makalah fisika

FISIKA ATOM, INTI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS

Disusun Oleh;
MUYANTO
NPM: 09.0504.0038
TEKNIK INFORMATIKA SI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAGELANG
Jl. MAYJEND BAMBANG SUGENG MERTOYUDAN Km. 5 MAGELANG
2009

MOTTO

Seseorang yang bisa bersikap baik akan menjadi individu yang sukses. Ucapan dan perbuatan yang baik antara lain : “I CAN” (yakin bahwa kita bisa melakukan sesuatu yang baik) dan “THIS IS A LONG PLAN” (untuk menjadi sukses dibutuhkan perencanaan yang matang), “LEARNING IS VALUABLE” (belajar adalah proses yang sangat berharga), “I WILL MAKE A DIFFERENT IN THE LIVES OF SURROUNDING” (berfikir untuk dapat membuat perubahan bagi orang-orang di sekelilingnya).
Mengungkapkan, memilih perilaku yang baik akan memberikan warna bagi kehidupan. Pilihan itu bukanlah sesuatu yang ajaib. Kehidupan yang dilakukan dengan baik pasti dapat menghasilkan perubahan besar. Asal ada kemauan pasti ada jalan.
ﱠﺪﺟﻮ ﱠﺪﺟ ﻦﻤ
Artinya :
“Barang siapa yang bersungguh maka dia akan memperoleh sesuatu”.

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, saya panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk dapat menyelesaikan paper yang berjudul “FISIKA ATOM, INTI ATOM, dan RADIOAKTIVITAS” sebagai salah satu tugas Tes Tengah Semester.
Tiada gading yang tak retak, maka dari itu penulis menyadari bahwa di dalam paper ini masih banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan karena keterbatasan data dan pengetahuan penulis serta waktu yang ada. Oleh karena itu dengan rendah hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari kalangan pembimbing untuk kesempurnaan paper ini.
Dan penulis berharap melalui paper ini dapat memberikan inspirasi bagi siswa untuk lebih giat belajar dan mengukir prestasi. Terlepas dari semua itu, ucapan “Thank You Very Much” kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian paper ini.

Magelang, 19 Nopember 2009

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i
MOTTO ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI iv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang 1
B. Rumusan Masalah 1
C. Tujuan dan Manfaat 1
D. Metode 2
E. Sistematika Penulisan 2
BAB II KAJIAN TEORI
A. Struktur Atom 3
B. Laser 6
C. Inti Atom 7
D. Radioaktivitas 8
E. Transmutasi Inti dan Piranti Eksperimen Fisika Inti 10
F. Radioisotop, Difraksi Sinar-X dan Pita Energi 11
G. Semikonduktor 12
BAB III PENYAJIAN DATA, ANALISIS DAN PEMECAHAN
MASALAH
A. Radiasi dalam Kehidupan Sehari-hari 13
B. Keselamatan Radiasi Lingkungan dalam Pengelolaan
Limbah Radioaktif di Indonesia 16
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan 21
B. Saran 22
DAFTAR PUSTAKA 23
BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Ilmu pengetahuan dan teknologi (Iptek) terus dikembangkan dan dimanfaatkan dalam upaya memenuhi kebutuhan dasar manusia, memperpanjang harapan hidup dan menstimulasi peningkatan kualitas hidup. Dalam pemanfatan iptek untuk berbagai tujuan selalu ditimbulkan sisa proses/limbah, karena efisiensi tidak pernah mencapai 100%. Demikian juga dalam pemanfaatan, pengembangan dan penguasaan iptek nuklir selalu akan ditimbulkan limbah radioaktif sebagai sisa proses. Limbah radioaktif yang ditimbulkan harus dikelola dengan baik dan tepat agar tidak mencemari lingkungan, karena pada gilirannya berpotensi mengganggu kesehatan masyarakat. Berdasarkan pengalaman di Amerika Serikat, ditunjukkan bahwa pembersihan lingkungan (clean up) akibat terjadinya pencemaran oleh limbah radioaktif membutuhkan biaya 10 sampai 100 kali lebih besar dibandingkan bila biaya pengelolaan limbah tersebut secara baik. Uraian ini diharapkan dapat memberikan informasi seimbang kepada anggota masyarakat.

B. Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang masalah diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
“Bagaimana mengaplikasikan pengetahuan tentang fisika atom, inti atom dan radioaktivitas terhadap penanganan bahaya limbah radioaktif. ”

C. Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah :
1. Mengidentifikasi dan memberikan gambaran tentang fisika atom, inti atom dan radioaktivitas.
2. Untuk mengetahui penanganan bahaya limbah radioaktif secara benar.

D. Metode
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode studi kepustakaan. Pemilihan metode ini karena penelitian yang dilakukan ditujukan untuk mengidentifikasi permasalahan penanganan bahaya limbah radioaktif dengan mengetahui cara pengaplikasian pengetahuan tentang fisika atom, inti atom dan radioaktivitas dengan mengacu pada literatur-literatur, artikel-artikel dan sumber bacaan lain.

E. Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan paper ini terbagi dalam empat bab. Pembagian penulisan dalam paper ini untuk memudahkan penulis dalam menyusun hasil penelaahan terhadap permasalahan yang ada.
Dan sistematika penulisan paper ini dapat diuraikan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini secara garis besar memuat pendahuluan, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II KAJIAN TEORI
Dalam bab ini akan diuraikan mengenai definisi konsep fisika atom, inti atom, dan radioaktivitas.
BAB III PENYAJIAN DATA, ANALISIS DAN PEMECAHAN MASALAH
Dalam bab ini akan disajikan data-data tentang permasalahan yang timbul akibat limbah radioaktif dan pemecahan masalah yang bisa dilakukan.
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini memuat tentang pokok-pokok hasil pembahasan dari bab II dan III. Uraian kesimpulan akan menjadi jawaban atas masalah yang sudah dirumuskan.

BAB II
KAJIAN TEORI

A. STRUKTUR ATOM
- TEORI ATOM DALTON
John Dalton pada tahun 1803 mengemukakan teorinya sebagai berikut :
a. Atom merupakan bagian terkecil suatu zat yang tidak dapat dibagi lagi.
b. Atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
c. Sifat unsur memiliki sifat yang sama dengan sifat atom penyusunnya.
d. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat bersenyawa membentuk molekul, dengan jumlah massa sebelum dan sesudah persenyawaan adalah sama.
e. Dalam suatu senyawa, atom-atom setiap unsur bergabung dengan perbandingan tertentu dan sederhana (misalnya : atom C dan atom O membentuk CO dan CO2).
Kelemahan teori Dalton adalah :
a. Ternyata atom masih dapat dibagi lagi seperti proton, neutron dan electron.
b. Tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan pada atom.

- TEORI THOMSON
Dalam percobaannya menggunakan tabung sinar katoda, menunjukkan bahwa partikel sinar katoda jauh lebih ringan dari pada atom. Partikel ini oleh Thomson dinamakan electron. Dengan tabung sinar katoda ini, Thomson dapat menentukan harga perbandingan muatan electron dengan massa electron.
Pada tahun 1904, J.J. Thomson mengemukakan model atomnya sebagai berikut : “Atom berbentuk bola dan bermuatan positif yang tersebar merata ke seluruh bagian atom dan dinetralkan oleh electron yang melekat pada permukaannya”. Model atom Thomson ini dikenal sebagai model roti kismis.

- TEORI ERNST RUTHERFORD
Rutherford melakukan percobaannya dengan menembakkan partikel a ke arah lempeng emas, sehingga dapat menyimpulkan: Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang berputar pada lintasan-lintasan tertentu  (seperti susunan tata surya).
Bila lintasan elektron dianggap lingkaran, maka energi total elektron:
E = Ek + Ep
E = – k e²/2r tanda (-) menunjukkan keterikatan terhadap inti
(menunjukkan bahwa untuk mengeluarkan elektron
diperlukan energi).
r = jari-jari orbit elektron
k = 9 x 109 newton.m²/cou
Jadi jika r membesar maka E juga membesar, sehingga elektron pada kulit paling luar memiliki energi terbesar.
Kelemahan teori Rutherford:
1. Elektron dapat “runtuh” ke inti atom karena dipercepat dan memancarkan energi.
2. Spektrum atom hidrogen berupa spektrum kontinu (kenyataannya spektrum garis).
3. Tidak dapat menjelaskan spectrum cahaya yang dipancarkan atom hidrogen.
4. Menurut teori ini, karena memancarkan gelombang elektromagnetik maka energi total electron akan semakin berkurang sehingga akhirnya akan jauh ke inti.

- TEORI NEILS BOHR
Berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum, Neils Bohr mengemukakan teorinya:
1. Elektron hanya dapat mengelilingi inti atom melalui lintasan-lintasan tertentu saja, tanpa membebaskan energi. Masing-masing lintasan hanya dapat dilalui elektron yang memiliki momentum anguler kelipatan bulat dari h/2.
m . v . r = n . h/2
2. Elektron akan mengalami eksitasi (pindah ke lintasan yang lebih tinggi) atau ionisasi jika menyerap energi, dan transisi ke lintasan yang lebih rendah jika memancarkan energi foton.
Jari-jari lintasan elektron:
rn = 5.28 x 10-11 n2 meter
n = 1, 2, 3, ………….. = bilangan kuantum utama
Tingkat-tingkat energi (energi kulit ke-n):
En = – (k e2/2 r n2)= (-13.6/n2) ev
1 eV= 1.6 x 10-19 joule

SPEKTRUM ATOM HIDROGEN (SPEKTRUM GARIS)
Menurut Neils Bohr :
1/ = R [ (1/nA2) - (1/nB2) ]
E = EB – EA = h . c/
EB = energi pada kulit n
EA = energi pada kulit nA
R = konstanta Rydberg = 1.097 x 107 m-1
E = energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah
I. Deret Lyman
terletak pada daerah ultra ungu
nA = 1 ; nB = 2, 3, 4, …….
II. Deret Balmer
terletak pada daerah cahaya tampak
nA = 2 ; nB = 3, 4, 5. … …
III. Deret Paschen
terletak pada daerah infra merah 1
nA=3 ; nB = 4, 5, 6,…..
IV. Deret Bracket
terletak pada daerah infra merah 2
nA = 4 ; nB = 5, 6, 7,…….
V. Deret Pfund
terletak pada daerah infra merah 3
nA = 5 ; nB = 6, 7, 8, …
Kelemahan Model Atom Bohr:
1. Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak
2. Tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda)
3. Tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia

LUCUTAN GAS
Lucutan gas adalah peristiwa mengalirnya muatan listrik di dalam tabung lucutan gas (tabung Crookes) pada tekanan gas sangat kecil  menghasilkan berkas sinar katoda.

