APLIKASI RADIOISOTOP DI BIDANG KIMIA DAN BIDANG NON-KIMIA
KELOMPOK 10 INTEN IHSANUN NISA
140210120020
DESY ROSYANI
140210120038
NURUL FARIDAH D.
140210120054
UMI BAROROH
140210120070
KELOMPOK 10 INTEN IHSANUN NISA
140210120020
DESY ROSYANI
140210120038
NURUL FARIDAH D.
140210120054
UMI BAROROH
140210120070
Radioisotop Radi adioiso isotop adala alah isoto otop sua suatu unsur sur yang radioaktif yang meman mancarkan sina inar radioaktif. Isotop suatu unsur sur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang ang sama sama.. •
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan seba sebag gai sumb sumber er radia adiasi si at atau au sumb sumber er sina sinarr. •
Pengg engguna unaan an Radi Radioi oiso soto top p dala dalam m Bidang Bidang Kimi Kimia a Radioi Radioisot sotop op telah telah member memberik ikan an kont kontrib ribusi usi pada pada bidang bidang peneli penelitia tian n kimia, kimia, terutama terutama dalam menelusu menelusuri ri mekanism mekanisme e reaksi. reaksi. Radioisot Radioisotop-r op-radioi adioisot sotop op dari unsur hidrogen hidrogen,, karbon, karbon, nitrogen nitrogen dan sebagain sebagainya ya telah telah memaink memainkan an peran peran dalam menjel menjelask askan an berbag berbagai ai mekani mekanisme sme reaks reaksii pada pada reaks reaksi-r i-reak eaksi si senya senyawa wa orga organik nik.. Berik Berikut ut ini merupa merupaka kan n beber beberapa apa penggu penggunaa naan n radio radioiso isoto top p dalam dalam bidang bidang kimia: kimia:
1. Teknik perunut Teknik perunut dapat dapat dipaka dipakaii untuk untuk mempe mempelaj lajari ari mekani mekanisme sme berbag berbagai ai reaksi reaksi kimia, kimia, sepert seperti: i: esterifi esterifikasi kasi,, fotosin fotosintesi tesiss dan kesetim kesetimbang bangan an dinamis. dinamis.
Perunut adalah zat untuk mengetahui suatu alur/ jejak / lokasi suatu aliran. Suatu zat radioaktif bersifat tidak stabil dan terus menerus memancarkan sinar radioaktif, sehingga dapat digunakan sebagai perunut. Perunut radioaktif adalah isotop radioaktif yang ditambahkan ke dalam bahan kimia atau makhluk hidup guna mempelajari sistem
Terdapat beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan radionuklida perunut: -Harus memiliki sifat kimia dan fisika yang sama dengan sistem yang dipelajari. -Radionuklida perunut harus memiliki waktu hidup yang cukup panjang sehingga aktivitasnya dapat dideteksi dengan baik. -Jenis radiasi yang dipancarkan harus menjadi pertimbangan terutama kemampuan penetrasi dan kemudahannya untuk diukur.
Contoh isotop stabil adalah 15N, 52Cr, 13C, dan lainnya. Alat yang digunakan untuk mengukur isotop stabil seperti mass atomic spektrofotometer , X-Ray Flourescene (XRF), dan Neutron Atomic Absorbtion (NAA).
Dasar aplikasi dari teknik perunut dengan radioisotop adalah paparan aktivitas dari masing-masing unsur yang digunakan.
Contoh radioisotop adalah 14C, 45Ca, 32P, 3H, dan lainnya. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur aktivitas paparannya adalah Liquid Scintilation Counter (LSC), Gamma Counter , HPGe , dan lainnya.
Reaksi esterifikasi
•
Reaksi esterifikasi yaitu reaksi pembentukan suatu ester yang dapat dibentuk dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dan suatu alkohol.
Esterifikasi berkataliskan asam dan merupakan reaksi yang reversibel. Asam karboksilat bereaksi dengan alkohol membentuk ester dan air. RCOOH + R’OH
R COOR’ + H 2O
Hal yang mau diselidiki adalah asal atom Oksigen yang membentuk air pada reaksi tersebut, dari asam atau dari alkohol?
