Manfaat Dan Bahaya Cesium Dalam Kehidupan Manusia [PDF]

Citation preview

Manfaat Dan Bahaya Cesium Dalam Kehidupan Manusia Latar Belakang Cesium merupakan salah satu unsur logam alkali yang reaktif, berwarna putih dan lunak. Cesium banyak terdapat di alam pada lapisan-lapisan batuan, dan dalam bentuk mineral seperti pollux (pollucit), lepidotite, carnallite, dan feldspar. Dalam laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau aluminium. Definisi Cesium Cesium adalah unsur kimia dengan simbol Cs dan nomor atom 55. Cesium adalah perakemas logam alkali dengan titik leleh 28 ° C (82 ° F), yang menjadikannya salah satu dari lima unsur logam yang cair di (atau dekat) suhu kamar . Cesium adalah logam alkali yang memiliki sifat fisika dan kimia mirip dengan rubidium dan kalium. Logam ini sangat reaktif dan piroforik, bereaksi dengan air bahkan pada suhu -116 ° C (-177 ° F). Cesium adalah unsur elektronegatif yang memiliki isotop stabil. Cesium ditambang sebagian besar dari pollucite, sedangkan radioisotop, terutama cesium-137, produk fisi yang diekstrak dari limbah yang dihasilkan oleh reaktor nuklir. Isotop Cesium Isotop dari cesium : cesium memiliki total 39 isotop diketahui bahwa kisaran jumlah massa unsur tersebut 112-151. Unsur 135Cs radioaktif memiliki waktu sangat panjang sekitar 2,3 juta tahun. 135Cs isotop adalah salah satu unsur berumur panjang produk fisi uranium yang membentuk di reaktor nuklir. Namun, hasil produk fisi berkurang dalam reaktor karena pendahulunya, 135Xe, adalah racun yang sangat kuat dan neutron transmute untuk 136Xe stabil. Unsur 137Cs adalah emitor kuat dari radiasi gamma yang bertanggung jawab untuk radioaktivitas bahan bakar nuklir bekas setelah beberapa tahun pendinginan sampai beberapa ratus tahun setelahnya. Sebagai contoh 137Cs bersama dengan 90Sr saat ini menghasilkan sumber terbesar radioaktivitas yang dihasilkan di daerah sekitar bencana Chernobyl. Hampir semua cesium dihasilkan dari reaksi fisi nuklir berasal dari peluruhan beta neutron. Umumnya lebih kaya produk fisi, melewati berbagai isotop yodium dan xenon. Karena yodium dan xenon yang stabil dan dapat menyebar melalui bahan bakar nuklir atau udara, radioaktif cesium. sering dibuat jauh dari lokasi asli dari fisi. Dengan dimulainya pengujian senjata nuklir sekitar 1945, 137Cs dirilis ke atmosfer dan kemudian kembali ke permukaan bumi sebagai komponen radioaktif fallout. Cesium adalah elemen yang relatif jarang terjadi seperti yang diperkirakan sekitar 3 bagian per juta dalam kerak bumi. Karena jari-jari ionik yang besar, cesium adalah salah satu unsur



yang tidak kompatibel. Selama kristalisasi magma, cesium terkonsentrasi dalam fase cair lalu mengkristal . Karakteristik Cesium 



Sifat Fisika



Cesium memiliki titik leleh 28,4 ° C (83.1 ° F), menjadikannya salah satu dari beberapa unsur logam yang cair di suhu kamar. Selain itu logam ini memiliki titik didih , 641 ° C (1186 ° F). Cesium adalah bentuk paduan emas dengan logam alkali lainnya, dan amalgam dengan merkuri. Pada suhu di bawah 650 ° C (1202 ° F), berpadu dengan kobalt, besi, molibdenum, nikel, tantalum platinum, atau tungsten. Cesium membentuk senyawa intermetalik baik didefinisikan dengan antimon, galium, indium dan thorium, yang fotosensitif . Cesium bercampur dengan logam alkali lain (kecuali dengan litium), dan paduan dengan distribusi molar cesium 41%, 47% kalium, dan natrium 12% memiliki titik leleh terendah dari setiap paduan logam yaitu pada -78 ° C (-108 ° F). 



