Pengenalan Radioisotop bagi kehidupan umat manusia dimaksudkan untuk kesejahteraan manusia, dan bukan untuk mengancam kehidupan manusia. Penggunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada kenyataan bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Jadi, suatu isotop radioaktif melangsungkan reaksi kimia yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis, efek kimia, maupun efek biologis.
Di negara-negara maju penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur baik stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang sama. Penggunaan radioisotop dapat dibagi ke dalam penggunaan sebagai perunut dan penggunaan sebagai sumber radiasi. Radioisotop sebagai perunut digunakan untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa. Radioisotop dapat digunakan sebagai sumber sinar sebagai pengganti sumber lain misal sumber sinar X.
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut sebab energi sinar yang dipancarkan serta waktu paruhnya merupakan sifat khas radioisotop tersebut. Pada contoh di bawah ini akan diberikan beberapa contoh penggunaan radioisotop baik sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi.
Penggunaan radioisotop digunakan dalam berbagai bidang, misalnya pada industri, teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi dan lain-lain. Tujuan penggunaan radioisotop bagi kehidupan manusia adalah untuk kesejahteraan manusia dan memudahkan keberlangsungan hidup manusia.
Manfaat Radioisotop dalam Berbagai Bidang Kehidupan baik sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi adalah sebagai berikut :
1. Radioisotop dalam Bidang Kedokteran
Berbagai jenis radioisotop digunakan untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai penyakit antara lain Teknesium-99 (Tc-99),Talium-201 (TI-201), Iodin-131 (I-131),Natrium-24 (Na-24),Xenon-133 (Xe-133), Fosforus-32 (P-32), dan besi-59 (Fe-59).
Teknetum-99 (Tc-99) yang disuntikkan kedalam pembuluh darah akan akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru. Sebaliknya, TI-201 terutama akan diserap oleh jaringan sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua radioisotop itu digunakan bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
Iodin-131 (I-131) diserap terutama oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, I-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati, dan untuk mendeteksi tumor otak.
Iodin-123 (I-123) adalah radioisotop lain dari Iodin. I-123 yang memancarkan sinar gamma yang digunakan untuk mendeteksi penyakit otak.
Natrium-24 (Na-24) digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah. Larutan NaCl yang tersusun atas Na-24 dan Cl yang stabil disuntikkan ke dalam darah dan aliran darah dapat diikuti dengan mendeteksi sinar yang dipancarkan, sehingga dapat diketahui jika terjadi penyumbatan aliran darah.
Xenon-133 (Xe-133) digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.
Phospor-32 (P-32) digunakan untuk mendeteksi penyakit mata, tumor, dan lain-lain.
Serta dapat pula mengobati penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukan sel darah merah yang berlebihan. Dalam penggunaanya isotop P-32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya yang memancarkan sinar beta dapat menghambat pembentujan sel darah merah pada sum-sum tulang belakang.
Sr-85 untuk mendeteksi penyakit pada tulang.
Se-75 untuk mendeteksi penyakit pankreas.
Kobalt-60 (Co-60) sumber radiasi gamma untuk terapi tumor dan kanker. Karena sel kanker lebih sensitif (lebih mudah rusak) terhadap radiasi radioisotop daripada sel normal, maka penggunakan radioisotop untuk membunuh sel kanker dengan mengatur arah dan dosis radiasi.
Kobalt-60 (Co-60) dan Skandium-137 (Cs-137), radiasinya digunakan untuk sterilisasi alat-alat medis.
Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk menentukan tempat tumor di otak:
Ferum-59 (Fe-59) dapat digunakan untuk mempelajari dan mengukur laju pembentukan sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah zat besi dalam makanan dapat digunakan dengan baik oleh tubuh.
Sejak lama diketahui bahwa radiasi dari radium dapat dipakai untuk pengobatan kanker. Oleh karena radium-60 dapat mematikan sel kanker dan sel yang sehat maka diperlukan teknik tertentu sehingga tempat di sekeliling kanker mendapat radiasi seminimal mungkin.
Radiasi gamma dapat membunuh organisme hidup termasuk bakteri. Oleh karena itu, radiasi gamma digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran.
2. Radioisotop dalam Bidang Pertanian
Dalam bidang pemuliaan tanaman 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 terbesar yang mematikan, (Biji tumbuh). Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya. Selanjutnya akan dipilh varietas yang dikehendaki, misalnya yang tahan hama, berbulir banyak dan berumur pendek. Dalam bidang pertanian, radiasi yang dihasilkan juga digunakan untuk pemberantasan hama dan pemulihan tanaman.
a. Pembentukan Bibit Unggul
Dalam bidang pertanian, radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul. Sinar gamma menyebabkan perubahan dalam struktur dan sifat kromosom sehingga memungkinkan menghasilkan generasi yang lebih baik, misalnya gandum dengan yang umur lebih pendek.
