Penentuan Konsentrasi Uranium Dalam Air Minum Kemasan Dengan Metode Jejak Fisi

1

PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI

Oleh:
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007

2

PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Oleh :
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007

3

ABSTRAK
OPI VITA MAYANG SARI. Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan
dengan Metode Jejak Fisi. Dibimbing oleh KIAGUS DAHLAN dan A. BUNAWAS
Telah dilakukan pengembangan metode analisis uranium yang terkandung di dalam air
dengan metode jejak fisi menggunakan detektor Iupilon. Optimasi dari metode ini diperoleh
kondisi optimum untuk waktu iradiasi adalah 200 detik, dan waktu etsa adalah 60 menit pada suhu

50oC. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi uranium dalam air minum dalam
kemasan berkisar antara 0.48-20.61 μg/L (12.01-519.37 mBq/L), terendah untuk sampel dari
Medan dan tertinggi untuk sampel dari Kepulauan Karimun. Hasil ini menunjukkan bahwa
hampir semua sampel air minum dalam kemasan yang diteliti, kecuali sampel G, masih berada
pada level aman berdasarkan baku mutu untuk uranium dalam air minum di beberapa negara, yaitu
untuk Kanada-20 μg/L, USA-30 μg/L, Rusia-1700 μg/L, Australia-20 μg/L, Jepang 2 μg/L dan
WHO-15 μg/L. Sedangkan berdasarkan baku mutu untuk uranium dalam air minum yang berlaku
di Indonesia, yaitu 40000 μg/L, semua sampel air minum dalam kemasan pada penelitian ini masih
aman untuk dikonsumsi. Dosis interna akibat mengkonsumsi air minum dalam kemasan yang
mengandung uranium berkisar antara 0,19-22,64 μSv/tahun. Penentuan dosis ini bergantung pada
usia.

4

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 13 Agustus 1984 sebagai anak tunggal dari
pasangan Mahmud dan Elis Suheryati.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak Bina Sejahtera pada tahun 1990
kemudian melanjutkan pendidikan di SD Negeri Taman Sari II Kota Cilegon sampai tahun 1996.
Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 6 Kota Cilegon sampai

tahun 1999, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Kota Cilegon sampai
tahun 2002.
Pada tahun 2002, penulis berhasil diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama menjalani perkuliahan penulis pernah menjadi Asisten Praktikum mata kuliah
Fisika Dasar dan Fisika Umum pada tahun 2003-2006. Penulis juga aktif mengikuti seminar baik
yang intra maupun ekstra jurusan. Selain itu penulis juga aktif sebagai pengajar bimbingan belajar
secara independen di Bogor pada tahun 2003-2004.

5

Judul

: Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum
Kemasan dengan Metode Jejak Fisi
: OPI VITA MAYANG SARI
: G74102002

Nama Mahasiswa

Nomor Pokok

Menyetujui :

Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Kiagus Dahlan
NIP. 131 663 021

Drs. A.Bunawas, APU
NIP. 330 003 249

Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S
NIP. 131 473 999

Tanggal Lulus :

6

PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadiran Allah SWT atas segala
kemurahan dan anugerahNya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita
Rasulullah Muhammad SAW. Dengan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode
Jejak Fisi” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada
Departemen Fisika. Suatu kebahagiaan yang sangat besar, karya ini akhirnya dapat diselesaikan
dengan penuh perjuangan dan kesabaran untuk melaluinya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang banyak
membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya:
1. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing I yang telah membimbing penulis dengan penuh
motivasi, petunjuk, dan kesabaran.
2. Drs. A. Bunawas APU selaku pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh
kesabaran, keramahan, dan motivasi ditengah-tengah kesibukan beliau.
3. Drs. M. Nur Indro M.Sc dan Dr. Akhiruddin Maddu sebagai dosen penguji atas segala

masukan dan motivasinya yang telah diberikan.
4. Para pegawai PTKMR-BATAN di Pasar Jumat atas segala bantuan dan bimbingannya. Pak
Asep Setiawan, ibu Leli, ibu Yurfida, pak Muji, dan lain-lain di laboratorium analisis
lingkungan PTKMR-BATAN.
5. Para pegawai PRSG Siwabessy-BATAN di Serpong atas segala bantuannya. Pak Saleh, pak
Rohidi, dan lain-lain di bagian iradiasi.
6. Seluruh Dosen Fisika atas ilmu yang telah diberikan dan karyawan Departemen Fisika
khususnya Bapak Firman atas bantuannya selama ini.
7. Mama dan Bapak yang senantiasa mendo’akanku, mendidikku dan memberikan kasih sayang
yang tidak pernah berhenti mengalir untukku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan
balasan yang lebih baik.
8. Keluarga Besarku di Cilegon dan di Bogor atas segala dukungan semangat dan bantuannya
selama ini.
9. A’ Mpi dan putri kecilku “Nabilah Khairunnisa”, terimakasih dukungan dan doanya.
10. Teman-teman terbaikku di Cilegon, Rita, Dian, dlan lain-lain, atas semangat dan motivasinya.
11. My BRAVO ( Idonk, DewieS, t’Enda, Melly, Eti, t’Ade, Ima), terimakasih dah jadi keluarga
keduaku.
12. Teman-teman fisika 39 (Reni, Wahyu, Fera, Leta, Laina, Rahma, Eka, Sonny, Nono, Anam,
Niko, Kofir, Ekojambi, Arif, Luthfan, Erus, Marwan, Tedi, Rian, Budi, Teguh, Didit, Ananto,
Ihsan, Tyo, Tika, Siro dan Anto), terima kasih kebersamaannya

13. Rekan-rekan FISIKA ’37, FISIKA ’38, FISIKA ’40 dan FISIKA ’41 atas kerjasamanya.
Serta semua pihak yang telah membantu penelitian ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu
persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan.
Oleh karena itu penulis mengharapkan masukan baik kritikan, saran maupun koreksi yang sifatnya
membangun. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Bogor, April 2007

Opi Vita Mayang Sari

7

DAFTAR ISI
PRAKATA...........................................................................................................................

Halaman
i

DAFTAR ISI........................................................................................................................

ii

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................................

iii

DAFTAR TABEL................................................................................................................

iii

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................................

iii

PENDAHULUAN
Latar Belakang......................................................................................................
Tujuan Penelitian...................................................................................................
Hipotesis................................................................................................................