PERBANDINGAN MASSA DAN MUATAN ELEKTRON (e/m)
1. Dihitung oleh JJ Thomson:
e/m= 1,7588 x 1011 coul/kg
2. R.A. Milikan menghitung besarnya muatan elektron:
e = 1,6021 x 10-19 coulomb
3. Sehingga massa elektron dapat ditentukan:
me = 9,1091 x 10-31

B. LASER
Sifat laser : koheren, monokromatik, intensitas tinggi dan pulsanya sejajar.
Jenis laser : padat (Ruby), cair (larutan kriptosianida), gas (CO2, He-Ne) dan semi konduktor (Gas As)
Penerapan laser : mengukur jarak, alat bedah, gambar 3 dimensi (holografi), mengasah intan, memotong baja.

C. INTI ATOM
Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (1P1) dan netron ( 0n1). Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon.
Simbol nuklida : ZXA atau ZAX dengan
A = nomor massa
Z = jumlah proton dalam inti = jumlah elektron di kulit terluar
N = A – Z = jumlah netron di dalam inti atom
Proton bermuatan positif = 1,6 x 10-19 C dan netron tidak bermuatan.
Isoton : Atom-atom unsur tertentu ( Z sama) dengan nomor massa berbeda.
Isoton: kelompok nuklida dengan jumlah netron sama tetapi Z berbeda.
Isobar: kelompok nuklida dengan A sama tetapi Z berbeda.
Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon-nukleon pembentuknya. Akibatnya ada energi ikat inti.
Contoh: 2p + 2n  2He4 jadi m = m(2p + 2n) – m(2He4)
Energi ikat inti E = m c2 m = (Z . mp + N . mn) – minti
Dalam fisika inti satuan massa biasa ditulis 1 sma (1 amu) = 1.66 x 10-27 kg = 931 MeV/C2
satuan m :
kg  E = m . c2 (joule)
sma  E = m . 931 (MeV)

Stabilitas inti:
Suatu nuklida dikatakan stabil bila terletak dalam daerah kestabilan pada diagram N – Z.
Untuk nuklida ringan (A 83 adalah tidak stabil.
Contoh:
1. Sumber energi matahari adalah reaksi inti 4 proton  helium + 2e+ diketahui:
- massa proton = 1,6726 x 10-27 kg
- massa e+ = 0,0009 x 10-27 kg
- massa helium = 6,6466 x 10-27 kg
Jika dalam reaksi ini terbentuk 6,6466 gram helium, hitunglah energi yang dihasilkannya.
Jawab:
Dalam setiap reaksi yang terjadi: 4 1p1  2He4 + 2e+, selalu terbentuk 1 2He4 yang massanya 6,6466 x 10-27 kg. Karena terbentuknya 6,6466 gram 2He4, maka jumlah reaksi yang terjadi (n) adalah:
n = (6,6466 gram) / (6,6466 x 10-27) = 1024 kali reaksi.
Dari rumus Defek massa:
m = M(p) – M(1 2He4 + 2e+) = 0,042 x 10-27 kg
Jadi energi total reaksi yang dihasilkan:
E = n . m . c2 = 1024 . 0,042 x 10-27 (3.108)2 = 0,378 x 1013 joule

D. RADIOAKTIVITAS
Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar , ,  yang menyertai proses peluruhan inti.
Sinar  : - identik dengan inti atom helium (2He4)
- daya tembusnya kecil tapi daya ionisasinya besar.
Sinar  : - identik dengan elektron ( le.)
- daya tembus cukup besar tapi daya ionisasinya agak kecil
Sinar  : - tidak bermuatan (gelombang elektromagnetik).
- daya tembus paling besar tapi daya ionisasinya kecil (interaksi berupa foto listrik, Compton den produksi pasangan).

Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel (, , ) yang dipancarkan tiap satuan waktu.
R =  N
R = kuat radiasi satuan Curie
1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.
 = konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis pancaran radioaktif, yang menyatakan kecepatan peluruhan inti.
N = jumlah atom.
Waktu paruh (T ½) adalah waktu yang diperlukan oleh ½ unsur radioaktif berubah menjadi unsur lain.
T½ = ln 2/ = 0,693/  N = Noe-lt = No(½)-t/T
Jadi setelah waktu simpan t = T½ massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = ½ No ATAU setelah waktu simpan nT½  zat radioaktif tinggal (½)n
Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:
I = Ioe-x
Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)
 = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)
x = tebal materi/bahan (m atau cm )
Bila I = ½ Io maka x = 0,693/  disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mula.

