RADIOKIMIA

PENDAHULUAN
Radioisotop merupakan salah satu hasil iptek nuklir yang dapat meningkatkan taraf hidup manusia dan telah diaplikasikan dalam berbagai bidang: teknologi pertanian, pertambangan, industri, radiografi, hidrologi dan kedokteran.
Bagi sebagian orang, radioisotop masih memberikan kesan menyeramkan dan bahkan menakutkan. Namun, sesungguhnya radioisotop telah memberikan kontribusi yang berarti dalam kehidupan manusia. Mereka memberikan manfaat baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan masalah yang dihadapi oleh umat manusia. Dewasa ini pemakaian radioisotop sebagai perunut untuk mendiagnosis penyakit ataupun kelainan fungsi organ tubuh dalam bidang kedokteran semakin berkembang pesat, khususnya radioisotop pemancar positron. Untuk meminimalkan jumlah radiasi yang diterima pasien, maka isotop-isotop berumur pendek perlu dikembangkan dan ditingkatkan produksinya.
ISI

1. PENGERTIAN
Radionuklida atau radioisotop adalah isotop dari zat radioaktif. Radionuklida mampu memancarkan radiasi. Radionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia dalam reaktor penelitian. Produksi radionuklida dengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif. Banyak isotop buatan yang dapat dimanfaatkan antara lain Na-24, P-32,Cr-51,Tc-99,danI-131.
2. SIFATNYA
Peran radioisotop sebagai pencari jejak tidak terlepas dari sifat-sifat khas yang dimilikinya.
Pertama, radioisotop memancarkan radiasi manapun dia berada dan mudah dideteksi. Radioisotop ibarat lampu yang tidak pernah padam senantiasa memancarkan cahayanya. Radioisotop dalam jumlah sedikit sekali pun dapat dengan mudah diketahui keberadaannya. Dengan teknologi pendeteksian radiasi saat ini, radioisotop dalam kisaran pikogram (satu per satu trilyun gram) pun dapat dikenali dengan mudah. Sebagai ilustrasi, jika radioisotop dalam bentuk carrier free (murni tidak mengandung isotop lain) sebanyak 0,1 gram saja dibagi rata ke seluruh penduduk bumi yang jumlahnya lebih dari 5 milyar, jumlah yang diterima oleh masing-masing orang dapat diukur secara tepat
Kedua, laju peluruhan tiap satuan waktu (radioaktivitas) hanya merupakan fungsi jumlah atom radioisotop yang ada, tidak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan baik temperatur, tekanan, pH dan sebagainya. Penurunan radioaktivitas ditentukan oleh waktu paro, waktu yang diperlukan agar intensitas radiasi menjadi setengahnya. Waktu paro ini merupakan bilangan khas untuk tiap-tiap radioisotop. Misalnya karbon-14 memiliki waktu paro 5.730 tahun, sehingga radioaktivitasnya berkurang menjadi separonya setelah 5.730 tahun berlalu. Seluruh radioisotop yang telah berhasil ditemukan telah diketahui pula waktu paronya. Waktu paro radioisotop bervariasi dari kisaran milidetik sampai ribuan tahun. Waktu paro ini merupakan faktor penting dalam pemilihan jenis radioisotop yang tepat untuk keperluan tertentu.
Ketiga, intensitas radiasi ini tidak bergantung pada bentuk kimia atau senyawa yang disusunnya. Hal ini dikarenakan pada reaksi kimia atau ikatan kimia yang berperan adalah elektron, utamanya elektron pada kulit atom terluar, sedangkan peluruhan radioisotop merupakan hasil dari perubahan pada inti atom.
Keempat, radioisotop memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan isotop lain sehingga sifat kimia yang dimiliki radioisotop sama dengan isotop-isotop lain dari unsur yang sama. Radioisotop karbon-14, misalnya, memiliki karakteristik kimia yang sama dengan karbon-12.
Kelima, radiasi yang dipancarkan, utamanya radiasi gamma, memiliki daya tembus yang besar. Lempengan logam setebal beberapa sentimeter pun dapat ditembus oleh radiasi gamma, utamanya gamma dengan energi tinggi. Sifat ini mempermudah..dalam..pendeteksian.

