Sri Artiningsih, Wijiyono - Digilib

PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
IDENTIFIKASI RADIONUKLIDA PEMANCAR GAMMA PADA SAMPEL ABU
VULKANIK, SEDIMEN, TANAH DAN PASIR DI SEKITAR GUNUNG MERAPI
PASCA ERUPSI 2006
Sri Artiningsih, Wijiyono
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
ABSTRAK
/DENT/F/KAS/
RAD/ONUKLIDA
PEMANCAR
GAMMA PADA SAMPEL ABU
VULKAN/K , SED/MEN, TANAH DAN PAS/R Di SEKITAR GUNUNG MERAP/
PASCA ERUPS/ 2006 Telah dilakukan Identifikasi Radionuklida Pemancar Gamma
Pada Sampel Abu Vulkanik, Sedimen, Tanah Dan Pasir Di Sekitar Gunung Merapi
Pasca Erupsi 2006 Sampling dilakukan . dengan metode acak dengan cara
menentukan lokasi seluas ± 1 m2, tanah diambil 5 x ulangan secara acak sebanyak ±
400 gram abu vulkanik, tanah, sedimen dan pasir .. Preparasi sampel, dibersihkan dari
kotoran kemudian digerus dengan lumpang porselin hingga homogen dan disaring
dengan ayakan lolos 100 mesh dan ditimbang 100 gram dimasukan dalam botol dan
siap pengukuran dengan Spektrometer Gamma selama 24 jam dengan efisinsi a/at =
8,11 % .. Hasil Nuklida yang terdapat Dada sampel A-K antara lain: 40K; 65Zn; 82Br;
97Z,. 121Sb' 137Es' 211 Bi' 212Bi' 212Pb' '214Bi' 214Pb' 216SC' 222Th·224Sb·226Ra· 228Ac'
235U.dan aktivitas'radion'ukliotida yang tertinggi 4°K'pada ;ampel J seb~sar 1,05 X1(J2
Bqlg dan yang terendah 214Bipada sampel A sebesar 2,17 X1(J2 Bqlg.
ABSTRACT
/DENT/F/CA T/ON OF RAD/ONUKLIDE ON ABU VULKAN/K, SOIL, SED/MEN AND
SAND SAMPLE ON MERAP/ VOLCANO AROUND PASCA ERUPT/ON 2006. The
determination of radionuclide on the abu vulkanic, soil, sedimen and sand of merapi
volcano aroud pasca eruption 2006 has been done by method randomly sampling
about ± 1 m 2 the abu volcanic, soil and sand was taken 5 x randomly about 400 gram.
Sample preparation the abu volcanic, soil and sand was cleaned from dirt and
destroyed until homogen and weighted 100 gram and already to determination by
Spectrometry Gamma for 24 hour by efisiensy of instrument 8, 11 % Result of
determination Nuklida on the sample A-K amouna : 4°K; 65Zn; 82Br; 97Zr; 121Sb; 137Es;
211Bi;212Bi;212Pb; 214Bi;214Pb; 216SC;222Th;224Sb;126Ra; 228Ac;235Uand aktivity of the
hi~hest radionukliotida is i 4°K on J sample abaut 1.05 x10·2 Bqlg and the lowest is
21 Bi on A sample abaut 2.17 x10·2Bqlg.
PENDAHULUAN
Menurut
(1996),
di sekitar
kita
berasal Suratman
dari radiasi
alamradiasi
dan radiasi
buatan.
Pencemaran
radionuklida
di lingkungan dapat
berasal dari radionuklida alam yaitu berasal dari
dalam bumi, radionuklida ini sudah terbentuk pada
inti bumi dan batuan seperti K-40 serta sederetan
nuklida hasil peluruhan alam.
Radiasi elektromagnetis atau unsur-unsur
radioaktif yang ada dalam lingkungan dapat
mempengaruhi makhluk hidup. Radiasi lingkungan
dapat berasal dari alam (misal dari batu-batuan atau
Sri Artiningsih,
dkk.
radiasi matahari) ataupun radiasi buatan (percobaan
senjata nuklir atau adanya instalasi nuklir) yang
memungkinkan adanya pencemaran. Beberapa jenis
radionuklida alam ada yang meradiasikan gamma,
yang ditakuti karena mempunyai daya tembus besar
dan dapat mengakibatkan efek biologis mematikan
(Rahman, 2006).
Pada umumnya, radioaktivitas yang ada di
lingkungan berasa I dari debu jatuhan radioaktif,
hasil pelapukan dari batuan yang mengandung
radionuklida alam atau berasal dari material hasil
erupsi gunung berapi (Wijiono dan MUl)'ono,
2006).