Dengan 18O dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat dan alkohol. Reaksi 1: R –C(O) –18O –H + H –O –R
R –C(O) –O –R + H218O
Reaksi 2: R –C(O) –O –H + H –18O –R
R –C(O) –18O –R + H2O
Dari analisa spektroskopi massa dapat ditulis sebagai berikut: R –C(O) –O –H + H –18O –R
R –C –18O –R + H2O
Berdasarkan penelitian diketahui bahwa pada reaksi esterifikasi, atom O yang membentuk senyawa H2O berasal dari asam karboksilat. Adapun atom O yang membentuk senyawa ester berasal dari alkohol.
2. Analisis/Titrasi Radiometri Analisis radiometri adalah cara analisis kimia untuk unsur atau zat tak radioaktif dengan jalan penambahan zat radioaktif. Analisis radiometri ini digunakan untuk menentukan kadar zat yang sangat rendah dalam suatu campuran. Penentuan kadar Ag+ ataupun Cl- dapat menggunakan radioisotop. Jika yang ingin ditentukan kadar Cl - maka yang digunakan adalah Ag dalam bentuk radioisotop ( 110Ag+) dan jika yang ingin ditentukan kadar Ag maka yang digunakan ion radioklor. Pada titrasi radiometri, isotop dapat digunakan sebagai petunjuk akhir titrasi. Misalnya pada titrasi penentuan ion Cl - dan ion Ag+ membentuk endapan AgCl. Baik titran maupun cuplikan dapat mengandung komponen radioaktif.
3. Analisis pengenceran isotop Analisis pengenceran isotop digunakan untuk menentukan kadar suatu zat dengan cara menambahkan zat radioaktif yang sudah diencerkan ke dalam zat yang akan ditentukan kadarnya. Pengenceran isotop adalah pengenceran bahan target yang dilakukan dengan menambahkan isotopnya. Pengenceran isotop digunakan untuk mengurangi cacat radiasi dan analisis yang memanfaatkan perubahan rasio isotop. Untuk mengurangi cacat radiasi akibat penyerapan radioisotop ke dalam tubuh, konsentrasinya diencerkan dengan menyerap isotop stabil dan dikeluarkan dari tubuh.
4. Analisis pengaktifan neutron Analisis pengaktifan neutron adalah analisis unsur-unsur dalam sampel yang didasarkan pada pengubahan isotop stabil oleh isotop radioaktif melalui pemboman sampel oleh neutron atau proses pengaktifan neutron dapat diartikan juga sebagai proses reaksi inti dimana unsur-unsur yang semula tidak radioaktif berubah sifat fisikanya menjadi radioaktif sehingga dapat memancarkan radiasi. Proses aktivasi yang paling umum disebabkan oleh penyerapan neutron oleh inti atom suatu unsur, dan unsur yang teraktivasi akan menjadi radioaktif yang dapat memancarkan radiasi, umumnya adalah radiasi gamma. Reaksi pengaktifan jenis ini juga sering disebut sebagai reaksi neutrongamma, karena penyerapan neutron oleh unsur akan diikuti oleh pemancaran radiasi gamma dari unsur tersebut.
Penggunaan Radioisotop dalam Bidang Energi
Radiasi α dan γ dari 235U pada reaktor nuklir
•
Nuklir merupakan istilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun atas dua buah partikel fundamental, yaitu proton dan neutron. Di dalam inti atom terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperan penting, yaitu gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik serta pada jangka waktu yang panjang terdapat gaya nuklir lemah. Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua buah jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi dan reaksi fisi. Reaksi fusi adalah suatu reaksi yang menggabungkan beberapa partikel atomik menjadi sebuah partikel atomik yang lebih berat. Reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang sangat besar seperti yang terjadi pada bintang.
Salah satu contoh reaksi fusi adalah penggabungan partikel deuterium (D atau 2H) dan tritium (T atau 3H). Langkah pertama, deuterium dan tritium dipercepat dengan arah yang saling mendekati pada suhu termonuklir. Penggabungan antara dua buah partikel tersebut membentuk 5He yang tidak stabil sehingga mengakibatkan peluruhan. Dalam proses peluruhan ini, sebuah neutron dan partikel 4He terhambur disertai dengan energi yang sangat besar, yaitu 14,1 MeV untuk penghamburan neutron dan 3,5 MeV untuk penghamburan 4He. Sampai saat ini, reaksi fusi belum dapat dirancang oleh manusia karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Hal ini menyebabkan pemanfaatan reaksi fusi sebagai sumber energi listrik belum dapat direalisasikan.