Sifat Kimia



Logam Cesium sangat reaktif dan sangat piroforik. Bereaksi eksplosif dengan air bahkan pada temperatur rendah. Reaksi dengan air padat terjadi pada temperatur -116 ° C (-177 ° F). Karena reaktivitas tinggi, logam cesium diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya. Cesium disimpan dan dikirim dalam hidrokarbon jenuh kering seperti minyak mineral. Demikian pula harus ditangani di bawah atmosfer inert seperti argon. Hal ini dapat disimpan dalam vakumdisegel ampul kaca borosilikat. Dalam jumlah lebih dari sekitar 100 gram (3,5 oz), cesium dikirim dalam wadah tertutup rapat berbahan stainless steel. Sifat kimia dari cesium serupa dengan logam alkali lainnya, tetapi lebih dekat mirip dengan rubidium. Beberapa perbedaan kecil muncul dari fakta bahwa cesium memiliki massa atom yang lebih tinggi dan lebih elektropositif dari yang lain (non-radioaktif). Cesium adalah unsur kimia yang paling elektropositif stabil. Ion cesium juga lebih besar dan kurang “keras” daripada logam alkali ringan . Keberadaan Cesium di Alam Cesium merupakan salah satu unsur logam alkali yang reaktif, berwarna putih dan lunak. Cesium banyak terdapat di alam pada lapisan-lapisan batuan, dan dalam bentuk mineral seperti pollux (pollucit), lepidotite, carnallite, dan feldspar. Dalam laboratorium cesium dapat dibuat melalui proses elektrolisis ekstrak mineral dalam bentuk sianida (cianyde) atau melalui pemanasan hidroksida atau karbonat magnesium atau aluminium. Manfaat Cesium 



Minyak Eksplorasi



Arus terbesar akhir penggunaan caesium adalah di cesium formate berbasis cairan pengeboran untuk industri minyak ekstraktif. Larutan berair dari cesium format (HCOO-Cs +)-



dibuat dengan mereaksikan cesium hidroksida dengan asam format-dikembangkan dalam pertengahan 1990-an untuk digunakan sebagai pengeboran sumur minyak dan cairan penyelesaian. Fungsi format cesium sebagai fluida pengeboran untuk melumasi mata bor, untuk membawa potongan batuan ke permukaan, dan untuk menjaga tekanan pada pembentukan selama pengeboran sumur. Sebagai cairan penyelesaian, yang membantu emplasemen hardware kontrol setelah pengeboran tetapi sebelum produksi, fungsi format cesium adalah untuk mempertahankan tekanan. 



Jam Atom



Cesium berbasis jam atom mengamati transisi elektromagnetik dalam struktur hyperfine dari caesium-133 atom dan menggunakannya sebagai titik referensi. Jam cesium pertama yang akurat dibangun oleh Louis Essen pada tahun 1955 di National Physical Laboratory di Inggris . Sejak itu, mereka telah memperbaiki berulang kali selama setengah abad terakhir. Jam cesium juga digunakan dalam jaringan yang mengawasi waktu transmisi ponsel dan arus informasi di Internet. 



Tenaga Listrik dan Elektronik



Cesium uap generator termionik daya pengangkat rendah yang mengubah energi panas menjadi energi listrik. Dalam converter tabung vakum dua elektroda, alat ini menetralkan muatan ruang yang dibangun di dekat katoda untuk meningkatkan aliran arus. Cesium ini juga penting untuk properti photoemissive dimana energi cahaya dikonversi menjadi aliran elektron. Hal ini digunakan dalam sel fotolistrik karena cesium berbasis katoda seperti senyawa intermetalik K2CsSb memiliki tegangan ambang rendah untuk emisi elektron. Kisaran perangkat photoemissive menggunakan cesium termasuk perangkat pengenalan karakter optik, tabung photomultiplier, dan tabung kamera video. Namun demikian, germanium, rubidium, selenium, silikon, telurium, dan beberapa elemen lainnya dapat menggantikan cesium sebagai bahan fotosensitif. 



Cairan Sentrifugasi



Karena kepadatan yang tinggi, solusi cesium klorida (CsCl), sulfat (Cs2SO4), dan trifluoroacetate (Cs (O2CCF3)) yang umumnya digunakan dalam biologi molekuler untuk ultrasentrifugasi gradien densitas. Teknologi ini terutama diterapkan pada isolasi partikel virus, sub-seluler organel dan fraksinya, dan asam nukleat dari sampel biologis. 



Dalam Bidang Kimia dan Penggunaan Medis



Aplikasi kimia relatif sedikit untuk cesium. Senyawa cesium digunakan untuk meningkatkan efektivitas dari beberapa logam katalis-ion yang digunakan dalam produksi bahan kimia, seperti asam akrilat, antrakuinon, etilen oksida, metanol, anhidrida ftalat, stirena , metil metakrilat monomer, dan berbagai olefin. Hal ini juga digunakan dalam konversi katalitik belerang dioksida ke trioksida belerang dalam produksi asam sulfat. 



