Filosofi
Proteksi Radiasi
Mengingat radiasi dapat membahayakan
kesehatan, maka pemakaian radiasi perlu diawasi, baik melalui
peraturan-peraturan yang berkaitan dengan pemanfaatan radiasi dan bahan-bahan radioaktif, maupun adanya badan pengawas yang bertanggungjawab agar peraturan-peraturan tersebut
diikuti. Di Indonesia, badan pengawas tersebut adalah Bapeten (Badan Pengawas
Tenaga Nuklir).
Filosofi proteksi radiasi yang dipakai sekarang ditetapkan oleh Komisi Internasional
untuk Proteksi Radiasi (International Commission on Radiological Protection,
ICRP) dalam suatu pernyataan yang mengatur pembatasan dosis radiasi, yang
intinya sebagai berikut:
- Suatu kegiatan tidak akan dilakukan kecuali mempunyai keuntungan yang positif dibandingkan dengan risiko, yang dikenal sebagai azas justifikasi,
- Paparan radiasi diusahakan pada tingkat serendah mungkin yang bisa dicapai (as low as reasonably achievable, ALARA) dengan mempertimbangkan faktor ekonomi dan sosial, yang dikenal sebagai azas optimasi,
- Dosis perorangan tidak boleh melampaui batas yang direkomendasikan oleh ICRP untuk suatu lingkungan tertentu, yang dikenal sebagai azas limitasi.
Konsep untuk mencapai suatu tingkat
serendah mungkin merupakan hal mendasar yang perlu dikendalikan, tidak hanya
untuk radiasi tetapi juga untuk semua hal yang membahayakan lingkungan.
Mengingat bahwa tidak mungkin menghilangkan paparan radiasi secara keseluruhan,
maka paparan radiasi diusahakan pada tingkat yang optimal sesuai dengan
kebutuhan dan manfaat dari sisi kemanusiaan.
Menurut Bapeten, nilai batas dosis
dalam satu tahun untuk pekerja radiasi adalah 50 mSv (5 rem), sedang untuk
masyarakat umum adalah 5 mSv (500 mrem). Menurut laporan penelitian UNSCEAR,
secara rata-rata setiap orang menerima dosis 2,8 mSv (280 mrem) per tahun,
berarti seseorang hanya akan menerima sekitar setengah dari nilai batas dosis
untuk masyarakat umum.
Ada dua catatan yang berkaitan
dengan nilai batas dosis ini. Pertama, adanya anggapan bahwa nilai batas ini
menyatakan garis yang tegas antara aman dan tidak aman. Hal ini tidak
seluruhnya benar. Nilai batas ini hanya menyatakan batas dosis radiasi yang
dapat diterima oleh pekerja atau masyarakat, sejauh pengetahuan yang ada hingga
saat ini. Yang lebih penting dari pemakaian nilai batas ini adalah
diterapkannya prinsip ALARA pada setiap pemanfaatan radiasi. Kedua, adanya
perbedaan nilai batas dosis untuk pekerja radiasi dan masyarakat umum. Nilai
batas ini berbeda karena pekerja radiasi dianggap dapat menerima risiko yang
lebih besar (dengan kata lain, menerima keuntungan yang lebih besar) daripada
masyarakat umum, antara lain karena pekerja radiasi mendapat pengawasan dosis
radiasi dan kesehatan secara berkala.
Efek Radiasi Terhadap Manusia
Jika radiasi mengenai tubuh manusia, ada 2
kemungkinan yang dapat terjadi: berinteraksi dengan tubuh manusia, atau hanya
melewati saja. Jika berinteraksi, radiasi dapat mengionisasi atau dapat pula
mengeksitasi atom.
Setiap terjadi proses ionisasi atau eksitasi,
radiasi akan kehilangan sebagian energinya. Energi radiasi yang hilang akan
menyebabkan peningkatan temperatur (panas) pada bahan (atom) yang berinteraksi
dengan radiasi tersebut. Dengan kata lain, semua energi radiasi yang terserap
di jaringan biologis akan muncul sebagai panas melalui peningkatan vibrasi
(getaran) atom dan struktur molekul.
Ini merupakan awal dari perubahan kimiawi yang kemudian dapat mengakibatkan
efek biologis yang merugikan.
Satuan dasar dari jaringan biologis adalah sel.
Sel mempunyai inti
sel yang merupakan pusat pengontrol sel. Sel terdiri dari 80% air
dan 20% senyawa biologis kompleks. Jika radiasi
pengion menembus jaringan, maka dapat mengakibatkan terjadinya
ionisasi dan menghasilkan radikal
bebas, misalnya radikal bebas hidroksil (OH), yang terdiri dari atom
oksigen dan atom hidrogen. Secara kimia, radikal bebas sangat reaktif dan dapat
mengubah molekul-molekul penting dalam sel.
DNA
(deoxyribonucleic acid) merupakan salah satu molekul yang terdapat di inti sel,
berperan untuk mengontrol struktur dan fungsi sel serta menggandakan dirinya
sendiri.
Setidaknya ada dua cara bagaimana radiasi dapat
mengakibatkan kerusakan pada sel. Pertama, radiasi dapat mengionisasi langsung
molekul DNA sehingga terjadi perubahan kimiawi pada DNA. Kedua, perubahan
kimiawi pada DNA terjadi secara tidak langsung, yaitu jika DNA berinteraksi
dengan radikal bebas hidroksil. Terjadinya perubahan kimiawi pada DNA tersebut,
baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat menyebabkan efek biologis
yang merugikan, misalnya timbulnya kanker maupun kelainan genetik.
Pada dosis rendah, misalnya dosis radiasi latar
belakang yang kita terima sehari-hari, sel dapat memulihkan dirinya sendiri
dengan sangat cepat. Pada dosis lebih tinggi (hingga 1 Sv), ada kemungkinan sel
tidak dapat memulihkan dirinya sendiri, sehingga sel akan mengalami kerusakan
permanen atau mati. Sel yang mati relatif tidak berbahaya karena akan diganti
dengan sel baru. Sel yang mengalami kerusakan permanen dapat menghasilkan sel
yang abnormal ketika sel yang rusak tersebut membelah diri. Sel yang abnormal
inilah yang akan meningkatkan risiko tejadinya kanker pada manusia akibat
radiasi.
Efek radiasi terhadap tubuh manusia bergantung
pada seberapa banyak dosis yang diberikan, dan bergantung pula pada lajunya;
apakah diberikan secara akut (dalam jangka waktu seketika) atau secara gradual
(sedikit demi sedikit).
Sebagai contoh, radiasi gamma
dengan dosis 2 Sv (200 rem) yang diberikan pada seluruh tubuh dalam waktu 30
menit akan menyebabkan pusing dan muntah-muntah pada beberapa persen manusia
yang terkena dosis tersebut, dan kemungkinan satu persen akan meninggal dalam
waktu satu atau dua bulan kemudian. Untuk dosis yang sama tetapi diberikan
dalam rentang waktu satu bulan atau lebih, efek sindroma radiasi akut tersebut
tidak terjadi.
Contoh lain, dosis radiasi akut sebesar 3,5 – 4
Sv (350 – 400 rem) yang diberikan seluruh tubuh akan menyebabkan kematian
sekitar 50% dari mereka yang mendapat radiasi dalam waktu 30 hari kemudian.
Sebaliknya, dosis yang sama yang diberikan secara merata dalam waktu satu tahun
tidak menimbulkan akibat yang sama.
Selain bergantung pada jumlah dan laju dosis,
setiap organ tubuh mempunyai kepekaan yang berlainan terhadap radiasi, sehingga
efek yang ditimbulkan radiasi juga akan berbeda.
Sebagai contoh, dosis
terserap 5 Gy atau lebih yang diberikan secara sekaligus pada
seluruh tubuh dan tidak langsung mendapat perawatan medis, akan dapat
mengakibatkan kematian karena terjadinya kerusakan sumsum tulang belakang serta
saluran pernapasan dan pencernaan. Jika segera dilakukan perawatan medis, jiwa
seseorang yang mendapat dosis terserap 5 Gy tersebut mungkin dapat
diselamatkan. Namun, jika dosis terserapnya mencapai 50 Gy, jiwanya tidak
mungkin diselamatkan lagi, walaupun ia segera mendapatkan perawatan medis.
Jika dosis terserap 5 Gy tersebut diberikan
secara sekaligus ke organ tertentu saja (tidak ke seluruh tubuh), kemungkinan
besar tidak akan berakibat fatal. Sebagai contoh, dosis terserap 5 Gy yang
diberikan sekaligus ke kulit akan menyebabkan eritema.
Contoh lain, dosis yang sama jika diberikan ke organ reproduksi akan
menyebabkan mandul.
Efek radiasi yang langsung terlihat ini disebut Efek
Deterministik. Efek ini hanya muncul jika dosis radiasinya melebihi
suatu batas tertentu, disebut Dosis
Ambang.
