Identifikasi dan Penentuan Radioaktivitas Alam dalam Abu Dasar (Bottom Ash) Batubara dengan Spektrometer Gamma Detektor HPGe Chapter III V

BAB 3
METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan
3.1.1. Alat Penelitian
Alat yang digunakan untuk pengukuran radionuklida alam dalam sampel adalah
yang sesuai dengan standar acuan IAEA (International Atomic Energy
Association) yaitu :
-Ayakan SS

200 mesh

-Beaker Marinelli

1L

-Neraca Analitik

Shimadzu

-Oven


Memmert

-Nampan

Stainless Steel

-Gamma Spektrometer ORTEC dengan detektor HPGe (High Purity Germanium)
-Kertas Label
-Spidol
-Plastik Klip
- Lem araldit
-Allu
-Lumpang
3.1.2. Bahan Penelitian
-Abu dasar (bottom ash) batubara KIM asal Palembang 200 mesh 1500 g
-Abu dasar (bottom ash) batubara KIM asal Padang 200 mesh 1500 g
3.2. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang digunakan sesuai dengan prosedur yang
dikeluarkan IAEA (International Atomic Energy Association) mulai dari

pengambilan sampel, preparasi sampel, kemudian sampel dicacah dengan
spektrometer gamma dengan detektor HPGe untuk analisa kuantitatifnya.

3.2.1. Pengambilan Sampel

Universitas Sumatera Utara

Pada

penelitian

ini

digunakan

dua

sampel

yaitu


abu

dasar

(bottom ash) batubara asal Palembang dan abu dasar (bottom ash) batubara asal
Padang. Masing-masing sampel diambil secara sembarang dari dua tempat
penimbunan limbah abu dasar batubara (ash disposal) di kawasan industri Medan
(KIM). Limbah abu dasar batubara ditimbun dalam suatu areal, pada pengambilan
sampel ini, abu dasar batubara diambil dari bagian atas timbunan, bagian tengah
timbunan dan bagian bawah timbunan. Abu dasar batubara diambil menggunakan
sekop semen kemudian abu dasar batubara dari masing-masing bagian timbunan
dimasukkan kedalam suatu karung lalu dicampurkan (dihomogenkan). Sampel
diambil secukupnya yang diperkirakan setelah dihaluskan akan memperoleh abu
dasar (bottom ash) batubara sebanyak masing-masing 1500 g dengan ukuran 200
mesh.
3.2.2. Preparasi Sampel
Sampel abu dasar batubara KIM asal palembang dan abu dasar batubara
KIM asal padang dikeringkan di bawah sinar matahari dengan tujuan supaya lebih
mudah saat proses penghalusan dan pengayakan. Sampel dihaluskan dengan

menggunakan alu (penumbuk) dan lumpang lalu disaring dengan ayakan 200
mesh sebanyak masing-masing 1500 g lalu masing-masing sampel disimpan di
dalam plastik klip dan diberi label. Selanjutnya masing-masing sampel
dimasukkan ke dalam sebuah nampan dan dipanaskan di dalam oven dengan suhu
105oC selama 5 jam dengan tujuan supaya kandungan air yang terdapat di dalam
sampel menguap dan sampel bebas dari air. Setelah 5 jam sampel dikeluarkan dari
oven dan didinginkan. Kemudian masing-masing sampel dimasukkan kedalam
beaker marinelli berukuran 1 Liter, lalu kedua beaker marinelli yang berisi sampel
abu dasar batubara palembang dan abu dasar padang direkatkan menggunakan
lem araldit pada bagian penutupnya kemudian di lapisi dengan solasiban.
Kemudian sampel didiamkan selama 39 hari untuk mencapai kesetimbangan
konsentrasi sekular dengan anak luruhnya.

