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