1

1
1

TINJAUAN PUSTAKA
Uranium................................................................................................................
Uranium dalam Air Minum..................................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun.........................................................................
Metode Jejak Fisi..................................................................................................

1
2
3
4

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian...............................................................................
Bahan dan Alat......................................................................................... ............
Metode Penelitian
Prinsip Kerja.............................................................................................
Persiapan Sampel.....................................................................................

Proses Iradiasi Neutron Termal...............................................................
Proses Etsa Kimia....................................................................................
Analisis Jejak Fisi .................................................................................................
Analisis Data........................................................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia Tertentu.............
Diagram Alir Penelitian ........................................................................................

4
4
5
5
5
6
6
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Waktu Iradiasi dan Waktu Etsa............................................................
Penentuan Konsentrasi Uranium..........................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia tertentu..............

7
7
8

SIMPULAN DAN SARAN................................................................................................

9

DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................................

9

LAMPIRAN........................................................................................................................

11

4
4

8

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Peluruhan 238U ...................................................................................................
Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke tubuh ...............................................................
Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia sederhana .........................................................
Gambar 4 Skema yang menunjukkan metode jejak fisi yang
digunakan untuk penentuan uranium dalam air mineral...................................................
Gambar 5 Rencana percobaan dari pengemasan sampel, standar,
dan background untuk iradiasi dalam reaktor......................................................................
Gambar 6 Ilustrasi penempatan sampel dalam tabung aktivasi........................................
Gambar 7 Diagram alir penelitian ....................................................................................
Gambar 8 Konsentrasi uranium dalam sampel air minum dalam
kemasan dari beberapa lokasi..............................................................................................
Gambar 9 Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per
tahun dari air minum terhadap usia tertentu........................................................................

Halaman
2
2
4
5
5
6
7
8
8

DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Tabel 2.
Tabel 3.
Tabel 4.
Tabel 5.

Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara..................................
Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara........
Pemasukan air per hari tergantung usia...............................................................
Optimasi iradiasi.................................................................................................
Optimasi etsa........................................................................................................

Halaman
2
2
3
7
7

DAFTAR LAMPIRAN
Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan....................................................
Dosis efektif uranium per tahun (µSv) untuk usia tertentu................................................
Gambar jejak fisi hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa........................................
Gambar jejak fisi sampel air minum dalam kemasan dan standar.....................................
Gambar alat........................................................................................................................
Hubungan antara dosis efektif uranium per tahun dari .......................................... ...........
air minum terhadap usia tertentu

Halaman
12
12
13
14
16
17

9

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bisnis Air Minum Dalam Kemasan
(AMDK) semakin menggiurkan, karena
kebutuhan akan air minum terus meningkat
seiring dengan pertumbuhan penduduk.
Perusahaan yang menggarap bisnis AMDK
pun semakin banyak dan terus melakukan
ekspansi untuk memperluas jaringan pasar
produk-produknya. Kebutuhan masyarakat
akan air minum sangat tinggi padahal
ketersediaan air yang layak minum dalam
arti berkualitas dan terjamin dari segi
kesehatan semakin sulit diperoleh. Saat ini
masyarakat, terutama di kota-kota besar
tidak bisa lagi lepas dari AMDK.
Dari segi penjualan industri ini mengalami
pertumbuhan dari tahun ke tahun. Pada
2002,
terjadi
kenaikan
30 persen
dibandingkan tahun 2001 dari 5, 4 miliar
liter menjadi 7,1 miliar liter. Tahun 2003,
ditargetkan peningkatan hingga 20 persen
menjadi 8,5 miliar liter (Anonim 2003b).
Sejak banyaknya perusahaan maupun
distributor yang menyatakan bahwa produk
air minum mereka berasal dari sumber air
alami, maka terdapat kemungkinan bahwa
beberapa dari air minum tersebut dapat
mengandung uranium dalam jumlah yang
dapat dihitung.
Uranium adalah suatu unsur radioaktif
alami yang penting dan banyak terdapat
pada lapisan kulit bumi dan hampir semua
sumber air, khususnya air tanah dan air
mineral. Pengukuran radioaktivitas dalam
air sangatlah penting untuk berbagai tujuan,
terutama untuk menjamin bahwa tingkat
radioaktivitas tersebut masih berada di
bawah batas yang sudah ditentukan, karena
air minum mungkin adalah suatu faktor yang
signifikan dalam meningkatkan paparan
radiasi pada populasi.
Kadar uranium dapat diukur dengan
menggunakan beberapa metode, yaitu
metode analisis aktivasi, spektrometri
massa, fluorometri, dan pencacah alpha
(Fleischer et al. 1975).
Penelitian ini
menggunakan metode jejak fisi, karena
metode ini lebih mudah, tidak terlalu mahal
dan memberikan keakuratan yang sama bila
dibandingkan dengan metode-metode yang
lain.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan konsentrasi uranium dalam

beberapa jenis air minum dalam kemasan
dengan menggunakan metode jejak fisi .
Hipotesis
Hampir semua air sumber, khususnya air
tanah dan air minum dalam kemasan
mengandung unsur radionuklida uranium.

TINJAUAN PUSTAKA
Uranium
Uranium adalah suatu unsur
radioaktif dengan nomor atom 92. Secara
umum, uranium banyak ditemukan dalam
jumlah yang sangat sedikit dalam batubatuan, tanah, air, tumbuh-tumbuhan, dan
binatang serta manusia.
Uranium
merupakan radioaktif yang lemah dan
memberikan kontribusi yang sangat sedikit
terhadap paparan radiasi alami dalam
lingkungan.
Dalam bentuk murninya, uranium
adalah logam berat berwarna perak dengan
kerapatan hampir dua kali dari kerapatan
timah hitam. Dalam alam, uranium terdapat
dalam beberapa isotop, yaitu 238U, 235U, dan
234
U dengan berat proporsi masing-masing
adalah 99,274%, 0,72% dan 0,006%. 1 μg
uranium alami memiliki aktivitas 25,2 mBq
(Anonim 2001a). Uranium dapat berada
dalam 4 keadaan valensi, yaitu : U3+ (III),
U4+ (IV), UO2+ (V), dan UO22+ (VI).
Keadaan valensi yang paling dominan dalam
lingkungan adalah U (IV) dan U (VI)
(Fellow 1998). Jumlah valensi yang berbeda
ini merupakan salah satu penjelasan untuk
potensial beracun dari uranium dalam
perbandingan dengan logam berat lainnya.
Semua
isotop
uranium
bersifat
radioaktif. Tiga isotop alami yang
ditemukan di lingkungan, 234U, 235U, dan
238
U, mengalami peluruhan radioaktif
dengan memancarkan partikel alpha yang
disertai dengan radiasi gamma yang lemah.
Waktu paruh 238U adalah 4,5 milyar tahun,
yang berarti uranium ini tidak terlalu bersifat
radioaktif. Waktu paruh uranium yang
sangat panjang inilah yang menyebabkan
uranium masih tetap ada di bumi ini. Tiga
isotop tambahan, yaitu 232U, 233U, dan 236U
tidak terdapat secara alami di bumi ini
melainkan
dapat
dihasilkan
melalui
transformasi nuklir. Ketiga isotop ini juga
meluruh dengan memancarkan partikel
alpha.

