III'IISIIJQJP8I'tonm3l1 dan ProsontaslllmlalJ FWiDslonai TBknls Non PonaUtl, 18 D8S8DIb8l' 2006ii ISSN :14W • 6381

,

PENGUKURAN KONSENTRASI 228Th,226Ra,228Ra, DAN 40KDALAM PASIR BESI DI TAMBANG PASIR BESI

CIP ATUJAH- TASIKMALA YPI

Asep Setiawan dan WahyudiPTKMR - BAT AN

ABSTRAK

PENGUKURAN KONSENTRASI 228Th, 226Ra,228Ra,DAN 40K DALAM PASIR BESI DITAMBANG PASIR BESI CIPATUJAH-TASIKMALA YA. Pengukuran konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kdi dalam pasir besi telah dilakukan di beberapa lokasi penambangan pasirbesi di Cipatujah - Tasikmalaya, Jawa Barat. Sampel pasir besi diambil langsung di lokasi

tambang dan diukur menggunakan spektrometer gamma dengan detektor fiermaniumberkemumian tinggi (HPGe). Hasil pengukuran menunjukkan bahwa konsentrasi 22Th, 226Ra,228Ra,dan 40Kdalam pasir besi berturut-turut adalah (0,58 ± 0,04) Bq/kg sampai (5,22 ± 0,07)

Bq/kg, (1,20 ± 0,08) Bq/kg sampai (8,14 ± 0,14) Bq/kg, (0,56 ± 0,10) Bq/kg samfsai (5,20 ±0,17) Bq/kg, dan (3,64 ± 0,88) Bq/kg sampai (23,93 ± 1,13) Bq/kg. Konsentrasi 28Th, 226Ra,228Ra, dan 40K di dalam pasir besi terse but masih jauh di bawah batas konsentrasi yangdirekomendasikan oleh IAEA yaitu sebesar 1000 Bq/kg.

ABSTRACT

THE MEASUREMENT OF 228Th, 226Ra, 228Ra, and 40K CONCENTRATIONS IN IRONSAND IN CIPATUJAH TASIKMALAYA IRON SAND MINE. Measurement of 228Th,226Ra,228Ra,and 40K had been done at some iron sand mine sites in Cipatujah, Tasikmalaya,West Java. Iron sand samples were taken directly at mine site and measured using Gamma

Spectrometr~ with High Purit6: Germanium (HPGe) detector. The measurement result showedthat 228Th,2 6Ra, 228Ra,and 4 K concentrations in iron sand consecutively were (0.58 ± 0.04)Bq/kg to (5.22 ± 0.07) Bq/kg, (1.20 ± 0.08) Bq/kg to (8.14 ± 0.14) Bq/kg, (0.56 ± 0.10) Bq/kgto (5.20 ± 0.17) Bq/kg, and (3.64 ± 0.88) Bq/kg to (23.93 ± 1.13) Bq/kg. Highestconcentrations of 228Th,226Raand 228Rawere found at Ciheras mine site and 40Kat Cidadapmine site. Lowest concentrations of 228Th,226Ra,228Ra,and 40K were found at CikawungGading 1 mine site. 228Th,226Ra,228Ra,and 40Kconcentration at those sites were still belowconcentration limit recommended by IAEA which was 1000 Bq/Kg.

F'ENDAHULUAN

Penduduk dunia selalu mendapat radiasi baik yang berasal dari alam maupun dad

sumber radiasi buatan. Radionuklida alam dapat berasal dari dalam bumi (kerak bumi) disebut

radionuklida primordial (deret 238U,deret 232Th,dan 40K) dan yang berasal dari luar atmosfir

bumi (sinar kosmis) disebut radionuklida kosmogcnik (4H, 7Li, 3H, dan lain-lain).

93

p~ PartBmnan dan Prosuntasl Umlah Flmuslonal TBknls Non PanuIIU,18 Dusumb8r 2006.'----- n_n_

ISSN :1410 . 6381

Radionuklida buatan timbul karena dibuat oleh manusia seperti dari hasil pembelahan, reaksi

inti, dan debu radioaktif dari hasilledakan born nuklir (90Sr,60Co,dan lain-lain).

