Radionuklida

Radionuklida (nuklida radioaktif, radioisotop atau isotop radioaktif) adalah suatu isotop memancarkan zat radioaktif atau memiliki energi nuklir yang berlebih, sehingga membuatnya tidak stabil. Radionuklida dapat memancarkan radiasi seperti partikel alfa, partikel beta, atau sinar gamma.

 Proses terbentuk 
Radionuklida dapat terbentuk secara alamiah ataupun sengaja dibuat oleh manusia dengan menggunakan reaktor nuklir, akselerator partikel, atau generator radionuklida.
 Alami 
Radionuklida di alami terbagi dalam tiga kategori, yaitu radionuklida primordial, radionuklida sekunder, dan radionuklida kosmogenik.

 Nuklida primordial atau isotop primordial adalah nuklida yang ditemukan di bumi yang telah ada saat sejak sebelum bumi ini terbentuk. Nuklida ini masih ada karena memiliki waktu paruh yang sangat lama, sehingga belum sepenuhnya membusuk. Radionuklida primordial diproduksi dalam nukleosintesis bintang dan ledakan supernova bersama dengan nuklida stabil. Ada 254 nuklida primordial stabil dan 32 nuklida primordial radioaktif, tetapi hanya ada 80 unsur stabil primordial (1 hingga 82, yaitu hidrogen melalui timbal, eksklusif 43 dan 61, teknesium dan prometium) dan tiga elemen primordial radioaktif (bismut, torium, dan uranium). Bismut memiliki waktu paruh yang sangat lama, sehingga sering digolongkan dengan 80 elemen stabil primordial.
 Radionuklida sekunder adalah isotop radiogenik yang berasal dari peluruhan radionuklida primordial. Radionuklida sekunder memiliki waktu paruh yang lebih pendek dibanding dengan radionuklida primordial. Radionuklida ini muncul dalam rantai peluruhan isotop primordial thorium-232, uranium-238, dan uranium-235. Contohnya yaitu termasuk isotop alami polonium dan radium.
 Nuklida kosmogenik atau Isotop kosmogenik adalah isotop yang dihasilkan oleh interaksi sinar kosmik dengan inti atom. Nuklida kosmogenik diproduksi di meteorit dan bahan luar angkasa lainnya yang berada di atmosfer bumi. Contohnya karbon-14 yang dihasilkan oleh reaksi 14N (n,p) 14C dan terbentuk di atmosfer akibat dari sinar kosmik.
jmpl|Core of CROCUS , reaktor nuklir kecil yang digunakan untuk penelitian di EPFL di Swiss

 Sintesis atau buatan 
Selain terbentuk secara alami, radionuklida juga dapat terbentuk secara sintetis atau buatan dengan menggunakan reaktor nuklir, akselerator partikel, atau generator radionuklida. Contohnya yaitu technetium-95 dan promethium-146. Banyak di antaranya ditemukan di perakitan bahan bakar bekas (nuklir).

Dalam proses pembentukan radionuklida, reaktor nuklir adalah yang paling cocok digunakan untuk memproduksi radioisotop kaya neutron, contohnya molibdenum-99. Sedangkan siklotron paling cocok digunakan untuk memproduksi radioisotop kaya proton, contohnya fluor-18.

 Penerapan radionuklida 
Beberapa penerapan radionuklida dalam berbagai bidang, diantaranya yaitu :
jmpl|Radioterapi sinar eksternal

