Bab ini membahas tinjauan pustaka tentang radionuklida alam dan buatan yang ada di bumi. Radionuklida alam terdiri atas radionuklida primordial, kosmogenik, dan K-40. Radionuklida buatan berasal dari pembangkit listrik tenaga nuklir, percobaan nuklir, dan industri. Dosis radiasi yang diterima manusia berasal dari berbagai sumber tersebut.

1. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Pustaka
2.1.1. Radionuklida yang ada di bumi
Secara garis besar di alam ini terdapat 2 jenis radionuklida, yaitu radionuklida
alam dan radionuklida buatan. Radionuklida alam bisa dikelompokkan menjadi
radionuklida primordial, radiasi kosmik dan radionuklida kosmogenik. Radionuklida
buatan dapat dikelompokkan menjadi radionuklida yang muncul karena
pembangkitan listrik tenaga nuklir, radionuklida yang diproduksi untuk kedokteran,
industri, ataupun radionuklida yang muncul akibat percobaan nuklir. Bahan
radioaktif adalah bahan yang memancarkan radiasi α, β, γ atau neutron. Pada tabel
susunan berkala, dapat dilihat unsur yang memancarkan radiasi yang disebut unsur
radioaktif, ataupun yang tidak memancarkan radiasi yang disebut unsur stabil.
Sebagai contoh, yodium dengan nomor massa 129 atau 131 sampai 135 adalah unsur
radioaktif. Unsur radioaktif disebut juga radionuklida. Di bawah ini akan ditunjukkan
jumlah radioisotop alam dan buatan, dan kemudian akan ditunjukkan juga dosis yang
diterima manusia dari radionuklida (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
1) radionuklida alam
a) radionuklida primordial (teresterial):
Radionuklida ini ada sejak terbentuknya alam semesta, dan terdiri dari
radionuklida deret uranium dengan induk uranium (U-238) dan ujung akhir nuklida
stabil timbal (Pb-206), radionuklida deret Thorium dengan induk Thorium (Th-232)
dan ujung akhir nuklida stabil timbal (Pb-208). Gambar 2.1. menunjukkan deret
peluruhan, waktu paro dan jenis radiasi yang dipancarkan oleh masingmasing
radionuklida. Karena uranium alam terdiri dari U-238 dan U-235 (dengan
kelimpahan, berturut-turut, sekitar 99,3% dan 0,7%) maka di bumi terbentuk
radionuklida dari kedua deret ini (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
10

2. Sumber: Ensiklopedi BATAN
Gambar 2.1. Deret peluruhan radiasi teresterial
Tabel 2.1. menunjukkan massa radionuklida yang ada dalam keseimbangan
peluruhan (tingkat radioaktivitas yang terbentuk sama dengan tingkat peluruhannya)
dalam 1 ton uranium alam. Selain itu dalam radionuklida alam terdapat K-40 yang
tidak membentuk deret. Nuklida yang penting ditunjukkan pada Tabel 2.2. Kalium
alam ada dalam jumlah yang relatif besar. Sebagai contoh, dalam 1 ton air laut
terdapat sekitar 0,38 kg Kalium, K-40 ada sekitar 10 kBq, dan dalam tubuh manusia
terdapat K-40 sekitar 3,9 kBq (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
11

3. Tabel 2.1. Jumlah radionuklida dalam 1 ton uranium dalam keadaan setimbang secara
radiologi
NO Radionuklida Jumlah
1. Uranium-238 992,9 kg
2. Uranium-235 7,1 kg
3. Uranium-234 54 g
4. Proto Actinium-231 334 mg
5. Thorium-230 16 g
6. Actinium-227 0,21 mg
7. Radium-226 340 mg
8. Plumbum-210 3,77 mg
9. Polonium-210 7,4 x 10 4 g
Sumber: Ensiklopedi BATAN
Tabel 2.2. Radionuklida alam primer yang tidak membentuk deret
NO Radionuklida Prosentase Waktu Paro (tahun) Mode Peluruhan
Radioisotop
(%)
1. 40
K 0,0118 1,26 X 109 βˉ(89%), EC(11%), β+
2. 50
V 0,25 6 X 1015 βˉ(~30%), EC(~70%)
3. 87
Rb 27,85 4,8 X 1010 βˉ
4. 115
In 95,77 6 X 1014 βˉ
123
5. Te 0,87 1,2 X 1018 EC
6. 138
La 0,089 1,12 X 10 11
βˉ(~30%), EC(~70%)
7. 142
Ce 11,07 ~5 X 1015 αˉ
8. 144
Nd 23,87 2,4 X 1015 α
9. 147
Sm 15,07 1,05 X 1011 α
10. 152
Gd 0,20 1,1 X 1014 α
11. 176
Lu 2,60 2,2 X 1010 βˉ
12. 174
Hf 0,163 2,0 X 1015 α
13. 187
Re 62,93 4,3 X 1010 βˉ
14. 190
Pt 0,0127 6,9 X 1011 α
Sumber: Ensiklopedi BATAN
12

4. b) radionuklida kosmogenik:
Dari reaksi antara radiasi kosmik dengan inti atom utama di lapisan atmosfir
rendah seperti N, O dan Ar dihasilkan sekitar 20 radionuklida. Jumlah radionuklida
yang terbentuk berbeda-beda, bergantung pada intensitas radiasi kosmik dan
konsentrasi inti yang bereaksi dengan radiasi kosmik di atmosfir. Jika dilihat dalam
rentang waktu yang panjang maka jumlah radionuklida yang dihasilkan akan
seimbang dengan jumlah yang meluruh. Oleh karena itu kelimpahannya di alam
hampir konstan. Tabel 2.3. menunjukkan umur paro radionuklida yang terbentuk,
laju produksi rata-rata atau kelimpahannya di bumi (Ensiklopedi Teknologi Nuklir
BATAN).
Tabel 2.3. Radionuklida muncul akibat interaksi antara radiasi kosmik dengan komponen
atmosfir
No Radionuklida Waktu Paro Laju produksi Jumlah
(tahun) rata-rata total di
(atom/m2/tahun) Permukaan
Bumi
1. H-3 (Tritium) 12,33 1,6 X 1011 7 kg
2. Be-10 1,6 X 106 1,26 X 1010 430 ton
11
3. C-14 5,730 7 X 10 75 ton
4. Al-28 7,2 X 107 4,6 X 107 1,1 ton
5. Si-30 104 5 X 107 2 kg
6. S-5 0,24 4,8 X 108 4,5 g
7. Cl-36 3,01 X 105 5 X 108 15 ton
8 Ar-39 269 4,2 X 1011
Sumber: Ensiklopedi BATAN
2) radionuklida buatan
Radionuklida buatan dihasilkan dari pemanfaatan energi nuklir untuk tujuan
damai maupun militer. Di bawah ini akan dibahas jumlah radionuklida akibat
pembangkitan listrik tenaga nuklir maupun percobaan nuklir.
13

