PUSAT ILMU PENGETAHUAN DAN AGAMA

PEMANFAATAN RADIOISOTOP - fisika

BidangKedokteran
Radioisotop dapat digunakan untuk radioterapi, seperti larutan iodium-131 (Na131l) untuk terapi kelainan tiroid dan fosfor-32 (Na2H32PO4) yang merupakan radioisotop andalan dalam terapi polisitemia vera dan leukemia. Selain, itu radioisotop juga dapat digunakan untuk radiodiagnosis seperti teknesium-99m (Na99mTcO4) untuk diagnosis fungsi dan anatomis organ tubuh, sedangkan studi sirkulasi dan kehilangan darah dapat dilakukan dengan radioisotope krom-51 (Na2 51CrO4).

Bidang Pertanian
Radioisotop yang digunakan sebagai perunut dalam penelitian efisiensi pemupukan tanaman adalah fosfor-32 (32P). Teknik perunut dengan radioisotop akan memberikan cara pemupukan yang tepat dan hemat.

Bidang hidrologi
Natrium-24 (24P) merupakan radioisotop yang sering digunakan untuk mengukur kecepatan laju dan debit air sungai, air dalam tanah dan rembesan. Kebocoran dam serta pipa penyalur yang terbenam dalam tanah dapat dideteksi menggunakan radioisotop iodium-131 dalam bentuk senyawa CH3 131l, sedangkan lokasi dumping, asal/pola aliran sedimen dan laju pengendapan dapat diukur menggunakan krom-51 dan brom-82 masing-masing dalam bentuk senyawa K251Cr2P7 dan K82Br.

Bidang Industri
Teknik radiografi merupakan teknik yang sering dipakai terutama pada tahap-tahap konstruksi. Pada sektor industri minyak bumi, teknik ini digunakan dalam pengujian kualitas las pada waktu pemasangan pipa minyak/gas serta instalasi kilang minyak. Selain bagianbagian konstruksi besi yang dianggap kritis, teknik ini digunakan juga pada uji kualitas las dari ketel uap tekanan tinggi serta uji terhadap kekerasan dan keretakan pada konstruksi beton. Radioisotop yang sering digunakan adalah kobal-60 (60Co). Dalam bidang industri, radioisotope digunakan juga sebagai perunut misalnya untuk menguji kebocoran cairan/gas dalam pipa serta membersihkan pipa, yang dapat dilakukan dengan menggunakan radioisotop iodoum- 131 dalam bentuk senyawa CH3 131l.
Radioisotop seng-65 (65Zn) dan fosfor-32 merupakan perunut yang sering digunakan dalam penentuan efisiensi proses industri, yang meliputi pengujian homogenitas pencampuran serta residence time distribution (RTD). Sedangkan untuk kalibrasi alat misalnya flow meter, menentukan volume bejana tak beraturan serta pengukuran tebal material, rapat jenis dan penangkal petir dapat digunakan radioisotop kobal-60, amerisium-241 (241Am) dan cesium-137 (137Cs). Radioisotop Produksi (PTNBR) Badan Tenaga Nuklir Nasional Pusat Teknologi Nuklir bahan dan Radiometri.