 Bidang pengobatan 

Penggunaan kobalt-60 pada mesin teleterapi (radioterapi sinar eksternal), menghasilkan pancaran sinar gamma yang diarahkan ke tubuh pasien untuk menghilangkan sel-sel kanker atau tumor.
Radioaktif yodium-131 atau I-131 yang digunakan dalam kanker tiroid dan hipertiroidisme akibat hormon tiroksin yang terlalu banyak.
Teknesium-99m (Tc-99m) adalah isotop yang biasa digunakan dalam sejumlah pemindaian pencitraan diagnostik medis. Salah satu alasannya yaitu karena memiliki waktu paruh yang sangat cocok atau ideal bagi penyelidikan penyakit dalam tubuh manusia. Apabila waktu paruh terlalu kecil, maka radioisotop terlalu sulit untuk dideteksi (setelah disuntikkan, tidak lama kemudian akan hilang kereaktifannya). Sedangkan apabila radioisotop yang disuntikkan memiliki waktu paruh yang besar, maka akan berbahaya bagi tubuh. Teknesium-99m dapat untuk mendeteksi berbagai kondisi termasuk cedera, infeksi, tumor, penyakit jantung, kelainan tiroid, kondisi ginjal, mendeteksi stroke, dan penyakit demensi. Sifat radioaktif teknesium-99m juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi kelenjar getah bening utama yang mengeringkan kanker, seperti kanker payudara atau melanoma.

 Bidang Industri 
Bidang industri menggunakan radionuklida dalam berbagai cara untuk meningkatkan produktivitas dan dalam beberapa kasus, digunakan untuk mendapatkan informasi yang tidak dapat diperoleh dengan cara lain. Salah satu contoh penerapannya yaitu industrial tracers. Radioisotop digunakan oleh produsen sebagai pelacak untuk memantau aliran fluida dan filtrasi, mengukur keausan mesin atau korosi peralatan, dan juga untuk mendeteksi pipa air yang tersumbat atau mengalami kebocoran pada pipa minyak. Pelacak radioaktif (radiotracers) juga digunakan dalam industri minyak dan gas untuk membantu menentukan luasnya ladang minyak.

 Bidang pangan dan pertanian 
Penerapan radionuklida dalam iridiasi makanan, yang dilakukan dengan cara penyinaran terhadap pangan baik dengan menggunakan zat radioaktif maupun akselerator, sehingga bakteri dapat terbunuh akibat terpapar oleh sinar gamma. Proses ini dapat untuk mencegah terjadinya pembusukan dan kerusakan pangan serta meningkatkan umur simpan dari produk makanan.

Diketahui bahwa sekitar 25% hingga 30% dari makanan yang dipanen mengalami pembusukan sebelum dapat dikonsumsi. Masalah tersebut terutama terjadi di negara-negara yang panas dan lembap. Sebagian besar negara-negara di dunia, melakukan peningkatan penggunaan teknologi iradiasi untuk mengawetkan makanan. Lebih dari 60 negara di seluruh dunia telah memperkenalkan peraturan yang memungkinkan penggunaan iradiasi untuk produk makanan, termasuk rempah-rempah, biji-bijian, buah, sayuran, dan juga daging. Langkah ini dapat menjadi alternatif pengawetan makanan dengan cara fumigan kimiawi—yang berpotensi berbahaya ketika digunakan untuk membasmi serangga dari biji-bijian kering, kacang-kacangan, buah, dan rempah-rempah.

 Pesawat luar angkasa 
jmpl|Pemeriksaan RTG pesawat ruang angkasa Cassini sebelum diluncurkan
Radionuklida digunakan untuk menyediakan tenaga atau sumber daya pesawat ruang angkasa, terutama melalui generator termoelektrik radioisotop (RTG) dan unit pemanas radioisotop (RHU). Radioisotopic Thermoelectric Generators (RTG) menggunakan panas yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif untuk menghasilkan tenaga listrik dan sering menggunakan isotop plutonium sebagai sumber panas. RTG telah menjadi sumber daya utama oleh antariksa Amerika Serikat sejak tahun 1961.

Satu-satunya radioisotop yang cocok memenuhi kriteria dasar untuk digunakan dalam misi luar angkasa adalah plutonium-238. Plutonium-238 memiliki waktu paruh 88 tahun dan kepadatan daya tinggi, serta telah terbukti menjadi sumber panas yang sangat andal dan aman di lebih dari dua lusin misi luar angkasa Amerika Serikat selama 50 tahun terakhir.

