Biologi Fisis : Efek Radiasi Pengion dan Efek Elektromagnetik Elektromagnetik
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH Biofisika yang dibina oleh Ibu Siti Imoatul I moatul Maslikah! S"Si"! M"Si" dan Ibu #ita $ia Mustikasai! S"%d! M"%d
Oleh : Kelompok 4 Merry hristiani
!"#$#%"&$#&$$'
Lilik ()liat)l H)sna
!"#$#%"&$#%*+'
,ahy) ,ahy) Ag) Ag)ss -el.ian -el.ianti ti / !"#$#% !"#$#%"&$ "&$#%+ #%+4' 4'
0123ER-2A- 1E5ER2 MALA15 FAK0LA- MAEMA2KA 6A1 2LM0 PE15EAH0A1 ALAM PRO62 PE16262KA1 2LM0 PE15EAH0A1 ALAM -eptem7er 8$"%
BAB 2 PE16AH0L0A1
"9" Latar Latar Belakang Belakang
Se&aa alamiah manusia hidu' di dalam lautan adiasi" Selain adiasi dai dai mataha matahaiy iyang ang (ustu (ustu menduk mendukung ung kehidu kehidu'an 'an di bumi bumi ini! ini! setia' setia' saat 'emukaan bumi dihu(ani adiasi sina kosmis yang tedii dai gelombang elektomagnetik dan atusan (enis 'atikel ) 'atikel &e'at" Masih ada lagi adiasi yang beasal dai mineal)mine mineal)mineal al adioaktif yang ada di dalam bumi! sekaligus sekaligus dengan tuunannya tuunannya yang telaut dalam ai dan yang teba*a angin ke udaa" $adiasi adalah 'an&aan enegi melalui suatu matei atau uang dalam bentuk 'anas! 'atikel atau gelombang elektomagnetik+&ahaya ,foton- dai sumbe adiasi ,$o.ak! /010-" 2isadai atau'un tidak! tenyata disekita kita baik diumah! di kanto! di'asa! dila'angan! mau'un ditem'at)tem'at ditem'at)te m'at umum lainnya tenyata banyak sekali adiasi" Hal yang 'elu diketahui selan(utnya adala adalah h se(au se(auh h mana mana adia adiasi si tese tesebu butt da'a da'att be' be'en enga gauh uh buu buuk k teh tehad ada' a' kesehatan kita" %ada (aman teknologi &anggih se'eti sekaang! teda'at 'ula adiasi buatan yang ditimbulkan oleh 'ealatan)'ealatan moden se'eti sina)3 'ada 'ealatan medis! tele4isi! monito kom'ute! eakto nukli! 'e&obaan bom nukli dan lain)lain" Hal yang ditakuti oang adalah bahaya adiasinya! adiasi yang belebihan akan membahayakan kehidu'an manusia" 5leh kaena adiasi alamiah tidak membahayak membahayakan an kehidu'an! kehidu'an! manusia sebagai sebagai makhluk makhluk hidu' hidu' tidak dilengka'i dengan indea yang da'at memantau adanya adiasi ini" Tidak se'eti bahaya 'anas yang da'at kita ketahui se&aa dini melalui syaat)syaat kita! kita bahkan bahkan tidak menyadai menyadai kebeadaan sumbe adiasi" $adiasi $adiasi tidak da'at da'at diliha dilihatt atau'u atau'un n diketa diketahui hui kebead kebeadaan aanny nyaa oleh oleh tubuh" tubuh" %emanfa %emanfaatan atan bebagai sumbe adiasi haus dilakukan se&aa &emat dan mematuhi ketentu ketentuan an keselam keselamatan atan ke(a" ke(a" %ada %ada makalah makalah ini 'enuli 'enuliss akan akan men(ela men(elaska skan n tentang efek adiasi 'engion dan efek elektomagnetik"
"98 R)m)san Masalah
1" A'a 'engetian adiasi6 /" A'a (enis)(enis adiasi6 7" Bagiamana mekanisme adiasi! efek adiasi 'engion dan elektomagnetik6
"9# ))an
1" Men(elaskan 'engetian adiasi" /" Men(elaskan (enis)(enis adiasi" 7" Men(elaskan
mekanisme
elektomagnetik"
adiasi!