Jenis detektor radioaktif :
1. Pencacah Geiger(G1M)
untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif
2. Kamar Kabut Wilson
untuk mengamati jejak partikel radioaktif
3. Emulsi Film
untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif
4. Pencacah Sintilad
untuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.

E. TRANSMUTASI INTI DAN PIRANTI EKSPERIMEN FISIKA INTI
TRANSMUSI INTI
1. Fisi
Peristiwa pembelahan inti atom dengan partikel penembak, sehingga menghasilkan dua inti baru dengan nomor massa yang hampir sama.

Contoh: Dalam reaktor atom: U235 + n  Xe140 + Sr94 + 2n + E
2. Fusi
Peristiwa penggabungan dua inti atom ringan, menghasilkan inti atom baru yang lebih berat.

Contoh: reaksi di matahari: 1H2 + 1H2  2He3 + on1

PIRANTI EKSPERIMEN FISIKA INTI
1. Reaktor Atom
Tempat berlangsungnya reaksi fisi, yaitu penembakan Uranium (U) dengan netron (n), menghasilkan banyak n yang dapat dikendalikan. Bila tidak dikendalikan  terjadi bom atom.
Komponen reaktor :
- batang kendali
- moderator
- perisai
- bahan bakar
2. Siklotron
Tempat pemercepat partikel (proton atau netron). Energi hingga 100 MeV.
3. Betatron
Tempat pemercepat elektron. Energi hingga 300 MeV.
4. Sinkrotron
Tempat pemercepat proton. Energi yang dicapai hingga 500 GeV.
5. Akselerator
Tempat pemercepat proton atau elektron. Energi hingga 10 GeV.
Semua piranti di atas digunakan untuk melakukan transmutasi inti.

F. RADIOISOTOP, DIFRAKSI SINAR-X DAN PITA ENERGI
RADIOISOTOP
Radioisotop adalah isotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi inti dengan netron.
misalnya 92 U 238 + 0 n 1  29 U 239 + 
Penggunaan radioisotop:
- Bidang hidrologi
- biologi
- industri

DIFRAKSI SINAR-X
Jika seberkas sinar-X datang pada kristal, maka sinar-sinar yang dipantulkan akan saling memperkuat (interferensi konstruktif). Dalam hal ini berlaku Persamaan Bragg yaitu :
m = 2d sin 
m = 1, 2, 3, …….. = orde difraksi
 = panjang gelombang sinar X
d = sudut antara sinar datang dengan permukaan kristal

PITA ENERGI
Teori pita energi dapat menerangkan sifat konduksi listrik suatu bahan.
Pita energi terdiri atas dua jenis yaitu:
1. Pita valensi (terisi penuh oleh 2N elektron di mana N adalah jumlah atom suatu bahan)
2. Pita konduksi (terisi sebagian elektron atau kosong)
Di antara pita valensi dan pita konduksi terdapat celah energi yang layak tidak boleh terisi elektron.

G. SEMIKONDUKTOR
Hambatan jenis (kebalikan dari konduktivitas listrik) suatu bahan dapat dikelompokkan menjadi:
1. Konduktor ( 104 m)

Hubungan hambatan jenis (o) terhadap suhu
Pada bahan semikonduktor, hole (kekosongan) den elektron berfungsi sebagai pembawa muatan listrik (pengantar arus).
Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor).
Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian (doping). Akibat doping ini maka hambatan jenis semikonduktor mengalami penurunan. Semikonduktor jenis ini terdiri dari dua macam, yaitu semikonduktor tipe-P (pembawa muatan hole) dan tipe-N (pembawa muatan elektron).
Komponen semikonduktor:
1. Dioda, dapat berfungsi sebagai penyearah arus, stabilisasi tegangan dan detektor.
2. Transistor, dapat berfungsi sebagai penguat arus/tegangan dan saklar. Transistor terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN.