Nuklir dan Aplikasi Isotop



Cesium-137 sangat umum digunakan sebagai radioisotop emitor gamma dalam aplikasi industri. Keuntungan termasuk waktu paruh sekitar 30 tahun, ketersediaan dari siklus bahan bakar nuklir, dan memiliki 137Ba sebagai produk akhir yang stabil. Kelarutan air yang tinggi adalah kerugian yang membuatnya tidak kompatibel dengan iradiasi makanan dan medis. Ini telah digunakan di bidang pertanian, pengobatan kanker, dan sterilisasi peralatan makanan, limbah lumpur, dan bedah. Isotop radioaktif cesium dalam perangkat radiasi yang digunakan dalam bidang medis untuk mengobati jenis kanker tertentu. Cesium-137 telah digunakan dalam berbagai alat pengukur pengukuran industri, termasuk kelembaban, kepadatan, meratakan, dan pengukur ketebalan. Unsur ini juga telah digunakan di sumur penebangan perangkat untuk mengukur kepadatan elektron dari formasi batuan, yang analog dengan densitas bulk formasi. Isotop 137 juga telah digunakan dalam studi hidrologi analog dengan mereka yang menggunakan tritium. Ini adalah produk reaksi putri dari fisi nuklir. Dengan dimulainya pengujian nuklir di seluruh 1945, dan terus berlanjut sampai pertengahan 1980-an, cesium137 dirilis ke atmosfir dimana ini mudah diserap ke dalam larutan. Dikenal tahun-ke tahun variasi dalam periode yang memungkinkan korelasi dengan tanah dan lapisan sedimen. Cesium-134, dan untuk tingkat yang lebih rendah cesium-135, juga telah digunakan dalam hidrologi sebagai ukuran output cesium oleh industri tenaga nuklir. 



Penggunaan Lain



Cesium digunakan sebagai propelan dalam mesin ion awal dirancang untuk propulsi pesawat ruang angkasa pada antarplanet yang sangat panjang atau misi extraplanetary. Cesium nitrat digunakan sebagai oksidator dan pewarna piroteknik untuk membakar silikon dalam flare inframerah seperti suar-19 Luu, karena memancarkan banyak cahaya dalam spektrum inframerah dekat. Cesium bersama dengan rubidium, telah ditambahkan sebagai karbonat untuk kaca karena mengurangi konduktivitas listrik dan meningkatkan stabilitas dan daya tahan serat optik dan penglihatan pada malam hari. Fluorida Cesium atau aluminium fluorida cesium digunakan dalam fluks diformulasikan untuk mematri paduan aluminium yang mengandung magnesium. 



Prognostications



Cesium juga telah dianggap sebagai fluida dalam suhu tinggi. Garam Cesium telah dievaluasi sebagai reagen antishock. untuk digunakan setelah pemberian obat arsenik. Karena efeknya pada irama jantung, namun logam ini kurang mungkin untuk digunakan dibandingkan garam kalium atau rubidium. Garam cesium juga telah digunakan untuk mengobati epilepsi. Bahaya dan Dampak Radioaktif Cesium Cesium senyawa yang jarang ditemui oleh kebanyakan orang, tetapi senyawa cesium adalah senyawa yang agak beracun. Paparan sejumlah besar senyawa cesium dapat menyebabkan hyperirritability dan kejang, tetapi jumlah tersebut biasanya tidak akan ditemui dalam sumber-sumber alam. Cesium bukan merupakan polutan kimia yang utama lingkungan.