Universitas Sumatera Utara

3.2.3. Kalibrasi Spektrometer Gamma
3.2.3.1.Peluruhan Sumber Standar
Sumber standar yang digunakan adalah radionuklida yang telah
tersertifikat (telah diketahui aktivitasnya) Eckert dan Zigler Analytics.Peluruhan
sumber standar dilakukan dengan mencacah sampel dalam beaker marinelli yang

telah diketahui aktivitas awalnya yang akan digunakan sebagai standar. Peluruhan
sumber standar dilakukan untuk mengetahui aktivitas standar yang digunakan
pada saat pencacahan (13 Maret 2017). Pencacahan sumber standar dilakukan
selama 3 jam. Adapun unsur sumber standar yang dicacah adalah Pb-210, Am241, Cd-109, Co-57, Ce-139, Hg-203, Sn-113, Cs-137, Y-88, Co-60, Co-60, Y88.
3.2.3.2. Kalibrasi Energi
Setelah dilakukan peluruhan sumber standar, maka nuklida yang dijadikan
sebagai sumber standar adalah nuklida yang aktivitasnya masih diatas 10 Bq.
Kalibrasi energi dilakukan dengan menghubungkan energi dari nuklida sumber
standar dengan nomor salur yang didapat dari hasil pencacahan sumber standar.
Hubungan dari energi dan nomor salur akan menghasilkan kurva berupa garis
lurus.
3.2.3.3. Kalibrasi Efisiensi
Kalibrasi Efisiensi dilakukan dengan memasukkan data hasil pencacahan
dari setiap nuklida standar, yaitu berupa net area, waktu cacah, aktivitas nuklida
sumber standar saat pencacahan dan kelimpahan eneri gamma kedalam suatu
persamaan. Kemudian dari persamaan akan diperoleh nilai efisiensi untuk masingmasing nuklida standar pada energi tertentu. Nilai efisiensi yang dihasilkan
digambarkan dalam bentuk kurva, sehingga akan menghasilkan dua kurva yaitu
pada energi tinggi (diatas 200 KeV) dan energi rendah (dibawah di 200 KeV), dari
kurva tersebut akan dihasilkan persamaan yang digunakan untuk menghitung
efisiensi dari masing-masing radionuklida pada energi tertentu. Persamaan yang

digunakan adalah persamaan dari kurva berenergi tinggi.

Universitas Sumatera Utara

3.2.4. Pengukuran Latar (Background)
Pengukuran Latar (background) dilakukan dengan cara mengukur secara terusmenerus beaker marinelli kosong selama 17 jam (61200 detik) menggunakan
Spektrometer gamma detektor HPGe.
3.2.5. Pengukuran Sampel Menggunakan Spektrometer Gamma
Sampel yang telah didiamkan selama 39 hari diukur menggunakan
spektrometer gamma detektor HPGe yang telah dikalibrasi terlebih dahulu dengan
suatu sumber standar. Sebelum dimasukkan, sampel terlebih dahulu dilapisi
dengan plastik supaya tidak terjadi kontaminasi dengan detektor. Sampel dicacah
selama 17 jam untuk masing-masing sampel dan kemudian dilakukan analisa
spektrum yang dihasilkan untuk mengetahui radionuklida alam apa yang terdapat
didalam sampel dan berapa radioaktivitasnya.

Universitas Sumatera Utara

3.3. Bagan Penelitian
3.3.1. Persiapan Sampel


3.3.2. Preparasi Sampel

Universitas Sumatera Utara

3.3.3. Peluruhan Sumber Standar

3.3.4. Pengukuran Latar (Background)

Universitas Sumatera Utara

3.3.5. Pengukuran Sampel dengan Spektrometer Gamma

Universitas Sumatera Utara

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Data Penelitian
4.1.1. Peluruhan Sumber Standar

Berikut persamaan yang digunakan dalam menentukan peluruhan sumber standar

At = Ao e − λt = Ao e
Dimana :

− 0,693t / T

(1)

At

: aktivitas pada saat pencacahan (Bq)

Ao

: aktivitas mula-mula (Bq)

t

: waktu tunda (hari)


T

: waktu paro (hari)

Tabel 4.1.1 Peluruhan sumber standar
Nuklida

Energi (KeV) Waktu paro (d)

A0 (1 0kt 2912 )

