KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat limpahan, rahmat serta hidayah_Nya lah saya dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Aplikasi Unsur Radioaktif dalam Bidang Pertanian dan Peternakan” ini dengan baik. Selawat beriring salam kita hanturkan kepada nabi junjungan alam nabi besar Muhammad SAW, yang mana berkat perjuangan beliau kita dapat merasakan ilmu pengetahuan dan teknologi seperti yang kita rasakan pada saat ini.
Tak lupa pula saya ucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan saya dalam menyusun makalah ini.
Saya mengharapkan makalah ini akan berguna, tidak hanya sebagai pemenuhan tugas tetapi dapat juga dipakai sebagai penuntun pelajaran fisika terutama yang berhubungan dengan fisika inti.
Saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk memperbaiki dikemudian harinya. Jika terdapat kesalahan dalam makalah yang saya susun ini, saya mohon maaf.
Pekanbaru, Januari 2010
Penulis
DAFTAR ISI
halaman
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
BAB I 1
PENDAHULUAN 1
1.1 Sejarah Radioaktif 1
1.2 Fisi 1
1.3 Fusi 2
1.4 Aplikasi Nuklir 2
BAB II 3
APLIKASI RADIOAKTIF 3
DALAM BIDANG PETERNAKAN DAN PERTANIAN 3
2.1 Peternakan 3
2.1.1 Teknik Perunut radioaktif 3
2.1.2 Teknik Nuklir Radiasi 6
2.2 Pertanian 7
2.2.2 Teknik nuklir radiasi 8
2.2.3 Varietas Padi Unggul 8
BAB III 9
PENUTUP 9
3.1 Kesimpulan 9
DAFTAR PUSTAKA 10
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Sejarah Radioaktif
Kejadian pada kehidupan sehari-hari, fenomena alam, jarang sekali berkaitan dengan reaksi nuklir. Hampir semuanya melibatkan gravitasi dan elektromagnetisme. Keduanya adalah bagian dari empat gaya dasar dari alam, dan bukanlah yang terkuat. Namun dua lainnya, gaya nuklir lemah dan gaya nuklir kuat adalah gaya yang bekerja pada range yang pendek dan tidak bekerja di luar inti atom. Inti atom terdiri dari muatan positif yang sesungguhnya akan saling menjauhi jika tidak ada suatu gaya yang menahannya.
Henri Becquerel di tahun 1896 meneliti fenomena fosforesensi pada garam uranium ketika ia menemukan sesuatu yang akhirnya disebut dengan radioaktivitas. Ia, Pierre Curie, dan Marie Curie mulai meneliti fenomena ini. Fenomena baru mengenai radioaktivitas diketahui sejak adanya paten di dunia kedokteran yang melibatkan radioaktivitas. Secara perlahan, diketahui bahwa radiasi yang diproduksi oleh peluruhan radioaktif adalah radiasi terionisasi. Sejak atom menjadi lebih dipahami, sifat radioaktifitas menjadi lebih jelas. Beberapa inti atom yang berukuran besar cenderung tidak stabil, sehingga peluruhan terjadi hingga selang waktu tertentu sebelum mencapai kestabilan.
1.2 Fisi
Pada radiasi nuklir alami, hasil sampingannya sangat kecil dibandingkan dengan inti di mana mereka dihasilkan. Fisi nuklir adalah proses pembelahan inti menjadi bagian-bagian yang hampir setara, dan melepaskan energi dan neutron dalam prosesnya. Jika neutron ini ditangkap oleh inti lainnya yang tidak stabilm inti tersebut akan membelah juga, memicu reaksi berantai. Ketika ditemukan pada masa Perang Dunia II, hal ini memicu beberapa negara untuk memulai program penelitian mengenai kemungkinan membuat bom atom, sebuah senjata yang menggunakan reaksi fisi untuk menghasilkan energi yang sangat besar, jauh melebihi peledak kimiawi (TNT, dsb)
1.3 Fusi
Jika inti atom bertabrakan, dapat terjadi fusi nuklir. Proses ini akan melepas atau menyerap energi. Ketika inti atom hasil tabrakan lebih ringan dari besi, maka pada umumnya fusi nuklir melepaskan energi. Ketika inti atom hasil tabrakan lebih berat dari besi, maka pada umumnya fusi nuklir menyerap energi
1.4 Aplikasi Nuklir
Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah digunakan secara luas dalam berbagai bidang antara lain, bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi, alat kedokteran dan bahan makanan serta pengawetan bahan makanan. Tak ketinggalan Indonesia. Pemanfaatan tenaga nuklir di bidang-bidang tersebut termasuk ke dalam kategori penggunaan nuklir non energi. Pemanfaatan radiasi nuklir justru memegang peranan penting dalam peningkatan kualitas produk, misalnya dalam peternakan.
