pemanfaatan teknologi

Sejarah Perkembangan

            Kegiatan pengembangan dan pemanfaatan teknologi nuklir di Indonesia diawali dari pembentukan Panitita Negara untuk Penyelidikan Radioaktivet tahun 1954. Panitia Negara tersebut mempunyai tugas melakukan penyelidikan terhadap kemungkinan adanya jatuhan radioaktif dari uji coba senjata nuklir di Lautan Pasifik.

Dengan memperhatikan perkembangan pendayagunaan dan pemanfaatan tenaga atom bagi kesejahteraan masyarakat, maka melalui Peraturan Pemerintah No. 65 Tahun 1958, pada tanggal 5 Desember 1958 dibentuklah 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. Selanjutnya setiap tanggal 5 Desember yang merupakan tanggal bersejarah bagi perkembangan teknologi nuklir di Indonesia telah ditetapkan sebagai hari jadi BATAN.

Pada perkembangan berikutnya, untuk lebih meningkatkan penguasaan di bidang iptek nuklir, maka dibangun beberapa fasilitas penelitian, pengembangan, dan rekayasa (litbangyasa) yang tersebar di berbagai kawasan, antara lain Kawasan Nuklir Bandung (1965), Kawasan Nuklir Pasar Jumat, Jakarta (1966), Kawasan Nuklir Yogyakarta (1967), dan Kawasan Nuklir Serpong (1987). Sementara itu dengan perubahah paradigma pada tahun 1997 ditetapkan UU no. 10 tentang Ketenaganukliran yang diantaranya mengatur pemisahan unsur pelaksna kegiatan pemanfaatan tenaga nukir (BATAN) dengan unsur pengawas tenaga nuklir

Pemanfaatan Teknologi Nuklir

A. Bidang Peternakan

Para peneliti Indonesia berhasil menggunakan isotop radioaktif untuk mendayagunakan pakan sehingga dengan jumlah pakan yang sama akan dapat dikomsumsi oleh lebih banyak ternak. Namanya adalah Urea Molasses Multinutrient Block (UMMB) yang telah digunakan oleh para peternak di Jabar, Jateng, dan kawasan timur Indonesia, khususnya Nusa Tenggara Barat. Hal ini menyebabkan ternak yang diberi formula tersebut bisa lebih cepat perkembangannya gemuk dan bobotnya bertambah, meningkatkan kualitas dan produksi susu ternak, dan mempercepat reproduksi.

Dibidang peternakan, teknologi nuklir telah dimanfaatkan untuk memproduksi vaksin untuk anak ayam, penggemukan hewan ternak, peningkatan daya tahan ternak terhadap penyakit, dan lain sebagainya.

Teknik nuklir radiasi yang dilakukan di bidang kesehatan ternak, bermanfaat antara lain untuk melemahkan patogenisitas penyakit yang disebabkan oleh bakteri, virus dan cacing.  Para ilmuwan juga telah berhasil menemukan pemanfaatan radiasi telah membuat radiovaksin dan pengawetan produk ternak. Radiovaksin adalah teknik pembuatan vaksin dengan cara iradiasi. Melalui vaksin ini, kekebalan atau antibodi ternak dalam melawan penyakit dapat ditingkatkan. Dalam usaha perbaikan genetik hewan ternak pun, energi nuklir dapat dimanfaatkan.

B. Bidang Pertanian

Dibidang pertanian, teknologi nuklir dimanfaatkan untuk mendapatkan varitas tanaman yang unggul seperti varitas padi dan kedelai melalui tehnik irradiasi. Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi (PAIR) telah menghasilkan sejumlah varietas unggul yang baru dengan cara mutasi oleh imbas radiasi, seperti varietas padi untuk dataran rendah dan dataran tinggi, kedelai, dan kacang hijau. Sebagai contoh, dulu produksi padi sawah hanya 4 – 5 ton perhektar, namun dengan varietas unggul hasil mutasi radiasi, maka produktivitas panen bisa ditingkatkan menjadi 7-11 ton perhektar.

Di antara manfaat dari teknologi nuklir adalah pengurangan penggunaan pupuk buatan serta pendayagunaan dan peningkatan produktivitas lahan, pengendalian hama tanaman.

C. Bidang Kedokteran

Teknologi nuklir dapat dimanfaatkan untuk kesehatan, baik untuk diagnosa maupun untuk pengobatan atau terapi.

Dengan menggunakan radiasi dari isotop radioaktif cobalt pada dosis tertentu terhadap sel-sel kanker, sel-sel ini akan mati, sedangkan sel-sel normal tidak begitu terpengaruh selama pengobatan. Selain itu untuk mendiagnosa penyakit pasien tanpa harus melakukan pembedahan, para dokter biasanya menggunakan sinar-X. Selain itu, kedokteran nuklir juga mampu mendeteksi adanya kekambuhan penyakit kanker.

