Produksi Nuklir Bermanfaat Untuk Pengobatan

Oleh : Dr. Resmi Mustarichie., Apt.

Tsunami yang terjadi di Jepang akhir-akhir ini, menyebabkan orang akan berpikir bahwa nuklir itu berbahaya. Memang, jika terjadi disaster yang demikian dimana proses pendinginan reaktor nuklir  terganggu sehingga terjadi kebocoran, bahaya tentunya akan mengintai. Namun apakah ini akan terjadi setiap saat dan apakah tsunami akan terjadi terus menerus setiap tahun  sehingga keberadaan suatu reaktor nuklir harus dipertanyakan meskipun untuk tujuan pembangkit tenaga listrik dan tujuan medis ?. Untuk mendapat jawabannya barangkali kita serahkan kepada ahli-ahli gempa bumi dan ahli tsunami untuk memperhitungkan dan memprediksi kemungkinan terburuk dari suatu disaster tsunami.

Bagi seorang ahli radiofarmasi atau ahli kedokteran nuklir, nuklir itu kalau dihilangkan atau tidak diproduksi sama sekali akan terjadi suatu kehilangan besar di dunia pengobatan. Mengapa ?

Sebelum menjawab pertanyaaan ini, sebaiknya kita memahami dulu apa itu nuklir, isotop,  peluruhan radioaktif, waktu paruh, fisi nuklir,  fusi nuklir, dan reaktor nuklir.

Kata nuklir berarti bagian dari atau yang berhubungan dengan nukleus (inti atom). Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan elemen dari suatu atom. Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan dari elektron.

Jumlah netron dalam inti atom menentukan isotop elemen tersebut. Jumlah proton dan netron dalam inti atom saling berhubungan; biasanya dalam jumlah yang sama, dalam nukleus besar ada beberapa netron lebih. Kedua jumlah tersebut menentukan jenis nukleus. Proton dan netron memiliki masa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua masa tersebut disebut nomor massa, dan beratnya hampir sama dengan massa atom ( tiap isotop memiliki masa yang unik ). Masa dari elektron sangat kecil dan tidak menyumbang banyak kepada masa atom.

Isotop suatu atom ditentukan oleh jumlah neutron di dalam intinya. Isotop yang berbeda dari satu unsur yang sama mempunyai sifat kimia yang sangat mirip karena reaksi kimia hampir tergantung seluruhnya pada jumlah elektron yang dimiliki sebuah atom. Isotop-isotop dari sampel dari unsur tertentu dapat dipisahkan dengan menggunakan sentrifugasi atau spektometer massa. Cara pertama digunakan untuk memproduksi uranium yang diperkaya dari sebuah sampel uranium biasa dan cara yang kedua digunakan dalam metode penanggalan karbon (carbon dating).

Jumlah proton dan netron menentukan tipe dari nukleus atau inti atom. Proton dan neutron hampir memiliki massa yang sama, dan kombinasi jumlah, jumlah massa, rata-rata sama dengan massa atomik sebuah atom. Kombinasi massa dari elektron sangat kecil secara perbandingan terhadap massa nukleus, di karenakan berat dari proton dan neutron hampir 2000 kali massa elektron.

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.     Laju peluruhan, atau aktivitas, dari material radioaktif ditentukan oleh antara lain,

Konstanta:

  • Waktu paruh – simbol t1 / 2 – waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya.
  • Rerata waktu hidup – simbol τ – rerata waktu hidup (umur hidup) sebuah material radioaktif.
  • Konstanta peluruhan – simbol λ – konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan waktu hidup (umur hidup).

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan dengan tingkat radiasi rendah akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 1024 tahun untuk inti hampir stabil, sampai 10-6 detik untuk yang sangat tidak stabil.

Fisi nuklir adalah sebuah proses di mana terjadi pembelahan inti atom berat akibat ditumbukkan oleh neutron, pembelahan ini menghasilkan energi, inti atom yang lebih ringan, neutron tambahan dan photon dalam bentuk sinar gamma.

Produk dari reaksi fisi uranium, bervariasi, menghasilkan atom-atom yang bermassa lebih kecil, seperti: Ba , Kr , Zr , Te , Sr , Cs , I , La dan Xe ,dengan massa atom sekitar 95 dan 135. Sedangkan, produk dari reaksi fisi plutonium, mempunyai massa atom sekitar 100 dan 135.