efek
adiasi
'engion
dan
BAB 22 2-2
89" Pengertian Radiasi
2alam fisika! adiasi dideski'sikan sebagai setia' 'oses dimana enegi begeak melalui media atau melalui uang! dan akhinya disea' oleh benda lain" A'a yang membuat adiasi adalah enegi yang meman&akan ,begeak ke lua dalam gais luus ke segala aah- dai suatu sumbe" geometi ini se&aa alami mengaah 'ada sistem 'engukuan dan unit fisik yang sama belaku untuk semua (enis adiasi" $adiasi adalah 'an&aan enegi melalui suatu matei atau uang dalam bentuk 'anas! 'atikel atau gelombang elektomagnetik+&ahaya ,foton- dai sumbe adiasi ,$o.ak! /010-" $adiasi da'at diatikan sebagai enegi yang di'an&akan dalam bentuk 'atikel atau gelombang" 8ika suatu inti tidak stabil! maka inti mem'unyai kelebihan enegi" Inti itu tidak da'at betahan! suatu saat inti akan mele'askan kelebihan enegi tesebut dan mungkin mele'askan satu atau dua atau lebih 'atikel atau gelombang sekaligus" Ada bebea'a sumbe adiasi yang kita kenal di sekita kehidu'an kita! &ontohnya adalah tele4isi! lam'u 'eneangan! alat 'emanas makanan ,microwave oven-! kom'ute! dan lain)lain" $adiasi dalam bentuk gelombang elektomagnetik atau disebut (uga dengan foton adalah (enis adiasi yang tidak mem'unyai massa dan muatan listik" Misalnya adalah gamma dan sina)3! dan (uga temasuk adiasi tam'ak se'eti sina lam'u! sina matahai! gelombang microwave! ada dan handphone" Sifat adiasi ada dua ma&am sifat adiasi yang da'at digunakan untuk mengetahui kebeadaan sumbe adiasi 'ada suatu tem'at atau bahan! yaitu sebagai beikut9 •
adiasi tidak da'at dideteksi oleh inda manusia! sehingga untuk mengenalinya di'elukan suatu alat bantu 'endeteksi yang disebut dengan detekto adiasi"Ada bebea'a (enis detekto yang se&aa s'esifik mem'unyai kemam'uan untuk mela&ak kebeadaan (enis
adiasi tetentu yaitu detekto al'ha! detekto gamma! detekto neuton! dll" •
$adiasi da'at beinteaksi dengan matei yang dilaluinya melalui 'oses ionisasi! eksitasi dan lain)lain" 2engan menggunakan sifat) sifat tesebut kemudian digunakan sebagai dasa untuk membuat detekto adiasi"
2osimete
TL2 ,Temoluminisensi
Su4ey mete
2osimeteGambar 1. Detektor Radiasi
Tan'a disadai! sebenanya kita hidu' dalam lingkungan yang 'enuh dengan adiasi" $adiasi telah men(adi bagian dai lingkungan kita semen(ak dunia ini di&i'takan! bukan hanya se(ak ditemukan tenaga nukli setengah abad yang lalu!yang mana teda'at lebih dai :0 adionuklida" $adionuklida adalah isoto' yang meman&akan adiasi" Bedasakan asalnya adiasi yang da'at dibedakan 'ada dua gais besa! yaitu sumbe adiasi alam dan adiasi buatan"
a9 Sumbe $adiasi Alam
$adiasi alam da'at beasal dai sina kosmos! sina gamma dai kulit bumi! hasil 'eluuhan adon dan thoium di udaa! seta bebagai $adionuklida alamiah9 adionuklida yang tebentuk se&aa alami! tebagi men(adi dua yaitu9
; %imodial9 adionuklida ini telah ada se(ak bumi di&i'takan" 1)klida 0rani) m 8#% 0rani)
a7el "9 Radion)klida Primordial Lam7an 0m)r;paro Keterangan g U
/7<
=!0>?10 @ tahun
0!=/ dai uanium alam
/7@
>!>=?10 tahun
!/=>< dai uanium alamC 'ada
U
batuan teda'at 0!< ) >!= ''m uanium
m 8#+ hori) m 8#8 Radi)m 88& Radon 888 Kali)m
1!>1?10 tahu
alam %ada batuan teda'at 1!: ) /0 ''m"
$a
n 1!:0?10 7 tahun
Teda'at di batu ka'u
$n
7!@/ hai
Gas mulia
1!/@?10 tahun
Teda'at di tanah
/7/
Th
//:
10
///
>0
K
4$
; Kosmogenik9 adionuklida ini tebentuk sebagai akibat dai inteaksi sina kosmik" 1)klida Kar7on
a7el 89 Radion)klida Kosmogenik Lam7ang 0m)r;paro -)m7er 1> D <"=70 tahun Inteaksi 1> N,n!'-1>D
"4 riti)m # Berili)
7
H
1/!7 tahun
Inteaksi :Li,n!a-7H
Be
<7!/@ hai
Inteaksi sina kosmik dengan unsu N
=
dan 5
m< 79 Sumbe $adiasi Buatan
$adiasi buatan ,$adionuklida- adalah adiasi yang timbul kaena atau behubungan dengan kegiatan manusiaC se'eti 'enyinaan di bidang medis! (atuhan adioaktif! adiasi yang di'eoleh 'eke(a adiasi di fasilitas nukli! adiasi yang beasal dai kegiatan di bidang industi9 adiogafi! logging !
'abik
lam'u"
Tabel
adionuklida buatan manusia"
beikut
mem'elihatkan
bebea'a
Tabel 7" $adionuklida Buatan Manusia Nuklida Tritium 3
Lambang 7H
Umur-paro 1/!7 tahun
Sumber 2ihasilkan dai u(i)
&oba sen(ata nukli! eakto nukli! dan fasilitas olah)ulang Iodium 131
171I
@!0> hai
bahan baka nukli" %oduk fisi yang dihasilkan dai u(i) &oba sen(ata nukli! eakto nukli" 171I seing digunakan untuk mengobati 'enyakit yang bekaitan dengan
Iodium 129
1/I
1!<=?10= tahun
kelen(a thyroid " %oduk fisi yang dihasilkan dai u(i) &oba sen(ata nukli
Cesium 137
17=Ds
70!1= tahun
dan eakto nukli" %oduk fisi yang dihasilkan dai u(i) &oba sen(ata nukli
Stronsium 90
0S
/@!=@ tahun
dan eakto nukli" %oduk fisi yang dihasilkan dai u(i) &oba sen(ata nukli
Te!nesium 99m
mT&
:!07 (am
dan eakto nukli" %oduk 'eluuhan dai Mo! digunakan dalam diagnosis
Te!nesium 99
T&
/!11?10< tahun
kedoktean" %oduk 'eluuhan
"lutonium 239
/7%u
/!>1?10> tahun
mT&" 2ihasilkan akibat /7@U ditembaki neuton"
Setia' hai kita tekena adiasi! baik dai udaa yang kita hiu'! dai makanan yang kita konsumsi mau'un dai ai yang kita minum"
Tidak ada
satu'un tem'at di bumi ini yang bebas dai adiasi!kaena manusia telah menggunakan bahan adioaktif selama lebih dai 100 tahun"
898 /enis;enis Radiasi
$adiasi tedii dai bebea'a (enis! dan setia' (enis adiasi tesebut memiliki 'an(ang gelombang masing)masing"
Gambar 2: Skema Radiasi Menurut enis
A" 2itin(au dai massanya! adiasi da'at dibagi men(adi9 1" $adiasi elektomagnetik $adiasi elektomagnetik adalah adiasi yang tidak memiliki massa" Menuut !he "ational Radiological #rotection $oard ,N%$B-
UK! Inggis dalam S*amadika! /00"
Efek yang ditimbulkan oleh
adiasi gelombang elektomagnetik dai tele'on selule dibagi men(adi dua yaitu9 1" Efekfisiologis Efek fisiologis meu'akan efek yang ditimbulkan oleh adiasi gelombang elektomagnetik tesebut yang mengakibatkan gangguan 'ada
ogan)ogan
tubuh
manusia
beu'a!