BAB III
PENYAJIAN DATA, ANALISIS DAN
PEMECAHAN MASALAH

A. RADIASI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Sadarkah anda jika tiap hari tubuh selalu menerima radiasi. Buktinya ada saat anda membuka jendela kamar di pagi hari. Kehangatan sinar mentari merasuki setiap kehidupan. Sinar atau cahaya yang dipancarkan sang surya itu dikenal dengan radiasi infra merah. Orang-orang yang hidup di daerah sub-tropis pada musim panas atau bila berkunjung ke daerah tropis sebagai turis gemar menjemur diri di pantai untuk mendapatkan radiasi ultraviolet agar kulit tubuhnya berwarna kecoklatan. Saat ini, manusia dengan rekannya yang terpisah jauh dapat berkomunikasi dengan suara ataupun gambar. Itu juga berkat jasa berkat radiasi gelombang pendek (microwave).
Begitu pula hubungan antara seorang astronot yang ada di ruang angkasa dengan operator di pusat pengendali bumi. Bukan hal yang aneh pula hampir setiap dapur di negara-negara maju dilengkapi dengan alat memasak yang disebut microwave. Nah, artinya kita telah banyak memanfaatkan berbagai jenis radiasi untuk memudahkan dan meningkatkan kualitas hidup di bumi.
Kalau begitu bisa dikatakan radiasi adalah hal yang sudah akrab dengan kehidupan manusia. Wajar saja, sebab radiasi sudah ada di bumi sebelum kehidupan ini lahir. Bahkan, ia sudah hadir di ruang angkasa sebelum bumi itu sendiri nongol. Radiasi merupakan bagian dari big-bang yang sejauh kita ketahui lahir kurang lebih dua puluh milyar tahun yang lalu. Sejak itu radiasi menyelimuti ruang angkasa dan merupakan bagian dari bumi.
Pada 1892 ilmuwan berkebangsaan Prancis, Antoine Henri Becquerel meletakkan beberapa lempeng film fotografi di dalam laci. Bersama itu pula ditaruh mineral yang mengandung uranium. Saat film fotografi dicuci dalam larutan pengembang, ia terkejut karena adanya pengaruh mineral uranium pada film fotografi itu. Sejak itu Becquerel dikenal sebagai penemu uranium.
Berikutnya, pada 1898, suami Marie Currie, pionir pemakai kata radioaktivitas, yaitu Pierre menemukan bahwa uranium mengeluarkan radiasi dan ada elemen misterius lainnya. Salah satunya adalah apa yang mereka sebut sebagai polonium.
Berkat semua itu, ketiganya dianugrahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1903. Yang jelas, penemuan radioaktivitas akhirnya menjadi semacam babak baru dari era fisika modern. Terutama sejak ditemukan Polonium itu berhasil mengubah banyak hal dan membangkitkan pertanyaan. Misalnya, apa yang menyebabkan atom-atom meluruh, terbuat dari apa atom-atom itu, gaya-gaya apa yang bekerja di dalamnya? Hasilnya, pada abad berikutnya manusia pun menemukan banyak hal tentang radiasi dan fenomena lainnya dalam fisika.
Pada abad ke-20, manusia telah mengenal berbagai jenis radiasi lainnya, yang disebut radiasi pengion. Radiasi pengion ini juga sudah banyak dimanfaatkan secara luas dalam bidang kedokteran. Satu diantaranya dipakai untuk membuat foto organ tubuh manusia (rontgen). Di bidang industri, radiasi pengion ini dipakai untuk mengukur ketebalan kertas atau pelat besi agar hasil produksinya memiliki ketebalan yang akurat. Bisa pula untuk mendeteksi kebocoran air di bendungan, atau deteksi adanya potensi kebakaran dalam detektor asap dan lain sebagainya. Pemakaian radiasi pengion pun telah banyak memberi keuntungan bagi kehidupan manusia.
Radiasi pengion dihasilkan oleh atom-atom yang sangat kecil dan tak kasat mata kita. Menurut Erwansyah Lubis, Kepala Bidang Keselamatan Kerja dan Lingkungan, Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif (P2PLR), BATAN, di alam terdapat benda hidup (manusia, hewan dan tumbuhan) yang secara kimiawi tersusun oleh pelbagai jenis atom yang sangat kecil. “Di alam, atom-atom ada yang stabil dan ada yang tidak stabil.” Karena punya kelebihan energi di dalam inti, lanjutnya, atom-atom itu ada yang tak stabil. Akibatnya atom ini akan melepaskan kelebihan energinya (meluruh) untuk jadi jenis atom lain yang stabil. Kelebihan energi ini dilepaskan dalam bentuk radiasi pengion. “Atau gampangnya, radiasi dan atom yang tidak stabil ini dikenal dengan sebutan radionuklida alam,” jelas Erwansyah.
Berdasarkan asal usulnya, kata Erwansyah, radionuklida alam dibagi menjadi dua, primordial dan kosmogenik. Radionuklida primordial adalah radionuklida purba yang ada di bumi dan terjadinya berkaitan erat dengan terbentuknya bumi itu sendiri. Dari sudut radioekologi, radionuklida primordial yang penting adalah unsur-unsur berat dan mempunyai deret peluruhan yang panjang seperti halnya deret uranium (U-238), aktimium (U-235) dan torium (Th-232).
Radionuklida kosmogenik adalah radionuklida yang dihasilkan dari reaksi antara sinar kosmik dengan inti-inti atom yang terdapat di atmosfer, tanah dan air. Umumnya, radionuklida ini memiliki konsentrasi yang sangat rendah di alam hingga memerlukan prosedur yang rumit untuk sampling (pengambilan contoh untuk dianalisis) dan analisisnya.
Radiasi yang dilepaskan oleh radionuklida alam dapat berupa sinar-x dan sinar gamma. Dapat pula berupa partikel yang mempunyai energi tinggi, seperti partikel alfa, beta dan proton. Radiasi pengion ini bila menumbuk atau mengenai benda-hidup ataupun benda tak-hidup memiliki kemampuan untuk menguraikan atom-atom stabil yang ada dalam benda-benda itu menjadi ion-ion positif dan negatif. Bila radiasi ini mengenai organ atau jaringan tubuh manusia maka akan terbentuk ion-ion postif dan negatif. Buntutnya, bakal jadi penyebab kerusakan sel-sel pada organ atau jaringan itu. Nah, jika kerusakan sel-sel ini terjadi dalam jumlah yang relatif banyak dan berlangsung secara terus menerus, kesehatan manusia pun dapat terganggu.
“Untuk itu, jumlah radiasi pengion yang dapat diterima oleh manusia dibatasi. Ini berguna agar gangguan kesehatan dalam diri manusia akibat radiasi dapat dicegah,” sebut Erwansyah. Ukuran jumlah radiasi pengion yang diterima manusia disebut dosis radiasi. Komisi Internasional Perlindungan Bahaya Radiasi (International Commission on Radiological Protection/ICRP) merekomendasi dosis radiasi yang dapat diterima oleh manusia dari pemanfaatan ilmu pengetahuan dan teknologi (iptek) nuklir adalah seribu micro sievert (uSv) atau 1,0 mili sievert (mSv) per tahunnya.
Menurut Handbook of Environmental Radiation, radionuklida alam terdapat dalam pelbagai komponen lingkungan hidup hingga dapat menyebabkan terjadinya paparan radiasi, eksternal (dari luar) dan internal (dari dalam). Manusia menerima paparan radiasi yang berasal dari luar tubuh (eksternal) seperti dari permukaan tanah, dinding rumah dan bahan-bahan lainnya yang ada di sekitar kehidupan manusia. Sedang paparan radiasi secara internal (dalam tubuh) bisa melalui udara yang terhirup (inhalasi) dan berbagai bahan makanan atau minuman yang dikonsumsi (ingesi). Beberapa paparan radiasi alam relatif konstan dan merata diterima oleh penduduk bumi.

