SEBERAPA KENAL ANDA DENGAN NUKLIR? (Esai Lingkaran Kopdar #7)

(MENGENAL NUKLIR & PENGAPLIKASIANNYA LEBIH DEKAT LAGI)

Oleh Juli Yandika

ABSTRAK

Nuklir (nuclear) adalah inti atom. Inti atom tersebut terdiri atas sejumlah proton dan neutron dengan komposisi tertentu. Pengaplikasian teknologi nuklir dalam beberapa bidang sebenarnya sudah banyak diterapkan, misalnya dalam bidang pangan & peternakan, kesehatan, material maju, industri & SDAL, dan energi. Namun, kata nuklir sendiri terkadang masih terdengar menakutkan di pikiran masyarakat umum. Mengapa demikian? Harusnya kita mulai berbenah dari sekarang, mengingat besarnya dampak positif dalam aplikasi teknologi nuklir guna kemajuan bangsa. Melalui tulisan ini, besar harapan bahwa paradigma negatif tentang nuklir mulai tergerus untuk menyambut Revolusi Industri 4.0.

Kata kunci: nuklir, teknologi nuklir, radiasi, PLTN

Apa yang terbesit di pikiranmu ketika mendengar kata ‘nuklir’? Apakah bom? Berbahaya? Radiasi? Pembangkit listrik? Reaktor?

Jelas semua jawaban di atas berhubungan dengan nuklir. Tapi, sekarang tergantung kita melihatnya dari sudut pandang mana. Pada dasarnya banyak pemanfaat teknologi nuklir yang dapat kita nikmati. Apalagi, pada zaman modern yang semakin maju ini, pemanfaatannya semakin berkembang dan canggih. Mulai dari bidang kesehatan, industri, peternakan, pertanian, dan energi. Namun, yang jadi permasalahan adalah mindset negatif mengenai ‘nuklir’ masih sangat melekat di benak masyarakat umum.

Lantas, bagaimana ketika anda mendengar soal teknologi nuklir? Apakah pendapatmu tentang peranan Indonesia terhadap teknologi tersebut? Apakah anda masih memandang sebelah mata bahwa Indonesia belum menguasai teknologi nuklir?

Dari ketiga  pertanyaan di atas, hanya ada dua faktor yang memengaruhi jawabanmu. Pertama, mungkin anda kurang membaca tentang kiprah Indonesia pada bidang teknologi nuklir. Kedua, mungkin informasi dan publikasi mengenai hal tersebut memang belum tersebar secara merata. Mengingat pentingnya pengetahuan teknologi masa depan ini, dua kemungkinan tersebut harusnya dapat dibenahi bersama. Kita harus mulai dari diri kita sendiri dan orang di sekitar kita dengan cara mulai mengenali lebih dekat tentang nuklir dan teknologi nuklir.

1. Sejarah Perkembangan Teori Atom dan Inti Atom

Ketika kita berbicara soal nuklir, maka sangat erat kaitannya dengan atom. Setidaknya, kita perlu mengetahui sejarah perkembangan teori atom dan inti atom. Spekulasi paling dini tentang keberadaan atom sebagai pembentuk materi terjadi kira-kira tahun 500 SM pada zaman Yunani Kuno. Terdapat dua aliran pendapat mengenai pembentuk benda yaitu aliran Aristoteles dan aliran Anaxagoras, Leucippus, dan Democritus[1]. Pengetahuan tentang atom ini tidak mengalami perkembangan hingga awal abad 19.

Di awal abad 19 (tahun 1808), penelitian mengenai berat gabungan secara kimia oleh John Dalton dan kawan-kawan menunjukkan kebenaran atom sebagai pembentuk materi. Tiga tahun kemudian, Avogadro, profesor fisika di Turin dengan jelas dapat membedakan antara atom dan molekul[2]. Hal ini diikuti oleh hipotesis pertama mengenai struktur atom.

Seiring berjalannya waktu, fisika atom modern mulai berkembang dengan ditemukannya sinar-X oleh Rontgen pada tahun 1895, penemuan radioaktivitas oleh Becquerel pada tahun 1896, dan penemuan elektron pada tahun 1897 oleh J.J.Thomson. Pengukuran rasio muatan dan massa elektron, oleh Thomson dan penentuan muatan listrik oleh H.A. Wilson (1903) sehingga didapatkan penentuan massa elektron yaitu sekitar 10-27 g.