Gambar 1 Peluruhan 238U (Anonim 2001b)
Isotop yang dominan, 238U,
membentuk rantai peluruhan yang panjang
dan hasil peluruhannya mengandung
radionuklida kunci radium-226 dan radon222.
Proses peluruhan akan terus
berlangsung sampai mencapai kestabilan,
yaitu sampai hasil peluruhan yang tidak
radioaktif terbentuk (lihat gambar 1, seri
peluruhan uranium).
Salah satu hasil
peluruhan 238U adalah 226Ra yang diketahui
sebagai salah satu radionuklida yang paling
beracun. Hal ini disebabkan radium mirip
dengan kalsium, karena berada pada grup
yang
sama pada
sistem
periodik,
keberadaannya dalam tulang akan bertahan
lama dan itu dapat menyebabkan paparan
radiasi yang berbahaya bagi jaringan.
Massa air adalah vektor yang paling
penting dalam proses pengangkutan
uranium, baik dalam larutan maupun oleh
erosi
dalam
lingkungan.
Proses
pengangkutan uranium ke air alami dapat
terjadi melalui difusi atau aliran massa.
Dalam lingkungan yang akuatik, uranium
terdapat dalam konsentrasi 0,1 - 10 μg/L
(Brits dan Smith 1997), terutama sebagai
uranil karbonat kompleks.
Uranium dalam Air Minum
Adalah sangat penting untuk
menyadari bahwa semua unsur kimia yang
terdapat secara alami akan ditemukan dalam
air tanah melalui interaksi air tanah dengan
batu-batuan dan bahan sedimen. Air tanah
yang telah melalui proses penyulingan
dengan tujuan untuk air minum dapat
memiliki konsentrasi unsur-unsur yang tidak

diinginkan berasal dari kontaminasi akibat
interaksi manusia.
Efek utama yang ditimbulkan
secara kimia dari uranium pada manusia
adalah peradangan ginjal. Sedangkan untuk
kasus karsinogenetik dari uranium datanya
masih jarang ditemukan. Nilai pedoman
sementara yang ditentukan oleh WHO
didasarkan pada perhitungan dari tes dengan
menggunakan binatang sampai manusia.
Walaupun efek kesehatan dari pengambilan
uranium sudah diketahui selama beberapa
waktu, sekarang ini belum ada baku mutu
yang berlaku secara universal untuk uranium
dalam air minum. Berikut ini adalah baku
mutu untuk uranium dalam air minum
dibeberapa negara yang telah diketahui :
Kanada-20 μg/L (Health Canada 2002),
USA-30 μg/L (EPA 2002), Rusia-1700 μg/L
(NGU 2005), dan pada tahun 2004 WHO
menentukan nilai pedoman sementara 15
μg/L (WHO 2004) dan berdasarkan SK.
Kepala BAPETEN No. 02/ka-BAPETEN/V99 tentang ”Baku Tingkat Radioaktivitas di
Lingkungan” di Indonesia baku mutu untuk
uranium dalam air minum adalah 4 x 104
µg/L.
Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air
minum di beberapa negara
Baku mutu
Negara
Baku mutu
uranium
uranium
(µg/L)
(mBq/L)
Kanada
20
504
USA
30
756
Rusia
1700
42840
Jepang
2
50.4
Australia
20
504
WHO
15
378
Indonesia
40000
106
Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air
minum dalam kemasan dibeberapa negara
Konsentrasi uranium
(µg/L)
No.
Negara
RataMin.
Maks.
rata
1
Jerman
0.10
187.78 14.63
Jepang
1.07 x
2
0.34
0.0.7
(domestik)
10-3
Jepang
0
7.48
1.53
3
(impor)
4
Cina
9.20

1

PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI

Oleh:
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007

2

PENENTUAN KONSENTRASI URANIUM DALAM AIR MINUM
KEMASAN DENGAN METODE JEJAK FISI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Oleh :
OPI VITA MAYANG SARI
G74102002

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007

3

ABSTRAK
OPI VITA MAYANG SARI. Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan
dengan Metode Jejak Fisi. Dibimbing oleh KIAGUS DAHLAN dan A. BUNAWAS
Telah dilakukan pengembangan metode analisis uranium yang terkandung di dalam air
dengan metode jejak fisi menggunakan detektor Iupilon. Optimasi dari metode ini diperoleh
kondisi optimum untuk waktu iradiasi adalah 200 detik, dan waktu etsa adalah 60 menit pada suhu
50oC. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi uranium dalam air minum dalam
kemasan berkisar antara 0.48-20.61 μg/L (12.01-519.37 mBq/L), terendah untuk sampel dari
Medan dan tertinggi untuk sampel dari Kepulauan Karimun. Hasil ini menunjukkan bahwa
hampir semua sampel air minum dalam kemasan yang diteliti, kecuali sampel G, masih berada
pada level aman berdasarkan baku mutu untuk uranium dalam air minum di beberapa negara, yaitu
untuk Kanada-20 μg/L, USA-30 μg/L, Rusia-1700 μg/L, Australia-20 μg/L, Jepang 2 μg/L dan
WHO-15 μg/L. Sedangkan berdasarkan baku mutu untuk uranium dalam air minum yang berlaku
di Indonesia, yaitu 40000 μg/L, semua sampel air minum dalam kemasan pada penelitian ini masih
aman untuk dikonsumsi. Dosis interna akibat mengkonsumsi air minum dalam kemasan yang
mengandung uranium berkisar antara 0,19-22,64 μSv/tahun. Penentuan dosis ini bergantung pada
usia.