B. KESELAMATAN RADIASI LINGKUNGAN DALAM PENGELOLAAN LIMBAH RADIOAKTIF DI INDONESIA
Pengelolaan limbah radioaktif di Indonesia diatur oleh Undang-undang Ketenaganukliran, Undang-undang Lingkungan Hidup dan Undang-undang lainnya yang terkait serta berbagai produk hukum di bawahnya. Teknologi pengolahan limbah radioaktif yang diadopsi adalah teknologi yang telah mapan (proven) dan umum digunakan di negara-negara industri nuklir. Dalam pengelolaan limbah radioaktif sesuai ketentuan yang berlaku diterapkan program pemantauan lingkungan yang dilaksanakan secara berkesinambungan, sehingga keselamatan masyarakat dan lingkungan dari potensi dampak radiologik yang ditimbulkan selalu berada dalam batas keselamatan yang direkomendasikan secara nasional maupun internasional.

• Minimisasi Limbah
Dalam pemanfaatan iptek nuklir minimisasi limbah diterapkan mulai dari perencanaan, pemanfaatan (selama operasi) dan setelah masa operasi (pasca operasi). Pada tahap awal/perencanaan pemanfaatan iptek nuklir diterapkan azas justifikasi, yaitu “tidak dibenarkan memanfaatkan suatu iptek nuklir yang menyebabkan perorangan atau anggota masyarakat menerima paparan radiasi bila tidak menghasilkan suatu manfaat yang nyata”. Dengan menerapkan azas justifikasi berarti telah memimisasi potensi paparan radiasi dan kontaminasi serta membatasi limbah/dampak lainnya yang akan ditimbulkan pada sumbernya. Setelah penerapan azas justifikasi atas suatu pemanfaatan iptek nuklir, pemanfaatan iptek nuklir tersebut harus lebih besar manfaatnya dibandingkan kerugian yang akan ditimbulkannya, dan dalam pembangunan dan pengoperasiannya harus mendapat izin lokasi, pembangunan, dan pengoperasian dari Badan Pengawas, seperti telah diuraikan sebelumnya.

• Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif
Tujuan utama pengolahan limbah adalah mereduksi volume dan kondisioning limbah, agar dalam penanganan selanjutnya pekerja radiasi, anggota masyarakat dan lingkungan hidup aman dari paparan radiasi dan kontaminasi. Teknologi pengolahan yang umum digunakan antara lain adalah teknologi alih-tempat (dekontaminasi, filtrasi, dll.), teknologi pemekatan (evaporasi, destilasi, dll.), teknologi transformasi (insinerasi, kalsinasi) dan teknologi kondisioning (integrasi dengan wadah, imobilisasi, adsorpsi/absorpsi). Limbah yang telah mengalami reduksi volume selanjutnya dikondisioning dalam matrik beton, aspal, gelas, keramik, sindrok, dan matrik lainnya, agar zat radioaktif yang terkandung terikat dalam matrik sehingga tidak mudah terlindi dalam kurun waktu yang relatif lama (ratusan/ribuan tahun) bila limbah tersebut disimpan secara lestari/di disposal ke lingkungan. Pengolahan limbah ini bertujuan agar setelah ratusan/ribuan tahun sistem disposal ditutup (closure), hanya sebagian kecil radionuklida waktu-paro (T1/2) panjang yang sampai ke lingkungan hidup (biosphere), sehingga dampak radiologi yang ditimbulkannya minimal dan jauh di bawah NBD yang ditolerir untuk anggota masyarakat.