Efek deterministik bisa juga terjadi dalam
jangka waktu yang agak lama setelah terkena radiasi, dan umumnya tidak
berakibat fatal. Sebagai contoh, katarak dan kerusakan kulit dapat terjadi
dalam waktu beberapa minggu setelah terkena dosis radiasi 5 Sv atau lebih.
Jika dosisnya rendah, atau diberikan dalam
jangka waktu yang lama (tidak sekaligus), kemungkinan besar sel-sel tubuh akan
memperbaiki dirinya sendiri sehingga tubuh tidak menampakkan tanda-tanda bekas
terkena radiasi. Namun demikian, bisa saja sel-sel tubuh sebenarnya mengalami
kerusakan, dan akibat kerusakan tersebut baru muncul dalam jangka waktu yang
sangat lama (mungkin berpuluh-puluh tahun kemudian), dikenal juga sebagai periode
laten. Efek radiasi yang tidak langsung terlihat ini disebut Efek
Stokastik.
Efek stokastik ini tidak dapat dipastikan akan
terjadi, namun probabilitas terjadinya akan semakin besar apabila dosisnya juga
bertambah besar dan dosisnya diberikan dalam jangka waktu seketika. Efek
stokastik ini mengacu pada penundaan antara saat pemaparan radiasi dan saat
penampakan efek yang terjadi akibat pemaparan tersebut. Kecuali untuk leukimia
yang dapat berkembang dalam waktu 2 tahun, efek pemaparan radiasi tidak
memperlihatkan efek apapun dalam waktu 20 tahun atau lebih.
Salah satu penyakit yang termasuk dalam kategori
ini adalah kanker. Penyebab sebenarnya dari penyakit kanker tetap tidak
diketahui. Selain dapat disebabkan oleh radiasi pengion, kanker dapat pula
disebabkan oleh zat-zat lain, disebut zat karsinogen, misalnya asap rokok,
asbes dan ultraviolet. Dalam kurun waktu sebelum periode laten berakhir, korban
dapat meninggal karena penyebab lain. Karena lamanya periode laten ini,
seseorang yang masih hidup bertahun-tahun setelah menerima paparan radiasi ada
kemungkinan menerima tambahan zat-zat karsinogen dalam kurun waktu tersebut.
Oleh karena itu, jika suatu saat timbul kanker, maka kanker tersebut dapat
disebabkan oleh zat-zat karsinogen, bukan hanya disebabkan oleh radiasi.
3. Pemanfaatan Radiasi Nuklir dan Radioisotop Dalam Kehidupan Manusia
Beberapa bahan yang ada di alam, seperti
uranium, apabila direaksikan dengan neutron,
akan mengalami reaksi pembelahan dan menghasilkan energi yang dapat digunakan
untuk memanaskan air hingga menjadi uap. Selanjutnya uap tersebut dapat
digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir komersial yang pertama adalah Reaktor Magnox, yang dibangun pada
tahun 1950-an di Inggris.
Sedangkan penggunaan radioisotop secara sengaja
untuk suatu tujuan tertentu dilakukan oleh George du Hevesy pada tahun 1911.
Pada saat itu, ia masih berstatus seorang pelajar yang sedang meneliti bahan radioaktif
alam. Karena berasal dari luar kota dan dari keluarga yang sederhana ia tinggal
di suatu asrama yang sekaligus menyajikan makanan pokok sehari-hari. Pada suatu
ketika, ia curiga bahwa makanan yang disajikan dicampur dengan makanan sisa
dari hari sebelumnya, tetapi ia tidak bisa membuktikan kecurigaannya itu. Untuk
itu ia menaruh sejumlah kecil bahan radioaktif kedalam makanan yang sengaja
tidak dihabiskannya. Keesokan harinya ketika makanan yang jenisnya sama
disajikan, ia melakukan pemeriksaan makanan tersebut dengan menggunakan
peralatan deteksi radiasi yang sederhana, dan ternyata ia mendeteksi adanya
radioisotop dalam makanan yang dicurigainya. Mulai saat itulah ia mengembangkan
penggunaan bahan radioaktif sebagai suatu perunut (tracer) untuk
berbagai macam keperluan.
Bidang Energi: Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir dan Pembangkit Listrik Berbahan Bakar Fosil
Semua pembangkit tenaga listrik, termasuk PLTN,
mempunyai prinsip kerja yang relatif sama. Bahan bakar (baik yang berupa batu
bara, gas ataupun uranium) digunakan untuk memanaskan air yang akan menjadi
uap. Uap memutar turbin dan selanjutnya turbin memutar suatu generator yang
akan menghasilkan listrik.
Perbedaan yang mencolok adalah bahwa PLTN tidak
membakar bahan bakar fosil, tetapi menggunakan bahan bakar dapat belah (bahan
fisil). Di dalam reaktor, bahan fisil tersebut direaksikan dengan neutron
sehingga terjadi reaksi berantai yang menghasilkan panas. Panas yang dihasilkan
digunakan untuk menghasilkan uap air bertekanan tinggi, kemudian uap tersebut
digunakan untuk menggerakkan turbin. Dengan digunakannya bahan fisil, berarti
tidak menghasilkan CO2, hujan asam, ataupun gas beracun lainnya
seperti jika menggunakan bahan bakar fosil.
Seberapa amankah PLTN?
Dibandingkan pembangkit listrik lainnya, PLTN
mempunyai faktor keselamatan yang lebih tinggi. Hal ini ditunjukkan oleh studi
banding kecelakaan yang pernah terjadi di semua pembangkit listrik. Secara
statistik, kecelakaan pada PLTN mempunyai persentase yang jauh lebih rendah
dibandingkan yang terjadi pada pembangkit listrik lain. Hal tersebut disebabkan
karena dalam desain PLTN, salah satu filosofi yang harus dipunyai adalah adanya
“pertahanan berlapis” (defence in-depth). Dengan kata lain, dalam PLTN
terdapat banyak pertahanan berlapis untuk menjamin keselamatan manusia dan
lingkungan. Jika suatu sistem operasi mengalami kegagalan, maka masih ada
sistem cadangan yang akan menggantikannya. Pada umumnya, sistem cadangan berupa
suatu sistem otomatis pasif. Disamping itu, setiap komponen yang digunakan
dalam instalasi PLTN telah didesain agar aman pada saat mengalami kegagalan,
sehingga walaupun komponen tersebut mengalami kegagalan, maka kegagalan
tersebut tidak akan mengakibatkan bahaya bagi manusia dan lingkungannya.
Dari sisi sumber daya manusia, personil yang
mengoperasikan PLTN harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, dan wajib
mempunyai sertifikat sebagai operator reaktor yang dikeluarkan oleh Badan
Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN). Untuk mendapatkan sertifikat tersebut, mereka
harus mengikuti dan lulus ujian pelatihan. Sertifikat tersebut berlaku untuk
jangka waktu tertentu dan setelah lewat masa berlakunya maka akan dilakukan
pengujian kembali.
Peranan PLTN dalam Kelistrikan Dunia
Pada Nopember 2005, di seluruh dunia terdapat
441 buah pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi di 31 negara,
menghasilkan tenaga listrik sebesar lebih dari 363 trilyun watt. Reaktor yang
dalam tahap pembangunan sebanyak 30 buah dan 24 negara (termasuk 6 negara yang
belum pernah mengoperasikan reaktor
nuklir) merencanakan untuk membangun 104 reaktor nuklir baru. Saat
ini energi listrik yang dihasilkan PLTN menyumbang 16% dari seluruh kelistrikan
dunia, yang secara kuantitatif jumlahnya lebih besar dari listrik yang
dihasilkan di seluruh dunia pada tahun 1960.
Negara-negara di Eropa merupakan negara yang
paling tinggi persentase ketergantungannya pada energi nuklir. Perancis,
Lithuania dan Slovakia merupakan tiga negara yang memiliki ketergantungan
listrik pada energi nuklir yang tinggi, yaitu masing-masing sebesar 78%, 72%
dan 55%.
Di masa mendatang, pemakaian energi nuklir akan
berkembang lebih maju lagi, tidak hanya sekedar untuk pembangkit listrik saja,
tetapi juga untuk keperluan energi selain kelistrikan, seperti produksi hidrogen,
desalinasi air laut, dan pemanas ruangan.
Bagaimana terjadinya radiasi?
Radiasi
dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau
gelombang. Jika suatu inti
tidak stabil, maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat
bertahan, suatu saat inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin
melepaskan satu atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.
Setiap inti yang tidak stabil akan mengeluarkan
energi atau partikel radiasi yang berbeda. Pada sebagian besar kasus, inti
melepaskan energi elektromagnetik yang disebut radiasi gamma,
yang dalam banyak hal mirip dengan sinar-X.
Radiasi gamma bergerak lurus dan mampu menembus sebagian besar bahan yang
dilaluinya. Dalam banyak kasus, inti juga melepaskan radiasi beta.
Radiasi beta lebih mudah untuk dihentikan. Seng atap atau kaca jendela dapat
menghentikan radiasi beta. Bahkan pakaian yang kita pakai dapat melindungi dari
radiasi beta. Unsur-unsur
tertentu, terutama yang berat seperti uranium, radium dan plutonium, melepaskan
radiasi alfa. Radiasi alfa dapat dihalangi seluruhnya dengan selembar kertas.