kangke
otak
dan
'endengaan! tumo! 'eubahan 'ada (aingan mata! temasuk etina dan lensa mata! gangguan 'ada e'oduksi! hilang ingatan! ke'ala 'ening" /" Efek'sikologis Meu'akan efek ke(i*aan yang ditimbulkan oleh adiasi tesebut misalnya timbulnya stess dan ketidaknyamanan kaena 'enyinaan adiasi beulang)ulang"
$adiasi elektomagnetik tedii dai9 a" Gelombang $adio Gelombang adio adalah satu bentuk dai adiasi elektomagnetik! dan tebentuk ketika ob(ek bemuatan listik dai gelombang osilato ,gelombang
'emba*a-
dimodulasi
dengan
gelombang
audio
,ditum'angkan fekuensinya- 'ada fekuensi yang teda'at dalam fekuensi gelombang adio ,$C Fradio %re&uencyF-- 'ada suatu s'ektum elektomagnetik! dan adiasi elektomagnetiknya begeak dengan &aa osilasi elektik mau'un magnetik" b" Gelombang Miko
Gelombang miko atau Miko gelombang , microwave- adalah gelombang elektomagnetik dengan fekuensi su'e tinggi ,Super 'igh (re&uency! SH-! yaitu di atas 7 GH. ,7?10 H.-" &" Infameah Infameah
,in%rared -
ialah
sina
elektomagnet
yang
'an(ang
gelombangnya lebih dai 'ada &ahaya nam'ak yaitu di antaa =00 nm dan 1 mm" d" Dahaya Tam'ak Dahaya tam'ak adalah bagian s'ektum yang mem'unyai 'an(ang gelombang antaa lebih kuang >00 nanomete ,nm- dan @00 nm ,dalam udaa-! dan sebagai adiasi elektomagnetik yang 'aling dikenal oleh kita da'at
didefinisikan
sebagai
bagian
dai
s'ektum
gelombang
elektomagnetik yang da'at dideteksi oleh mata manusia" e" Sina)3 Sina)3 adalah gelombang elektomagnetik yang mem'unyai 'an(ang gelombang 10)@ )10)1/ m dan fekuensi sekita 10 1: )10/1 H." f"
Sina Gamma
Sina gamma meu'akan gelombang elektomagnetik yang memiliki 'an(ang gelombang te'endek atau fekuensi tetinggi" g" Sina Kosmik Sina kosmik meu'akan 'atikel enegi tinggi di angkasa lua yang diduga beasal dai sisa)sisa bintang mati"
#elombang gelom7ang radio infra merah =ahaya tampak )ltra .iolet sinar;> sinar gamma
"an$ang gelombang % 1 mm)10"000 km 0!001)1 mm >00)=/0 nm 10)>00nm 0!01)10 nm 0!0001)0!1 nm
/" $adiasi %atikel $adiasi beu'a 'atikel yang memiliki massa" $adiasi ini tedii dai9 a" %atikel ,%atikel ,- adalah elekton atau 'ositon yang beenegi tinggi yang di'an&akan oleh bebea'a (enis nukleus adioaktif se'eti kalium)>0" %atikel yang di'an&akan meu'akan bentuk adiasi yang menyebabkan ionisasi! yang (uga disebut sina " b" %atikel ,J%atikel Al'ha ,J- adalah bentuk adiasi 'atikel yang sangat menyebabkan ionisasi! dan kemam'uan 'enetasinya endah" %atikel tesebut tedii dai dua buah 'oton dan dua buah neuton yang teikat men(adi sebuah 'atikel yang identik dengan nukleus helium! dan kaenanya da'at ditulis (uga sebagai He/" &" %atikel Neuton %atikel Neuton adalah (enis 'atikel non)ion yang tedii dai neuton bebas" Neuton ini bisa mengeluakan selama baik s'ontan atau induksi fisi nukli! 'oses fusi nukli! atau dai eaksi nukli lainnya"
B" 2itin(au dai muatan listiknya! adiasi da'at dibagi men(adi 9 1" $ adiasi %engion $adiasi 'engion adalah adiasi yang a'abila menumbuk atau menabak sesuatu! akan mun&ul 'atikel bemuatan listik yang disebut ion" %eisti*a te(adinya ion ini disebut ionisasi" Ion ini kemudian akan menimbulkan efek atau 'engauh 'ada bahan! temasuk benda hidu'" $adiasi 'engion disebut (uga adiasi atom atau adiasi nukli" Temasuk ke dalam adiasi
'engion adalah sina)3! sina gamma! sina kosmik! seta 'atikel ! J dan neuton" %atikel ! J dan neuton da'at menimbulkan ionisasi se&aa langsung" Meski'un tidak memiliki massa dan muatan listik! sina)3! sina gamma dan sina kosmik (uga temasuk ke dalam adiasi 'engion kaena da'at menimbulkan ionisasi se&aa tidak langsung"
/" $adiasi non)'engion $adiasi non)'engion adalah adiasi yang tidak da'at menimbulkan ionisasi" Temasuk ke dalam adiasi non)'engion adalah gelombang adio! gelombang miko! infameah! &ahaya tam'ak dan ulta4iolet"
