Diposting Selasa, 22 Maret 2011 jam 8:06 pm oleh Evy Siscawati

Dampak Radiasi Nuklir pada Kesehatan

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 22 Maret 2011 -


Bagi anda yang pernah di rontgen, radiasi yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam tubuh anda adalah sinar yang sama dengan radiasi yang dikhawatirkan masyarakat Jepang dari PLTN. Ia adalah sinar X. Radiasi dari bahan radioaktif yang berhubungan dengan sinar X tidak disadari sebelumnya. Tahun 1906, Henri Becquerel, fisikawan Perancis yang menemukan radioaktivitas secara tidak sengaja membakar dirinya sendiri karena membawa bahan radioaktif  di dalam sakunya. Menyadari hal ini, Pierre Curie, salah seorang penemu radium, juga memiliki luka bakar yang sama. Sejak sekitar 1925, sejumlah wanita yang bekerja sebagai tukang cat berpendar yang mengadung radium untuk mengecat jam dan bandul mengalami anemia dan lesi di tulang rahang dan mulut. Beberapa diantaranya juga menderita kanker tulang.

Dosis Radiasi yang Aman

Dalam dosis rendah, radioaktif jauh lebih berguna daripada merugikan. Ia dapat mengobati kanker karena sel-sel kanker lebih rentan terhadap radiasi dibandingkan sel-sel normal. Ia juga dapat mengetahui isi tubuh manusia karena radiasi sinar X menembus tubuh dan menghasilkan citra rontgen. Dokter tidak perlu membedah pasien untuk tahu bagian dalam tubuhnya.

Sekarang, untuk mencegah seseorang mengalami gangguan kesehatan, diperlukan sebuah ukuran yang menentukan dosis aman radiasi sinar X dari bahan radioaktif. Satuan ukur radioaktivitas yang menyatakan laju disintegrasi radioaktif adalah milibecquerel (mBq). 1 mBq setara dengan kuantitas unsur radioaktif dimana ada satu disintegrasi setiap seribu detik.

Jumlah rata-rata iradiasi untuk keperluan medis dan kedokteran gigi hampir sama dengan radiasi normal yang diperoleh manusia setiap saat karena radiasi alami (credit Keith Brofsky)

Satuan ukur untuk dosis radiasi yang terserap jaringan mahluk hidup digunakan satuan gray (Gy). Satuan ukur yang digunakan untuk dosis biologis adalah sievert (Sv) dan rem. 1 Sv = 100 rem. Dosis Sv setara dengan dosisi Gy dikali dengan tetapan RBE (Relative Biological Effectiveness).

Untuk menyatakan dosis kolektif pada sebuah populasi, satuan yang digunakan sekarang adalah person-Sv dan person-rem. Satuan ini mewakili hasil kali dari dosis rata-rata per orang dikali jumlah orang yang terpapar (misanya, 1 sv untuk tiap orang dalam 100 orang terpapar = 100 person-Sv = 10 ribu person-rem). Dalam kondisi yang normal, setiap orang di AS menerima dosis rata-rata 1.97 mSv (mili sievert) per tahun. Di lokasi-lokasi khusus di Bumi, dimana di dalamnya batuannya mengandung bahan radioaktif, dosisnya beragam tergantung jenis isotopnya. Tabel 1 menunjukkan dosis rata-rata radioaktivitas alami yang terendapkan secara internal. Tabel 2 menunjukkan dosis radiasi yang diterima jaringan saat diagnosis sinar X di rumah sakit.

Tabel 1 : Dosis Rata-rata karena Radioaktivitas Alamiah

IsotopRadioaktivitas (dalam mBq)RadiasiDosis (dalam mSv per tahun)Organ kritis
Carbon-142,2 x 10^-7 per kgSinar beta0,016Gonad (kelenjar kelamin)
Potasium-403.9 x 10^-7  per kgSinar beta0,165Gonad
Potasium-405,6 x 10^-8 per kgSinar gamma0,023Gonad
Radium dan turunannya3,7 x 10^-9 dalam tubuhSinar alpha, beta dan gamma7,6Tulang
Radon dan turunannya1,2 x 10^-2 dalam udara yang dihirupSinar alpha, beta dan gamma20Paru