Rata-rata reaksi fisi pada Uranium-235 (U-235) dan Plutonium-239 (Pu-239) yang disebabkan oleh neutron.

neutron + U-235  -> (atom-atom yang lebih kecil) + 2.52 neutron + 180   MeV

neutron + Pu-239 -> (atom-atom yang lebih kecil) + 2.95 neutron + 200   MeV

Beberapa contoh:

n  +  U-235  ->    Ba-144   +    Kr-90       + 2n           + 179.6 MeV

n  +  U-235  ->    Ba-141   +    Kr-92       + 3n           + 173.3 MeV

n  +  U-235  ->     Zr-94   +   Te-139       + 3n           + 172.9 MeV

n  +  U-235  ->     Zr-94   +   La-139       + 3n           + 199.3 MeV

Fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir.

Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka — sebuah reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.

Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13.6 elektronvolt — lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T.

Terakhir yang sering kita dengar yaitu Reaktor nuklir yang merupakan  suatu tempat atau perangkat yang digunakan untuk membuat, mengatur, dan menjaga kesinambungan reaksi nuklir berantai pada laju yang tetap. Berbeda dengan bom nuklir, yang reaksi berantainya terjadi pada orde pecahan detik dan tidak terkontrol.

Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan. Saat ini, reaktor nuklir paling banyak digunakan untuk membangkitkan listrik. Reaktor penelitian digunakan untuk pembuatan radioisotop (isotop radioaktif) dan untuk penelitian. Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir.

Saat ini, semua reaktor nuklir komersial berbasis pada reaksi fisi nuklir, dan sering dipertimbangkan masalah risiko keselamatannya. Sebaliknya, beberapa kalangan menyatakan bahwa pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan cara yang aman dan bebas polusi untuk membangkitkan listrik. Daya fusi merupakan teknologi ekperimental yang berbasi pada reaksi fusi nuklir. Ada beberapa piranti lain untuk mengendalikan reaksi nuklir, termasuk di dalamnya pembangkit thermoelektrik radioisotop dan baterai atom, yang membangkitkan panas dan daya dengan cara memanfaatkan peluruhan radioaktif pasif, seperti halnya Farnsworth-Hirsch fusor, di mana reaksi fusi nuklir terkendali digunakan untuk menghasilkan radiasi neutron.

Komponen dasar dari reaktor nuklir adalah sebagai berikut:

Bahan bakar nuklir, berbentuk batang logam berisi bahan radioaktif yang berbentuk pelat

  1. Moderator, berfungsi menyerap energi neutron
  2. Reflektor, berfungsi memantulkan kembali neutron
  3. Pendingin, berupa bahan gas atau logam cair untuk mengurangi energi panas dalam reaktor
  4. Batang kendali, berfungsi menyerap neutron untuk mengatur reaksi fisi
  5. Perisai, merupakan pelindung dari proses reaksi fisi yang berbah

Untuk penelitian, Indonesia mempunyai  reaktor percobaan di:

  1. Bandung, Jawa Barat. Pusat Penelitian Tenaga Nuklir (PPTN) Bandung. (reaktor Triga Mark II – berkapasitas 250 kW diresmikan 1965 , kemudian ditingkatkan kapasitasnya menjadi 2 MW pada tahun 2000 ).[3]
  2. Yogyakarta, Jawa Tengah (Reaktor penelitian nuklir Kartini – kapasitas 250 kW operasi sejak 1979).
  3. Serpong (Banten). (reaktor penelitian nuklir MPR RSG-GA Siwabessy – kapasitas 30 MW diresmikan tahun 1987).

Berbagai lokasi digunakan untuk membangun reaktor untuk memproduksi listrik:

  1. Muria, Jawa Tengah.
  2. Gorontalo, Sulawesi.

Indonesia memiliki dua tambang uranium, yaitu tambang Remaja-Hitam dan tambang Rirang-Tanah Merah. Kedua uranium tersebut terletak di Kalimantan Barat. Jika uranium tidak cukup, Indonesia memiliki pilihan mengimpor uranium.

Pada tahun 2006, Indonesia menandatangani perjanjian dengan negara lain untuk nuklir, termasuk Korea Selatan, Rusia, Australia dan Amerika Serikat. Australia tidak bermasalah untuk mengirim uranium ke Indonesia, dan terdapat perjanjian dengan perusahaan Rusia untuk membangun reaktor nuklir di Gorontalo.