Kedua (enis adiasi ini mem'unyai 'otensi bahaya yang lebih besa dibandingkan dengan (enis adiasi lainnya" %engauh sina kosmik ham'i da'at diabaikan kaena sebelum men&a'ai tubuh manusia! adiasi ini telah beinteaksi telebih dahulu dengan atmosfi bumi" $adiasi hanya da'at menembus ketas ti'is! dan tidak da'at menembus tubuh manusia! sehingga 'engauhnya da'at diabaikan" 2emikian 'ula dengan adiasi J! yang hanya da'at menembus bebea'a milimete udaa" Sedang adiasi neuton 'ada umumnya hanya teda'at di eakto nukli "
Gambar )
89# Mekanisme Radiasi? Efek Radiasi Pengion dan Elektromagnetik
$adiasi tidak da'at dilihat! didenga! di&ium! diasakan atau diaba" Indea manusia tidak da'at mendeteksi adiasi sehingga seseoang tidak da'at mengetahui ka'an ia dalam bahaya atau tidak" $adiasi hanya da'at diketahui dengan menggunakan alat! yang disebut monito adiasi" Monito adiasi tedii dai detekto adiasi dan angkaian elektonik 'enun(ang" %ada umumnya! monito adiasi dilengka'i dengan alam yang akan mengeluakan bunyi (ika ditemukan adiasi" Bunyi alam semakin keas a'abila tingkat adiasi yang ditemukan semakin tinggi" Monito adiasi umumnya digunakan hanya untuk mengetahui ada atau tidaknya adiasi" %elu kita sadai! bah*a tidak ada satu'un akti4itas manusia yang bena) bena aman dan bebas dai esiko" Bahkan! ketika duduk santai di kusi sekali'un! kita menghada'i esiko te(ungkal dai kusi" 2alam setia' tindakan yang kita lakukan selalu ada esiko! seke&il a'a'unesiko tesebut" Kadangkala! tan'a disadai! kita mengabaikan esiko tesebut" Sebagai &ontoh! ketika hendak menyebeang (alan se*aktu lalulintas tidak 'adat! kita hanya menunggu adanya (eda anta kendaaan untuk menyebeang" 2alam hal ini! tan'a sada kita mengabaikan esiko tetabak oleh kendaaan" Untuk mendeteksi adiasi digunakan alat detekto adiasi"
%engukuan
detekto adiasi tesebut da'at diinte'etasikan sebagai enegi adiasi yang tesea' oleh seluuh tubuh manusia atau ogan tetentu! misalnya hati" Banyaknya enegi adiasi 'engion yang tesea' 'e satuan massa bahan! misalnya (aingan tubuh manusia! disebut 2osis Tesea'!yang dinyatakan dalam satuan gay ,Gy-" Untuk nilai yang lebih ke&il! biasa digunakan miligay! mGy! yang sama dengan se'eseibu gay" Istilah gay diambil dai nama fisika*an Inggis! Haold Gay" Besa dosis tesea' yang sama untuk (enis adiasi yang bebeda belum tentu mengakibatkan efek biologis yang sama! kaena setia' (enis adiasi 'engion memiliki keunikan masing)masing dalam beinteaksi dengan (aingan tubuh manusia"Inteaksi adiasi 'atikel bemuatan ketika mengenai matei adalah 'oses Doulomb! yaitu gaya taik menaik atau tolak menolak antaa adiasi 'atikel bemuatan dengan elekton obital dai atom bahan"
2onisasi
%oses ionisasi adalah 'eisti*a le'asnya elekton dai obitnya kaena ditaik atau ditolak oleh adiasi 'atikel bemuatan" Elekton yang le'as men(adi elekton bebas sedang sisa atomnya men(adi ion 'ositif" Setelah melakukan ionisasi enegi adiasi akan bekuang sebesa enegi ionisasi elekton" %eisti*a ini akan belangsung teus sam'ai enegi adiasi 'atikel bemuatan habis tesea'" $adiasi al'ha yang mem'unyai massa mau'un muatan lebih besa mem'unyai daya ionisasi yang lebih besa dai 'ada adiasi yang lain"
Gambar *: #roses +onisasi
Eksitasi
%oses eksitasi adalah 'eisti*a lon&atnya ,tidak sam'ai le'aselekton dai obit yang dalam ke obit yang lebih lua kaena gaya taik atau gaya tolak adiasi 'atikel bemuatan" Atom yang mengalami eksitasi ini disebut dalam keadaan teeksitasi ,e,cited state- dan akan kembali kekeadaan dasa , ground state- dengan meman&akan adiasi sina)3"
Gambar-: #eristiwa ksitasi Tubuh tedii dai bebagai ma&am ogan se'eti hati! gin(al! 'au dan lainnya" Setia' ogan tubuh tesusun atas (aingan yang meu'akan kum'ulan sel yang mem'unyai fungsi dan stuktu yang sama" Sel sebagai unit fungsional teke&il dai tubuh da'at men(alankan fungsi hidu' se&aa lengka' dan sem'una se'eti 'embelahan! 'enafasan! 'etumbuhan dan lainnya" Sel tedii dai dua kom'onen utama! yaitu sito'lasma dan inti sel ,nu&leus-" Sito'lasma mengandung se(umlah oganel sel yang befungsi mengatu bebagai fungsi metabolisme 'enting sel" Inti sel mengandung stuktu biologik yang sangat kom'leks yang disebut
