 yang mengandung lebih isotop 14C radioaktif diterpakan kepada tanaman alga selama satu hari. Selanjutnya, alga diekstrak dengan alkohol dan air. Senyawa terekstrak dipisahkan dengan kromatografi, selanjutnya diidentifikasi.
Gambar 5.9 Pencacah Geiger Partikel
radiasi masuk melalui jendela dan melewati gas argon. Energi dari partikel
mengionisasi molekul gas menghasilkan ion positif dan elektron yang dipercepat
oleh elektrode. Elektron yang bergerak lebih cepat, menumbuk logam anode dan
menimbulkan pulsa arus. Pulsa arus selanjutnya dicacah.
Senyawa yang mengandung 14C radioaktif
terdapat dalam zat antara yang dibentuk selama fotosintesis. Berdasarkan
analisis terhadap isotop 14C, Calvin mengajukan mekanisme atau tahap-tahap
reaksi dalam fotosintesis.
c. Titrasi Radiometri
Pada titrasi radiometri, isotop radioaktif dapat digunakan sebagai petunjuk titik akhir titrasi. Misalnya, pada titrasi penentuan ion Cl–dengan ion Ag+ membentuk endapan AgCl. Baik titran maupun cuplikan dapat mengandung komponen radioaktif. Pada awal titrasi, dalam labu Erlenmeyer yang berisi ion Cl–nonradioaktif tidak terdapat keaktifan. Setelah ion 110Ag+ radioaktif ditambahkan ke dalam erlenmeyer dan bereaksi dengan ion Cl–, membentuk endapan AgCl.
Pada titrasi radiometri, isotop radioaktif dapat digunakan sebagai petunjuk titik akhir titrasi. Misalnya, pada titrasi penentuan ion Cl–dengan ion Ag+ membentuk endapan AgCl. Baik titran maupun cuplikan dapat mengandung komponen radioaktif. Pada awal titrasi, dalam labu Erlenmeyer yang berisi ion Cl–nonradioaktif tidak terdapat keaktifan. Setelah ion 110Ag+ radioaktif ditambahkan ke dalam erlenmeyer dan bereaksi dengan ion Cl–, membentuk endapan AgCl.
Bagian supernatan (endapan) tidak
menunjukkan tanda-tanda keaktifan, tetapi setelah titik ekuivalen tercapai,
kelebihan ion Ag+berada dalam larutan, dan secara perlahan
meningkatkan keaktifan. Titik akhir titrasi diperoleh dengan cara ekstrapolasi
grafik. Kelebihan cara analisis titrasi radiometri adalah kepekaannya sangat
tinggi. Selain itu, suhu, pH, kekeruhan, dan yang lainnya tidak memengaruhi
penentuan titik akhir titrasi.
d. Analisis Aktivasi Neutron
Analisis aktivasi neutron adalah analisis unsur-unsur dalam sampel yang didasarkan pada pengubahan isotop stabil oleh isotop radioaktif melalui pemboman sampel oleh neutron. 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 saksama sehingga dapat diketahui penyebab kematian 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 akan diperoleh:
Analisis aktivasi neutron adalah analisis unsur-unsur dalam sampel yang didasarkan pada pengubahan isotop stabil oleh isotop radioaktif melalui pemboman sampel oleh neutron. 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 saksama sehingga dapat diketahui penyebab kematian 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 akan diperoleh:
33As75
+ 0n1 →
33Asm77
Inti metastabil berada pada keadaan
tereksitasi, dan meluruh disertai emisi gamma. Frekuensi sinar gamma yang
diemisikan khas untuk setiap unsur. Selain itu, intensitas sinar gamma
sebanding dengan jumlah unsur yang ada dalam sampel rambut. Berdasarkan
prosedur di atas, dapat diketahui apakah orang itu diracuni arsen atau mati
wajar. Metode ini juga sangat peka sebab dapat mengidentifikasi jumlah arsen
hingga 10–9 g.
Gambar
5.10 Arsen dibombardir dengan neutron menghasilkan arsen metastabil. Untuk
stabil meluruhkan sinar gamma.
3. Radioisotop
dalam Bidang Pertanian
Dalam
bidang pemuliaan tanaman 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 pengaruh hingga
dosis terbesar yang mematikan, (Biji tumbuh). Biji yang sudah diradiasi itu
kemudian disemaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
Selanjutnya akan dipilh varietas yang dikehendaki, misalnya yang tahan hama,
berbulir banyak dan berumur pendek. Dalam bidang pertanian, radiasi yang
dihasilkan juga digunakan untuk pemberantasan hama dan pemulihan tanaman.
a. Pembentukan Bibit
Unggul
Dalam bidang pertanian,
radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul. Sinar gamma
menyebabkan perubahan dalam struktur dan sifat kromosom sehingga memungkinkan
menghasilkan generasi yang lebih baik, misalnya gandum dengan yang umur lebih
pendek.