Tabel 2 : Dosis Paparan Radiasi Sinar X pada Jaringan saat Rontgen

PemeriksaanDosisi per paparan (dalam mGy)
Fotografi sinar-X
Dada0.4-10
Perut10
Ekstremitas (tangan, kepala, kaki)2,5-10
Fluoroskopi100-200 per menit
Film sinar-X250 per pemeriksaan
Scan CAT50-100 per pemeriksaan

Dosis radiasi yang diterima pasien kanker ribuan kali lebih besar. Dosis totalnya bisa 50 Sv atau lebih untuk tumor yang diperiksa harian selama empat hingga enam minggu. Untuk melindungi jaringan normal pasien dari cedera akibat dosis sebesar itu, juga untuk melindungi dokter dan perawat dari radiasi berlebih, sejumlah peraturan diberlakukan untuk membatasi paparan ke tumor tersebut sebisa mungkin. Pengamanan yang sama digunakan pula pada pekerja yang bekerja dengan bahan radioaktif atau radiasi. Begitu juga, keamanan yang ketat dibutuhkan untuk pembuangan limbah nuklir dari reaktor nuklir, sebagian akibat radiasi dari peluruhan lambat produk peluruhan tertentu. Plutonium-239 misalnya, masih mengandung setengah radioaktifnya setelah 25 ribu tahun, jadi limbah reaktor yang mengandung radionuklida berumur panjang tersebut harus di isolasi selama berabad-abad. Tabel berikut menunjukkan nilai konsentrasi maksimum yang diizinkan untuk radionuklida tertentu.

Tabel 3: Nilai Konsentrasi Maksimum yang Diperbolehkan pada Radionuklida

IsotopBentuk kimiaOrgan kritismBq di tubuh
Tritium (hidrogen-3)Air7,4 x 10^-3
Carbon-14Karbon dioksida1,5 x 10^-5
Strontium-90Garam yang dapat larut di air1,5 x 10^-6
Tulang1,5 x 10^-7
Iodine-131Garam yang dapat larut di air1,8 x 10^-6
Tiroid2,6 x 10^-8
Cesium-137Garam yang dapat larut di air1,1 x 10^-6
Radon-222Gas
Radium-226Garam yang dapat larut di air7,4 x 10^-8
Tulang3,7 x 10^-8
UraniumGaram yang dapat larut di air7,4 x 10^-8
Ginjal1,8 x 10^-10
Plutonium-239Garam yang dapat larut di air1,5 x 10^-8
Tulang1,5 x 10^-9

Secara alami, radioisotop diproduksi oleh radiasi kosmik dari luar angkasa dan membombardir kita setiap saat. Kita tidak perlu melindungi diri dari guguran radioaktif seperti ini karena dosisnya sangat kecil. Walau begitu, PLTN dan industri yang menggunakan nuklir harus menghindari diri darinya, karena nuklir yang dikandungnya dapat terpicu oleh reaksi dari guguran. Dalam kondisi yang buruk, radiasi kosmik dapat memasuki udara dalam gas di PLTN atau dilepaskan lewat kecelakaan industri atau ledakan nuklir. Guguran radiasi nuklir yang dipadu radiasi kosmik inilah yang dapat merusak kesehatan. Pasca 1954, sejumlah uji bom nuklir yang dilakukan beberapa negara menghasilkan guguran yang terukur di seluruh permukaan Bumi dan memicu kontroversi dan perhatian luas mengenai dampak kesehatan yang bisa terjadi. Tentu saja, detonasi senjata nuklir merupakan yang paling berbahaya karena radiasi yang ada dipadu lagi dengan gelombang ledakan dan panas tinggi. Dosis radiasinya begitu besar sehingga orang yang hidup di bunker bawah tanah sekalipun hampir tidak dapat selamat walau tinggal berminggu-minggu di sana. Guguran yang dihasilkan ledakan bom nuklir bukan hanya berasal dari produk fisi atom, tapi juga dari semua bahan yang terpaparkan ledakan nuklir.

Cedera akibat Radiasi Nuklir

Semua jenis mahluk hidup dapat terbunuh oleh radiasi bila mendapatkan dosis yang cukup tinggi, namun dosis mematikan tergantung pada spesiesnya. Mamalia dapat terbunuh dengan dosis kurang dari 10 Gy, namun lalat buah dapat bertahan hingga 1000 Gy. Banyak bakteri dan virus dapat bertahan hidup pada dosis yang lebih tinggi lagi. Manusia tergolong mamalia dan termasuk golongan mahluk hidup yang paling sensitif radiasi. Tapi kembali, dosisi mematikan tergantung pada organ yang terkena, dosisnya dan kondisi pada saat terpaparkan.