Pada tahun 1904 tercetuslah model atom Nagaoka[3]. Kemudian pada tahun 1907, J.J. Thomson mencoba mengatasi dengan usulan model atom awan bermuatan[4]. Namun, model atom Thomson tidak dapat menjelaskan eksperimen hamburan partikel alpha oleh air atau lapisan tipis mica (Rutherford 1906), lapisan emas (Geiger 1910), dan lapisan platinum (Geiger dan Marsden 1909).

Kemudian Rutherford (1911), mengusulkan bahwa muatan listrik atom (tidak termasuk elektron) terkonsentrasi pada benda yang sangat kecil di tengah. Melalui teori atomnya, Rutherford dapat menjelaskan defleksi partikel alpha yang teramati oleh Geiger dan Marsden.

Setelah keberadaan inti atom bermuatan positif dan susunan elektron di luarnya ditemukan, maka perlu dicari konsep baru untuk mengatasi kelemahan teori elektromagnetik klasik. Bohr (1913) mengusulkan bahwa elektron tidak melepaskan energi saat berputar di lintasannya sendiri. Dengan menggunakan postulasi kuantum Planck, secara teoretis Bohr dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen dan menentukan konstanta Rydberg. Sukses ini memastikan model atom Bohr (Rutherford-Bohr) adalah benar.

2. Apa itu nuklir?

Nuklir (nuclear) adalah inti atom. Inti atom tersebut terdiri atas sejumlah proton dan neutron dengan komposisi tertentu. Di dalam inti atom ini juga berlaku “hukum” lain, yaitu gaya nuklir, yang dapat mengimbangi gaya elektrostatik yang disebabkan oleh proton. Komposisi jumlah proton dan neutron di dalam inti atom tersebut menentukan apakah suatu inti atom bersifat stabil atau tidak stabil.

3. Apa itu reaksi nuklir?

Reaksi nuklir atau reaksi inti adalah proses tumbukan dua inti atau dua partikel inti yang menghasilkan inti atau partikel inti yang berbeda dari asalnya. Pada dasarnya, tumbukan partikel dapat saja terjadi dengan melibatkan tiga partikel atau lebih, tetapi karena sangat sulit menemui kasus dimana tiga atau lebih partikel yang berada dalam satu tempat dan satu lokasi yang sama, maka propabilitas proses tumbukan seperti itu sangat kecil dan jarang terjadi. Sebuah partikel dapat menyebabkan reaksi nuklir spontan yang menghasilkan proses yang memancarkan sinar radioaktif atau disebut peluruhan radioaktif. Partikel inti dapat saja bertumbukan tanpa mengalami perubahan. Proses ini tidak dapat dikatagorikan sebagai reaksi nuklir, melainkan hanya disebut sebagai tumbukan elastik partikel inti.

4. Apa itu radiasi nuklir?

Sebelum kita membahas radiasi nuklir, ada baiknya kita mengetahui arti dasar dari radiasi. Radiasi adalah energi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel. Keberadaan radiasi tidak dapat dilihat, tidak dapat tercium karena tidak berbau, tidak dapat didengar, dan tidak dapat dirasa, tetapi hanya dapat dideteksi dengan alat detektor radiasi. Radiasi adalah salah satu jenis perpindahan energi. Pada dasarnya ada tiga jenis perpindahan energi: konduksi, konveksi, dan radiasi. Namun, masyarakat umum terkadang menganggap radiasi adalah hal yang menakutkan. Padahal, pada dasarnya tidak demikian.

Jika kita berpikir konsep dasarnya, radiasi pun ada di mana-mana. Radiasi telah ada sejak terbentuknya alam semesta dan menjadi bagian dari kehidupan makhluk hidup. Radiasi akan selalu ada di sekitar kita sepanjang waktu dan tidak mungkin untuk dihindari. Sumber radiasi terdapat pada tanah yang kita injak, udara yang kita hirup, makanan yang kita makan, dan sistem tata surya. Berdasarkan sumbernya, radiasi dapat dibedakan atas radiasi alam atau latar yang sudah ada di alam sejak pembentukannya dan radiasi buatan yang sumbernya dibuat oleh manusia dengan sengaja. Selama hidupnya manusia paling besar menerima paparan radiasi dari alam khususnya gas radon. Sumber utama radiasi alam adalah radiasi kosmik yang berasal dari benda langit di dalam dan luar tata surya, radiasi terestrial yang berasal dari kerak bumi/tanah, dan radiasi internal yang berasal dari sejumlah radionuklida yang ada di dalam tubuh manusia.