Selain sinar gamma, fosfor-32 (P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan yang bersifat lebih unggul dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi inilah yang menyebabkan turunan akan mempunyai sifat yang berbeda dari induknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.
b. Pemupukan dan Pemberantasan Hama dengan Serangga Mandul
Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman. Ada jenis tanaman yang mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk. Berdasarkan hal inilah digunakan fosfor radioaktif untuk mengetahui pola penyebaran pupuk dan efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik radiasi juga dapat digunakan untuk memberantas hama dengan menjadikan serangga mandul.
Dengan radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, sehingga timbul kemandulan pada serangga jantan. Kemandulan ini dibuat di laboratorium dengan cara hama serangga diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah disinari hama tersebut dilepas di daerah yang terserang hama, sehingga diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas, sehingga telur itu tidak akan menetas.
c. Pengawetan Makanan
Pada musim panen, hasil produksi pertanian melimpah. Beberapa dari hasil pertanian itu mudah busuk atau bahkan dapat tumbuh tunas, contohnya kentang. Oleh karena itu diperlukan teknologi untuk mengawetkan bahan pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan irradiasi sinar radioaktif. Radiasi ini juga dapat mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.
3. Radiologi dalam Hal Penyimpanan Makanan
Bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi, sebelum bahan tersebut disimpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama. Radiasi juga digunakan untuk pengawetan bahan makanan untuk mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.
4. Radio Aktif dalam Bidang Industri
Kaos lampu petromaks menggunakan larutan radioisotop horium dalam batas yang dipernankan agar nyalanya lebih terang. Radiasi gamma yang dihasilkan dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam dan juga untuk pengawetan kayu, barang-barang seni,dll.
Penggunaan radioisotop dalam bidang industri antara lain untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton. Dengan menggunakan radioisotop yang dimasukkan ke dalam aliran pipa kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton. Penyinaran radiasi dapat digunakan untuk menentukan keausan atau kekeroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antarlogam. Jika bahan ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang aus atau keropos akan memberikan gambar yang tidak merata. Radiasi sinar gamma juga digunakan dalam vulkanisasi lateks alam. Penggunaan zat radioaktif dalam bidang industri yang lainnya adalah untuk mengatur ketebalan besi baja, kertas, dan plastik; dan untuk menentukan sumber minyak bumi.
5. Radioaktif dalam Bidang Hidrologi
Na-24 untuk mempelajari kecepatan aliran sungai.
Na-24 dalam bentuk karbonat untuk menylidiki kebocoran pipa air dibawah.
6. Radiologi dalam Bidang Sains
- Iodin-131 (I-131) untuk mempelajari kesetimbangan dinamis.
- Oksigen-18 (O-18) untuk mempelajari reaksi esterifikasi.
- Karbon-14 (C-14) untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
a. Teknik Perunut
Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia. Misal pada reaksi esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat dan alkohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang terjadi dapat ditulis seperti berikut. (isotop oksigen-18 diberi warna). Hasil analisis ini menunjukkan bahwa molekul air tidak mengandung oksigen-18. Adapun jika O-18 berada dalam alkohol maka reaksi yang terjadi seperti berikut.
b. Penggunaan Isotop dalam Bidang Kimia Analisis
Penggunaan isotop dalam analisis digunakan untuk menentukan unsur-unsur kelumit dalam cuplikan. Analisis dengan radioisotop atau disebut radiometrik dapat dilakukan dengan dua cara yaitu, sebagai berikut.
1) Analisis Pengeceran Isotop
Larutan yang akan dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang mengandung suatu spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan dan ditentukan aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang dianalisis ditentukan dengan membandingkannya dengan larutan standar.
2) Analisis Aktivasi Neutron (AAN)
Analisis aktivasi neutron dapat digunakan untuk menentukan unsur kelumit dalam cuplikan yang berupa padatan. Misal untuk menentukan logam berat (Cd) dalam sampel ikat laut. Sampel diiradiasi dengan neutron dalam reaktor sehingga menjadi radioaktif. Salah satu radiasi yang dipancarkan adalah sinar gamma . Selanjutnya sampel dicacah dengan spektrometer gamma untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.
8. Radologi dalam Pengukuran Usia Bahan Organik
Radioisotop karbon-14, terbentuk di bagian atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen dengan neutron yang terbentuk oleh radiasi kosmik.
Karbon radioaktif tersebut di permukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hidrogen karbonat di laut. Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai pertumbuhan melalui fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14 yang diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai 15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun. Apabila organisme hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T = 5.730 tahun).