Dampak utama ada pada sel. Setiap saat, sel manusia berada dalam salah satu dari dua kondisi: sedang membelah (seperti sel kanker) atau sedang tidak membelah. Sel yang sedang membelah adalah yang paling sensitif. Dosis 1-2 Sv cukup untuk membunuh rata-rata sel yang sedang membelah, sementara yang tidak sedang membelah biasanya dapat bertahan pada dosis  yang lebih besar lagi tanpa menunjukkan tanda cedera. Sel ini pada gilirannya juga akan membelah dan pada saat itu mereka dapat mati karena tumpukan radiasi yang diterima sebelumnya di gen atau kromosomnya.

Tetaplah tinggal di rumah, radiasi sudah menyebar

Cedera Gen

Radiasi meningkatkan laju mutasi dan kapasitas ini disebut dosis penggandaan laju mutasi, yaitu dosis yang menghasilkan laju mutasi tambahan dari mutasi normal yang terjadi spontan tiap generasi. Semakin sensitif sebuah gen pada radiasi, semakin rendah dosis penggandanya. Dosis pengganda untuk paparan intensitas tinggi pada berbagai organisme yang ditemukan mati dalam eksperimen berada dalam kisaran 0,3 hingga 1,5 Gy. Untuk tujuh gen khusus pada tikus, dosis pengganda radiasi gamma untuk spermatogonia sekitar 0,3 Gy untuk paparan intensitas tinggi dan sekitar 1 Gy untuk paparan rendah. Masih sedikit yang diketahui mengenai dosis pengganda pada gen manusia namun sebagian besar ahli genetika berasumsi kalau dosis penggandanya sama dengan tikus. Studi pada anak-anak yang bertahan dari bom atom sesuai dengan asumsi ini.

Dari hasil eksperimen dengan tikus dan hewan lab lainnya, dosis yang diperlukan untuk menggandakan laju mutasi manusia diperkirakan berkisar antara 0,2 – 2,5 Sv, yang menunjukkan kalau kurang dari 1 persen dari semua penyakit genetik dalam populasi manusia disebabkan oleh radiasi normal. Walaupun iradiasi alamiah tampaknya hanya sedikit menyumbang bagi penyakit genetik di populasi manusia, jutaan individu dapat terpengaruh dalam tiap generasi.

Cedera Kromosom

Pengaruh pada kromosom manusia terjadi pada pemutusan serabut kromosom. Kromosom berbentuk X sehingga lengan-lengannya dapat putus. Secara alamiah, lengan-lengan ini dapat menyatu kembali. Bila hanya satu kromosom yang putus, penyatuan kembali dapat dinilai aman. Tapi bila serentak beberapa kromosom yang putus, tangan-tangan kromosom dapat salah menyatu. Tangan dari kromosom A dapat justru menyambung dengan tangan dari kromosom B. Proses ini disebut translokasi. Bila sel yang kromosomnya rusak oleh proses ini adalah sel kelamin (zigot) maka keturunannya akan mengalami kehilangan banyak komponen klorofil normal dan zigot tidak mampu berkembang penuh. Individu yang terpengaruhi hal ini disebut semisteril (setengah mandul). Karena jumlah keturunan yang dapat dihasilkan lebih rendah dari normal, maka perubahan struktural kromosom ini cenderung mati dalam beberapa generasi. Peristiwa ini dapat disebabkan oleh dosis tinggi sinar X dan sinar gamma dari radiasi nuklir.

Citra satelit menunjukkan PLTN Fukushima Dai-ichi sebelum gempa (kiri) dan 14 Maret 2011 (kanan)

Cedera Organ

Karena radioaktif mempengaruhi sel dan sel menyusun jaringan dan pada gilirannya jaringan menyusun organ tubuh, maka tidak dapat dihindari kalau dosis tinggi dapat menyebabkan kerusakan pula pada level organ. Kulit merupakan organ terluar manusia dan karenanya paling langsung menerima cedera radiasi. Reaksi terawal kulit adalah pemerahan (eritema) di daerah yang terkena radiasi, yang muncul dalam beberapa jam setelah terkena dosis minimal 6 Gy. Reaksi ini berlangsung beberapa jam dan kemudian dalam dua atau empat minggu kemudian pemerahan menjadi lebih parah karena semakin dalam dan berkepanjangan. Dosis yang lebih besar dapat menyebabkan pemerahan yang lebih cepat bahkan luka bakar di kulit dan gugurnya rambut diikuti warna kulit yang tidak normal beberapa bulan atau tahun kemudian.