Lantas apa itu radiasi nuklir? Ketika satu inti atom yang tidak stabil (radioisotop atau inti radioaktif) secara spontan akan berubah menjadi inti atom lain yang lebih stabil dan mereka akan sambil memancarkan energi radiasi. Radiasi yang dipancarkan tersebutlah yang dapat berupa partikel alpha (α), partikel beta (β), atau sinar gamma (γ). Dalam pengaplikasian teknologi nuklir, nilai batas dosis[5] radiasi telah tertuang dalam Peraturan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir, Nomor 4 Tahun 2013, Tentang Proteksi Dan Keselamatan Radiasi Dalam Pemanfaatan Tenaga Nuklir. Sebagai masyarakat umum pun nilai batas dosisnya juga telah tertuang pada peraturan tersebut[6].

5. Aplikasi teknologi nuklir di Indonesia

Sejarah mencatat bahwa Indonesia memulai kegiatan nuklir sejak tahun 1954 dengan dibentuknya komite negara untuk penyelidikan radioaktif yang bertugas melakukan penelitian tentang radioaktif di wilayah Indonesia akibat percobaan bom atom di wilayah lautan Pasifik yang dilakukan oleh Amerika Serikat dan Perancis. Setelah pembentukan panitia negara tersebut, dalam perkembangannya Indonesia melakukan pembenahan diri sebagai persiapan memasuki era atom. Pembenahan diri dimulai dengan pembentukan Lembaga Tenaga Atom kemudian menjadi Dewan Tenaga Atom pada tahun 1958 dan akhirnya menjadi Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) pada tahun 1964.

Indonesia merupakan salah satu pionir pembangun reaktor nuklir di Asia, setelah Jepang. Selain itu, Indonesia juga diperhitungkan karena sejak awal telah memanfaatkan, mengembangkan, dan menguasai Iptek Nuklir termaju dibandingkan dengan negara-negara ASEAN lainnya.

Pada masa kepemimpinan Presiden Soekarno, Indonesia membangun Reaktor Nuklir pertama yang diresmikannya tahun 1965 di Bandung. Reaktor ini bernama Triga Mark II. Triga adalah singkatan dari Training, Research, dan Isotope sebagai fungsi dari reaktor tersebut. GA adalah singkatan dari General Atomic perusahaan AS sebagai desainer dan produsen reaktor tersebut. Reaktor Triga Mark II memiliki daya 250 kW pada tahun 1965, ditingkatkan menjadi 1.000 kW pada tahun 1971, dan terakhir menjadi 2.000 kW pada tahun 2000.

Oleh karena itu, Indonesia sebenarnya tak kalah ketinggalan dengan negara berkembang lainnya. Sudah banyak pemanfaat teknologi nuklir yang dapat kita rasakan. Salah satu hal yang perlu anda ketahui bahwa Indonesia telah mempunyai 3 reaktor nuklir dan semua dapat beroperasi.

Tenang saja, 3 reaktor nuklir ini sudah lama beroperasi dan ditangani oleh putra-putra Indonesia yang memiliki disiplin dan etos kerja yang tinggi sehingga semua reaktor tersebut berjalan baik tanpa ada masalah apapun yang membahayakan manusia dan lingkungan. Lantas, dimana saja letak reaktor nuklir tersebut?

1. Reaktor Triga Mark (sekarang menjadi Reaktor Triga 2000)
   1. lokasi : Bandung
   2. beroperasi : 1965
   3. alamat : PSTNT BATAN Jl. Tamansari No.71, Lb. Siliwangi, Coblong, Kota Bandung, Jawa Barat 40132
2. Reaktor Kartini
   1. lokasi : Yogyakarta
   2. beroperasi : 1979
   3. alamat : Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN, Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 ykbb Yogyakarta 55281
3. Reaktor G.A. Siwabessy
   1. lokasi : Serpong
   2. beroperasi : 1987
   3. alamat : BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL, Jl. Lebak Bulus Raya No. 49 Gd. Perasten, Jakarta Selatan.12440

Ketiga reaktor tersebut bukanlah reaktor energi yang orang awam menyebutnya PLTN atau Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir, melainkan reaktor riset atau penelitian. Jadi sejauh ini, ketiga reaktor tersebut berfungsi hanya untuk penelitian dan pengembangan teknologi nuklir saja.

