Bambang Irian/a, dkk. ISSN 0216 - 3128 /53

KAJIAN KANDUNGAN 232Th DALAM SEDIMEN SUNGAICODE YOGYAKARTA

Bambang Irianto., Sukirno., Sri MurniasihPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN, Yogyakarta.

ABSTRAK

KAJIAN KANDUNGAN 2J2Th DALAM SED/MEN SUNGAI CODE YOGYAKARTA. Penentuan thorium

telah dilakukan dengan metoda analisis aktivasi netron (AAN) dalam cuplikan sedimen sungai Code. Pada

metoda aktif U dan Th ditentukan berdasarkan reaksi 2J2Th(n,y)2JJPa.Thorium (2J2Th)diidentifikasi melaluitenaga puncak 312 dan 300 ke V dari 2JJ Pa. Dari metoda uji t untuk pengujian statistik, ditunjukkan bahwatidak terdapat beda secara nyata pada lokasi sampling dan menggunakan fasilitas reaktor Kartini dan RSGdengan konsentrasi 232Thberkisar antara 2,07 dan 6,75 mglkg, pada pengujian dengan tarafkepercayaan 95 %.

ABSTRACK

ASSESSMENT OF U AND Th CONTENT IN RIVER SEDIMENT OF CODE YOGYAKARTA .. The

determination of thorium has been done using neutron activation analysis (NAA) method in Code riversediment samples. For AAN method Th was determined as 2J2Th(n,y)2J3Pa. Thorium was identified frompeak energy 312 and 300 keV of233Pa. From t test methodfor statistic calculation was shown that there werenot significant diffirences between sampling location with the concentration oF2J2Thwere (2,07 6,75) mglkg, atthe confident level test of95 %.

PENDAHULUAN

Sungai Code Yogyakarta merupakan perairanterbuka, berarti perairan tersebut sangatdipengaruhi oleh keadaan sekitarnya, sehinggasungai merupakan tempat pembuangan limbahindustri dalam bentuk cair maupun padat yangmengalir dari hulu ke hilir menuju laut. Banyakradionuklida alamiah terutama uranium dan

thorium yang terdapat pada perairan tersebut,sehingga perlu diketahui konsentrasi keduaradionuklida pada lingkungan, dari konsentrasiyang tertinggi sampai terendah dalam cuplikansedimen, terutama radionuklida 232Th. Untuk itu

diperlukan identifikasi kualitas lingkungan berupakajian radionuklida pada suatu ekosistem yangberkaitan dengan thorium alam dalam komponenpenyusun ekosistem, terutama ekosistem padaperairan sungai.

Thorium-232 mempunyai waktu paroI ,39x 1010 tahun adalah unsur awal dari deretpeluruhan yang berakhir pada Pb-208. Unsurthorium adalah bahan metal yang banyakdigunakan baik dalam bidang nuklir maupun nonnuklir. Oalam industri non nuklir, unsur thorium

ditemukan dalam bentuk keramik, gelas optik,lampu kaos, elektroda tungsten dan berbagaimacam logam aI/oil).

Oi dalam kerak bumi terdapat un sur alamiahprimordial yaitu jenis radioaktif alam yang sudahterbentuk semenjak terbentuknya planet bumi ini.Unsur-unsur radioaktif yang termasuk kedalamjenis ini adalah 238U, 235U, 232 Th bersama anakluruhnya (dikenal juga dengan deret uranium danthorium) dan 4OK. Menurut BENEOIICT et al (2)peluruhan deret uranium dan thorium akan

menghasilkan berbagai macam anak luruh denganumur paro dari orde detik sampai ribuan tahun.

Menurut TOJO (3) dan SUKIRNO dkk (4)metoda AAN merupakan suatu iradiasi bahancuplikan dalam reaktor nuklir menggunakanneutron termal sehingga unsur-unsur yang terdapatdalam bahan cuplikan akan menjadi aktif danmengeluarkan sinar gamma. Pembuatan aktivasiradiasi dipakai sebagai teknik untuk identifikasikualitatif dan analisis kuantitatif. Sedangkanmetoda pasif adalah melakukan pencacahan bahancuplikan langsung dengan mengidentifikasi sinargamma dari radionuklida yang ada dalam bahantersebut dengan teknik spektrometri gamma.

Pengujian hipotesis penelitian dilakukan

dengan uji t cuplikan berpasangan yang digunakanuntuk melakukan pengujian dua cuplikan yangberhubungan atau di sebut Paired Sample T-Testyang berasal dari populasi yang memiliki rata-ratasama[6]. Hal ini dapat dilakukan denganmenggunakan pendekatan statistik dengan analisis

statistik menggunakan aplikasi Excel program paired

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

154- ISSN 0216-3128 Bambang Irianto, dkk.

sample test, uji ini dimaksudkan untuk membedakanlokasi sampling dan perbedaan musim kemarau danpenghujan.

Penelitian ini dilakukan dengan tujuanuntuk memperoleh informasi rona awal logamberat dan medium dalam sedimen dan air sungaiCode Yogyakarta, dilakukan dalam rangka kontrakriset antara IAEA dan PTAPB.

TAT A KERJA

Alat

Reaktor Nuklir Kartini Yogyakarta, ReaktorSerba Guna Serpong, seperangkat SpektrometerGamma dengan detektor Ge(Li), timbanganAnalitik Ohaus-GT 410, ayakan Karl Colb 100mesh, penumbuk sedimen (SS), dan vial polietilen.

Bahan

Bahan kimia Th(N03)4.5H20 (Merck),Buffalo River sediment Kode SRM 2704, serbukselulosa, sedimen sungai Code Yogyakarta, plastikklip tempat sedimen basah dan kering yangberlabel.

Cara kerja

Sedimen sungai Code diambil disepanjangperairan dari Mata air daerah Boyong Slemansampai daerah Pacar Wonokromo Bantul. Sedimendikeringkan dan dihilangkan dari kotorankemudian dihaluskan 100 mesh lolos dan

dihomogenkan dan ditempatkan dalam wadah yangbebas kontaminasi. Sedimen dalam wadah tersebut

telah siap untuk dianalisis kandungan thoriumnyadengan metoda AAN

Cuplikan sedimen kering ditimbang masing­masing seberat 0, I g dalam vial. Cuplikan sedimen,standar sekunder dan primer dimasukkan dalamkelongsong iradiasi dan kemudian diiradiasi.Setelah iradiasi dihentikan kemudian cuplikandidinginkan selama 2 minggu kemudian dilakukanpencacahan radionuklida 233Pa dengan puncaktenaga 300 dan 3 I2 keV untuk mengetahui adanyathorium dan perhitungan konsentrasi dilakukandengan cara komparatif

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan unsur secara kualitatif dilakukan

dengan menentukan tenaga dari puncak-puncakspektrum kemudian mencocokkan dengan tabel

isotop. Reaksi yang terjadi pada analisis aktivasinetron (AAN) seperti dibawah ini:

P.r21.lm \ pd33 P.r27h )U233

Pada reaksi aktivasi tersebut 232Thditentukan dari radionuklida 233pa, keduaradionuklida ini merupakan anak luruh dari 233Th.Radionuklida 233Pa memancarkan sinar gammapada tenaga 3 I 1,8 keV dengan probabilitas33,70%(7]

Hasil konsentrasi analisis 232Th dalam

sedimen sungai Code pada musim penghujan dankemarau tahun 2006 dapat dilihat pada Tabel I.Iradiasi dilakukan pada RSG Serpong dengan fluksneutron sekitar 4.1013 n.em-2 defl waktu iradiasi

hanya 5 menit sedangkan pada RK (ReaktorKartini) Yogyakarta dengan tluks neutron sekitar5.1010 n.cm-2defl dengan waktu iradiasi II jam.

Pada Tabel I, tersaj i bahwakonsentrasi23~h pada musim pengujan maupun kemarau tidakterIihat perbedaan yang signifikan, akan tetapi padaumumnya musim penghujan konsentrasinya terlihatlebih besar kecuali pada titik sampling 7 dan 9yaitu di daerah Tungkak dan Ringroad Selatan.Kesebelas lokasi sampling yang terIihat konsentrasitertinggi adalah daerah Sarjito dengan konsentrasisebesar 6,75±0,8 mg/kg sedangkan konsentrasiterkecil adalah di daerah mata air Turgo yaitu awalpengambilan sampling dengan konsentrasi 2,07 ±0,2, hal ini dimungkinkan sedimen yang terambilmengandung pasir.

Tabel 1. Hasil analisis 232Thdalam sedimen su­

ngai Code pada musim penghlljan dan!remarall tahun 2006, Aktivasi dilakukanpada RSG Serpong dan RK (ReaktorKarlini) Yogyakarta

Konsentrasi maIko atau (oom)

No

LokasiPenahuianKemarau

Sampling

R. KartiniR. KartiniRSG-

1

Mala air 2,62±0,42,18±0,32,07±0,2

Boyong 2Boyong 5,34±0,74,98±0,55,56±0,6

3Sinduharjo 3,29±0,43,27±0,23,36±0,2

4Ringroad UI 4,73±0,34,05±0,44,14±0,4

5Sardjilo 6,75±0,86,10±0,15,12±0,5

6Tukangan 6,46±0,86,10±O,34,O8±0,3

7Tungkak 5,21±0,55,39±0,34,71±0,6

8Karangkajen 5,40±0,74,28±O,55,93±0,6

9Ringroad 5,12±O,66,O6±O,35,93±O,6

Selalan 10Ngolo 6,42±0,85,02±0,65,87±O,5

11

Pasar 5,91±0,45,45±0,25,11±0,4W.Kromo

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

Bambang Irianto, dkk. ISSN 0216 - 3128 /55

T

Untuk memudahkan perbandingan,konsentrasi Tabel 1 diubah menjadi gambar

histrogram yaitu Gambar I. Terlihat padaperbandingan histrogram pada gambar , sangatjelas dimana iradiasi sedimen denganmenggunakan fasilitas Reaktor Serba GunaSerpong dan Reaktor Kartini Yogyakarta terlihathasil konsentrasi disetiap lokasi pengambilansedimen tidak mempunyai perbedaan konsentrasi

yang mencolok, kecuali pada lokasi Tukangan (6)terlihat jauh lebih tinggi ,menggunakan fasilitasiradiasi reaktor Kartini dan daerah Karangkajen (8)

terlihat jauh lebih tinggi menggunakan fasilitasRSG Serpong.

~~D""'ghujanIRK)I"''''7 C Kermrau(R<)_I n

j C Kerrwau (RSG) : ~6 )-- !II

S 51- 1- 'IL~~ 4 L~ 3 .

j 2

1

o1 2 3 4 5 6 7 6 9 10 11

Lokasl Sampling

Gambar 1. Perbandingan histogram hasil ana/isis23lThdalam sedimen sungai

Pengaruh perbedaan lokasi dan perbedaanfasilitas iradiasi antara Reaktor Kartini dan RSG

Serpong pada kandungan keseluruh logam 232Th

dalam sedimen dapat diketahui secara pendekatanstatistik dengan menggunakan aplikasi Excelmetoda uji t cuplikan perpasangan. Tabel 2 dan 3merupakan contoh output paired sample test, untuklokasi 11 yaitu daerah Tukangan. Terlihat bahwakorelasi Pearson (r) antara musim kemarau danpenghujan dengan nilai 0,828 dan t hitung darihasil output komputer, pada baris "t stat" terdapat thitung sebesar -1,330 dan t tabel dengan tingkat

signifikansi 5% (a = 0,05) dan derajat kebebasan 5yang merupakan keterangan t critical one-taildengan nilai 2,015 atau dapat dilihat pada tabelstatistik.

Untuk fasilitas iradiasi pada Reaktor KartiniYogyakarta dan Reaktor Serba Guna (RSG)Serpong korelasi Pearson (r) dengan nilai 0,918dan t hitung dari hasil output computer, pada baris"t stat" terdapat t hitung sebesar 0,5 15 dan t tabeldengan tingkat signifikansi 5% (a = 0,05) danderajat kebebasan 5 yang merupakan keterangan tcritical one-tail dengan nilai 2,015. Hipotesis darikasus ini adalah "Ho = ~I * ~2 atau III - ~2 * 0 dan

HI = ~I > ~2 atau ~I - ~2 > 0".

Menurut ROSALINA [6] denganmembandingkan nilai t tabel dan nilai t hitung,

nilai t hitung dari ouput sebesar -1.330 pada keduamusim dan 0,515 pada fasilitas reaktor yang mananilai tersebut lebih kecil dari nilai t tabel 2,015.

Dalam hal ini dipakai perhitungan satu sisi karenaadanya penggunaan tanda lebih kecil «) padarumusan hipotesis. Tanda lebih kecil dilakukanpada sisi kiri dari distribusi normal, yang artinyanilai t tabel 2,015 bisa ditafsisrkan sebagai - 2,015.Dimana t hitung < t tabel maka Ho diterima atautidak ada perbedaan secara nyata antara samplingmusim kemarau dan musim penghujan, begitu jugapenggunaan kedua fasilitas tidak ada perbedaansecara nyata. Bila dilihat dari nilai probabilitas

nilai P(T<=t) one tail pada output sebesar 2,0 15pada Tabel 2 maupun Tabel 3 lebih besarsignifikansi 5% (a = 0,05) maka Ho diterima,dengan kata lain tidak ada beda nyata untuk keduamusim, maupun kedua fasilitas reaktor, khususnyapada daerah 6 yaitu Tukangan. Dari ke 2pengambilan keputusan menghasilkan keputusanyang sarna, sedangkan untuk logam-Iogam lainnya

dapat dilihat ringkasan output paired sample testpada Tabel 7.

Tabel 2. Output paired sample test, mTh padamusim penghujan dan kemarauterdapat dalam sedimen.

Variable 1Variable 2

Mean

6.0956.4966Variance

0.0160.8752Observations

66Pearson Correlation

0,8281Of

5t Stat

-1.3303

P(T<=t) one-tail

0.1204t Critical one-tail

2.0150

P(T<=t) two-tail

0.2408t Critical two-tail

2.5705

Tabel 3. Output paired sample test, 232Thpad amusim lremarau terdapat dalamsedimen menggunakan fasilitas ReaktorKarlini dan RSG Serpong

. ------ --- ----

Variable 1Variable 2

Mean

6.0956.0283Variance

1.51010.2841Observations

66Pearson Correlation

0.9183Of

5t Stat

0.5155

P(T<=t) one-tail

0.3140t Critical one-tail

2.0150

P(T<=t) two-tail

0.6281t Critical two-tail

2.5705

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

156 ISSN 0216 - 3128 Bambang lrianto, dkk.

Tabel 4 tersaji ringkasan uji hipotesis untukpengaruh perbedaan musim kemarau dan lokasisampling dan kedua fasilitas reaktor keseluruhlogam 232Th. Berdasar data Tabel 2 dan 3 padasebelas lokasi sampling. Hasil perhitungan uji tprogram paired sample test menunjukkankonsentrasi 232Thyang terkandung dalam sedimenpada musim kemarau maupun pada musimpenghujan, tidak ada beda secara nyata, begitu jugairadiasi menggunakan fasilitas ke dua reaktor.

Bila dilihat dari hasil output P(T<=t) onetail pada Tabel 4, dimana nilai probabilitas P(T<=t)one tail lebih kecil daripada signifikansi 5% (a =0,05) maka dinyatakan bahwa 23~h yang terdapatpada kedua musim ternyata tidak beda secaranyata. Hal ini menunjukkan Output paired sampletest dari kedua pengambilan keputusan dalam ujistatistik untuk' uji t dan P(T<=t) one tailmenghasilkan keputusan hasil yang sarna.