komosom
yang
mem'unyai
'eanan
'enting
sebagai
tem'at
'enyim'anan semua infomasi genetika yang behubungan dengan ketuunan atau kaakteistik dasa manusia" Komosom manusia yang be(umlah /7 'asang mengandung ibuan gen yang meu'akan suatu antai 'endek dai 2NA ,2eoo?yibonu&lei& a&id- yang memba*a suatu kode infomasi tetentu dan s'esifik" Inteaksi antaa adiasi dengan sel hidu' meu'akan 'oses yang belangsung se&aa betaha'" %oses ini dia*ali dengan taha' fisik dan diakhii dengan taha' biologik" Ada em'at taha'an inteaksi! yaitu 9
"9 ahap Fisik
Taha' isik beu'a absobsi enegi adiasi 'engion yang menyebabkan te(adinya eksitasi dan ionisasi 'ada molekul atau atom 'enyusun bahan biologi" %oses ini belangsung sangat singkat dalam ode 10)1: detik" Kaena sel sebagian besa ,=0- tesusun atas ai! maka ionisasi a*al yang te(adi di dalam sel adalah teuainya molekul ai men(adi ion 'ositif H/5dan e) sebagai ion negatif" %oses ionisasi ini da'at ditulis dengan 9 H/5 adiasi 'engion
H/5 e)
89 ahap Fisikokimia
Taha' fisikokimia dimana atom atau molekul yang teeksitasi atau teionisasi mengalami eaksi)eaksi sehingga tebentuk adikal bebas yang tidak stabil" Taha' ini belangsung dalam ode 10): detik" Kaena sebagian besa tubuh
manusia tesusun atas ai! maka 'eanan ai sangat besa dalam menentukan hasil akhi dalam taha' fisikokimia ini" Efek langsung adiasi 'ada molekul atau atom 'enyusun tubuh selain ai hanya membeikan sumbangan yang ke&il bagi akibat biologi akhi dibandingkan dengan efek tak langsungnya melalui media ai tesebut" Ion)ion yang tebentuk 'ada taha' 'etama inteaksi akan beaksi dengan molekul ai lainnya sehingga menghasilkan bebea'a ma&am 'oduk ! diantaanya adikal bebas yang sangat eaktif dan toksik melalui adiolisis ai! yaitu 5H ) dan H" $eaksi kimia yang te(adi dalam taha' kedua inteaksi ini adalah9 H/5
H 5H)
H/5 e H/5)
H/5)
5H) H
$adikal bebas 5H) da'at membentuk 'eoksida ,H /5/ - yang besifatoksidato kuat melalui eaksi beikut 9 5H) 5H
H/5/
#9 ahap Kimia dan Biologi
Taha' kimia dan biologi yang belangsung dalam bebea'a detik dan ditandai dengan te(adinya eaksi antaa adikal bebas dan 'eoksida dengan molekul oganik sel seta inti sel yang tedii atas komosom" $eaksi ini akan menyebabkan te(adinya keusakan)keusakan tehada' molekul)molekul dalam sel" 8enis keusakannya begantung 'ada (enis molekul yang beeaksi" 8ika eaksi itu te(adi dengan molekul 'otein! ikatan antai 'an(ang molekul akan 'utus sehingga 'otein usak" Molekul yang 'utus ini men(adi tebuka dan da'at melakukan eaksi lainnya" $adikal bebas dan 'eoksida (uga da'at meusak stuktu biokimia molekul en.im sehingga fungsi en.im teganggu" Komosom dan molekul 2NA didalamnya (uga da'at di'engauhi oleh adikal bebas dan 'eoksida sehingga te(adi mutasi genetik"
49 ahap Biologis
Taha' biologis yang ditandai dengan te(adinya tangga'an biologis yang be4aiasi begantung 'ada molekul 'enting mana yang beeaksi dengan adikal bebas dan 'eoksida yang te(adi 'ada taha' ketiga" %oses ini belangsung dalam
ode bebea'a 'uluh menit hingga bebea'a 'uluh tahun! begantung 'ada tingkat keusakan sel yang te(adi" Bebea'a akibat da'at mun&ul kaena keusakan sel! se'eti kematian sel se&aa langsung! 'embelahan sel tehambat atau tetunda seta te(adinya 'eubahan 'emanen 'ada sel anak setelah sel induknya membelah" Keusakan yang te(adi da'at meluas dai skala selule ke (aingan! ogan dan da'at 'ula menyebabkan kematian" Se&aa biologis efek adiasi da'at dibedakan atas9 •
Bedasakan 8enis Sel yang Tekena %a'aan $adiasi Sel dalam tubuh manusia tedii dai sel genetik dan sel somatik" Sel genetik adalah sel telu 'ada 'eem'uan dan sel s'ema 'ada laki)laki! sedangkan sel somatik adalah sel)sel lainnya yang ada dalam tubuh"
Gambar /.
