Aplikasi Teknik Nuklir( Secara Umum )

Radiasi adalah Pancaran energi melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel. hakekatnya tanpa medium

SUMBER RADIASI

  1. SUMBER RADIASI ALAM
  • Sinar Kosmik (Benda Langit)
  • Batuan (U238, C14 dan K40)
  • Dalam Tubuh (C14 dan K40)

2. SUMBER RADIASI BUATAN

  • Zat Radioaktif Buatan (Co60, Cs137, I131, Ir192, Cr51, P32, dll)
  • Mesin Sumber Radiasi(Mesin Sinar-X, Akselerator, Reaktor Nuklir, Iradiator)

PENANGANAN RADIASI

  • Faktor jarak :Kuadrat jarak
  • Faktor penahan :2 pangkat kekuatan penahan
  • Faktor waktu :Berbanding lurus

PEMANFAATAN TEKNOLOGI NUKLIR

Tujuan : KESEJAHTERAAN MANUSIA

  • Non ENERGI : KESEHATAN, INDUSTRI, PERTANIAN, PETERNAKAN, PENELITIAN, PENDIDIKAN, DSB
  • ENERGI : PLTN
    • LINGKUNGAN
    • EKONOMI

Pertanian

  1. Pemuliaan Tanaman dengan Teknik Mutasi Radiasi

Saat ini telah dihasilkan :

  • 14 Varietas Unggul Padi, seperti Diah Suci dan Mira I
  • 4 Varietas Unggul Kedelai
  • Varietas Unggul Kacang Hijau
  1. Efesiensi Pemupukan Tanaman dengan Teknik Perunut
  2. Pengendalian Hama Tanaman dengan Teknik Serangga Mandul

Peternakan

  1. Pembuatan Formula Suplemen Pakan Ternak :
    1.   UMMB
    2.   SPM
    3.   HQFS
  2. Pemanfaatan Teknik RIA untuk reproduksi ternak
  3. Penjantanan ikan
  4. Pembuatan Vaksin Koksivet Supra untuk ternak ayam

Manajemen sumber daya air

Teknik nuklir dapat dimanfaatkan untuk pencarian sumber air tanah dalam. Teknik ini telah dimanfaatkan di beberapa daerah, diantaranya :

  1.   Bribin, Yogyakarta
  2.   Bangkalan
  3.   Jepara

Kesehatan

  1. Sinar X
  2. Renograf
  3. Kamera gamma
  4. CT scan
  5. Thyroid uptake

Pengawetan bahan makanan

Teknik iradiasi dengan menggunakan sinar Gamma dapat digunakan untuk :

  1.   Pelambatan pertunasan pada umbi-umbian
  2.   Pengawetan buah-buahan
  3.   Pengawetan biji-bijian, produk laut, dsb.

Industri

  1. Pemeriksaan NDT pasca tsunami
  2. Pemeriksaan NDT pesawat terbang
  3. Pemeriksaan NDT column scanning

 

PERBANDINGAN BAHAN BAKAR LISTRIK

Pembangkitan listrik sebesar 1000 MWe pada suatu pembangkit listrik yang mempunyai efisiensi kapasitas 75 %, maka per tahunnya akan diperlukan bahan bakar sebanyak:

  • 2.100.000 ton batubara atau
  • 10.000.000 barel minyak bakar atau
  • 64.000.000.000 kaki kubik gas alam atau
  • 25.000 hektar luas tanah untuk PLTS atau
  • 33 ton bundel bahan bakar uranium

Jenis PLTN

  • PWR (Pressurized Water Reactor)
  • BWR (Boiling Water Reactor)

Apakah reaktor nuklir 100% aman ?

Karena reaktor nuklir buatan manusia maka tidak 100% aman, tetapi dapat dirancang, dibangun dan dioperasikan secara aman sebagai sumber pembangkit listrik

 

Baterai  nuklir 

1. Pemanfaatan energi nuklir untuk menghasilkan tenaga listrik(PLTN), sejauh ini memang sudah terbukti dapat bersaing dengan tenaga listrik yang diperoleh secara konvensional     melalui energi primer ( batubara dan minyak ) maupun melalui pemakaian energi terbarukan( air, panas bumi, dan matahari )

  1. Para ahli pada saat ini juga akan melengkapi kemampuan energi nuklir dengan cara lain untuk menghasilkan tenaga listrik arus searah (tenaga baterai / DC), tidak hanya tenaga listrik arus bolak balik (AC) seperti yang sudah dikenal selama ini melalui PLTN.
    1. Cara lain adalah tidak dengan memanfaatkan panas dari reaksi fisi atau fusi, akan tetapi memanfaatkan proses terjadinya reaksi peluruhan (decay proses) pada setiap bahan radio aktif.
    2. Pada reaksi peluruhan ini yang dimanfaatkan adalah reaksi nuklir itu sendiri yang disertai dengan pelepasan elektron atau muatan listrik dan juga kemampuan menumbuk bahan untuk menghasilkan elektron sekunder yang dapat diubah menjadi tenaga listrik.
    3. Bila hal ini dilaksanakan maka tenaga listrik yang diperoleh dari hasil proses peluruhan  zat radioaktif akan dapat menambah sumber tenaga listrik  arus searah, secara konvensional disebut baterai kimia sel basah maupun sel kering.

Proses Peluruhan zat Radioaktif  .

  1. Proses peluruhan zat radioaktif sebenarnya adalah  proses alami dari suatu zat radioaktif atau radioisotop dalam rangka kesetimbangan menuju kepada energi dasarnya ( Ground State      Energy )
  2. Proses peluruhan zat radioaktif yang terjadi berkaitan erat dengan jenis radiasi nuklir dari suatu radioisotop.
  3. Untuk itu perlu diketahui beberapa jenis radiasi yang mengikuti terjadinya proses peluruhan tersebut.
  4. Jenis radiasi yang dimaksud sebenarnya ada  8 (delapan) macam, yang akan dijelaskan yang dalam proses peluruhannya menghasilkan elektron atau yang dapat menyebabkan ionisasi      langsung, yaitu radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakan dalam baterai nuklir, jenis radiasi adalah :

Radiasi alfa (α)

  1. Radiasi ini pada umumnya terjadi pada elemen berat, yaitu atom yang nomor massanya besar ( Lihat sistem periodik / tabel berkala ) yang tenaga ikatnya rendah, yaitu tenaga ikat antara elektron dan inti atom rendah.
  2. Radiasi alfa (α) pada umumnya diikuti juga oleh peluruhan radiasi gamma (ɤ), atom yang mengalami peluruhan radiasi alfa (α), nomor massanya akan berkurang 4 (empat) dan nomor atomnya berkurang 2, sehingga radiasi alfa disamakan dengan pembentukan inti HELIUM yang bermuatan listrik 2 dan bermassa 4
  3. Contoh peluruhan radiasi alfa (α) adalah peluruhan Plutonium menjadi Uranium yang reaksinya adalah sebagai berikut :

      94Pu239   à   2He4    +   92U235   (  2He4  Radiasi alfa (α) ) 

Radiasi Beta negatif ( β- )   .

  1. Radiasi Beta negatif disamakan dengan pemancaran elektron dari suatu inti atom.
  2. Bentuk radiasi ini terjadi pada inti atom yang berlebihan elektron dan pada umumnya juga disertai juga dengan radiasi gamma.
  3. Pada radiasi Beta negatif, nomor atom akan bertambah 1 (satu) sedangkan nomor massa tetap
  4. Contoh peluruhan radiasi Beta negatif adalah sebagai berikut :

      56Ba140   à   -1e0    +   57La140   (  -1e0  = elektron negatif ) 

Radiasi Beta positif ( β+ )   ???.