(Bq)
Pb-210

46,5

8,109 x 103

3621,80


Am-241

59,5

1,58 x 105

265,47

88,0

4,626 x 102

3936,60

Cd-109

2,718 x 102

Co-57


122,1

Y-88

898,0

1,066 x 102

382,56

Co-60

1173,2

1,925 x 103

182,60

Co-60

1332,5

1,925 x 103

182,60

Y-88

1836,1

1,066 x 102

382,56

88,99

Universitas Sumatera Utara

Setelah dilakukan peluruhan sumber standar, maka nuklida yang dapat digunakan
sebagai standar adalah nuklida yang aktivitasnya masih diatas 10Bq. Maka
nuklida yang dapat dijadikan sebagai sumber standarnya adalah sebagai berikut.
Tabel 4.1.2 Nuklida sumber standar
At ( 13 Maret 2017) (Bq)

Nuklida

Energy (KeV)

Pb-210

46,5

3152,435801

Am-241

59,5

263,5833081

Cs-137

661,7

103,1250931

Co-60

1173,2

101,7796094

Co-60

1332,5

101,7796094

4.1.2. Kalibrasi Energi
Setelah dilakukan peluruhan sumber standar, maka dihasilkan nuklida yang masih
dapat digunakan sebagai standar. Nomor salur didapatkan dari hasil pencacahan
nuklida sumber standar.
Tabel 4.1.3 Kalibrasi Energi
Nuklida

Nomor Salur

Energy

Pb-210

222

46,5

Am-241

289

59,32

Cs-137

3359

661,62

Co-60

5969

1173,2

C0-60

6780

1332,5

Universitas Sumatera Utara

Untuk menggambarkan kurva kalibrasi energi dapat dilakukan dengan
menggunakan persamaan berikut :

Y = a + bX

(2)

dengan:
Y

: Energy gamma ( KeV)

a dan b : bilangan konstanta linier
X

: Nomor salur ( channel)

Dengan memesukkan nilai nomor salur dan energi pada tabel 4.1.3 kedalam
persamaan 2, maka akan dihasilkan kurva kalibrasi energi sebaga berikut.

G
ambar 4.1. Kurva kalibrasi energi spektrometer gamma detektor HPGe
Pada gambar 4.1 dihasilkan persamaan untuk kalibrasi energi adalah
Y=0,01961x+3,0139.

Universitas Sumatera Utara

4.1.3. Kalibrasi Efisiensi
Berikut adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung efisiensi :

εγ =

( N S / t S − N BG / t BG )
At ⋅ pγ

(3)

Dengan:
ε฀

: efisiensi pencacahan (%)

Ns

: cacah standar (cacah)

N BG : cacah latar (cacah)
ts

: waktu cacah standar (detik)

t BG

: waktu cacah latar (detik)

At

: aktivitas sumber standar pada saat pencacahan (Bq)



: kelimpahan energi gamma (%)

Dengan menggunakan persamaan diatas, maka kita mendapatkan nilai efisiensi
dari nuklida standar sebagai berikut :
Tabel 4.1.4 Efisiensi Nuklida Standar
Nuklida Standar

Energi

Efisiensi

Pb-210

46,5

7,94 . 10-4

Am-241

59,33

4,02 . 10-3

Cs-137

661,62

6,9 . 10-3

Co-60

1173,2

4,04 . 10-3

Co-60

1332,5

3,7 . 10-3

Nilai efisiensi yang terdapat pada tabel 4.1.4 digambarkan ke dalam kurva,
sehingga menghasilkan dua kurva yaitu pada energi tinggi dan energi rendah,
seperti yang digambarkan pada gambar 4.2 berikut.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.2. Kurva Kalibrasi Efisiensi Spektrometer Gamma Detektor HPGe
Kurva kalibrasi efisiensi spektrometer gamma dengan detektor HPGe Gem 60-05
merupakan hubungan antara energi gamma dengan efisiensi yang menghasilkan
garis eksponensial dengan persamaan y = 2,624x-0,91, R2 = 0,998 seperti yang
terlihat pada gambar 4.2.
Persamaan yang diperoleh dari hubungan antara energi gamma dan efisiensi
pencacahan akan dipergunakan dalam penghitungan konsentrasi radionuklida
dalam sampel. Persamaan tersebut adalah
y = 2,624x-0,91

