Contoh Soal Radioisotop dan Aplikasinya dalam Kehidupan
Contoh Soal Radioisotop dan Aplikasinya dalam Kehidupan - Radiosiotop dapat diperoleh secara alamiah di alam antara lain uranium. Namun untuk keperluan manusia, radioisotop dapat diproduksi dalam suatu reaktor atom. Caranya antara lain dengan menembak inti atom stabil dengan neutron, proton, maupun inti atom lain sampai radioisotop yang awalnya stabil dapat tereksitasi menjadi inti atom tidak stabil. Ketidakstabilan inti radioisotop inilah yang akan menghasilkan sinar-sinar radioaktif yang bermanfaat bagi manusia.
B. Sifat-Sifat Radioisotop
Sifat radioisotop ini menentukan manfaatnya dalam kehidupan manusia. Sifat-sifatnya sebagai berikut.
1. Radioisotop memancarkan radiasi yang mudah terdeteksi.
2. Laju peluruhan tiap satuan waktu (radioaktivitas) hanya merupakan fungsi jumlah atom radioisotop yang ada, tidak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan baik temperatur, tekanan, pH, dan sebagainya.
3. Intensitas radiasi tidak bergantung pada bentuk kimia atau senyawa yang disusunnya. Hal ini dikarenakan pada reaksi kimia atau ikatan kimia yang berperan adalah elektron, utamanya elektron pada kulit atom terluar, sedangkan peluruhan radioisotop merupakan hasil dari perubahan inti atom.
4. Radioisotop memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan isotop lain sehingga sifat kimia yang dimiliki radioisotop sama dengan isotop-isotop lain dari unsur yang sama. Radioisotop karbon-14, misalnya, memiliki karakteristik kimia yang sama dengan karbon-12.
5. Radiasi yang dipancarkan memiliki daya tembus yang besar, utamanya radiasi gamma.
1. Radioisotop memancarkan radiasi yang mudah terdeteksi.
2. Laju peluruhan tiap satuan waktu (radioaktivitas) hanya merupakan fungsi jumlah atom radioisotop yang ada, tidak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan baik temperatur, tekanan, pH, dan sebagainya.
3. Intensitas radiasi tidak bergantung pada bentuk kimia atau senyawa yang disusunnya. Hal ini dikarenakan pada reaksi kimia atau ikatan kimia yang berperan adalah elektron, utamanya elektron pada kulit atom terluar, sedangkan peluruhan radioisotop merupakan hasil dari perubahan inti atom.
4. Radioisotop memiliki konfigurasi elektron yang sama dengan isotop lain sehingga sifat kimia yang dimiliki radioisotop sama dengan isotop-isotop lain dari unsur yang sama. Radioisotop karbon-14, misalnya, memiliki karakteristik kimia yang sama dengan karbon-12.
5. Radiasi yang dipancarkan memiliki daya tembus yang besar, utamanya radiasi gamma.
C. Aplikasi Radioisotop dalam Kehidupan
1. Bidang kedokteran
Dalam bidang kedokteran, radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan sebagai sumber radiasi atau sumber sinar.
Berbagai jenis radioisotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit antara lain Teksenium-99 (Tc-99), Iodin-131 (I-131), Iodin-123 (I-123), Natrium-24 (Na-24), Xenon-133 (Xe-133), Phospor-32 (P-32), Stronsium-85 (Sr-85), Selenium-75 (Se-75), Kobalt-60 (Co-60), Skandium-137 (Cs-137), Ferum-59 (Fe-59), Cr-51, Ga-67, dan C–14. Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru. Sebaliknya Ti-201 akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
Berbagai jenis radioisotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit antara lain Teksenium-99 (Tc-99), Iodin-131 (I-131), Iodin-123 (I-123), Natrium-24 (Na-24), Xenon-133 (Xe-133), Phospor-32 (P-32), Stronsium-85 (Sr-85), Selenium-75 (Se-75), Kobalt-60 (Co-60), Skandium-137 (Cs-137), Ferum-59 (Fe-59), Cr-51, Ga-67, dan C–14. Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru. Sebaliknya Ti-201 akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
a. I-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati, dan bagian-bagian tertentu dari otak.
b. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah, contoh adanya penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tersebut.
c. Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.
d. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati.
e. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah.
f. Digunakan untuk menentukan kandungan mineral tubuh terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang sangat kecil (Co, Cr, F, Fe, Mn, Se, Si, V, Zn, dsb) sehingga sulit ditentukan dengan metode konvensional.
g. Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan sinar gamma atau sinar X.
h. Terapi pengobatan penyakit kanker dan tumor.
i. Sterilisasi radiasi, yaitu metode pembersihan mikroorganisme menggunakan radiasi gelombang elektromagnetik. Isotop yang digunakan adalah Co-60 dan Cs-137.
j. Medical imaging menggunakan sinar-X didasarkan pada perbedaan daya tembus sinar-X pada materi yang berbeda.
b. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah, contoh adanya penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tersebut.
c. Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.
d. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati.
e. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah.
f. Digunakan untuk menentukan kandungan mineral tubuh terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang sangat kecil (Co, Cr, F, Fe, Mn, Se, Si, V, Zn, dsb) sehingga sulit ditentukan dengan metode konvensional.
g. Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan sinar gamma atau sinar X.
h. Terapi pengobatan penyakit kanker dan tumor.
i. Sterilisasi radiasi, yaitu metode pembersihan mikroorganisme menggunakan radiasi gelombang elektromagnetik. Isotop yang digunakan adalah Co-60 dan Cs-137.
j. Medical imaging menggunakan sinar-X didasarkan pada perbedaan daya tembus sinar-X pada materi yang berbeda.
Saat ini, telah ada beberapa terapi menggunakan radioisotop yang dapat dikatagorikan ke dalam nanomedicine. Salah satunya adalah penggunaan CNT. Nanomedicine menggunakan lensa yang dilapisi carbon nanotube (CNT) untuk mengonversi cahaya dari laser sebagai gelombang suara terfokus. Tujuannya adalah untuk mengembangkan sebuah metode yang bisa menghancurkan tumor atau bagian tubuh lainnya yang sakit tanpa merusak jaringan yang sehat. Para Ilmuwan di bidang kedokteran masih melakukan penelitian tentang penggunaan nanopartikel bismut memfokuskan radiasi yang digunakan dalam terapi radiasi tumor-kanker payudara. Dalam metode ini, antibodi ditarik oleh protein yang diproduksi oleh sel kanker payudara setipe yang melekat pada nanotube. Nanotube tersebut akan terakumulasi di tumor. Sinar inframerah dari laser diserap oleh nanotube dan menghasilkan panas yang dapat menghancurkan tumor.
2. Bidang industri
a. Pemeriksaan cacat pada logam atau sambungan las dilakukan dengan merontgen bahan tersebut menggunakan sinar gamma. Teknik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, intensitas radiasi yang diteruskan semakin berkurang. Jadi dari gambar rontgen yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam.
b. Mengontrol ketebalan bahan. Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti di atas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
c. Pengawetan bahan seperti kayu, barang-barang seni, dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.
b. Mengontrol ketebalan bahan. Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti di atas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
c. Pengawetan bahan seperti kayu, barang-barang seni, dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.
3. Bidang pertanian
a. Radioisotop yang digunakan sebagai perunut dalam penelitian efisiensi pemupukan tanaman adalah fosfor-32 (32P). Teknik perunut dengan radioisotop akan memberikan cara pemupukan yang tepat dan hemat.
b. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul. Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Pembiakan hama kubis dalam jumlah banyak dilakukan di laboratorium. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.
c. Pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
d. Penyimpanan makanan. Bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas sehingga membutuhkan radiasi untuk menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama.
b. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul. Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Pembiakan hama kubis dalam jumlah banyak dilakukan di laboratorium. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.
c. Pemuliaan tanaman. Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
d. Penyimpanan makanan. Bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas sehingga membutuhkan radiasi untuk menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama.
4. Bidang arkeologi
Radioisotop berperan dalam menentukan usia sebuah fosil. Usia sebuah fosil dapat diketahui dari jejak radioisotop karbon-14.
5. Bidang pertambangan
Pada pertambangan minyak bumi, radioisotop membantu mencari jejak air di dalam lapisan batuan.
6. Bidang kimia
Berperan dalam menelusuri mekanisme reaksi. Radioisotop yang berasal dari unsur hidrogen, karbon, nitrogen dan sebagainya telah memainkan peran dalam menjelaskan berbagai mekanisme reaksi pada reaksi-reaksi senyawa organik.
7. Bidang kesenian
Radioisotop dapat juga digunakan untuk mengetahui keaslian sebuah lukisan. Seorang pemalsu akan menggunakan cat yang dibuat pada abad sekarang. Dengan mengetahui banyaknya unsur radioaktif pada cat akan diketahui umur lukisan tersebut sebenarnya.
SOAL 1
Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop.
1. Na–24 untuk menyelidiki kebocoran pipa minyak dalam tanah.
2. Co–60 untuk mensterilkan alat-alat kedokteran.
3. I–131 untuk mengetahui letak tumor pada otak manusia.
4. P–32 untuk memberantas hama tanaman.
Radioisotop di atas yang berfungsi sebagai perunut adalah ....
1. Na–24 untuk menyelidiki kebocoran pipa minyak dalam tanah.
2. Co–60 untuk mensterilkan alat-alat kedokteran.
3. I–131 untuk mengetahui letak tumor pada otak manusia.
4. P–32 untuk memberantas hama tanaman.
Radioisotop di atas yang berfungsi sebagai perunut adalah ....
SOAL 2
Isotop yang dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran adalah ....
SOAL 3
Isotop yang digunakan untuk menentukan umur suatu fosil adalah ....
SOAL 4
Radioisotop yang dipakai untuk memperoleh citra organ tubuh di rumah sakit adalah ....
SOAL 5
Radioisotop yang digunakan untuk meneliti keefektifan metode pemupukan adalah ....
SOAL 6
Berikut ini adalah sifat-sifat radioisotop, kecuali ....
SOAL 7
Salah satu aplikasi radioisotop dalam bidang industri adalah memeriksa cacat produksi logam atau sambungan las. Sinar yang diemisikan adalah ....
SOAL 8
Sinar gamma yang dipancarkan oleh radioisotop mampu mendeteksi penyakit pada organ-organ tertentu. Radioisotop yang mampu mendeteksi penyakit paru-paru dan mata adalah ....
SOAL 9
Untuk pembuatan citra organ tubuh, radioisotop memancarkan sinar ....
SOAL 10
Radioisotop yang digunakan untuk mempelajari proses pembentukan sel darah merah adalah ....