Radionuklida Alam

Di alam ini terdapat berbagai radionuklida alam. Secara kuantitas, yang paling banyak keberadaannya adalah kalium-40, nuklida deret uranium, nuklida deret thorium, dan semuanya ini disebut radionuklida primordial, yaitu radionuklida yang sudah ada di kerak bumi sejak terbentuknya alam semesta. Selain itu, ada radionuklida alam yang lain yang jumlahnya relatif kecil, yaitu berbagai radionuklida seperti nuklida kosmogenik (nuklida hasil interaksi dari radiasi kosmik), yang terjadi karena interaksi antara radiasi kosmik dengan udara, dan nuklida produk peluruhan spontan nuklida dapat belah.

URAIAN

Berdasarkan sumbernya, radionuklida alam secara garis besar dapat dibagi dalam dua jenis. (Gambar

1). Yang pertama adalah radionuklida primordial, yang ada di kerak bumi sejak terbentuknya alam semesta, dan yang ke dua adalah radionuklida kosmogenik yang terjadi akibat interaksi antara radiasi kosmik dengan udara. Selain dua jenis tersebut, terdapat radionuklida yang muncul karena peluruhan spontan nuklida dapat belah (Th-232, U-235, U-238) atau karena reaksi inti tangkapan neutron dari radiasi kosmik, dan ada juga radionuklida punah yang sekarang tidak ada lagi karena umur paronya yang pendek, tetapi karena secara kuantitas sangat sedikit maka dapat diabaikan. Di bawah ini akan dibahas secara detail mengenai radionuklida primordial dan radionuklida kosmogenik.

1. Radionuklida Primordial

Di dalam radionuklida primordial terdapat radionuklida yang membentuk deret radionuklida maupun yang tidak membentuk deret. Di antara radionuklida yang tidak membentuk deret terdapat kalium-40 (K-40) dengan umur paro 1,27 milyar tahun, rubidium-87 (Rb-87) dengan umur paro 47,5 milyar tahun dan sekitar 10 nuklida lain yang memiliki umur paro lebih dari 10 milyar tahun. Dari radionuklida tersebut, yang merupakan sumber radiasi alam yang patut diperhitungkan hanyalah K-40 dan Rb-87. Radionuklida alam yang membentuk deret adalah nuklida deret thorium dengan induk thorium-232 (Th- 232) dengan umur paro 14 milyar tahun, radionuklida deret actinium dengan induk uranium-238 (U-238) dengan umur paro 700 juta tahun. Nomor massa deret-deret tersebut dapat dinyatakan masing-masing dengan 4n, 4n+2, 4n-3 (n adalah bilangan bulat). Deret neptunium yang dinyatakan dengan 4n+1 dengan induk neptunium-237 (Np-237) dengan umur paro 2,14 juta tahun, saat ini tidak ada lagi di alam karena umur paronya yang pendek.



1.1. Kalium-40 (K-40, umur paro 1,27 milyar tahun)

Selain nuklida deret uranium dan deret thorium, radionuklida ini merupakan salah satu sumber radiasi alam yang paling penting yang kelimpahannya di alam adalah 0,0118% dari keseluruhan kalium. Jumlahnya di dalam tanah bergantung antara lain pada kualitas tanah, dan biasanya dalam setiap 1 kg tanah terdapat 100-700 Bq. Selain itu kalium terdapat di dalam tubuh manusia sebagai unsur yang sangat penting, dan pada setiap 1 kg berat badan laki-laki dewasa terdapat 2 g kalium. Jika dihitung maka keberadaan K-40 di dalam tubuh sekitar 60 Bq/kg.

1.2. Rubidium-87 (Rn-87, umur-paro 47,5 milyar tahun)

Radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida ini relatif kecil dibandingkan dengan K-40, nuklida deret uranium, maupun nuklida deret thorium, tetapi diantara nuklida yang tidak membentuk deret, rubidium ini merupakan nuklida terpenting kedua setelah K-40. Konsentrasi Rb-87 di dalam tubuhmanusia sekitar 8,5 Bq/kg.


1.3. Nuklida deret uranium

Deret uranium terdiri dari 15 nuklida dengan uranium-238 (U-238, umur paro 4,5 milyar tahun) sebagai induk. Deret peluruhannya ditunjukkan pada Gambar 2. Dalam 1 kg tanah terdapat 10-50 (rata-rata 25) Bq U-238. Di antara nuklida deret ini terdapat antara lain radium-226 (Ra-226; umurparo 1600 th) dan gas mulia radon-222 (Rn-222; umur-paro 3,8 hari). Melalui difusi, Rn-222 dapat berpindah dari dalam tanah ke udara. Konsentrasi radon di dalam gedung sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Hasil pemeriksaan di Swedia menunjukkan nilai sekitar 900 Bq/m3 sedangkan normalnya 5 – 25 Bq/m3 . Dosis efektif tahunan akibat menghirup Rn-222 rata-rata di dunia adalah sekitar 1100 mSv dan ini menjadi sumber radiasi alam yang terbesar.

1.4. Nuklida deret thorium

Deret thorium terdiri dari 12 nuklida dengan induk Thorium-232 (Th-232, umur paro 14 milyar tahun). Deret peluruhannya dapat dilihat pada Gambar 3. Dalam 1 kg tanah terdapat 7-50 (rata-rata 25) Bq Th-232. Di dalam deret ini terdapat gas mulia Radon-220 (Rn-220; umur-paro 55 detik, disebut thoron). Seperti halnya Rn-222 di dalam deret uranium, Rn-220 merupakan sumber radiasi yang penting yang patut diperhitungkan karena dapat masuk ke dalam tubuh melalui pernafasan. Dosis
efektif tahunan Rn-220 di dunia diperkirakan rata-rata sebesar 220 mSv.

2. Nuklida Kosmogenik

berilium-7 (Be-7), carbon-14 (C-14), dan natrium-22 (Na-22). Selain itu terdapat juga berilium-10 (Be-10,Terdapat berbagai nuklida yang termasuk nuklida kosmogenik, yang utama antara lain tritium (H-3), umur paro 2,5 juta tahun), silikon-32 (Si-32, umur paro 500 tahun), phospor-32 (P-32;umur paro 14,3 hari), phospor-33 (P-33, umur paro 25 hari), sulfur-35 (S-35, umur paro 87 hari); dan chlor-36 (Cl-36; umur paro 310 ribu tahun).

2.1. Tritium (H-3, umur paro 12,3 tahun)

Tritium terdapat di udara dan di air laut, terjadi sebagai hasil reaksi neutron dari radiasi kosmik dengan unsur-unsur di udara seperti misalnya N-14. Dari jumlah keseluruhan tritium, 99% (1,3E+18Bq) di antaranya berbentuk HTO. Pengukuran sebelum percobaan nuklir menunjukkan kandungan tritium dalam air permukaan 200 – 900 Bq/m3, dan dalam air laut 100 Bq/m3.

2.2. Berillium-7 (Be-7, umur paro 53 hari)

Be-7 dihasilkan dari reaksi antara radiasi kosmik dengan oksigen atau nitrogen di udara. Di daerah tropis, kandungan Be-7 dalam air permukaan sekitar 3000 Bq/m3 dan dalam air hujan 700 Bq/m3.

2.3. Carbon-14 (C-14, umur paro 5743 tahun)

C-14 dihasilkan dari reaksi N-14 (n,p) C-14 dan terdapat di udara, air laut dan bahan organik.

2.4. Natrium-22 (Na-22, umur-paro 2,6 tahun)

Na-22 dihasilkan dari reaksi antara radiasi kosmik dengan argon yang ada di udara, danterdapat dalam air hujan dan air laut.

_Ensiklopedi Teknologi Nuklir (BATAN)_