(4)

dengan:
y = ɛ γ = efisiensi pencacahan (%)
x = energi puncak nuklida (keV)
Pada penentuan Radioaktivitas radionuklida alam Pb-210, Th-232, Ra-226 serta
U-238, kita tidak langsung menghitung aktivitas dari radionuklida alam itu
melainkan dari anak luruhnya yang memancarkan radiasi gamma pada energi
tertentu terkecuali untuk Pb-210, Pb-210 ditentukan secara langsung pada energy
46,5 KeV.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.1.5 Penentuan radioaktivitas radionuklida alam berdasarkan anak
luruhnya
Radionuklida

Anak luruh

Energy



46,5

0,0424

Pb-212

338,63

0,1226

Ac-228

911,16

0,27

Ac-228

968,97

0,1623

Bi-214

609,31

0,446

Pb-212

351,92

0,351

Pa-234

1001,03

0,0059

Pb-210
Th-232

Ra-226

U-238

(Sumber :SOP BATAN)
Dengan menggunakan persaman (4) maka kita dapat menentukan efisiensi dari
masing-masing radionuklida yang akan ditentukan aktivitasnya.
4.1.6 Efisiensi Radionuklida Alam dalam Sampel
Radionuklida Anak Luruh

Energi (KeV)

Efisiensi

Pb-210

46,5

0,07935805

Pb-212

338,63

0,0130367

Ac-228

911,16

0,005293965

Ac-228

968,97

0,005005308

Pb-214

351,99

0,001280827

Bi-214

609,31

0,007634319

Pa-234

1001

0,00485935

Th-232

Ra-226

U-238

Universitas Sumatera Utara

4.1.4. Hasil Pengukuran Latar (Background)
Tabel 4.1.7 Hasil Pengukuran Latar

ROI

RANGE (keV)

NET

+/-

CENTROID

LIBRARY

( keV)

1

44.81

47.16

31

23

45.79

Pb-210

46,54

2

60.90

65.22

56

46

61.69

Th-234

63,29

3

66.60

70.91

47

52

69.74

Th-230

67,67

4

91.72

94.86

63

43

92.31

Th-234

92,81

5

235.96

240.67

63

57

238.84

Pb-212

238,63

6

292.47

297.18

352

46

295.48

Pb-214

295,22

7

335.63

340.34

28

39

336.61

Pb-212

338,63

8

349.37

354.07

533

44

352.15

Pb-214

351,99

9

580.42

585.91

73

27

583.85

Tl-208

583,19

10

606.69

612.18

476

37

609.93

Bi-214

609,32

11

658.85

664.34

34

28

660.51

Cs-137

661,66

12

907.98

914.26

20

25

911.51

Ac-228

911,16

13

965.79

972.06

38

30

969.42

Ac-228

968,97

14

997.73

1004.00

36

27

999.33

U-238

1001

15

1117.04

1123.71

196

23

1121.00

Bi-214

1120,28

16

1456.81

1463.86

153

27

1460.35

K-40

1460,75

17

1759.57

1767.40

75

24

1764.76

Bi-214

1764,51

Universitas Sumatera Utara

18

2607.04

2615.84

198

20

2612.60

Tl-208

2614,53

Data yang ditunjukkan oleh tabel 4.1.7. merupakan hasil pencacahan latar yaitu
beaker marinelli kosong yang dicacah menggunakan spektrometer gamma
detektor HPGe selama 17 jam. Hasil pencacahan menunjukan net area dari
masing-masing radionuklida pada energi tertentu. Net area yang dihasilkan akan
digunakan pada proses penentuan aktivitas radionuklida alam dalam sampel abu
dasar batubara Palembang dan abu dasar batubara Padang.