  1. Radiasi Beta positif ini sama dengan pancaran positron ( elektron positif ( +1e0 /  β+ ) dari inti atom.
  2. Bentuk peluruhan ini terjadi pada inti yang berlebihan proton. Pancaran positron dapat terjadi bila perbedaan energi antara inti semula dengan inti perubahan ( reaksi Inti ) paling tidak sama dengan 1,02 MeV.
  3. Radiasi Beta positipakan selalu diikuti dengan terbentuk zarah β+  akan selalu diikuti annhilasi   atau peristiwa penggabungan, karena begitu terbentuk zarah β+   akan langsung bergabung dengan elektron (- / negatif ) yang terdapat di alam ini dan menghasilkan  radiasi Gamma ( ɤ ) yang lemah. Contoh radiasi β+  :

        7N13   à   +1e0    +    8C13   ( +1e0   =   elektron positip / positron )

         +1e0    +   -1e0     à  2  0ɤ0  ( menghasilkan 2 ( dua )  foton  Gamma (  ɤ )  )

JENIS RADIASI LAINNYA

  1.   Jenis radiasi lainnya ( radiasi Gamma, radiasi Neutron, dan lain sebagainya ) tidak dibahas dalam kaitannya dengan baterai nuklir , karena dalam peluruhannya tidak menghasilkan elektron atau muatan listrik yang langsung dapat mengionisasikan elektron atau muatan listrik yang langsung dapat mengionisasi-kan medium yang pada akhirnya dapat diubah menjadi tenaga listrik arus searah.
  2. Selain dari itu, radiasi Gamma dan Neutron mempunyai daya tembus yang sangat besar, sehingga menyulitkan untuk mengungkungnya agar radiasinya tidak menembus dinding baterai nuklir.
  3. Kalaupun dinding baterai nuklir dibuat tebal, akan berdampak pada masalah biaya dan secara teknis akan kalah bersaing dengan sumber radiasi Beta ( β ) yang banyak digunakan dalam baterai nuklir

Berbagai macam Baterai Nuklir 

1. Pemanfaatan  energi nuklir untuk diubah menjadi tenaga listrik arus searah ( DC ) adalah karena timbulnya elektron atau muatan listrik pada peristiwa peluruhan zat radioaktif.

2. Oleh karena itu sumber arus searah  baterai nuklir ini berasal dari radioisotop yang memancarkan radiasi alfa (α), Beta negatif (β), maupun  Beta positif (β+) .

3. Mengingat daya tembus radiasi alfa (α) sangat kecil, maka radioisotop pemancar alfa (α) jarang digunakan, karena menyulitkan  dalam proses pembuatannya, kecuali bila akan dimanfaatkan untuk mengionisasikan langsung medium baterai nuklir.

4. Radioisotop pemancar Beta positip (β+) jarang digunakan sebagai sumber  tenaga baterai nuklir  karena terbentuk annihilasi.

  1. Sedangkan radioisotop yang umum digunakan sebagai sumber baterai nuklir adalah radioisotop pemancar radiasi Beta negatif  (β).

6. Kemampuan sumber radiasi untuk menghasilkan sekunder saat bertumbukan  dengan medium baterai nuklir sangat menarik juga dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihan sumber radioisotop.

7. Penelitian  dan pengembangan baterai nuklir sangat menarik perhatian para ahli, karena mencapai orde beberapa ribu Volt sehingga sangat menguntungkan dalam pemakaiannya.

  1. Umur pakainyapun sangat panjang, bisa mencapai  2 (dua) kali waktu paro radioisotop yang digunakan.

9. Sayangnya efisiensi dan arus yang dihasilkan sejauh ini masih rendah. Untuk itu perlu ditingkatkan lebih jauh lagi. Adapun rendahnya arus yang dihasilkan karena adanya pengaruh Nuclear barrier transmission (δ ) yang dinyatakan dalam persamaan :

               4π             x2

     δ   =   —— Ѵ 2M  ƒ { V (X) – T  }   dX  

                 h            x1 

      dimana  :  X1 dan X2 = Titik partikel pada saat masuk dan meninggalkan  potensial barrier.

M       =   massa partikel

V(x)   =    potensial energi sebagai fungsi barier.

T       =    energi kinetik partikel

h       =    konstanta Planck

  1. Mengingat bahwa nuclear barrier transmission merupakan fungsi dari massa radio isotop yang digunakan dan energi kinetik radiasi yang dipancarkan, maka usaha untuk meningkatkan arus harus memperhatikan sumber radioisotop yang digunakan dan juga energi kinetik radiasinya. Berbagai macam model baterai nuklir yang sudah dikembangkan sejauh ini adalah sebagai berikut  :
  2. Baterai Nuklir : High Speed Electron Battery
    1. Baterai ini dinamakan juga sebagai baterai nuklir Beta (β), sesuai dengan jenis radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakannnya.
    2. Baterai nuklir ini bisa menghasilkan tegangan sampai beberapa ribu Volt.
    3. Tegangan yang tinggi dipengaruhi oleh kerapatan insulator yang digunakan, sehingga tidak terjadi kebocoran yang dapat menimbulkan ionisasi udara di sekitar terminal elektrodenya.
    4. Arus yang dihasilkan masih rendah dan perlu dinaikkan lagi dengan memperhatikan masalah nuclear barrier transmission seperti yang diuraikan diatas.
    5. Radioisotop  yang digunakan dalam baterai ini adalah strontium-90 (Sr90) yang mempunyai waktu paro 28 tahun, sehingga umur pakai baterai nuklir jenis ini bisa dua kali waktu paronya, yaitu 56 tahun.

Gambar high speed electron?

  1. Baterai Nuklir : Contact Potential Difference Battery

a)      Baterai nuklir ini sering disebut dengan baterai CPD ( Contact Potential Difference ).

b)      Electroda yang digunakan adalah 2 jenis bahan logam yang mempunyai sifat Work Function  yang sangat berbeda.

c)      Work Function adalah energi yang diperlukan untuk membebaskan elektron keluar dari orbitnya.

d)     Bahan elektrode yang mempunyai work function yang sangat jauh berbeda adalah seng (Zn) dan Karbon (C).

e)      Ruang diantara elektrode yaitu antara bahan logam yang mempunyai sifat work function tinggi, dan bahan berbentuk gas, yaitu Tritium  setiap saat dapat diionisasikan oleh radioisotop sehingga menghasilkan elektron dan ion positip.

f)       Hasil ionisasi ( elektron dan ion ) akan menuju ke masing masing elektrodenya sesuai dengan muatan listrik yang dibawanya.

g)      Penyerahan muatan listrik ke masing-masing elektrode akan menimbulkan arus listrik searah secara berkesinambungan. Radio isotop yang digunakan sama dengan baterai nuklir pertama, yaitu Strontium-90 ( Sr90 ). Bagan baterai nuklir CPD dapat dilihat sebagai berikut.

Gambar : Baterai Nuklir CPD

  1. Baterai Nuklir : PN Junction

a)      Baterai nuklir ini memanfaatkan sifat radioisotop yang dapat menimbulkan berondongan elektron ( avalanche ) pada salah satu elemen diode semikonduktor yang dipasang di dalam wadah baterai.

b)      Bahan semikonduktor yang dapat menghasilkan berondongan elektron akibat terkena radiasi adalah Antimon. Sedangkan untuk elektrode positipnya digunakan silikon.

c)      Berondongan elektron yang terbentuk akan ditarik oleh elektrode positif dan pada saat penyerahan muatan listrik akan timbul arus listrik searah seperti yang terjadi pada baterai nuklir CPD.

d)     Baterai nuklir PN junction ini, walaupun tegangannya rendah, tetapi arus yang dihasilkan jauh lebih besar  dari pada baterai nuklir lainnya. 

e)      Sumber radioisotop yang digunakan adalah  Prometium – 147 (Pm147) yang mempunyai waktu paro 2,5 tahun, sehingga umur baterai nuklir jenis ini bisa mencapai sekitar 5 tahun.

Gambar : Baterai Nuklir PN Junction

  1. Baterai Nuklir : Termokopel

a)      Baterai nuklir jenis ini memanfaatkan panas yang ditimbulkan oleh radioisotop yang ditempatkan pada bagian dalam wadah yang dilengkapi dengan dua jenis logam yang bersifat termokopel.

b)      Arus yang timbul dari adanya termokopel dapat menjadi tenaga baterai

Gambar : Baterai Nuklir Termokopel

  1. Baterai Nuklir : Secondary Emitter

a)      Baterai nuklir jenis ini menggunakan radioisotop yang dapat menumbuk bahan target yang peka terhadap radiasi sehingga akan menimbulkan elektron sekunder akibat tumbukan tersebut

b)      Elektron sekunder ini akan dikumpulkan oleh elektrode yang tidak peka terhadap radiasi.

c)      Perbedaan tegangan pada kedua elektrode tersebut akan menghasilkan arus listrik  yang besarnya proporsional dengan energi yang dibawa elektron sekunder.