Dosis letal median (LD50) nilai klorida cesium di tikus adalah 2,3 g per kilogram, yang sebanding dengan nilai LD50 klorida kalium dan natrium klorida. Bencana alam gempa bumi dan tsunami yang melanda Jepang tahun lalu, menyebabkan kebocoran radiasi pada PLTN Fukushima. Salah satu akibatnya adalah ditemukannya radioaktif cesium pada susu bubuk yang dibuat oleh sebuah unit Meiji Holdings Co., menurut Kyodo News, menyebabkan jatuhnya nilai saham yang terbanyak dalam 8 bulan dan menimbulkan kekhawatiran bahwa radiasi nuklir telah mengkontaminasi makanan bayi. Meiji, suplier terbesar Jepang untuk formula bayi, secara sukarela menarik kembali 400.000 kaleng produk “Meiji Step,” yang mungkin telah terkontaminasi oleh kebocoran radiasi pada PLTN Fukushima, kata Kyodo. Kaleng-kaleng yang terpengaruh tersebut memiliki tanggal kadaluarsa pada 4, 21, 22, dan 24 Oktober 2012. Level cesium yang ditemukan pada susu bubuk bayi kalengan 850 gram tersebut berada dalam batas yang aman dan tidak menimbulkan risiko kesehatan, menurut pernyataan Meiji hari ini. Produk tersebut mungkin terkontaminasi cesium di udara. Produk tersebut dibuat di prefektur Saitama, utara Tokyo. Sentuhan jangka panjang dengan radiasi di udara, tanah, dan makanan dapat menyebabkan leukemia dan kanker-kanker lainnya, menurut World Nuclear Association. Para konsumen Jepang telah menolak produk-produk makanan tertentu, termasuk daging sapi, setelah adanya bukti bahwa abu radioaktif dari PLTN milik Tokyo Electric Power Co. yang bocor memasuki rantai makanan. Kandungan cesium-137 dan cesium-134 pertama kali terdeteksi pada produk susu Meiji tanggal 3 Desember dan ditemukan lagi pada 4 Desember tahun lalu, menurut perusahaan Meiji. Pada kecelakaan nuklir, isotop radioaktif termasuk iodine-131 dan cesium-137 mungkin terlepas ke atmosfer sebagai gas atau partikel. Mereka dapat dihirup atau dicerna melalui makanan atau air yang terkontaminasi. Anak-anak khususnya sensitif terhadap keracunan radiasi dari iodine, yang dapat terakumulasi pada tiroid dan menyebabkan kanker, menurut WHO. Untuk tahu kekuatan radiasi radioaktif sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang bocor, lihat pada babi hutan Jerman. Meski telah seperempat abad tragedi nuklir Chernobyl di Uni Soviet berlalu, radiasinya masih membekas ribuan kilometer di Jerman. Saking kuat radiasinya, babi hutan di Jerman tidak disarankan dimakan. Dan makanan babi hutan itu, seperti jamur, juga tidak bisa dikonsumsi karena sama-sama mengandung unsur radioaktif yang melebihi ambang normal. Babi hutan Jerman ini berkembang-biak di hutan yang terletak 1.500 kilometer dari Chernobyl. Namun, kadar radioaktif cesium-137 di dalam jaringan babi ini puluhan kali di atas ambang wajar untuk dikonsumsi. “Kami masih merasakan konsekuensi Chernobyl di



sini,” kata Christian Kueppers, seorang pakar radiasi dari Institut Ekologi Terapan, Jerman, di Freiburg. “Kontaminasinya belum menghilang-radioaktivitas hanya akan berkurang sedikit dari tahun ke tahun.” Kontaminasi cesium pada tubuh bisa meningkatkan risiko kanker. Namun peneliti yang mengkaji Chernobyl belum menemukan peningkatan kanker yang terkait dengan cesium. Cesium ini terkumpul di tanah, sehingga sulit dihindari babi hutan. Mereka mengendus tanah untuk mencari makanan termasuk jamur yang terkontaminasi. Problemnya, rakyat Jerman menyenangi daging babi hutan ini. Perburuan pun masih marak sehingga Pemerintah perlu mengecek kadar radiasi hasil buruan ini. Babi yang terkontaminasi, harus dimusnahkan. Pemerintah kemudian mengganti rugi, yang per tahunnya bahkan mencapai Rp6 miliar. Babi Jerman bukan satu-satunya yang terkena efek ini. Di Perancis yang lebih jauh lagi dari Chernobyl, kontaminasi juga terjadi meski terus menurun. Kini sangat jarang menemukan kadar cesium yang membahayakan di babi dan jamur Prancis, kata pakar radiasi Prancis, Philippe Renaud. Di Austria, jejak radioaktif cesium juga tertinggal di tanah. Selain babi dan jamur, rusa juga terkena dampaknya. Dan kini, Jepang harus belajar dari ketiga negara ini setelah beberapa reaktor nuklirnya di Fukushima bocor. Saat ini, Jepang baru mengeluarkan larangan mengonsumsi produk makanan yang diproduksi dalam radius 30 kilometer dari pembangkit yang bocor akibat gempa dan tsunami ini. Alasan Mengapa Cesium dibutuhkan dalam Kehidupan Sehari-hari Cesium-137 adalah salah satu radioisotop yang paling umum digunakan dalam industri. Ribuan perangkat menggunakan cesium-137:    



kelembaban pengukur kepadatan, banyak digunakan dalam industri konstruksi meratakan pengukur, digunakan dalam industri untuk mendeteksi aliran cairan dalam pipa dan tangki pengukur ketebalan, untuk mengukur ketebalan lembaran logam, kertas, film dan banyak produk lainnya penebangan baik perangkat dalam industri pengeboran untuk membantu mencirikan strata batuan