4.1.5. Hasil Pengukuran Sampel
Tabel 4.1.8 Hasil Pencacahan Sampel Abu Dasar Batubara Palembang
RO

RANGE (keV)

NET

+/-

CENTROID

LIBRARY ( keV)

1

45.40

48.15

612

137

46.60

Pb-210

46,54

2

61.10

65.22

6241

258

63.14

Th-234

63,29

3

66.20

69.34

699

188

67.57

Th-230

67,67

4

90.74

94.47

14920

251

92.53

Th-234

92,81

5

236.55

240.28

19827

229

238.42

Pb-212

238,63

6

292.67

297.38

59538

301

295.00

Pb-214

295,22

7

336.03

340.34

4576

160

338.12

Pb-212

338,63

8

348.97

354.86

105469 384

351.78

Pb-214

351,99

9

581.20

585.51

8156

130

583.32

Tl-208

583,19

10

606.30

612.77

89988

331

609.45

Bi-214

609,32

11

658.65

664.34

-545

114

Could

Cs-137

661,66

I

Universitas Sumatera Utara

12

908.57

913.86

5700

115

911.15

Ac-228

911,16

13

966.77

971.28

3210

90

968.92

Ac-228

968,97

14

999.10

1003.22 1103

68

1001.00

U-238

1001

15

1116.85 1123.71 20486

174

1120.20

Bi-214

1120,28

16

1457.20 1463.27 2934

88

1460.41

K-40

1460,75

17

1759.38 1768.57 16366

150

1763.66

Bi-214

1764,51

18

2607.04 2616.81 4022

74

2611.54

Tl-208

2614,53

Tabel 4.1.8 merupakan hasil pencacahan sampel abu dasar batubara yang dicacah
selama 17 jam menggunakan spektrometer gamma detektor HPGe. Hasil
pengukuran menunjukan net area dari masing-masing radionuklida pada energi
tertentu. Net area yang dihasilkan akan digunakan pada proses penentuan aktivitas
radionuklida alam dalam sampel abu dasar batubara Palembang.

Tabel 4.1.9 Hasil Pengukuran Abu Dasar Batubara Padang

RO

RANGE (keV)

NET

+/-

I

CENTROI

LIBRAR

D

Y

( keV)

1

45.40

48.15

2548

414

47.03

Pb-210

46,54

2

61.10

65.22

40003

778

63.96

Th-234

63,29

3

66.20

69.34

3688

564

68.22

Th-230

67,67

4

91.52

95.25

125565

785

93.32

Th-234

92,81

Universitas Sumatera Utara

5

237.53

241.06

78018

585

239.27

Pb-212

238,63

6

293.26

298.36

585021

976

295.85

Pb-214

295,22

7

337.01

340.93

21367

433

339.00

Pb-212

338,63

8

349.76

355.25

1036522 117

352.63

Pb-214

351,99

8
9

582.18

586.30

31888

325

584.18

Tl-208

583,19

10

606.89

613.55

904746

104

610.30

Bi-214

609,32

6
11

658.65

664.34

263

306

661.37

Cs-137

661,66

12

909.36

914.84

24046

316

912.05

Ac-228

911,16

13

967.36

972.06

13317

243

969.81

Ac-228

968,97

14

999.10

1004.7

12247

277

1001.87

U-238

1001

210508

573

1121.09

Bi-214

1120,28

9248

253

1461.26

K-40

1460,75

170293

465

1764.60

Bi-214

1764,51

15687

142

2612.54

Tl-208

2614,53

9
15

16

17

18

1116.8

1124.8

5

8

1457.7

1464.4

9

4

1759.3

1768.5

8

7

2607.0

2616.8

4

1

Tabel 4.1.9 merupakan hasil pencacahan sampel abu dasar batubara yang dicacah
selama 17 jam menggunakan spektrometer gamma detektor HPGe. Hasil
pengukuran menunjukan net area dari masing-masing radionuklida pada energi
tertentu. Net area yang dihasilkan akan digunakan pada proses penentuan aktivitas
radionuklida alam dalam sampel abu dasar batubara Padang.