Radiasi alfa tidak dapat menembus kulit kita. Radiasi alfa sangat berbahaya
hanya jika bahan-bahan yang melepaskan radiasi alfa masuk kedalam tubuh kita.
Sinar-X merupakan jenis radiasi yang paling
banyak ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Semua sinar-X di bumi ini dibuat
oleh manusia dengan menggunakan peralatan listrik tegangan tinggi. Alat
pembangkit sinar-X dapat dinyalakan dan dimatikan. Jika tegangan tinggi
dimatikan, maka tidak akan ada lagi radiasi. Sinar-X dapat menembus bahan,
misalnya jaringan tubuh, air, kayu atau besi, karena sinar-X mempunyai panjang
gelombang yang sangat pendek. Sinar-X hanya dapat ditahan secara efektif oleh
bahan yang mempunyai kerapatan tinggi, misalnya timah hitam (Pb) atau beton
tebal.
Radiasi gamma mempunyai sifat yang serupa dengan
sinar-X, namun radiasi gamma berasal dari inti atom.
Karena berasal dari inti atom, radiasi gamma akan memancar secara
terus-menerus, dan tidak dapat dinyalakan atau dimatikan seperti halnya
sinar-X. Radiasi gamma yang terdapat di alam terutama berasal dari bahan-bahan radioaktif
alamiah, seperti radium atau kalium radioaktif. Beberapa inti atom yang dapat
memancarkan radiasi gamma juga dapat dibuat oleh manusia.
Beberapa unsur, misalnya besi atau oksigen,
dapat memiliki beberapa inti atom yang hampir sama, disebut isotop.
Jika suatu isotop dapat memancarkan radiasi, maka disebut radioisotop.
Radioisotop seringkali disebut juga sebagai radionuklida.
Perbedaan antara isotop yang satu dengan isotop lainnya biasanya dinyatakan
dengan angka. Sebagai contoh, kalium-39 dan kalium-40 merupakan isotop-isotop
dari unsur kalium.
Pemancaran radiasi dari suatu bahan radioaktif
tidak dapat dimatikan atau dimusnahkan. Pemancaran radiasi hanya akan berkurang
secara alamiah. Akibat memancarkan radiasi, suatu bahan radioaktif akan melemah
aktivitasnya
(kekuatannya), disebut peluruhan.
Selain itu, jika suatu bahan radioaktif
memancarkan radiasi, bahan radioaktif tersebut dapat berubah menjadi bahan
lain. Bahan lain ini dapat bersifat tidak stabil (masih dapat memancarkan
radiasi lagi), dan dapat pula bersifat stabil (tidak memancarkan radiasi lagi).
Setiap radioisotop akan berkurang atau melemah
separo dari aktivitas awalnya dalam jangka waktu tertentu, yang bervariasi dari
beberapa detik hingga milyaran tahun, bergantung pada jenis radioisotopnya.
Jangka waktu tertentu tersebut disebut umur-paro.
Sebagai contoh, umur-paro radium adalah 1.622 tahun; artinya, aktivitas radium
akan berkurang setengahnya dalam 1.622 tahun, setengah aktivitas sisanya akan
berkurang lagi dalam waktu 1.622 tahun berikutnya, dan seterusnya.
Pendahuluan
Bagi masyarakat awam, kata radiasi selalu
dihubungkan dengan bom atom, kecelakaan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
(PLTN), limbah radioaktif, serta penyebab timbulnya penyakit kanker. Mereka
juga cenderung merasa cemas dan takut terhadap radiasi, tetapi tidak ingin
memahami radiasi secara obyektif. Jika mereka ditanya tentang darimana mereka
mendapat informasi tentang radiasi, sebagian besar akan menjawab bahwa mereka
memperoleh informasi tersebut dari surat kabar, televisi, atau majalah. Media
massa tersebut pada umumnya jarang berusaha untuk mendidik para pembaca atau
pemirsanya dengan mengungkapkan fakta; sebagian besar hanya mengungkapkan
informasi tentang bahaya radiasi atau informasi lain yang bersifat sensasi.
Bagi media massa seringkali berlaku ungkapan bahwa berita baik bukanlah berita;
berita buruk barulah berita. Karena itu, pendapat sebagian besar masyarakat
tentang radiasi didasarkan pada bahaya radiasi yang berasal dari ledakan bom
atom yang terjadi di Nagasaki dan Hiroshima, atau kecelakaan nuklir di PLTN
Chernobyl. Seringkali mereka tidak dapat membedakan antara bahaya radiasi
akibat kecelakaan tersebut dengan radiasi yang mereka peroleh dalam kegiatan
sehari-hari, misalnya radiasi yang berasal dari pemeriksaan kesehatan atau
radiasi yang berasal dari lingkungan.
Tulisan ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman
mengenai radiasi dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu
diharapkan juga dapat membantu dalam mengambil keputusan bila dihadapkan pada
pilihan memperoleh paparan radiasi pada tubuh untuk keperluan medis, misalnya
"di-roentgen" pada dada atau gigi.
Perlu kita sadari bahwa tidak ada satupun aktivitas
manusia yang benar-benar aman. Pemanfaatan radiasi juga mengandung risiko,
seperti halnya aktivitas sehari-hari manusia, misalnya mengendarai mobil, naik
tangga atau bahkan mandi. Tidak seorangpun di dunia ini yang tidak pernah
terkena radiasi. Karena itu, amat penting bagi kita untuk mendapatkan informasi
tentang radiasi dan efeknya pada manusia. Tulisan ini bertujuan untuk
memberikan informasi yang benar dan sesuai dengan fakta tentang radiasi, dan
terutama ditujukan bagi mereka yang pengetahuan tentang radiasinya mungkin
hanya terbatas pada gambaran awan berbentuk cendawan dan reruntuhan di
Hiroshima.
1. Radiasi dan Dunia yang Kita Huni
Apa yang dimaksud dengan radiasi?
Radiasi
dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau
gelombang. Pengertian tentang radiasi dan gelombang dapat dijelaskan pada
kejadian berikut.
Apa yang Anda lakukan jika Anda melihat kolam
air tenang yang pada permukaannya mengapung beberapa helai daun? Secara spontan
mungkin Anda akan melempar kerikil ke kolam tersebut. Dapat Anda lihat bahwa
pada lokasi jatuhnya kerikil akan muncul riak, yang kemudian akan menyebar
dalam bentuk lingkaran. Riak-riak tersebut adalah gelombang dan memperlihatkan
pergerakan energi yang diberikan oleh kerikil, dan energi tersebut menyebar
dari lokasi jatuhnya kerikil ke segala arah. Ketika riak mencapai daun, daun
tersebut akan terangkat naik ke puncak gelombang.
Berdasarkan kejadian tersebut dapat dilihat
bahwa untuk mengangkat sesuatu diperlukan energi. Karena itu, terangkatnya daun
memperlihatkan bahwa gelombang mempunyai energi, dan energi tersebut telah
bergerak dari lokasi jatuhnya kerikil ke lokasi terangkatnya daun. Hal yang
sama juga berlaku untuk berbagai jenis gelombang dan radiasi lain.
Salah satu karakteristik dari semua radiasi
adalah radiasi mempunyai panjang
gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke puncak
gelombang berikutnya.
Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap
jenis radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing.
Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi
menjadi radiasi
elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik adalah
radiasi yang tidak memiliki massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio,
gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X,
sinar
gamma dan sinar
kosmik. Radiasi partikel adalah radiasi berupa partikel yang
memiliki massa, misalnya partikel beta,
alfa
dan neutron.
Jika ditinjau dari "muatan
listrik"nya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi
pengion dan radiasi
non-pengion. Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk
atau menabrak sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion.
Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi.
Ion ini kemudian akan menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda
hidup. Radiasi pengion disebut juga radiasi
atom atau radiasi
nuklir. Termasuk ke dalam radiasi pengion
adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan
neutron. Partikel beta, alfa dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara
langsung. Meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, sinar-X, sinar
gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion karena dapat
menimbulkan ionisasi secara tidak langsung. Radiasi non-pengion adalah radiasi
yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion
adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan
ultraviolet.
Tulisan ini hanya akan membicarakan radiasi
pengion, khususnya sinar-X dan sinar gamma. Kedua jenis radiasi ini mempunyai
potensi bahaya yang lebih besar dibandingkan dengan jenis radiasi lainnya.
Pengaruh sinar kosmik hampir dapat diabaikan karena sebelum mencapai tubuh
manusia, radiasi ini telah berinteraksi terlebih dahulu dengan atmosfir bumi.
Radiasi beta hanya dapat menembus kertas tipis, dan tidak dapat menembus tubuh
manusia, sehingga pengaruhnya dapat diabaikan. Demikian pula dengan radiasi
alfa, yang hanya dapat menembus beberapa milimeter udara. Sedang radiasi neutron
pada umumnya hanya terdapat di reaktor
nuklir.
Darimana radiasi berasal?