ISSN 1410 - 8178
273
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Kontribusi
terbesar
dari
pencemaran
lingkungan oleh radionuklida sebenamya berasal
dari sumber alamiah akibat kerja kosmik dan
terdapatnya secara alamiah bahan radioaktif dalam
kerak bumi. Pencemaran yang terjadi dari sumber
alamiah ini selain berlangsung secara terus menerus
karena kegiatan dan dinamika alamiah, juga akibat
kegiatan jasad hidup terutama manusia yang
seringkali menyebabkan terlepasnya ke lingkungan
radionuklida yang sebelumnya terpendam (Thayib,
1985).
Tanggal 14 Juni 2006 lalu, Gunung api
Merapi memuntahkan
material piroklastik yang
mengakibatkan terjadinya luncuran yang mencapai
2-3 km dan cenderung ke arah selatan sehingga
terjadi penumpukan material di bagian hulu Kali
Gendol, sebagian Kali Woro, Kali Boyong dan Kali
Krasak yang mencapai lebih kurang 5 juta m3
material gunungapi yang terendapkan setelah erupsi
gunungapi, semua merupakan bahan rombakan,
belum terkonsolidasi, terdi:-i dari material-material
lepas, memiliki viskositas tinggi, mengalir oleh
adanya media air dengan material kerakal bongkah
(5cm- > 1meter) lebih dari 60%
menghasilkan aliran rombakan (debris-flow) dan
aliran lumpur (mud-flow) serta luncuran awan
panas disepanjang Kali Gendol sejauh lebih kurang
7.5 Km (Wacana, 2006).
Sebaran dampak letusan gunung api ini
akan sangat luas dari beberapa kilometer sampai
ratusan kilometer serta tidak mengenal batas
wilayah administrasi
pemerintahan.
dapat pula
menimbulkan dampak bencana letusan gunung api
berjangka panjang, seperti timbulnya berbagai jenis
penyakit, (penyakit gondok dan pertumbuhan fisik
terganggu atau cacat fisik, rusaknya gigi akibat air
yang tercemari belerang dan unsur merusak dari
kawah gunungapi (Anonim, 2006).
Pencemaran lingkungan yang terjadi dari
sumber alamiah salah satunya berasal dari letusan
gunung berapi. Oengan adanya kemungkinan
pencemaran
radioaktif ini maka pengaruh zat
radioaktif terhadap lingkungan perlu di teliti dan
diawasi
dengan
cara melakukan
pengukuran
radioaktivitas lingkungan. Oari data yang di-peroleh
dapat
diketahui
kemungkinan
ada tidaknya
pencemaran
zat
radioaktif
ke
lingkungan,
selanjutnya dari analisis data yang diperoleh akan
dapat ditentukan
langkah dan tindakan yang
diperlukan
demi kelangsungan
hidup manusia
(Wardhana, 1994).
Pemantauan
radioaktivitas
lingkungan
salah satunya dilakukan oleh PTAPB-BA TAN.
Pelaksanaan pengukuran radioaktivitas lingkungan
ini dilakukan dengan cara tidak langsung yaitu
dengan
pengambilan
sampel
di
lapangan,
274
selanjutnya dilakukan pengukuran di laboratorium
yang hanya mengukur radioaktivitas beta total.
Metode
ini cukup
sederhana
namun
memenuhi persyaratan untuk seleksi cuplikan, jika
diperlukan
analisis
lanjut.
Radioaktivitas
lingkungan pada tingkat radioaktivitas
sangat
rendah ini dapat dideteksi dengan Low Background
Counter (LBC) yang merupakan alat pemantau atau
alat pengukur Beta totallatar rendah.
Tujuan
Untuk memperoleh data radioaktivitas yang
dapat mendukung usaha pemantauan radioaktivitas
lingkungan
alam
dengan
mengukur
dan
menganalisis tingkat pencemaran
radioaktivitas
gross-j3 pada sampel sedimen lumpur pasca erupsi
Gunung Merapi.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Tempat Penelitian : dilakukan di PT APB-BA TAN
Yogyakarta.
Waktu Penelitian : penelitian dilaksanakan dalam
waktu satu bulan dari bulan September sampai
Oktober 2007.
Bahan
Bahan yang digunakan : sampel abu
vulaknik di daerah Jurang jero, pasir di Kaliworo,
abu vulkanik di Oeles, Pasir di Kali kuning, Tanah
di Oeles, Tanah di Alhikmah Cangkringan, Pasir di
Jurang jero, Pasir di Kali boyong, Sedimen di Kali
boyong, Tanah di Kali woro dan Tanah di Kali
kuning.