Universitas Sumatera Utara

4.1.6. Penentuan Radioaktivitas Rata-rata Zat Radioaktif dalam Sampel
Penentuan radioaktivitas rata-rata zat radioaktif dalam sampel di lakukan dengan
menggunakan persamaan berikut :
C a v =g

N S p− N B

ε γ ⋅ pγ ⋅ WS

G
p

dengan :
N Sp

: laju cacah sampel (cps)

N BG

: laju cacah latar (cps)

ƹɣ

: efisiensi pada energi gamma (%)



: yield dari energi gamma (%)

W Sp

: volume atau berat sampel (lt atau kg)

Dimana penelitian ini Wsp yang digunakan adalah 0,87668 kg untuk abu dasar
batubara Palembang dan 1,256 kg untuk abu dasar batubara Padang. Dengan
menggunakan persamaan diatas maka akan didapatkan radioaktivitas alam ratarata dalam sampel sebagai berikut :
Tabel 4.1.10 Radioaktivitas Alam Rata-Rata dalam Sampel
Radionuklida

Konsentrasi rata-rata (C avg) (Bq/kg)
Bottom ash padang

Bottom ash palembang

Pb-210

9,87

3,26

Th-232

221,96

66,6

3253,56

468,95

Ra-226

Universitas Sumatera Utara

(5)

U-238

5540,90

696

4.1.7. Penentuan Nilai Ketidakpastian (Uncertainty)
Ketidakpastian merupakan besarnya kemungkinan kekeliruan yang terjadi dari
hasil penghitungan dengan hasil yang sebenarnya. Untuk menentukan besarnya
nilai ketidakpastian maka dilakukan dengan persamaan berikut :

UT = C avg x

(6)

dengan :

u N : ketidakpastian pencacahan sampel (%)
uB

: ketidakpastian pencacahan latar (%)

uε : ketidakpastian efisiensi pada energi gamma (%)
up

u

p

: ketidakpastian yield (%)

u w : ketidakpastian volume sampel (%)
Untuk memperoleh ketidakpastiaan efisiensi ( u ε ) pada energi gamma digunakan
diferensial dari persamaan ɛ γ = 2,624x-0,91 yang ditunjukkan dengan persamaan
berikut :
ɛ γ = 2,612x-0,91

u ɛγ = -2,3769x-1,91

(7)

Universitas Sumatera Utara

Ketidakpastian yield dapat kita peroleh dengan cara membagi nilai yield dengan
1000 sehingga kita akan menemukan nilai ketidakpastian yield. Nilai
ketidakpastian sampel diperoleh dengan cara membagi volume sampel dengan
100.
Dengan menggunakan persamaan diatas, maka kita akan mendapatkan nilai
ketidakpastian (Uncertainty) pengukuran radioaktivitas alam dari masing-masing
unsur adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1.11 Ketidakpastian Pengukuran Radioaktivitas Alam
Radionuklida

Uncertainty (Bq/kg)
Bottom ash Padang

Bottom ash Palembang

Pb-210

1,62

0,67

Th-232

3,62

1,93

Ra-226

35,33

5,1

U-238

137,23

43,44

4.1.8. Penentuan Radioaktivitas dalam Sampel
Untuk menghitung konsentrasi radionuklida yang terkandung dalam sampel (C sp)
digunakan persamaan berikut :
C (sp) = C avg ± U T
C (sp)

(9)

= konsentrasi zat radioaktif dalam sampel (Bq/kg)

C (avg) = konsentrasi rata-rata zat radioaktif dalam sampel (Bq/kg)
UT

= ketidakpastian pengukuran (Bq/kg)

Dengan memasukkan nilai radioaktivitas alam rata-rata pada tabel 4.1.10 dan nilai
ketidakpastian pada tabel 4.1.11 kedalam persamaan (9) maka diperoleh nilai
radioaktivitas alam dalam sampel seperti pada tabel 4.1.8 di bawah ini.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.1.12 Radioaktivitas Alam dalam Sampel
Radionuklida