Tanpa kita sadari, sebenarnya kita hidup dalam
lingkungan yang penuh dengan radiasi.
Radiasi telah menjadi bagian dari lingkungan kita semenjak dunia ini
diciptakan, bukan hanya sejak ditemukan tenaga nuklir setengah abad yang lalu.
Terdapat lebih dari 60 radionuklida
yang berdasarkan asalnya dibagi atas 2 kategori:
- Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami, terbagi menjadi dua yaitu:
- Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan.
- Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi sinar kosmik.- Radionuklida buatan manusia: radionuklida yang terbentuk karena dibuat oleh manusia.
Radionuklida terdapat di udara, air, tanah,
bahkan di tubuh kita sendiri. Setiap hari kita terkena radiasi, baik dari udara
yang kita hirup, dari makanan yang kita konsumsi maupun dari air yang kita
minum. Tidak ada satupun tempat di bumi ini yang bebas dari radiasi.
Primordial
Radionuklida primordial telah ada sejak alam
semesta terbentuk. Pada umumnya, radionuklida ini mempunyai umur-paro
yang panjang. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida primordial.
|
Tabel
Radionuklida Primordial
|
|||
|
Nuklida
|
Lambang
|
Umur-paro
|
Keterangan
|
|
Uranium 235
|
235U
|
7,04x108 tahun
|
0,72% dari uranium alam
|
|
Uranium 238
|
238U
|
4,47x109 tahun
|
99,2745% dari uranium alam; pada batuan
terdapat 0,5 - 4,7 ppm uranium alam
|
|
Thorium 232
|
232Th
|
1,41x1010 tahun
|
Pada batuan terdapat 1,6 - 20 ppm.
|
|
Radium 226
|
226Ra
|
1,60x103 tahun
|
Terdapat di batu kapur
|
|
Radon 222
|
222Rn
|
3,82 hari
|
Gas mulia
|
|
Kalium 40
|
40K
|
1,28x109 tahun
|
Terdapat di tanah
|
Kosmogenik
Sumber radiasi kosmik berasal dari luar sistem
tata surya kita, dan dapat berupa berbagai macam radiasi. Radiasi kosmik ini
berinteraksi dengan atmosfir bumi dan membentuk nuklida radioaktif
yang sebagian besar mempunyai umur-paro pendek, walaupun ada juga yang
mempunyai umur-paro panjang. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida
kosmogenik.
|
Tabel
Radionuklida Kosmogenik
|
|||
|
Nuklida
|
Lambang
|
Umur-paro
|
Sumber
|
|
Karbon 14
|
14C
|
5.730 tahun
|
Interaksi 14N(n,p)14C
|
|
Tritium 3
|
3H
|
12,3 tahun
|
Interaksi 6Li(n,a)3H
|
|
Berilium 7
|
7Be
|
53,28 hari
|
Interaksi sinar kosmik dengan unsur N dan
O
|
Buatan Manusia
Manusia telah menggunakan bahan radioaktif
selama lebih dari 100 tahun. Tabel berikut memperlihatkan beberapa radionuklida
buatan manusia.
|
Tabel
Radionuklida Buatan Manusia
|
|||
|
Nuklida
|
Lambang
|
Umur-paro
|
Sumber
|
|
Tritium 3
|
3H
|
12,3 tahun
|
Dihasilkan dari uji-coba senjata nuklir,
reaktor nuklir, dan fasilitas olah-ulang bahan bakar nuklir.
|
|
Iodium 131
|
131I
|
8,04 hari
|
Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba
senjata nuklir, reaktor nuklir. 131I sering digunakan untuk
mengobati penyakit yang berkaitan dengan kelenjar thyroid.
|
|
Iodium 129
|
129I
|
1,57x107 tahun
|
Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba
senjata nuklir dan reaktor nuklir.
|
|
Cesium 137
|
137Cs
|
30,17 tahun
|
Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba
senjata nuklir dan reaktor nuklir.
|
|
Stronsium 90
|
90Sr
|
28,78 tahun
|
Produk fisi yang dihasilkan dari uji-coba
senjata nuklir dan reaktor nuklir.
|
|
Technesium 99m
|
99mTc
|
6,03 jam
|
Produk peluruhan dari 99Mo,
digunakan dalam diagnosis kedokteran.
|
|
Technesium 99
|
99Tc
|
2,11x105 tahun
|
Produk peluruhan 99mTc.
|
|
Plutonium 239
|
239Pu
|
2,41x104 tahun
|
Dihasilkan akibat 238U
ditembaki neutron.
|
Beberapa Fakta Menarik dari Radioaktivitas Alamiah
Tubuh Manusia
Tubuh manusia terdiri atas bahan kimia, beberapa
diantaranya merupakan radionuklida yang berasal dari makanan dan air yang kita konsumsi
tiap hari. Tabel berikut memperlihatkan perkiraan jumlah radionuklida yang
terdapat pada tubuh manusia dengan berat 70 kg.
|
Tabel
Radioaktivitas Alamiah yang Terdapat Pada Tubuh Manusia
|
||
|
Nuklida
|
Massa
Nuklida
|
Asupan
Sehari-hari
|
|
Uranium
|
90
mg
|
1.9
mg
|
|
Thorium
|
30
mg
|
3
mg
|
|
Kalium
40
|
17
mg
|
0,39
mg
|
|
Radium
|
31
pg
|
2,3
pg
|
|
Karbon
14
|
95
mg
|
1,8
mg
|
|
Tritium
|
0,06
pg
|
0,003
pg
|
|
Polonium
|
0,2
pg
|
0,6
mg
|
Bahan Bangunan
Bahan bangunan pada rumah yang kita tempati juga
mengandung bahan-bahan radioaktif. Tabel berikut memperlihatkan beberapa bahan
bangunan dan konsentrasi uranium, thorium dan kalium yang terkandung di dalam
bahan bangunan tersebut.
|
Tabel
Konsentrasi Uranium, Thorium dan Kalium dalam Bahan Bangunan
|
|||
|
|
Uranium
(ppm) |
Thorium
(ppm) |
Kalium
(ppm) |
|
Granit
|
4,7
|
2
|
4
|
|
Batu
pasir (sandstone)
|
0,45
|
1,7
|
1,4
|
|
Semen
|
3,4
|
5,1
|
0,8
|
|
Batako
kapur (limestone concrete)
|
2,3
|
2,1
|
0,3
|
|
Batako
semen (sandstone concrete)
|
0,8
|
2,1
|
1,3
|
|
Papan
Partisi (dry wallboard)
|
1,0
|
3
|
0,3
|
|
Gypsum
|
13,7
|
16,1
|
0,02
|
|
Kayu
|
-
|
-
|
11,3
|
|
Batu
bata tanah liat (clay brick)
|
8,2
|
10,8
|
2,3
|
|
Catatan:
Beberapa satuan yang biasa dipakai adalah: ppm - part per million, g - gram, kg - kilogram (1000 gram), mg - miligram (10-3 gram), mg - mikrogram (10-6 gram), pg - pikogram (10-12 gram). |
Reaktor Nuklir Alam di Oklo
Pada tahun 1972, di Oklo (salah satu daerah di
negara Gabon, Afrika Barat) telah ditemukan reaktor
nuklir alam yang beroperasi sekitar 1,7 milyar tahun lalu.
Reaktor tersebut ditemukan oleh para ahli
geologi Perancis ketika mereka meneliti sampel di tambang uranium Oklo. Pada
umumnya, U-235 yang merupakan nuklida
bahan bakar reaktor nuklir memiliki kelimpahan sekitar 0,7202%. Para ahli
geologi Perancis tersebut menemukan bahwa kelimpahan U-235 di Oklo mencapai
0,7171%. Meskipun perbedaannya sangat kecil, namun para ahli tersebut tertarik
untuk meneliti lebih lanjut. Mereka terkejut ketika menemukan sampel yang
memiliki kelimpahan hanya 0,44%. Perbedaan ini hanya dapat dijelaskan jika
U-235 tersebut telah dipakai sebagai bahan bakar dalam reaktor nuklir.
Dalam penelitian lebih lanjut telah ditemukan
beberapa produk
fisi dalam jumlah melimpah di 6 lokasi sekitar. Produk fisi
merupakan bahan-bahan radioaktif akibat reaksi pembelahan U-235 yang terjadi di
reaktor nuklir. Di lokasi tesebut juga telah ditemukan bahan radioaktif
neodymium, yang kelimpahannya hampir sama dengan yang ditemukan di reaktor
nuklir masa kini. Hal tersebut membuktikan bahwa alam telah dapat membuat
reaktor nuklir pada 1,7 milyar tahun lalu, sesuatu hal yang baru dapat
dilakukan oleh manusia pada abad 20.