REAKTOR NUKLIR

Teras sebuah reaktor kecil yang digunakan
untuk penelitian.
Reaktor nuklir adalah tempat/perangkat dimana reaksi nuklir berantai dibuat, diatur dan dijaga kesinambungannya pada laju yang tetap (berlawanan dengan bom nuklir, dimana reaksi berantai terjadi pada orde pecahan detik, reaksi ini tidak terkontrol).
Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan. Saat ini, reaktor nuklir paling banyak digunakan untuk membangkitkan listrik. Reaktor penelitian digunakan untuk pembuatan radioisotop (isotop radioaktif) dan untuk penelitian. Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir.
Saat ini, semua reaktor nuklir komersial berbasis pada reaksi fissi nuklir, dan sering dipertimbangkan masalah risiko keselamatannya. Sebaliknya, beberapa kalangan menyatakan PLTN merupakan cara yang aman dan bebas polusi untuk membangkitkan listrik. Daya fusi merupakan teknologi ekperimental yang berbasi pada reaksi fusi nuklir. Ada beberapa piranti lain untuk mengendalikan reaksi nuklir, termasuk di dalamnya pembangkit thermoelektrik radioisotop dan baterai atom, yang membangkitkan panas dan daya dengan cara memanfaatkan peluruhan radioaktif pasif, seperti halnya Farnsworth-Hirsch fusor, dimana reaksi fusi nuklir terkendali digunakan untuk menghasilkan radiasi neutron.
Aplikasi
· Daya nuklir:
o Panas untuk pembangkit listrik
o Panas untuk perumahan dan pemanas industri
o Desalinasi
· Propulsi nuklir:
o Propulsi nuklir kelautan
o Usulan roket panas nuklir
· Transmutasi unsur:
o Produksi plutonium, yang biasa digunakan dalam senjata nuklir
o Produksi beragam isotop radioaktif, seperti americium yang digunakan dalam detektor asap, dan cobalt-60, molybdenum-99 dan lainnya yang digunakn untuk pencitraan dan perawatan medis
· Aplikasi penelitian :
o Penyediaan sumber neutron dan radiasi positron (misalnya Analisis Aktivasi Neutron dan Penanggalan potassium-argon)
o Pengembangan teknologi nuklir
Sejarah
Meskipun umat manusia telah menguasai daya nuklir baru-baru ini, reaktor nuklir yang pertama muncul dikendalikan oleh alam. Lima belas reaktor fissi nuklir alami telah ditemukan di tambang Oklo, Gabon, West Africa. Pertama ditemukan pada tahun 1972 oleh ahli fisika Perancis Francis Perrin. Reaktor alami ini dikenal dengan sebutan Reaktor Fossil Oklo. Reaktor-reaktor ini diperkirakan aktif selama 150 juta tahun, dengan daya keluaran rerata 100 kW. Bintang-bintang juga mengandalkan fusi nuklir guna membangkitkan panas, cahaya dan radiasi lainnya. Konsep reaktor nuklir alami diajukan pertama kali oleh Paul Kuroda pada tahun 1956 saat di Universitas Arkansas [1].


Gambar dari paten "reaktor neutron" Fermi-Szilárd.
Enrico Fermi dan Leó Szilárd, pertama kali membangun reaktor nuklir Chicago Pile-1 saat mereka di Universitas Chicago pada 2 Desember, 1942.
Reaktor nuklir generasi pertama digunakan untuk menghasilkan plutonium sebagai bahan senjata nuklir. Selain itu, reaktor nuklir juga digunakan oleh angkatan laut Amerika (lihat Reaktor Angkatan Laut Amerika Serikat) untuk menggerakkan kapal selam dan kapal pengangkut pesawat udara. Pada pertengahan 1950-an, baik Uni Sovyet maupun negara-negara barat meningkatkan penelitian nuklirnya termasuk penggunaan atom di luar militer. Tetapi, sebagaimana program militer, penelitian atom di bidang non-militer juga dilakukan dengan rahasia.