Radioaktivitas dalam Sampel (Bq/kg)
Bottom Ash Padang

Bottom Ash Palembang

Pb-210

9,87±1,62

3,26±0,67

Th-232

218,67±3,62

66,6±1,93

Ra-226

3253,56±33,595

468,95±5,1

U-238

5540,90±137,23

696±18,1

4.1.9. Penentuan Konsentrasi Minimum Terdeteksi (MDC)
Besarnya konsentrasi minimum yang dapat dideteksi untuk suatu sistem
spektrometer gamma dipengaruhi oleh efisiensi pencacahan, cacah latar dan
massa sampel. Untuk menghitung MDC ( Minimum Detectable Concentration)
ditentukan

dengan

persamaan berikut :

N BG
2
t BG
MDC = 4,66 ⋅
ε γ ⋅ pγ ⋅ Fk ⋅ w

(10)

Dengan :
MDC : konsentrasi minimum terdeteksi (Bq/lt atau Bq/kg)
NB

: laju cacah latar (cps)

tB

: waktu cacah latar (detik)

εγ

: efisiensi pencacahan (%)

Universitas Sumatera Utara



: kelimpahan energi gamma (%)

Fk

: faktor koreksi serapan diri (jika ρ sampel berbeda dengan ρ

w

: volume atau berat sampel (lt atau kg)

sandar)

Dengan menggunakan persamaan diatas, maka akan didapatkan Minimum
Detectable Concentration untuk masing-masing radionuklida adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.1.13

Konsentrasi Minimum Terdeteksi

Radionuklida

Konsentrasi Minimum Terdeteksis (Bq/kg)
Bottom ash Padang

Bottom ash Palembang

Pb-210

0,10

0,15

Th-232

0,19

0,4

Ra-226

0,355

0,5

U-238

12,69

18,1

Universitas Sumatera Utara

4.2. Pembahasan
4.2.1. Radioaktivitas Radionuklida dalam Sampel

Berdasarkan tabel 4.1.12 dapat kita lihat bahwa untuk sampel abu dasar
batubara Padang, radioaktivitas alam tertinggi terdapat pada unsur U-238 yaitu
5540,90±137,23Bq/kg sedangkan radioaktivitas alam

terendah terdapat pada

unsur Pb-210 yaitu 9,87Bq/kg.
Sampel abu dasar batubara Palembang juga menunjukan hasil yang sesuai dengan
sampel abu dasar batubara Padang. Pada sampel abu dasar batubara Palembang,
radioaktivitas

alam

tertinggi

juga

terdapat

pada

unsur

U-238

yaitu

696±43,44Bq/kg.,dan radioaktivitas alam terendah juga terdapat pada unsur Pb210 yaitu sebesar 3,26±0,67Bq/kg.
Radioaktivitas alam tertinggi untuk kedua sampel abu dasar batubara Padang dan
abu dasar batubara Palembang terdapat pada unsur U-238, sedangkan yang
terendah terdapat pada unsur Pb-210.
Radioaktivitas menyatakan besarnya peluruhan partikel yang terjadi dalam satuan
detik. Untuk radionuklida Th-232 pada sampel abu dasar (bottom ash) batubara
palembang, radioaktivitasnya sebesar 66,6±1,93Bq/kg, angka ini menyatakan
bahwa terdapat peluruhan sebesar 74,06 partikel perdetiknya dalam 1 kg sampel.
Nilai 1,67 menyatakan nilai kekeliruan perhitungan radioativitasnya, jadi
peluruhan partikel yang terjadi perdetiknya dapat lebih 1,67 dari 74,06 atau dapat
kurang 1,67 dari 74,06.
Jika kita melihat pada tabel 4.1.12 kita dapat menyimpulkan bahwa radioaktivitas
alam untuk semua unsur yang diteliti lebih besar pada sampel abu dasar batubara