4

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 13 Agustus 1984 sebagai anak tunggal dari
pasangan Mahmud dan Elis Suheryati.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-kanak Bina Sejahtera pada tahun 1990
kemudian melanjutkan pendidikan di SD Negeri Taman Sari II Kota Cilegon sampai tahun 1996.
Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 6 Kota Cilegon sampai
tahun 1999, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Kota Cilegon sampai
tahun 2002.
Pada tahun 2002, penulis berhasil diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama menjalani perkuliahan penulis pernah menjadi Asisten Praktikum mata kuliah
Fisika Dasar dan Fisika Umum pada tahun 2003-2006. Penulis juga aktif mengikuti seminar baik
yang intra maupun ekstra jurusan. Selain itu penulis juga aktif sebagai pengajar bimbingan belajar
secara independen di Bogor pada tahun 2003-2004.

5

Judul

: Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum
Kemasan dengan Metode Jejak Fisi
: OPI VITA MAYANG SARI
: G74102002

Nama Mahasiswa
Nomor Pokok

Menyetujui :

Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Kiagus Dahlan
NIP. 131 663 021

Drs. A.Bunawas, APU
NIP. 330 003 249

Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S
NIP. 131 473 999

Tanggal Lulus :

6

PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur kehadiran Allah SWT atas segala
kemurahan dan anugerahNya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita
Rasulullah Muhammad SAW. Dengan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Penentuan Konsentrasi Uranium dalam Air Minum Kemasan dengan Metode
Jejak Fisi” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) pada
Departemen Fisika. Suatu kebahagiaan yang sangat besar, karya ini akhirnya dapat diselesaikan
dengan penuh perjuangan dan kesabaran untuk melaluinya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang banyak
membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya:
1. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing I yang telah membimbing penulis dengan penuh
motivasi, petunjuk, dan kesabaran.
2. Drs. A. Bunawas APU selaku pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan penuh
kesabaran, keramahan, dan motivasi ditengah-tengah kesibukan beliau.
3. Drs. M. Nur Indro M.Sc dan Dr. Akhiruddin Maddu sebagai dosen penguji atas segala
masukan dan motivasinya yang telah diberikan.
4. Para pegawai PTKMR-BATAN di Pasar Jumat atas segala bantuan dan bimbingannya. Pak
Asep Setiawan, ibu Leli, ibu Yurfida, pak Muji, dan lain-lain di laboratorium analisis
lingkungan PTKMR-BATAN.
5. Para pegawai PRSG Siwabessy-BATAN di Serpong atas segala bantuannya. Pak Saleh, pak
Rohidi, dan lain-lain di bagian iradiasi.
6. Seluruh Dosen Fisika atas ilmu yang telah diberikan dan karyawan Departemen Fisika
khususnya Bapak Firman atas bantuannya selama ini.
7. Mama dan Bapak yang senantiasa mendo’akanku, mendidikku dan memberikan kasih sayang
yang tidak pernah berhenti mengalir untukku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan
balasan yang lebih baik.
8. Keluarga Besarku di Cilegon dan di Bogor atas segala dukungan semangat dan bantuannya
selama ini.
9. A’ Mpi dan putri kecilku “Nabilah Khairunnisa”, terimakasih dukungan dan doanya.
10. Teman-teman terbaikku di Cilegon, Rita, Dian, dlan lain-lain, atas semangat dan motivasinya.
11. My BRAVO ( Idonk, DewieS, t’Enda, Melly, Eti, t’Ade, Ima), terimakasih dah jadi keluarga
keduaku.
12. Teman-teman fisika 39 (Reni, Wahyu, Fera, Leta, Laina, Rahma, Eka, Sonny, Nono, Anam,
Niko, Kofir, Ekojambi, Arif, Luthfan, Erus, Marwan, Tedi, Rian, Budi, Teguh, Didit, Ananto,
Ihsan, Tyo, Tika, Siro dan Anto), terima kasih kebersamaannya
13. Rekan-rekan FISIKA ’37, FISIKA ’38, FISIKA ’40 dan FISIKA ’41 atas kerjasamanya.
Serta semua pihak yang telah membantu penelitian ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu
persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan.
Oleh karena itu penulis mengharapkan masukan baik kritikan, saran maupun koreksi yang sifatnya
membangun. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Bogor, April 2007

Opi Vita Mayang Sari

7

DAFTAR ISI
PRAKATA...........................................................................................................................

Halaman
i

DAFTAR ISI........................................................................................................................

ii

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................................

iii

DAFTAR TABEL................................................................................................................

iii

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................................

iii

PENDAHULUAN
Latar Belakang......................................................................................................
Tujuan Penelitian...................................................................................................
Hipotesis................................................................................................................

1
1
1

TINJAUAN PUSTAKA
Uranium................................................................................................................
Uranium dalam Air Minum..................................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun.........................................................................
Metode Jejak Fisi..................................................................................................

1
2
3
4

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian...............................................................................
Bahan dan Alat......................................................................................... ............
Metode Penelitian
Prinsip Kerja.............................................................................................
Persiapan Sampel.....................................................................................
Proses Iradiasi Neutron Termal...............................................................
Proses Etsa Kimia....................................................................................
Analisis Jejak Fisi .................................................................................................
Analisis Data........................................................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia Tertentu.............
Diagram Alir Penelitian ........................................................................................

4
4
5
5
5
6
6
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Waktu Iradiasi dan Waktu Etsa............................................................
Penentuan Konsentrasi Uranium..........................................................................
Dosis Efektif Uranium per Tahun dari Air Minum untuk Usia tertentu..............

7
7
8

SIMPULAN DAN SARAN................................................................................................

9

DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................................

9

LAMPIRAN........................................................................................................................