BAB II
APLIKASI RADIOAKTIF
DALAM BIDANG PETERNAKAN DAN PERTANIAN
2.1 Peternakan
Aplikasi teknik nuklir ternyata tidak hanya dapat diolah menjadi `mesin` perang bagi kaum militer, tetapi juga bermanfaat dalam dunia pertanian dan peternakan.
Teknologi nuklir merupakan salah satu teknologi moderen yang berkembang pesat dalam berbagai bidang . Di bidang peternakan, aplikasi nuklir yang dikembangkan di dalam negeri selain telah melahirkan beberapa jenis vaksin, juga pakan tambahan yang terbukti dapat meningkatkan produktifitas ternak. Dengan menekankan ke arah penggunaan teknik nuklir dan teknik terkait lainnya. Peternakan akan lebih mengarah pada peningkatan produksi ternak, perbaikan sistem reproduksi, kesehatan, dan manajemen ternak. Keuntungan pengggunaan teknik nuklir dalam bidang peternakan, yaitu kepekaan deteksi tinggi, akurat untuk perunutan, efektif dan efisien, aman, serta ekonomis.
2.1.1 Teknik Perunut radioaktif
Perunutan merupakan suatu proses pemanfaatan senyawa yang telah ditandai dengan isotop atau radioisotop untuk menjadi bagian dari sistem biologi/mekanik sehingga diketahui mekanisme yang terjadi atau diperoleh suatu hasil pengukuran. Teknik perunutan dapat menggunakan isotop atau radioisotop. Pemanfaatan teknik nuklir untuk perunutan berdasarkan sifat pengaplikasiannya dibagi menjadi dua, yaitu pemanfaatan yang bersifat in vivo dan in vitro. Aplikasi perunut secara in vivo bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di lingkungan asalnya atau langsung menggunakan hewan ternak. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh biologis, yaitu waktu yang diperlukan (radio) isotop untuk keluar atau diekskresikan keluar tubuh. Sedangkan aplikasi perunut secara in vitro bertujuan untuk menggambarkan proses biologi yang terjadi di luar tubuh hewan, tetapi di laboratorium. Yang perlu diperhatikan adalah waktu paruh fisika, yaitu waktu yang diperlukan oleh radioisotop untuk meluruh hingga mencapai separuh aktivitasnya.
Salah satu masalah umum yang dihadapi oleh peternak tradisional adalah rendahnya mutu pakan dengan kandungan serat kasar yang tinggi, berupa jerami, rumput lapangan dan berbagai jenis hijauan lainnya. Kenyataannya jenis pakan ternak tersebut sulit dicerna dan tidak dapat memberikan zat-zat nutrisi yang berimbang untuk mendukung produktifitas yang maksimal.
Hasil-hasil teknologi Badan yang memanfaatkan teknik perunut adalah suplemen pakan urea multinutrient molasses block (UMMB) dan radioimmuno assay (RIA).
Suplemen pakan UMMB merupakan suplemen pakan (SP) untuk ternak ruminansia, seperti sapi, kerbau, kambing, domba dan lainnya. Ciri khas dari ternak ruminansia adalah adanya rumen yang merupakan ekosistem mikroba yang berperan dalam penguraian bahan pakan dan mikroba pun berfungsi sebagai bahan protein bagi ternak.
