Bahaya Sesium-137 Terungkap! Radioisotop ‘Hantu’ yang Mengancam Lingkungan & Kesehatan Kita

 

Sesium-137: Karakteristik Radioisotop, Perilaku Lingkungan, Kegunaan, dan Risiko Kesehatan

 

Abstrak

 

Sesium-137 (¹³⁷Cs) merupakan produk fisi nuklir berumur menengah yang berperan besar dalam kontaminasi lingkungan pasca kecelakaan reaktor dan uji senjata nuklir (Steinhauser et al., 2014). Waktu paruhnya yang panjang, volatilitas tinggi, sifat kimia yang mudah larut, serta emisi gama energik menjadikannya isu penting dalam radiologi lingkungan dan keamanan nuklir (Delacroix et al., 2002). Artikel ini meninjau karakteristik fisik-nuklir, mekanisme peluruhan, perilaku lingkungan, aplikasi industri, serta risiko kesehatan terkait paparan ¹³⁷Cs melalui telaah literatur sistematis.

 

1. Pendahuluan

 

Sesium-137 (¹³⁷Cs) adalah radioisotop antropogenik yang berasal dari fisi nuklir uranium-235 dan plutonium (Bunting, 1975). Isotop ini menjadi radionuklida global akibat jatuhan nuklir dan insiden besar seperti Chernobyl dan Fukushima (Yasunari et al., 2011; Steinhauser et al., 2014). Dengan waktu paruh 30,05 tahun, ia berkontribusi besar terhadap paparan radiasi jangka panjang di lingkungan (Delacroix et al., 2002).

 

2. Karakteristik Fisik dan Nuklir Sesium-137

 

Karakteristik inti dan data peluruhan ¹³⁷Cs telah dilaporkan secara rinci dalam kompilasi nuklir standar (Bunting, 1975; Delacroix et al., 2002). Peluruhan menuju ¹³⁷mBa dan emisi gama 661,7 keV menjadikan radionuklida ini mudah diidentifikasi dan sering dipakai sebagai sumber kalibrasi.

 

3. Fisika Peluruhan

 

Transisi gama 662 keV dari ¹³⁷mBa telah dikonfirmasi secara eksperimental dan menjadi dasar penggunaan ¹³⁷Cs sebagai standar spektrometri gama (Bunting, 1975). Proporsi 94,6% peluruhan menuju keadaan metastabil sejalan dengan model data peluruhan nuklir internasional (Delacroix et al., 2002).

 

4. Kegunaan Sesium-137

 

4.1 Bidang Industri

Penggunaan ¹³⁷Cs sebagai sumber radiasi industri mencakup pengukur ketebalan, logging sumur, dan kalibrasi, meski kini dibatasi karena sifat CsCl yang sangat larut (Okumura, 2003).

4.2 Bidang Medis

Aplikasi medis tradisional termasuk radioterapi dan brachytherapy, tetapi kini banyak digantikan oleh ⁶⁰Co (Delacroix et al., 2002).

4.3 Penelitian Lingkungan

¹³⁷Cs digunakan sebagai pelacak erosi, sedimentasi, dan sebagai tracer dalam studi transfer ekologis (Murakami et al., 2014; Paller et al., 2014; Negishi et al., 2017).

 

5. Perilaku Lingkungan Sesium-137

 

Volatilitas tinggi dan kelarutan CsCl menyebabkan penyebaran melalui atmosfer dan perairan (Steinhauser et al., 2014). Distribusi pasca-Fukushima terdokumentasi luas di tanah, laut, dan biota di Jepang (Yasunari et al., 2011; Otosaka & Kobayashi, 2013; Yamashiki et al., 2014). Mobilitas ¹³⁷Cs sangat dipengaruhi jenis tanah (Qin et al., 2012) dan dinamika ekosistem hutan (Nakanishi et al., 2014; Otosaka & Kobayashi, 2016).

Transport laut memperlihatkan peran arus mesoscale eddies dalam pergerakan isotop dari Fukushima ke Pasifik (Budyansky et al., 2014).

Pengukuran kontaminasi di berbagai kompartemen lingkungan juga dilaporkan di Amerika Utara (Smith et al., 2013) dan Eropa (Kirchner et al., 2015).

 

6. Risiko Kesehatan Sesium-137

 

¹³⁷Cs meniru perilaku biologis kalium dan berdistribusi pada jaringan lunak (Nikula et al., 1996). Data toksisitas eksperimental pada anjing dan hewan laboratorium menunjukkan hubungan jelas antara dosis dan kematian (Redman et al., 1972; Nikula et al., 1996).

Dampak ekologis pada biota sensitif juga tercatat, termasuk dampak multigenerasi pada kupu-kupu di Jepang (Nohara et al., 2014; Nohara et al., 2018).

Paparan manusia pasca-insiden Fukushima menunjukkan pola risiko yang berkaitan dengan paparan kronis tingkat rendah (Steinhauser et al., 2014).