•
Bedasakan 8enis Sel! maka Efek $adiasi da'at dibedakan atas9 •
%ek Genetik 0nonsomatik atau e%ek pewarisan adalah efek yang diasakan oleh ketuunan dai indi4idu yang tekena 'a'aan adiasi"
•
%ek Somatik adalah efek adiasi yang diasakan oleh indi4idu yang te'a'a adiasi" aktu yang dibutuhkan sam'ai telihatnya ge(ala efek somatik sangat be4aiasi sehingga da'at dibedakan atas9
Efek segea adalah keusakan yang se&aa klinik sudah da'at teamati 'ada indi4idu dalam *aktu singkat setelah indi4idu tesebut te'a'a adiasi! se'eti e'ilasi ,ontoknya ambut-! eitema ,memeahnya kulit-! luka baka dan 'enuunan (umlah sel daah" Keusakan tesebut telihat dalam *aktu hai sam'ai mingguan 'as&a iadiasi"
Efek tetunda meu'akan efek adiasi yang bau timbul setelah *aktu yang lama ,bulanan+tahunan- setelah te'a'a adiasi! se'eti kataak dan kanke"
•
Bedasakan 2osis $adiasi Bila ditin(au dai dosis adiasi ,untuk ke'entingan 'oteksi adiasi-! efek adiasi dibedakan atas9 •
Efek -tokastik
Efek stokastik adalah efek 'enyebab" Meu'akan fungsi dosis adiasi dan di'ekiakan tidak mengenal dosis ambang" Efek ini te(adi
sebagai
akibat 'a'aan adiasi
dengan dosis yang
menyebabkan te(adinya 'eubahan 'ada sel" Dii)&ii efek stokastik9 o
Tidak mengenal dosis ambang
o
Timbul setelah melalui masa tenang yang lama
o
Ke'aahannya tidak begantung 'ada dosis adiasi
o
Tidak ada 'enyembuhan s'ontan
o
Efek ini meli'uti9 kanke! leukemia ,efek somatik-! dan 'enyakit ketuunan ,efek genetik-"
•
Efek 6eterministik ,non)stokastik-
Efek 2eteministik adalah efek yang kualitas ke'aahannya be4aiasi menuut dosis dan hanya timbul bila dosis ambang dilam'aui" Efek ini te(adi kaena adanya 'oses kematian sel akibat 'a'aan adiasi yang mengubah fungsi (aingan yang tekena adiasi"
Ada'un &ii)&ii efek non)stokastik! antaa lain9 o
Mem'unyai dosis ambang
o
Umumnya timbul bebea'a saat setelah adiasi
o
Adanya 'enyembuhan s'ontan ,tegantung ke'aahan-
o
Tingkat ke'aahan tegantung tehada' dosis adiasi
o
Efek ini meli'uti 9 luka baka! steilitas + kemandulan! kataak ,efek somatik-"
%engauh $adiasi Tehada' 5gan Tubuh Manusia 9 1"
5gan Kulit Efek deteministik 'ada kulit begantung 'ada besanya dosis" %a'aan
adiasi sekita /)7 Gy da'at menimbulkan efek kemeahan ,eitema-" %ada kulit saat dosis sekita 7; @ Gy menyebabkan te(adinya keontokan ambut ,e'ilasi- dan 'engelu'asan kulit ,deskuamasi keing- dalam *aktu 7; : minggu setelah 'a'aan adiasi" %ada dosis yang lebih tinggi! sekita 1/; /0 Gy! akan mengakibatkan te(adinya 'engelu'asan kulit disetai dengan 'ele'uhan dan benanah ,blisteseta 'eadangan akibat infeksi 'ada la'isan dalam kulit ,demis- sekita >; : minggu kemudian" Kematian (aingan ,nekosis- timbul dalam *aktu 10 minggu setelah 'a'aan adiasi dengan dosis lebih besa dai /0 Gy! sebagai akibat dai keusakan yang 'aah 'ada kulit dan 'embuluh daah" Bila dosis yang di teima men&a'ai <0 Gy! nekosis akan te(adi dalam *aktu yang lebih singkat yaitu sekita 7 minggu" Efek stokastik 'ada kulit adalah kanke kulit" Keadaan ini! bedasakan studi e'idemiologi! banyak di(um'ai 'ada 'aa 'enambang uanium yang mendeita kanke kulit di daeah muka akibat 'a'aan adiasi dai debu uanium yang menem'el 'ada muka"
/"
Mata Mata tekena 'a'aan adiasi baik akibat dai adiasi lokal ,akut atau
'otaksi- mau'un 'a'aan adiasi seluuh tubuh" Lensa mata adalah stuktu mata yang 'aling sensitif tehada' adiasi" Keusakan 'ada lensa dia*ali dengan tebentuknya titik)titik kekeuhan atau hilangnya sifat tans'aansi sel seabut
lensa yang mulai da'at dideteksi setelah 'a'aan adiasi sekita 0!< Gy" Keusakan ini besifat akumulatif dan da'at bekembang sam'ai te(adi kebutaan akibat kataak" Tidak se'eti efek deteministik 'ada umumnya! kataak tidak akan te(adi bebea'a saat setelah 'a'aan! teta'i setelah masa laten bekisa dai : bulan sam'ai 7< tahun! dengan eata sekita 7 tahun
7"
%au %au
da'at tekena
'a'aan adiasi
ekstena dan intena" Efek