  1. Baterai Nuklir : Photolistrik

a)      Baterai nuklir photolistrik ini memanfaatkan sifat bahan sintilator yang akan mengeluarkan pendar cahaya ( photon ) bila terkena radiasi.

b)      Pendar cahaya ( Photon ) yang timbul kemudian diubah menjadi tenaga listrik oleh bahan semokonduktor yang peka terhadap photon cahaya.

c)      Photon cahaya dapat juga diubah menjadi tenaga listrik oleh sel photolistrik.

d)     Bahan sintilator yang digunakan dapat berupa phospor, natrium iodida yang diberi thalium

Gambar : Baterai Nuklir Photolistrik

  1. Baterai Nuklir Photon Junction

a)      Baterai nuklir ini menggunakan fosfor radioaktif ( P32 ) sebagai sumber radioisotop yang diapit oleh bahan semikonduktor.

b)       Bahan semikonduktor diletakkan berhimpitan dengan semi-conductor surface layer agar dapat terjadi perpindahan elektron hole akibat terkena radiasi P32 .

c)      Adanya perpindahan elektron pada bahan semikonduktor ini akan menimbulkan pulsa listrik yang besarnya sama dengan energi pendar cahaya yang terjadi.

d)     Tegangan baterai nuklir relatif konstan.

Gambar : Baterai Nuklir Photon Junction

 

  1. Penelitian dan pengembangan pembuatan baterai nuklir dari berbagai macam jenis yang pernah dibuat masih perlu ditingkatkan lagi untuk memperoleh efisiensi baterai nuklir yang lebih baik dan juga untuk memperoleh efisiensi baterai nuklir yang lebih baik.
  2. Umur paro radioisotop yang digunakan akan mempengaruhi umur pakai baterai dan juga kestabilan  tegangan baterai.
  3. Bahan radioisotop pemancar radiasi Beta (β) yang dapat digunakan menjadi sumber energi baterai nuklir bisa diperoleh dari hasil fisi yang dihasilkan  oleh reaktor nuklir maupun oleh akselerator.
  4. Produk radioisotop yang dipasarkan menjadi baterai nuklir adalah deret LANTANIDA, yaitu prometium ( Pm147 ) yang bisa mencapai umur pakai lebih dari 5 tahun per baterai.

5. Jika  umur paro radioisotop yang digunakan panjang, maka wadah baterai nuklir  harus dibuat sedemikian rupa agar tidak bocor selama dalam pemakaian.

  1. Satu hal yang perlu diketahui adalah bahwa baterai nuklir yang sudah tidak dipakai tidak boleh dibuang sembarangan karena mengandung bahan radioaktif.
  2. Untuk pembuangannya memerlukan pengaturan tersendiri sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapkan. Pengaturan masalah ini ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir atau BAPETEN yang berkedudukan di Jaakarta

PEMANFAATAN  DALAM BIDANG INDUSTRI ( Teknik Gauging dan Radiografi )

Bidang Industri ?.

1. Aplikasi teknologi nuklir dalam bidang industri meru- pakan salah satu bentuk pemanfaatan radiasi  yang ada pada zat radioaktif atau radioisotop.

2. Radioisotop dapat diperoleh dari reaktor nuklir yang khusus memproduksi radioisotop ataupun reaktor riset, seperti terdapat di reaktor nuklir Bandung dan reaktor nuklir Serba Guna Serpong  walaupun Reaktor Kartini Yogya tidak diberi fasilitas untuk memproduksi radioisotop.

3. Sifat sifat radioisotop yang menguntungkan telah dibahas di Pengantar Teknologi Nuklir.

4. Radioisotop yang menguntungkan tersebut radiasinya mempunyai kemampuan untuk menembus bahan, pendeteksiannya yang sangat peka, dan radioisotop bersifat selektif, banyak digunakan dalam bidang industri.

5. Pemanfaatan radiasi nuklir dalam bidang industri antara lain dalam :

  1. Teknik radiografi
  2. Teknik gauging
  3. Teknik perunut atau teknik tracing
  4. Teknik analisis aktivasi neutron

 Teknik Radiografi

  1. Aplikasi teknologi nuklir dalam bidang industri radiografi sebenarnya hampir mirip dengan pemakaian pesawat sinar-X pada bidang kedokteran, yaitu untuk melihat keadaan dalam tubuh manusia dengan cara di foto dengan sinar – X .
  2. Sedangkan dalam teknik radiografi yang di foto adalah benda atau obyek yang akan dilihat keadaan bagian dalamnya.
  3. Sumber radiasi dalam teknik radiografi pada umumnya adalah :
    1. Sumber radiasi sinar-X

b. Sumber radiasi sinar gamma

  1. Sumber radiasi neutron

4. Ketiga sumber radiasi tersebut digunakan dalam teknik radiografi karena mempunyai daya tembus yang sangat  tinggi dan memiliki sifat-sifat  khusus yang diperlukan dalam teknik radiografi.

  1. Sifat masing – masing sumber radiasi tersebut adalah sebagai berikut :
    1. Sumber Sinar – X

1. Sinar – X atau yang lebih dikenal sinar Rountgen adalah gelombang elektromagnet yang berasal dari kulit elektron.

  1. Sumber sinar X berasal dari mesin pembangkit sinar X yang energi dan intensitasnya dapat diatur sesuai keperluan.

3. Mesin pembangkit sinar – X ada 2 macam, yaitu :

    a. Tabung sinar – X berkatoda dingin ( Gas )

    b. Tabung sinar-X berkatoda panas ( Vakum )

4. Mengingat bahwa mesin pembangkit sinar – X bisa diatur energi dan intensitasnya  maka secara umum kualitas sinar – X dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

  1. Sinar – X yang kuat
  2. Sinar – X yang lemah

5. Kualitas sinar – X menentukan daya tembusnya. Semakin besar tegangan tabung sinar – X, semakin besar daya tembusnya dan makin pendek panjang gelombangnya. Dalam teknik radiografi, batas kualitas sinar X yang perlu diketahui adalah :

a. Sinar – X takbermuatan dan tak bermassa

b. Sinar  – X termasuk gelombang elektromagnetik  yang tak tampak

c. Sinar – X bergerak lurus, berkecepatan tinggi mendekati kece-patan cahaya.

d. Sinar – X tidak dapat dibelokkan oleh prisma maupun oleh len-sa, akan tetapi bisa disefraksi oleh kristal.

e. Sinar – X, walaupun tak bermuatan, tetapi dapat mengionisasi-kan medium yang dikenainnya, sehingga dapat merusak sel-sel manusia.

f. Sinar – X dapat menembus bahan.

g. Sinar – X bersifat polikromatis dengan spektrum yang sinam-bung ( Continue ).

B. Sumber Radiasi Sinar – Gamma (ɤ )

1. Dalam teknik radiografi, radiasi sinar gamma banyak digunakan karena daya tembusnya sangat kuat dan radioisotopnya relatif mudah dibuat dan umur paronya relatif cukup panjang, sehingga bisa dipakai  dalam waktu cukup lama

2. Beberapa sumber radiasi sinar gamma ( ɤ ) yang banyak digunakan dalam teknik radiografi adalah sebagai berikut :

Tabel : Sumber radioisotop yang banyak digunakan dalam radiografi

No

Radioisotop   Gamma (ɤ)

Energi; MeV

Waktu paro

Keterangan

1

Co60

1,17  dan 1,33

5,24 tahun

Aktivitas jenis tinggi

2

Cs137

0,66

30 Tahun

Aktivitas jenis agak rendah

3

Ir192

0,1  ~ 0,6

75 Hari

Aktivitas jenis agak tinggi

4

Tl170

0,084

127 Hari

Aktivitas jenis tinggi

C. Sumber Radiasi Neutron (on1)

1. Sumber radiasi neutron seringkali juga digunakan dalam teknik radiografi karena daya tembusnya kuat.

2. Pemakaian sumber radiasi neutron perlu kehati-hatian karena neutron walaupun tidak bermuatan tetapi neutron punya massa yang berdampak pada obyek  benda yang akan diperiksa dengan teknik radiografi.