11

4
4

8

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Peluruhan 238U ...................................................................................................
Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke tubuh ...............................................................
Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia sederhana .........................................................
Gambar 4 Skema yang menunjukkan metode jejak fisi yang
digunakan untuk penentuan uranium dalam air mineral...................................................
Gambar 5 Rencana percobaan dari pengemasan sampel, standar,
dan background untuk iradiasi dalam reaktor......................................................................
Gambar 6 Ilustrasi penempatan sampel dalam tabung aktivasi........................................
Gambar 7 Diagram alir penelitian ....................................................................................
Gambar 8 Konsentrasi uranium dalam sampel air minum dalam
kemasan dari beberapa lokasi..............................................................................................
Gambar 9 Hubungan antara dosis efektif uranium rata-rata per
tahun dari air minum terhadap usia tertentu........................................................................

Halaman
2
2
4
5
5
6
7
8
8

DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Tabel 2.
Tabel 3.
Tabel 4.
Tabel 5.

Baku mutu uranium dalam air minum di beberapa negara..................................
Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan dibeberapa negara........
Pemasukan air per hari tergantung usia...............................................................
Optimasi iradiasi.................................................................................................
Optimasi etsa........................................................................................................

Halaman
2
2
3
7
7

DAFTAR LAMPIRAN
Konsentrasi uranium dalam air minum dalam kemasan....................................................
Dosis efektif uranium per tahun (µSv) untuk usia tertentu................................................
Gambar jejak fisi hasil optimasi waktu iradiasi dan waktu etsa........................................
Gambar jejak fisi sampel air minum dalam kemasan dan standar.....................................
Gambar alat........................................................................................................................
Hubungan antara dosis efektif uranium per tahun dari .......................................... ...........
air minum terhadap usia tertentu

Halaman
12
12
13
14
16
17

9

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bisnis Air Minum Dalam Kemasan
(AMDK) semakin menggiurkan, karena
kebutuhan akan air minum terus meningkat
seiring dengan pertumbuhan penduduk.
Perusahaan yang menggarap bisnis AMDK
pun semakin banyak dan terus melakukan
ekspansi untuk memperluas jaringan pasar
produk-produknya. Kebutuhan masyarakat
akan air minum sangat tinggi padahal
ketersediaan air yang layak minum dalam
arti berkualitas dan terjamin dari segi
kesehatan semakin sulit diperoleh. Saat ini
masyarakat, terutama di kota-kota besar
tidak bisa lagi lepas dari AMDK.
Dari segi penjualan industri ini mengalami
pertumbuhan dari tahun ke tahun. Pada
2002,
terjadi
kenaikan
30 persen
dibandingkan tahun 2001 dari 5, 4 miliar
liter menjadi 7,1 miliar liter. Tahun 2003,
ditargetkan peningkatan hingga 20 persen
menjadi 8,5 miliar liter (Anonim 2003b).
Sejak banyaknya perusahaan maupun
distributor yang menyatakan bahwa produk
air minum mereka berasal dari sumber air
alami, maka terdapat kemungkinan bahwa
beberapa dari air minum tersebut dapat
mengandung uranium dalam jumlah yang
dapat dihitung.
Uranium adalah suatu unsur radioaktif
alami yang penting dan banyak terdapat
pada lapisan kulit bumi dan hampir semua
sumber air, khususnya air tanah dan air
mineral. Pengukuran radioaktivitas dalam
air sangatlah penting untuk berbagai tujuan,
terutama untuk menjamin bahwa tingkat
radioaktivitas tersebut masih berada di
bawah batas yang sudah ditentukan, karena
air minum mungkin adalah suatu faktor yang
signifikan dalam meningkatkan paparan
radiasi pada populasi.
Kadar uranium dapat diukur dengan
menggunakan beberapa metode, yaitu
metode analisis aktivasi, spektrometri
massa, fluorometri, dan pencacah alpha
(Fleischer et al. 1975).
Penelitian ini
menggunakan metode jejak fisi, karena
metode ini lebih mudah, tidak terlalu mahal
dan memberikan keakuratan yang sama bila
dibandingkan dengan metode-metode yang
lain.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan konsentrasi uranium dalam

beberapa jenis air minum dalam kemasan
dengan menggunakan metode jejak fisi .
Hipotesis
Hampir semua air sumber, khususnya air
tanah dan air minum dalam kemasan
mengandung unsur radionuklida uranium.

TINJAUAN PUSTAKA
Uranium
Uranium adalah suatu unsur
radioaktif dengan nomor atom 92. Secara
umum, uranium banyak ditemukan dalam
jumlah yang sangat sedikit dalam batubatuan, tanah, air, tumbuh-tumbuhan, dan
binatang serta manusia.
Uranium
merupakan radioaktif yang lemah dan
memberikan kontribusi yang sangat sedikit
terhadap paparan radiasi alami dalam
lingkungan.
Dalam bentuk murninya, uranium
adalah logam berat berwarna perak dengan
kerapatan hampir dua kali dari kerapatan
timah hitam. Dalam alam, uranium terdapat
dalam beberapa isotop, yaitu 238U, 235U, dan
234
U dengan berat proporsi masing-masing
adalah 99,274%, 0,72% dan 0,006%. 1 μg
uranium alami memiliki aktivitas 25,2 mBq
(Anonim 2001a). Uranium dapat berada
dalam 4 keadaan valensi, yaitu : U3+ (III),
U4+ (IV), UO2+ (V), dan UO22+ (VI).
Keadaan valensi yang paling dominan dalam
lingkungan adalah U (IV) dan U (VI)
(Fellow 1998). Jumlah valensi yang berbeda
ini merupakan salah satu penjelasan untuk
potensial beracun dari uranium dalam
perbandingan dengan logam berat lainnya.
Semua
isotop
uranium
bersifat
radioaktif. Tiga isotop alami yang
ditemukan di lingkungan, 234U, 235U, dan
238
U, mengalami peluruhan radioaktif
dengan memancarkan partikel alpha yang
disertai dengan radiasi gamma yang lemah.
Waktu paruh 238U adalah 4,5 milyar tahun,
yang berarti uranium ini tidak terlalu bersifat
radioaktif. Waktu paruh uranium yang
sangat panjang inilah yang menyebabkan
uranium masih tetap ada di bumi ini. Tiga
isotop tambahan, yaitu 232U, 233U, dan 236U
tidak terdapat secara alami di bumi ini
melainkan
dapat
dihasilkan
melalui
transformasi nuklir. Ketiga isotop ini juga
meluruh dengan memancarkan partikel
alpha.