Mata juga termasuk organ luar yang mendapat radiasi langsung. Lensa mata dapat menjadi keruh dan dosis yang lebih tinggi dapat menyebabkan kebutaan. Efek ini baru terdeteksi beberapa bulan setelah paparan. Pada tahun 1940an, para fisikawan yang bekerja di siklotron menyadari kalau mereka mendapatkan katarak sebagai hasil radiasi neutron saat mereka bekerja. Dosis 5 Sv pada mata dalam satu paparan dapat menyebabkan katarak dan bila dosisnya kecil, 14 Sv yang menumpuk dapat menyebabkan katarak dalam beberapa bulan.

Organ lainnya juga dapat mengalami gangguannya masing-masing. Tanda dan gejala dari iradiasi intensif pada sumsum tulang atau saluran pencernaan menyebabkan penyakit radiasi atau sindrom radiasi akut. Gejala awalnya adalah hilang nafsu makan, nausea dan muntah dalam beberapa jam setelah iradiasi, kemudian seolah sembuh dalam beberapa hari lalu terjadi fase utama penyakit yang dapat menyebabkan kematian.

Saat mengembangkan lampu sinar x, thomas edison menyadari dampak negatifnya pada rambut dan kulit asistennya

Dalam jangkauan dosis 1,5 hingga 5,0 Gy, manusia masih mungkin untuk bertahan hidup dicirikan dengan gejala penyakit radiasi yang lebih ringan dan jangkanya lebih lama. Nausea, muntah dan demam dapat berlangsung pada hari pertama lalu lenyap. Anemia dan leukopenia terjadi secara bertahap. Setelah tiga minggu, pendarahan internal dapat terjadi pada hampir semua bagian tubuh, khususnya di selabut lendir. Kerentanan infeksi tetap tinggi dan sebagian rambut rontok. Demam dapat bertahan berminggu-minggu sebelum fase kritis yang memutuskan apakah anda akan sembuh ataukah mati.

Kanker yang terjadi umumnya pada payudara perempuan yang keparahannya tergantung dosis tapi tidak tergantung pada paparan (besar dan sebentar atau sedikit tetapi lama). Kerentanan menurun seiring usia wanita sehingga yang muda lebih mudah terkena. Kanker payudara yang terjadi pada semua usia dirata-ratakan memberi nilai tiga hingga enam kasus per 10 ribu wanita per siever per tahun.

Tumor tiroid adalah kanker yang paling mudah menyerang karena dosis penginduksinya cukup 0,06 – 2 Gy. Leukemia anak dapat terjadi dengan dosis yang lebih rendah lagi, yaitu 10-50 mGy dan resikonya menjadi 10-50 persen lebih tinggi pada janin dalam kandungan.

Jenis kanker lainnya yang dapat terjadi karena radiasi nuklir masih banyak namun para ilmuan belum menentukan dosis khusus dan kemungkinan kasus terjadi.

Manfaat beberapa tipe iradiasi seperti mamogram pendeteksi kanker jauh melebihi resikonya (Credit Rhoda Baer)

Jaringan janin semuanya terdiri dari sel-sel yang aktif membelah, sehingga sangat sensitif dengan radiasi. Tipe kerusakan tergantung pada tahapan perkembangan janin. Sebagai contoh, ketika paparan terjadi saat organ tertentu terbentuk, malformasi organ dapat terjadi. Paparan pada masa awal janin dapat membunuh janin sementara pada janin lebih tua, menyebabkan janin tumbuh secara tidak normal.

Percobaan pada tikus menunjukkan ketidaknormalan janin yang lahir kebanyakan terjadi pada sistem syaraf, seperti pengecilan otak (mikrocephali), pembesaran kepala karena cairan berlebih (hidrocephali) dan kegagalan mata untuk berkembang (anophthalmia). Dampak tersebut terjadi karena dosis 1-2 Gy yang terjadi pada tahap perkembangan janin yang sesuai. Ketidaknormalan fungsional yang terjadi sejak bayi dapat berupa refleks tak normal, kegelisahan dan hiperaktivitas, idiot dan kerentanan kejang akibat terpicu sesuatu dari luar tubuh. Ketidaknormalan lainnya mirip dengan ketidaknormalan yang disebabkan infeksi virus, narkotika, pestisida dan mutagen.