3. Sumber radiasi neutron ada tiga macam, yaitu :

  1. Reaktor Nuklir
  2. Akselerator
  3. Radioisotop yang  dapat bereaksi menghasilkan neutron

4. Sumber neutron yang berasal dari reaktor nuklir dan akselerator pada umumnya bersifat stasioner sehingga pekerjaan radiografi harus dilakukan di tempat.

5. Sedangkan sumber neutron yang berasal dari radioisotop bisa bersifat mobil, sehingga dapat dibawa keluar sesuai keperluan radiografi.

6. Sumber neutron yang berasal dari radioisotop dapat terbentuk berdasarkan reaksi inti ebagai berikut :

Sb124    +    ɤ0            à           Be123          +            0n1

Energi    neutron    =    0,024  MeV

Waktu    paronya    =    60       hari

Atau  :

Am241     +      β-1      à       Be240      +      0n1

Energi    neutron    =    4,4      MeV

Waktu    paro          =    462    tahun

7. Prinsip cara kerja teknik radiografi adalah sebagai berikut :  radiasi yang datang dari arah sumber radiasi diarahkan ke obyek yang akan diperiksa  dan dibalik obyek  sudah diletakkan film yang akan merekam hasil pemotretan radiografi.  Setelah melalui proses pencucian film, keadaan  dalam obyek tersebut dapat dilihat.

Gambar  :   Skema Teknik Radiografi

9. Teknik radiografi banyak digunakan da;lam bidang industri karena alasan – alasan berikut ini :

a. Peralatan  mudah dibawa ke lapangan

b. Pengoperasiannya tanpa menggunakan listrik

c. Biaya perawatan alat-alat relatif rendah terlebih lagi sumber radiasi yang digunakan berumur paro panjang

d. Modal awal untuk pembelian peralatan relatif rendah

10. Walaupun  teknik radiografi banyak digunakan dalam bidang industri, akan tetapi ada beberapa faktor yang perlu diperhitungkan berkaitan dengan modal awal, yaitu :

  1. Adanya radiasi yang berdampak kepada manusia. Oleh karena itu operator radiografi harus memahami masalah Proteksi Radiasi.
  2. Pengoperasian alat yang dipakai ataupun tidak dipakai, sumber radiasi akan meluruh.
  3. Energi radioisotop sudah tertentu besarnya, tidak seperti halnya sinar-X yang dapat diatur sesuai kepeluan.

Teknik Gauging

  1. Pemakaian radioisotop dalam bidang industri, khususnya dalam bidang teknik gauging  terbilang banyak dijumpai.
  2. Teknik gauging adalah teknik pengukuran dengan mengguna-kan radioisotop dan teknik pengukuran ini ada beberapa macam, yairu thickness gauging, level gauging dan density  gauging. Cara kerja teknik pengukuran ini berdasarkan  :
  3. Cara Transmisi
  4. Cara back scatering

A. Cara Transmisi

1. Teknik pengukuran dengan cara transmisi adalah dengan me-manfaatkan  sifat atenuasi atau penyerapan radiasi oleh suatu bahan.

2. Perbedaan intensitas radiasi sebelum melewati suatu bahan dan sesudah melewati suatu bahan digunakan “ untuk mengukur “ bahan ters   

4. Oleh karena I0 ; I ; dan μ bisa diketahui nilainya, maka harga X ( tebal ) suatu bahan dapat ditentukan.

5. Cara pengukuran tebal bahan ini yang digunakan dalam industri yang diubah menjadi proses penetapan tebal bahan secara otomatis.

6. Gambar berikut ini menunjukan prinsip pengukuran tebal bahan secara otomatis dalam industri, misalkan yang dijumpai pada pabrik baja yang memproduksi baja lembaran ( roll ).

7. Pelat baja roll dengan ketebalan tertentu akan terus berputar ke kiri dan akan berhenti secara otomatis bila ada perubahan tebal bahan.

8. Perubahan tebal bahan akan menyebabkan intensitas radiasi yang ditangkap oleh detektor berubah dan perubahan ini akan diteruskan ke alat kontrol.

9. Cara kerja pengukuran tebal bahan secara otomatis tersebut juga dapat diterapkan pada pengukuran Level Gauging atau pengukuran volume cairan di dalam suatu wadah seperti gambar dibawah ini. 

I = I0 eμx

μ    =    Koefisien atenuasi bahan

X    =    Tebal bahan

I0   =     Intensitas radiasi sebelum melewati bahan  

I    =   Intensitas radiasi setelah melewati bahan  

  Gambar   :  Pengukuran tebal bahan secara otomatis

10. Pancaran radiasi yang datang dari dasar tangki akan diserap oleh volume zat cair yang diatasnya dan kemudian diteruskan ke detektor yang ada diatasnya.

11. Bila volume zat cair di dalam tangki terisi penuh, radiasi yang ditangkap detektor akan lebih rendah. Sebaliknya kalau volume zat cair berkurang, radiasi yang ditangkap  detektor akan lebih tinggi.

12. Hasil tangkapan radiasi oleh detektor kemudian diubah dan dikalibrasi oleh alat pencatat dengan volume tangki yang sebenarnya.

13. Mengingat bahwa sifat atenuasi bahan dapat dikaitkan dengan harga koefisien penerapan massa suatu bahan ( μm ) yang besarnya sama dengan :

μm      = μ / ρ

              μm      = μ / ρ

Dengan catatan bahwa ρ  adalah berat  jenis suatu bahan, maka persamaan   :

       I =I0eμx   dapat diganti menjadi  I =I0  e-(μm.Ρ)x

14. Sehingga persamaan terakhir ini dapat juga diterapkan pada teknik density gauging atau pengukuran berat jenis ( density ) suatu bahan.

15. Prinsip kerja teknik density gauging sama dengan teknik level gauging.

Gambar : Teknik Level Gauging

Cara Back Scattering

  1. Cara back scattering atau hamburan balik banyak digunakan dalam industri karena dapat dipakai  secara luas di berbagai bidang kegiatan dan hasilnya  dapat diperoleh dalam waktu yang singkat.
  2. Cara hamburan balik ini sering juga disebut dengan cara uji tak merusak, karena radiasi yang datang tidak  bereaksi dengan bahan yang diamati, tetapi hanya sekedar memanfaatkan pantulan radiasi atau hamburan balik dari radiasi yang mengenai bahan.
  3. Prinsip kerja back scattering secara sederhana dapat diterangkan sebagai berikut :
  4. Zarah radiasi yang datang dapat digambarkan sebagai bola tenis.
  5. Bola yang dilemparkan ke arah lantai marmer, pantulannya tentu lain dengan pantulan bola tenis ke tanah berpasir dan sudah barang tentu juga berbeda pantulannya bila bola tenis tersebut dilemparkan kearah kasur busa .

6. Sifat pantulan bola tenis yang berbeda akibat mengenai benda yang berbeda kekerasan permukaannya dimanfaatkan untuk “ menganalisis dan memperkirakan “ benda tersebut.

7. Demikian pula bila zarah radiasi mengenai materi, yang akan dipantulkan dimana sifat pantulannya  tergantung pada sifat materi yang dikenai radiasi .

8. Cara hamburan balik yang pada umumnya digunakan adalah sesuai dengan sumber radiasi yang digunakan, yaitu :

  1. Cara hamburan balik radiasi neutron
  2. Cara hamburan balik fluorescensi sinar – X  ( XRF )
  3. Cara hamburan balik radiasi sinar – X dan radiasi gamma
  4. Cara hamburan balik radiasi Beta.

9. Analisis bahan dengan cara tak merusak yang banyak dijumpai dalam bidang industri dan hasilnya dapat diperoleh dalam waktu singkat adalah teknik fluorescensi sinar – X, karena peralatannya mudah dibawa  ke lapangan dan hasilnya segera dapat diketahui.