deteministik beu'a 'neumonitis biasanya mulai timbul setelah bebea'a minggu atau bulan" Efek utama adalah 'neumonitis intestisial yang da'at diikuti dengan te(adinya fibosis sebagai akibat dai usaknya sel sistim 4askulaisasi ka'ile dan (aingan ikat yang da'at beakhi dengan kematian" Keusakan sel yang mengakibatkan te(adinya 'eadangan akut 'au ini biasanya te(adi 'ada dosis < ; 1< Gy" %ekembangan tingkat keusakan sangat begantung 'ada 4olume 'au yang tekena adiasi dan la(u dosis" Hal ini (uga da'at te(adi setelah inhalasi 'atikel adioaktif dengan akti4itas tinggi dan *aktu 'ao 'endek" Setelah inhalasi! distibusi dosis da'at te(adi dalam 'eiode *aktu yang lebih singkat atau lebih lama! antaa lain begantung 'ada ukuan 'atikel dan bentuk kimia*inya" Efek stokastik beu'a kanke 'au" Keadaan ini banyak di(um'ai 'ada 'aa 'enambang uanium" Selama melakukan akti4itasnya! 'aa 'eke(a menginhalasi gas $adon)/// sebagai hasil luuh dai uanium"
>"
5gan e'oduksi Efek deteministik 'ada ogan e'oduksi atau gonad adalah steilitas atau
kemandulan" %a'aan adiasi 'ada testis akan mengganggu 'oses 'embentukan sel s'ema yang akhinya akan mem'engauhi (umlah sel s'ema yang akan dihasilkan" %oses 'embentukan sel s'ema dia*ali dengan 'embelahan sel stem+induk dalam testis" Sel stem akan membelah dan bedifeensiasi sambil bemigasi sehingga sel yang tebentuk sia' untuk dikeluakan" 2engan demikian teda'at se(umlah sel s'ema dengan tingkat kematangan yang bebeda! yang
beati mem'unyai tingkat adio sensiti4itas yang bebeda 'ula" 2osis adiasi 0!1< Gy meu'akan dosis ambang steilitas sementaa kaena sudah mengakibatkan te(adinya 'enuunan (umlah sel s'ema selama bebea'a minggu" 2osis adiasi sam'ai 1 Gy menyebabkan kemandulan selama bebea'a bulan dan dosis 1; 7Gy kondisi steil belangsung selama 1; / tahun" Menuut ID$% :0! dosis ambang steilitas 'emanen adalah 7!<; : Gy" %engauh adiasi 'ada sel telu sangat begantung 'ada usia" Semakin tua usia!
semakin
sensitif
tehada' adiasi"
Selain steilitas!
adiasi
da'at
menyebabkan meno'ouse dini sebagai akibat dai gangguan homonal system e'oduksi" 2osis teendah yang diketahui da'at menyebabkan steilitas sementaa adalah 0!:< Gy" 2osis ambang steilitas menuut ID$% :0 adalah /!<; : Gy" %ada usia yang lebih muda ,/0)an-! steilitas 'emanen te(adi 'ada dosisyang lebih tinggi yaitu 1/; 1< Gy! teta'i 'ada usia >0)an dibutuhkan dosis <; =Gy" Efek stokastik 'ada sel geminal lebih dikenal dengan efek 'e*aisan yang te(adi kaena mutasi 'ada gen atau komosom sel 'emba*a ketuunan ,sel s'ema dan sel telu-" %eubahan kode genetik yang te(adi akibat 'a'aan adiasi akan di*aiskan 'ada ketuunan indi4idu te'a(an" %enelitian 'ada he*an dan tumbuhan menun(ukkan bah*a efek yang te(adi be4aiasi dai ingan hingga kehilangan fungsi atau kelainan anatomik yang 'aah bahkan kematian 'ematue"
<"
Sistem %embentukan 2aah Sumsum tulang sebagai tem'at 'embentukan sel daah! adalah ogan
sasaan 'a'aan adiasi dosis tinggi akan mengakibatkan kematian dalam *aktu bebea'a minggu" Hal ini disebabkan kaena te(adinya 'enuunan se&aa ta(am sel sistem+induk 'ada sumsum tulang" 2osis adiasi seluuh tubuh sekita 0!< Gy sudah da'at menyebabkan 'enekanan 'oses 'embentukan sel)sel daah sehingga (umlah sel daah akan menuun" Kom'onen sel daah tedii dai sel daah meah ,eitosit-! sel daah 'utih ,lekosit- dan sel ke'ing daah ,tombosit-" Sel leukosit da'at dibedakan atas sel limfosit dan netofil" $adio sensiti4itas dai bebagai (enis sel daah inibe4aiasi! sel yang 'aling sensitif adalah sel limfosit dan sel yang 'aling esisten adalah sel eitosit"
8umlah sel limfosit menuun dalam *aktu bebea'a (am 'as&a 'a'aan adiasi! sedangkan (umlah ganulosit dan tombosit (uga menuun teta'i dalam *aktu yang lebih lama! bebea'a hai atau minggu" Sementaa 'enuunan (umlah eitosit te(adi lebih lambat! bebea'a minggu kemudian" %enuunan (umlah sel limfosit absolut+total da'at digunakan untuk mem'ekiakan tingkat ke'aahan yang mungkin dideita seseoang akibat 'a'aan adiasi akut" %ada dosis yang lebih tinggi! indi4idu te'a'a umumnya mengalami kematian sebagai akibat dai infeksi kaena te(adinya 'enuunan (umlah sel lekosit ,limfosit dan ganulositatau dai 'endaahan yang tidak da'at dihentikan kaena menuunnya (umlah tombosit dalam daah" Efek stokastik 'ada sumsum tulang adalah leukemia dan kanke sel daah meah" Bedasakan 'engamatan 'ada 'aa koban bom atom di Hioshima dan Nagasaki! leukemia meu'akan efek stokastik tetunda 'etama yang te(adi setelah 'a'aan adiasi seluuh tubuh dengan masa laten sekita / tahun dan 'un&aknya setalah setelah :; = tahun"