Radiasi yang diterima penduduk dunia per orang (perkiraan dosis tahunan per orang)

sebagian besar berasal dari sumber radiasi alam dan yang terbesar berasal dari kerak bumi

(radiasi primordial) yaitu sekitar 2,0 mSv (84%) dan yang paling besar adalah gas radon

sekitar 1,3 mSv (53%P]. Disamping gas radon radionuklida 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Krelatif

besar kandungannya di tanah. Radionuklida tersebut dapat lepas ke lingkungan melalui

berbagai kegiatan manusia, misalnya penambangan atau pe~golahan hasil tambang.

Radionuklida yang terdistribusi di lingkungan dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui

berbagai media, seperti tanah, air, dan udara. Radionuklida yang terkandung di dalam media

ini dapat terakumulasi dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan dan pencernaan

makanan.

Pasir besi sebagai bahan baku untuk produk yang berbahan dasar logam besi (Fe),

mengandung radionuklida 228Th,226Ra,228Ra, dan 40K. Pasir besi terse but akan diekspor ke

negara luar yang mensyaratkan agar kandungan 228Th,226Ra,228Ra,dan 40K diketahui. Data

ini juga dapat digunakan sebagai data dasar kandungan 228Th, 226Ra, 228Ra, dan 40K dalam

pasir besi sebelum dilakukan pengolahan.

Makalah ini menjelaskan pengukuran konsentrasi radionuklida primordial e28Th,

226Ra, 228Ra, dan 40K) dalam sampel pasir besi yan.g diambil dari beberapa lokasi

penambangan pasir besi di pantai, yaitu Ciheras, Cidadap, Cikawung Gading I, Cikawung

Gading 2, dan Cimanuk.

Radionuklida 228Thdan 228Ramerupakan anak luruh 228Ac dari deret peluruhan 232Th

yang mempunyai waktu paroh 1,913 tahun dan 6,7 tahun. Radionuklida ini mempunyai sifat

y,mg mirip dengan unsur stabil kalsium (Ca), sehingga sebagian besar 228Thdan 228Ra mudah

terakumulasi di dalam tulang [2].Radionuklida 226Ramerupakan anak luruh 230Thdari deret

peluruhan 238Udan waktu parohnya 1602 tahun. Apabila 226Ratersebut masuk ke dalam tubuh

manusia dengan konsentrasi yang cukup tinggi maka 226Radapat menggantikan kalsium dalam

struktur tulang (hampir 99 %i21. Radionuklida 226Rayang masuk ke dalam tubuh sekitar 80%

dikeluarkan dengan cepat dari tubuh dan hanya sekitar 20% yang diserap oleh tubuh[l].

Radionuklida 40K mempunyai waktu paroh 1,28 x 109 tahun. Penyebaran 40K di lingkungan

94

PI'03_ PW'tsnwan dan PresantaslllmIaIJ FWiuslonal TBknIs Non POJIIIIIU, 18 Dasombar 2008- ISSN :1410 - 6381

mengikuti penyebaran isotop stabilnya, yaitu 39K. Di dalam sistem biologi unsur ini

mempunyai sifat yang sama dengan l37Cs, sehingga mudah terakumulasi dalam otot.

Umumnya 40K masuk ke dalam tubuh manusia terutama melalui inakanan, dan merupakan

sumber utama dosis radiasi interna yang berasal dad radiasi alam, seperti terlihat pada Gambar

1.[2,3].

Tujuan pengukuran adalah untuk mengetahui berapa besar konsentrasi radionuklida

228Th, 226Ra, 228Ra, dan 40K yang terkandung dalam pasir besi di lokasi penambangan di

Cipatujah Tasikmalaya, Jawa Barat.

Zat Radioaktif I~- -- -- -- ---- - - - - -- ---- - ---

( )~-----------~------------>

1,\I

: ~'¥'¥ ',¥,¥ :

•.- - - - - - - - - - - Hewan - - ..;- - - - - - - - I

t tI Manusia I.

IIL }

Gambar 1. Daur pencemaran radioaktivitas lingkungan

METODOLOGI[4j

Bahan dan Peralatan

Surveimeter Ludlum model 19, kantong plastik 5 kg, sekop, kertas label, peralatan

tulis, nampan, oven, timbangan, marinelli 1 liter, lem araldite, spektrometer gamma dengan

detektor HPGe model EG&G Ortec GEM-25185.

95

~ Portomuan dan Prosantasillmlah FWlQslnnal Toknls Non PIIIUIIIU,18 DoswnIJor 2008.------ -ISSN :1410 - 6381

Penentuan Titik Sampling

Titik sampling ditentukan dengan cara mengukur pajanan radiasi di daerah tambang

pasir besi. Sampel yang diambil adalah sampel pada titik sampling dengan pajanan radiasi

gammanya terbesar untuk lokasi tambang yang telah ditentukan .

