.\1]
PENINGKA,TAN KESEJAHTERAAN MASYARAKAT KINERJA J:NDUSTRI MELALUI PENDA Y AGUNAAN
DAN
AKSELER..t~TO R Sukarman Aminjoyo, Sudjatmoko P3TM-BATAN,Katak Pas 1008, Yagyakarta55010
ABSTRAK PENINGKATAN KESEJAHTERAAN MASYARAKAT DAN KINERJA INDUSTRI MEIALUI PENDAYAGUNAAN AKSELERATOR. Pembangunan nasional dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Peningkatan kesejahteraan masyarakat dapat didekati dengan meningkatkan kuafitas kebutuhan dasar manusia antara lain pangan, kesehatan, dan lingkungan serta kinelja industri. Teknofogi akselerator meropakan salah satu teknofogi yang dapat dimanfaatkan dalam bidang industri, pertanian dan bioteknofogi, kesehatan dan lingkungan sehingga perlu didayagunakan. Penelitian dan pengembangan teknoiogi akselerator dan pemanfaatannya telah difakukan di Puslitbang Teknofogi Maju sejak Pefita ketiga.
ABSTRACT ENHANCEMENT OF PEOPLE'S WELFARE AND INDUSTRIAL PERFORMANCE THROUGH EFFECTIVE UTILIZATION OF ACCELERATOR. The main aim of the national development programs is to enhance the people's welfare. The enhancement of people's welfare can be approached by increasing the quality of basic human needs such as food, health, environment and industrial petfonnance. The accelerator technology is one of the technology wich can be utilized for industry, agricultural and biotechnology, health and environment. Research and development of the accelerator technology and its utilization has been carried out at the Research and Development Centre For Advanced Technology since the Pelita 111
PENDAHULUAN
menciptakanmanusia clan masyarakatyang maju
T
Perkembangan,pernbahan clan gejolak intemasionalyangterjadi pada tabun-tabunterakhir memasukiabad21 ditandai oleh gejala barn yaitu globalisasikhususnyadi bidailg ekonomiyang dapat mempengarnhi pelaksanaanpembangunannasional. Keadaanini diperparahlagi dengantimbulnya krisis moneterpadapertengahantahun 1997,dan berlanjut ke krisis ekonomi dengan pertumbuhan ekonomi minus. Salah satu dampak daTikrisis ekonomi ini mengakibatkan banyak warga masyarakat kehilanganperkerjaankarena berbagaidunia usaha khususnya industri melemah dan bahkan banyak yang gulung tikar. Di sisi lain persediaanbahan pangan clan obat-obatan berkurang sehingga harganya melonjak mahal sementara daya beli masyarakatterns menurun. Kondisi semacam ini dapat mengakibaL1
ujuan pembangunan nasional antara lain untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat daD
mencerdaskankehidupanbangsa.Untuk mencapai tujuan tersebut maka pengembangan dan penguasaaniptek diarahkanagar pemanfaatannya dapat digunakan untuk meningkatkankecerdasan bangsa,kesejahteraan masyarakat,dan pertambahan nilai barangdanjasa melaluikinerja industridengan tetap mengindahkankondisi lingkungan hidup dan kondisi sosial.Kemampuansuatubangsadannegara dalam memanfaatkan, mengembangkan dan menguasai iptek secara tepat kerkaitan dengan keberhasilanpertumbuhanpembangunannasional, dan berkembangnya sosial budaya masyarakat. Perkembangan sosi.il budaya masyarakat yang makin mantapkarenakualitas sumberdayamanusia yang meningkat dapat mendorong produktivitas, kreativitas dan kemajuan iptek. Dengan demikian pembangunan iptek memegang peranan penting sertaakansangatmempengaruhiperkembangandan keberhasilan pembangunan, khususnya dalam
ISSN 0216-3128
clanmandiri.
Sukarman Aminjoyo,
dk~
Prosiding Peltemuan danPresentasi llmiah
P3~TAN. Yog~~~14-15J~9
Buku1/
Derajad kesehatanyang rendah ini akan mengurangi produktivitas tenaga kerja dan akhirnya dapat menurunkan daya saing bangsa dalam dunia yang semakin ketat persaingannya. Berbagai permasalahan pembangunan nasional tersebut perlu segera mendapatkan penyelesaian dengan melibatkan peran iptek oleh lembaga-lembaga litbang khususnya Batan, perguruan tinggi, pihak swasta dain peran serta masyarakat. Teknologi akselerator termasuk salah satu teknologi yang dapat membantu menyelesaikan masalah tersebut antara lain di bidallg industri, bioteknologi, kesehatan dan lingkungan. Penelitian dasar kearah teknologi dan pemanfaatan akselerator telah dirintis sejak Pelita ketiga di Puslitbang Teknologi Maju (dulu Puslit Nuklir Yogyakarta). Dengan berbekal kemampuan SDM, pengalaman dan tantangan masa depan maka perlu dikembangkan program litbang akselerator ini di Batan khususnya di Puslitbang Teknologi maju.