Sejak puluhan tahun lalu, berbagai rumah sakit nasional telah memanfaatkan radioisotope produksi dalam negeri guna keperluan diagnosa atau pun terapi aneka macam penyakit.

Bidang kedokteran telah mengambil manfaat dari teknik nuklir seperti pemeriksaan medik dengan menggunakan pesawat gamma kamera, renograf-prototipe yang berguna untuk diagnosis fungsi ginjal, pesawat sinar X-prototipe yang berguna sebagai diagnosis anatomi organ tubuh, Thyroid uptake-prototipe untuk uji tangkap gondok, dan brachterapi yang digunakan sebagai terapi kanker rahim, pemeriksaan jantung koroner, dan mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan.

Selain untuk Brakiterapi, radisotop Cs-137 dan Co-60 juga dimanfaatkan untuk Teleterapi, meskipun belakangan ini teleterapi dengan menggunakan radioisotop Cs-137 sudah tidak direkomendasikan lagi untuk digunakan. Meskipun pada dekade belakangan ini jumlah pesawat teleterapi Co-60 mulai menurun digantikan dengan akselerator medik. Radioisotop tersebut selain digunakan untuk brakiterapi dan teleterapi, saat ini juga telah banyak digunakan untuk keperluan Gamma Knife, sebagai suatu cara lain pengobatan kanker yang berlokasi di kepala.

Generator radioisotop-pun saat ini juga berperan besar dalam memproduksi radioisotop untuk kesehatan, terutama kedokteran nuklir. Produksi, pengembangan dan pemanfaatan generator Mo-99/Tc-99m merupakan dampak positif dalam aplikasi nuklir untuk kesehatan dan farmasi. Dengan generator ini masalah-masalah faktor produksi ulang, waktu, dan jarak terhadap tempat yang memproduksi radioisotop, selain juga mengurangi dosis yang diterima oleh pasien.

Teknologi Nuklir untuk Pemandulan Vektor Malaria. Salah satu cara pemandulan nyamuk/vektor adalah dengan cara radiasi ionisasi yang dikenakan pada salah satu stadium perkembangannya. Radiasi untuk pemandulan ini dapat menggunakan sinar gamma, sinar X atau neutron.

Kemampuan lainnya adalah menentukan lokasi kelainan pada keadaan di mana kadar petanda tumor dalam darah meningkat. Manfaat lain dari teknik kedokteran nuklir adalah dapat digunakan untuk memantau fungsi organ dan mendeteksi kerusakan yang ditimbulkan oleh pengobatan, misalnya memantau fungsi jantung penderita yang mendapat perawatan kemoterapi. Selain itu, pencitraan tulang menggunakan teknik kedokteran nuklir merupakan cara untuk mendeteksi penyebaran kanker ke tulang. Metode yang sama juga digunakan juga untuk memantau. teknologi nuklir juga sangat membantu dalam penyembuhan penyakit jantung. Teknologi nuklit memiliki kemampuan dalam mendiagnosis dan menentukan prognosis penyakit jantung koroner.  Secara umum teknik kedokteran nuklir dalam bidang kardiologi (penyakit jantung) menggunakan kamera gamma yang dapat digunakan untuk menilai fungsi jantung secara kualitatif dan kuantitatif. Selain itu, dapat pula dilakukan penilaian fungsi jantung secara global maupun regional. Selain itu, untuk memindai paru-paru dan menilai masalah pernapasan.

D. Bidang Energi

Penggunaan yang paling signifikan adalah reaktor nuklir sebagai sumber energi untuk pembangkitan tenaga listrik dan untuk kekuasaan di beberapa kapal-kapal. Hal ini biasanya dilakukan dengan metode yang melibatkan menggunakan panas dari reaksi nuklir untuk tenaga turbin uap. Dibidang energi, tenaga nuklir telah dimanfaatkan secara besar-besaran untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

Untuk transportasi dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu pemanfaatan langsung reaktor nuklir untuk transportasi dan pemanfaatan secara tak langsung dengan produksi Hidrogen dari kelebihan panas reaktor nuklir, yang nantinya hidrogen tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Energi nuklir adalah tipe teknologi nuklir yang melibatkan penggunaan tekendali dari reaksi fisi nuklir untuk melepaskan energi, termasuk propulsi, panas, dan pembangkitan energi listrik. Energi nuklir diproduksi oleh reaksi nuklir terkendali yang menciptakan panas yang lalu digunakan untuk memanaskan air, memproduksi uap, dan mengendalikan turbin uap. Turbin ini digunakan untuk menghasilkan energi listrik dan/atau melakukan pekerjaan mekanis.