Pengambilan Sampel

Sampel pasir besi diambil sebanyak 2-5 kg di 5 lokasi penambangan pasir besi yang

berbeda di Cipatujah Tasikmalaya, Jawa Barat, yaitu Ciheras, Cidadap, Cikawung Gading 1,

Cikawung Gading 2, dan Cimanuk. Sampel diberi label pada wadahnya dengan

mencantumkan nama lokasi/daerah, tanggal, bulan, dan tahun pengambilan, serta waktu

pengambilan.

Pemrosesan Sampel

Sampel pasir besi dibersihkan dari rumput atau batuan kasar. Sampel dikeringkan

dalam oven dengan suhu 110°C selama 24 jam. Sampel kering dimasukkan ke dalam tabung

marinelli hingga hampir penuh kemudian ditimbang berat bersih pasir besi. Selanjutnya

tabung marinelli berisi sampel kering ditutup rapat menggunakan lem araldit. Sampel

disimpan selama dua minggu atau lebih agar terjadi kesetimbangan sekuler antara anak luruh

228Th,226Ra,228Ra,dan induknya.

Kalibrasi Spektrometer Gamma

Kalibrasi spectrometer gamma dengan detector HPGe dilakukan dengan menggunakan

sumber standar Ho-166m dengan aktivitas 22788 Bq pada tanggal 29 Agustus 2000 dalam

tabung marinelli 1 liter. Geometri sumber standar hams sama dengan geometri sampel yang

akan diukur. Hasil kalibrasi tersebut berupa data efisiensi pencacahan yang dinyatakan dalam

bentuk persen sebagai fungsi dari nomor salur atau energi (keV). Kurva efisiensi pencacahan

sebagai fungsi energi diperlihatkan pada Gambar 2.

96

-prosldliJJ portonwan dan Prosentasillmlah FWlDSlunaJTeknls Non PeneDtl.18 Desember 2006,-

2.50

ISSN:1410- 6381

2.00 -

~::: 1.50IIIcQ>

~ 1.00w

0.50

y = 119.65x.o·7289R2 = 0.9918

0.00

o 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Energi (keV)

Gambar 2. Kurva kalibrasi efisiensi pencacahan sebagai fungsi energi

Pengukuran Sampel

Sampel diukur dengan spektrometer gamma. Efisiensi relatif detektor 27% dan resolusi

(FWHM) 1,84 untuk energi 1332 (60Co). Pengukuran sampel dilakukan selama 17 jam.

Radionuklida 228Th ditentukan dari anak luruhnya yang memancarkan radiasi gamma, yaitu

212Pbpada puncak energi 238,63 keY dengan Py = 0,435. Radionuklida 226Raditentukan dari

anak luruhnya yang memancarkan radiasi gamma, yaitu 214Bipada puncak energi 609,31 keY

dengan Py = 0,446. Radionuklida 228Ra ditentukan dari anak luruhnya yang memancarkan

radiasi gamma, yaitu 228Acpada puncak energi 911,07 keY dengan Py = 0,27. Radionuklida

40Kditentukan secara langsung pada energi 1460,75 keY dengan Py = 0,1067.

Perhitungan dan Evaluasi Data

Efisiensi pencacahan yang diperoleh sebagai hasH kalibrasi spectrometer gamma

menggunakan sumber standar Ho-166m dapat dihitung menggunakan persamaan :

NsE=-- x 100 % (1)A p-'s. r

dengan

Py

= laju cacah sumber standar (cps = cacah per detik)

= peluruhan (disintegrasi) per detik (aktivitas sumber standar

dalam sertifikat)

= 2,20% e28Th), 1,11% e26Ra),0,83% e28Ra),dan 0,59% 40K.