Reaksi nuklir lain yang sudah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik adalah reaksi fisi. Reaksi fisi merupakan kebalikan dari reaksi fusi, yaitu reaksi yang membelah suatu partikel atomik menjadi beberapa partikel atomik lainnya dan sejumlah energi. Salah satu contoh dari reaksi fisi adalah reaksi fisi pada partikel 235U yang ditumbuk oleh sebuah neutron yang bergerak pelan. Proses penyerapan neutron oleh 235U mengakibatkan terbentuknya partikel 236U yang tidak stabil sehingga terbelah menjadi partikel 92Kr, 141Br, dan beberapa neutron bebas serta sejumlah energi. Reaksi fisi dapat berlangsung secara terus menerus yang biasa disebut dengan reaksi rantai.
Tiga hal menarik yang terjadi pada proses reaksi fisi adalah sebagai berikut: 1. Peluang sebuah atom 235U menangkap sebuah neutron bernilai sangat tinggi. 2. Dalam sebuah reaktor yang bekerja sebuah neutron yang terhambur dari setiap reaksi fisi dapat menyebabkan terjadinya reaksi fisi yang lainnya. 3. Proses penyerapan dan penghamburan neutron terjadi dengan sangat cepat pada orde pikosekon (1×10 -12 sekon) Jumlah energi yang dihasilkan berupa panas dan radiasi gamma luar biasa besar pada sebuah reaksi fisi yang terjadi. Dalam reaksi ini terbentuk beberapa produk fisi dan neutron dengan massa total yang lebih ringan dari partikel 235U pada awal reaksi. Perbedaan massa ini diubah menjadi energi dengan nilai yang dirumuskan dalam E = mc2. Dalam satu kali peluruhan atom 235U bisa dihasilkan energi sebesar 200 MeV (1 eV = 1,6.10 -19 joule). 235U dapat bekerja dalam sebuah sampel uranium yang diperkaya menjadi 2-3%. Pada senjata nuklir, komposisi 235U mencapai 90% atau lebih dari sebuah sampel uranium.
Manfaat Teknologi Nuklir dalam Berbagai Bidang: a). Bidang Energi Sudah lama Teknologi Nuklir digunakan sebagai pembangkit listrik. Negara maju seperti Jerman, Cina, Rusia, Jepang, Korea, Inggris, Amerika, dll sudah memanfaatkan tenaga nuklir sebagai kebutuhan pembangkit listrik. Keuntungan dari PLTN ini diantaranya seperti tidak menghasilkan limbah berbahaya seperti karbon monoksida, mercury, nitrogen oksida, dan gas lainnya. Selain itu tenaga nuklir juga mampu bertahan lebih lama, menghasilkan tenaga yang lebih besar daripada bbm dan tidak menyebabkan efek gas emisi rumah kaca. Teknologi nuklir digunakan juga untuk kapal selam bertenaga nuklir, kapal induk bertenaga nuklir, dan lain sebagainya. b). Bidang Industri Sebagai contoh dengan teknologi nuklir manusia dapat melakukan proses ekspolrasi minyak dan gas, untuk menentukan sifat dari bebatuan yang ada di sekitar seperti litografi maupun porositas. Tidak hanya itu saja kemampuan dari radiasi energi nuklir juga dapat membantu perancangan konstruksi jalan, mengukur kelembapan dan kepadatan. Penggunaanya adalah seperti mengukur kepadatan tanah, aspal, serta beton dengan menggunakan 137Ce sebagai sumber nuklirnya.
c). Bidang Hidrologi Dalam bidang hidrologi digunakan untuk menguji kecepatan aliran sungai atau lumpur. Radioisotop dapat digunakan untuk mengukur debit air, biasanya 24Na yang digunakan dalam bentuk NaCl. Intensitas pada radiasi nuklir dapat dimanfaatkan juga sebagai pendeteksi kebocoran pada pipa dalam bawah tanah. Radioisotop 24Na mampu memancarkan sinar gamma yang dapat dideteksi secara langsung dengan menggunakan alat pencacah radioaktif Geiger Counter . d).Bidang Kesehatan Aplikasi pada bidang medis yaitu diagnosa dan terapi radiasi. Sinar X contohnya yang di gunakan untuk perawatan bagi pasien yang menderita kanker. Tentu saja hal ini adalah pengembangan dari teknologi nuklir selama ini oleh para ilmuwan. Selain itu juga dapat untuk pencarian jejak radioaktif pada tubuh manusia dengan menggunakan Teknesium yang diberikan oleh molekul organik, serta berbagai aplikasi lainnya.