 

APLIKASI TEKNIK NUKLIR DALAM BIDANG RADIOLOGI DAN KEDOKTERAN NUKLIR

Bidang Kedokteran

  1. Secara umum aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedokteran dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu :
  2. Radiologi :

Yaitu aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedokteran yang memanfaatkan sumber radiasi tertutup (Sealed source)  ataupun sumber radiasi yang dibangkitkan dengan bantuan peralatan misalkan penggunaan jarum berupa sumber radiasi  seperti : Co60 ; Ra226 ; Sinar – X dan Linier Accelerator  (Linac).

b. Kedokteran Nuklir :

Yaitu aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedokteran yang memanfaatkan sumber radiasi terbuka (unsealed source), misalkan penggunaan sumber radioaktif I131 ; P32 ; Tc99m ; dan lain sebagainya

2. Bidang radiologi sebagai  bagian keahlian bidang kedokteran lahir terlebih dahulu daripada bidang kedokteran nuklir.

3. Radiologi bermula dari penemuan pesawat sinar – X oleh C. Roentgen, seorang fisikawan Jerman pada tahun 1895. Lima belas (15) tahun sejak ditemukannya, penggunaan sinar – X di bidang Kedokteran maju sangat pesat.

4. Akan tetapi sejak saat itu banyak ditemukan kasus penyakit tumor dan kanker kulit. Penyakit tersebut banyak diderita dokter radiologi yang menggunakan pesawat sinar – X.

5. Para ahli pada waktu itu menduga bahwa tumor dan kanker kulit tersebut disebabkan oleh pemakaian  sinar – X yang belum diketahui sampai berapa batas dosis yang aman bagi manusia.

6. Kebetulan pula para dokter radiologi pada waktu itu tidak memakai  pelindung radiasi ; jas apron ; pada waktu bekerja dengan pesawat sinar – X.

7. Saat itu orang mulai berpikir tentang pengaruh radiasi terhadap tubuh manusia dan lingkungan.

8. Pada tahun 1928 melalui konggres radiologi yang diselenggara-kan oleh International Commision on Radiological Protection (ICRP) ; ditetapkanlah dosis radiasi yang diizinkan untuk suatu kasus tertentu.

9. Kedokteran nuklir lahir belakangan sesudah radiologi, yaitu sejak digunakannya radioisotop dalam bidang kedokteran pada tahun 1901 oleh Henry Danlos.

10. Pada waktu itu Henry Danlos menggunakan radium-226 (Ra226) untuk pengobatan tubercolosis pada kulit.

11. Akan tetapi yang dianggap sebagai perintis pada bidang kedokteran nuklir adalah George C. De Hevessy, karena George C. De Hevessy yang merintis pemakian perunut zat radioaktif dalam bidang kedokteran.

12. Pada saat itu yang digunakan sebagai perunut adalah radio-isotop alam Pb-212. Dengan adanya radioisotop buatan yang dihasilkan dari reaktor nuklir maka radioisotop alam tidak digunakan lagi.

13. Pada awal mula perkembangan kedokteran nuklir, radioisotop buatan yang banyak digunakan  I131, namun dewasa ini pemakaaian  I131 bersaing dengan pemakaian Tc99m yang lebih baik segi proteksi radiasinya, murah harganya , dan pembentukan citranya juga bagus.

14. Namun demikian I-131 masih sangat diperlukan untuk diagnostik dan terapi, khususnya pada kasus penyakit kelenjar gondok (thyroid).

15. Pemakaian radioisotop pada bidang kedokteran nuklir saat ini berkembang pesat, selain karena radioisotop yang telah dapat dihasilkan sendiri banyak macamnya, juga karena dengan radio isotop dapat dipelajari fisiologi anatomi, dan biokimia.

16. Melalui kedokteran nuklir banyak keuntungan didapat, baik untuk keperluan diagnostik, terapi, dan penelitian bidang kedokteran.

17. Keberhasilan penggunaan radioisotop dalam kedokteran nuklir, karena radioisotop dapat dimasukkan  kedalam tubuh pasien (analisis in-Vivo) juga bisa direaksikan di luar tubuh pasien (analisis in-Vitro).

18. Analisis in-vitro yaitu radioisotop di-reaksikan dengan bahan biologis pasien, antara lain darah, cairan lambung, urine, dan lain sebagainya.

19. Pada analisis in-Vivo, sesudah radioisotop dimasukkan ke dalam tubuh pasien melalui mulut (diminum), melalui urat nadi darah (disuntikkan) atau melalui paru-paru (dihirup lewat hidung),  maka informasi yang dapat diperoleh dari pasien antara lain :

  1. Citra atau gambar dari organ atau bagian tubuh pasien yang diperoleh dengan bantuan peralatan yang dinamakan kamera gamma, atau dengan peralatan kamera positron pada teknik imaging.
  2. Kurva-kurva kinetika radioisotop dalam organ atau bagian tubuh tertentu dan angka-angka yang menggambarkan akumulasi radioisotop di dalamnya, selain gambar atau citra yang diperoleh dengan kamera gamma maupun kamera positron
  3. Tingkat radioaktivitas yang terdapat dalam contoh bahan biologis yang diambil dari tubuh pasien setelah dimasukki radioisotop, misalnya darah atau urine, dengan mencacah memakai piranti detektor nuklir atau dinamakan teknik non-imaging.

20. Hasil citra atau gambar yang diperoleh dengan cara tersebut di atas, baik dengan teknik imaging maupun teknik non-imaging, memberikan informasi medis dari organ yang diperiksa.

21. Perbedaan pencitraan yang diperoleh antara radio-logi dan kedokteran nuklir, seperti tersebut pada tabel dibawah ini

Tabel  :  Perbedaan pencitraan pada radiologi dan kedokteran nuklir

Perihal :

Radiologi

Kedokteran Nuklir

Sumber Radiasi

Sumber radiasi tertu- tup (Co60 ; Ra226 ; Sinar – X dan Linier Accelerator  (Linac), atau alat pembangkit radiasi.

Sumber radiasi terbu-ka ( I131 ; P32 ; Tc99m ; dan lain sebagainya )

Pembentukan Citra

Transmisi radiasi, perbedaan daya tem-bus radiasi dalam organ tubuh

Emisi radiasi, perbeda-an akumulasi radioiso- top pada organ tubuh

Informasi yang dipe-roleh

Keadaan anatomis dan morfologi organ tubuh

Keadaan fungsional dalam tubuh

22. Pada analisis in-Vitro, bagian organ tubuh pasien diambil dalam jumlah tertentu, kemudian direaksikan dengan radioisotop bertanda untuk kemudian dianalisis dengan detektor radiasi Gamma berikut piranti nuklir lainnya sehingga dapat diketahui jenis kandungan di dalam organ tubuh tersebut.

23. Misalnya, melalui darah yang diambil dari tubuh pasien yang kemudian direaksikan dengan radioisotop maka akan diketahui kandungan-kandungan hormon tertentu dalam darah pasien, seperti : Insulin, tiroksin, dan lainnya.

Contoh Sumber dan Radiasi dan Radioisotop serta aplikasi-nya dalam Bidang Kedokteran

1. Bidang Radiologi

 a. Sumber Radiasi Sinar Gamma dari Co-60

Co-60 digunakan dalam sterilisasi alat-alat kedokteran, kasa pembalut, kapas steril, bahan bebas hamadll. Cara ini juga dilakukan dalam bidang industri pertanian, perikanan dalam bentuk kemasan.

b. Jarum Ra-226 dan Co-60

Kedua sumber radiasi gamma tersebut digunakan pada terapi penyakit kanker

c. Pesawat sinar-X ( pesawat Roentgen )

d. Teknik analisis aktivasi neutron

Teknik ini dapat dipakai untuk menentukan kandungan mineral yang ada di dalam tubuh manusia, terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam jumlah sangat kecil ( Co, Cr, F, Fe, Mn, Se, Si, V, Zn ) yang sulit ditentukan dengan metode konvensional.

Kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya yang tidak merusak dan kepekaannya yang sangat tinggi.

Dalam teknik ini bahan biologiyang diperiksa dtembaki dengan neutron.

Gambar : Prinsip dasar Analisis Aktivasi Neutron

e. Penentuan kerapatan tulang dengan bone densitometer.