• Pembuangan Limbah Radioaktif
Strategi pembuangan limbah radioaktif umumnya dibagi kedalam 2 konsep pendekatan, yaitu konsep “Encerkan dan Sebarkan” (EDS) atau “Pekatkan dan Tahan” (PDT). Kedua strategi ini umumnya diterapkan dalam pemanfaatan iptek nuklir di negara industri nuklir, sehingga tidak dapat dihindarkan menggugurkan strategi zero release [15]. Pembuangan efluen Dalam pengoperasian instalasi nuklir tidak dapat dihindarkan terjadinya pembuangan efluen ke atmosfer dan ke badan-air. Efluen gas/partikulat yang dibuang langsung ke atmosfer berasal dari sistem ventilasi. Udara sistem ventilasi di tiap instalasi nuklir sebelum dibuang ke atmosfer melalui cerobong, dibersihkan kandungan gas/ partikulat radioaktif yang terkandung di dalamnya dengan sistem pembersih udara yang mempunyai efisiensi 99,9 %. Efluen cair yang dapat dibuang langsung ke badan-air hanya berasal sistem ventilasi dan dari unit pengolahan limbah cair radioaktif. Tiap jenis radionuklida yang terdapat dalam efluen yang di buang ke lingkungan harus mempunyai konsentrasi di bawah BME. Pembuangan efluen radioaktif secara langsung, setelah proses pengolahan/dibersihkan dan setelah peluruhan ke lingkungan merupakan penerapan strategi EDS. Dalam pembuangan secara langsung, setelah dibersihkan dan setelah peluruhan aktivitas/konsentrasi radionuklida yang terdapat dalam efluen harus berada di bawah BME. Radionuklida yang terdapat dalam efluen akan terdispersi dan selanjutnya melaui berbagai jalur perantara (pathway) yang terdapat di lingkungan akan sampai pada manusia sehingga mempunyai potensi meningkatkan penerimaan dosis terhadap anggota masyarakat. Penerimaan dosis terhadap anggota masyarakat ini harus dibatasi serendah-rendahnya (penerapan azas optimasi). Dosis maksimal yang diperkenankan dapat diterima anggota masyarakat dari pembuangan efluen ke lingkungan dari seluruh jalur perantara yang mungkin adalah 0,3 mSv per tahun [16]. Dosis pembatas (dose constrain) sebesar 0,3 mSv memberikan kemungkinan terjadinya efek somatik hanya sebesar 3,3×10-6. Berdasarkan dosis pembatas ini BME tiap jenis radionuklida yang diizinkan terdapat dalam efluen dapat dihitung dengan teknik menghitung balik pada metode prakiraan dosis. BME tiap jenis radioaktif ini harus mendapat izin dan tiap jenis radionuklida yang terlepaskan ke lingkungan harus dimonitor secara berkala dan dilaporkan ke Badan Pengawas.BME tiap jenis radioanuklida yang diperkenankan terdapat dalam efluen radioaktif yang dibuang ke lingkungan untuk tiap instalasi nuklir di PPTN Serpong telah dihitung dengan metode faktor konsentrasi (concentration factor method) dan telah diterapkan semenjak reaktor G.A. Siwabessy dioperasikan pada bulan Agusutus 1987. Pembuangan efluen gas/partikulat dan efluen cair ke lingkungan di PPTN Serpong telah sesuai dengan rekomendasi yang diberikan baik secara nasional maupun internasional.

• Lokasi Disposal
Pemilihan lokasi untuk pembangunan fasilitas disposal mengacu pada proses seleksi yang direkomendasikan oleh International Atomic Energy Agency (IAEA). Faktor-faktor teknis yang dipertimbangkan diantaranya faktor geologi, hidrogeologi, geokimia, tektonik dan kegempaan, berbagai kegiatan yang ada di sekitar calon lokasi, meteorologi, transportasi limbah, tata-guna lahan, distribusi penduduk dan perlindungan lingkungan hidup. Faktor lainnya yang sangat penting adalah penerimaan oleh masyarakat. Di negara-negara industri nuklir moto “Not In My Backyard” (NYMBY) telah merintangi dalam pemilihan lokasi, tidak hanya untuk disposal limbah radioaktif juga terhadap limbah industri lainnya. Oleh karena itu perhatian terhadap faktor-faktor sosial (societal issues) selama pase awal proses pemilihan lokasi memerlukan perhatian ekstra hati-hati dan seksama. Isu ini menyebabkan negara-negara industri nuklir cenderung memilih lokasi (site) nuklir yang telah ada untuk pembangunan fasilitas disposal. Sebagai contoh diantaranya fasilitas disposal Drig (United Kingdom), Centre de la Manche (Perancis), Rokkasho (Jepang) dan Oilkiluoto (Finlandia). P2PLR telah melakukan berbagai penelitian dan pengkajian kemungkinan kawasan nuklir PPTN Serpong dan calon lokasi PLTN di S. Lemahabang dapat digunakan sebagai lokasi untuk disposal LTR, LTS dan LTT. Hasil pengkajian dan penelitian ini sementara menyimpulkan bahwa kawasan PPTN Serpong dikarenakan kondisi lingkungan setempat (pola aliran air tanah, demographi, dll) hanya memungkinkan untuk pembangunan sistem disposal eksperimental, sedangkan di calon lokasi PLTN telah dapat diidentifikasi daerah yang mempunyai kesesuaian yang tinggi untuk pembangungan sistem disposal near-surface dan deep disposal.

BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan
Keselamatan radiasi lingkungan dalam pengelolaan limbah radioaktif diupayakan melalui; Pembatasan penerimaan dosis, Nilai Batas Dosis (NBD) yang ditolerir dapat diterima oleh anggota masyarakat sebesar 1,0 mSv per tahun. NBD untuk anggota masyrakat ini relatif lebih kecil dari yang diterima rata-rata dari radiasi alam (2,4 mSv per tahun). Penerimaan dosis oleh anggota masyarakat dari kegiatan pembuangan efluen radioaktif ke atmosfer dan ke badan-air, serta dari disposal limbah dibatasai maksimal sebesar 0,3 mSv per tahun. Besarnya dosis pembatas ini, mempunyai potensi kemungkinan terjadinya efek somatik sebesar 3,3 x 10-6, sesuai dengan standar de minimus, nilai risiko ini termasuk dapat diabaikan. Pemantauan lingkungan merupakan ketentuan yang diberlakukan, sehingga bila terjadi kecenderungan peningkatan penerimaan dosis oleh penduduk di sekitar fasilitas nuklir dapat secara dini diketahui, sehingga kegiatan nuklir dapat dihentikan segera, dengan demikian kerugian terhadap masyarakat dan lingkungan dapat diminimalisis serendah-rendahnya. Pengelolaan limbah radioaktif tingkat rendah (LTR) dan sedang (LTS) telah mapan (proven) baik secara teknologi maupun keselamatan, dan telah diimplemetasikan secara komersial. Teknologi pengolahan limbah radioaktif ini telah diadopsi dan diimplementasikan di Indonesia (Batan) dalam mengelola LTR dan LTS baik yang dihasilkan dari kegiatan Batan maupun dari kegiatan Non-Batan (industri, rumah sakit, penelitaian dan lain-lainhya). Pengelolaan limbah radioaktif tingkat tinggi (LTT) di negara-negara industri nuklir selain berbeda, juga masih berubah-ubah. Sebagian memilih daur tertutup (memilih opsi olah-ulang) dan sebagian lainnya memilih daur terbuka (memilih opsi disposal). Indonesia memilih daur terbuka, limbah BBN bekas yang awalnya dipasok dari luar Negeri, direeksport kembali ke negara asal. Sementara LTT yang ditimbulkan dari Litbang disimpan di ISSFE yang berada dalam kawasan nuklir, sehingga aman dan terkendali. Kecenderungan pembangunan fasilitas disposal yang terjadi di negara-negara industri nuklir dalam mengantisipasi moto “ NYMBY” adalah di kawasan nuklir yang telah ada. Penerimaan masyarakat terhadap pemanfaatan iptek nuklir sangat dipengaruhi oleh keamanan dan keselamatan pengelolaan limbah radioaktif. Dalam permasalahan ini, umumnya negara-negara industri nuklir melakukan pendekatan secara teknis, namun pendekatan secara sosial masih kurang.

B. Saran
Penanganan masalah radioaktif adalah sebuah tindakan yang harus dilakukan secara berhati-hati oleh pemerintah. Diantara langkah-langkah yang bisa dilakukan adalah :
1. Pemilihan lokasi disposal yang tepat.
2. Pengkajian keselamatan lingkungan.
3. Verifikasi kelayakan pengawasan pembuangan efluen ke lingkungan
4. Melakukan koreksi terhadap kesahihan perhitungan batas konsentrasi tiap jenis radionuklida yang diperkenankan terdapat dalam efluen.
5. Memberikan jaminan/pembuktian kepada Badan Pengawas dan masyarakat bahwa dampak radiologi yang ditimbulkan dalam batasan yang diizinkan/diperkenankan.
6. Program pemantauan yang diturunkan dari hasil studi Amdal.

DAFTAR PUSTAKA

ALAN MARTIN., SAMUEL H., An Introduction to Radiation Protection, Third Edition, Chapman and Hall, London, (1986).
BENNET B. G., Exposures from Worldwide Release, Environmental Impact of Radioactive Releases, Proceedings of a Symposium, IAEA, Vienna 8 – 12 May, (1995).
BKKL-PTPLR, Batas Pelepasan Maksimal (BPM) Pembuangan Zat Radioaktif ke Atmosfer dan Badan-air untuk tiap Instalasi Nuklir di PPTA, Revisi-1, (1991).
LUBIS, E., D. MALLANTS., G. VOLCKAERT., Safety Assessment for a Hyphotetical Near Surface Disposal, Atom Indonesia Vol. 26, No.2, July 2000.

About these ads

~ oleh gusmuy pada November 19, 2009.

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: