Sebelum Mengembang, Materi Kosmik Diduga Berotasi

SAO PAOLO -- Pengungkapan misteri materi kosmos terus bergulir.  Sebuah teori baru yang cukup mengejutkan kalangan astronom  mengungkapkan bahwa materi kosmos -- sebagai embrio jagad raya --  mengalami perputaran. Tiap perputaran (rotasi) memakan waktu 13 miliar  tahun. Teori ini didasarkan relasi antara massa bintang dan galaksi serta  kecepatan rotasinya. Para astronom meyakini bahwa jagad raya terus mengembang layaknya  balon yang ditiup sejak peristiwa ledakan besar (teori big bang) yang  menjadi cikal bakal terbentuknya universe. Namun, teori itu menjadi tidak  realistik jika diasumsikan bahwa jagad raya hanya terbentuk dari sebuah singularitas -- sebuah keadaan kepadatan tak berhingga. Dalam teori big bang, alam raya terbentuk dari sebuah ledakan besar  materi maha padat. Pecahan-pecahan dari ledakan inilah yang kemudian  membentuk galaksi  bintang, dan lain-lain. Teori ini sampai sekarang  dianggap yang paling valid dan sukar dibantah. Tapi, para kosmolog dalam pelbagai pengamatannya telah menemukan  keganjilan dalam konsep singularitas karena tidak mendukung penemuan  hukum-hukum gravitasi kuantum. Menjawab kebimbangan itu, kosmolog  Saulo Carneiro yang juga seorang ahli fisika dari Federal University, Brazil,  mengemukakan teorinya bahwa cikal bakal jagad raya itu sebetulnya  berotasi. Terjadinya ledakan besar dan pengembangan jagad raya karena  adanya rotasi materi cikal bakal kosmos tadi. Kemungkinan terjadinya rotasi dan pengembangan pada jagad raya  sebelumnya memang sudah diprediksi oleh matematikus Kurt Godel,  1949, yang menggali lebih jauh persamaan relativitas umum Einstein. Persamaan Godel ini akhirnya menuju kesimpulan bahwa jagad raya  memang berkembang layaknya balon yang terus ditiup. Carneiro  kemudian mengembangkan persamaan Godel, yang akhirnya  menemukan teori bahwa konsep singularitas dalam big bang tidak  mungkin terjadi kecuali  jika materi kosmos mengalami rotasi dalam waktu yang tak terbatas. Lantas, bagaimana penjelasannya, dari materi kosmos yang berputar  hingga menjadi kosmos yang mengembang? Rotasi itu, kata Carneiro,  mengalami perubahan mendadak karena adanya sebuah transisi fase  vakum yang melibatkan pelepasan energi yang berasal dari fluktuasi  kuantum. Inilah yang menjadikan jagad raya berkembang. Fase transisi  itu telah menjadi bagian standar dalam teori kosmologi konvensioanl. Carneiro telah mengkalkulasi bahwa universe masa awal melakukan rotasi sempurna dalam 13 miliar tahun, setara dengan estimasi kecepatan pengembangan universe. Rotasi itu telah berhenti dan selanjutnya jagad  raya mulai mengembang sejak 11 miliar tahun lalu. Jika pendapat ini benar, momentum angular kosmos akan bisa terungkap  secara nyata. Dan Carneiro menduga, momentum itu sudah terungkap  ketika tahun 1970, para astronom menemukan hukum alam secara  misterius yang menunjukkan adanya proporsi momentum angular planet,  bintang, dan galaksi yang sesuai dengan luas dan massa masing-masing  benda kosmos tersebut. Pendapat Carneiro ini memang masih dianggap kontroversial. Tapi  astronom brilian dari Brazil ini dalam papernya, Calssical and Quantum  Gravity, menunjukkan bukti-bukti yang agak sulit dibantah. Menurutnya,  rotasi universe akan menjadikan obyek rotasi dalam fase mengembang,  seperti sebuah obyek yang terimbas gaya sentrifugal yang mengarah ke  luar dari orbit. Ia memperkirakan, obyek itu akan keluar dengan momentum angular yang setara dengan kenaikan massanya. Dalam kaitan ini,  Einstein membuktikan dengan teori relativitas umumnya, bahwa massa  yang bergerak mendekati cahaya, beratnya akan bertambah. Temuan Carneiro itu ternyata mendapat banyak tanggapan. Astronom  Paul Wesson dari Universitas Waterloo, Kanada menyatakan teori  Carneiro cukup menarik. ''Tapi dia tak bisa menunjukkan bagaimana momentum angular berasal dari fase dini alam raya yang berputar,'' kata  Wesson. ''Saya tak menyatakan pendapat Carneiro itu salah. Tapi bagi  saya, penjelasan Carneiro terlalu simplistis.'' Carneiro sendiri menyatakan tujuan pengungkapan teorinya bukan untuk meniadakan kebenaran teori kosmologi konvensional. ''Hal yang terpenting dari paper sayua,'' tandas Carneiro, ''Adalah sekadar menggugah perhatian para ahli kosmologi bahwa ada skenario alternatif dalam menjelaskan  evolusi jagad raya.''

Read More

Pemanfaatan Uranium Sebagai Bahan Bakar

Uranium adalah mineral yang memancarkan radiasi nuklir atau bersifat radioaktif, digunakan dalam berbagai bidang salah satunya adalah sebagai bahan bakar nuklir. Uranium merupakan suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang U dan nomor atom 92. Sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan dan radioaktif alami, uranium termasuk ke seri aktinida (actinide series). Uranium biasanya terdapat dalam jumlah kecil di bebatuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia).
Uranium memiliki 3 Isotop :
- U₂₃₄ kadar sangat kecil
- U₂₃₅ kadar 0,715 = 0,7 %
- U₂₃₈ kadar 99,285 = 99,3%
Isotop U₂₃₅ digunakan sebagai bahan bakar reaktor nuklir dan senjata nuklir.
Uranium memiliki sifat fisik yang khas :
- Ditemukan di alam dalam bentuk U₃O atau UO berwarna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua.
- Bila disinari cahaya ultra ungu, uranium akan mengeluarkan cahaya fluoresensi yang sangat indah

Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.
Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia.
Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.
Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Read More

PLTN Vs. Rokok

Majelis Ulama Indonesia baru-baru ini mengeluarkan fatwa penting mengenai haramnya merokok. Fatwa ini menimbulkan kontroversi banyak pihak, satu sisi mendukung tentang haramnya rokok dari sisi medis, sedangkan yang di seberang menolak karena memandangnya bahwa fatwa tersebut belum urgent dan bisa mengancam industri rokok yag ada di daerah dan tentu berpotensi menambah pengangguran terbuka yang ada di Indonesia.

Lain hal, LBM NU Jateng dan PCNU Jepara pada 1 September 2007. Mubahatsah atau pembahasan yang diikuti sekitar 100 kiai dari wilayah Jateng memutuskan bahwa PLTN Muria hukumnya haram, mengingat dampak negatifnya lebih besar daripada dampak positifnya.

Lalu apa hubungan antara rokok dengan PLTN diatas? Keduanya difatwakan haram oleh ulama, meskipun masih mengundang kontroversi. Terlepas dari fatwa para ulama tersebut, sekarang kita akan membandingkan tingkat bahaya antara rokok dengan PLTN dilihat dari radioaktifitasnya.

Jika kita merujuk data dari US Departmen of Health, Division of Radiation Protection yang dikeluarkan tahun 2002, sinar kosmis menghasilkan dosis 26 mrem/tahun. Radioisotop di permukaan bumi mengandung 29 mrem/tahun. Gas Radon di Atmosfer mengambil kontribusi sebesar 200mrem/tahun. Dalam tubuh manusia pun memancarkan radiasi (dari Karbon - 14 dan Kalium - 40 ) sebesar 40 mrem/tahun. Sinar X untuk diagnosa kesehatan memberikan andil 39 mrem/tahun. Sedangkan aktivitas kedokteran nuklir lainnya memberikan 14mrem/tahun. Instrumen elektronik seperti TV, komputer memberikan 11 mrem/tahun. Dan sisa ledakan nuklir (fall out), reaktor nuklir, pesawat terbang memberikan 1 mrem/tahun. Sehingga total dosis yang diterima tiap manusia di AS secara rata-rata adalah 361 person mrem/tahun atau 0,3 person rem/tahun (1 rem = 1.000 mrem). Hal ini dipenuhi dengan syarat yang bersangkutan tidak merokok.

Sebagai catatan, PLTN dengan daya 1.000 MWatt menghasilkan dosis radiasi mencapai 4,8 person rem/tahun. Namun pemerintah AS membatasi agar pekerja PLTN dan sektor nuklir lainnya hanya menerima dosis maksimum sebesar 100 person mrem/tahun saja. Sementara dalam PLTU dengan daya 1.000 MWatt dengan tingkat radiasi 100 kali lebih besar (yakni 490 person rem/tahun), belum ditemui ada kebijakan yang sama.