 Pengukuran kerapatan tulang dilakukan de-ngan cara menyinari tulang dengan radiasi gamma atau radiasi sinar – X

Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar – X yang diserap oleh tulang yang diperiksa, maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang

Perhitungan dilakukan dengan komputer yang sudah diprogram untuk piranti Bone Densitometer tersebut.

Teknik ini bermanfaat untuk membantu diagnosis kekeroposan tulang ( Osteoporosis ) yang menyerang wanita pada masa menopause, sehingga tulang mudah patah.

f. Kedokteran Forensik

Dalam kedokteran forensik, penggunaan aktivasi neutron sangat membantu di dalam menentukan penyebab kematian seseorang, walaupun sudah mati / terkubur cukup lama.

Contoh : melalui pengambilan rambut jasad Napoleon Bonaparte yang dibuang ke pulau St. Helena di tengah Samudra Atlantik dan meninggal tahun 1821, diketahui bahwa Napoleon mati karena diracun.

Bukan mati yang wajar, karena di dalam rambut Napoleon ditemukan Arsen / Warangan, yaitu jenis racun yang mematikan. Tubuh manusia tidak memerlukan Arsen dan kalau ada didalam tubuh maka orang tersebut dengan sengaja diminumi atau diracuni Arsen.

Jadi Napoleon mati karena dibunuh ( diracun ), bukan karena mati secara wajar.

Para ahli sejarah Perancis menjadi geger. Siapa yang meracun Napoleon.

g. Three Dimensional Conformal Radiotherapy (3D – CRT )

Terapi ini menggunakan pesawat pemercepat partikel generasi terakhir yang telah dimungkinkan untuk melakukan radioterapi kanker dengan sangat presisi dan dengan tingkat keselamatan yang tinggi melalui kemampuannya yang sangat selektif untuk membatasi bentuk jaringan tumor yang akan dikenai radiasi

Cara ini dapat memformulasikan seryta memberikan paparan radiasi dengan dosis tepat pada target

Dengan memanfaatkan teknologi ( 3D – CRT ) ini sejak tahun 1985 telah berkembang metoda pembedahan dengan menggunakan radiasi pengion sebagai “ Pisau Bedah “ atau disebut juga gamma knife.

Melalui teknik ini kasus-kasus tumor ganas yang sukar diambil dengan pisau bedah konvensional dapat diatasi dengan baik oleh pisau gamma ini, tanpa perlu membuka kulit pasien dan tak merusak jaringan di luar target.

2. Kedokteran Nuklir

a. I131 dalam bentuk NaI131 

Sediaan radiofarmaka ini digunakan untuk menentukan fungsi tiroid (Kelenjar Gondok) dan kemungkinan yang ada.

Pemakaian sediaan radiofarmaka I131 adalah dengan cara meminumkannya kepada pasien yang akan didiagnosis maupun diterapi.

Dosis yang digunakan untuk diagnosis dalam orde mikro Currie, sedangkan dosis yang digunakan untuk terapi dalam orde mili Curie, tergantung pada penyakit dan kondisi pasien

b. I131 dalam bentuk Hipuran I131

Sediaan radiofarmaka ini merupakan senyawa bertanda yang hingga kini masih digunakan untuk mendiagnosis fungsi ginjal.

Misalkan untuk melihat renal blood flow, urine flow, urine drainage dan fungsi ginjal yang terekam dalam renogram.

c. P32 dalam bentuk NaH2P32O4  

Sediaan radiofarmaka ini juga merupakan senyawa bertanda yang digunakan untuk terapi policotemia, leukimia, dan hemangium.

d. Tc99m dalam bentuk sulfur koloidal Tc99m

Sediaan radiofarmaka ini digunakan untuk menentukan fungsi hati dan penatahan hati. Selain dari itu, sediaan radiofarmaka ini juga digunakan secara luas untuk penatahan organ tubuh manusia, misalkan :

Sediaan Radiofarmaka

Kegunaan

1. Tc99m – makrokoloid

1. Digunakan untuk menatah paru-paru

2. Tc99m – Fe kompleks

2. Banyak dipakai untuk penatahan ginjal

3. Tc99m – Serum Albumin

3. Untuk penatahan jantung dan placenta

4. Tc99m – portechnetat

4. Digunakan untuk menatah otak

5. Tc99m – rythrocit

5. Digunakan untuk penatahan limpa

Hampir semua organ tubuh manusia dapat ditatah dengan radioisotop Tc99m ini. Radioisotop Tc99m banyak digunakan karena waktu paronya relatif pendek, yaitu 6 jam, sehingga tidak terlalu lama menimbulkan dampak radiasi dalam tubuh manusia dan dapat keluar melalui sekreta.

e. RIHSA, Singkatan dari Radio Iodonated Human Serum Albumin.

Sediaan radiofarmaka ini banyak digunakan untuk mengukur volume darah manusia, mengukur volume plasma darah, melihat metabolisme albumin, melihat keluaran jantung dan juga untuk melihat placenta bayi dalam kandungan.

Keterangan :

1. Walaupun pemakaian radioisotop dalam bidang kedokteran sudah dirasakan manfaatnya, namun penelitian lebih lanjut masih terus dilakukan, terutama untuk mendapatkan radioisotop baru yang mempunyai waktu paro lebih pendek dan energi radiasinya lebih rendah.

2. Penelitian ini sangat penting artinya karena radioisotop yang digunakan adalah sumber radiasi terbuka yang sengaja dimasukkan kedalam tubuh manusia, sehingga perlakuan secara in-Vivo ini dapat menyebabkan radiasi yang diterima tubuh manusia akan naik.

3. Contoh radioisotop baru yang berumur pendek adalah In113m yang waktu paronya 102 menit, radioisotop In113m ini mampu bersaing keras dengan radioisotop Tc99myang waktu paronya 6 jam. Kekurangan In113m terletak pada energi radiasinya yang lebih tinggi, yaitu 392 KeV, sedangkan Tc99m adalah 140 KeV.

3. Ilmu Kedokteran Nuklir Molekuler

a. Dengan masuknya teknologi nuklir ke dalam ilmu kedokteran maka saat ini mulai berkembang suatu disiplin baru, yaitu Kedokteran Molekuler (moleculer medicine) yang juga merupakan imbas dari disiplin ilmu baru, yakni Biologi Molekuler. Akibatnya akan terjadi perubahan cara pandang penyakit Organ dan penyakit Molekuler.

  1. Dengan keistimewaan yang dimilikinya, ilmu kedokteran nuklir akan banyak bersinggungan dengan ilmu kedokteran molekuler. Kedokteran nuklir pada masa yang akan datang akan lebih tertuju pada analisis in-Vivo tentang metabolisme, immunologi, serta reseptor seperti reseptor indoktrin, tumor, dan neorotransmitter. Sediaan radiofarmaka molekuler akan banyak digunakan dan sebagian besar berasal dari radionuklida dengan waktu paro pendek hasil produksi dari Akselerator Siklitron.
  2. Perkembangan tersebut akan melahirkan paradigma baru, yaitu kedokteran Nuklir Molekuler yang merupakan penajaman dan penegasan dari hakekat ilmu kedokteran nuklir dalam prespektif ilmu dan teknologi kedokteran. Dari sudut pandang kedokteran nuklir molekuler, masalah pasien akan dilihat sebagai disfungsi molekuler, bukan kelainan  struktural.
  3. Kemajuan yang telah dicapai dalam aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedokteran, tidak hanya meliputi penemuan, produksi dan pemanfaatan radioisotop saja.
  4. Akan tetapi juga peralatan yang diperlukan dalam menun-jang kegiatan aplikasinya dalam bidang kedokteran. BATAN melalui kegiatan Litbangnya telah berhasil menciptakan beberapa peralatan kedokteran nuklir yang kini telah tersebar di beberapa Rumah Sakit di Indonesia.
  5. e. Berikut ini dapat dilihat beberapa Rumah Sakit yang mempunyai unit Kedokteran Nuklir dan biomedika (radiofarmaka) yang telah dihasilkan Litbang BATAN.