Selain sinar gamma, fosfor-32
(P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan yang bersifat lebih unggul
dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan menyebabkan
ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi inilah yang menyebabkan turunan
akan mempunyai sifat yang berbeda dari induknya. Kekuatan radiasi yang
digunakan diatur sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari
induknya.
b. Pemupukan dan
Pemberantasan Hama dengan Serangga Mandul
Radioisotop fosfor dapat
dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman. Ada jenis tanaman yang
mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk. Berdasarkan hal
inilah digunakan fosfor radioaktif untuk mengetahui pola penyebaran pupuk dan
efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik radiasi juga dapat
digunakan untuk memberantas hama dengan menjadikan serangga mandul.
Dengan radiasi dapat
mengakibatkan efek biologis, sehingga timbul kemandulan pada serangga jantan.
Kemandulan ini dibuat di laboratorium dengan cara hama serangga diradiasi
sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah disinari hama tersebut dilepas
di daerah yang terserang hama, sehingga diharapkan akan terjadi perkawinan
antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas, sehingga telur itu
tidak akan menetas.
c. Pengawetan Makanan
Pada musim panen, hasil
produksi pertanian melimpah. Beberapa dari hasil pertanian itu mudah busuk atau
bahkan dapat tumbuh tunas, contohnya kentang. Oleh karena itu diperlukan
teknologi untuk mengawetkan bahan pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat
dilakukan adalah dengan irradiasi sinar radioaktif. Radiasi ini juga dapat
mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.
3. Radiologi dalam Hal Penyimpanan
Makanan
Bahan
makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi
dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi, sebelum bahan
tersebut disimpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas,
dengan demikian dapat disimpan lebih lama. Radiasi juga digunakan untuk
pengawetan bahan makanan untuk mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.
4. Radio Aktif
dalam Bidang Industri
Kaos lampu petromaks
menggunakan larutan radioisotop horium dalam batas yang
dipernankan agar nyalanya lebih terang. Radiasi gamma yang dihasilkan dapat
digunakan untuk memeriksa cacat pada logam dan juga untuk pengawetan kayu,
barang-barang seni,dll.
Penggunaan radioisotop dalam
bidang industri antara lain untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di
dalam tanah atau dalam beton. Dengan menggunakan radioisotop yang dimasukkan ke
dalam aliran pipa kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau
pembongkaran beton. Penyinaran radiasi dapat digunakan untuk menentukan keausan
atau kekeroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antarlogam. Jika bahan ini
disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka
pada bagian yang aus atau keropos akan memberikan gambar yang tidak merata.
Radiasi sinar gamma juga digunakan dalam vulkanisasi lateks alam. Penggunaan
zat radioaktif dalam bidang industri yang lainnya adalah untuk mengatur
ketebalan besi baja, kertas, dan plastik; dan untuk menentukan sumber minyak
bumi.
Oleh karena banyak unsur
dapat diaktifkan dengan neutron dan emisi radiasinya memiliki frekuensi
tertentu yang khas maka teknik pencarian sumber alam yang terdapat dalam kerak
bumi banyak melibatkan partikel neutron. Contohnya, pencarian sumber air dan minyak
bumi. Alat bor dilengkapi dengan sumber neutron, diharapkan dapat menginduksi
keradioaktifan terhadap unsur-unsur yang terdapat dalam tanah pada kedalaman
tertentu.
Gambar
5.15 Teknik pencarian sumber alam (air, minyak bumi)
Neutron penginduksi
biasanya bersumber dari (Po + Be) dengan
peluruhan sekitar 107 neutron per detik dan dirakit, seperti pada Gambar 5.15.
Setelah terjadi induksi keradioaktifan oleh neutron, unsur-unsur sekitar
menjadi bersifat radioaktif, dan memancarkan radiasi gamma dengan energi yang
khas untuk setiap unsur. Radiasi gamma akan tersidik pada detektor sehingga
dapat diketahui macam unsur yang ada dalam tanah itu. Teknik ini secara luas
dikembangkan untuk menentukan keberadaan sumber air atau minyak bumi. Jika
terdapat unsur hidrogen, energi gamma yang tersidik sekitar 2,2 MeV, unsur
oksigen sekitar 6,7 MeV, dan unsur karbon sekitar 4,4 MeV.
5. Radioaktif dalam Bidang Hidrologi
- Na-24 untuk mempelajari kecepatan aliran sungai.