STATUS
TEKNIK
DEWASA
INI
Batan adalah lembaga pemerintah yang mempunyai tugas untuk mempromosikan, mengembangkan dan memanfaatkan iptek nuklir untuk kesejahteraanrakyat Indonesia. Sesuai dengan kebijaksanaan dan strategi yang ditempuh oleh Batan maka pacta saat ini dengan sumber daya manusia lebih dari 4000 orang secara aktif telah melakukan litbang serta pemanfaatan iptek nuklir yang lebih diarahkan untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan yang dihadapi dalam pembangunan nasional Indonesia. Sejak awal pembentukannya Batan secara bertahap telah mengembangkan kemampuan penguasaan iptek nuklir dalam skala nasional dalam bentuk fasilitas litbang, infrastruktur penunjang dan pendidikan serta pelatihan personil. Batan dengan beberapa pusat penelitiannya yang tersebar di beberapa lokasi yaitu Jakarta, Bandung, Yogyakarta dan Serpong telah berhasil menginstalasi tiga peralatan utama yaitu reaktor fiset, iradiator gama, dan akselerator elektron serta plasma(J,2).Tiga buah reaktor riset masing-masing adalah reaktor riset pertama dengan daya 1 MW telah dibangun di P3TN (dulu PPTN) Bandung, reaktor riset kedua 100 kw di P3TM (dulu PPNY) di Yogyakarta, dan reaktor riset ketiga 30 MW di kawaSan PUSPITEK Serpong. Selain itu Batan telah mempunyai sebuah iradiator gama(foton), dua buah akselerator elektron (mesin berkas elektron) 300 keV dan 2 MeV di P3TIR (dulu PAIR) Jakarta, dan sebuah cyclotron Cs-30 di PUSPITEK Serpong. Sementara itu di P3TM telah berhasil di lakukan perancangan dart konstruksi satu unit akselerator ion energi rendah untuk implantasi ion dan satu unit akselerator ion deuteron untuk Sukarman Aminjoyo. dkk
generator neutron, serta satu unit peralatan plasma berupa sebuah plasma fokus untuk litbang fusi nuklir yang akan bermanfaat dalam pengembangan
sumber energi masa depan, dan sebuah plasma peralatan sputering untuk litbang rekayasa bahan lapisan tipis yang hasilnya dapat menunjang sektor industri. Dengan menggunakan berbagai fasilitas yang telah dimiliki, Batan banyak berperan dalam pembangunan nasional dan telah memberikan sumbangan yang cukup besar dalam pengembangan dan pemanfaatan teknologi nuklir dalam sektor pertanian dan petemakan, kesehatan, industri ,lingkungan hidup dan energi. Fasilitas Iradiator Gama clan Akselerator Elektron Fasilitas akselerator yang terinstalasi di P3TIR telah banyak digunakan dalaIn proses iridustri, antara lain untuk sterilisasi hasil produksi kosmetik, beberapajenis bahan pangan clanrempahrempah. Selain itu juga telah digunakan dalam berbagai kegiatan litbang yang hasilnya telah dapat dimanfaatkan dalam sektor pertanian clan petemakan. Dalam sektor pertanian, dengan menggunakan fasilitas iradiator gama Batan telah berhasil menyumbangkan beberapa varietas padi clan kedelai unggul. Beberapa varietas padi unggul tersebut adalah Atomita-l, Atomita-2, Atomita-3, Atomita-4 clan Situgintung, masing-masing telah dilepas ke masyarakat petani pada tahun 1982,1983, 1990, 1991, dan 1992. Kemudian pada pertengahan tahun 1996 telah dilepas pulajenis galur padi sawah sebagai varietas unggul baru dengan nama Cilosari. Selain itu Batan juga telah menghasilkan varietas kedelai unggul yang diberi nama kedelai Muria. Dalam sektor petemakan Batan telah dapat menghasilkan resep pakan tambahan (suplemen) bagi temak pemamah biak (ruminansia) seperti sapi clan kambing menggunakan iptek nuklir, khususnya teknologi perunut zat radioaktif terhadap metabolisme temak. Pakan tambahan yang resepnya telah berhasil dirumuskan disebut UMMB (Urea Molases Multinutrien Blocks) berfungsi sebagai penggemukan temak. Dengan menggunakan fasilitas akselerator elektron yang berada di P3TIR Jakarta telah banyak melakukan litbang yang menunjang industri. Dengan metode pelapisan (curing of coating) kayu yang permukaannya lebih keras, tahan goresan clan keausan, vulkanisasi lateks karet alam untuk sarung tangan dan kondom dengan kualitas le')ih unggul jika dibandingkan dengan cara konvensional. Selain itu juga telah dilakukan proses pembentukan ikatan silang pada bahan isolasi kabel, sehingga diperoleh pembungkus kabel yang lebih ulet dan tahan pada lingkungan yang mempunyai perubahan kondisi sangatekstrim.