Alat
Alat yang digunakan meliputi Spektrometer y detector HPGe Ortec, Wadah poly-propilen,
timbangan analitik
Cara Kerja
1. Preparasi Sampel
a. Sampel digerus hingga halus dan di
masukkan dalam wadah botol dan diberi
label dan sial' dicacacah dengan Spektrometer gamma
b. Uji Kestabilan Spektrometer Gamma untuk
mengetahui kondisi alat optimum dengan
persamaan sebagai berikut : X2 = 1Ix L ( Xi X )2, dengan : Xi = hasil cacah ke I ; X =
rerata hasil cacah.
2. Kalibrasi tenaga
Kalibrasi
ini
diperlukan
untuk
mencari
hubungan antara tenaga dan nomor salur dengan
mencacah sumber standar
puncak sera pan spektrum
ISSN 1410 - 8178
152
Eu. Pad a puncaksinar gamma dapat
Sri Artiningsih, dkk
PRO SIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan
Yogyakarta,
ditentukan nomor salumya. Hubungan ini dapat
dinyatakan secara matematis dalam bent uk
persamaan garis linier : Y= ax + b
Dimana: Y= Tingkat tenaga; x = Nomor salur;
a= Slop; b= Intersep
3. Kalibrasi efisiensi
Dalam spectrometer gamma laju cacah yang
terukur dinyatakan dengan cacah per second
(cps)
dan
aktivitas
yang
sesungguhnya
dinyatakan dengan disintegrasi per second (dps).
Hasil cacah ini bukan aktivitas yang sebenamya
dari sumber karena masih bergantung pada
efisiensi dan intensitas mutlak dari tenaga sinar
gamma
yang diukur.
Penentuan
efisiensi
dilakukan dengan mencacah sumber standar
152 Eu.
Efisiensi
persamaan :
E(E)=- Cps
dapat
ditentukan
dengan
.100%
Dps.Y(E)
Dengan :
Cps = Laju cacah bersih
Dps = Aktivitas sumber standar 153 Eu
Y(E) = Yield atau intensitas
E(E) = Efisiensi.
Untuk
menentukan
aktivitas
radionuklida
dengan menggunakan persamaan berikut ini :
Contoh perhitungan aktivitas 212Pb pada tenaga
238.62 KeY
pada sampel erupsi tanah Mempi 2006
Diketahui : Net Peak Area = 6,56 x 103
Waktu pencacahan
= 57600 detik
Cps NetPeakArea
Waktu
Dps=~-x%
Efisiensi
6,56x103
57600s
0,114
yeald = 0,114x43,6% =3,69E-02
1,346
Aktivitas=~
3,69E-02 =2,673E-04
massa 138,0921
Jadi Aktivitasnya adalah 2,673E-04 Bq/g ..
HASIL DAINPEMBAHASAN
Muncul (KeY)
B
609,48
1461,37
1120,61
768,72
768,69
911,32
351,92
185,22
969,3
238,71
A
186,1
Radioaktivitas merupakan gejala perubahan
suatu atom menjadi atom lain yang terjadi secara
sepontan. Dalam proses ini akan dibebaskan pula
suatu partikel lain atau gelombang elektromagnetik
yang memiliki
energi tertentu.
Energi yang
terbeaskan ini apabila dalam jumlah yang cukup
besar akan memiliki dampak yang tidak baik bagi
manusia karena dapat bertindak sebagai energi
pengion. Jatuhan radiasi ini dapat berasal dari alam
seperti radiasi sinar kosmis yang jatuh ke bumi
maupun dari radioaktif buatan. Pada percobaan ini
dilakukan penentuan terhadap aktivitas radionuklida
y dalam sampel tanah, pasir, sedimen dan abu
vulkanik erupsi merapi yang berbentuk padat.
Sam pel yang digunakan adalah A =Abu vulaknik di
Sri Artiningsih,
dkk.
28 Agustus 2008
daerah Jurangjero.B = pasir di Kaliworo, C =abu
vulkanik di Deles, D = Pasir di Kali kuning, E =
Tanah di Alhikmah Cangkringan, F = Pasir di
Jurangjero, G = Pasir di Kali boyong, H = Sedimen
di Kali boyong, I = Tanah di Kali woro, J = Tanah
di Kali kuning
Penentuan
Radionuklida
V
Pada percobaan ini pencacahan y dilakukan
menggllnakan
spektrometer
y detektor HPGe.