5. a) radionuklida dari pembangkitan listrik tenaga nuklir
Industri yang berkaitan dengan pembangkitan listrik tenaga nuklir terdiri dari
penambangan uranium, pengolahan menjadi bahan bakar, fabrikasi bahan bakar,
pembangkitan listrik dalam reaktor, penyimpanan dan pengolahan ulang bahan bakar
bekas dan penyimpanan limbah radioaktif. Dari setiap tahapan daur bahan bakar
tersebut akan dihasilkan bahan radioaktif, dengan jenis dan jumlah yang berbeda-
beda. Berikut ini adalah bahan-bahan radioaktif yang dihasilkan dari daur tersebut
berdasarkan laporan PBB tahun 1988 (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
 Produksi listrik dari PLTN dan jenis PLTN.
Daya listrik yang dibangkitkan oleh PLTN di seluruh dunia pada tahun 1989
adalah 189 GWa (1,66 x 1012 kWh; GWa=GW tahun). Berdasarkan jenisnya, PLTN
dapat dibedakan menjadi reaktor air tekan (PWR), reaktor air didih (BWR), reaktor
berpendingin gas (GCR), reaktor maju berpendingin gas (AGR), reaktor
berpendingin air ringan bermoderator grafit (CWGR), reaktor air berat (HWR),
reaktor pembiak cepat (FBR), dan lain-lain(Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
 Penambangan uranium.
Pada proses penambangan uranium, gas Radon-222 terlepas ke udara. Dari
bahan yang mengandung 1% uranium, jumlah gas radon yang terlepas diperkirakan
sebesar 1 GBq/ton. Dari bahan dengan konsentrasi U-238 0,2% di Amerika Serikat,
maka akan dipancarkan sekitar 20 TBq/Gwa. Dari bahan sisa pada penambangan
uranium dengan kapasitas 2000 ton/hari, dipancarkan Rn-222 kira-kira 1 - 7 TBq; U-
238 1 – 4GBq; Th-230, Ra-226, Pb-210 masing-masing sekitar 0,2 – 26 Bq
(Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
 Fabrikasi bahan bakar
Uranium diperkaya yang diolah dari uranium alam diubah menjadi uranium
oksida, uranium flourida atau yang lain, kemudian dibuat menjadi bahan bakar
sesudah mengalami pengayaan U-235. Bahan radioaktif yang terlepas ke lingkungan
dari proses fabrikasi relatif kecil (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
14

6.  Operasi reaktor nuklir
Pada pengoperasian reaktor nuklir dihasilkan banyak radionuklida hasil belah
akibat proses fisi. Ada juga radionuklida lain yang dihasilkan akibat reaksi neutron
dengan bahan struktur reaktor, bahan kelongsong bahan bakar, dan pengotor dalam
pendingin reaktor. Beberapa radionuklida dapat terlepas ke lingkungan.
Radionuklida yang terlepas ke udara adalah gas mulia hasil belah (krypton, xenon),
gas yang teraktivasi oleh neutron (C-14, N-16, S-35, Ar-41), tritium, yodium, dan
lain-lain. Yang terlepas ke lingkungan air adalah tritium, bahan hasil belah atau ahan
korosi yang teraktivasi (Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
 Olah ulang Bahan Bakar Bekas
Fasilitas olah ulang bahan bakar bekas di dunia antara lain terdapat di
Sellafield (Inggris) dan Raagu (Perancis).
 Penanganan limbah radioaktif padat tingkat rendah-menengah
Limbah tingkat menengah (Intermediate Level Waste/ILW) hasil pemrosesan
air pendingin atau air kolam penyimpan bahan bakar dipekatkan dan dipadatkan
dengan semen atau yang lain. Bahan proteksi yang digunakan di daerah pengendalian
radiasi menjadi limbah padat tingkat rendah (Low Level waste/ LLW). Dari data-data
berbagai negara selain Amerika Serikat diketahui ILW dari PWR dan BWR masing-
masing sekitar 5 TBq/GWa, total 10 Tbq/GWa. Jumlah LLW dari PWR sekitar 200
GBq/GWa, BWR sekitar 500 GBq/GWa, total 700 TBq/GWa. Jumlah ILW dari 2/8
reaktor CANDU (HWR) sekitar 5 TBq/Gwa, LLW sekitar 250 GBq/GWa. Jumlah
ILW dari GCR adalah sekitar 20 TBq/Gwa, LLW sekitar 10 GBq/GWa. Limbah
padat ini dikubur (penyimpanan dangkal), sebagian dibuang di Atlantik Timur Laut
pada tahun 1949-1982. Limbah yang disimpan mengandung pemancar a (680 TBq),
pemancar b/g (38000 TBq, sampai tahun 1975 termasuk H-3), H-3 (15000 TBq)
(Ensiklopedi Teknologi Nuklir BATAN).
b) Radionuklida dari percobaan nuklir
Percobaan nuklir pada tahun 1945-1980 dilakukan di udara, setelah itu hampir
semuanya dilakukan di bawah tanah. Percobaan di udara dilakukan sebanyak 423
15

7. kali; Amerika Serikat melakukan 193 kali pada tahun 1945-1962, bekas Uni-Soviet
sebanyak 142 kali pada tahun 1949-1962, Inggris sebanyak 21 kali pada tahun 1952-
1953. Perancis 45 kali pada tahun 1960-1974, China 22 kali pada tahun 1964-1980.
Salah satu radionuklida yang dihasilkan adalah Sr-90 (umur paro 28,6 tahun) dan Cs-
137 (umur paro 30,2 tahun). Dosis radiasi yang diakibatkan oleh percobaan nuklir
yang diterima manusia di belahan bumi utara relatif lebih besar karena lebih banyak
percobaan nuklir dilakukan di kawasan tersebut (Ensiklopedi Teknologi Nuklir
BATAN).
3) dosis yang diterima manusia
Seperti telah disebutkan sebelumnya terdapat berbagai radionuklida di alam ini,
dan manusia terpapar radiasi dari radionuklida tersebut. Tabel 2.4. menunjukkan
dosis efektif dari radionuklida alam. Dosis rata-rata yang diterima dari radiasi alam
adalah 2,4 mSv/tahun, 0,36 mSv/tahun berasal dari radiasi kosmik, 0,41 mSv/tahun
dari bumi (primordial), 1,60 mSv/tahun dari radionuklida yang ada dalam tubuh
(0,18 mSv/tahun dari K-40; 1,10 mSv/tahun dari Rn-222; 0,12 mSv/tahun dari Pb-
210; 0,16 mSv/tahun dari Rn-220, dari U- 238 dan Th-232, 0,04mSv/tahun). Sebagai
perbandingan, dosis efektif perorangan penumpang atau awak pesawat udara
komersial setahun rata-rata sebesar 2,5 mSv (Ensiklopedi Teknologi Nuklir
BATAN).
Tabel 2.4. Estimasi dosis efektif
Dosisi personal tahunan Dosis Kolektif
saat ini
Rata-rata Nilai 1 juta Jumlah
No Sumber/ Kegiatan
per orang konservatif orang-Sv tahun
(penduduk (per orang) ekuivalen
dunia) dengan
background
Tahunan Per kegiatan
tahunan
1. Background alam 2,4 1-5 11 1
2. Radiasi kedokteran 0,4-1 0,1-10 2-5 0,2-0,5
3. Radiasi okupasional 0,002 0,5-5 0,01 0,001
16