Indonesia memiliki beberapa alasan untuk membangun reaktor tersebut:

  1. Konsumsi energi Indonesia yang besar
  2. Nuklir akan mengurangi ketergantungan akan petroleum.
  3. Jika konsumsi energi dapat disediakan dengan nuklir, Indonesia dapat memproduksi lebih banyak minyak bumi.
  4. Memproduksi energi yang dapat diperbaharui lainnya, seperti angin dan tenaga matahari lebih mahal.
  5. Jepang, seperti Indonesia, sering terkena gempa bumi, tetapi memiliki reaktor nuklir.
  6. Emisi gas dapat dikurangi.

Rencana nuklir Indonesia dikritik oleh Greenpeace dan grup individual lainnya, seperti Gus Dur. Pada Juni 2007, hampir 4.000 demonstran di Jawa Tengah meminta pemerintah membatalkan rencana pembangunan reaktor nuklir. Mereka menolaknya karena bahaya limbah nuklir, dan lokasi Indonesia di Cincin Api Pasifik, dengan banyak aktivitas geologi, seperti gempa bumi dan letusan gunung, sehingga berbahaya untuk memiliki reaktor nuklir.

Unpad sebagai lembaga pendidikan melihat segi positip dari penggunaan nuklir untuk medis. Fakultas Farmasi UNPAD dengan bekerja sama dengan Fakultas Kedokteran Nuklir UNPAD dan BATAN tahun ini mulai membuka membuka opsi pendidikan S2 farmasi konsentrasi Radiofarmasi.

Radiofarmasi adalah adalah penggunaan senyawa radioaktif dalam pengobatan penyakit. Salah satu aplikasi radiofarmasi adalah sebagai radioimunoterapi. Radioimunoterapi adalah metode penanganan kanker dengan memanfaatkan reaksi spesifik antigen dan antibodi. Radioisotop dengan jenis radiasi yang mematikan sel “ditumpangkan” ke antibodi yang bereaksi secara spesifik dengan tumor-associated antigen. Setelah dimasukkan ke dalam tubuh, antibodi akan terikat ke dalam antigen yang ada di sel kanker dan sel tersebut akan dimatikan oleh radiasi yang dipancarkan radioisotop.

Dunia medis erat kaitannya dengan diagnosis dan pengobatan (terapi) suatu penyakit. Untuk mengetahui jenis dan adanya penyakit, dilakukan dengan cara men-diagnosis penyakit yang diderita seseorang. Bila sudah diketahui penyakitnya, pengobatan pun bisa dilakukan dengan tepat dan lebih cepat.

Berbagai cara dan teknologi diterapkan untuk melakukan keduanya. Ada yang menggunakan obat-obatan herbal, kimia, hingga ke sinar dari radioaktif. Untuk masalah pada tulang, selama ini teknologi yang umum digunakan adalah Sinar X untuk rontgen. Namun, kini ada teknologi diagnosis dan terapi untuk tulang dengan menggunakan sinar gama dan materi bermuatan (alfa dan beta). Penggunaannya melalui aliran darah, baik dengan oral, injeksi, maupun diisap.

Penggunaan radioaktif melalui aliran darah disebut radiofarmasi. Dalam terapi ini, obat dimasukkan ke dalam atau sirkulasi darah. “Obat itu menggunakan molekul atom radioaktif. Atom yang membentuknya adalah radioaktif,” ujar Kepala Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka Badan Tenaga Atom Nasional (Batan), Abdul Mutalib beberapa waktu lalu di Jakarta.Molekul atom radioaktif yang digunakan untuk terapi tulang memancarkan sinar gama. Sinar ini berdaya tembus tinggi, bahkan bisa tembus ke luar jaringan. Untuk mendeteksi letak sinar gama yang berkumpul di dalamtulang, digunakan kamera gama. Abdul Mutalib adalah juga salah seorang dosen pengajar pada konsentrasi  Radiofarmasi Unpad.

Radioaktif gama dalam teknologi radiofarmasi adalah untuk diagnosis. Ada dua sinar gama yang digunakan untuk diagnosis. Yakni, single photon emisien computerized tomography (gmisi dari photon tunggal yang dapat ditelusuri komputer). Yang terbaru disebut PET-positron emission tomography (radioaktif yang memancarkan positron).