Tabel 4. Ringkasan output paired sample test, pada musim penghujan dan kemarau daniradiasi keduafasilitas reaktor

Lokasi t hitungP(T<=t) one tailKesimpulanPenghujan

Reaktor.PenghujanReaktor.Ke2FasiIitasdan

KartinidanKartiniMusimReaktorkemarau

dankemaraudan RSGRSGI

-2,3760,2840,0310,015tidaktidak ada beda2

-1,4771,2770,0990,128adanyata3

-0,5841,0040,2920,180bedamenggunakan4

-0,508-1,3690,3160,092nyata keke dua fasilitas5

-1,706-2,4860,0740,02711reaktor6

-1,3300,5150,1200,314lokasi7

0,596-5,9330,2880,0018

-2,2961,1450,0350,1089

1,386-2,1040,1120,42010

-1,8532,3920,0170,03111

-1,928-1,9480,0550,054

KESIMPULAN

Beberapa hal yang dapat disimpulkan darihasil pembahasan dan penting untuk diingat adalahsebagai berikut:

I. Dengan menggunakan metoda AAN ditentukanthorium melalui anak luruh 233Thyaitu -233Padan konsentrasi hasil perhitungan kandungan23~h dalam sedimen berkisar antara 2,07 dan6,75 mg/kg.

2. Dari uji statistik, t hitung dari hasil output

computer, pada baris "t stat" terdapat t hitungsebesar lebih kecil dengan nilai (0,584-2,486 )dari t tabel dengan tingkat signifikansi 5% (a =0,05) dan derajat kebebasan 5 yang merupakanketerangan t critical one-tail dengan nilai 2,015untuk kedua musim maupun untuk fasilitasiradiasi pada Reaktor Kartini Yogyakarta danReaktor Serba Guna (RSG) Serpong, tidak adabeda nyata dari 11 lokasi dan tidak ada bedanyata dari penggunaan ke dua fasilitas reaktor

DAFTAR PUS TAKA

1. NEWJEC, Laporan Environment ImpactAssessment Report, Feasibility Study of theFirst Nuclear Power Plant at Muria PeninsulaRegion, Central Java. Jakarta (1996)

2. BENEDICT. M and PIGFORD, T.H., NuclearChemical Engineering, Ed 2nd, McGraw-HiliBook Company, New York (1981)

3. TAKAO TOJO, Instrumental Neutron ActivationAnalysis, BATAN JAERI Training Course onRadiation Measurement and Nuclear

Spectroscopy, Jakarta (1998)

4. SUKIRNO, SUDARMADJI., "Aplikasi APNUntuk Menentukan Multiunsur Dalam Sedimen",Prosiding PPl, P3TM BATAN., Yogyakarta(1999)

5. SUDJANA, Desain dan Analisis Eksperimen,Edisi Ill, Penerbit Tarsito, Bandung (1989)

6. ROSALlNA, Analisis Statistik MenggunakanAplikasi Excel. Alfabeta. Bandung (2005)

7. SUKIRNO, Penilaian Tingkat Kandungan LogamBerat Dalam Cuplikan Kelautan Calon Tapak

Prosiding PPI - PDlPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

Bambang Irianto, dkk. ISSN 0216 - 3128 157

PLTN Lemahabang Dengan Metoda AAN.Presentasi I1miahPeneliti Muda, P3TM-BATAN,Yogyakarta 2004.

8. ERDTMANN, G., Neutron activation tables.,New York (1976)

TANYAJAWAB

Tri Handini

- Mengapa pendinginan dilakukan selama 2minggu dari Shut Down reaktor?

Bambang Irianto

• Diperkirakan unsur Na telah habis sehinggaTh-232 melalui anak luruh Pa-233 dapatterdeteksi dengan baik karena spektrum unsur

Na sangat dominan menutupi unsur Pa-233,maka harus ditunggu (didinginkan) supayaunsur Na habis atau menipis (rendah).

Tri Rusmanto

- Disamping Na, anak luruh dari Th-232 berupaPa-233. Apakah dapat dilakukan analisis denganmelalui anak luruh yang lain.

Bambang Irianto

• Selama ini analisis dilakukan denganmendeteksi melalui anak luruh Th-232 berupaPa-233.

Prosiding PPI - PDiPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2007