8. 4. PLTN 0,0002 0,001-0,1 0,001 0,0001
(0,03)* (0,004)*
1 kali Seluruh
kegiatan
5 Total percobaan bom 0,01 0,01 5 0,5
nuklir
(26)* (2,4)*
6 Kecelakaan nuklir 0,6
Sumber: Ensiklopedi BATAN
2.1.2. Besaran dan satuan radiasi
Sebelum membicarakan radiasi lebih lanjut maka perlu untuk mengetahui
besaran-besaran yang berpengaruh serta dipakai untuk mengukur radiasi secara
kuantitatif. Ada empat besaran yang penting dalam konteks radiasi yaitu, aktivitas
radioaktif, dan paparan radiasi.
1. aktivitas radioaktif (A)
Besaran aktivitas merupakan ukuran aktivitas inti atom radioaktif yang
menyatakan banyaknya peluruhan yang terjadi per detik. Satuan SI (Standard
International) untuk aktivitas adalah Becquerel (Bq) yang didefinisikan sebagai satu
peluruhan per detik. Nama satuan ini diambil dari nama fisikawan Perancis
pemenang hadiah Nobel Henri Bequerel (1852-1908), penemu gejala radioaktivitas
alamiah pada tahun 1896. Satuan lain yang lebih sering dipakai adalah Curie (Ci)
yang diambil dari nama suami-istri Piere (1859-1906) dan Marie Curie (1867-1934),
pemenang hadiah Nobel fisika tentang radioaktivitas alamiah, Marie menerima
Nobel kimia pada tahun 1911 untuk penemuan unsur radium (Ra) dan polonium (Po)
(Krane, K.S., 1988 dalam Ardianto, 2009)
1 Ci = 3,7 x 10 Bq, 1 Ci = Aktivitas 1 gram radium
10
1 Ci = 3,7.10 dps (disintegrasi per second)
10
Besaran aktivitas tidak menampilkan jenis radiasi maupun besar energi yang
dipancarkannya, sehingga besaran ini tidak berguna untuk mengukur dampak radiasi
17

9. terhadap makhluk hidup. Jenis radiasi dan jenis penerima radiasi turut menentukan
efek biologis yang ditimbulkannya.
2. paparan radiasi (X)/ionisasi
Menurut Tsoulfanidis (Ardianto, 2009). Dampak radiasi yang paling menonjol
adalah kemampuannya mengionisasin materi-materi yang ditumbukinya. Sinar X dan
gamma dengan mudah dapat mengusir elektron dari tempatnya menghasilkan ion-ion
bermuatan listrik. Demikian pula elektron yang menolak sesama elektron
membentuk ion positif atau menempel pada suatu atom membentuk ion negatif.
Partikel positif seperti partikel alpha mampu merebut elektron dari atom-atom yang
dilewatinya. Bahkan partikel tak bermuatan seperti netron pun dapat mengionisasi
walaupun secara tidak langsung. Kekuatan radiasi dalam hal kemampuan ionisasi
inilah yang diukur oleh besaran paparan radiasi. Satuan yang umum dipakai untuk
paparan radiasi ini adalah Roentgen (R), dimana 1 R didefinisikan sebagai eksposur
sinar X atau gamma yang menghasilkan muatan 1 esu di dalam 1 cc udara kering
dalam keadaan STP (Standard Temperature and Pressure, Temperatur = 25 °C,
Tekanan Udara = 1 Atmosfer). Satuan SI untuk paparan radiasi radiasi adalah
Coulomb/kg.
1 R = 2,58 x 10-4 C/kg ....................................................... (2.1.)
Nama Roentgen diambil dari fisikawan Jerman Wilhelm Roentgen, penemu
sinar X pada tahun 1895.
3. Dosis Serapan (D)
Laju serapan energi yang timbul akibat radiasi ionisasi tergantung pada jenis bahan
yang diradiasi. Besaran yang dipakai sebagai standar serapan radiasi untuk berbagai
jenis bahan dosis serapan, yaitu jumlah energi radiasi yang terserap dalam 1 satuan
massa bahan. Satuan SI untuk dosis serapan ini adalah Gray (Gy), 1 Gy sama dengan
energi 1 Joule yang terserap oleh 1 kg bahan. Satuan lain yang juga sering dipakai
untuk menyatakan dosis serapan adalah rad (radiation absorbed doses) yaitu energi
100 erg yang terserap tiap gram bahan. Hubungan D dan X dapat dibuat jika bahan
penyerap energi radiasinya adalah udara STP. Paparan radiasi 1 R mampu
menghasilkan:
18

10. (2,58 x 10-4)/(1,6 x 10-19) = 1,61 x 1015 ion/kg udara ...................... (2.2.)
1,6 x 10-19 C = muatan listrik yang dimiliki oleh sebuah elektron, atau ion akibat
kehilangan/kelebihan elektron.
Untuk membentuk tiap ion udara rata-rata dibutuhkan energi 34 eV (electron
volt),
sehingga paparan radiasi 1 R memberikan energi:
(1,61x1015)x(34x1,6x10-19) = 0,0088 Joule/kg udara ....................... (2.3.)
Dengan demikian paparan radiasi sinar X atau gamma sebesar 1 R di dalam
udara memberikan dosis serapan (D) sebesar 0,0088 Gy atau 0,88 rad (Tsoulfanidis,
N.,1983 dalam Ardianto, 2009).
4. Dosis Efektif (DE)
Besarnya dosis efektif dari suatu sumber radiasi gamma yang diterima
tergantung pada beberapa faktor yaitu, Aktivitas (A) gamma atau kekuatan sumber
radiasi, lama penyinaran, dan radionuklida yang ada. Aktivitas sumber radiasi
gamma menunjukkan besarnya peluruhan yang terjadi, sehingga semakin besar
aktivitas radiasi gamma maka semakin besar pula dosis yang diterima. Satuan yang
digunakan untuk menyatakan besaran dosis efektif (DE) adalah Sievert (Sv).
Jika radionuklida pemancar gamma terdistribusi merata di permukaan tanah
maka persamaan yang digunakan untuk menghitung dosis serapan rata-rata (D)
dipermukaan tanah adalah sebagai berikut (UNSCEAR, 2000).
D = A x CF ........................................................................................ (2.4.)
dengan;
D : Dosis serapan rata-rata di udara (nanoGy/jam)
A : Aktivitas (Bq/kg)
CF : Faktor konversi dosis serapan rata-rata (dosis serapan rerata di udara per
aktivitas per massa batuan/tanah dalam satuan nanoGy/jam per Bq/kg)
(K-40 = 0,0417, peluruhan U-238 = 0,427, dan peluruhan Th-232 = 0,662)
19