Daerah Radiasi Alam Tinggi
Beberapa daerah di bumi mempunyai radiasi alam
yang lebih tinggi dari rata-rata di permukaan bumi, misalnya di India dan
Brazil. Pada daerah tertentu di negara tersebut, permukaan tanah tertutupi oleh
suatu bahan yang berwarna hitam yang disebut pasir monasit, yang merupakan
turunan dari deposit uranium. Pasir monasit tersebut melingkupi daerah yang
relatif luas dengan populasi penduduk yang cukup besar. Tingkat radiasi pada
tinggi setengah meter dari permukaan tanah bisa lebih dari 20 kali dari radiasi
alam daerah lain. Penelitian pada populasi tersebut, termasuk penduduk yang
tinggal pada daerah tersebut selama beberapa generasi, tidak menemukan suatu
kelainan, kecenderungan kanker atau penyakit akibat radiasi lainnya.Suatu hal
menarik dari kenyataan ini adalah bahwa pasir yang mengandung radioaktif
tersebut diyakini mempunyai khasiat menyembuhkan penyakit. Sebagian orang
bersedia membayar untuk berbaring di tanah yang mempunyai tingkat radiasi
relatif tinggi atau berendam dalam air yang mengandung unsur
radioaktif selama berhari-hari untuk menyembuhkan penyakitnya. Akan tetapi
tidak ada catatan mengenai adanya orang yang sakit, maupun yang sembuh dari
sakit setelah melakukan hal tersebut.
Bagaimana kita mengetahui adanya radiasi?
Radiasi
tidak dapat dilihat, didengar, dicium, dirasakan atau diraba. Indera manusia
tidak dapat mendeteksi radiasi sehingga seseorang tidak dapat mengetahui kapan
ia dalam bahaya atau tidak. Radiasi hanya dapat diketahui dengan menggunakan
alat, yang disebut monitor radiasi. Monitor radiasi terdiri dari detektor
radiasi dan rangkaian elektronik penunjang. Pada umumnya, monitor
radiasi dilengkapi dengan alarm yang akan mengeluarkan bunyi jika ditemukan
radiasi. Bunyi alarm semakin keras apabila tingkat radiasi yang ditemukan
semakin tinggi. Monitor radiasi umumnya digunakan hanya untuk mengetahui ada
atau tidaknya radiasi.
Monitor radiasi yang digunakan untuk mengukur
jumlah radiasi atau dosis
yang diterima oleh seseorang disebut dosimeter perorangan dan monitor
radiasi yang digunakan untuk mengukur kecepatan radiasi atau laju dosis di
suatu area dikenal dengan survaimeter. Alat-alat tersebut dapat
disamakan dengan indikator jarak dan speedometer pada mobil. Indikator
jarak menunjukkan berapa km atau mil yang telah dijalani oleh mobil, seperti
halnya dosimeter perorangan menunjukkan berapa dosis radiasi yang telah
diterima oleh seseorang. Speedometer menunjukkan pada kita beberapa km
atau mil kecepatan mobil perjam, seperti survaimeter menunjukkan berapa laju
dosis radiasi.
Salah satu cara untuk mengukur dosis radiasi
pada dosimeter perorangan adalah berdasarkan pada tingkat kehitaman film jika
terkena radiasi. Dengan memproses film dan mengukur tingkat kehitamannya, dosis
radiasi yang diterima oleh seseorang dapat diperkirakan.
Cara lain untuk mengukur dosis adalah
berdasarkan pada jumlah cahaya yang dihasilkan pada bahan tertentu akibat oleh
radiasi setelah dilakukan proses pemanasan. Dosimeter perorangan ini disebut
TLD (Thermo Luminescence Dosimeter). TLD lebih peka dan akurat daripada
dosimeter film dan dapat digunakan kembali setelah dilakukan proses pembacaan
dosis.
Berbeda dengan dosimeter perorangan yang
memberikan informasi dosis radiasi yang telah diterima, survaimeter memberikan
informasi laju dosis radiasi pada suatu area pada suatu saat. Hasil perkalian
antara laju dosis yang ditunjukkan survaimeter dan lama waktu selama berada di
area merupakan perkiraan jumlah radiasi atau dosis yang diterima bila berada di
suatu area selama waktu tersebut. Dengan survaimeter ini seseorang dapat
menjaga diri agar tidak terkena radiasi yang melebihi batas yang diizinkan.
Apakah radiasi aman?
Perlu kita sadari, bahwa tidak ada satupun aktivitas
manusia yang benar-benar aman dan bebas dari risiko.
Bahkan, ketika duduk santai di kursi sekalipun, kita menghadapi risiko
terjungkal dari kursi. Dalam setiap tindakan yang kita lakukan selalu ada
risiko, betapapun kecilnya risiko tersebut. Kadangkala, tanpa disadari, kita
mengabaikan risiko tersebut. Sebagai contoh, ketika hendak menyeberang jalan
sewaktu lalulintas tidak padat, kita hanya menunggu adanya jeda antar kendaraan
untuk menyeberang. Dalam hal ini, tanpa sadar kita mengabaikan risiko tertabrak
oleh kendaraan.
Setiap tindakan yang kita ambil mungkin relatif
lebih aman, atau sebaliknya, relatif lebih berbahaya dari tindakan alternatif
lainnya. Sebagai contoh, untuk mendeteksi suatu penyakit apakah kanker
atau bukan, kita dapat menggunakan sinar-X.
Penggunaan sinar-X itu sendiri mengandung risiko, namun jika kanker dibiarkan
tak terdeteksi, hal tersebut dapat berakibat fatal. Dalam hal ini, risiko
penggunaan sinar-X untuk mendeteksi kanker jauh lebih kecil daripada risiko
membiarkan kanker tak terdeteksi. Hal ini seringkali disebut sebagai
pertimbangan manfaat-risiko.
Karena itu, kita tidak dapat mengatakan bahwa radiasi aman, atau sebaliknya, radiasi berbahaya. Yang bisa kita lakukan adalah mengambil risiko yang sekecil-kecilnya untuk mendapatkan keuntungan yang sebesar-besarnya. Tidak ada salahnya kita menggunakan radiasi, jika manfaat yang akan kita dapat jauh lebih besar Apakah radiasi bermanfaat?
Radiasi
pengion banyak menjanjikan manfaat bagi umat manusia, walaupun
demikian kita harus waspada terhadap risikonya. Sebagai contoh, matahari
memancarkan segala jenis radiasi, termasuk radiasi inframerah (panas), radiasi
cahaya tampak dan radiasi ultraviolet. Radiasi-radiasi tersebut merupakan
bagian dari kehidupan sehari-hari, dan kita tidak dapat hidup tanpa radiasi-radiasi
tersebut. Namun, kita juga harus menyadari bahwa setiap radiasi alamiah dapat
berakibat buruk. Terlalu banyak inframerah dapat menyebabkan benda terbakar.
Terlalu banyak cahaya tampak dapat menyebabkan kebutaan, dan terlalu banyak
ultraviolet dapat mengakibatkan kanker kulit atau kulit terbakar.
Masyarakat awam sering mendengar atau mengalami
pemeriksaan kesehatan menggunakan sinar-X.
Sinar-X digunakan dalam bidang kedokteran untuk menggambarkan rangka tubuh
manusia dan struktur tubuh bagian dalam, mendeteksi benda-benda asing dalam
tubuh, tulang patah, serta beberapa penyakit, misalnya tuberkolosis (TBC) dan
pembengkakan jantung.
Namun, bila tidak digunakan secara hati-hati,
sinar-X dapat meningkatkan risiko kanker dan bahkan dapat mengakibatkan
kematian pasien. Akan tetapi, sifat-sifat radiasi pengion dan cara untuk
meminimalkan jumlah dosis
yang diterima dari penyinaran radiasi sinar-X telah dipahami. Karena itu, tak
ada lagi alasan untuk takut terhadap penyinaran sinar-X, sepanjang digunakan
secara tepat. Kita dapat meminimalkan pemakaian yang tidak tepat melalui
pendidikan, pelatihan dan penegakan hukum atau aturan dan ketentuan yang
berlaku. Semua radiasi pengion dapat digunakan secara luas untuk keperluan yang
bermanfaat dengan tingkat keamanan yang tinggi daripada risikonya.
2. Dosis dan Efek Radiasi
Satuan dan Dosis Radiasi
Kita tidak dapat mendeteksi radiasi secara
langsung dengan menggunakan panca indera; namun kita dapat mendeteksinya dengan
menggunakan peralatan khusus, yang disebut Detektor
Radiasi, misalnya film fotografi, tabung
Geiger-Müller, pencacah
sintilasi, bahan
termoluminesensi maupun dioda
silikon. Hasil pengukuran detektor radiasi tersebut dapat kita
interpretasikan sebagai energi radiasi yang terserap di seluruh tubuh manusia
atau di organ tertentu, misalnya hati.
|
|
Banyaknya energi radiasi
pengion yang terserap per satuan massa bahan, misalnya jaringan
tubuh manusia, disebut Dosis
Terserap yang dinyatakan dalam satuan gray,
dengan simbol Gy. Untuk nilai yang lebih kecil, biasa digunakan
miligray, mGy, yang sama dengan seperseribu gray. Istilah gray diambil dari
nama fisikawan Inggris, Harold Gray.
|
Besar dosis terserap yang sama untuk jenis
radiasi yang berbeda belum tentu mengakibatkan efek biologis yang sama, karena
setiap jenis radiasi pengion memiliki keunikan masing-masing dalam berinteraksi
dengan jaringan tubuh manusia. Sebagai contoh, dosis terserap 1 Gy yang berasal
dari radiasi alfa
lebih berbahaya dibandingkan dengan dosis terserap 1 Gy yang berasal dari
radiasi beta.
|
Karena adanya perbedaan tersebut, kita
memerlukan besaran dosis lain yang tidak bergantung pada jenis radiasi.