Penggunaan radioisotop di bidang kesehatan untuk keperluan
Radiodiagnostik
Radioterapi dalam kedokteran nuklir
PET
Radiodiagnostik
Radiodiagnostik adalah kegiatan penunjang diagnostik menggunakan perangkat radiasi sinar pengion (sinar x), untuk melihat fungsi tubuh secara anatomi. Salah satu contoh radiodiagnostik adalah rontgen.
•
Prinsip dasar penggunaan pesawat radiologi sebagai sumber tertutup (tungsten) adalah energi yang besar (kV) untuk menghasilkan sinar x (sinar pengion) yang mengenai tubuh pasien.
Transmisi radiasi yang mengenai tubuh bergantung dari kepadatan organ yang dilalui, makin padat akan memberikan gambaran putih (opakue) hal ini juga dapat ditimbulkan dengan pemberian kontras bubur barium pada pemeriksaan traktus intestinal (saluran cerna), juga pada pemeriksaan traktus urinarius (saluran kemih). Sebaliknya akan memberikan warna hitam (lusence).
•
Mekanisme kerja Radiodiagnostik I-131 digunakan sebagai terapi pengobatan untuk kondisi tiroid yang over aktif (hipertiroid. I-131) ini adalah suatu isotop yang terbuat dari iodin yang selalu memancarkan sinar radiasi. Jika I-131 ini dimasukkan kedalam tubuh dalam dosis yang kecil, maka I-131 ini akan masuk ke dalam pembuluh darah traktus gastrointestinalis. I-131 akan melewati kelenjar tiroid yang kemudian akan menghancurkan sel-sel glandula tersebut. Hal ini akan memperlambat aktifitas dari kelenjar tiroid dan dalam beberapa kasus dapat merubah kondisi tiroid.
Radioterapi •
•
Radioterapi adalah tindakan medis menggunakan radiasi pengion untuk mematikan sel kanker sebanyak mungkin dengan kerusakan pada sel normal sekecil mungkin. Tindakan terapi ini menggunakan sumber radiasi tertutup pemancar radiasi gamma atau pesawat sinar-x dan berkas elektron. Radiasi akan merusak sel-sel kanker sehingga proses multiplikasi ataupun pembelahan sel-sel kanker akan terhambat. Sekitar 50 – 60% penderita kanker memerlukan radioterapi.
•
•
Tujuan radioterapi adalah untuk pengobatan secara radikal, yaitu untuk mengurangi dan menghilangkan rasa sakit atau tidak nyaman akibat kanker, selain itu juga untuk mengurangi risiko kekambuhan dari kanker. Dosis dari radiasi ditentukan dari ukuran, luas, tipe, dan stadium tumor. Sumber radiasi terbuka yang umum digunakan antara lain I-125, Ra226, yang dikemas dalam bentuk jarum, biji sebesar beras, atau kawat dan dapat diletakkan dalam rongga tubuh (intracavitary ) seperti kanker serviks, kanker paru, dan kanker esopagus, dalam organ/jaringan (interstisial ) seperti kanker prostat, kanker kepala dan leher, kanker payudara, atau dalam lumen (intraluminal ).