11. DE = D x T x F ................................................................................ (2.5.)
dengan;
DE : Dosis efektif (mSv/tahun)
T : Faktor Occupancy (0,8 x 24 jam x 365.25 hari = 7010 jam/tahun)
F : Faktor konversi dosis efektif rata-rata (0,7 x 10-6 Sv/Gy)
2.1.3. Jenis radiasi pengion
Radiasi pengion adalah radiasi yang dapat menyebabkan proses terlepasnya
elektron dari atom sehingga terbentuk pasangan ion. Ada empat jenis radiasi pengion
utama yang ada di bumi ini yaitu, radiasi pengion alpha, radiasi pengion beta, dan
radiasi pengion gamma yang rinciannya sebagai berikut.
1. Radiasi Pengion Alpha (α)
Radiasi alpha biasanya dipancarkan oleh unsur-unsur tak stabil dengan nomor atom
dan nomor massa relatif besar. Pada peristiwa pancaran radiasi alpha akan dihasilkan
inti turunan dengan nomor massa 4 lebih kecil daripada inti induk dan bermuatan 2
lebih kecil daripada inti induk. Salah satu skema peluruhan sumber alpha
ditunjukkan pada Gambar 2.2. Pada peristiwa pancaran radiasi alpha dari suatu
unsur radioaktif selalu diikuti oleh radiasi yang lain, terutama radiasi gamma
(Tsoulfanidis, 1983 dalam Ardianto, 2009).
Gambar 2.2. Skema peluruhan α
20

12. Interaksi partikel alpha dengan materi menyebabkan terjadinya ionisasi dan
eksitasi. Proses ionisasi terjadi bila tenaga yang dilepaskan oleh partikel alpha lebih
besar daripada tenaga ikat elektron atom penyusun materi. Sedangkan proses eksitasi
terjadi bila tenaga yang dilepaskan oleh partikel alpha lebih kecil daripada tenaga
ikat elektron atom penyusun materi (Knoll, G.F., 1989 dalam Ardianto, 2009).
Jangkauan partikel alpha bertenaga 4,5 MeV di udara pada suhu 15 °C dan
tekanan 1 atm kurang lebih hanya 3 cm. Panjang jangkauan partikel alpha dari suatu
materi hampir sama, karena tenaga partikel alpha dari suatu isotop tertentu bersifat
diskrit (dipancarkan dengan paket-paket tenaga tertentu) (Knoll, G.F., 1989 dalam
Ardianto, 2009).
2. Radiasi Pengion Beta (β)
Radiasi pengion beta memiliki massa sekitar 1/2000 dari massa proton atau
neutron. Radiasi pengion beta dihasilkan dari peluruhan spontan dari unsur
radioaktif, seperti tritium (isotop dari hidrogen), carbon-14, posfor-32, dan
stronsium-90. Jangkauan partikel beta tergantung pada besar energinya, di dalam air
jangkauan beta hanya sekitar 1 mm hingga 1 cm. Gambar 2.3. menunjukkan skema
peluruhan sumber beta (β) (Knoll, G.F., 1989 dalam Ardianto, 2009).
Gambar 2.3 skema peluruhan β
3. Radiasi Pengion Gamma (γ)
Radiasi pengion gamma dihasilkan dari peluruhan gamma (γ) disebabkan
oleh interaksi medan elektromagnetik dengan nukleon (inti atom). Inti yang
dihasilkan dari peluruhan dan berada dalam keadaan tereksitasi, dan untuk transisi ke
tingkat dasar akan menimbulkan pemancaran foton (gamma). Gambar 2.4.
21

13. menunjukan skema peluruhan sumber gamma (γ) (Ridwan, dkk., 1978 dalam
Ardianto, 2009).
Gambar 2.4. Skema peluruhan γ
Interaksi sinar gamma dengan materi akan menimbulkan tiga efek, yaitu efek
compton, efek fotolistrik, dan efek produksi pasangan. Efek compton terjadi untuk
energi foton gamma antara 500 keV sampai 5 MeV. Peristiwa yang terjadi adalah
jika atom dikenai sinar gamma, maka selain elektron terlepas, juga akan
menghamburkan foton pada sudut tertentu dan panjang gelombang yang berbeda dari
panjang gelombang awal (Knoll, G.F., 1989 dalam Ardianto, 2009).
Efek foto listrik terjadi pada energi foton rendah, pada elektron yang terikat
kuat atau pada orbit dalam. Semua energi dipergunakan untuk peristiwa ini, sebagian
Gambar 2.7. Skema peluruhan sumber gamma untuk melepaskan ikatan elektron
dan sebagian lagi untuk energi kinetik electron yang terlepas (Knoll, G.F., 1989
dalam Ardianto, 2009).
Produksi pasangan terjadi bila foton berinteraksi dengan medan listrik
sekeliling partikel bermuatan. Foton dapat hilang dan diganti dengan pembentukan
pasangan elektron-positron. Peristiwa ini akan terjadi di sekitar inti atom, pada foton
berenergi tinggi (Ridwan, dkk., 1978 dalam Ardianto, 2009).
22

14. 2.1.4. Interaksi radiasi dengan materi
2.1.4.1. interaksi partikel radiasi bermuatan (radiasi Alpha dan Beta ) dengan
materi
Oleh karena radiasi Alpha dan radiasi Beta termasuk dalam kelompok radiasi
bermuatan maka interaksinya dengan materi akan menimbulkan efek :
1) ionisasi
Ionisasi adalah proses fisik yang mengubah suatu atom atau molekul menjadi
ion melalui penambahan atau pelepasan elektron dari atom atau molekul tersebut.
Pada peristiwa ionisasi molekul ataupun atom yang semula tidak bermuatan listrik
dipaksa menjadi bermuatan listrik (Wardhana, 2006). Peristiwa ionisasai dapat
digambarkan melalui salah satu mekanisme berikut:
Gambar 2.2. Proses terjadinya ionisasi
2) eksitasi
Salah satu postulat Bohr menyatakan bahwa elektron dapat berpindah dari satu
tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Berpindahnya elektron ini karena
mendapatkan tambahan energi dari luar, salah satunya dapat berasal dari radiasi
alpha dan radiasi betha. Apabila elektron berpindah dari tingkat energi rendah
menuju tingkat energi tinggi maka energi akan diserap untuk melakukan proses
tersebut. Elektron yang berpindah dari tingkat energi rendah menuju tingkat energi
23