Sedangkan untuk rokok ternyata diketahui mengandung Radioisotop Polonium-210. Ini akan menambahkan dosis ekivalen sebesar 29,1 person rem/tahun untuk manusia perokok. Dan akan didapatkan dalam jaringan epitel paru-parunya dosis sebesar 6,6 - 40 person rem/tahun. Sementara pada bronchiolus-nya sebesar 1,5 person rem/tahun.

Rokok ternyata tidak hanya mengandung polonium (210Po) namun juga timbal (210Pb), yang keduanya termasuk dalam kelompok radionuklida dengan toksik sangat tinggi. Po-210 adalah pemancar radiasi- α, sedangkan Pb-210 adalah pemancar radiasi-ß. Kedua jenis radiasi tersebut, terutama radiasi- α berpotensi untuk menimbulkan kerusakan sel tubuh apabila terhisap atau tertelan. Kejadian kanker paru pada perokok pun belakangan ditengarai lebih disebabkan oleh radiasi-α & bukan diakibatkan karena tar dalam tembakau.

Lalu, bagaimana bisa 210Po & 210Pb bisa sampai di rokok? Ternyata tanah, sebagai tempat tumbuh tanaman tembakau- bahan utama rokok, mengandung radium (226Ra). Radium ini adalah atom induk yang nantinya dapat meluruh dan dua di antara sekian banyak unsur luruhannya adalah 210Po & 210Pb. Melalui akar, 210Po & 210Pb pun terserap oleh tanaman tembakau. Hal ini bisa diperparah dengan penggunaan pupuk fosfat yang mengandung kedua unsur tersebut. Tentu saja ini menambah konsentrasi 210Po & 210Pb dalam tembakau.

Mekanisme lain dan yang utama, adalah lewat daun. Po-210 & Pb-210 terendapkan pada permukaan daun tembakau sebagai hasil luruh dari gas radon (222Rn) yang berasal dari kerak bumi & lolos ke atmosfer. Daun tembakau memiliki kemampuan tinggi untuk menahan & kemudian mengakumulasi 210Po & 210Pb karena adanya bulu-bulu tipis ~yang disebut trichomes~ di ujung-ujungnya.

Meski aktivitasnya cukup rendah (3 - 5 mili Becquerel/batang) - dibandingkan dengan ambang batas dosis mematikan Polonium-210 untuk manusia berbobot 80 kg yakni sebesar 148 juta Becquerel (4 mili Curie). Namun aktivitas merokok membuat Polonium-210 terhirup dan terdepositkan ke dalam paru-paru tanpa bisa diekskresikan secara langsung oleh tubuh mengingat sifatnya sebagai logam berat dan memiliki sifat kimiawi mirip Oksigen sehingga tidak bisa diikat oleh CO2 maupun ion HCO3- (kecuali ada perlakuan khusus dengan meminum pil EDTA misalnya, itupun diragukan apa bisa melakukan Polonium removal di paru-paru).

Jika diasumsikan perokok yang bersangkutan mengkonsumsi rata-rata 2 bungkus rokok/hari selama lima tahun tanpa terputus, akumulasi Polonium-210 nya sudah cukup mampu menghasilkan perubahan abnormal pada alvoeli. Dan jika konsumsi terus berlanjut tanpa terputus, maka dalam masa 10 - 15 tahun sejak awal menjadi perokok, perokok yang bersangkutan sudah sangat berpotensi menderita kanker paru-paru, seperti nampak pada penelitian di Brazil (berdasarkan tembakau setempat). Jika konsumsi dikurangi menjadi 1 bungkus rokok/hari tanpa terputus, maka baru dalam 25 - 30 tahun kemudian potensi menderita kanker paru-paru mulai muncul.

Jadi jika pekerja sektor nuklir mendapatkan radiasi 100 person mrem/tahun. Mereka yang bekerja di PLTU dan mereka yang merokok menerima paparan radiasi berkali-kali lipat lebih besar. Jadi wajar saja jika banyak mereka yang mati karena radiasi akibat rokok atau PLTU dibanding para pekerja dalam sektor nuklir.

Dan jika kita ingin lebih ekstrim lagi, sebenarnya para warga Semenanjung Muria (Kudus -Pati - Jepara), dimana disana banyak terdapat industri rokok dan juga beberapa PLTU, sebenarnya sudah menkonsumsi radiasi jauh-jauh hari bahkan sebelum PLTN dibangun.

Dari Berbagai Sumber

Tedy Tri Saputro
Mahasiswa Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Read More