Kegunaan Radioterapi •
•
•
•
Mengobati : banyak kanker yang dapat disembuhkan dengan radioterapi, baik dengan atau tanpa dikombinasikan dengan pengobatan lain seperti pembedahan dan kemoterapi. Mengontrol : radioterapi berguna untuk mengontrol pertumbuhan sel kanker dengan membuat sel kanker menjadi lebih kecil dan berhenti menyebar. Mengurangi gejala : radioterapi dapat mengurangi gejala yang biasa timbul pada penderita kanker seperti rasa nyeri dan juga membuat hidup penderita lebih nyaman. Membantu pengobatan lainnya : terutama post operasi dan kemoterapi yang sering disebut sebagai “adjuvant therapy” atau terapi tambahan dengan tujuan agar terapi bedah dan kemoterapi yang diberikan lebih efektif
PET
•
PET merupakan salah satu hasil di garis depan pengembangan radioisotop untuk dunia kedokteran. PET adalah metode visualisasi fungsi tubuh menggunakan radioisotop pemancar positron. Oleh karena itu, citra (image) yang diperoleh adalah citra yang menggambarkan fungsi organ tubuh. Kelainan dan ketidaknormalan fungsi atau metabolisme di dalam tubuh dapat diketahui dengan metode pencitraan (imaging) ini. Hal ini berbeda dengan metode visualisasi tubuh yang lain, seperti MRI (magnetic resonance imaging) dan CT (computed tomography). MRI dan CT scans adalah visualisasi anatomi tubuh yang menggambarkan bentuk organ tubuh. Dengan kedua metode ini, yang terdeteksi adalah kelainan dan ketidaknormalan bentuk organ.
•
Perangkat PET secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian produksi fluor-18, bagian sintesa 18FDG, bagian kamera PET.
•
Penggunaan PET diawali dengan proses produksi radioisotop fluor-18. Radioisotop fluor-18 diproduksi dari isotop oksigen-18 menggunakan siklotron.
Pemanfaatan Unsur Radioisotop dalam Bidang Kedokteran
In Vivo
1.
2.
In Vitro
In Vivo Pemeriksaan Fungsi Kelenjar Gondok Digunakan Na-I-131 atau Pertechnetate-Tc-99m. Pemeriksaan ini sangat berguna untuk diagnosa penyakit gondok endemik. Hal ini disebabkan kerana kurangnya kandungan Iodium pada makanan atau minuman penderita. Jika kandungan iodium dalam makanan atau minuman sangat rendah, kebutuhan iodium dalam tubuh tidak terpenuhi. Akibatnya bila diberi Na-I-131 atau pertechnetate Tc-99m, sebagian besar akan diserap oleh kelenjar gondok. Hasil pemeriksaan selanjutnya dibandingkan dengan harga normal, dan akan nampak adanya daerah yang menunjukkan aktifitas tinggi.(hot nodule), aktivitas rendah (cold nodule) atau adanya kelainan anatomis disekitar kelenjar gondok.
Pemeriksaan Fungsi Ginjal Senyawa Hippuran I – 131 yang dimasukkan ke dalam tubuh melalui pembuluh balik lengan dengan cara di suntikan dan dideteksi pada daerah ginjal kiri dan kanan, dapat memberikan informasi mengenai fungsi ginjal. Hasil pemeriksaan ditampilkan dalam bentuk kurve dan penilaian terhadap fungsi ginjal di dasarkan pada kecepatan setiap fase dan bentuk kurve.
Pemeriksaan Fungsi Hati •
Radioisotop yang digunakan pada pemeriksaan adalah Tc-99m, Au-98, I-131, NaI-131 yang dimasukkan dalam tubuh dan dengan bantuan scanner dapat diperoleh hasil berupa gambaran yang dapat memberikan informasi antara lain : a. Ukuran hati b. Adanya kelainan disekitar jaringan hati. c. Respon jaringan hati terhadap hasil pengobatan penyakit hati d. Adanya kelainan bawaan hati.
Pemeriksaan In Vitro Cara in vitro dilakukan dengan mengambil sampel dari pasien (misal darah). Selanjutnya dianalisis dengan metode yang menggunakan radioisotop (dengan RIA = Radio Immuno Assay). Dasar teknik RIA adalah reaksi spesifik antigen-antibodi. Contoh: pemeriksaan hormon insulin dalam darah. Untuk itu digunakan antibodi terhadap insulin (AB) dan antigen insulin yang diberi tanda radioisotop (Ag)+, sehingga insulin dalam darah bertindak sebagai antigen yang tidak bertanda (Ag). Apabila Ag, Ag + dan Ab dicampur akan terjadi komposisi antara Ag dan Ag+ untuk berikatan dengan Ab. Akhirnya akan diperoleh ikatan sebagai berikut : Ab
Ag +
Ab
Ag
Ag bebas dan Ag+ bebas Jika Ab – Ag dan Ab – Ag+ dipisahkan dari campuran dan dicacah maka diperoleh informasi cacah Ag + yang membentuk ikatan Ab – Ag+ . Kebolehjadian didapatkannya Ag dibanding Ag+ didalam ikatan sesuai dengan perbandingan antara Ag total dan Ag+ total. Dalam kit RIA biasanya disediakan beberapa Ag standart yang telah diketahui standartnya, sehingga akan diperoleh informasi tentang kadar Ag yang dikehendaki
Manfaat Radioisotop dalam Bidang Kedokteran dan Kesehatan •
I-131 Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak.