15. yang lebih tinggi menyebabkan elektron tereksitasi. Akan tetapi keadaan elektron
tereksitasi ini tidak stabil sehingga elektron kembali dari tingkat energi tinggi menuju
tingkat energi rendah yang disertai pelepasan energi dalam bentuk radiasi
(deeksitasi) (Wardhana, 2006). Peristiwa eksitasi dapat digambarkan melalui salah
satu mekanisme berikut:
Gambar 2.3. Sebuah elektron melompat dari keadaan n1 ke keadaan n2, dan
memancarkan sebuah foton.
3) Absorbsi
Peristiwa absorbsi adalah peristiwa terserapnya partikel radiasi oleh suatu
bahan yang terkena radiasi. Pada peristiwa absorbsi ini ada radiasi yang terserap
seluruhnya oleh materi, ada yang hanya sebagian terserap oleh materi dan sisanya
ada yang diteruskan keluar dari materi. Akibat peristiwa absorbsi radiasi oleh suatu
bahan (materi), bahan akan menjadi panas sesuai dengan energi radiasi yang
ditransfer ke atom-atom bahan (Wardhana, 2006).
2.1.4.2. interaksi foton (γ) dengan materi
1) efek fotolistrik
Efek fotolistrik adalah interaksi antara foton dengan sebuah elektron yang
terikat kuat dalam atom yaitu elektron pada kulit bagian dalam suatu atom, biasanya
24

16. kulit K atau L. Foton akan menumbuk elektron tersebut dan karena elektron itu
terikat kuat maka elektron akan menyerap seluruh tenaga foton (Wardhana, 2006).
Efek fotolistrik secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.4. Mekanisme terjadinya efek fotolistrik
2) hamburan compton
Hamburan Compton terjadi antara foton dan sebuah elektron bebas
yangterdapat pada kulit terluar sebuah atom. Apabila foton menumbuk elektron
tersebut maka berdasarkan hukum kekekalan momentum tidak mungkin elektron
akan dapat menyerap seluruh energi foton seperti pada efek fotolistrik (Wardhana,
2006). Foton akan menyerahkan sebagian energinya kepada elektron dan kemudian
terhambur sebesar sudut terhadap arah gerak foton datang yang digambarkan sebagai
berikut.
Gambar 2. 5. Mekanisme terjadinya hamburan compton
25

17. 3) produksi pasangan
Produksi pasangan terjadi karena interaksi antara foton dengan medan listrik
dalam inti atom berat. Jika interaksi itu terjadi, maka foton akan lenyap dan sebagai
gantinya akan timbul sepasang elektron-positron.
Gambar 2.6. Proses terjadinya produksi pasangan
Ketika muatan suatu sistem bernilai awal nol, maka dua partikel yang
berlawanan muatannya harus diciptakan guna mengkonversi muatan. Untuk
menggabungkan sebuah pasangan, foton datang harus memiliki energi yang
setidaknya setara dengan energi diam pasangan tersebut, dan setiap kelebihan energi
foton akan muncul sebagai energi kinetik partikel (Wardhana, 2006).
Interaksi radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida dengan materi yang
dilewatinya atau bertumbukan dapat menyebabkan rusaknya lingkungan.
2.1.5. Lingkungan
Undang-Undang No. 32 Tahun 2009 Tentang Perlindungan dan Pengelolaan
Lingkungan Hidup Pasal 1 Ayat 1 mengatakan Lingkungan Hidup adalah kesatuan
ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia
dan perilakunya, yang mempengaruhi alam itu sendiri, kelangsungan perikehidupan,
dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain. Undang-undang tersebut ingin
mengatakan sebuah konsep pemahaman lingkungan yang tidak dapat terpisahkan
yang merupakan suatu satu kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan dan
makhluk hidup di dalamnya sehingga definisi ini ingin mengatakan bahwa alam
26

18. (biotik dan abiotik) memiliki peran hubungan timbal balik terhadap keberlangsungan
manusia, dan perilaku manusia memiliki peran balik terhadap alam dan
keberlangsungannya baik untuk alam itu sendiri maupun bagi keberlanjutan
kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya. Lingkungan yang diteliti pada
penelitian ini adalah lingkungan abiotik dan kultur. Lingkungan abiotiknya adalah
airtanah.
2.1.6. Airtanah
Air yang kita gunakan sehari-hari telah menjalani siklus meteorik, yaitu telah
melalui proses penguapan (precipitation) dari laut, danau, maupun sungai; lalu
mengalami kondensasi di atmosfer, dan kemudian menjadi hujan yang turun ke
permukaan bumi. Air hujan yang turun ke permukaan bumi tersebut ada yang
langsung mengalir di permukaan bumi (run off) dan ada yang meresap ke bawah
permukaan bumi (infiltration). Air yang langsung mengalir di permukaan bumi
tersebut ada yang mengalir ke sungai, sebagian mengalir ke danau, dan akhirnya
sampai kembali ke laut. Sementara itu, air yang meresap ke bawah permukaan bumi
melalui dua sistem, yaitu sistem air tidak jenuh (vadous zone) dan sistem air jenuh.
Sistem air jenuh adalah air bawah tanah yang terdapat pada suatu lapisan batuan dan
berada pada suatu cekungan air tanah. Sistem ini dipengaruhi oleh kondisi geologi,
hidrogeologi, dan gaya tektonik, serta struktur bumi yang membentuk cekungan air
tanah tersebut. Air ini dapat tersimpan dan mengalir pada lapisan batuan yang kita
kenal dengan akuifer (aquifer) (Hadian, 2006).
Akuifer dapat dibedakan menjadi 3 golongan (Krusemen dan de.
Ridder,1991) :
• Akuifer tertekan yaitu akuifer yang pada bagian atas maupun bawah nya
dibatasi oleh lapisan kedap air, tekanan dari selalu lebih besar daripada
tekanan dari atsmosfer. Akuifer ini sering disebut akifer artetis.
• Akuifer bebas biasa dikenal dengan akuifer air permukaan, pada bagian
bawah jenis akifer ini dibatasi oleh lapisan kedap air dan pada bagian atas
dibatasi oleh water table.
27

19. • Akuifer bocor, akuifer ini tidak dibatasi lapisan kedap air dan bagian atas
juga tidak dibatasi.
Akiufer tertekan terbentuk ketika air tanah dalam dibatasi oleh lapisan kedap
air sehingga tekanan di bawah lapisan kedap air tersebut lebih besar daripada tekanan
pada atsmosfer.
Akiufer bebas terbentuk ketika tinggi permukaan air tanah menjadi batas atas
zona tanah jenuh. Tinggi peermukaan tanah berfluktuasi tergantung pada jumlah dan
kecapatan air (hujan) masuk ke dalam tanah, pengambikan air tanah, dan
permeabilitas tanah.
Air tanah merupakan air yang ada dalam tanah dan batuan, menempati ruang-
ruang antar butir tanah dan batuan yang membentuknya dan dalam celah-celah atau
retakan batuan .
Air tanah terdapat dalam lapisan akuifer yaitu suatu lapisan batuan yang
dapat menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah yang cukup. Keterdapatan air
tanah berada diatas lapisan kedap air yang disebut air tanah dangkal. Air tanah yang
berada diantara kedap air merupakan air tanah dalam. Air tanah berasal dari air hujan
yang meresap kedalam tanah dan batuan dan dari aliran air tanahnya diatasnya.
Kondisi air tanah di suatu tempat dipengaruhi oleh faktor geologi, geomorfologi,
iklim, tanah, penggunaan lahan, dan aktifitas manusia.
2.1.6. Pencemaran air
Pencemaran air didefinisikan sebagai masuknya atau dimasukkannya makluk
hidup, energi, zat, dan komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga
kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi
lagi sesuai dengan peruntukannya (Peraturan Pemerintah nomor 20 Tahun 1990). Air
dikatakan telah mengalami pencemaran apabila terjadi pencemaran sebagai berikut:
bau, rasa, warna, suhu, endapan, mikro organisme dan sifat radioaktif. Dari
kedelapan hal tersebut diatas, sifat radioaktif adalah yang sangat berbahaya karena
dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis baik melalui effek langsung
maupun tidak langsung terhadap manusia, hewan dan tumbuh – tumbuhan. Secara
alamiah radioaktivitas lingkungan sudah ada sejak terbentuknya bumi ini,
28