Teknologi ini digunakan agar sinar gama yang masuk ke dalam aliran darah bisa menembus sasaran. Setelah mencapai sasaran, dalam kurun waktu tertentu bisa ditelusuri dengan kamera gama atau komputer. Menurut Mutalib, waktu yang dibutuhkan sekitar beberapa jam lamanya. Setelah menembus sasaran, elektronnya hilang. Dalam diagnosis, digunakan penelusuran dengan pencitraan. Sinar gama ini bisa masuk ke tingkat sel dan pencitraannya mampu menggambarkan hingga tingkat molekul (molecular imaging).

“Pencitraannya sudah detail. Kalau CT-Scan atau Magnetik Resonance Imaging (MEI) itu hanya anatomi, juga Ultrasonography (USG) hanya pada fi-siologi. Tapi, tak bisa melihat sampai tingkat molekul. Kalau ini, sampai tingkat sel. Jadi, diagnosisnya jauh lebih akurat,” ujar Mutalib.Terapi dengan radioaktif, kata Mutalib, berbeda dengan obat (farmasi) biasa. Produk industri farmasi, peng-obatannya hanya untuk terapi, bukan untuk diagnosis.Untuk terapi, radioaktif ini diminum, diinjeksi, juga diisap. “Apa pun caranya,yang penting aman bagipenderita, dan bisa masuk ke saluran darah. Semua akan masuk ke aliran darah,” ujarnya.

Terapi radioaktif ini, sambungnya, didesain untuk mengikuti aliran darah hingga ke target yang dituju sesuai fungsinya, misalkan ke otak, tulang, dan lain-lain. Untuk itu, tiap-tiap terapi organ tertentu, jenisnya juga berbeda. Karena itu, jenisnya pun beragam.Bila sudah mencapai sasaran, radioaktif itu akan memancarkan radiasi yang bisa ditangkap oleh kamera gama. Maka itu, di kamera itu akan tampak bentuk jantung, otak, ataupuntulangnya dengan warna terang berpen-dar. “Dari situ, kita bisa melihat kelainan sel atau organ,” ujarnya.

Langkah ini, sangat berbeda dengan kemoterapi. Kemoterapi digunakan untuk membunuh sel kanker atau penyakit dengan bahan kimia. Senyawa kimia ditembakkan ke sel sasaran, tetapi seringkali sel-sel sehat di sekitarnya juga mati. “Radiofarmasi terapinya di tingkat seluler yang abnormal dan lebih spesifik kinerjanya. Sasaran yang dikenai pun sangat terbatas pada yang dituju saja,” ujarnya.

Penggunaan radiofarmasi untuk terapi mungkin membuat orang awam khawatir pada efek sampingnya. Namun, Mutalib menjelaskan, jumlah radioaktif gama yang dimasukkan ke aliran darah itu sangat kecil dan radi-asinya akan hilang seiring selesainya ia bertugas. Masa paruh radioaktif untuk terapi itu sekitar dua hari. Sedangkan untuk diagnosis, waktu paruhnya sekitar dua hingga enam jam.

Sistem ini sudah dirancang sedemikian rupa sehingga tak memberikan efek farmakologis di tubuh. Ini berbeda dengan obat yang memberikan efek samping. “Toksisitasnya ada pada tingkat aman untuk terapi radiofarmasi, dan sudah kita uji toksisitas. Tingkatnya adalah di bawah LD (lethal dosis) 50,” ujar Mutalib.

Selain tak ada efek farmakologis, radiofarmaka juga memiliki efek fisiolo-gis. Jika dengan kemoterapi, pasien akan mengalami beberapa efek fisiolo-gis, seperti mual, rambut rontok, kulit menghitam, dan lain-lain. Sedangkan radiofarmaka, menurut dia, tak memberikan efek seperti kemoterapi dan pengaruhnya sangat minimal.Bila menjalani radiofarmasi, pasien tak perlu dibius karena radiasinya yang kecil. Alat deteksinya purvsangat sensitif sehingga radioaktif yang digunakan pun cukup hanya dalam jumlah sedikit.

Demikian sekelumit sitasi mengenai nuklir, radiofarmasi dan program Radiofarmasi Unpad dan pada kesempatan ini, Program Magister Farmasi Konsentrasi Radiofarmasi mengucapkan mari bergabung dan selamat datang kepada para calon peserta program.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Jl. Raya Bandung Sumedang KM 21, Jatinangor 45363 - Indonesia Telepon: (022) 7796200 Faksimile: (022) 7796200
Contact Us: farmasi@unpad.ac.id