Tabel : Peralatan kedokteran nuklir dan biomedika hasil Litbang BATAN

No

Nama Alat

Fungsi Utama

Pemakai

1

Renograf Dual

Probes

Computerized

Analisis dan Fungsi Ginjal

Rumah Sakit

Puskesmas

2

Thyroid Up-Take

System

Computerized

Analisis Penangkapan Iodium oleh kelenjar Gondok

Rumah Sakit

Puskesmas

3

Radio Immuno Assay

( RIA ) Counter

Analisis Specimen Biologi ( Urine, Facces, Darah )

Laboratorium

Rumah Sakit

4

In-Vitro Gamma Counter

Analisis specimen Biologi

Lab. Biologi

Rumah Sakit

5

Pesawat Sinar-X 2301 / 2302

100 kV  –  200 mA

Radiodiagnostik

RSU Tipe C

Puskesmas

 

Tabel : Radiofarmaka Produk dari Reaktor Nuklir BATAN

No

Nama Radifarmaka

Bentuk

Ukuran

Waktu Paro

1

Generator Tc99m

Steril

208 mCi

Mo99m – 67 Jam

2

Generator Tc99m

Non-pyrogenic

415 mCi dan 830 mCi

Tc99m – 6,05 Jam

3

Thallus (Tl201) cloride

Injection

2 mCi / Vial

73 Jam

4

RIHSA (I131)

Injection

1 mCi / Vial

8,05 Hari

5

Rose Bengal  (I131)

Injection

1 mCi / Vial

8,05 Hari

6

Hipuran  (I131)

Injection

2 mCi / Vial

8,05 Hari

7

Sodium Iodide   (I131)

Injection

20 mCi / Vial

8,05 Hari

8

Sodium Iodide   (I131)

Capsule

100 mCi / Cap

8,05 Hari

9

Sodium Iodide   (I131)

Oral Solution

Pesan terlebih dahulu

8,05 Hari

 

Tabel : KIT Radiofarmaka Tc99m ( Imaging Agents )

No

Nama Produk

Ukuran

Vial / Kit

1

DIPA ( Brain & Kidney )

Multiple / Single dose

5 / 10

2

HEDSA ( Skeleton )

Multiple / Single dose

5 / 10

3

HIDA ( Hepatobiliary )

Multiple / Single dose

5 / 10

4

HSA ( Heart Blood Pool )

Multiple / Single dose

5 / 10

5

MDP ( Skeleton )

Multiple / Single dose

5 / 10

6

MAA ( Lungs )

Multiple / Single dose

5 / 10

7

PHYTATE ( Reticuloendothelial System )

Multiple / Single dose

5 / 10

8

TSC ( Reticoondothelial System )

Multiple / Single dose

5 / 10

9

TSPC ( Lymphatic System )

Multiple / Single dose

5 / 10

 

Tabel : KIT Radio Assay

No

Nama Produk

Ukuran

Radioisotop

1

T3 RIA – M

1 x 100 test

I131

2

T3 RIA – M

1 x 100 test

I131

3

T3 Up Take RIA

1 x 100 test

I131

4

TSH RIA – M

1 x 100 test

I131

 

  1. Selain itu, kemajuan aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedokteran telah menarik minat para peneliti ( Termasuk para dokter ) untuk terus melakukan riset guna menghasilkan cara dan teknik untuk mengatasi berbagai macam kasus penyakit yang tidak dapat diatasidengan cara kedokteran konvensial.
  2. Berikut ini dapat dilihat berbagai macam radiofarmaka yang telah berhasil dibuat oleh para ahli untuk kepentingan diagnostik kedokteran nuklir, seperti tabel dibawah ini.

 

Tabel : Berbagai macam radiofarmaka dan penggunaannya

No

Nama Radiofarmaka

Penggunaannya

(diagnosis)

Dosis μCi

1

Calcium Chloride ( Ca47 )

Distribusi Ca dan metabolisme

5 – 40

2

Cyanocobalamin ( Co57 )

Anaemia perniciosa Syndrome malabsorpsi

0,25 – 1

3

Emas Koloidal ( Au198 )

Panatahan hati

100 – 150

4

Fero Citrat  ( Fe59 )

Absorpsi besi dan metabolisme

5 – 10

5

Hipuran I131

Test Fungsi Ginjal

10 – 50

6

Indium DTPA  ( In113m )

Panatahan otak

10.000

7

Indium Fe Koloidal ( In113m )

Panatahan hati

1.000

8

Indium-113m ( In113m )

Panatahan Jantung

Panatahan placenta

2.000

1.000

9

10

Iodium-131 ( I131 )

Serum Albumin ( I131 )

Panatahan Thyroid

Up take thyroid & Skerisin

Volume darah

Output jantung

Metabolisme albumin

Pool darah jantung

Lokasi Placenta

25 – 200

1 – 20

3 – 20

10 – 30

25 – 50

25 – 100

3 – 5

Keterangan :

  1. Bagaimanapun kemajuan aplikasi teknologi nuklir dalam bidang kedok-teran, khususnya kedokteran nuklir di Indonesia bila dibandingkan de-ngan jumlah  penduduk diberbagai negara terlihat pada tabel dibawah ini.
  2. Dengan jumlah penduduk Indonesia yang cukup besar ( > 200 Juta ) peranan teknologi nuklir dalam bidang kesehatan melalui aplikasinya dalam bidang kedokteran nuklir masih perlu ditingkatkan lagi.
  3. Dari tabel diatas tampak bahwa 1 unit kedokteran nuklir di Indonesia melayani 11,8 juta penduduk, suatu perbandingan yang sangat timpang bila dibandingkan dengan negara-negara maju di Eropa, Amerika, Australia, dan Jepang.
  4. Oleh karena itu kiprah ilmuan, khususnya para dokter dalam bidang kedokteran nuklir masih terbuka lebar dan sangat menjanjikan demi kesehatan kita bersama
  5. APLIKASI TEKNIK NUKLIR DALAM BIDANG HIDROLOGI
    { Tatap Muka ke 7 }

Pemakaian radioisotop untuk berbagai macam kegiatan memberikan banyak keuntungan dan kemudahan yang tidak bisa dicapai dengan cara-cara konvensional. Demikian juga halnya dengan aplikasi radioisotop dalam bidang hidrologi, telah banyak memberikan manfaat yang sangat berarti bagi kemajuan ilmu pengetahuan.

Gambar : Pemanfaatan Perunut Bidang Energi

1. Aplikasi teknologi nuklir dalam bidang hidrologi pada saat ini sudah banyak dilakukan karena dapat digunakan untuk mempelajari masalah masalah pelik.

2. Penggunaan radioisotop dalam bidang radiologi antara lain dapat untuk mengetahui permasalah berikut ini :

a. Pengukuran arah dan kecepatan pengendapan lumpur di dalam sungai, danau, teluk, dan laut.

b. Pengukuran debit atau kecepatan aliran air baik yang terdapat pada saluran terbuka maupun saluran tertutup ( Sungai-sungai bawah tanah , air tanah dan lain sebagainya.

c. Pelacakan kebocoran dan rembesan aliran pada pipa dalam tanah, pada pipa yang tertanam dalam bangunan atau kebocoran dan rembesan pada bangunan.

d. Penentuan pola retakan / rekahan pada lapisan batu-batuan di dalam tanah.

e. Penentuan umur air tanah yang menjadi uap air panas yang keluar dari celah batuan gunung berapi.

3. Pemakaian radioisotop pada bidang hidrologi seperti tersebut di atas pada dasarnya dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu :

  1. Radioisotop sebagai perunut ( tracer technique )
  2. Radioisotop sebagai perangsang ( inducuce technique )

4. Pemanfaatan radioisotop sebagai perunut yaitu dengan mema-sukkan ( menginjeksikan ) radioisotop tertentu ke dalam suatu sistem yang akan dipelajari sehingga radioisotop berbaur sistem.