20. bertambahnya tingkat radioaktivitas lingkungan disebabkan karena kegiatan industri
dan teknologi nuklir, termasuk teknologi nuklir yang digunakan dalam rumah sakit
sangat membutuhkan pengaturan dan pengawasan yang ketat dan disiplin. Yang
menyebabkan terjadinya pencemaran atau terkontaminasinya lingkungan oleh radiasi
adalah karena adanya interaksi radiasi dengan materi dalam hal ini adalah airtanah
(Giyatmi, 2002).
Airtanah adalah salah satu sumberdaya air yang banyak dimanfaatkan oleh
masyarakat untuk memenuhi kebutuhan rumah tangganya, khususnya air minum.
Pada umumnya airtanah bebas berkualitas baik, sehingga untuk menjadikannya air
minum tidak diperlukan suatu instalasi pembersih air, cukup dimasak saja. Namun
demikian, kualitasnya dapat menurun karena pencemaran atau kontaminasi sehingga
tidak layak dipakai sebagai air minum atupun sebagai pemenuhan kebutuhan
manusia.
2.1.7. Daur pencemaran lingkungan oleh radioaktif
Berdasarkan Gambar 2.8. Lintasan – lintasan zat radioaktif yang dilepaskan ini
menggambarkan bahwa manusialah yang menjadi sasaran terakhir yang diakibatkan
oleh pencemaran zat radioaktif. Jalur yang menuju manusia ini baik lewat udara,
tanah dan air dapat ditempuh melalui dua cara yaitu :
a) Dengan cara langsung.
Cara langsung ini dimaksudkan bahwa zat radioaktif diterima manusia tanpa
perantara apapun dan proses penerimaannya dengan cara :
1) Penghisapan melalui hidung ( pernapasan ).
2) Pemaparan langsung kepada manusia.
b) Dengan cara tidak langsung
Cara tidak langsung ini semua zat radioaktif yang diterima oleh manusia
melalui perantara seperti buah – buahan, hewan ternak dan bahan – bahan makanan
lainnya. Proses penerimaannya dapat melewati pencernaan makanan dengan cara
makan dan minum.
29

21. Gambar 2.8. Jalur lintasan radioaktif melalui air dan tanah (Giyatmi, 2002).
2.1.8. Dampak radiasi terhadap kesehatan manusia
Paparan radiasi dapat mengenai manusia melalui 2 jalur, yaitu dari sumber
radiasi/radionuklida yang berada di luar tubuh (eksternal) dan dari sumber
radiasi/radionuklida yang berada di dalam tubuh (internal). Interaksi sinar radiasi
dengan sel-sel tubuh manusia akan menyebabkan terjadinya berbagai reaksi kimia
(chemical symptoms). Hasil reaksi ini dalam proteksi radiasi dikenal sebagai efek
somatik/non-stokastik dan efek genetik/stokastik (Bennet B.G., dalam Ardianto,
2009).
Efek somatik/non-stokastik disebut juga sebagai efek deterministik, karena
efek ini pasti terjadi bila dosis yang diterima di atas dosis ambang (treshold). Dalam
efek deterministik, tingkat kerusakan biologis mempunyai korelasi yang kuat dengan
besarnya dosis yang diterima. Efek deterministik di antaranya adalah rasa mual, kulit
tubuh kemerah-merahan dan terjadinya katarak lensa mata. Efek deterministik dapat
dicegah dengan membatasi penerimaan dosis di bawah dosis ambang. Efek genetik
disebut juga sebagai efek stokastik, munculnya lambat, terobservasi setelah beberapa
dekade. Efek ini dapat terjadi bila sel-sel mengalami perubahan setelah melalui
30

22. proses yang berlangsung lama, yang pada gilirannya berpotensi menjadi kanker. Efek
genetik di antaranya adalah leukimia, cacat bawaan lahir, keterbelakangan mental
dan kanker. Efek stokastik yang terjadi terhadap perorangan bervariasi dan
berlangsung secara acak. Tubuh manusia pada dasarnya mempunyai mekanisme
pertahanan dan kemampuan memperbaiki sel-sel yang mengalami kerusakan yang
terjadi pada dosis rendah, sehingga probabilitas terjadinya efek ini dapat diperkecil
dengan membatasi dosis serendah-rendahnya yang dapat diupayakan (Bennet B.G.,
dalam Ardianto, 2009). Tabel 2.5 disajikan efek stokastik atau efek genetik akibat
paparan radiasi gamma.
Tabel 2.5. Efek stokastik akibat pancaran radiasi gamma
No. Dosis Efek Stokastik
- Kanker
400 dari 1 juta penderita kanker diakibatkan
karena paparan radiasi gamma.
- Katarak
1. 1 rad (mSv) - Pertumbuhan tidak normal
- Perubahan genetika dalam satu generasi
5-75 dari 1 juta kelahiran mengalami
kelainan genetika
Sumber: Saenger E.L., ed., dalam Ardianto, 2009
Dengan pemahaman potensi terjadinya efek deterministik dan efek stokastik,
dalam upaya perlindungan terhadap anggota masyarakat dari bahaya radiasi
diterapkan sistem pembatasan dosis. Rekomendasi internasional dalam publikasi
Safety Series No. 115 tahun 1996, nilai batas dosis (NBD) radiasi maksimal untuk
anggota masyarakat adalah 1 mSv per tahun untuk kurun waktu 5 tahun. Jadi dalam 1
tahun dosis yang diterima tidak boleh melampaui 5 mSv (sama dengan besarnya
dosis maksimal yang diterima dari alam). Jika kepadatan penduduk tinggi akan
menyebabkan peningkatan probabilitas efek stokastik (Bennet B.G., dalam Ardianto,
2009). Tabel 2.6 disajikan efek deterministik akibat pancaran radiasi gamma.
31