Gambar 1 Peluruhan 238U (Anonim 2001b)
Isotop yang dominan, 238U,
membentuk rantai peluruhan yang panjang
dan hasil peluruhannya mengandung
radionuklida kunci radium-226 dan radon222.
Proses peluruhan akan terus
berlangsung sampai mencapai kestabilan,
yaitu sampai hasil peluruhan yang tidak
radioaktif terbentuk (lihat gambar 1, seri
peluruhan uranium).
Salah satu hasil
peluruhan 238U adalah 226Ra yang diketahui
sebagai salah satu radionuklida yang paling
beracun. Hal ini disebabkan radium mirip
dengan kalsium, karena berada pada grup
yang
sama pada
sistem
periodik,
keberadaannya dalam tulang akan bertahan
lama dan itu dapat menyebabkan paparan
radiasi yang berbahaya bagi jaringan.
Massa air adalah vektor yang paling
penting dalam proses pengangkutan
uranium, baik dalam larutan maupun oleh
erosi
dalam
lingkungan.
Proses
pengangkutan uranium ke air alami dapat
terjadi melalui difusi atau aliran massa.
Dalam lingkungan yang akuatik, uranium
terdapat dalam konsentrasi 0,1 - 10 μg/L
(Brits dan Smith 1997), terutama sebagai
uranil karbonat kompleks.
Uranium dalam Air Minum
Adalah sangat penting untuk
menyadari bahwa semua unsur kimia yang
terdapat secara alami akan ditemukan dalam
air tanah melalui interaksi air tanah dengan
batu-batuan dan bahan sedimen. Air tanah
yang telah melalui proses penyulingan
dengan tujuan untuk air minum dapat
memiliki konsentrasi unsur-unsur yang tidak

diinginkan berasal dari kontaminasi akibat
interaksi manusia.
Efek utama yang ditimbulkan
secara kimia dari uranium pada manusia
adalah peradangan ginjal. Sedangkan untuk
kasus karsinogenetik dari uranium datanya
masih jarang ditemukan. Nilai pedoman
sementara yang ditentukan oleh WHO
didasarkan pada perhitungan dari tes dengan
menggunakan binatang sampai manusia.
Walaupun efek kesehatan dari pengambilan
uranium sudah diketahui selama beberapa
waktu, sekarang ini belum ada baku mutu
yang berlaku secara universal untuk uranium
dalam air minum. Berikut ini adalah baku
mutu untuk uranium dalam air minum
dibeberapa negara yang telah diketahui :
Kanada-20 μg/L (Health Canada 2002),
USA-30 μg/L (EPA 2002), Rusia-1700 μg/L
(NGU 2005), dan pada tahun 2004 WHO
menentukan nilai pedoman sementara 15
μg/L (WHO 2004) dan berdasarkan SK.
Kepala BAPETEN No. 02/ka-BAPETEN/V99 tentang ”Baku Tingkat Radioaktivitas di
Lingkungan” di Indonesia baku mutu untuk
uranium dalam air minum adalah 4 x 104
µg/L.
Tabel 1. Baku mutu uranium dalam air
minum di beberapa negara
Baku mutu
Negara
Baku mutu
uranium
uranium
(µg/L)
(mBq/L)
Kanada
20
504
USA
30
756
Rusia
1700
42840
Jepang
2
50.4
Australia
20
504
WHO
15
378
Indonesia
40000
106
Tabel 2. Konsentrasi uranium dalam air
minum dalam kemasan dibeberapa negara
Konsentrasi uranium
(µg/L)
No.
Negara
RataMin.
Maks.
rata
1
Jerman
0.10
187.78 14.63
Jepang
1.07 x
2
0.34
0.0.7
(domestik)
10-3
Jepang
0
7.48
1.53
3
(impor)
4
Cina
9.20

11

Uranium dapat masuk ke dalam
tubuh manusia melalui makanan, air minum,
atau udara.
Secara umum, penyerapan
uranium yang paling dominan adalah
melalui makanan dan air minum, hal ini
dikarenakan jumlah uranium dalam udara
adalah sangat kecil. Rata-rata pengambilan
uranium yang berasal dari makanan adalah
sekitar 0,07 - 1,1 μg/hari ( Anonim 2003a).
Berikut ini adalah gambar skema jalan
masuk uranium ke dalam tubuh manusia.

Gambar 2 Skema jalan masuk uranium ke
tubuh (Anonim 1999)
Sekitar 99 % uranium yang masuk
melalui makanan dan air minum akan
meninggalkan tubuh manusia melalui jalur
urin, dan sisanya akan memasuki aliran
darah. Semua uranium yang telah dis
erap akan dipindahkan oleh ginjal dan
dieksresi dalam urine dalam beberapa hari.
Sejumlah kecil uranium dalam aliran darah
akan tersimpan dalam tulang manusia dan
akan bertahan selama beberapa tahun.
Uranium akan berbahaya bagi kesehatan
hanya jika telah masuk ke dalam tubuh.
Resiko yang paling besar dari penyerapan
uranium dalam jumlah yang besar adalah
kerusakan ginjal, karena walaupun uranium
adalah radioaktif lemah tapi dia bersifat
sebagai logam beracun. Paparan uranium
juga dapat meningkatkan resiko untuk
terkena kanker. Berdasarkan sifat uranium
yang cenderung untuk terkonsentrasi pada
tempat-tempat tertentu dalam tubuh, maka
resiko untuk terkena kanker tulang, kanker
hati, dan penyakit darah (seperti leukimia)
akan meningkat. Penghirupan uranium juga
dapat meningkatkan resiko terkena kanker
paru-paru.
Dosis Efektif Uranium per Tahun