Secara normal, bayi yang lahir dengan gangguan syaraf adalah 1-2 persen di masyarakat, namun pada anak yang lahir dari wanita yang tinggal dan hamil di Hiroshima dan Nagasaki saat bom atom ternyata lebih tinggi. Insiden kepala kecil dan keterbelakangan mental pada anak meningkat 40 persen daripada normal per Gy yang terjadi antara 8 hingga 15 minggu periode menyusui.

Metode Penyembuhan Dampak Radiasi

Metode-metode yang dikembangkan untuk perlindungan biologi terhadap guguran ada banyak, mulai dari pengukuran yang dirancang untuk menjaga dosis radioisotop tidak masuk ke tubuh hingga perangkat biokimia untuk menghapus isotop tersebut secepatnya dari jaringan. Pada saat bencana nuklir, partikel radioaktif yang ada di udara dapat dicegah masuk ke paru-paru dengan tetap berada di dalam rumah atau dengan memakai topeng dengan penyaring udara yang sesuai. Penyerapan isotop yang dicerna lewat saluran makanan dapat dicegah dengan zat mukoprotein tertentu yang memiliki afinitas permukaan tinggi untuk menyerap strontium dan zat lain. Natrium alginat dari kelp rumput laut mengandung mukoprotein demikian. Mungkin juga dengan kimia khusus bisa menghilangkan semua strontium radioaktif dari susu sapi tanpa mempengaruhi komponen nutrisinya. Zat chelata tertentu seperti EDTA (Etilene Diamine Tetraacetic Acid – Asam tetra asetik diamina etilen) dapat bereaksi dengan strontium dan menyelubungi atom ini. Sebagai hasilnya, keberadaan EDTA dalam darah dapat mengurangi pengendapan strontium di tulang (menghilangkan isotop yang sudah tertumpuk secara dipercepat). Sayangnya, EDTA dan agen chelata lainnya tidak hanya menyerang strontium. Mereka juga menyerang kalsium, unsur penting bagi tubuh. Akibatnya, penggunaan EDTA sangat memerlukan pengawasan medis ahli dan terbatas dalam efektivitasnya. Asupan yodium radioaktif oleh kelenjar tiroid dapat dikurangi dengan pencernaan sejumlah besar yodium stabil yang relatif tidak beracun, kecuali bagi mereka yang sensitif. Beberapa zat kimia yang berguna melindungi dari radiasi nuklir dinyatakan dalam tabel berikut.

Tabel 4: Zat-zat kimia yang melindungi hewan lab dari radiasi nuklir

KelasZat spesifikDosis efektif (mg per kg jaringan)
Senyawa belerangGlutothione1000
Cysteine1000
Cysteamine150
AET (AminoEthylisoThiuronium)350
HormonEstradiolbenzoate12
ACTH25 selama 7 hari
Inhibitor enzimNatrium sianida5
Karbon monoksidaDengan penghirupan
MEA (MercaptoEthylAmine)235
PAPP (ParaAminoPropioPhenone)30
MetabolitAsam format90
VasokonstriktorSerotonin50
Obat sistem syarafAmphetamine1
Chlorpromazine20

Referensi utama

Encyclopedia Britannica. 2011. The Britannica Guide to Atom.

Referensi lanjut

Grosch, D.S., Hopwood, L.E. 1979. Biological Effects of Radiation.

National Council of Radiation Protection and Measurements. 1983. Biological Effects of Ultrasound: Mechanism and Clinical Implication.

National Council of Radiation Protection and Measurements. 1987. Ionizing Radiation Exposure of the Population of the United States.

Noz, M.E., Maguire, G.Q. jr, 1985. Radiation Protection in the Radiological and Health Science.

Smith, K.C. ed. 1984. Topics in Photomedicine.

Solomon, F., Marston, R.Q. ed. 1986. The Medical Implication of Nuclear War.

United Nation Committee on the Effects of Atomic Radiation. 1982. Ionizing Radiation: Sources and Biological Effects.

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.