PEMBUATAN RADIOISOTOP
Radioisotop dibuat melalui penembakan (reaksi inti).
Reaksi inti adalah transformasi inti, sebagai akibat ditembaki oleh suatu projektil, yang dapat berupa inti-inti ringan, nukleon bebas, atau foton dengan energi yang sesuai. Reaksi inti berlangsung sangat cepat, dalam waktu 10-12 detik atau kurang, menghasilkan satu atau lebih inti baru dan mungkin juga partikel lain.
Reaksi inti dinyatakan dengan suatu persamaan, yang menyeimbangkan antara pereaksi dengan hasil reaksi. Bertindak sebagai pereaksi adalah inti sasaran (target) dan projektil, sedangkan hasil reaksi adalah inti baru yang terbentuk dan partikel yang dibebaskan. Untuk menyederhanakan persamaan, nomor atom Z dapat tidak dituliskan, karena Z bersifat khas bagi masing-masing unsur maupun partikel. Dengan demikian secara umum bentuk persamaan reaksi inti adalah :
A1X + A2a A3b + A4Y
Target projektil partikel hasil inti baru (hasil)
Menurut Bethe, suatu persamaan reaksi inti secara sederhana dinyatakan dengan notasi :
A1X (a,b)A4Y
Dimana X menyatakan inti sasaran, a adalah partikel penembak (projektil atau misil), b adalah partikel yang dibebaskan dalam reaksi dan Y adalah inti hasil atau recoil. Disini, inti sasaran dituliskan pertama dan inti hasil terakhir, sedangkan projektil dan partikel yang dibebaskan diletakkan di dalam tanda kurung dan dipisahkan dengan koma.
Contoh : 35Cl (n,p) 35S
23Na (n, ) 24Na
24Mg (d,) 22Na
63Cu (p,p3n9) 24Na.
Sebagai contoh, reaksi inti yang pertama kali diamati (oleh Rutherford pada tahun1919) adalah
atau (,p)


Teknologi produksi radioisotop telah banyak dikembangkan di PRR-BATAN Serpong. Dalam proses produksi radioisotop diperlukan berbagai perhitungan, sehingga perlu dibuat sebuah program aplikasi sistem perhitungan produksi radioisotop menggunakan perangkat lunak Microsoft Access XP. Program ini dibuat dalam bentuk menu pilihan meliputi perhitungan penentuan berat sasaran yang diiradiasi agar dihasilkan sejumlah radioaktivitas tertentu, perhitungan penentuan radioaktivitas yang dapat dihasilkan jika diiradiasi sejumlah sasaran tertentu, dan menu penentuan volume dispensing sesuai pemesanan konsumen . Program ini digunakan untuk perhitungan produksi radioisotop secara pembelahan inti (fisi) dan secara aktivasi neutron di reaktor nuklir. Sistem perhitungan ini sangat mudah aplikasinya dan mempunyai tingkat akurasi tinggi, sehingga dapat membantu dan memudahkan pekerjaan produksi radioisotop serta meningkatkan efisiensi kerja.
3. PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN MANUSIA

A.Dibidang Kedokteran
Di bidang kedokteran teknologi ini telah lama dimanfaatkan. Radioisotop Teknesium-99m (Tc-99m) merupakan radioisotop primadona yang mendekati ideal untuk mencari jejak di dalam tubuh. Hal ini dikarenakan radioisotop ini memiliki waktu paro yang pendek sekitar 6 jam sehingga intensitas radiasi yang dipancarkannya berkurang secara cepat setelah selesai digunakan. Radioisotop ini merupakan pemancar gamma murni dari jenis peluruhan electron capture dan tidak memancarkan radiasi partikel bermuatan sehingga dampak terhadap tubuh sangat kecil. Selain itu, radioisotop ini mudah diperoleh dalam bentuk carrier free (bebas pengemban) dari radioisotop molibdenum-99 (Mo-99) dan dapat membentuk ikatan dengan senyawa-senyawa organik. Radioisotop ini dimasukkan ke dalam tubuh setelah diikatkan dengan senyawa tertentu melalui reaksi penandaan (labelling). Di dalam tubuh, radioisotop ini akan bergerak bersama-sama dengan senyawa yang ditumpanginya sesuai dengan dinamika senyawa tersebut di dalam tubuh. Dengan demikian, keberadaan dan distribusi senyawa tersebut di dalam tubuh yang mencerminkan beberapa fungsi organ dan metabolisme tubuh dapat dengan mudah diketahui dari hasil pencitraan. Pencitraan dapat dilakukan menggunakan kamera gamma. Radioisotop ini dapat pula digunakan untuk mencari jejak terjadinya infeksi bakteri, misalnya bakteri tuberkolose, di dalam tubuh dengan memanfaatkan terjadinya reaksi spesifik yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Terjadinya reaksi spesifik tersebut dapat diketahui menggunakan senyawa tertentu, misalnya antibodi, yang bereaksi secara spesifik di tempat terjadinya infeksi. Beberapa saat yang lalu di Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR) BATAN telah berhasil disintesa radiofarmaka bertanda teknesium-99m untuk mendeteksi infeksi di dalam tubuh. Produk hasil litbang ini saat ini sedang direncanakan memasuki tahap uji klinis.
Dengan menyuntikkan oksida Tc-99, unsur radioaktif ini akan mengalir mengikuti darah. Bagian tubuh yang tidak terdapat tumor tidak akan menyerap unsur itu, sedangkan bagian tubuh yang terkena tumor akan menyerap unsur itu. Dengan begitu di daerah yang terdapat tumor, keaktifan radioisotop lebih besar dibandingkan dengan daerah lain yang sehat. Hal ini menyebabkan daerah yang terdapa tumor mudah dilacak atau dirunut.
Radioisotop sebagai perunut juga digunakan untuk mencari bagian yang mengalami penyempitan pada pembuluh darah yang disebut trombosit. Pasien yang akan diperiksa disuntik dengan radioisotop natrium. Darah akan mengalirkan isolop ini ke selurun bagian tubuh. Bagian yang mengalami penyempitan darah akan mempunyai jumlah natrium yang berbeda dengan bagian lain yang sehat. Dengan menggunakan detektor radioaktif dapat diketahui bagian yang terkena penyempitan.
Radioisotop juga dapat digunakan untuk mempelajari kecepatan penyerapan suatu unsur oleh kelenjar misalnya kelenjar gondok yang ada dalam tubuh. Unsur yang digunakan adalah iodium yang bersifat radioaktif sebagai radioisotop.