Pemasukan air minum ke dalam
tubuh manusia per hari dalam jumlah yang
cukup adalah bertujuan untuk memelihara
keseimbangan kebutuhan air dalam tubuh.
Pemasukan air dalam tubuh tergantung pada
beberapa faktor seperti berat badan, aktivitas
tubuh,
dan
keadaan
lingkungan.
Berdasarkan
Sichert-Hellert
dkk.,
keseluruhan total pengambilan air per berat
badan dan per luas permukaan tubuh
menurun dengan usia (Sichert-Hellert et al.
2001). Berikut ini adalah data pemasukan
air minum ke dalam tubuh manusia per hari
ter gantung usia :
Tabel 3. Pemasukan air per hari tergantung
usia
Berat badan normal
DWI
Umur
(Kg)
(L)
≤1
≤10
1.00
2
13
1.17
3
15
1.26
4
17
1.33
5
19
1.35
6
21
1.37
7
23
1.50
8
25
1.55
9
28
1.62
10
31
1.71
11
35
1.75
12
40
1.96
13
45
2.12
14
51
2.35
15
57
2.51
16
62
2.67
17
66
2.71
≥18
70
2.00
Sumber : Scoot 2003
Tinggi rendahnya paparan radiasi
alami tergantung pada keadaan geografi
lokasi dan pada aktivitas manusia. Dosis
efektif uranium per tahun untuk usia tertentu
dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut :

D = 365 x DWI x DCF x C
D

=

C

=

DWI =

(1)

Dosis efektif uranium per
tahun untuk kelompok usia
tertentu
dari
pemasukan
uranium dalam air (Sv);
Nilai rata-rata dari konsentrasi
uranium dalam air (Bq/L);
Pemasukan air per hari untuk
kelompok usia tertentu (L);

12

DCF =

Faktor konversi dosis untuk
uranium untuk kelompok usia
tertentu (Sv/Bq).

kimia ini kemudian dapat dilihat dibawah
mikroskop optik. Model bentuk pola etsa
kimia yang sederhana dapat dilihat pada
gambar berikut ini.

Berdasarkan IAEA, International
Basic Safety Ionizing Radiation and for the
Safety of Radiation Sources, faktor konversi
dosis untuk 238Uadalah 4.41 x 10-8 Sv/Bq,
untuk 235U adalah 4.60 x 10-8 Sv/Bq, dan
untuk 234Uadalah 4.90 x 10-8 Sv/Bq.
Metode Jejak Fisi
Kadar uranium dapat diukur dengan
menggunakan beberapa metode, yaitu
metode analisis aktivasi, spektrometri
massa, fluorometri, pencacah alpha, dan
metode jejak fisi (Fleischer et al. 1975).
Metode jejak fisi sudah banyak digunakan
oleh berbagai penulis untuk menentukan
kadar uranium dalam air, susu bubuk, darah
manusia, daun teh, semikonduktor, batu
bara, baja dan lain sebagainya (Singh et al.
1984; Cheng et al. 1988).
Secara umum adalah sangat sulit untuk
menentukan kadar uranium dalam air secara
langsung dengan menggunakan metode
kimia biasa. Bagaimanapun, metode jejak
fisi adalah metode yang lebih mudah, lebih
murah dan memiliki tingkat keakuratan yang
sama jika dibandingkan dengan metode –
metode yang lain (Fisher 1975). Metode
jejak fisi tidak membutuhkan sampel dalam
jumlah yang banyak, hanya satu atau dua
tetes air sudah cukup untuk menganalisa
kadar uranium. Jadi, metode ini sangat
berguna untuk sampel dengan jumlah yang
sedikit dan memiliki konsentrasi uranium
yang rendah. Pada metode jejak fisi, jejak
fisi 235U yang telah diinduksi oleh neutron
termal dideteksi dengan menggunakan
detektor jejak nuklir. Jejak fisi tersebut
kemudian diperjelas dengan proses etsa
kimia. Jumlah jejak per satuan luas dihitung
dengan menggunakan mikroskop optik.
Proses Etsa
Partikel yang telah terionisasi
penuh lewat melalui bahan detektor seperti
polikarbonat, mika, gelas, dan lain
sebagainya meninggalkan sedikit jejak
kerusakan pada rantai molekul.
Larutan
kimia untuk etsa, seperti KOH, NaOH, HF,
dan lain sebagainya dapat melarutkan jejak
ini pada kecepatan etsa jejak konstan, VT
(µm/jam) yang jauh lebih tinggi dari
kecepatan etsa bulk, VG (µm/jam),
contohnya adalah kecepatan pengurangan
permukaan bahan. Hasil dari proses etsa

Gambar 3 Ilustrasi model pola etsa kimia
sederhana : L (µm), panjang pola etsa kimia
yang dihasilkan oleh larutan etsa; v (µm),
ketebalan permukaan yang dipindahkan oleh
larutan etsa; Le (µm), panjang kerucut pola
etsa; d (µm), diameter pembukaan pola etsa

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan
Oktober 2005 sampai Mei 2006, dan
bertempat di PTKMR-BATAN, Pasar
Jumat, Jakarta Selatan dan di reaktor GA
Siwabessy, Serpong, Tanggerang.
Bahan dan Alat
Bahan :
• Larutan kimia :
3 M HNO3 kualitas Pa
6.5 M NaOH, dan
larutan uranium standar,
dari UO2(NO3)2.6H2O
buatan KPA-USA
• Air demineralized (aquabidestilata)
• Sampel air minum kemasan yang di
ambil dari beberapa produk air
minum kemasan yang ada di
Indonesia..
Alat
•
•
•
•
•
•

:
Detektor Jejak Fisi PolikarbonatIupilon® (Mitsubishi Gas Chemical
Company, Inc., Jepang),
Mikropipet buatan Iupendorf,
Selotip,
Lampu inframerah,
Inkubator
buatan
MemmertJerman,
Tempat etsa,

13

•
•
•

Pinset,
Klem SS,
Mikroskop opthipot buatan NikonJepang, dan
• Reaktor GA Siwabessy-Serpong.
Metode Penelitian
Prinsip Kerja
Prinsip dari metode jejak fisi untuk
penentuan uranium ditunjukkan secara
skematik dalam gambar 4.