Besaran itu disebut Dosis
Ekivalen dan memiliki satuan sievert,
dengan simbol Sv. Untuk nilai yang lebih kecil, biasa digunakan
milisievert, mSv, yang sama dengan seperseribu sievert. Istilah sievert
diambil dari nama fisikawan Swedia, Rolf Sievert.
|
|
Dosis ekivalen adalah dosis terserap dikalikan
dengan Faktor Bobot-Radiasi. Nilai faktor bobot-radiasi ini berlainan
untuk setiap jenis radiasi, bergantung pada kemampuan radiasi tersebut untuk
merusak jaringan tubuh manusia. Faktor bobot-radiasi untuk elektron
(radiasi beta), foton
(gamma
dan sinar-X)
bernilai 1 (satu), sedang untuk radiasi alfa bernilai 20. Ini berarti radiasi
alfa bisa mengakibatkan kerusakan pada jaringan tubuh 20 kali lebih parah
dibandingkan dengan radiasi beta, gamma atau sinar-X. Dengan adanya dosis
ekivalen ini, maka kita dapat menyatakan bahwa dosis ekivalen 1 Sv yang berasal
dari radiasi alfa akan mengakibatkan kerusakan yang sama dengan dosis ekivalen
1 Sv yang berasal dari radiasi beta.
|
|
Selain bergantung pada jenis radiasi, setiap
organ atau jaringan tubuh juga mempunyai kepekaan masing-masing terhadap
radiasi. Kerusakan akibat radiasi yang diterima oleh suatu organ, misalnya
hati, juga berbeda dengan organ lain, misalnya paru-paru. Karena itu, setiap
organ juga mempunyai Faktor Bobot-Organ.
|
Untuk memudahkan, biasanya kita hanya
memperhatikan berapa dosis radiasi yang mengenai seluruh tubuh. Besaran dosis
radiasi ini disebut Dosis
Efektif. Dosis efektif menyatakan penjumlahan dari dosis ekivalen
yang diterima oleh setiap organ utama tubuh dikalikan dengan faktor
bobot-organnya.
|
Perhitungan dosis efektif
|
|
Anggaplah seseorang
menerima dosis ekivalen 100 mSv pada paru-paru, 70 mSv pada hati dan 300 mSv
pada tulang. Dosis efektif = (100x0,12) + (70x0,05) + (300x0,01) = 18,5 mSv.
Risiko akibat menerima radiasi pada beberapa organ tubuh tersebut akan sama
dengan risiko jika ia menerima dosis ekivalen 18,5 mSv secara merata pada
seluruh tubuhnya. |
Biasanya, dosis efektif seringkali disebut
secara singkat sebagai Dosis atau Dosis Radiasi saja. Dalam
satuan lama, sebelum tahun 1970, dosis radiasi dinyatakan dalam rem,
dengan 1 Sv sama dengan 100 rem
Asal Dosis Radiasi dan Persentasenya
|
Dosis radiasi yang diterima oleh seseorang
dapat berasal dari alam (secara alamiah) maupun dari radiasi buatan manusia
(misalnya pemakaian sinar-X
dalam bidang kedokteran). Dalam laporan yang dipublikasikan pada tahun 2000,
UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic
Radiation) menyatakan bahwa secara rata-rata seseorang akan menerima dosis
2,8 mSv (280 mrem) per tahun. Sekitar 85% dari total dosis yang diterima
seseorang berasal dari alam. Sekitar 43% dari total dosis yang diterima
seseorang berasal dari radionuklida
radon yang terdapat di dalam rumah.
|
|
Radiasi Kosmik
Radiasi kosmik
merupakan radiasi yang berasal dari angkasa luar, umumnya terdiri atas partikel
proton.
Proton merupakan partikel bermuatan, sehingga jumlah proton yang memasuki
atmosfir bumi dipengaruhi oleh medan magnet bumi. Karena itu, dosis radiasi
yang berasal dari radiasi kosmik bergantung pada garis lintang; semakin jauh
dari khatulistiwa, semakin besar dosisnya.
Ketika memasuki atmosfir bumi, radiasi kosmik
berinteraksi dengan atom/unsur
penyusun atmosfir. Semakin mendekati bumi, jumlah radiasi kosmik akan semakin
berkurang karena diserap oleh bahan penyusun atmosfir, sehingga dosisnya juga
akan semakin berkurang. Pada permukaan bumi, secara rata-rata, dosisnya sekitar
0,4 mSv (40 mrem) per tahun.
Beberapa kota di bumi, misalnya kota Lhasa di
Himalaya, Tibet, berada di lokasi yang cukup tinggi sehingga penduduknya akan
mendapat dosis yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan mereka yang berada
di permukaan bumi. Secara umum, intensitas radiasi kosmik bertambah dua kali
lipat untuk setiap ketinggian 2 km.
Selain itu, mereka yang sering bepergian dengan
pesawat terbang juga akan mendapat dosis radiasi yang lebih tinggi. Penerbangan
pada ketinggian 13 km, ketinggian yang umum untuk penerbangan komersial,
memberikan tambahan dosis 0,005 mSv (0,5 mrem) per jam penerbangan untuk setiap
penumpang.
Kerak bumi (terestrial)
Semua bahan yang terdapat dalam kerak bumi
mengandung radionuklida, khususnya uranium (U), thorium (Th) dan kalium (K).
Uranium tersebar di bebatuan dan tanah dalam konsentrasi yang sangat kecil.
U-238 merupakan induk dari beberapa deret peluruhan
radionuklida. Setiap radionuklida akan meluruh menjadi radionuklida lain hingga
akhirnya tercapai nuklida
stabil Pb-206. Salah satu radionuklida yang berada dalam deret peluruhan
uranium ini adalah radon-222 (Rn-222) yang dapat berinteraksi dengan udara.
Thorium juga tersebar di tanah, dan Th-232 merupakan radionuklida induk dari
deret peluruhan lain. Konsentrasi kalium lebih banyak dibandingkan dengan
uranium dan thorium.
Semua radionuklida tersebut memancarkan radiasi gamma.
Karena itu, setiap saat kita mendapat radiasi gamma, baik sewaktu kita berada
di dalam maupun di luar rumah. Dosis yang diterima akan bervariasi sesuai
dengan struktur geologi daerah tempat tinggalnya dan dengan bahan bangunan yang
dipakai. Secara rata-rata, kita menerima dosis 0,5 mSv (50 mrem) per tahun dari
radiasi gamma alamiah yang berasal dari bebatuan dan tanah.
Kita mungkin berpikir bahwa dengan masuk ke dalam
rumah, kita akan terhindar dari radiasi terestrial. Kenyataannya, kontribusi
radiasi terestrial ini 20% terdapat di luar rumah, 80% berasal dari bahan
bangunan.
Internal
Beberapa radionuklida yang berasal dari deret
uranium dan thorium, misalnya Pb-210 dan Po-210, terdapat di udara, makanan dan
air. Karena itu, kita juga mendapat radiasi secara internal (dari dalam tubuh).
Selain itu, di dalam tubuh juga terdapat radionuklida K-40 dan produk peluruhan
radon. Interaksi radiasi kosmik dengan atmosfir juga akan menghasilkan beberapa
radionuklida, misalnya C-14, yang akan menambah radiasi internal. Dosis
efektif rata-rata dari radiasi internal ini sekitar 0,3 mSv (30
mrem) per tahun. Sekitar separuh dari dosis ini berasal dari K-40.
Radon
Radiasi yang berasal dari gas radon (Rn-222)
merupakan sumber utama radiasi yang kita terima sehari-hari. Hal ini terjadi
karena Rn-222 dapat bergabung dengan udara yang kita hirup. Kemudian, gas radon
yang memancarkan radiasi alfa ini dapat mengiradiasi paru-paru sehingga akan
meningkatkan risiko
terkena kanker.
Jika gas radon keluar dari tanah, gas radon akan
terdispersi (tersebar) ke udara. Karena itu, konsentrasi radon di lingkungan
udara terbuka akan kecil. Namun, jika gas radon memasuki ruangan tertutup,
khususnya melalui lantai rumah, konsentrasinya akan meningkat.
Dosis efektif rata-rata dari gas radon ini
sekitar 1,2 mSv (120 mrem) per tahun. Karena dosis total rata-rata (baik
berasal dari radiasi alamiah maupun buatan) sekitar 2,8 mSv (280 mrem) per
tahun, maka kontribusi dari radon ini sekitar 43% dari dosis total yang kita
terima. Karena itu, kita harus mewaspadai dosis radiasi yang berasal dari gas
radon ini. Untuk mengurangi radiasi yang berasal dari gas radon, ruangan gedung
harus memiliki ventilasi yang cukup agar gas radon dapat didispersikan oleh
udara.