- Na-24 dalam bentuk karbonat untuk menylidiki kebocoran pipa air dibawah.
6. Radiologi
dalam Bidang Sains
- Iodin-131 (I-131) untuk mempelajari kesetimbangan dinamis.
- Oksigen-18 (O-18) untuk mempelajari reaksi esterifikasi.
- Karbon-14 (C-14) untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
8. Radologi
dalam Pengukuran Usia Bahan Organik
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 diterima dan 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 14C terhenti dan keaktifan ini
berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan
dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T =
5.730 tahun).
Pengukuran umur batuan
dapat dilakukan melalui pengukuran peluruhan 14C yang telah membuka
tabir sejarah manusia dan prasejarah sekitar 35.000 tahun silam. Isotop 14C
dengan waktu paruh 5.730 tahun dihasilkan secara terus-menerus di atmosfer
akibat sinar kosmik. Sinar kosmik berenergi sangat tinggi menyebabkan
terjadinya reaksi inti berenergi tinggi menghasilkan neutron. Neutron tersebut
selanjutnya bertumbukan dengan inti 14N di atmosfer membentuk 14C.
0 n1 + 7
N14 →1H1
+ 6C14
Isotop 14C masuk
ke atmosfer bumi dan bercampur dengan 12C yang stabil membentuk
senyawa, misalnya H14CO3– dalam lautan, 14CO2
di atmosfer. Senyawa tersebut selanjutnya dikonsumsi oleh tanaman dan hewan,
selanjutnya oleh manusia. Jika tanaman atau hewan mati (misalnya, jika pohon
ditebang), pertukaran karbon dengan sekitarnya berhenti. Oleh karenanya, jumlah
14C yang terdapat dalam tanaman yang ditebang mulai meluruh. Setelah
ratusan bahkan ribuan tahun, tanaman yang mati sudah menjadi fosil. Melalui
pengukuran aktivitas 14C dalam fosil tanaman, umur fosil itu dapat diramalkan.
Metode pengukuran dengan 14C
dikembangkan oleh .F. Libby yang dikalibrasi terhadap teknik pengukuran umur
batuan yang lain (seperti catatan sejarah yang ditulis) dan hasilnya cukup
konsisten. Namun demikian, pembakaran fosil minyak bumi selama satu abad
terakhir dapat meningkatkan produksi isotop 12C di atmosfer, yang
tentu dapat menimbulkan kesukaran dalam menerapkan metode pengukuran dengan 14C
pada masa yang akan datang.
KESIMPULAN
Penggunaan radioisotop
sangat membantu manusia dalam berbagai bidang kehidupan seperti yang telah
disebutkan dalam bab pembahasan, seperti dalam bidang kedokteran untuk
mendeteksi kelainan-kelainan dalam jaringan tubuh, dalam hidrologi untuk
menyelidiki kebocoran-kebocoran, atau dalam bidang pertanian untuk membentuk
bibit unggul, dan dalam penyimpanan makanan pun radioisotop diperlukan. Serta
dalam bidang kimia, sains, pengukuran usia bahan organik, serta dalam bidang
industri.
DAFTAR PUSTAKA
- Anwar,budiman.2005. 1700 Bank Soal Bimbingan dan Pemantapan Kimia. Bandung : Yrama Widya.
- Astatin (UPDATED!). “Kegunaan Radioisotop”. http://imperfectionsts.wordpress.com/2010/10/17/kegunaan-radioisoitop/. (diakses 17 Oktober 2010).
- Guru muda (dot) com. “Penggunaan Radioisotop”. http://gurumuda.com/bse/penggunaan-radioisotop/. (diakses 20 Agustus 2010)
- Istiyono, Edi. 2006. FISIKA KELAS X UNTUK SMA. Klaten:Intan Pariwara.
- Joko. “Radioisotop”. http://joko1234.wordpress.com/2010/03/11/radioisotop/. (diakses 11 Maret 2010)
- Purba, Michael. 2006. KIMIA UNTUK SMA KELAS XII. Jakarta:Erlangga.
- Sukmanawati, Wening. 2009. Kimia untuk SMA dan MA kelas XII. Jakarta : Pusat perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 128 – 131.
- Susilowati, Endang. 2009. Theory and Application of Chemistry 3. Jakarta: PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri.
- Prawestiana, Vera. Penggunaan Radioisotop dalam Kehidupan.
- http://www.scribd.com/doc/38154431/PENGGUNAAN-RADIOISOTOP/. (diakses 23 September 2009)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Silahkan Tuliskan Komentar yang Membangun, Terima Kasih