 Bidang lain 
 Dalam ilmu ekologi, radionuklida digunakan untuk melacak dan menganalisis polutan dan mempelajari pergerakan air permukaan. Selain itu juga dapat digunakan untuk mengukur limpasan air dari hujan maupun salju, serta dapat digunakan untuk mengukur laju aliran sungai.
Ahli geologi biasanya menggunakan metode penanggalan radiometrik, berdasarkan peluruhan radioaktif alami dari unsur-unsur tertentu seperti kalium dan karbon, yang digunakan untuk memperkirakan atau mengetahui tanggal terjadinya suatu peristiwa di masa lampau. Ahli geologi juga menggunakan metode lain seperti resonansi paramagnetik elektron dan thermoluminescence untuk menentukan usia batuan maupun fosil.

 Contoh 
Tabel berikut mencantumkan properti radionuklida terpilih yang mengilustrasikan berbagai propertinya
IsotopZNWaktu paruhDMDE ElektronvoltCara pembentukanTritium (3H)1212,3β19KosmogenikBerilium-10461,387,000 tahunβ556KosmogenikKarbon-14685,700 tahunβ156KosmogenikFluor-1899110 menitβ, EC633/1655KosmogenikAluminium-261313717,000 tahunβ, EC4004KosmogenikKlorin-361719301,000 tahunβ, EC709KosmogenikKalium-4019211.24 tahunβ, EC1330 /1505PrimordialKalsium-41202199,400 tahunECKosmogenikKobalt-6027335,3 tahunβ2824SintesisStrontium-90385228,8 tahunβ546Produk fisi nuklirTechnetium-994356210,000 tahunβ294Produk fisi nuklirTeknesium-99m43566 jamγ,IC141SintesisYodium-129537615,700,000 tahunβ194KosmogenikYodium-13153788 hariβ971Produk fisi nuklirXenon-13554819,1 jamβ1160Produk fisi nuklirCesium-137558230,2 tahunβ1176Produk fisi nuklirGadolinium-1536489240 hariECSintesisBismuth-209831262.01 tahunα3137PrimordialPolonium-21084126138 hariα5307Produk peluruhanRadon-222861363,8 hariα5590Produk peluruhanThorium-232901421.4  tahunα4083PrimordialUranium-235921437 tahunα4679PrimordialUranium-238921464.5 tahunα4267PrimordialPlutonium-2389414487,7 tahunα5593SintesisPlutonium-2399414524,110 tahunα5245SintesisAmerisium-24195146432 tahunα5486SintesisKalifornium-252981542,64 tahunα/SF6217Sintesis
Ketarangan

 Z  =  nomor atom
 N  =  jumlah neutron
 DM = mode peluruhan
 DE = energi peluruhan
 EC =  penangkapan elektron
 Pendeteksi asap rumah tangga 
Radionuklida sering digunakan di dalam detektor asap rumah. Radionuklida yang digunakan adalah amerisum-241.

 Dampak atau pengaruh 
Radionuklida yang masuk ke lingkungan memiliki risiko berbahaya sebagai kontaminasi radioaktif. Radionuklida tersebut juga dapat menyebabkan kerusakan apabila digunakan secara berlebihan, sehingga makhluk hidup yang terpapar dapat keracunan radiasi.

Potensi kerusakan kesehatan akibat paparan radionuklida bergantung pada sejumlah faktor, dan dapat merusak fungsi jaringan atau organ. Contohnya pada manusia, paparan radiasi dapat mengakibatkan kulit menjadi kemerahan dan rambut rontok, bahkan dapat menimbulkan luka bakar radiasi dan sindrom radiasi akut. Selain itu, paparan radiasi dalam jangka panjang dapat menyebabkan sel rusak dan bahkan menyebabkan kanker. Tanda-tanda sel kanker mungkin baru muncul bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun setelah terpapar. Risiko paparan radiasi tersebut berisiko lebih tinggi untuk anak-anak dan remaja, karena mereka secara signifikan lebih sensitif terhadap paparan radiasi dibandingkan orang dewasa.