Kedokteran
Dalam bidang kedokteran, radiasi
pengion digunakan untuk diagnosis dan pengobatan (terapi). Pemakaian
sinar-X untuk memeriksa pasien disebut radiologi
diagnostik, jika radiasi digunakan untuk mengobati pasien,
prosedurnya disebut radioterapi,
sedang pemakaian obat-obatan yang mengandung bahan radioaktif,
baik untuk keperluan diagnosis maupun terapi, disebut kedokteran
nuklir. Dosis efektif rata-rata yang berasal dari bidang kedokteran
ini sekitar 0,4 mSv (40 mrem) per tahun.
Atmosfir (uji-coba bom nuklir)
Jika bom nuklir diuji-coba di atas tanah, ledakan
bom tersebut akan menghamburkan berbagai radionuklida, misalnya H-3 dan Pu-241,
ke atmosfir. Dari atmosfir, radionuklida tersebut kemudian secara
perlahan-lahan turun ke tanah. Sekitar 500 uji-coba bom nuklir dilaksanakan
sebelum adanya pembatasan uji-coba bom nuklir pada tahun 1963.
Radionuklida utama yang menjadi bahaya radiasi
pada uji-coba bom nuklir ini adalah C-14, Sr-90 dan Cs-137. Radionuklida
tersebut dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan minuman. Selain itu,
radionuklida tersebut dapat juga terdapat di permukaan tanah sehingga akan
menambah radiasi yang kita terima.
Dosis efektif rata-rata akibat radionuklida
hasil uji-coba bom nuklir ini sekitar 0,005 mSv (0,5 mrem) per tahun. Jumlah
ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan dosis sekitar 0,1 mSv (10 mrem) pada
tahun 1963 ketika uji-coba peledakan bom nuklir mencapai puncaknya.
Kecelakaan PLTN Chernobyl
Pada tanggal 26 April 1986 terjadi kecelakaan di PLTN Chernobyl,
Ukraina. Kecelakaan itu mengakibatkan tersebarnya sejumlah bahan radioaktif ke
lingkungan selama 10 hari. Sekitar 31 orang meninggal dunia, termasuk 28 orang
petugas pemadam kebakaran. Para petugas pemadam kebakaran tersebut mendapat
dosis radiasi tinggi, antara 3 Sv (300 rem) hingga 16 Sv (1600 rem), yang
berasal dari bahan radioaktif yang mengendap di tanah. Selain itu, mereka juga
mengalami kontaminasi pada kulit yang mengakibatkan eritema
akut. Sebanyak 209 orang juga mendapat perawatan di rumah sakit, 106 orang di
antaranya didiagnosa menderita sakit akibat radiasi yang cukup parah. Kendati
demikian, semuanya dapat disembuhkan dan diizinkan pulang setelah menjalani
perawatan beberapa minggu atau bulan di rumah sakit.
Radionuklida utama yang menjadi bahaya pada
kecelakaan ini adalah I-131, Cs-134 dan Cs-137. Dosis yang diterima berasal
dari radiasi eksterna radionuklida yang terdapat di permukaan tanah, dari
terhirupnya I-131 sehingga meningkatkan dosis radiasi pada thyroid, dan dari
radiasi internal radionuklida yang terdapat pada bahan makanan.
Ketika UNSCEAR menerbitkan laporan pada tahun
2000, pada laporan itu masih disebutkan bahwa kecelakaan PLTN Chernobyl ini
mengakibatkan dosis efektif rata-rata sekitar 0,002 mSv (0,2 mrem) per tahun.
PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
merupakan salah satu sumber daya energi listrik dunia. Pada setiap tahap daur
bahan bakar nuklir, termasuk penambangan, fabrikasi, operasi reaktor
serta olah-ulang bahan bakar, sejumlah kecil radionuklida dilepaskan ke
lingkungan dalam bentuk cair, gas atau padat. Dosis efektif rata-rata yang
berasal dari energi nuklir ini sekitar 0,0002 mSv (0,02 mrem) per tahun.
Lain-lain
Selain mendapat dosis radiasi yang berasal dari
latar belakang seperti disebutkan di atas, kita juga mendapat tambahan dosis
radiasi, misalnya bila kita di"roentgen". Tabel berikut
memperlihatkan beberapa sumber paparan yang dapat menambah dosis radiasi.
Bidang Non Energi: Pemanfaatan Radiasi Untuk Kesejahteraan Manusia
Bidang Pertanian
Efisiensi Pemupukan
Pupuk harganya relatif mahal dan apabila
digunakan secara berlebihan akan merusak lingkungan, sedangkan apabila kurang
dari jumlah seharusnya hasilnya tidak efektif. Untuk itu perlu diteliti jumlah
pupuk yang diserap oleh tanaman dan berapa yang dibuang ke lingkungan.
Penelitian ini dilakukan dengan cara memberi “label” pupuk yang digunakan
dengan suatu isotop,
seperti nitrogen-15 atau phosphor-32. Pupuk tersebut kemudian diberikan pada
tanaman dan setelah periode waktu dilakukan pendeteksian radiasi
pada tanaman tersebut.
Penelitian Tanaman Varietas Baru
Seperti diketahui, radiasi
pengion mempunyai kemampuan untuk merubah sel keturunan suatu mahluk
hidup, termasuk tanaman. Dengan berdasar pada prinsip tersebut, maka para
peneliti dapat menghasilkan jenis tanaman yang berbeda dari tanaman yang telah
ada sebelumnya dan sampai saat ini telah dihasilkan 1800 jenis tanaman baru.
Varietas baru tanaman padi, gandum, bawang,
pisang, cabe dan biji-bijian yang dihasilkan melalui teknik radioisotop
mempunyai ketahanan yang lebih tinggi terhadap hama dan lebih mampu beradaptasi
terhadap perubahan iklim yang ekstrim.
Pengendalian Hama Serangga
Di seluruh dunia, hilangnya hasil panen akibat
serangan hama serangga kurang lebih 25-35%. Untuk memberantas hama serangga
sejak lama para petani menggunakan insektisida kimia. Akhir-akhir ini
insektisida kimia dirasakan menurun keefektifannya, karena munculnya serangga
yang kebal terhadap insekstisida. Selain itu insektisida juga mulai dikurangi
penggunaannya karena insektisida meninggalkan residu yang beracun pada tanaman.
Salah satu metode yang mulai banyak digunakan untuk menggantikan insektisida
dalam mengendalikan hama adalah teknik serangga mandul.
Teknik serangga mandul dilakukan dengan
mengiradiasi serangga menggunakan radiasi gamma
untuk memandulkannya. Serangga jantan mandul tersebut kemudian dilepas dalam
jumlah besar pada daerah yang diserang hama. Apabila mereka kawin dengan
serangga betina, maka tidak akan dihasilkan keturunan. Dengan melepaskan
serangga jantan mandul secara berulang, populasi hama serangga akan turun
secara menyolok. Teknik ini telah digunakan secara intensif di banyak negara
penghasil pertanian seperti Amerika Selatan, Mexico, Jamaika dan Libya.
Pengawetan Makanan
Kerusakan makanan hasil panen dalam penyimpanan
akibat serangga, pertunasan dini atau busuk, dapat mencapai 25-30%. Kerugian
ini terutama diderita oleh negara-negara yang mempunyai cuaca yang panas dan
lembab. Pengawetan makanan banyak digunakan dengan tujuan untuk menunda
pertunasan pada umbi-umbian, membunuh serangga pada biji-bijian, pengawetan
hasil laut dan hasil peternakan, serta rempah-rempah.
Pada teknik pengawetan dengan menggunakan
radiasi, makanan dipapari dengan radiasi gamma berintensitas tinggi yang dapat
membunuh organisme berbahaya, tetapi tanpa mempengaruhi nilai nutrisi makanan
tersebut dan tidak meninggalkan residu serta tidak membuat makanan menjadi radioaktif.
Teknik iradiasi juga dapat digunakan untuk sterilisasi kemasan. Di banyak
negara kemasan karton untuk susu disterilkan dengan iradiasi.
Dosis Iradiasi Makanan dan Tujuannya
|
DOSIS
|
TUJUAN
|
PRODUK
|
|
Dosis
rendah (s.d. 1 kGy)
|
Menghambat
pertunasan
|
Kentang,
bawang, jahe, rempah-rempah
|
|
|
Membunuh
serangga dan parasit
|
Makanan
kering, buah segar, padi-padian
|
|
|
Penundaan
kematangan/pembusukan
|
Buah
segar, sayuran
|
|
Dosis
menengah (1-10 kGy)
|
Memperpanjang
masa penyimpanan
|
Ikan,
strawberry, jamur
|
|
|
Menunda
pembusukan, membunuh serangga berbahaya
|
Hasil
laut dan hasil ternak
|
|
High
dose (10-50 Gy)
|
Sterilisasi
|
Hasil
peternakan, hasil laut, makanan siap masak
|
|
|
Dekontaminasi
|
Rempah-rempah
|
Bidang Kedokteran
Di bidang kedokteran, radioisotop banyak
digunakan sebagai alat diagnosis dan alat terapi berbagai macam penyakit.