Universitas Sumatera Utara

Padang. Pada sampel abu dasar batubara Padang, terdapat unsur Ra-226 dan U238 yang radioaktivitasnya sudah melebihi dari standar telah ditetapkan oleh
pemerintah berdasarkan PP.No 104 tahun 2014 yaitu aktivitas maksimal untuk
radionuklida deret uranium dan thorium adalah 1000Bq/kg. Sesuai dengann
peraturan pemerintah ini, maka seharusnya limbah abu dasar batubara padang ini
sudah tidak dapat lagi dijadikan sebagai substitusi bahan baku, substitusi sumber
energi atau pun sebagai bahan baku. Seharusnya sudah harus dipikirkan
bagaimana untuk mengolah limbah abu dasar batubara padang ini supaya tidak
terkontaminasi dengan lingkungan sekitar. Sementara untuk sampel abu dasar
batubara Palembang, tidak terdapat unsur radionuklida alam yang aktivitasnya
melebihi 1000Bq/kg. Tetapi terdapat unsur U-238 yang aktivitasnya cukup tinggi
yaitu, 696±18,1Bq/kg, yang sudah hampir mencapai angka 1000Bq/kg. Sebaiknya
limbah abu dasar batubara Palembang ini juga dikelola secara serius supaya
aktivitasnya tidak meningkat.
Nilai MDC yang terbesar terdapat pada unsur U-238 pada sampel abu dasar
Palembang, dan yang terendah terdapat pada unsur Pb-210 pada sampel abu dasar
batubara Padang. Pada tabel 4.1.12. terlihat pada untuk semua unsur yang diteliti,
nilai MDC terbesar terdapat pada sampel abu dasar batubara Palembang. Salah
satu faktor penyebabnya adalah karena massa sampel abu dasar batubara
Palembang yang lebih sedikit dibandingkan massa sampel abu dasar batubara
Padang. Massa sampel abu dasar batubara Palembang 0,88kg sedangkan massa
sampel abu dasar batubara Padang 1,256kg.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Universitas Sumatera Utara

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1.

Radioaktivitas radionuklida alam dalam abu dasar batubara adalah :
a. Abu dasar batubara (bottom ash) Palembang :
Pb-210, 3,26 ± 0,67Bq/kg

Ra-226, 468,95 ±5,1Bq/kg

Th-232, 66,6 ± 1,93Bq/kg

U-238, 696± 43,44Bq/kg

b. Abu dasar (bottom ash) batubara Padang :
Pb-210, 9,87 ± 1,62bq/kg

Ra-266,

3253,56±33,595bq/kg
Th-232, 218,67 ± 3,62bq/kg
2.

U-238, 5540 ± 137,23bq/kg

Berdasarkan PP RI. No 104 tahun 2014 maka abu dasar (bottom ash)
batubara palembang dan di tempat penimbunan limbah abu dasar batubara
masih dapat digunakan sebagai substitusi bahan baku, substitusi bahan
energi dan bahan baku karena radioaktivitasnya belum melebihi
1000bq/kg.Sedankan untuk limbah abu dasar (bottom ash) padang sudah
tidak dapat lagi digunakan sebagai substitusi bahan baku, substitusi bahan
energi dan sebagai bahan baku karena terdapat unsur U-238 dan Ra-226
yang radioaktivitasnya sudah melebihi 1000bq/kg.

3.

Nilai konsentrasi minimum terdeteksi dari alat yang digunakan pada saat
penelitian untuk masing-masing sampel adalah sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

Radionuklida

Minimum Detectable Concentration (Bq/kg)
Bottom ash Padang

Bottom ash Palembang

Pb-210

0,10

0,15

Th-232

0,19

0,4

Ra-226

0,355

0,5

U-238

12,69

18,1

5.2. Saran
Disarankan peneliti selanjutnya untuk menentukan radioaktivitas radionuklida
alam pada batubara sebelum pembakaran dan sesudah pembakaran, dengan
mengambil sampel abu dasar dan abu terbangnya.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, R. 2004. Kimia Lingkungan. 99, Penerbit Andi Yogyakarta, Universitas
Negeri Jakarta : Jakarta
Edy, B. 2007. Fly Ash – Bottom Ash dan Pemanfaatannya.s
Finkelman, R. B. 1993. Trace And Minor Element in Coal, In Organic
Geochemistry (Engel, M.H & Macko, S.A). New York : Plenum Press

Universitas Sumatera Utara