23. Tabel 2.6. Efek deterministik akibat pancaran radiasi gamma
No. Dosis Efek Deterministik
1. Dosis Lemah
0-25 rad (mSv) Tidak ada efek klinik yang dapat dideteksi,
kemungkinan juga tidak ada efek yang tertunda.
25-50 rad (mSv) Sedikit perubahan susunan darah, kemungkinan ada
efek tertunda, tetapi efek yang serius pada umumnya
tidak dapat dibuktkan.
2. Dosis Sedang
50-100 rad (mSv) Mual dan badan lemas. Terjadi perubahan susunan
darah, yang menyembuhkannya secara tertunda dapat
menyebabkan perpendekan umur.
100-200 rad (mSv) Mual dan muntah dalam waktu 24 jam, diikuti periode
laten dalam 1 minggu. Kemudian terjadi kerontokan
rambut, hilang nafsu makan, lemas, parau, dan diare.
Kemungkinan mati dalam 2-6 minggu. Kemungkinan
sembuh ada.
3. Dosis Semi Letal
200-400 rad (mSv) Mual dan muntah dalam 1-2 jam setelah paparan.
Setelah periode laten 1 minggu, mulai terjadi
kerontokan rambut, hilang nafsu makann, lemas dan
panas. Inflamasi (peradangan) mulut dan tenggorokan
terjadi pada minggu ke-3. Pada minggu ke-4 mulai
pucat, diare, epitaksis, dan cepat kurus. Kematian 2 – 6
minggu setelah paparan. Angka kematian 50%.
4. Dosis Letal
400-600 rad (mSv) Mual dan muntah dalam 1 – 2 jam setelah paparan. Ada
periode laten yang pendek, diare, muntah, peradangan
mulut dan tenggorokan terjadi menjelang berakhirnya
minggu pertama. Dalam minggu ke-2 terjadi panas,
cepat kurus, dan kematian. Angka kematian 100%
Sumber: Saenger E.L., ed., dalam Ardianto, 2009
Total cacat genetik serius pada anak-anak yang baru lahir di seluruh dunia
adalah sekitar 10.000 kasus per satu juta kelahiran. Berdasarkan estimasi
UNSCEAR, radiasi kronis 10 mSv dapat menimbulkan cacat serius antara 17 – 65
kasus per satu kelahiran. Kalau angka tersebut diproyeksikan secara linier, maka
radiasi alam yang sekitar 2,0 mSv/tahun berpeluang menimbulkan cacat serius antara
3 – 13 kasus per satu kelahiran (UNSCEAR, 1988).
2.1.9. Radioaktif alam di lereng Gunungapi Merapi
32

24. Pembentukan Gunungapi Merapi terbagi dalam 5 tahap, yaitu pra Merapi
(>400.000 tahun yang lalu), Merapi tua berumur antara 400.000 sampai 6.700 tahun
yang lalu, kemudian tahap ketiga adalah Merapi menengah antara 6.700–2.200 tahun
yang lalu, Merapi muda 2.200–600 tahun yang lalu dan Merapi Sekarang sejak 600
tahun lalu. Pemetaan geologi Gunungapi Merapi dalam Tahun 1989 menyebutkan
hanya dua waktu, yaitu batuan Gunungapi Merapi muda dan Merapi tua. Batuan
Gunungapi Merapi Muda terdiri dari aliran lava andesit piroksen, endapan jatuhan
piroklastika Merapi, endapan aliran piroklastika muda dan guguran Merapi, dan
endapan lahar muda. Sedangkan batuan Merapi tua terdiri dari endapan aliran
piroklastika tua Merapi, endapan lahar tua Merapi, dan aliran lava andesit piroksen
(Wirakusumah A.D., 1989).
Batuan Gunungapi Merapi yang telah dianalisa, diperoleh kesimpulan bahwa
kandungan silika dari lava dan piroklastik sedikit berbeda. Kandungan silika dari
lava antara 48,84–55,71 % sedangkan untuk piroklastik antara 49,17–58,96 %. Lava
berjenis andesit-basaltik dengan komposisi plagioklas, klinopiroxin, magnetit, olivin,
orthopiroxin, dan ampibol (Wirakusumah A.D.,1989).
Hasil analisa terhadap batuan vulkanik dari Gunungapi Merapi hasil letusan
Tahun 1997 pernah dilakukan BPPTK, analisa selengkapnya dari batuan vulkanik
Gunungapi Merapi koleksi 1997 (dua sampel) disajikan pada Tabel 2.9. sebagai
berikut.
Tabel 2.9. Hasil analisis kimia batuan Gunungapi Merapi Tahun 1997
33

25. Peristiwa-peristiwa alam dan proses geologi telah membentuk uranium sebagai
mineral. Mineral uranium yang merupakan salah satu unsur radioaktif terdapat dalam
kerak bumi pada hampir semua jenis batuan. Uranium yang terdapat dalam batuan
jumlahnya hanya sedikit, baik yang terdapat pada batuan vulkanik (batuan beku)
maupun pada batuan sedimen. Pada umumnya kandungan uranium dalam batuan
sekitar satu gram per ton batuan. Batuan yang mengandung unsur silika (SiO 2)
memiliki kandungan uranium yang relatif lebih tinggi. Beberapa jenis batuan yang
mengandung uranium dalam jumlah yang tinggi antara lain, alum shale, granite,
pegmatite, uraninite, pitchblende, coffinite, brannerite, carnatite, tyuyamunite dan
aplite, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.10. Selain itu ada beberapa
batuan yang memiliki kandungan uranium dalam jumlah yang kecil antara lain,
limestone, sandstone, quartsite, gabbro, diabas, diorit, basic volcanic rocks
(Pedersen, L.M.S., 2004). Dengan demikian maka batuan beku di sekitar lereng
Gunungapi Merapi diperkirakan memiliki kandungan unsur radioaktif yaitu uranium
dalam jumlah yang relatif tinggi karena sekitar 48,84–55,71 % mineral yang ada di
lereng Gunungapi Merapi terdiri dari unsur silika yang berasal dari lava.
Tabel 2.10. Komposisi beberapa jenis batuan yang mengandung uranium
No Batuan Komposisi Kimia
34