Saat ini, energi nuklir menghasilkan sekitar 15,7% listrik yang dihasilkan di seluruh dunia (data tahun 2004) dan digunakan untuk menggerakkankapal induk,kapal pemecah es, dan kapal selam nuklir.

E. Bidang Biologis

Dalam bidang biologi, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis. Radioisotop ini, berupa karbon-14 (C-14) atau oksigen-18 (O-18). Keduanya dapat digunakan untuk mengetahui asal-usul atom oksigen (dari CO₂ atau dari H₂O) yang akan membentuk senyawa glukosa atau oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis (Sutresna, 2007 dan Abdul Jalil Amri Arma, 2009).

6CO₂ + 6H₂O                   C₆H₁₂O₆ + 6O₂

a)      Pengukuran Usia Bahan Organik

Radioisotop karbon-14, terbentuk di bagian atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen dengan neutron yang terbentuk oleh radiasi kosmik.

Karbon radioaktif tersebut di permukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hidrogen karbonat di laut. Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai pertumbuhan melalui fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14 yang diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai 15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun. Apabila organisme hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T = 5.730 tahun).

b)      Kegunaan lain radioisotop dalam bidang biologi sebagai berikut

• Mempelajari proses penyerapan air serta sirkulasinya di dalam batang tumbuhan.
• Mempelajari pengaruh unsur-unsur hara selain unsur-unsur N, P, dan K terhadap perkembangan tumbuhan.
• Memacu mutasi gen tumbuhan dalam upaya mendapatkan bibit unggul.
• Mempelajari kesetimbangan dinamis.
• Mempelajari reaksi pengeseran.

F. Bidang Pangan

Dengan dosis radiasi tertentu bakteri dan salmonela yang ada pada produk makanan dan minuman itu bisa dimatikan, sehingga kondisi makanan tetap segar dan utuh, dan juga tidak ada efek samping.

Irradiasi makanan adalah proses memaparkan makanan dengan radiasi pengion yang ditujukan untuk  menghancurkan mikroorganisme, bakteri, virus, atau serangga yang diperkirakan berada dalam makanan. Jenis radiasi yang digunakan adalah sinar gamma, sinar X, dan elektron yang dikeluarkan oleh pemercepat elektron. Aplikasi lainnya yaitu pencegahan proses pertunasan, penghambat pemasakan buah, peningkatan hasil daging buah, dan peningkatan rehidrasi. Secara garis besar, irradiasi adalah pemaparan (penyinaran dengan radiasi) suatu bahan untuk mendapatkan manfaat teknis.

G. Bidang Arkeologi

Menentukan umur fosil dengan C-14. Radioisotop memiliki peran yang masih sulit digantikan oleh metode lain. Radioisotop berperan dalam menentukan usia sebuah fosil. Usia sebuah fosil dapat diketahui dari jejak radioisotop karbon-14. Ketika makhluk hidup masih hidup, kandungan radioisotop karbon-14 dalam keadaan konstan, sama dengan kandungan di atmosfer bumi yang terjaga konstan karena pengaruh sinar kosmis pada sekitar 14 dpm ( disintegrations per minute) dalam 1 gram karbon. Hal ini dikarenakan makhluk hidup tersebut masih terlibat dalam siklus karbon di alam. Namun, sejak makhluk hidup itu mati, dia tidak terlibat lagi ke dalam siklus karbon di alam. Sebagai akibatnya, radioisotop karbon-14 yang memiliki waktu paro 5730 tahun mengalami peluruhan terus menerus. Usia sebuah fosil dapat diketahui dari kandungan karbon-14 di dalamnya. Jika kandungan tinggal separonya, maka dapat diketahui dia telah berusia 5730 tahun.

H. Bidang Hidrologi

a)      Untuk menguji kecepatan aliran sungai atau aliran lumpur

Radioisotop ini dapat digunakan untuk mengukur debit air. Biasanya, radioisotop natrium-24 (Na-24) digunakan dalam bentuk garam NaCl. Dalam penggunaannya, garam ini dilarutkan ke dalam air atau lumpur yang akan diteliti debitnya. Pada tempat atau jarak tertentu, intensitas radiasi diperiksa, sehingga rentang waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut dapat diketahui.

b)      Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa bawah tanah

Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa-pipa yang ditanam di bawah tanah, biasanya digunakan radioisotop Na-24 dalam bentuk garam NaCl atau Na₂CO₃. Radioisotop Na-24 ini dapat memancarkan sinar gamma yang bisa dideteksi dengan menggunakan alat pencacah radioaktif Geiger Counter. Untuk mendeteksi kebocoran pada pipa air, garam yang mengandung radioisotop Na-24 dilarutkan kedalam air. Kemudian, permukaan tanah di atas pipa air diperiksa dengan Geiger Counter. Intensitas radiasi yang berlebihan menunjukkan adanya kebocoran. Radioisotop juga dapat digunakan untuk menguji kebocoran sambungan logam pada pembuatan rangka pesawat.