Contoh lain yaitu pancaran radiasi memiliki efek positif pada pertumbuhan tanaman pada tingkat radiasi yang lebih rendah, tapi dapat menimbulkan efek berbahaya pada tingkat tinggi. Tanaman membutuhkan beberapa jenis radiasi non-pengion seperti sinar matahari dalam proses fotosintesis. Meskipun radiasi matahari tersebut sangat penting untuk kelangsungan hidup tumbuhan, tetapi beberapa bentuk radiasi non-pengion dan pengion lainnya dapat merusak tumbuhan. Radiasi juga dapat mengganggu resistensi stomata. Stomata merupakan lubang udara kecil di dalam daun tanaman yang juga berperan dalam mengontrol air. Apabila terjadi banyak penguapan karena radiasi intens. Kemudian apabila stomata tidak dapat terbuka dalam jangka waktu yang lama, maka pertumbuhan tanaman akan terhambat.

 Perusahaan radionuklida 
Perusahaan radionuklida adalah perusahaan yang bergerak dalam produksi, pengolahan, dan pemanfaatan radionuklida, baik untuk keperluan medis (kedokteran nuklir) maupun industri (misalnya, pengujian nondestruktif, industri pengolahan nikel). Contoh perusahaan internasional termasuk Eckert & Ziegler Medical dan NorthStar Medical Radioisotopes, sementara di Indonesia terdapat perusahaan yang menggunakan radionuklida dalam proses industrinya seperti PT Huayue Nickel Cobalt dan perusahaan penyedia layanan seperti Cahaya Nuklida Persada dan PT RadPro Energi Mandiri. 

Contoh perusahaan radionuklida internasional Eckert & Ziegler Medical: Mengkhususkan diri dalam produksi radionuklida untuk aplikasi medis dan non-medis, termasuk produksi generator 99mTc dan sumber radioaktif tertutup untuk NDT.NorthStar Medical Radioisotopes, LLC: Perusahaan radiofarmasi yang fokus pada pengembangan dan produksi radioisotop untuk deteksi dan pengobatan kanker, termasuk Tembaga-67 untuk uji klinis. 

Contoh perusahaan di Indonesia PT Huayue Nickel Cobalt (PT HYNC): Menggunakan sumber radioaktif untuk level gauging dan density gauging dalam proses pengolahan nikelnya.PT. RadPro Energi Mandiri: Perusahaan yang bergerak di bidang energi, salah satunya terkait radionuklida.Cahaya Nuklida Persada: Menyediakan layanan terkait radionuklida, termasuk pengurusan izin, kalibrasi alat radiasi, dan penjualan perangkat seperti dosimeter dan shielding Pb. 

Beberapa perusahaan yang memproduksi radionuklida dan radiofarmaka di Indonesia adalah PT Bio Farma (Persero), PT Global Onkolab Farma (anak perusahaan Kalbe Farma), dan PT INUKI (Persero). PT Bio Farma memproduksi radiofarmaka pertama buatan dalam negeri di fasilitas cyclotronnya, sementara PT Global Onkolab Farma fokus pada produksi obat kanker dan radioisotop. PT INUKI juga terlibat dalam produksi dan distribusi radiofarmaka. 