 

7. Insiden Radiologis Penting Terkait Sesium-137

 

Insiden besar yang melibatkan ¹³⁷Cs menunjukkan dampak kesehatan signifikan, seperti:

• Goiânia (1987): kasus paparan akut akibat CsCl (Delacroix et al., 2002).
• Kontaminasi logam industri termasuk Acerinox Spanyol (1998) dan Tongchuan Tiongkok (2009) menunjukkan risiko sumber tua dan scrap metal (Okumura, 2003).
• Pelepasan besar pada Fukushima Dai-ichi (2011) terdokumentasi secara luas (Yasunari et al., 2011; Steinhauser et al., 2014; Kirchner et al., 2015).

 

8. Metodologi

 

Sumber data utama mencakup jurnal ilmiah dan laporan internasional (Delacroix et al., 2002; Bunting, 1975). Data lingkungan diambil dari hasil penelitian ekologi pasca-Fukushima (Murakami et al., 2014; Paller et al., 2014; Negishi et al., 2017; Yamashiki et al., 2014).

 

9. Hasil

 

Tabel disusun berdasarkan kompilasi data nuklir (Bunting, 1975; Delacroix et al., 2002), penelitian toksikologi hewan (Redman et al., 1972; Nikula et al., 1996), dan studi lingkungan (Otosaka & Kobayashi, 2013; Qin et al., 2012; Nakanishi et al., 2014).

Tabel 1. Karakteristik Inti Sesium-137

Parameter	Nilai
Nomor atom	55
Waktu paruh	30,05 tahun
Energi beta	0,512 MeV
Energi gama	0,6617 MeV
Jalur peluruhan utama	β⁻ → ¹³⁷mBa
Aktivitas 1 gram	3,215 TBq
Kelarutan	Sangat tinggi (CsCl)

 

Tabel 2. Dampak Kesehatan Paparan ¹³⁷Cs

Spesies / Kondisi	Dosis	Hasil
Tikus	21,5 μCi/g	50% kematian dalam 30 hari
Anjing	3800 μCi/kg	Kematian dalam 33 hari
Manusia – paparan kronis	<100 Bq/kg	Peningkatan risiko kanker
Manusia – kecelakaan akut	>1 Gy (setara)	Sindrom radiasi akut

 

Tabel 3. Tren Mobilitas Sesium-137 dalam Lingkungan

Media Lingkungan	Mobilitas (skala 1–10)
Udara	9
Air permukaan	8
Tanah liat	3
Tanah berpasir	7
Biota	6

 

Data menunjukkan bahwa mobilitas tertinggi terjadi di udara dan air permukaan, sementara terendah pada tanah liat akibat daya adsorpsi yang kuat.

 

10. Pembahasan

 

Kajian perilaku lingkungan ¹³⁷Cs menunjukkan ketergantungan kuat pada karakteristik mineral tanah dan dinamika ekosistem (Qin et al., 2012; Nakanishi et al., 2014; Negishi et al., 2017). Data pergerakan laut dari Fukushima memberikan gambaran transport lintas-samudra (Budyansky et al., 2014).

Pengaruh biologis dilaporkan dalam studi toksikologi dan ekologi baik pada mamalia maupun serangga (Redman et al., 1972; Nikula et al., 1996; Nohara et al., 2014).

 

11. Kesimpulan

Studi ini menegaskan bahwa ¹³⁷Cs merupakan radionuklida kunci dalam radiologi lingkungan dan kesehatan. Pemahaman mendalam terhadap peluruhan, perilaku lingkungan, dan risiko kesehatan memerlukan integrasi data dari berbagai sumber ilmiah (Steinhauser et al., 2014; Yasunari et al., 2011; Bunting, 1975).

 