I. Bidang Pertambangan

Radioisotop memberikan manfaat besar pula di bidang pertambangan. Pada pertambangan minyak bumi, radioisotop membantu mencari jejak air di dalam lapisan batuan. Pada pengeboran minyak bumi biasanya hanya sebagian dari minyak bumi yang dapat diambil dengan memanfaatkan tekanan dari dalam bumi. Jika tekanan telah habis atau tidak cukup, diperlukan tekanan tambahan untuk mempermudah pengambilannya. Penambahan tekanan ini dapat dilakukan dencan cara membanjiri cekungan minyak dengan air yang dikenal dengan flooding. Air disuntikkan ke dalamnya melalui pengeboran sumur baru. Pada proses penyuntikan air ini perlu kepastian bahwa air yang dimasukkan ke dalam lapisan batuan benar-benar masuk ke cekungan minyak yang dikehendaki. Di sini lah radioisotop memainkan peran. Radioisotop kobal-57, kobal-58 dan kobal-60 dalam bentuk ion komplek hexacyanocobaltate merupakan solusinya. Ion ini akan bergerak bersama-sama dengan air suntikan sehingga arah gerakan air tersebut dapat diketahui dengan mendeteksi keberadaan radioisotop kobal tersebut. Radiosotop kobal-60 dalam bentuk hexacyanocobaltate telah berhasil dibuat di Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang dan siap untuk didayagunakan.

Tritium radioaktif dan cobalt 60 digunakan untuk merunut alur-alur minyak bawah tanah dan kemudian menentukan srategi yang paling baik untuk menyuntikkan air ke dalam sumur-sumur. Hal ini akan memaksa keluar minyak yang tersisa di dalam kantung-kantung yang sebelumnya belum terangkat. Berjuta-juta barrel tambahan minyak mentah telah diperoleh dengan cara ini.

J. Bidang Industri

Saat ini radioaktif digunakan oleh industri. Misalnya industri pupuk, atau bahkan digunakan oleh perusahaan yang mencari sumber sumber baru minyak bumi yang ada di perut bumi. Di bidang industri, teknologi nuklir pun sudah banyak digunakan, misalnya untuk sterilisasi, pengujian kualitas bahan, konstruksi, dan banyak lagi.

a)      Pemeriksaan tanpa merusak.

Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Teknik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam.

b)      Mengontrol ketebalan bahan

Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.

c)      Pengawetan bahan

Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama. Radiasi sinar gamma dapat dilakukan pada pengawetan makanan melalui dua cara:

• Membasmi mikroorganisme, misalnya pada pengawetan rempah-rempah, seperti merica, ketumbar, dan kemimiri.
• Menghambat pertunasan, misalnya untuk pengawetan tanaman yang berkembang biak dengan pembentukkan tunas, seperti kentang, bawang merah, jahe, dan kunyit.

d)     Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil.

e)      Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

Dibidang industri, Distributed Control System (DCS) dan Nucleonic Control System (NCS) telah dipergunakan untuk mendeteksi berbagai kesalahan atau kelainan pada sistem kerja alat industri. DSC dan NSC akan secara otomatis melakukan pengendalian jika terdapat ada kelainan dalam operasi terutama dalam sistem produksi.

K. Bidang Lain

Nuklir juga ternyata bisa dipakai untuk mengukur unsur serta kandungan partikel yang bertebaran di udara.

Di zaman ini, pencarian air di bawah tanah dan menawarkan air asin, juga dilakukan dengan menggunakan teknologi nuklir.

Kalau pemanfaatan iptek nuklir di Indonesia pada awal 1970 lebih ditekankan untuk mencari kebocoran air dari berbagai dam, mengukur debit air sungai, dan sebagainya, pada akhir-akhir ini pemanfaatan iptek nuklit digunakan untuk mencari sumber air tanah dalam yang akan digunakan sebagai sumber air di daerah sulit air.

Pada bidang konstruksi, khususnya paka teknologi jalan. Teknologi nuklir digunakan untuk  mengukur kelembaban dan kepadatan tanah, aspal, dan beton. Pemanfaatan teknologi nuklir juga digunakan untuk menentukan kerapatan (kepadatan) suatu produk industri, misalnya untuk menentukan kepadatan tembakau pada rokok digunakan Sr-90, juga dapat digunakan untuk menentukan ketebalan kertas. Saat ini terdapat beberapa industri rokok di Indonesia yang telah memanfaatkan teknologi ini untuk menjaga kualitas rokoknya.