Agar teknologi suplemen tersebut dapat diterapkan oleh peternak dan mudah dalam penyimpanan serta transportasinya, maka suplemen tersebut dibuat dalam bentuk padat dari komposisi bahan tertentu (urea, dedak, onggok, tepung tulang, lakta mineral, garam dapur, tepung kedelai, dan kapur). UMMB memiliki lebih dari 10 formula agar saat penerapan di daerah lebih mudah karena setiap daerah memiliki potensi yang berbeda-beda. Pakan lokal berupa hasil samping pertanian, industri pertanian dan pangan, mudah didapat dan spesifik di daerah setempat. Pakan komersial yang dijual di toko pakan ternak mempunyai potensi untuk mendukung ketersediaan pakan lokal. Hasil samping pertanian meliputi daun singkong, kacang tanah (sumber protein), sumber karbohidrat berserat kasar tinggi (jerami padi, jagung, sorghum, pucuk tebu, bagase dan daun kedelai, kulit kedelai). Hasil industri pertanian berupa dedak padi, gandum/pollard, sorghum, onggok, molases kulit coklat (sumber karbohidrat berserat kasar rendah), sedangkan yang sumber protein yaitu bungkil kedelai, bungkil kelapa, bungkil biji kapok, bungkil kelapa sawit, ampas tahu dan ampas kecap. Hasil limbah/samping industri pangan berupa produk-produk roti, bubur bayi dan susu bubuk yang waktu berlaku penjualannya sudah habis.
Pemberian SP merupakan strategi untuk meningkatkan konsumsi pakan oleh ternak pada kondisi pemeliharaan tradisional. SP tersusun dari kombinasi bahan limbah sumber protein dengan tingkatan jumlah tertentu yang secara efisien dapat mendukung pertumbuhan, perkembangan, dan kegiatan mikroba secara efisien di dalam rumen.
Analisis secara in vitro menggunakan isotop P-32, S-35, dan C-14 sebagai perunut radioisotop untuk mengukur sejumlah parameter. Isotop P-32dan S-35 digunakan untuk mengukur sintesa protein mikroba di dalam rumen, sedangkan C-14 untuk mengukur efisiensi pemanfaatan energi oleh mikrobarumen. Saat ini teknologi UMMB telah banyak diterapkan di berbagai daerah sebagai hasil introduksi teknologi melalui kerja sama litbang, koperasi, peternak langsung, dan iptekda.
RIA merupakan salah satu metode deteksi yang paling sensitif yang didasarkan pada interaksi antigen-antibodi. Antigen (hormon) yang berlabel radioaktif dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon dalam sampel. Isotop yang dapat digunakan untuk teknik RIA adalah H-3, C-14, I-125, dan lainnya. Pada teknik ini sejumlah antibodi dimobilisasi pada suatu fase padat, misalnya dinding tabung plastik. Sampel yang mengandung antigen (hormon progesteron) ditambahkan dengan sejumlah tertentu molekul berlabel (I-125) yang akan berinteraksi dengan antibodi pada tabung. Intensitas sinyal radiasi dari biomolekul berlabel radioaktif yang terikat pada antibodi yang menempel pada dinding tabung akan berbanding terbalik dengan konsentrasi biomolekul dalam sampel.
Aplikasi RIA untuk litbang peternakan adalah untuk mengukur konsentrasi hormon progesteron dalam sampel serum darah atau susu. Tujuan pengukuran progesteron ini adalah untuk mendeteksi pubertas ternak, mendeteksi gejala birahi, diagnosa kebuntingan dini, mendukung program inseminasi buatan, dan diagnosa kelainan reproduksi ternak. Dampak sosial ekonomi dari pengaplikasian teknik RIA adalah penghematan pelayanan IB, bunting tepat waktu, produksi susu stabil, dan perbaikan keturunan.
2.1.2 Teknik Nuklir Radiasi
Pemanfaatan teknik nuklir radiasi yang dilakukan di bidang peternakan terutama di subbidang kesehatan ternak, yaitu untuk melemahkan patogenisitas penyakit yang disebabkan oleh bakteri, virus dan cacing. Pemanfaatan radiasi telah menghasilkan radiovaksin, reagen diagnostik, dan pengawetan.