Sampel sebanyak 121,4681 g (sampel A), 141,4289
g (sampel B), 96,1151 g (sampel C), 146,0852 g
(sampel D), 136,4673 g (sam pel E), 99,2440 g
(Sampel F), 138,092 1 g (sampel G),143,4314 g
(sampel H), 116,8158 g (sampel I), 71,22296 g
(sampel J) dan 114,5583 g (sam pel K) dimasukkan
dalam wadah polypropilen dan siap di cacah.
Sebelum pencacahan sampel dilakukan, tentu saja
kondisi spektrometer gama dalam kondisi optimum
seperti uji kestabilan alat, kalibrasi tenaga dan
efisiensi.
Adapun hasil perhitungan
aktivitas
radionuklida dalam sampel seperti pada tabel
berikut ini
Berdasarkan hasil penelitian pada sampel
tanah erupsi Merapi dengan kode A-K diperoleh
informasi berbagai nuklida. Namun demikian
aktivitas dari berbagai nuklida diduga berasal dari
mineml-mineral magnetis didalam kulit bumi yang
mengandung sejumlah elemen radionuklida alamiah
atau primordial, yang pada umumnya merupakan
pancaran alpha, beta dan gamma, karena mta-mta
aktivitas tertinggi yang terkandung pada berbagai
nuklida tersebut masih sangat rendah. Pada
umumnya, radioaktivitas yang ada di lingkungan
berasal dari debu jatuhan radioaktif, hasil pelapukan
dari batuan yang mengandung radionuklida alam
atau berasal dari mineral hasil erupsi gunung bempi.
Tabel I. Hasil Penentuan Aktivitas Radionuklida
Pada Sampel Abu Yulkanik, Pasir,
Sedimm dan Tanah Erupsi Merapi. 2006
Tenaga
yang
I K-40
0.15616675
0.57358126
0.66952248
0.36151145
0.82473019
0.45269207
0.98990035
0.86492415
0.57356318
0.48763128
Pb-212
Sc-216
Pb-214
Ac-228
Pb-214
Bi-214
0.88734844
0.92028651
Ra-226
Pb-212
Bi-214
238,56
74,91
0.89304184
Aktivitas
(Bq/g)
Nuklida
Kode
ISSN 1410 - 8178
275
cul (KeY)
4,63
60,72
7,87
60,52
7,83
9,25
8,26
1,85
5,12
20,15
60,11
60,64
8,83
1,19
1,7
9,3
3,3
20,06
60.67
38,11
8,87
7,28
20,14
38,08
77,66
07,91
1,02
7,27
9,33
8,38
5,27
],98
60,78
60,67
8,87
1,98
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
Tenaga
0.88772409
0.85233805
Pb-2
Bi-214
14
0.12232251
0.12265433
0.33549649
0.12227242
0.43023491
0.65532946
0.33557788
0.81647619
0.46600286
0.88740479
0.62252286
0.82526635
Ac-228
Bi-214
Sb-224
Pb-212
K-40
Kyang
-40
0.12239764
0.26181939
0.3355591
0.81651375
0.65536076
0.85203127
0.88744862
0.82502218
Ac-228
Pb-214
Bi-214
0.58146454
0.33550275
0.26164409
Eu-214
0.81643236
0.88530116
0.85193736
0.82494705
0.65541085
0.12223486
0.12230373
0.26166287
0.17427463
0.15533571
0.43020987
0.5814708
0.4664286
238,55
0.33549023
1460,64
1120,02
238,11
238,62
0.65531067
609,17
1120,16
Aktivitas
(Bq/g)
Nuklida
Kade
J
K
241,98
Muncu]
1119,49
606,35
767,66 (KeY)
916,84
609,06
964,38
1119,93
1454,47
1376,74
1456,59
968,14
727,15
462,96
76,84
238,52
241,44
933,82
794,75
768,51
351,72
1120,02
1237,84
1337,37
1114,48
968,64
237,02
508,35
605,86
606,34
1237,31
1459,76
295,01
338,07
727,22
1460,47
968,83
Tenaga
yang
Bi-214
0.43332149
Bi-214
Br-82
0.17485062
0.26214496
1-136
0.65717639
Bi-211
0.53922292
0.65547972
0.98869201
0.92039921
0.55565126
0.81659514
0.85210014
0.9900193
0.8874674
0.5815021
Pb-212
Ac-228
0.74695
Pb-214
Bi-212
Pb-212
0.26181313
0.71853223
0.65748317
0.65718265
0.62274199
0.43035387
0.43023491
0.33563423
0.33557788
0.45215397
0.43302097
0.46278481
0.88840652
0.88885104
Th-227
Sb-124
Zr-97
Zn-65
K-40
0.43066691
0.9619897
0.62271695
0.55618343
0.81687688
0.58154593
0.62252286
0.82514113
0.88563924
74,72
236,31
Aktivitas
(Bq/g)
0.12485813
Nuk]ida
Kade
351,27
Keadaan tanah, pasir dan batuan ikut
menetukan radiasi alam di tempat tersebut. Adanya
aktivitas gamma pada sampel tersebut dikarenakan
tanah tersebut brasal dari salah satu material hasil
erupsi yaitu aliran lava atau magma yang mengalir
keluar dari dalam bumi melalui kawah gunung api
atau melalui celah (patahan) yang kemudian
membeku
menjadi
batuan
yang
berbentuk
bermacam-macam.
Magma itu sendiri adalah batuan cair pijar
bertemperatur tinggi yang terdapat di dalam kulit
bumi, terjadi dari berbagai mineral dan gas yang
terlarut didalamnya cairan larutan silika pijar yang
terdapatdidalam lapisan kulit bumi dengan suhu
tinggi (lebih dari 1000 0q, mempunyai sifat fisika
dan kimia tertentu yang terdiri dari unsur-unsur
pembentuk batuan, dan apabila sudah beku disebut
276
ISSN 1410 - 8178
Sri Artiningsih, dkk
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008
batuan beku(Z) Mineral-mineral magnetis didalam
kulit bumi inilah yang diduga mengandung
sejum lah elemen
radionuklida
alamiah
atau
promordial,
yang pada umumnya
merupakan
pancaran lapha, beta dan gamma. Gunung Merapi
merupakan gunung tipe basalt-andesitik
dengan
komposisi SiOz (quartz) berkisar antara 50-58%.
Sisanya
merupakan
deretan
mineral-mineral
magnetis yang lain. Batuan Merapi sebagian besar
dirajai oleh mineral silika, tersusun dari feldspar
(plagioklas),
olivin,
piroksen,
magnetit
dan
amphibol
(hornblende).
Plagioklas
merupakan
mineral
utama pad a batuan Merapi dengan
komposisi sekitar 34%. Mineral-mineral tersebut
diatas ternyata diketahui mengandung beberapa
radiasi alamiah atau radionuklida primordial antara
lain sederetan nuklida hasil peluruhan alam yang
terdiri atas deret Uranium, Actinium dan thorium
serta nuklida turunannya dan mineral-mineral yang
mengandung
radionuklida
alamiah yang pada
umumnya merupakan pancaran cr, ~ dan y. Dosis
radiasi yang diterima dari radionuklida primordial
merupakan
radiasi
latar
atau
cacah
latar
(background radiation) yang sering dipakai sebagai
garis dasar di dalam melakukan AMDAL (4).
DAFT AR PUST AKA
I. SURA TMAN.
Pengukuran
Radioaktivitas
Beta.Yogyakarta: P3TM-BATAN. (1997).
2. Anonim, Keputusan Menteri Kesehatan RI No:
907/Menkes/SK/VII/2002, (2002)
3. SUSETYO. W. Spektrometri
Gamma Dan
Penerapannya
Dalam Analisis
Pengaktifan
Neutron. Yogyakarta : Gajah Mada University
Press. (1988).
Pencemaran
4. WARDANA.
Dampak
Penerbit
Andi
Lingkungan.
Yogyakarta
Offset.(1994 )
TANYAJAWAB
Suhardi
~ Apakah akibat erupsi Merapi dapat menimbulkan
radioaktif?
Sri Artiningsih
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil identivikasi radionuklida
pada sam pel dapat disimpulkan sbb :
I. Nuklida yang terdapat pada sampel tanah A-K
antara lain: 4°K; 65Zn; 8zBr; 97Zr; l2ISb; 137Es;
ZIlBi' zlzBi'
212Pb' ZI4Bi' 214Pb' 216SC'
z2zTh.224Sb'226Ra. 228A.C'235U '
,
,
2. Akti;itas
~adion~kliotida y~ng tertinggi 40K
pada sam pel J sebesar 1,05 x I0.2 Bq/g dan yang
Sri Artiningsih, dkk.
terendah ZI4Bipad a sampel A sebesar 2,17 x IO·z
Bq/g.
~ Eisa, karena adanya semburan lahar akibat
aktifitas Merapi, biasanya diikuti semburan
material, debu dan beberapa batuan.
ISSN 1410 - 8178
277