97

ProsIIIJJJJ portenwan dan Prosontasillmlah Flll1l1slonal Toknls NmI PIIIUIII1118 DIISOIIIIJor 2006.--------- ISSH:1410·5381

(3)

Konsentrasi radionuklida dalam sampel dihitung menggunakan persamaan :

(2)

dengan:

C : konsentrasi radionuklida dalam sampel (Bq/kg)

ns : laju eaeah sampel (eps)

nB : laju eaeah latar (eps)

cr : deviasi standar

E : efisiensi peneaeahan (%)

Py : kelimpahan energi gamma (%)

Fk : Faktor koreksi serapan diri

W : berat sampel (kg)

Bila terjadi perbedaan antara kerapatan sampel dengan kerapatan sumber standar,

maka faktor koreksi dihitung dengan menggunakan persamaan :

F=1k 1 J1I-e

Pm = 1,287 E-O,435

dengan :

Fk

Ilt

: faktor koreksi serapan diri

: faktor serapan linier (em-I)

: tebal sampel (em)

(4)

(5)

Ilm : faktor serapan massa dari energi gamma

p : kerapatan sampel (g/em3)

E : energi gamma (ke V)

Simpangan baku pengukuran konsentrasi sampel menggunakan metode statistik

Poisson dengan selang kepereayaan 68% dihitung dengan persamaan :....

98

ProsIdIIJJ POI'tall1lJ3/l dan Prosentasl UmIah FunuslonaJ ToknIs Non PeneDtI. 18 DBsembar 2008- ISSH :14ID- 5381

n n(]' = 1~+--1!... (6)

tstB

dengan: (J'

. : deviasi standar (cps)

ns

: laju cacah sampel (cps)

nB

: laju cacah latar (cps)

ts

: waktu cacah sampel (detik)

tB

: waktu cacah latar (detik)

HASIL DAN PEMBAHASAN

HasH pengukuran konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kdalam pasir besi di beberapa

lokasi penambangan pasir besi di pantai Ciheras, Cidadap, Cikawung Gading 1, Cikawung

Gading 2, Cimanuk yang berada di Cipatujah Tasikmalaya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kdalam pasir besi di beberapa lokasipenambangan pasir besi di Cipatujah Tasikmalaya, Jawa Barat

No. Lokasi Konsentrasi (Bq/kg)

UISTh

UbRaulSRa4uK

1

Ciheras 5,22 ± 0,078,14 ± 0,145,20 ± 0,1714,00 ± 0,95

2

Cidadap 1,27 ± 0,051,79 ± 0,101,40 ± 0,1323,93 ± 1,13

3

Cikawung Gading 10,58 ± 0,041,20 ± 0,080,56 ± 0,103,64 ± 0,88

4

Cikawung Gading 20,87 ± 0,041,36 ± 0,091,32 ± 0,137,93 ± 1,03

5

Cimanuk 2,17 ± 0,055,29 ± 0,111,84 ± 0,124,41 ± 0,85

Dari Tabel 1 terlihat bahwa konsentrasi 228Th,226Ra, dan 228Ra tertinggi terdapat di

lokasi penambangan Ciheras dan konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kterendah terdapat di.lokasi penambangan Cikawung Gading 1. Sedangkan konsentrasi 40K tertinggi terdapat di

lokasi penambangan Cidadap. Perbedaan data terse but kemungkinan karena perbedaan kondisi

lingkungan lokasi penambangan. Konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40K di dalam pasir besi

99

ProsIiIIIJJ Pm'tBnwan dan Prusontasillmlah FWlUsJOnal TBknls Non P8llBlltl.18 Dusomhor 2006- ISSN :1410 . 6381

tersebut masih jauh di bawah batas konsentrasi yang direkomendasikan oleh Badan Tenaga

Atom Intemasional (IAEA = International Atomic Energy Agency) yaitu sebesar 1000 Bq/kg.

30

25OJ

~Cr 20OJ

.....en.§ 15c:

<l>en§ 10~ 50

CJ11'1-228

• Ra-226

o Ra-228

o K-40

Oheras Cidadap Cikawung Okaw ung OmanukGading 1 Gading 2

Gambar 2. Histrogram konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kdalam pasir besi dibeberapa lokasi penambangan pasir besi di Cipatujah Tasikmalaya,Jawa Barat.

KESIMPULAN

Bcrdasarkan data hasH pengukuran konsentrasi 228Th,226Ra,228Ra,dan 40Kdalam pasir

besi di beberapa lokasi penambangan pasir besi di Cipatujah Tasikmalaya, Jawa Barat, dapat

disimpulkan bahwa konsentrasi 228Th, 226Ra, 228Ra, dan 40K dalam sampel umumnya

bervariasi, yaitu antara (0,58 ± 0,04) Bq/kg sampai (5,22 ± 0,07) Bq/kg untuk 228Th,(1,20 ±

0,08) Bq/kg sampai (8,14 ± 0,14) Bq/kg untuk 226Ra,(0,56 ± 0,10) Bq/kg sampai (5,20 ± 0,17)

Bq/kg untuk 228Ra, dan (3,64 ± 0,88) Bq/kg sampai (23,93 ± 1,13) Bq/kg untuk 4oK.