Radiovaksin adalah teknik pembuatan vaksin dengan cara iradiasi. Definisi vaksin adalah suatu suspensi mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit tetapi telah dimodifikasi dengan cara mematikan atau menatenuasi sehingga tidak akan menimbulkan penyakit dan dapat merangsang pembentukan kekebalan/antibodi bila diinokulasikan.
Pembuatan radiovaksin memiliki keunggulan dibandingkan dengan cara konvensional, yaitu mempercepat proses pembuatan vaksin dengan memperpendek waktu pasasel. Selain itu, radiovaksin yang diproduksi memiliki kualitas yang sama dengan vaksin buatan secara konvensional.
Sumber radiasi yang digunakan untuk pembuatan radiovaksin adalah sinar gama yang digunakan untuk menurunkan infektivitas, virulensi, dan patogenitas agen penyakit, tetapi diharapkan mampu merangsang timbulnya kekebalan pada tubuh terhadap infeksi penyakit.
Penelitian yang dilakukan saat ini adalah upaya pengembangan vaksin terhadap penyakit ternak, seperti brucellosis dan mastitis. Selain penelitian radiovaksin penyakit ternak yang berasal dari mikroorganisme, dilakukan pula penelitian radiovaksin penyakit ternak yang berasal dari cacing, seperti Coccidiosis, Fasciolosis, dan Haemonchosis.
Salah satu hasil penelitian yang telah menjadi produk adalah vaksin koksivet untuk penyakit Coccidiosis, yaitu penyakit yang disebabkan oleh protozoa Emeria Sp pada usus yang mengakibatkan berak darah. Ookista generasi 1 diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis optimum 125 Gy dan diinokulasikan ke ayam sehingga diperoleh ookista generasi II yang lemah sifat infektivitas dan patogenitasnya. Selanjutnya, ookista dari generasi II tersebutlah yang dijadikan vaksin. Vaksin ini diinokulasikan ke ayam berumur 7-10 hari sehingga ayam memiliki kekebalan terhadap penyakit tersebut.
2.2 Pertanian
Teknologi nuklir merupakan salah satu teknologi moderen yang berkembang pesat dalam bidang pertanian. Pemanfaatan teknik nuklir pada tanaman dapat digunakan untuk perbaikan varietas melalui mutasi dengan radiasi. Aplikasi teknik nuklir dalam pemuliaan mutasi bisa digunakan untuk memperbaiki satu atau dua sifat yang kurang menguntungkan pada tanaman. Program pemuliaan mutasi Isotop dan Radiasi lebih diarahkan pada tanaman pangan, hortikultu ra, dan industri.
Dari hasil program pemuliaan mutasi tanaman telah dilepas secara nasional beberapa varietas unggul, antara lain 15 varietas kedelai, satu varietas kacang hijau dan satu varietas kapas. Selain itu, banyak galur mutan harapan dari beberapa jenis tanaman yang masih dalam proses untuk dikembangkan menjadi varietas antara lain, padi, kedelai, kacang hijau, ka cang tanah, sorgum, gandum, bawang, artemisia atau tanaman obat, kapas, jarak pagar, dan tanaman hias. "Ini menunjukkan, teknik nuklir terbukti memberi sumbangan nyata dalam pembangunan pertanian yang akan berdampak langsung pada program pemerintah dalam meningkatkan ketahanan pangan dan industri’.
2.2.1 Teknik Perunut radioaktif
Dalam bidang pertanian, teknik perunut digunakan antara lain untuk mempelajari hubungan tanah dan tanaman, baik dengan metoda langsung maupun tidak langsung. Metode langsung dimaksudkan bahwa isotop digunakan untuk melabel bahan yang mengandung hara tanaman yang ingin dipelajari, misalnya pupuk urea, bahan tanaman dan sebagainya dilabel dengan N-15. Metode tidak langsung artinya bahan yang ingin dipelajari tidak dilabel dan pada metode ini diperlukan adanya referensi.