Di lain sisi, para operator reaktor nuklir juga telah menunjukkan prestasi gemilang dalam mengoperasikan reaktor nuklir karena sejak reaktor nuklir pertama, Triga Mark II, disusul Reaktor Kartini, dan Reaktor Siwabessy. Ketiga reaktor tersebut tidak pernah terjadi kejadian (incident) atau kecelakaan (accident) sesuai standar INES (International Nuclear Event Scale) yang mengancam keselamatan manusia dan lingkungan.

Terus kapan Indonesia punya PLTN? Kapan-kapan lah ya! Tapi, yang jelas tanyakan dulu pada dirimu, apakah anda mendukung pembuatan PLTN di Indonesia? Jika iya, dukung semua perkembangan teknologi nuklir di Indonesia dan juga bantu publikasi bahwa Indonesia sudah siap mempunyai PLTN.

Selain itu, manajemen reaktor nuklir juga patut kita acungkan jempol karena mulai dari pengoperasian, pengawasan, sampai pemeliharaan telah membuktikan diri sebagai orang-orang yang ahli, andal, berpengalaman, berdedikasi total, dan berprestasi. Buktinya, Reaktor pertama Triga Mark II yang telah berumur 54 tahun masih beroperasi dengan baik.

Selain itu, baru-baru ini (tepatnya bulan Februari 2019) aplikasi teknologi nuklir bidang pertanian kembali menebar benih padi varietas Inpari Sidenuk di Kecamatan Kairatu Kabupaten Seram Bagian Barat (SBB)[7]. Sebenarnya sudah banyak aplikasi teknologi nuklir yang diterapkan di Indonesia, hal tersebut sempat dipaparkan oleh Plt. Kepala BATAN, Falconi Margono pada saat membuka Rapat Kerja 2019, di Bogor, Senin (18/02).

Pada hari tersebut, Falconi mengapresiasi capaian hasil Litbangyasa BATAN periode 2015-2019 baik secara keseluruhan maupun dalam bentuk BATAN incorporated sesuai bidang prioritas Pangan & Peternakan, Kesehatan, Material Maju, Industri & SDAL dan Energi.

Dipaparkan oleh Falconi, sebagai bentuk BATAN incorporated telah dibangun fasilitas Pilot plant Pemisahan Logam Tanah Jarang, Uranium dan Thorium (PLUTHO) dan Iradiator Gamma Merah Putih, hasil kerjasama antar unit kerja di BATAN. Lainnya juga telah dilakukan pelepasan varietas unggul tanaman pangan yaitu benih unggul padi Tropiko, Mustaban, Mustajab dan benih unggul kacang tanah Katantan yang mewakili bidang pangan.

Pada bidang kesehatan dihasilkan produk Radiofarmaka Sm-153-GDTMP yang berguna untuk terapi paliatif penderita kanker dan I-131-MIBG yang berguna untuk diagnosa kanker Neuroblastoma, dan juga peralatan Renograf untuk menguji fungsi ginjal dan thyroid pasien, untuk bidang material maju, BATAN telah menghasilkan prototipe bahan smart magnet yang dapat diaplikasikan sebagai cat anti radar, jelas Falconi.

Setelah mendengar fakta sejarah Iptek Nuklir di Indonesia ini, apakah anda masih memandang Indonesia sebagai negara yang belum menguasai hal tersebut? Harusnya tidak demikian! Bahkan, sebenarnya masih banyak prestasi Indonesia yang diakui dunia pada bidang Iptek Nuklir.

Menanggapi Revolusi Industri 4.0, bagaimana peranan Iptek Nuklir di Indonesia? Pada dasarnya Revolusi Industri 4.0, mengutamakan kepraktisan, efisiensi, dan kemudahan dalam segala bidang. Menurutku, Iptek Nuklir sejak awal telah menawarkan hal tersebut dengan dibuktikannya beberapa aplikasi yang telah diciptakan. Menurut Reno Alamsyah pada jurnalnya yang berjudul Analisis Dampak Industri 4.0 Terhadap Sistem Pengawasan Ketenaganukliran Di Indonesia, mengungkapkan bahwa ada sembilan teknologi yang menguatkan Industri 4.0 dan mentransformasi produksi industrial, yaitu: robot mandiri, simulasi, sistem integrasi, internet untuk segala (The Industrial Internet of Things), keamanan dunia maya, awan (The cloud), manufaktur aditif (Additive manufacturing), realitas tambahan (Augmented reality), serta data besar dan analitika.