Jepang) dengan rumus kimia -[-O-C6H4C(CH3)2C6H4OCO-]n- yang memiliki densitas
1,2 g cm-3 dan ketebalan 300 μm.
Larutan standar

sampel

selotip

Strip mika

background

Gambar 5 Pengemasan sampel, standar dan
background untuk iradiasi dalam reaktor

Gambar 4 Skema yang menunjukan metode
jejak fisi yang digunakan untuk penentuan
uranium dalam air minum
Setelah tetesan sampel air pada
permukaan
detektor
dikeringkan
(dievaporasi), 235U dalam endapan yang
tertinggal dapat diinduksi dengan neutron
termal dan mengalami reaksi fisi, pecahan
fisi masuk menembus ke dalam detektor dan
menyebabkan
kerusakan
radiasi
di
sepanjang lintasannya. Proses etsa kimia
dengan menggunakan larutan kimia yang
cocok dapat mengembangkan bekas tersebut
menjadi jejak yang dapat dilihat di bawah
mikroskop optik.
Persiapan Sampel
Karena jumlah produk air minum
dalam kemasan terlalu banyak untuk
dianalisa semua, maka pada penelitian ini
hanya menggunakan sampel air minum
dalam kemasan yang dikumpulkan dari dua
belas produk air minum kemasan yang ada
di Indonesia.
Sampel - sampel air
tersebut dikonsentrasikan sampai 100 kali
dengan cara memanaskannya secara kontinu
di atas pemanas. Dengan cara yang sama
larutan uranium standar yang telah diketahui
konsentrasinya
(100
mL
larutan
mengandung 50 μg/L uranium) disiapkan
dari UO2(NO3)2.6H2O.
Detektor yang
digunakan
adalah
detektor
plastik
polikarbonat dengan merek dagang Iupilon®
(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.,

Ambil 25 μL dari setiap sampel
maupun
larutan
standar
dengan
menggunakan mikropipet dan kemudian
teteskan diatas permukaan detektor lalu
dikeringkan dibawah lampu inframerah.
Sampel air maupun larutan standar yang
telah
dikeringkan
tersebut
akan
meninggalkan residu yang bersifat nonvolatil pada permukaan detektor.
Detektor polikarbonat Iupilon® lain yang
bersih kemudian diletakkan di atas setiap
detektor yang mengandung residu nonvolatil tersebut, sehingga membentuk seperti
roti lapis kemudian rekatkan dengan
menggunakan selotip. Detektor – detektor
yang sudah siap tersebut kemudian dipasang
pada strip mika untuk menjaga kontak antara
sampel dan detektor. Satu detektor Iupilon®
yang kosong dipasang bersama detektor
yang berisi sampel sebagai latar belakang.
Proses Iradiasi Neutron Termal
Setelah semua sampel siap
kemudian semua sampel tersebut dikemas di
dalam sebuah tabung polietilen yang
mempunyai panjang 7 cm dan diameter 2.5
cm.
Semua sampel, larutan standar dan
background diiradiasi dengan fluks neutron
termal sekitar 1013 n/cm2 di PRSG
Siwabessy-Serpong dalam tabung transfer
sistem pneumatic rabbit dengan waktu
bervariasi (100, 150, 200, dan 250 detik)
untuk mencari waktu iradiasi yang optimal.
Dari penelitian ini didapatkan waktu iradiasi
yang optimal adalah 200 detik. Setelah
didinginkan, detektor dicuci dengan larutan
3 M HNO3 dan air demi (aquabidestilata)
dengan tujuan untuk memindahkan bahan

14

terendap kemudian keringkan dan lakukan
proses etsa.
Ilustrasi cara penempatan detektor dalam
tabung polietilen adalah sebagai berikut:

Untuk menentukan konsentrasi uranium
relatif terhadap konsentrasi larutan uranium
standar 5 x 103 µg/L dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut (Fleischer
dan Lovett 1968; Fleischer et al. 1975;
Akram et al. 1999; Qureshi et al. 2001):

CX =

Gambar 6 Ilustrasi penempatan detektor
dalam tabung aktivasi
Proses Etsa Kimia
Setelah diiradiasi detektor Iupilon®
kemudian dietsa di dalam larutan kimia 6.5
M NaOH pada suhu 50oC dalam inkubator
dengan waktu bervariasi (40 ,50 ,60 dan 70
menit). Dari penelitian ini didapatkan waktu
etsa yang optimal untuk jenis detektor
Iupilon® adalah 60 menit. Proses etsa ini
dapat memperjelas jejak yang tadinya belum
terlihat menjadi jejak yang dapat dilihat
dalam mikroskop optik. Proses etsa tersebut
diikuti dengan membersihkan detektor
polikarbonat - Iupilon® dengan air
demineralized
(aquabidestilata)
lalu
dikeringkan.
Analisis Jejak Fisi
Area tetesan pada permukaan detektor
diteliti dengan menggunakan mikroskop
optik pada pembesaran 400x untuk
mengamati jumlah total jejak fisi terinduksi.
Sangat penting untuk menghitung semua
jejak dengan tujuan untuk menghindari
kesalahan
yang
disebabkan
oleh
ketidakseragaman endapan uranium pada
detektor. Untuk mendapatkan nilai statistik
yang layak dan bagus dari penghitungan
jejak, 10 field-of-view dipilih pada setiap
permukaan detektor yang memiliki kontak
dengan residu sampel pada waktu iradiasi.
Satu field-of-view mewakili daerah dengan
luas 1,96 x 10-3 cm2, oleh karena itu, daerah
yang dihitung hanya merupakan bagian kecil
dari ukuran sampel (~0,3 cm2). Idealnya
dilakukan penghitungan jejak berdasarkan
ukuran sampel, tapi dalam pekerjaan yang
dilakukan secara manual, pilihan ini
merupakan hal yang sulit dan memakan
banyak waktu.
Analisis Data

ρX − ρB
× CS
ρS − ρB

(2)

dimana subskript X dan S menyatakan
sampel yang belum diketahui dan standar. C
adalah konsentrasi uranium, ρ adalah
densitas jejak, dan ρB adalah densitas jejak
fisi pada latar belakang (detektor kosong)..
Untuk mendapatkan hasil yang
akurat, adalah penting untuk mengurangkan
densitas jejak latar belakang yang dihasilkan
dari fisi uranium yang ada sebagai unsur
pokok dari detektor dari total densitas jejak.
Untuk tujuan ini detektor kosong diiradiasi
bersama dengan sampel.
Karena jumlah jejak fisi pada latar
belakang adalah nol maka untuk percobaan
ini kita tidak memasukkan densitas jejak
latar belakang pada perhitungan, maka
persamaan (2) menjadi :

CX =

ρX
× CS
ρS

(3)

Perambatan
kesalahan
(±
menyatakan 1 standar deviasi) dalam
densitas jejak dihitung dengan mengalikan
densitas jejak dengan (1/N)1/2, dimana N
adalah jumlah total dari