PT Bio Farma (Persero), memproduksi radiofarmaka pertama buatan Indonesia, yaitu FloDeg (Fludeoxyglucose-18F) di fasilitas Cyclotron di Cikarang. Fasilitas ini telah memenuhi standar CPOB dari BPOM dan protokol keselamatan radiasi dari BAPETEN. PT Global Onkolab Farma. Anak perusahaan dari PT Kalbe Farma Tbk. Berkantor pusat di Jakarta dan berfokus pada pengembangan dan produksi obat kanker serta radioisotop. Memiliki fasilitas produksi radioisotop dan radiofarmaka yang telah diverifikasi oleh BAPETEN. PT INUKI (Persero), merupakan perusahaan perseroan yang juga terlibat dalam produksi radionuklida dan radiofarmaka. Mendukung kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang kedokteran nuklir di Indonesia. PT Huayue Nickel Cobalt (PT HYNC): Menggunakan sumber radioaktif untuk level gauging dan density gauging dalam proses pengolahan nikelnya. PT. RadPro Energi Mandiri. Perusahaan yang bergerak di bidang energi, salah satunya terkait radionuklida.
Cahaya Nuklida Persada: Menyediakan layanan terkait radionuklida, termasuk pengurusan izin, kalibrasi alat radiasi, dan penjualan perangkat seperti dosimeter dan shielding Pb. 

Eckert & Ziegler Medical (EZAG). Spesialis dalam produksi dan penanganan radionuklida untuk penggunaan medis dan non-medis. Menyediakan fasilitas untuk berbagai tahapan produksi, termasuk produksi komersial. ITM Radiopharma, memiliki fasilitas produksi Lutetium-177 terbesar di dunia untuk terapi radionuklida kanker.
NorthStar Medical Radioisotopes, LLC. Perusahaan yang berfokus pada produksi radionuklida untuk diagnostik medis. 

Produsen radionuklida utama
 ITM Isotope Technologies Munich SE: Memiliki fasilitas produksi lutetium-177 terbesar di dunia, sebuah isotop penting untuk terapi kanker tertarget.
 Cardinal Health: Pemasok utama radiofarmasi, menyediakan isotop seperti Actinium-225 dan Gallium-68 untuk keperluan terapeutik dan diagnostik.
 TerThera: Perusahaan yang berbasis di Belanda yang berfokus pada produksi radionuklida inovatif Terbium-161 untuk aplikasi kedokteran nuklir.
 Eckert & Ziegler: Spesialis dalam penanganan dan produksi radionuklida yang disesuaikan, menyediakan solusi untuk kedokteran nuklir dan industri lainnya.
 Ionetix: Memproduksi radionuklida pemancar alfa dan telah membangun fasilitas baru untuk produksi isotop.
 IBA - Radio Pharma Solutions: Perusahaan yang aktif di pasar solusi radiofarmasi, termasuk produksi radionuklida. IRE ELiT: Kemitraan antara Pusat Penelitian Nuklir Belgia (SCK CEN) dan Institut Nasional untuk Elemen Radio (IRE), yang berfokus pada produksi lutetium-177 skala besar.
 SHINE Technologies: Perusahaan yang terlibat dalam teknologi fusi nuklir, yang relevan dengan produksi radionuklida.

Beberapa produsen radioisotop terkemuka antara lain NTP Radioisotopes, NRG PALLAS, dan NorthStar Medical Radioisotopes, yang memproduksi isotop untuk diagnostik dan terapi medis. Perusahaan lain seperti Nusano sedang mengembangkan teknologi baru untuk aplikasi medis dan industri, seperti untuk mengisi daya baterai. Beberapa produsen nasional atau regional juga ada, seperti Pusat Produksi Radioisotop di Armenia.

Produsen dengan aplikasi yang lebih luas
 Nusano: Mengembangkan teknologi produksi radioisotop baru yang lebih efisien untuk keperluan medis dan non-medis, seperti baterai tahan lama untuk Internet of Things dan eksplorasi ruang angkasa.
 Laurentis Energy Partners: Memproduksi isotop medis dan non-medis, termasuk molibdenum-99, itrium-90, dan helium-3.
 Eckert & Ziegler Medical: Spesialisasi dalam penanganan dan produksi radionuklida yang disesuaikan untuk aplikasi medis dan non-medis.
 Nuklir Standar: Berfokus pada produksi bahan bakar nuklir TRISO dan sistem tenaga radioisotop skala besar untuk reaktor nuklir canggih.

 Lihat pula 

 Penanggalan radiometrik

 Referensi 

Kategori:Radioaktivitas