Pada 20 Desember 1951, listrik dari generator yang digerakkan oleh tenaga nuklir pertama kali dihasilkan oleh Experimental Breeder Reactor-I (EBR-1) yang berlokasi di Arco, Idaho. Pada 26 Juni 1954, pukul 5:30 pagi, PLTN pertama dunia utnuk pertama kalinya mulai beroperasi di Obninsk, Kaluga Oblast, USSR. PLTN ini menghasilkan 5 megawatt, cukup untuk melayani daya 2,000 rumah. [2][3].
PLTN skala komersial pertama dunia adalah Calder Hall, yang mulai beroperasi pada 17 Oktober 1956 [4]. Reaktor generasi pertama lainnya adalah Shippingport Reactor yang berada di Pennsylvania (1957).
Sebelum kecelakaan Three Mile Island pada 1979, sebenarnya permintaan akan PLTN baru di Amerika Serikat sudah menurun karena alasan ekonomi. Dari tahun 1978 sampai dengan 2004, tidak ada permintaan PLTN baru di Amerikat Serikat [5], meskipun hal itu mungkin akan berubah pada tahun 2010 ( lihat Masa depan industri nuklir).
Tidak seperti halnya kecelakaan Three Mile Island, kecelakaan Chernobyl pada tahun 1986 tidak berpengaruh pada peningkatan standar reaktor nuklir negara barat. Hal ini dikarenakan memang reaktor Chernobyl dikenal mempunyai desain yang tidak aman , menggunakan reaktor jenis RBMK, tanpa kubah pengaman (containment building) dan dioperasikan dengan tidak aman, dan pihak barat memetik pelajaran dari hal ini [6].
Pada tahun 1992 topan Andrew menghamtam Turkey Point Nuclear Generating Station. Lebih dari US$90 juta kerugian yang diderita, sebagian besar menimpa tangki penampungan air dan cerobong asap pembangkit listrik berbahan bakar fossil (minyak/batubara) yang ada dilokasi, tapi containment building tidak mengalami kerusakan [7][8].
Masa depan industri nuklir
Hingga tahun 2006, Watts Bar 1, yang akan beroperasi pada tahun 1997, adalah PLTN komersial Amerika Serikat terakhir yang akan beroperasi. Hal ini biasanya dijadikan bukti berhasilnya kampanye anti PLTN/nuklir dunia. Tetapi, penolakan politis akan nuklir hanya berhasil terjadi di sebagian Eropa, Selandia Baru, Filipina dan USA. Bahkan di USA dan seluruh Eropa, investasi pada penelitian daur bahan bakar nuklir terus berlanjut, dan dengan prediksi beberapa ahli akan kelangkaan listrik , peningkatan harga bahan bakar fossil dan perhatian akan emisi gas rumah kaca akan memperbarui kebutuhan PLTN.
Banyak negara yang tetap aktif mengembangkan energi nuklirnya termasuk diantaranya Jepang, China dan India, kesemuanya aktif mengembangkan teknolgi reaktor thermal dan reaktor cepat. Korea Selatan dan USA hanya mengembangkan teknolgi reaktor thermasSouth, Afrika Selatan dan China mengembangkan versi baru Pebble Bed Modular Reactor (PBMR). Finlandia dan Perancis aktif mengembangkan energi nuklir; Finladia mempunyai European Pressurized Reactor yang sedang dibangun oleh Areva. Jepang membangun unit yang beroperasi pada tahun 2005.
Pada 22 September 2005 telah diumumkan dua lokasi baru di USA yang telah dipilih sebagai lokasi PLTN.
Tipe-tipe reaktor