Cara Meminimalisir Dampak Cesium Sebagian kita tentulah paham bahaya paparan radiasi nuklir. Masyarakat Bulgaria yang wilayahnya dekat dengan Ukraina, contohnya, baru melihat dampak negatif radiasi tragedi Chernobyl sekitar 15 tahun setelah kejadian. Sebagian mereka konon terkena kanker



payudara, tiroid serta paru-paru. Kanker ini konon disebabkan oleh unsur cesium yang diserap tanah saat unsur tersebut ikut menguap bersama awan hujan beberapa saat setelah ledakan terjadi. Untuk mengurangi dampak paparan radiasi, pemerintah Ukraina pada saat itu langsung menanam Bunga Matahari. Tanaman ini konon mampu menyerap kandungan uranium and stronium-90, yang jadi biang keladi mutasi genetik pada tubuh manusia. Upaya pemulihan ini oleh Dr. Ilya Raskin, seorang ahli bioteknologi dari Rutgers University, disebut phytoremediation. Tidak hanya bunga matahari, jagung, tembakau, sesawi India dan bahkan cannabis (marijuana) terbukti mampu menyerap unsur krom, timah, tembaga, dan nikel yang terkontaminasi radiasi dari dalam tanah. Untuk itulah masyarakat Ukraina disarankan menanam tanaman tersebut dikebunnya, selain untuk memenuhi kebutuhan pangan tentunya. Upaya ini kemudian ditiru oleh pemerintah jepang. Melalui Menteri Pertambangan dan Energi, pemerintah Jepang mengatakan bahwa mereka berencana menanam bunga matahari dan rapeseeduntuk menyerap kontaminasi cesium yang ada dalam tanah akibat radiasi nuklir reaktor Fukushima. Mereka mengambil benih bunga dari Thailand mengingat Negara inilah produsen terbesar bunga matahari. Nantinya sekitar 300 kilogram benih bunga akan ditanam di sekolah-sekolah serta radius 30 km seputaran zona bahaya reaktor Fukushima. Diharapkan bunga matahari tersebut dapat menyerap unsur cesium yang terkandung dalam tanah. Untuk mencegah tersebarnya kandungan cesium pada melalui udara, Pemerintah Jepang lebih memilih untuk menjadikan hasil panenan sebagai komposdengan bantuan bakteri aerob daripada membakarnya. Sebenarnya pemakaian tanaman dalam bidang antiradiasi bukan hal baru, khususnya di Jepang. Dalam buku No nukes: everyone’s guide to nuclear power oleh Anna Gyorgy (1979), disebutkan bahwa bunga spiderwort sudah ditanam disekitar reaktor Hamoka (1976) untuk mendeteksi radiasi nuklir sejak awal pembangunannya. Bunga ungu ini akan segera berubah warna menjadi merah muda ketika daerah disekitar reaktor terpapar radiasi. Ternyata bumi tak hanya diam saja saat terjadi bencana. Sabda alam akan selalu memberitahu kita dengan cara-Nya. Semoga negeri matahari terbit dapat lekas terbebas dari paparan radiasi entah lewat bunga matahari atau cara apapun yang baik.



Bibliografi The Associated Press Sunardi. 2008. Kimia Bilingual Untuk SMA/MA Kelas X11 Semester 1 dan 2. Bandung : Yrama Widya http://translate.google.co.id/translate? hl=id&sl=en&u=http://epa.gov/radiation/radionuclides/cesium.html&ei=iF3fTtHIGcXUrQeZyqTfCA&s a=X&oi=translate&ct=result&resnum=2&sqi=2&ved=0CDwQ7gEwAQ&prev=/search%3Fq%3Dcesium %26hl%3Did%26biw%3D1280%26bih%3D673%26prmd%3Dimvns http://translate.google.co.id/translate? hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Caesium&ei=iF3fTtHIGcXUrQeZyqTfCA&sa=X&oi=transl ate&ct=result&resnum=1&sqi=2&ved=0CC4Q7gEwAA&prev=/search%3Fq%3Dcesium%26hl%3Did %26biw%3D1280%26bih%3D673%26prmd%3Dimvns