ISSN 0216 -3128
Fasilitas
Cyclotron
Fasilitas 'cyclotron yang terinstalasi di Batan kawasan PUSPITEK Serpong telah digunakanuntuk produksi isotop-isotopumurparuh pendek pemencar positron yang dimanfaatkan dalam bidang kedokteran. Radioisotop pemancar positron tersebutmemberikan tanggapyang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan nuklida pemancar gama. Pemancar positron tersebut mempunyai umur paruh pendek dan dapat diinjeksikan ke dalam tubuh manusia tanpa menimbulkandosis radiasiyang tinggi. Radioisotop tersebuttelah terbukti dapatmemberikaninformasi biokimia dan fisiologis yang unik atau khas hila diinjeksikan kedalamorganismehidup. Fasilitas
Akselerator
Ion Energi Rendah
Program kegiatan litbang, teknologi akseleratordi Batanselamaini berkembangsecara bersamaandenganprogram pengembangan reaktor nuklir.,Programini telah dilakukansecarakonsisten sejak Pelita Ill, khususnyadalam programrekayasa akselerator ion energi rendah. Aktifitas program litbang akseleratordi P3TM dapat dibagi menjadi dua kegiatanutamayaitu yangpertamaperancangan dan pembuatansebuahakseleratorionenergirendah untuk implantasi ion, dan yang keduaperancangan dan pembuatansebuah akseleratorenergi rendah untuk generatorneutron.Kedua akseleratortersebut pada saat ini telah operasionaldan dimanfaatkan dalam kegiatan litbang rekayasa bahan dengan teknik implantasiion, dan kegiatanlitbang analisis kualitatif dan kuantitatif unsur dengan teknik aktivasi neutroncepat.Keberhasilanrekayasakedua jenis akseleratorion energyrendahtersebutdi atas telah memberikan SDM yang berpengalamandan mampu menguasaidan mengembangkan teknologi akselerator.Modal dasar SDM ini diharapkanakan memberikan sumbanganyang sangat besar bagi berhasilnya program pembangunanlaboratorium berbasis akselarator dan pemanfaatannyauntuk menunjang kesejahteraanmasyarakatdan kinerja industri.
PENDAYAGUNAAN TEKNOLOGIAKSELERATOR Akselerator adalah suatu perangkat atau alat yang dirancang daD dibangun untuk mempercepat gerakan suatu berkas partikel bermuatan (proton, ion atau elektron), serta mengendalikan karakteristik fisikanya sehingga mencapai suatu persyaratan tertentu. Secara fungsional sebuah akselerator terdiri atas tiga komponen utama, yaitu sumber berkas(beam
ISSN 0216-3128
source) sistim pemercepat (acceleration system) dan sistem penanganan berkas (beam handling system). Berdasarkan jenis partikel yang dipercepat acta dua jenis akselerator yaitu akselerator proton/ion dan akselerator elektron. Pacta akselerator proton/ion partikel-partikel yang dipercepat adalah proton atau
ion hingga mencapai energi tertentu, sedangkan pada akselerator elektron berkas partikel yang dipercepat adalah elektron. Teknologi akselera!or dapat didayagunakan untuk berbagai kepentingan antara lain untuk bidang industri, kedokteran dan kesehatan, pertanian dan bioteknologi, dan lingkungan.
Pendayagunaan
Dalam Bidang lndustri.
Pendayagunaan akselerator proton/ion dalambidailg industriterutamauntukmengubahdaD memperbaiki sifat-sifat permukaan suatu bahan denganmenggunakanteknik implantasiion. Teknik ini banyak dimanfaatkan dalam industri piranti semikonduktor antara lain industri piranti elektronika seperti dioda daD transistor, industri mikroelektronika untuk pembuatan dioda luminesensi,rangkaian trintegrasi (IC), dan juga untuk industri laser semikonduktor,detektor nuklir sertadetektoi"infra merah. Di samping itu dengan teknik implantasi ion dapat pula dilakukan modifikasi sifat-sifatkonduktivitas listrik, kekerasan permukaan,ketahanankorosi, ketahananaus, sifat adesif,sifatmagnetikatauoptik dari suatubahan. Pendayagunaan akseleratorelektron dalam bidang industri untuk proses pelapisan daD pengeringan(curing of coafing) serta polimerisasi antara lain adalah pelapisan permukaan bahanbahankayu, kertas dan porselin, vulkanisasilateks karet alam daD elastomer. Sedangkan pendayagunaan lainnya adalah dalam bidang sterilisasiyang pada saatini menjadi sangatpopuler karena tidak menggunakan bahan-bahan toksik sehinggatidak menimbuIkanmasalahpencemaran lingkungan, misaInya sterilisasi alat kedokeran, laboratoriumdaD farmasi serta pengawetanbahan makanan. Pendayagunaan Dalam Bidang Kedokteran clan Pelayanan Kesehatan Dalam pembangunan nasional sektor pembangunan kesehatan juga berperan penting dalam membangun manusia sebagai sumber daya pembangunan. Teknologi akselerator dapat didayagunakan dalam bidang kedokteran untuk diagnostik clanterapi yang sangat akurat, efisien clan efektif sehingga dapat dilakukan peningkatan perbaikan kesehatan masyarakat serta peningkatan' kualitas pelayanan masyarakat.
Sukarman Aminjoyo, dkk
ProsidingPertemuandan Presentasillmiah P3TM-BATAN,Yogyakarta14-15 Juli 1999
BukuII
a. Pendayagunaanuntuk diagnostik Berdasarkan aspek teknis, akselerator dapat menghasilkan radioisotop pemancar positron yang memberikan tanggap jauh lebih baik jika dibandingkan dengan pemancar gamma. Pemancar positron ter~ebut mempunyai umur paruh pendek dan dapat diinjeksikan ke daJam tubuh manusia, terlokalisasi clan tanpa menimbulkan dosis radiasi yang tinggi.Radiasi positron annihilasi tersebut mudah terdeteksi dari iuar tubuh menggunakan PET (Positron Emmision Tomography) sehingga dapat digunakan untuk mengikuti perubahan dalam distribusi dari atom-atom yang terbubuhi nuklida, mengamati anomali metabolisme, dan mendeteksi adanya kanker. Demikian pula dengan akselerator dapat dihasilkan berkas proton untuk diagnosis khususnya dalam bidang biomedis. b. Pendayagunaanuntuk terapi
dihasilkan mesin akselerator merupakan terobosan baru yang perlu dikembangkan. Dalam upaya meningkatkan persentase mutasi genesis, penggunaan berkas ion lebih efektif dibandingkan sinar gama antara lain disebabkan karena berkas ion mempunyai nilai LET yang lebih besar, dan iradiasinya dapat difokuskan ke obyek sasaran sampai orde mikro meter sehingga sasaran gen, sel atau jaringan lebih tepat dan tidak merusak sel atau jaringan yang ada disekitamya. Pemanfaatan teknologi akselerator dalam sektor pertanian dan bioteknologi adalah melengkapi teknik yang telah ada dalam upaya mencari terobosan baru dalam bioteknologi seperti kultur jaringan, mutasi genetik dan pemecahan DNA. Dengan tara ini diharapkan dapat dihasilkan bibit-bibit unggul atau mutan baru (tanaman pangan, perkebunan dan kehutanan) dengan lebih mudah dan relatif cepat di bandingkan dengan teknik konvensional yang ada.