•
Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung.
•
Tc-99 & Ti-201 Mendeteksi kerusakan jantung.
•
Na-24 Mendeteksi gangguan peredaran darah.
•
Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru.
•
P-32 Penyakit mata, tumor dan hati.
•
Fe-59 Mempelajari pembentukan sel darah merah.
•
Cr-51 Mendeteksi kerusakan limpa.
•
Se-75 Mendeteksi kerusakan Pankreas.
•
Tc-99 Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru.
•
Ga-67 Memeriksa kerusakan getah bening.
•
C-14 Mendeteksi diabetes dan anemia.
•
Co-60 Membunuh sel-sel kanker
APLIKASI KIMIA INTI DI BIDANG PERTANIAN
TEKNIK SERANGGA MANDUL MENGGUNAKAN RADIASI
Apa itu Teknik Serangga Mandul (TSM)? •
•
Teknik Serangga Mandul (TSM) adalah suatu teknik pengendalian hama yang relatif baru, potensial, dan kompatibel dengan teknik lain. Teknik ini meliputi iradiasi koloni serangga di laboratorium dengan sinar , n atau x untuk membunuh secara langsung (direct killing).
Sinar- Sinar-X
Sinar- •
•
•
•
•
•
Sinar- merupakan radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan, dan tidak bermassa. Sinar- dihasilkan oleh inti yang tereksitasi, biasanya mengikuti pemancaran sinar betha atau alfha. Sinar- memiliki daya tembus yang paling besar di antara sinar radiasi Sinar- memiliki daya pengion yang paling rendah di antara sinar radiasi Sinar- tidak bermuatan listrik sehingga tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik Contoh sinar- adalah Cobalt-60 (Co-60)
Mengapa Sinar- Digunakan dalam TSM? Sinar- merupakan radiasi yang memiliki energi tinggi. Dengan energi tinggi tersebut dapat merusak sel-sel makhluk hidup. Hal ini disebut mutasi gen. Kemandulan pada serangga merupakan salah satu contoh akibat dari mutasi gen.
Sinar-X •
•
•
Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-8 – 10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 – 1021 Hz. Sinar-X dapat menembus benda-benda lunak tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras. Contoh sinar-X yaitu Polonium-204 (Po-204) 204 84Po
+ -1e0 -> 83Bi204 + sinar-X
•
•
Teknik Serangga Mandul sangat cocok untuk konsep pengendalian pada daerah yang luas ( area-wide) Teknik Serangga Mandul kompatibel dengan semua teknik pengendalian yang lain termasuk pengendalian dengan insektisida yaitu pada saat populasi tinggi perlu diturunkan dengan penyemprotan insektisida dan berikutnya baru digunakan Teknik Serangga Mandul, karena TSM lebih efektif dan efisien untuk pengendalian populasi serangga hama yang relatif rendah.
Tujuan Pengadaan Teknik Serangga Mandul Salah satu teknik pengendalian hama yang sering digunakan ialah dengan insektisida, teknik ini kurang efektif karena timbul fenomena resistensi, terbunuhnya flora dan fauna bukan sasaran dan pencemaran lingkungan. Penemuan insektisida baru selalu diiringi dengan timbulnya masalah resistensi terhadap insektisida tertentu atau bahkan sering menyebabkan resistensi silang (cross resistancy ) sehingga mengurangi efektivitasnya.