5. Selanjutnya diikuti gerak dan tingkah laku perunut radioaktif sebagai yang telah dimasukkan ke dalam sistem tadi.

6. Dengan memakai radioisotop sebagai perunut maka akan dipero-leh gambaran tentang sistem yang dipelajari tersebut. Radioisotop yang akan digunakan sebagai perunut harus memenuhi beberapa persyaratan, antara lain:

  1. Harus larut dalam air dan tidak membentuk endapan karena proses kimia dengan air, baik proses oksidasi maupun proses reduksi.
  2. Harus tidak bereaksi atau diserap oleh suspensi atau materi yang di dalam air.
  3. Tidak bersifat racun yang dapat mengganggu kesehatan
  4. Harus bisa dideteksi walaupun dalam jumlah yang sangat kecil
  5. Mudah didapat dan harganya murah

7. Tanpa bantuan radioisotop sebagai perunut, gambaran sistem yang dipelajari tersebut sulit dan tak mungkin diperoleh.

8. Pemanfaatan radioisotop sebagai perangsang, yaitu dengan me-letakkan sumber radiasi ( radioisotop ) di dalam sistem.

9. Akibat adanya pancaran radiasi dari radioisotop maka sistem yang dipelajari akan terinduksi oleh radiasi.

10. Induksi yang terjadi dapat berupa penyerapan ( Atenuasi ) atau bisa berupa hamburan balik ( back scattering ).

11. Induksi yang ditangkap oleh detektor akan memberikan gambaran sistem yang dipelajari. Gambaran sistem yang dipelajari akan diperoleh dengan baik setelah dikalibrasi dengan sistem standar tersebut.

12. Radioisotop yang sering digunakan dalam bidang hidrologi antara lain adalah : H3, Na24, Cr51, Br82 dan I131.

13. Mengapa radioisotop-radioisotop tersebut banyak digunakan dalam bidang hidrologi ? Tak lain karena alasan keselamatan lingkungan. Radioisotop tersebut relatif cepat meluruh atau waktu paronya pendek sehingga cepat menyesuaikan dengan cacah latar.

A. Radioisotop sebagai perunut

( Tracer Technique )

Radioisotop digunakan sebagai perunut dalam :

1. Penentuan kecepatan dan aliran air tanah ( Ground Water )

Arah aliran air tanah dan kecepatannya seringkali diperlukan dalam pembuatan perencanaan suatu kawasan sypaya air tanah yang diambil ( di-bor )sebagai sumber air benar-benar baik dan tidak terkontaminasi oleh air limbah yang dibuang dalam peresapan. Caranya adalahdengan membuat sumur pada beberapa tempat ( multi well technique ) sebagai berikut :

Gambar : Penentuan aliran Tanah

Radioisotop disuntikan ke dalam sumur A. Setelah beberapa saat, air dari sumur 1 sampai dengan sumur 6 diambil di-analisis kandungan radioisotopnya yang terbanyak, menunjukkan arah aliran air tanah dari sumur A ke sumur yang terbanyak radioisotopnya.

2. Penentuan kebocoran pipa di dalam tanah

Kebocoran pipa di dalam tanah dapat diketahui dengan mema-sukkan radioisotop tertentu kedalam tanah pipa ( ikut aliran fluida ). Radioisotop akan keluar pada pipa yang bocor dan ini dapat diketahui dengan bantuan detektor nuklir yang mengikuti arah aliran dari permukaan tanah.

Gambar : Penentuan kebocoran pipa dalam tanah

3. Radioisotop dapat juga digunakan untuk mengetahui transport endapan ( pasir, misalnya ) di dalamnya sungai, di dalam danau, dan di dalam laut ( teluk ). Perunut radioisotop yang digunakan bisa berupa : 

a. Pasir yang diambil dari sungai, danau, atau laut yang akan dimati transport endapannya. Pasir yang dikehendaki sesuai dengan diameter yang ditentukan ( melalui proses pengayakan )

b. Surface labelling, yaitu pasir yang permukaannya diberi lapisan radioisotop.

c. Exchange resin, yaitu suatu zat yang diberi larutan yang mengandung radioisotop. Radioisop akan menempel dan diabsorbsi oleh resin

d. Ground glass, yaitu bahan gelas yang ukurannya dibuat seperti butiran pasir yang diselidiki dan diberi zat yang akan dijadikan radioisotop.

Setelah perunut selesai dibuat, perunut radioisotop dimasukkan ke dalam sungai atau danau yang akan diselidiki transport endapannya. Pasir kemudian diambil dari beberapa tempat, dicacah radiasinya dengan detektor nuklir, kemudian dianalisis.

B. Radioisotop sebagai perangsang ( Induce Technique )

Radioisotop digunakan sebagai perangsang adalah pada :

1. Pengukuran kecepatan pengendapan lumpur di danau dan laut :

Mekanisme pengukuran didasarkan adanya atenuasi yang semakin besar ( tebal ) yang disebabkan oleh pengendapan lumpur.

Radiasi yang tertangkap oleh detektor semakin berkurang adanya endapan yang semakin tebal.

Endapan yang bertambah tebal dicatat sebagai fungsi waktu, sehingga diperoleh kecepatan pengendapan lumpur di dalam air danau, laut, dan di dalam air sungai, seperti yang digambarkan pada gambar dibawah ini.

2. Pengukuran kepadatan lapisan suatu sistem atau proses logging

Prinsip pengukuran kepadatan lapisan suatu sistem ini hampir mirip dengan pengukuran kecepatan pengendapan lumpur di dalam air, hanya saja radiasi yang ditangkap oleh detektor bukan adanya atenuasi, tetapi oleh karena adanya hamburan balik ( back scattering ) dari kepadatan  lapisan suatu sistem

Prinsip pengukuran seperti ini sering disebut sebagai proses logging.

Perkembangan proses logging ini kemudian dapat digunakan untuk menerjemahkan arti kepadatan lapisan suatu sitem sebagai “ lapisan minyak “ ; “ Lapisan Gas “ atau lapisan tambang lainnya.

Logging sering digunakan dalam pengeboran lapisan tanah dari hanya beberapa meter sampai ribuan meter dibawah permukaan tanah.

Gambar : Penentuan kecepatan pengendapan lumpur

Gambar : Proses Logging

            Hamburan balik ( back scattering ) yang berasal dari lapisan tanah 3 ditangkap oleh detektor, kemudian dicatat oleh rekorder. Data yang diperoleh  dari hamburan balik lapisan tanah 3 sudah barang tentu lain dengan data hamburan balik dari lapisan tanah lainnya ( lapisan 1, 2 dan 4 ). Data setiap lapisan tanah kemudian di kalibrasi dengan data hasil analisis di laboratorium dari hasil pengeboran  ( sondering ) secara konvensional, sehingga didapat suatu data ( Hasil kalibrasi ) yang bisa dibaca secara langsung kandungan mineral pada setiap lapisan tanah. Perlu diingat bahwa kalibrasi alat untuk proses logging sangat penting dan sangat menentukan dalam pembacaan hasilnya.

            Pemanfaatan teknik atau proses logging saat ini sangat pesat, karena dalam pengeboran  dengan teknik loging ini data yang diperoleh dapat langsung digunakan untuk mengetahui keadaan lapisan tanah dan kandungan mineralnya.

            Pada saat ini dikenal beberapa macam teknik atau proses logging, yaitu :

1. Gamma-gamma logging

Teknik logging ini menggunakan sumber radiasi Gamma dan detektor khusus untuk radiasi Gamma. Hamburan balik radiasi Gamma dari lapisan tanah di sekitar alat ( mata ) bor akan ditangkap oleh detektor khusus untuk radiasi Gamma.

2. Neutron-Gamma logging

Alat ini memanfaatkan sumber radiasi neutron dan detektor-nya, khusus untuk radiasi Gamma yang timbul adalah akibat interaksi radiasi neutron dengan lapisan tanah disekitar alat ( mata ) bor.

Jadi radiasi Gamma yang timbul di analisis dengan spektrometri Gamma. Untuk mengetahui unsur unsur yang terdapat dalam lapisan tanah tersebut.

Proses neutron-gamma logging mirip dengan teknik analisis aktivasi neutron.

Alat neutro-gamma logging, selain untuk menganalisi unsur di dalam mata bor, juga dapat dipakai untuk menentukan pengaruh air pasang surut laut terhadap sungai, dalam hal ini untuk mengetahui batas air tawar dan air asin di dalam sungai   

3. Neutron-neutron Logging

Teknik logging ini menggunakan sumber radiasi neutron dan detektor khusus neutron.

Detektor neutron digunakan untuk menangkap hamburan balik radiasi neutron dari lapisan tanah di sekitar alat ( mata ) bor.

Neutron-neutron logging pada umumnya digunakan untuk menentukan kadar air dalam lapisan tanah.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s