Reaktor PULSTAR yang dimiliki oleh universitas NC State adalah reaktor penelitian jenis kolam daya 1 MW dengan pengkayaan uranium 4%, bahan bakar pin yang terdiri dari pellet UO2 dalam cladding zircaloy
Ruang kendali reaktor PULSTAR universitas NC State
Sejumlah teknologi reaktor telah dikembangkan. Reaktor fissi secara umum dapat dikelompokkan berdasarkan jenis energi neutron yang digunakan dalam reaksi berantainya.
· Reaktor thermal (lambat) menggunakan neutron lambat atau neutron thermal. Reaktor ini bercirikan mempunyai material pelambat yang ditujukan untuk melambatkan neutron sampai mempunyai energi kinetik rerata partikel yang ada disekitarnya, dengan kata lain, sampai mereka "dithermalkan"
Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_nuklir"


REAKTOR NUKLIR DI INDONESIA


Oleh : Markus Wauran *)
Pengembangan dan pengaplikasian teknologi nuklir di Indonesia diawali dengan pembentukan Panitia Negara untuk penyelidikan Radioaktivitet pada 1954. Panitia Negara bertugas menyelidiki kemungkinan adanya jatuhan radioaktif dari uji coba senjata nuklir di Lautan Pasifik yang dilakukan oleh ne- gara-negara maju.
Dengan memperhatikan perkembangan pendayagunaan dan pemanfaatan tenaga atom bagi kesejahteraan masyarakat maka melalui Peraturan Pemerintah No 65 Tahun 1958 pada 5 Desember 1958 dibentuk Dewan Tenaga Atom dan Lembaga Tenaga Atom (LTA), yang kemudian disempurnakan menjadi Badan Tenaga Atom Nasional (Batan), berdasarkan UU No 31 Tahun 1964 tentang Ketentuan-ketentuan Pokok Tenaga Atom. Di sisi lain, pada 1957, Indonesia menjadi Anggota IAEA (International Atomic Energy Agency).
Dengan perubahan paradigma, pada 1997 ditetapkan UU No 10 tentang Ketenaganukliran di mana antara lain diatur pemisahan unsur pelaksana kegiatan pemanfaatan tenaga nuklir (Batan) dan Badan Pengawas Tenaga Nuklir (Bapeten), di samping ditetapkan perlunya dibentuk Majelis Pertimbangan Tenaga Nuklir. Di sisi lain, dengan UU tersebut nama Batan disesuaikan menjadi Badan Tenaga Nuklir Nasional. Tanggal 5 Desember ditetapkan sebagai hari jadi Batan, yang merupakan tanggal bersejarah bagi perkembangan teknologi nuklir di Indonesia.
Bertolak dari ketentuan awal itu, untuk lebih meningkatkan penguasaan di bidang iptek nuklir, pada 1965 diresmikan pengoperasian reaktor atom pertama dengan nama Triga Mark II di Bandung, Pusat Penelitian Tenaga Atom Pasar Jumat, Jakarta, pada 1966, Reaktor Atom Kartini di Yogyakarta 1967, dan terakhir Reaktor Atom Siwabessy di Serpong 1987.
Reaktor Triga Mark II memiliki daya 250 kW pada 1965, ditingkatkan menjadi 1.000 kW pada 1971, dan terakhir menjadi 2.000 kW pada 2000. Reaktor tersebut merupakan salah satu fasilitas dari kawasan nuklir Bandung yang menempati lahan sekitar 3 ha. Di kawasan ini terdapat Pusat Teknologi Bahan dan Radiometri. Kegiatan di sana meliputi pendayagunaan reaktor untuk penelitian dan pembinaan keahlian, litbang bahan dasar, radioisotop dan senyawa bertanda, instrumentasi dan teknik analisis radiometri, pengawasan keselamatan kerja terhadap radiasi dan lingkungan, serta pelayanan kedokteran nuklir.
Fasilitas lain yang terdapat di kawasan itu adalah laboratorium fisika, kimia, dan biologi, produksi isotop dan senyawa bertanda, dan klinik kedokteran nuklir pertama di Indonesia sebagai embrio berdirinya Unit Kedokteran Nuklir di Rumah Sakit Hasan Sadikin, Bandung.
Kawasan Nuklir
Reaktor Kartini memiliki daya 100 kW dan terletak di kawasan nuklir Yogyakarta dengan luas lahan sekitar 8,5 ha. Di samping Reaktor Kartini, kawasan ini juga memiliki fasilitas perangkat subkritik, laboratorium penelitian bahan murni, akselerator, laboratorium penelitian D2O, laboratorium fisika dan kimia nuklir, fasilitas keselamatan kerja dan kesehatan, perpustakaan, fasilitas laboratorium untuk pendidikan, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, serta Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir (STTN).
Kawasan Nuklir Pasar Jumat Jakarta dibangun pada 1966 di atas lahan sekitar 20 ha. Di kawasan ini terdapat beberapa fasilitas, yaitu tiga unit Iradiator Gamma (y) kobalt-60, 2 mesin berkas elektron, laboratorium pengolahan uranium, perangkat alat ukur radiasi, laboratorium kimia, biologi, proses dan hidrologi, fasilitas pendidikan dan latihan, serta Gedung Peragaan Sains dan Teknologi Nuklir (Perasten).