Prinsip Dasar Teknik Serangga Mandul •
Membunuh serangga dengan serangga itu sendiri (autocidal technique)
Cara Kerja Teknik Serangga Mandul 1. Iradiasi koloni serangga di laboratorium dengan sinar , n atau x 2. Melepas serangga mandul dalam jumlah perbandingan (9 serangga mandul : 1 serangga normal di alam) secara kontinyu mulai pada generasi pertama sampai dengan pada generasi ke lima FERTIL
MANDUL
Sinar- Sinar-X
Faktor-Faktor yang Berpengaruh dalam Proses Kemandulan Serangga 1. Infekunditas •
Radiasi dapat mengurangi produksi telur yang disebabkan tidak terjadinya proses oogenesis sehingga tidak terbentuk oogenia atau telur.
2. Aspermia •
Aspermia dapat menyebabkan kemandulan karena radiasi merusak spematogenesis sehingga tidak terbentuk sperma.
3. Mutasi Letal Dominan •
Dalam hal ini inti sel telur atau inti sperma mengalami kerusakan sebagai akibat iradiasi sehingga terjadi mutasi gen. Mutasi lethal dominan tidak menghambat proses pembentukan gamet jantan maupun betina, dan zygot yang terjadi juga tidak dihambat namun embrio akan mengalami kematian.
Faktor-Faktor yang Berpengaruh dalam Proses Kemandulan Serangga 4. Ketidakmampuan Kawin •
Radiasi merusak sel-sel somatik saluran genetalia interna sehingga tidak terjadi pembuahan sel telur.
5. Inaktivasi Sperman •
Inaktivasi sperma dapat menyebabkan kemandulan karena sperma tidak mampu bergerak untuk membuahi sel telur.
APLIKASI KIMIA INTI DI BIDANG PERTANIAN
LABELING SERANGGA HAMA DENGAN PENAMPAHAN ZAT RADIOAKTIF
Apa itu Labeling pada Serangga Hama? •
•
Penandaan (labeling) serangga hama dengan zat radioaktif dapat digunakan untuk mempelajari pola penyebaran serangga hama dengan teknik perunut dalam rangka pencegahan dan pemberantasannya. Digunakan sejumlah radioisotop tertentu seperti 32P, 35S, 14Na, 60CO, dan 131I dapat dicampur dengan media makanan atau melalui kontak dengan tubuh (pengolesan), dan penyuntikan.
Mengapa Menggunakan Radioisotop Radioaktif? Penggunaan isotop radioaktif sebagai perunut mempunyai keunggulan dibandingkan cara konvensional, antara lain ialah sistem deteksi untuk sampel dengan jumlah yang besar lebih cepat, tidak mudah hilang terbawa oleh bulu sisik yang mudah lepas dari tubuh serangga, dan prosedur kerja lebih sederhana.
Tujuan Labeling Serangga Hama Teknik penandaan serangga hama dengan radioisotop disamping untuk mempelajari gerakan serangga hama di lapang sering digunakan untuk mempelajari kepadatan populasi, pola pemancaran, migrasi, hubungan parasit, dan predator.
Isotop 32P •
•
•
Labeling serangga hama lebih banyak menggunakan isotop karena mempunyai energy yang lebih besar
32P
Isotop 32P yang merupakan pemancar β- murni mempunyai beberapa kelebihan, antara lain tenaganya lebih besar (Emax = 1.71 MeV) sehingga akan memudahkan pencacahan. Isotop 32P mempunyai umur paro yang relatif pendek, yaitu 14,22 hari yang sangat menguntungkan dari segi proteksi lingkungan yang digunakan dalam skala lapangan
Isotop 32P Eliminasi 32P dari tubuh hama serangga tidak hanya disebabkan oleh peluruhan itu sendiri tetapi juga disebabkan oleh eliminasi secara fisiologis. Bagian-bagian pokok dari tubuh hama serangga dapat berkurang secara fisiologis seperti terlepasnya sisik, kutikula, dan lain lain sehingga ada sejumlah 32P yang turut hilang.
Sinar β •
•
•
•
Sinar β merupakan radiasi partikel bermuatan negatif yang mengandung berkas elektron yang berasal dari inti atom sehingga dapat membelok ke kutub positif dalam medan magnet Partikel sinar β bermuatan -1 C dan bermassa 5.5 x 0,00001 sma Daya tembus sinar β lebih kecil daripada sinar α (dapat menembus alumunium yang cukup tebal) Daya ionisasi sinar β lebih kecil daripada sinar α