Terapi radiasi hingga saat ini mendapatkan Pendayagunaan perhatian yang terns meningkat oleh karena pada
kenyataannyaradioterapi secara umum masih
Dalam Bidang
Lingkungan Hidup
Dalam era industrialisasimemasukiabad 21 diharapkan sektor industri berkembang cepat untuk melawan kanker. Tujuan radioterapi sehinggadapat menambahdevisa negara maupun adalah membunuh sel-sel kanker tanpa merusak lapanganpekerjaan. Pengembangandalam sektor jaringan sel sehat. Dengan terapi proton atau ion industri, transportasimaupun pertanian disamping dapat diberikan dosis yang sangat tinggi pada dampak positif yang diperoleh dapat pula jaringan kanker dengan kerusakan sangat kecil menimbulkan dampak negatif pada lingkungan pada jaringan sehat di sekitamya, clan proses hidup. Dalam sektor industri dapat menimbulkan terapi berlangsung sangat cepat dalam orde pencemaranbahanberacunyang dapatmenurunkan menit, sehingga secaraekonomis memberikan atau merusak kualitas kesehatan manusia dan keuntungan. Dari segi pelayanan medis dapat keselamatan lingkungan hidup. Bahan beracun memberikan pelayanan yang lebih cepat dan tersebutbaik berupabahananorganik,organik, dan efisien. logam atau interaksinyadengan salah satu media lingkungan (tanah,air, tanaman, atau bahan Pendayagunaan Dalam Bidang biologis/organik) dapat berupa senyawa-senyawa Pertanian clan Bioteknologi terlarut,padatanataugasyang dapatberpindahdari satu tempat ke tempat lain. Dalam pembangunan Berbagai jenis radiasi clan proses kimia sektor pertanian dapat memberikan dampak telah digunakan untuk menimbulkan mutasi dalam kontaminasidari bahan-bahankimia dan pestisida tanaman setelah penemuan mutasi dalam drosophila dalam makanan,air dan tanah. Sedangkandalam oleh Muller clan mutasi dalam jagung oleh Stadler. pembangunansektortransportasibaik daratmaupun Pada umumnya radiasi yang paling sering laut dan udara dapat mengakibatkanpolusi yang digunakan ialah sinar y atau sinar X dengan LET sangattinggi pada atmosferkhususnyadi kota-kota {Linier Energy Transfer) rendah.Banyak mutanbesar. Pencemaranini harus dimonitor sehingga mutan barn yang bermanfaat telah dihasilkan clan dapat terdeteksihila tingkat pencemarannyatelah digunakan secara langsung maupun tidak langsung melebihi ambangbatas. Denganakseleratorproton untuk keperluan komersial di dunia saat ini. Untuk atau ion dapatuntuk monitoring lingkungan dalam peningkatan produksi pangan, bib.it uilggul merupakan salah satu kunci keberhasilan. Bibit upaya meningkatkan pengendalian pencemaran lingkunganhirtup. Berkas proton atau berkas ion unggul tersebut dapat diperoleh dengan beberapa dimanfaatkan untuk analisis unsur-unsur dalam cara antara lain dengan teknik persilangan(cross suatu cuplikan lingkungan hidup menggunakan breeding methode),pemuliaan mutasi(mutation teknik PIXE (Proton Induced X-ray Emission). bfeeding) ,atau kombinasi dari kedua cara tersebut. Selain sektor lingkungan hidup, akseleratordapat Pada pemuliaan mutasi lazimnya digunakan juga digunakanpada sektorpertambangan(geologi mutagen fisik yang berupa sinar gama, alpa,beta, dan mineralogi)untuk menetapkanunsur-unsurdan netron clan berkas ion. Penggunaanberkas ion yang merupakim salah satu cara terbaik clan efektif
Sukarman Aminjoyo. dkk
ISSN 0216 -3128
Prosiding Perlemuan danPresentasi llmiah ~M-BA TAN,Yogyakarla 14-15 Juli 1999
Buku II
xix
kebutuhan dasar manusia antara lain pangan, kesehatan dan lingkungan serta kinerja industri.
Akselerator Di Pusat Penelifian Nuktir Yogyakarta, Batan, Yogyakarta, 1997. Teknologi akselerator merupakan salah satu 2. SUDJA TMOKO,Proposal Proyek teknologi yang dapat dimanfaatkan dalam bidang Pengembangan Laboratorium Akselerator di industri, pertanian dan bioteknologi, kesehatan dan Pusat penelitian Nuklir yogyakarta Batan, Yogyakarta, 1997. lingkungan, sehingga perlu didayagunakan. Penelitian dan pengembangan teknologi akselerator 3. DARSONO, Aplikasi Akselerator Ion Untuk dati pemanfaatannyatelah dilakukan di P3TM sejak Fabrikasi Mikroelektronik,Rakor Tim pelita ketiga, sehingga cukup beralasan hila Akselerator, P3TM, Yogyakarta, 1999. direncanakan pembangunan laboratorium berbasis 4. TJIPTO SUYITNO dkk., Aplikasi Akselerator akselerator di P3TM. Ion Untuk Bahan Maju, Rakor tim Akselerator, P3TM, yogyakarta,1999. 5. MURYONO, Studi Tentang Penggunaan Berkas ACUAN Ion Untuk Induksi Mutasi Pada Beberapa Sumber Bahan Pangan, Rakor Tim Akselerator, SUDJATMOKO, Studi KeIayakanl Florek P3TM, Yogyakarta, 1999.
Pengembangan
Laboratonum
Sukarman Aminjoyo, dkk
Teknologi
ISSN 0216 -3128