Gambar 1 Sembilan Teknologi yang Mengubah Produksi Industrial

Berdasarkan gambar di atas sebenarnya sudah banyak dilakukan penelitian dan pengaplikasian pada Iptek Nuklir baik itu dari praktisi nuklir maupun mahasiswa yang berkecimpung dalam pendidikan kenukliran. Lantas, sudahkah anda tahu?

Daftar pustaka:

1. Alatas, Zubaidah, dkk. 2016. Buku Pintar Nuklir. Jakarta Selatan: BATAN Press
2. Wauran, Markus. 2018. Nuklir untuk Kesejahteraan dan Perdamaian. Jakarta Selatan: BATAN Press
3. Alamsyah, Reno. 2018. Analisis Dampak Industri 4.0 Terhadap Sistem Pengawasan Ketenaganukliran di Indonesia. Jurnal Forum Nuklir (JFN) Volume 12, Nomor 2
4. Peraturan Kepala Badan Pengawas Tenaga Nuklir, Nomor 4 Tahun 2013, Tentang Proteksi Dan Keselamatan Radiasi Dalam Pemanfaatan Tenaga Nuklir.
5. http://www.batan.go.id

[1] Aristoteles menyatakan bahwa materi dapat terus menerus dibagi, sedangkan Democritus dkk mempostulasikan bahwa semua materi terbentuk dari kumpulan partikel yang disebut atom, yang berasal dari kata atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi.

[2] Ia menunjukkan bahwa gas yang berbeda namun memiliki volume yang sama berisi jumlah molekul yang sama bila suhu dan tekanannya sama.

[3] Model atom yang menggambarkan lintasan elektron yang berputar kurang dapat diterima saat itu berdasarkan teori elektromagnetik klasik. Menurut teori ini, elektron yang berputar terus menerus akan mengeluarkan energi karena percepatan sentripetalnya dan akhirnya akan jatuh ke inti atom bila energinya sudah habis.

[4] Model atom ini menjelaskan bahwa baik massa maupun muatan listriknya terdistribusi merata dalam bentuk bola. Gambaran model atom Thompson ini seperti kue kismis.

[5] Nilai Batas Dosis (NBD) adalah Dosis terbesar yang diizinkan oleh BAPETEN yang dapat diterima oleh Pekerja Radiasi dan anggota masyarakat dalam jangka waktu tertentu tanpa menimbulkan efek genetik dan somatik yang berarti akibat Pemanfaatan Tenaga Nuklir.

[6] Pada Pasal 23, Nilai Batas Dosis untuk anggota masyarakat sebagaimana dimaksud dalam Pasal 14 huruf c ditetapkan dengan ketentuan: a. Dosis Efektif sebesar 1 mSv (satu milisievert) pertahun; b. Dosis Ekivalen untuk lensa mata sebesar 15 mSv (seratus limapuluh milisievert) pertahun; dan c. Dosis Ekivalen untuk kulit sebesar 50 mSv (limapuluh milisievert) pertahun.

[7] Sebanyak 500 kg benih padi hasil litbang BATAN varietas Inpari Sidenuk disebar di 20 Ha lahan pertanian di Kecamatan Kairatu Kabupaten Seram Bagian Barat (SBB) diantaranya Desa Waimital, Desa Waihatu dan Desa Gemba. Sementara 200 kg lainnya akan ditanam di Kabupaten Buru, Pulau Buru. Bertempat di Balai Desa Waimital Kecamatan Kairatu Kabupaten SBB, benih diserahkan kepada 100 orang petani yang terbagi di 6 kelompok tani, 4 kelompok tani Desa Waimital, 1 dari Desa Waihatu dan 1 dari desa Gemba.

Tentang penulis:

*Esai pemantik diskusi di atas kemungkinan besar akan direvisi sesuai bentuk terbaiknya ketika akan dibukukan dalam Bunga Rampai Esai Lingkaran kelak.