Konsentrasi 228Th, 226Ra, dan 228Ra tertinggi terdapat di lokasi penambangan Ciheras dan

konsentrasi 40K tertinggi terdapat di lokasi penambangan Cidadap. Konsentrasi 228Th,226Ra,

228Ra, dan 40K terendah terdapat di lokasi penambangan Cikawung Gading 1. Konsentrasi

22UTh,226Ra,228Ra,dan 40Kdi dalam pasir besi tersebut masih jauh di bawah batas konsentrasi

yang direkomendasikan oleh IAEA yaitu sebesar 1000 Bq/kg.

100

PI'IISIIIq portomuan dan Prssantasl DmIah FWlOsionai TBknls Non PIIII8II[1I D8s8mIJor 2006.--- ---.-

DAFT AR PUST AKA

ISSN :1410 - 5381

I. IAEA, Measurement of Radionuclides in Food and the Environment, A Guidebook,

Tech.Report Series No. 295, International Atomic Energy Agency (IAEA), Vienna,

1989 ..

2. UNSCEAR, Sources and Effects of Ionizing Radiation, United Scientific Committee on

the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) 2000 Report to the General Assembly.

With Scientific Annexes, Vol. I, United Nations, New York, 2000.

3. Wardana, Wisnu Arya., Teknik Analisis Radioaktivitas Lingkungan, ANDI, Yogyakarta,

1993.

4. P3KRBiN - BATAN, Instruksi Kerja Analisis 228Th,226Ra,228Ra,dan 40KPada Sampel

Tanah, Sedimen, dan Bahan Bangunan, Laboratorium KKL, Puslitbang Keselamatan

Radiasi dan Biomedika Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta, 2003.

Tanya - Jawab :

1. Penanya : Subagyo ES (PPGN - BAT AN)

Pertanyaan

Bagaimana seandainya unsur-unsur tersebut di atas batas konsentrasinya melebihi/jauh di

atas konsentrasi, sedang penambang pasir tidak mengetahui hal tersebut? Dan bagaimana

tindakan PTKMR?

Jawaban : Asep S (PTKMR - BA TAN)

Bila konsentrasi unsur di atas batas yang direkomendasikan oleh IAEA, maka areal

tambang tersebut harus segera dibersihkan dari unsur tersebut yang selanjutnya pasir

dengan kandungan unsur yang melebihi batas rekomemndasi tersebut dikumpulkan di

suatu tempat (misal dengan cara landfill) dengan pemantauan yang berkelanjutan. Peran

PTKMR sesuai tusinya adalah melakukan pemantauan berkelanjutan yang dimulai dengan

pembersihan areal tersebut (pemantauan sebelum dibersihkan sid pemantauan setelah

dilokalisasi).

101

ProsIiIIIJJ P6I'twnuan dan Presontasillmlah FWlOsional TBknIs Non PlliUllltI, 18 DosamIJar 2006- ISSH :1410·6381

2. Penanya : Leli Nirwani (PTKMR - BAT AN)

Pertanyaan

Kenapa konsentrasi Fe makin tinggi dalam pasir akan mempengaruhi radionuklida, apa

sebabnya?

Jawaban : Asep S (PTKMR - BAT AN)

Dalam hal ini hanya kebetulan saja antara konsentrasi radionuklida alam dengan

konsentrasi logam Fe berbanding lurus, tapi yang paling berpengaruh terhadap kandungan

radionuklida adalah struktur geologinya.

3. Penanya : Sutarman (PTKMR - BATAN)

Pertanyaan

a. Mengapa konsentrasi K-40 dalam pasir besi paling tinggi?

b. Apakah ada batasan/rekomendasi konsentrasi setiap radionuklida dalam pasir besi?

Jawaban : Asep S (PTKMR - BAT AN)

a. K-40 dalam pasir besi tinggi dikarenakan struktur geologi di daerah tersebut

kemungkinan besar mengandung feldspar yang biasanya mengandung K-40 yang tinggi.

b. Untuk setiap radionuklida dalam pasir besi ada rekomendasi dari IAEA yaitu

1000Bq/kg.

102