26. 1. Fosfat:
Autinite Ca(UO2)2(PO4)2*10-12H2O
2. Vanadates:
Carnotite K2(UO2)2(VO4)2*3H2O
3. Tyuyamunite Ca(UO2)2(VO4)2*nH2O
4. Karbonat: Ca2U(CO3)4*10H2O
Liebigite
5. Silikat: Pb(UO2)SIO4*H2O
Kasolite
6. Uranophane Ca(UO2)2Si2O7*6H2O
7. Beta-Uranophane Ca(UO2)2Si2O7*6H2O
Sumber: Pedersen, L.M.S., dalam Ardianto., 2009
Mineral uranium yang terdapat dalam batuan mudah dikenali karena sifat-sifat
fisiknya yang khas, antara lain sebagai berikut.
1) Uranium beserta anak luruhnya bersifat radioaktif sehingga mampu
memancarkan radiasi pengion berupa sinar α, β, dan γ. Oleh karena itu
keberadaannya dapat dipantau dengan alat ukur radiasi. Sifat ini dapat
membedakan uranium dari batuan lainnya. Karena batuan lain tidak
memancarkan radiasi, maka batuan tersebut tidak dapat diidentifikasi dengan
alat ukur radiasi.
2) Oksida alam dari uranium mempunyai warna hijau kekuning-kuningan dan
coklat tua yang mencolok.
3) Apabila disinari dengan cahaya ultra ungu, uranium akan mengeluarkan
cahaya fluoresensi.
Badan Tenaga Atom Nasional Yogyakarta, Tanggal 26 Februari 2007
mengevakuasi sebuah batu yang mengandung radioaktif lemah di kawasan obyek
wisata Kaliadem di lereng Gunung Merapi, Sleman, D. I. Yogyakarta. Batu
berukuran 21 Inci itu diperkirakan berasal dari puncak gunung dan terbawa erupsi
pada Bulan Juni Tahun 2006. Hasil pengukuran sampel batu tersebut dengan
menggunakan alat Ambient Gamma Radiation Monitor diperoleh hasil kandungan
radioaktif mencapai 0,017 mrad/jam. Ambang yang diperbolehkan untuk didekati
35

27. masyarakat umum 0,25 mrad/jam, dan pekerja radiasi 2,5 mrad/jam. Jadi kandungan
batu ini cukup kecil atau masih di bawah ambang batas. Fisik batu tidak banyak
berbeda dengan batuan lainnya, kecuali warnanya yang kemerahan. Batuan ini
mengandung tiga mineral, yakni gelas, piroksen, dan plagioklas. Batu ini telah lama
berada di sekitar puncak, dan terbawa turun bersama longsoran material
(http://www.batan.go.id., 2012).
2.2. Kerangka Teori
Untuk memberikan gambaran alur pemikiran penelitian ini dapat dijelaskan
sebagai berikut:
1) Radioaktivitas alam adalah radioaktif yang ada di sekitar lingkungan kita
berasal dari radiasi yang ada di bumi (radiasi primordial) dan radiasi yang
berasal dari luar bumi (radiasi kosmogenis). Kedua macam radiasi tersebut
sudah ada sejak terbentuknya bumi. Sumber radiasi alam dapat berasal dari
material kerak bumi yang terdiri dari uranium-238 (U-238), uranium- 235 (U-
235), dan thorium-232 (Th-232). Radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi.
2) Gunungapi Merapi pembentukannya terbagi dalam 5 tahap, yaitu pra Merapi
(>400.000 tahun yang lalu), Merapi tua berumur antara 400.000 sampai 6.700
tahun yang lalu, kemudian tahap ketiga adalah Merapi menengah antara 6.700–
2.200 tahun yang lalu, Merapi muda 2.200–600 tahun yang lalu dan Merapi
Sekarang sejak 600 tahun lalu. Batuan Gunungapi Merapi Muda terdiri dari
aliran lava andesit piroksen, endapan jatuhan piroklastika Merapi, endapan aliran
piroklastika muda dan guguran Merapi, dan endapan lahar muda. Sedangkan
batuan Merapi tua terdiri dari endapan aliran piroklastika tua Merapi, endapan
lahar tua Merapi, dan aliran lava andesit piroksen
3) Desa Wukirsari berada pada Satuan Akuifer Merapi I ( Satuan Akuifer Volkan
Bagian Atas) berada pada lereng volkan Merapi. Material penyusunnya berupa
endapan lahar yang lepas dengan material pasir, kerakal dan boulder, sedangkan
dibawahnya dialasi oleh aliran lava. Infiltrasi dan hujan di daerah ini sangat
besar, sehingga merupakan daerah imbuh airtanah yang potensial.
36

28. 4) Magma disusun oleh bahan yang berupa gas (volatile) seperti H2O dan CO2, dan
bukan gas yang umumnya terdiri dari unsur-unsur: Rubidium (Rb), Barium (Br),
Stronsium (Sr), Nikel (Ni), Cobalt (Co), Vanadium (V), Croom (Cr), Lithium
(Li), Sulphur (S) dan Plumbum (PB) (Alzwar, 1987). Unsur-unsur: Sr, Rb, Co
sendiri merupakan unsur-unsur yang memancarkan radioaktif, apabila unsur-
unsur tersebut berinteraksi dengan airtanah maka akan menyebabkan
terkontaminasinya airtanah.
5) Sebaran radiasi alam yang ada di lereng Gunungapi Merapi berdasarkan pola
aliran airtanah dan material penyusunnya dapat dijadikan informasi spasial dalam
peta sebaran radiasi radioaktivitas alam di desa Wukirsari.
6) Data-data studi pustaka digunakan untuk mengetahui pengaruh kesehatan yang
terjadi akibat paparan radiasi.
mulai
Radioaktivitas alam
37

29. Radiasi primordial,
Radiasi kosmogenis
Gunungapi Merapi
Satuan Akuifer
Merapi
Endapan lahar, Airtanah
material pasir,
boulder, kerakal,
aliran lava
Pola aliran airtanah
Radiasi gamma Pemanfaatan
airtanah oleh
masyarakat
Aktivitas dan energi radionuklida
selesai
Dosis efektif
Strategi
pengelolaan
Pencemaran airtanah
pengaruh radioaktivitas Berpengaruh
terhadap kesehatan
gamma terhadap Kesehatan Efek
manusia stokastik dan
efek
deterministik
? Tidak Berpengaruh
terhadap kesehatan
Gambar 2.9. Diagram kerangka pemikiran
2.3. Hipotesis
38

30. Berdasarkan permasalahan yang mungkin terjadi maka dilakukan
pengambilan dugaan sementara berupa hipotesis. Adapun hipotesis pada penelitian
ini adalah sebagai berikut:
1. Terjadi peningkatan paparan radiasi alam yang berasal dari sumber
radionuklida pemancar gamma akibat aktivitas Gunungapi Merapi;
2. Peningkatan paparan radiasi yang melebihi ambang batas yang diijinkan
dapat berpengaruh terhadap kesehatan manusia.
39

31. Berdasarkan permasalahan yang mungkin terjadi maka dilakukan
pengambilan dugaan sementara berupa hipotesis. Adapun hipotesis pada penelitian
ini adalah sebagai berikut:
1. Terjadi peningkatan paparan radiasi alam yang berasal dari sumber
radionuklida pemancar gamma akibat aktivitas Gunungapi Merapi;
2. Peningkatan paparan radiasi yang melebihi ambang batas yang diijinkan
dapat berpengaruh terhadap kesehatan manusia.
39

32. Berdasarkan permasalahan yang mungkin terjadi maka dilakukan
pengambilan dugaan sementara berupa hipotesis. Adapun hipotesis pada penelitian
ini adalah sebagai berikut:
1. Terjadi peningkatan paparan radiasi alam yang berasal dari sumber
radionuklida pemancar gamma akibat aktivitas Gunungapi Merapi;
2. Peningkatan paparan radiasi yang melebihi ambang batas yang diijinkan
dapat berpengaruh terhadap kesehatan manusia.
39