Isotop stabil ( misal N-15) maupun isotop radioaktif (misalkan P-32, Zn-65, Rb-86, C-14 dan S-35) digunakan sebagai tracer untuk mempelajari kelakuan hara tanaman dalam tanah.
Beberapa kegiatan penelitian menggunakan teknik nuklir yang dapat dilakukan antara lain untuk menentukan kondisi optimal bagi penggunaan pupuk (pola perakaran aktif tanaman , jenis dan takaran pupuk ), untuk menentukan fiksasi N 2 -udara bagi tanaman legum, untuk mempelajari proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organik, serta untuk mempelajari proses fotosintesis tanaman.
2.2.2 Teknik nuklir radiasi
Pemuliaan tanaman palawija dengan teknik radiasi telah berhasil menghasilkan kedelai unggul jenis varietas Muria, Tengger, dan Meratus. Dalam bidang pertanian, teknik radiasi juga dimanfaatkan untuk studi pola perakaran dan pengendalian hama tanaman. Studi pola perakaran bertujuan untuk mengefisienkan pemupukan, sedangkan untuk pengendalilan hama tanaman teknik radiasi digunakan untuk membuat serangga jantan mandul di mana dengan ini akan memungkinkan populasi serangga dapat dikendalikan.
2.2.3 Varietas Padi Unggul
Jangan selalu takut dengan radiasi nuklir, karena bisa jadi nasi yang kita makan setiap hari adalah beras yang dihasilkan dari proses radiasi nuklir. Salah satunya adalah yang berasal dari benih Mira 1, hasil litbang Batan dalam bidang pertanian. Mira 1 merupakan varietas yang potensial dalam meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi pangan nasional. Varietas yang telah mendapatkan sertifikasi dari Departemen Pertanian tersebut mampu menghabiskan 9,20 ton/ha dengan rata-rata produksi 6,9 ton/ha gabah kering giling.
Tanaman pangan seperti padi, misalnya, yang telah dites lewat radiasai nuklir, ternyata telah menghasilkan suatu jenis yang tahan hama, tetapi juga umur yang lebih pendek dan rasa berasnya lebih enak.
Beberapa varietas unggul tanaman pangan yang telah dihasilkan, yaitu: 15 varietas padi unggul (diantaranya diberi nama: Atomita 1, 2, 3, 4, Cilosari, Situ Gintung, Danau Atas, Woyla, Merauke, Winongo, Kahayan, Diah Suci, Mayang, Yuwono, dan Mira-1), 4 varietas kedelai (Muria, Tengger, Meratus, Rajabasa), dan 1 varietas kacang hijau (Camar).
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Istilah nuklir sering dikaitkan oleh sebagian besar masyarakat dengan bom nuklir atau bom atom karena efek negatifnya yang berpotensi dapat merusak kehidupan manusia di muka bumi. Oleh karena itu, sering terjadi pro dan kontra berkenaan dengan teknik ini. Meski nuklir merupakan teknologi berbahaya bagi manusia, tapi punya efek positif bila dapat memanfaatkan sifat-sifat hakiki dari tenaga ini untuk maksud damai.
Banyak orang belum mengetahui, bahwa dengan memanfaatkan sifat-sifat inti atom yang tidak stabil, teknologi nuklir dapat digunakan dalam bidang pertanian, peternakan, pengawetan makanan, hidrologi, industri, dan kedokteran. Pada akhirnya, pemanfaatan teknologi nuklir akan dapat meningkatkan mutu kehidupan dan kesejahteraan masyarakat.
Di bidang peternakan, aplikasi nuklir yang dikembangkan di dalam negeri selain telah melahirkan beberapa jenis vaksin, juga pakan tambahan yang terbukti dapat meningkatkan produktifitas ternak.
Di dunia pertanian, pemanfaatan teknologi nuklir yang dikembangkan telah mampu mencetak dan menemukan beberapa jenis tanaman pangan unggulan.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.infonuklir.com
http://teknologi.infogue.com/aplikasi_nuklir_di_bidang_pertanian
http://teknologi.infogue.com/aplikasi_nuklir_di_bidang_peternakan
http://www.lintasberita.com