Di kawasan ini terdapat beberapa unit organisasi Batan, seperti: Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Pusat Pengembangan Geologi Nuklir, Pusat Pendidikan dan Pelatihan serta Pusat Diseminasi Iptek Nuklir. Berbagai kegiatan penelitian dilakukan di kawasan ini, yang meliputi litbang radioisotop dan radiasi serta aplikasinya di berbagai bidang, litbang eksplorasi dan pengolahan bahan nuklir, geologi dan geofisika, litbang keselamatan radiasi dan biomedika nuklir, pendidikan dan pelatihan serta kegiatan sosialisasi dan diseminasi hasil Litbangyasa Iptek Nuklir kepada masyarakat yang dilakukan Batan.
Reaktor Siwabessy dengan daya 30 MW terletak di kawasan nuklir Serpong, Provinsi Banten, dengan luas lahan sekitar 25 ha. Kawasan Nuklir Serpong adalah pusat Litbangyasa Iptek Nuklir yang dibangun dengan tujuan untuk mendukung usaha pengembangan industri nuklir dan persiapan pembangunan serta pengoperasian PLTN di Indonesia. Pembangunan instalasi dan laboratorium Kawasan Nuklir Serpong dilaksanakan melalui tiga fase yang dimulai sejak 1983 dan selesai secara keseluruhan 1992. Kawasan Nuklir Serpong terletak di kawasan Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspitek).
Selain fasilitas utama Reaktor Siwabessy, di kawasan nuklir Serpong terdapat beberapa fasilitas utama lainnya, seperti Instalasi Produksi Elemen Bakar Reaktor Riset, Instalasi Radioisotop dan Radiofarmaka, Instalasi Elemen Bakar Eksperimental, Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif, Instalasi Radiometalurgi, Instalasi Keselamatan dan Keteknikan Reaktor, Fasilitas Pengembangan Informatika, Instalasi Mekano Elektronik Nuklir, Instalasi Spektometri Neutron, serta Instalasi Penyimpanan Elemen Bakar Bekas dan bahan Terkontaminasi
Catatan Penting
Sejak berfungsinya empat kawasan nuklir dengan berbagai fasilitas termasuk tiga reaktor nuklir melalui berbagai kegiatan penelitian, pengembangan dan pemanfaatan iptek nuklir termasuk pembangunan SDM yang menguasai iptek nuklir, maka beberapa catatan penting dan mendasar perlu dikemukakan.
Pertama, kepemimpinan Batan dari masa ke-masa secara signifikan mampu membangun berbagai fasilitas teknologi nuklir termasuk reaktor nuklir yang menghasilkan berbagai kegiatan untuk penelitian, pengembangan dan pemanfaatan teknologi nuklir
Kedua, pemanfaatan teknologi nuklir dari reaktor nuklir dan fasilitas perangkat nuklir lainnya telah dirasakan masyarakat secara luas, meliputi bidang pertanian, peternakan, industri, kesehatan dan kedokteran, hidrologi, rekayasa dan konstruksi, dan lainnya.
Ketiga, para operator reaktor nuklir telah menunjukkan prestasi gemilang dalam mengoperasikan reaktor nuklir karena sejak reaktor nuklir pertama, Triga Mark II, berfungsi disusul Reaktor Kartini dan Reaktor Siwabessy tidak pernah terjadi kejadian (evident) atau kecelakaan (accident) sesuai standar INES (International Nuclear Evident Scale) yang mengancam keselamatan manusia dan lingkungan. Ini membuktikan bahwa para operator reaktor nuklir Indonesia memiliki budaya disiplin kerja yang tinggi.
Keempat, melihat kualitas SDM Indonesia yang menguasai iptek nuklir cukup menonjol, pada 1962 seorang tenaga BATAN, Ir Soebekti, direkrut menjadi staf IAEA dan setelah itu para ahli nuklir Indonesia secara bergantian tanpa putus direkrut dan bekerja di-IAEA sampai sekarang.
Kelima, manajemen reaktor nuklir mulai dari pengoperasian, pengawasan, sampai pemeliharaan telah membuktikan diri sebagai orang-orang yang ahli, andal, berpengalaman, berdedikasi total dan berprestasi. Buktinya, Reaktor pertama Triga Mark II yang telah berumur 43 tahun masih beroperasi dengan baik.
Keenam, manajemen pengolahan limbah telah ditangani dengan baik karena sampai saat ini belum pernah terjadi kebocoran atau kecelakaan yang menghebohkan. Di sisi lain, manajemen terbuka untuk diawasi oleh lembaga berwenang baik di dalam negeri (Bapeten) maupun luar negeri (IAEA), sehingga meraih kepercayaan dunia internasional.
Bertolak dari hal-hal tersebut, maka dari segi pengalaman tersedianya SDM yang ahli dan terampil dengan jumlah yang memadai, budaya disiplin kerja yang prima, serta berbagai perangkat fasilitas teknologi nuklir, Indonesia telah sangat siap untuk membangun dan mengoperasikan PLTN. Yang kita butuhkan hanya dukungan dana (dalam dan luar negeri), serta desain dan konstruksi dari negara-negara maju yang berpengalaman.

0 Komentar untuk "PEMANFAATAN RADIOISOTOP - fisika"

Back To Top