B. Di bidang Industri

Di bidang industri, radioisotop sebagai pencari jejak dimanfaatkan di berbagai pengujian. Kebocoran dan dinamika fluida di dalam pipa pengiriman gas maupun cairan dapat dideteksi menggunakan radioisotop. Zat yang sama atau memiliki sifat yang sama dengan zat yang dikirim diikutsertakan dalam pengiriman setelah ditandai dengan radioisotop. Keberadaan radioisotop di luar jalur menunjukkan terjadinya kebocoran. Keberadaan radioisotop ini dapat dicari jejaknya sambil bergerak dengan cepat, sehingga pipa transmisi minyak atau gas bumi dengan panjang ratusan bahkan ribuan km dapat dideteksi kebocorannya dalam waktu relatif singkat. Radioisotop dapat digunakan pula untuk menguji kebocoran tangki penyimpanan ataupun tangki reaksi. Pada pengujian ini biasanya digunakan radioisotop dari jenis gas mulia yang inert (sulit bereaksi), misalnya Xenon-133 (Xe-133) atau Argon-41 (Ar-41), agar tidak mempengaruhi zat atau proses kimia yang terjadi di dalamnya. Di Pusat Radioisotop darn Radiofarmka BATAN telah berhasil dibuat Argon-41 untuk perunut gas, Brom-82 dalam bentuk KBr untuk perunut cairan berbasis air dan brom-82 dalam bentuk dibromo benzena untuk perunut cairan organik.
Radioisotop dapat juga dimanfaatkan untuk menemukan bagian pipa-pipa air yang bocor. Cara yang digunakan adalah dengan memasukkan unsur radioaktif ke dalam aliran air. Di daerah yang bocor, air akan mengumpul, begitu juga dengan unsur radioaktif yang dilewatkan air.

C. Di bidang Pertanian

Aplikasi radioisotop “si pencari jejak” ini di bidang pertanian tidak kalah menariknya. Radioisotop dapat digunakan untuk merunut gerakan pupuk di sekitar tanaman setelah ditabur. Gerakan pupuk jenis fosfat, dari tanah sampai ke dalam tumbuhan dapat ditelusuri dengan mencampurkan radioisotop fosfor-32 (P-32) ke dalam senyawa fosfat di dalam pupuk. Dengan cara ini dapat diketahui pola penyebaran pupuk dan efektifitas pemupukan.
Radioisotop dapat juga digunakan untuk membuat benih tumbuhan dengan sifat yang lebih unggul dari induknya. Penyinaran radioaktif ke tanaman induk akan menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. lonisasi ini menyebabkan turunan berikutnya mempunyai sifat yang berbeda dengan induknya. Kekuatan radiasi diatur sedemikian rupa agar diperoleh sifat turunan yang unggul.

D. Di bidang Arkeologi

Di bidang arkeologi, 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.

E. Di 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.
F. Di bidang Kimia
Radioisotop telah memberikan kontribusi pula di bidang penelitian kimia, utamanya dalam menelusuri mekanisme reaksi. Radioisotop-radioisotop dari unsur hidrogen, karbon, nitrogen dan sebagainya telah memainkan peran dalam menjelaskan berbagai mekanisme reaksi pada reaksi-reaksi senyawa organik.
G. Di bidang Kesenian
Radioisotop dapat juga digunakan untuk mengetahui pemalsuan lukisan. Seorang pemalsu akan menggunakan cat yang dibuat pada abad sekarang. Dengan mengetahui banyaknya unsur radioaktif pada cat akan diketahui umur lukisan tersebut sebenarnya.