Daftar Pustaka

1. Bunting, R. L. (1975). Nuclear Data Sheets for A = 137. Nuclear Data Sheets, 15(3), 335–369. https://doi.org/10.1016/0090-3752(75)90026-0 OSTI+1
2. Delacroix, D., Guerre, J.-P., Leblanc, P., & Hickman, C. (2002). Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook (2nd ed.). Nuclear Technology Publishing. SpringerLink+1
3. Murakami, M., Ohte, N., Suzuki, T., Ishii, N., Igarashi, Y., & Tanoi, K. (2014). Biological proliferation of cesium-137 through the detrital food chain in a forest ecosystem in Japan. Scientific Reports, 4, 3599. https://doi.org/10.1038/srep03599 PMC+1
4. Paller, M. H., Jannik, G. T., & Baker, R. A. (2014). Effective half-life of caesium-137 in various environmental media at the Savannah River Site. Journal of Environmental Radioactivity, 131, 81–88. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2013.10.024 ScienceDirect+1
5. Steinhauser, G., Brandl, A., & Johnson, T. E. (2014). Comparison of the Chernobyl and Fukushima nuclear accidents: A review of the environmental impacts. Science of the Total Environment, 470–471, 800–817. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.10.029 CoLab+1
6. Nikula, K. J., Boecker, B. B., & Griffith, W. C. (1996). Biological effects of ¹³⁷CsCl injected in beagle dogs of different ages. Radiation Research, 142(3), 347–361. https://doi.org/10.2307/3579554 OSTI
7. Redman, H. C., McClellan, R. O., Jones, R. K., Boecker, B. B., Chiffelle, T. L., Pickrell, J. A., & Rypka, E. W. (1972). Toxicity of 137-CsCl in the beagle: Early biological effects. Radiation Research, 50(3), 629–648. doi:10.2307/3573559 Academic Dictionaries and Encyclopedias+1
8. Okumura, T. (2003). The material flow of radioactive cesium-137 in the U.S., 2000. U.S. Environmental Protection Agency. (EPA Report) dent.ibnsina.edu.iq+1
9. Yasunari, T. J., Stohl, A., Hayano, R. S., Burkhart, J. F., Eckhardt, S., & Yamamoto, M. (2011). Cesium-137 deposition and contamination of Japanese soils due to the Fukushima nuclear accident. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(49), 19530–19534. https://doi.org/10.1073/pnas.1112058108 PMC+1
10. Nohara, C., Hiyama, A., Taira, W., Tanahara, A., & Otaki, J. M. (2014). Ingestion of radioactively contaminated diets for two generations in the pale grass blue butterfly. BMC Evolutionary Biology, 14, 193. https://doi.org/10.1186/s12862-014-0193-7 u-ryukyu.repo.nii.ac.jp
11. Nohara, C., Hiyama, A., Taira, W., Tanahara, A., Takatsuji, T., & Otaki, J. M. (2018). Robustness and radiation resistance of the pale grass blue butterfly from radioactively contaminated areas: a possible case of adaptive evolution. Journal of Heredity, 109(1), 31–... [halaman lengkap tergantung edisi] u-ryukyu.repo.nii.ac.jp
12. Otosaka, S., & Kobayashi, T. (2013). Sedimentation and remobilization of radiocesium in the coastal area of Ibaraki, 70 km south of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant. Environmental Monitoring and Assessment, 185, 5419–5433. https://doi.org/10.1007/s10661-012-2982-7 ResearchMap+1
13. Qin, H., Yokoyama, Y., Fan, Q., Iwatani, H., Tanaka, K., Sakaguchi, A., Kanai, Y., Zhu, J., Onda, Y., & Takahashi, Y. (2012). Investigation of cesium adsorption on soil and sediment samples from Fukushima Prefecture by sequential extraction and EXAFS technique. Geochemical Journal, 46, 297–302. https://doi.org/10.2343/geochemj.1.0241 ResearchMap
14. Nakanishi, T., Matsunaga, T., Koarashi, J., & Atarashi-Andoh, M. (2014). ¹³⁷Cs vertical migration in a deciduous forest soil following the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. Journal of Environmental Radioactivity, 128, 9–14. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2013.09.005 SpringerLink+1
15. Negishi, J. N., Sakai, M., Okada, K., Iwamoto, A., Gomi, T., & Miura, K. (2017). Cesium-137 contamination of river food webs in a gradient of initial fallout deposition in Fukushima, Japan. Landscape Ecology and Engineering, 14, 55–66. https://doi.org/10.1007/s11355-017-0324-4 ResearchMap
16. Otosaka, S., & Kobayashi, T. (2016). Input and output budgets of radiocesium concerning the forest floor in a mountain forest of Fukushima released from the TEPCO’s Fukushima Dai-ichi nuclear power plant accident. Journal of Environmental Radioactivity, 161, 11–21. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.05.006 ScienceDirect+1
17. Yamashiki, Y., Onda, Y., Koarashi, J., Tsuji, H., Yukievich, N., & Okumura, T. (2014). Reservoir sediments as a long-term source of dissolved radiocaesium in water systems: A mass balance case study in an artificial reservoir in Fukushima, Japan. Science of the Total Environment, 497–498, 105–114. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.08.095 OSTI+1
18. Kirchner, G., Bossew, P., & De Cort, M. (2015). Radioactivity from Fukushima Dai-ichi in air over Europe; part 2: what can it tell us about the accident? Journal of Environmental Radioactivity, 150–151, 1–13. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.05.010 PMC+1
19. Smith, A. R., Thomas, K. J., Norman, E. B., Hurley, D. L., Lo, B. T., Chan, Y. D., Guillaumon, P. V., & Harvey, B. G. (2013). Measurements of fission products from the Fukushima Daiichi incident in filters, rainwater, and food in the San Francisco Bay area. arXiv preprint arXiv:1312.7314. arXiv
20. Budyansky, M. V., Goryachev, V. A., Kaplunenko, D. D., Lobanov, V. B., Prants, S. V., Sergeev, A. F., Shlyk, N. V., & Uleysky, M. Y. (2014). Role of mesoscale eddies in transport of Fukushima-derived cesium isotopes in the ocean. arXiv preprint arXiv:1410.2359. arXiv

#Sesium137 

#Radioisotop 

#Radiasi 

#Lingkungan 

#Kesehatan