:"
Sistem %en&enaan Bagian dai sistim ini yang 'aling sensitif tehada' adiasi adalah usus
halus" Keusakan 'ada saluan 'en&enaan makanan membeikan ge(ala mual! muntah! diae! gangguan sistem 'en&enaan dan 'enyea'an makanan" 2osis adiasi yang tinggi da'at mengakibatkan kematian kaena dehidasi akibat muntah dan diae yang 'aah" Efek stokastik yang timbul beu'a kanke 'ada e'itel saluan 'en&enaan"
="
8anin Efek 'a'aan adiasi 'ada (anin dalam kandungan sangat begantung 'ada
kehamilan 'ada saat te'a'a adiasi" 2osis ambang yang da'at menimbulkan efek 'ada (anin adalah 0!0< Gy" %ekembangan (anin dalam kandungan da'at dibagi atas 7 taha'" Taha' 'etama yaitu 'eim'lantasi dan im'lantasi yang dimulai dai 'oses 'embuahan sam'ai menem'elnya .igot 'ada dinding ahim yang te(adi sam'ai umu kehamilan / minggu" %engauh adiasi 'ada taha' ini menyebabkan kematian (anin"
Taha' kedua adalah ogano genesis 'ada masa kehamilan /;= minggu" Efek yang mungkin timbul beu'a malfomasi tubuh dan kematian neonatal" Taha' ketiga adalah taha' fetus 'ada usia kehamilan @; >0minggu dengan 'engauh adiasi beu'a etadasi 'etumbuhan dan etadasimental" 8anin (uga beisiko tehada' efek stokastik dan yang 'aling besa adalah isiko te(adinya leukemia 'ada masa anak)anak" Kemunduan mental diduga te(adi kaena salah sambung sel)sel syaaf di otak yang menyebabkan 'enuunan nilai IO" 2osis ambang di'ekiakan sekita 0!1 Gy untuk usia kehamilan @ ) 1< minggu dan sekita 0!> ) 0!: Gy untuk usia kehamilan1: ) /< minggu" %eke(a *anita yang hamil teta' da'at beke(a selama dosis adiasi yang mungkin diteimanya haus selalu dikontol se&aa ketat" Komisi meekomendasikan 'embatasan dosis adiasi yang diteima 'emukaan 'eut *anita hamil tidak lebih dai 1 mS4" Efek stokastik beu'a kanke tioid" Hal ini banyak te(adi sebagai akibat 'a'aan adiasi tindakan adiotea'i ,sam'ai < Gy- 'ada kelen(a timus bayi yang mendeita 'embesaan kelen(a timus akibat infeksi" %a'aan adiasi 'ada kelen(a timus yang beada te'at di ba*ah kelen(a tioid ini menyebabkan kelen(a tioid (uga teiadiasi *alau'un dengan dosis yang lebih endah" Hal ini mengakibatkan indi4idu tesebut mendeita kanke tioid setelah de*asa"
BAB 222 PE100P
#9" -imp)lan
1" $adiasi adalah 'an&aan enegi melalui suatu matei atau uang dalam bentuk 'anas! 'atikel atau gelombang elektomagnetik+&ahaya ,foton- dai sumbe adiasi" /" $adiasi teda'at bebea'a (enis dengan tin(auan yang bebeda" ; 2itin(au dai massanya! adiasi dibagi men(adi
adiasi
elektomagnetik ,adiasi yang tidak memiliki massa-dan adiasi 'atikel ,'atikel yang memiliki massa-" 3 2itin(au dai muatan listiknya! adiasi dibagi men(adi adiasi 'engion ,adiasi yang a'abila menumbuk atau menabak sesuatu! akan mun&ul 'atikel bemuatan listik yang disebut ion- dan adiasi non) 'engion ,adiasi yang tidak da'at menimbulkan ionisasi-" 7" $adiasi te(adi kaena adanya enegi yang meman&a akibat ionisasi dan eksitasi elekton" $adiasi membeikan efek (angka 'an(ang 'ada tubuh manusia dan dalam mengetahui kebeadaan adiasi itu memelukan detekto" Se&aa biologis efek adiasi da'at dibedakan atas9 •
Bedasakan 8enis Sel yang Tekena %a'aan $adiasi
sel genetik dan sel
somatik" Bedasakan 2osis $adiasi
efek stokastik dan efek deteministik"
%engauh adiasi tehada' ogan tubuh manusia meli'uti 9 • •
5gan Kulit Mata
• • • • •
•
%au 5gan e'oduksi Sistem 'en&enaan Sistem 'embentukan daah 8anin
6AFAR P0-AKA
Alan matin P Samuael A Habisonm" 1@:" Radiation #rotection !Thid Edition" Ne* Qok NQ 100" Alatas! Rubaidah dan Qanti Lusiyanti" /001" %ek kesehatan radiasi non pengion pada manusia" 8akata9 %usat Keselamatan $adiasi dan Biomedika Nukli! Badan Tenaga Nukli Nasional" Amsyai! uad" 1@" Radiasi Dosis Rendah dan #engaruhnya !erhadap 4esehatan" Suabaya9 Ailangga Uni4esity %ess" Aief! Lata Muhamad" /01/" #engendalian $ahaya Radiasi lektromagnitik di tempat 4er5a" 8akata 9 Uni4esitas Esa Unggul" Dembe! Heman" 1@@" #engantar (isika 4esehatan" Semaang9 IKI% Semaang %ess" S*amadika! Alit! I"B" /00" #engaruh Radiasi Gelombang lektromagnetik !erhadap 4esehatan Manusia" Bali9 Uni4esitas Udayana"