Diagnosa
Radioisotop merupakan bagian yang sangat penting
pada proses diagnosis suatu penyakit. Dengan bantuan peralatan pembentuk citra
(imaging devices), dapat dilakukan penelitian proses biologis yang
terjadi dalam tubuh manusia. Dalam penggunaannya untuk diagnosis, suatu dosis
kecil radioisotop yang dicampurkan dalam larutan yang larut dalam cairan tubuh
dimasukkan ke dalam tubuh, kemudian aktivitasnya dalam tubuh dapat dipelajari
menggunakan gambar 2 dimensi atau 3 dimensi yang disebut tomografi. Salah satu
radioisotop yang sering digunakan adalah technisium-99m, yang dapat digunakan
untuk mempelajari metabolisme jantung, hati, paru-paru, ginjal, sirkulasi darah
dan struktur tulang. Tujuan lain dari penggunaan di bidang diagnosis adalah
untuk analisis biokimia yang disebut radio-immunoassay. Teknik ini dapat
digunakan untuk mengukur konsentrasi hormon, enzim, obat-obatan dan substansi
lain dalam darah.
Terapi
Penggunaan radioisotop di bidang pengobatan yang
paling banyak adalah untuk pengobatan kanker, karena sel kanker sangat sensitif
terhadap radiasi. Sumber radiasi yang digunakan dapat berupa sumber eksternal,
berupa sumber gamma seperti Co-60, atau sumber internal, yaitu berupa sumber
gamma atau beta
yang kecil seperti Iodine-131 yang biasa digunakan untuk penyembuhan kanker
kelenjar tiroid.
Sterilisasi Peralatan Kedokteran
Dewasa ini banyak peralatan kedokteran yang
disterilkan menggunakan radiasi gamma dari Co-60. Metode sterilisasi ini lebih
ekonomis dan lebih efektif dibandingkan sterilisasi menggunakan uap panas,
karena proses yang digunakan merupakan proses dingin, sehingga dapat digunakan
untuk benda-benda yang sensitif terhadap panas seperti bubuk, obat salep, dan
larutan kimia.
Keuntungan lain dari sterilisasi dengan
menggunakan radiasi adalah proses sterilisasi dapat dilakukan setelah benda
tersebut dikemas dan masa penyimpanan benda tersebut tidak terbatas sepanjang
kemasannya tidak rusak.
Industri dan Lingkungan
Bidang Hidrologi
Dalam bidang hidrologi, sumber radiasi yang umum
digunakan adalah sumber radiasi gamma. Teknik hidrologi yang menggunakan
radioisotop mampu secara akurat melacak dan mengukur ketersediaan air dari
suatu sumber air di bawah tanah. Teknik tersebut memungkinkan untuk melakukan
analisis, pengelolaan dan pelestarian sumber air yang ada dan pencarian sumber
air baru. Teknik ini dapat memberikan informasi mengenai asal, usia dan
distribusi, hubungan antara air tanah, air permukaan dan sistem pengisiannya.
Pemanfaatan lainnya adalah sebagai perunut untuk
mencari kebocoran pada bendungan dan saluran irigasi, mempelajari pergerakan
air dan lumpur pada daerah pelabuhan dan bendungan, laju alir, serta laju
pengendapan. Selain radiasi gamma, radiasi neutron
banyak juga digunakan untuk mengukur kelembaban permukaan tanah.
Detektor Asap
Detektor yang menggunakan radioaktif biasanya
menggunakan ameresium-241 yang merupakan pemancar alfa. Pada saat tidak ada
asap maka partikel alfa akan mengionisasi udara dan menyebabkan terjadinya
aliran ion antara 2 elektroda. Jika asap di dalam ruangan masuk ke dalam
detektor, maka asap tersebut dapat menyerap radiasi alfa sehingga akan
menghentikan arus yang selanjutnya akan menghidupkan alarm.
Perunut Lingkungan
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut
untuk menganalisis pencemar, baik pencemar udara maupun air. Teknik ini dapat
digunakan untuk menganalisis kontaminasi sulfur dioksida di atmosfir yang
dihasilkan dari gas buang hasil pembakaran bahan bakar fosil, endapan lumpur
laut dari limbah industri dan tumpahan minyak.
Perunut Industri
Kemampuan untuk mengukur radioaktvitas dalam
jumlah yang sangat kecil telah memungkinkan pemakaian radioisotop sebagai
perunut dengan menambahkan sejumlah kecil radioisotop pada bahan yang digunakan
dalam berbagai proses. Teknik ini memungkinkan untuk mempelajari pencampuran
dan laju alir dari berbagai macam bahan, termasuk cairan, bubuk dan gas. Teknik
perunut juga dapat digunakan untuk mendeteksi tempat terjadinya kebocoran.
Suatu perunut yang dimasukkan ke oli pelumas
dapat digunakan untuk menentukan laju keausan dari suatu mesin. Teknik perunut
juga dapat digunakan di berbagai fasilitas untuk mengukur kinerja peralatan dan
meningkatkan efisiensinya.
Alat Pengukur dan Kendali
Peralatan pengukur yang berisi sumber radioaktif
secara luas telah digunakan dalam industri yang memerlukan pengaturan permukaan
gas, cairan atau padatan secara akurat. Alat pengukur ini sangat bermanfaat
dalam situasi dimana panas dan tekanan yang ekstrim atau kondisi lingkungan
yang korosif mempersulit pelaksanaan pengukuran.
Pengukur ketebalan yang menggunakan radioisotop
digunakan untuk mengukur ketebalan secara kontinu pada bahan, seperti kertas,
plastik, logam, dan gelas, yang dalam proses pengukuran tersebut tidak
diperlukan kontak antara alat pengukur dan bahan yang diukur.
Alat pengukur densitas yang menggunakan
radioaktif digunakan pada saat kendali otomatis dari cairan, bubuk atau padatan
sangat diperlukan, misalnya dalam pembuatan sabun detergen dan rokok.
Penggunaan radioisotop pada alat pengukur
mempunyai beberapa kelebihan yaitu pengukuran dapat dilakukan tanpa kontak
fisik antara alat pengukur dan bahan yang akan diukur, perawatan yang
dibutuhkan relatif mudah, serta lebih ekonomis dibandingkan metode lainnya.
Radiografi
Radioisotop yang memancarkan radiasi gamma dan
pesawat sinar-X
dapat digunakan untuk “melihat” bagian dalam dari hasil fabrikasi, seperti
hasil pengelasan atau hasil pengecoran, untuk melihat apakah produk tersebut
mempunyai cacat atau tidak, dan memeriksa isi dari suatu kemasan/bungkusan
tertutup, misalnya pemeriksaan bagasi di pelabuhan. Pada teknik ini suatu
sumber radiasi diletakkan pada jarak tertentu dari bahan yang akan diperiksa
dan film radiografi atau layar pendar (fluoresens) diletakkan pada sisi yang berlawanan
dari sumber radiasi. Dari perbedaan tingkat kehitaman pada film radiografi atau
layar pendar, dapat dipelajari struktur atau cacat yang ada pada benda yang
diperiksa.
Penentuan Umur Suatu Benda
Teknik penentuan umur suatu benda yang
menggunakan radioisotop disebut Carbon Dating. Prinsip kerja teknik ini adalah
membandingkan konsentrasi unsur
karbon yang tidak stabil pada suatu benda dengan benda lainnya. Teknik ini
banyak digunakan oleh para ahli geologi, antropologi dan arkeologi untuk
menentukan umur benda yang mereka temukan.
Daftar Acuan
- The University of Michigan Health Physics Web Site: What You Need to Know About Radiation
- Radiation, People and the Environment, IAEA, Austria, 2004
- National Atomic Museum Website: The Decision to Drop
- Stoller-esser Website: About Radiation
- Pbskids.org Website: X-Ray
- The UC Berkeley Space Sciences Laboratory Website: Astronomy 10: Lecture 8: Light
- Universe-Review Website: Electromagnetic Spectrum
- The Franklin Institute Online Website: Monitoring the Heart
- Chernobyl-international WebSite: What are the main sequence of events?
- World Nuclear Association Website: Nuclear Power in the World Today
- Website Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN
Glosarium
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
Klik
untuk kembali ke halaman ini
|
|||
Materi yang terdapat dalam buku ini
dapat disebarluaskan hanya untuk keperluan pendidikan dan pelatihan, serta
kegiatan nirlaba (non-profit) lain tanpa mendapat persetujuan dari Pusat
Pendidikan dan Pelatihan - Badan Tenaga Nuklir Nasional, asalkan mencantumkan
referensi. Untuk keperluan yang lain, harap menghubungi Pusat
Pendidikan dan Pelatihan - Badan Tenaga Nuklir Nasional.
Sumber : google (tugas)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar