Instrumentasi Nuklir Produk Batan

KEBUTUHAN akan instrumentasi nuklir semakin bertambah sehubungan dengan makin meningkatnya penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir di Indonesia serta makin luasnya aplikasi teknologi nuklir memasuki berbagai bidang.

Sejak Pelita III telah dilakukan penelitian dan pengembangan pembuatan prototip peralatan instrumentasi nuklir sampai saat ini. Hasilnya berbagai alat dari yang sederhana sampai yang rumit untuk berbagai keperluan dan telah dipergunakan di Batan serta instansi lain. Seperti sistem spektroskopi nuklir dengan pencacah nuklir, sistem kontrol dan regulasi daya reaktor, serta instrumentasi untuk proteksi radiasi/keselamatan radiasi, untuk kedokteran nuklir, penyelidikan dan pengujian untuk industri serta instrumentasi nuklir untuk pendidikan dan pelatihan.

Sistem spektroskopi nuklir dan pencacah radiasi berfungsi untuk menyelidiki dan menganalisis suatu radioisotop atau sumber radiasi. Caranya dengan mengukur distribusi energi radiasi tersebut serta berbagai variabel lain yang mempunyai kaitan kuat dengan sumber radiasi. Sistem itu terdiri dari dua kelompok, yakni bagian sensor radiasi dan transduser yang biasa dikenal sebagai detektor nuklir dan spektrometer untuk pengolahan dan pengukuran data.

Prosesnya adalah ketika radiasi nuklir yang dipancarkan oleh suatu sumber kemudian mengenai detektor akan dikonversikan menjadi pulsa elektronik yang tingginya merupakan proporsi dari distribusi energi atau spektrum energi radiasi tersebut. Jadi ketika dilakukan penatahan (scanning) tinggi pulsa dari detektor menggunakan alat spektrometer diperoleh keluaran (output) yang memberikan informasi yang detail. Sehingga dapat digunakan untuk mengidentifikasi radioisotop yang belum diketahui dan dalam pencacahan dapat membedakan suatu isotop yang tercampur dengan isotop lain.

Teknik tersebut telah dipakai secara luas dalam berbagai bidang, misalnya dalam mengenalisis radiasi alfa, beta, gamma, sinar-X dan neutron.

Kriteria Gagal Tapi Aman

Sementara itu, sistem kontrol dan kendali reaktor berfungsi untuk memonitor dan memproses besaran fisik yang timbul di dalam reaktor nuklir, yang selanjutnya difungsikan untuk mengontrol operasi reaktor dan mengendalikan dayanya. Seperti sistem instrumentasi nuklir yang lain, sistem tersebut terdiri dari bagian detektor, bagian pengolahan, penyimpan data serta sistem kontrol dan bagian penampil perekam data.

Selama reaktor dioperasikan, sistem instrumentasi harus mampu memonitor dan mengukur berbagai besaran fisis secara tepat dan mampu mengendalikan serta mengawasi semua kejadian yang timbul. Mengingat fungsinya yang sangat vital, maka sistem instrumentasi reaktor dapat didesain dengan keandalan tinggi dan memiliki sistem berlapis (redundancy) serta memenuhi ''kriteria gagal tapi aman'' (fail-safe criteria). Yakni bila terjadi kegagalan operasi, sistem akan membawa pada kondisi yang aman.

Tindakan protektif yang diberikan adalah (a) sistem saling kunci (interlock) pada saat ''Start-up'', reaktor tidak dapat dioperasikan bila kondisi aman belum dipenuhi untuk menghidupkan reaktor. (b) Sistem trip reaktor (Scram), yakni memberikan perintah agar reaktor scram (pemadaman reaktor) bila terjadi kecelakaan baik di dalam maupun di luar reaktor. Dan (c) sistem ragam keselamatan keteknikan (engineered safety feature system), yakni tindakan penyelamatan yang lain pada saat terjadi ketidaknormalan operasi reaktor. Misalnya pengisolasian gedung reaktor, sistem pendingin primer, menghidupkan disel darurat dll.

Proteksi/Keselamatan Radiasi

Bekerja di daerah radiasi harus memiliki sistem proteksi yang memadai. Karena manusia tidak memiliki sensor biologis terhadap radiasi sehingga pekerja radiasi dituntut disiplin yang tinggi. Instrumen proteksi radiasi berfungsi memonitor daerah radiasi, mengukur laju dosis radiasi serta jumlah dosis yang diterima oleh pekerja, disamping memberikan tanda peringatan dini (warning system) bila terjadi ketidaknormalan.

Karena alat ukur proteksi radiasi sering dipergunakan dalam berbagai kondisi maka kalibrasi terhadap alat tersebut harus dilakukan secara periodik. Beberapa instrumen tersebut yang telah dibuat Batan antara lain surveimeter, monitor radiasi personal, monitor radiasi ruang, monitor tangan dan kaki, dosimeter saku dll.

Instrumentasi Kedokteran Nuklir

Alat tersebut berfungsi untuk membantu petugas medik dalam mendiagnosis pasien dengan teknologi nuklir. Pada prinsipnya sistem tersebut terdiri dari bagian detektor, pemrosesan dan penganalisaan data serta bagian penampil data yang baik secara digital, rekaman analog atau penampilan pada layar monitor.

Beberapa instrumen tersebut telah diproduksi Batan, yakni renograph untuk pemeriksaan fungsi ginjal dengan menggunakan sediaan radiofarmasi sebagai perunut. Pasien disuntik dengan 0,2-0,3 mCi hipuran Radio Iodium I-131 per kilo gram berat badan yang kemudian disekresi melalui urine. Dua detektor sintilasi dipakai untuk mendeteksi kedua ginjal. Perubahan radioaktivitas yang diukur dengan spektrometer ditampilkan pada rekorder pengamat selama 20-30 menit. Bentuk kurva yang dihasilkan merupakan karakteristik fungsi ginjal.

Produk lain yakni uji tangkap gondok. Alat ini untuk pemeriksaan prosentase penangkapan yodium oleh kelenjar gondok dengan menggunakan perunut sediaan radiofarmasi I-131. Isotop I-131 dalam bentuk Iodida diberikan kepada pasien kemudian ditelusuri dalam kelenjar gondok. Kecepatan dan perluasan penangkapan I-131 dan laju pelepasan yodium serta kelenjar gondok menunjukkan perubahan konsentrasi iodium dan tingkat produksi hormon kelenjar gondok.

Sementara pencacah Radioimunoassay (RIA) yang juga produk Batan berfungsi untuk menentukan kadar zat tertentu seperti vitamin, hormon dll pada seseorang dengan daya urai sampai orde pikogram. Senyawa T-4 yang ditandai dengan Iodium-125 berkompetisi dengan T-4 dalam cuplikan darah pasien memperebutkan sejumlah antibodi yang tertentu banyaknya. Setelah mengalami inkubasi beberapa lama, T-4 bertanda yang terikat dan yang bebas dipisahkan dengan metode PEG. Selanjutnya endapan yang mengandung fraksi yang terikat pada antibodi dicacah dengan sistem spektrometer. Konsentrasi T-4 dalam darah pasien dapat dibaca dari kurva baku.

Sedangkan aplikasi teknik nuklir dalam bidang industri telah dikembangkan dan telah dirasakan manfaatnya. Yakni dalam hal peningkatan efisiensi proses serta mutu produk. Dengan teknik nuklir hampir setiap krakteristik suatu proses industri termasuk kelainan-kelainan yang terdapat pada sistem kerjanya dapat diketahui. Sehingga diperoleh masukan informasi bagi industri untuk melakukan tindak lanjut yang tepat.

Aplikasi tersebut yang telah dilaksanakan Batan antara lain, penentuan efisiensi pencampuran proses pembuatan pupuk, vulkanisasi lateks alam dengan iradiasi sinar gamma, pelapisan kayu dengan teknik iradiasi berkas elektron untuk meningkatkan mutu kayu, penentuan derajat homoginitas peleburan aluminium, dan penentuan waktu tinggal rerata proses pembuatan semen serta aplikasi teknik nuklir dalam industri kertas.(MW/Atomos-Batan-35)