Peluruhan radioaktif Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Langsung ke: navigasi, cari
Simbol trefoil digunakan untuk menunjukkan sebuah material radioaktif. Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom. Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.
Pendahuluan Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir. Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.
Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir, berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar inti atom. (Beberapa reaksi nuklir melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk "tumbukkan" dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan dalam fisi nuklir/fusi nuklir.
Penemuan Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut. Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.
Partikel Alfa tidak mampu menembus selembar kertas, partikel beta tidak mampu menembus pelat alumunium. Untuk menghentikan gamma diperlukan lapisan metal tebal, namun karena penyerapannya fungsi eksponensial akan ada sedikit bagian yang mungkin menembus pelat metal Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru ditemukan ini mirip dengan penemuan sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan bisa terjadi. Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut masih bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral. Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat ketimbang partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan menjebaknya dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari spektrum emisi dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya adalah sebuah inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta dengan sinar katode serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X. Para peneliti ini juga menemukan bahwa banyak unsur kimia lainnya yang mempunyai isotop radioaktif. Radioaktivitas juga memandu Marie Curie untuk mengisolasi radium dari barium; dua buah unsur yang memiliki kemiripan sehingga sulit untuk dibedakan.
Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak serta merta diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali diamati oleh insinyur listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik (health physics); untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari. Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun 1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini. Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang memasarkan obat paten yang mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia memperingatkan efek radiasai pada tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie dikemudian hari meninggal akibat Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya ia terpapar Radium). Pada tahun 1930an produk pengobatan yang mengandung bahan radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas.
Mode Peluruhan Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z). Mode peluruhan Partikel yang terlibat Peluruhan dengan emisi nukleon: Peluruhan alfa Sebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti Emisi proton Sebuah proton dilepaskan dari inti Emisi neutron Sebuah neutron dilepaskan dari inti Sebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom dengan Fisi spontan inti yang lebih kecil disertai dengan pemancaran partikel lainnya Inti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil tertentu Peluruhan cluster (A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel alfa Berbagai peluruhan beta: Sebuah inti memancarkan Peluruhan beta elektron dan sebuah antineutrino || (A, Z+1) Emisi positron Sebuah inti memancarkan positron dan sebuah neutrino Sebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan Tangkapan elektron memancarkan sebuah neutrino Sebuah inti memancarkan dua elektron dan dua Peluruhan beta ganda antineutrinos Tangkapan elektron Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit dan
Inti anak (A-4, Z-2) (A-1, Z-1) (A-1, Z) (A-A1, Z-Z1) + (A1,Z1)
(A, Z-1) (A, Z-1) (A, Z+2) (A, Z-2)
ganda memancarkan dua neutrino Tangkapan elektron Sebuah inti menangkap satu elektron yang mengorbit dengan emisi positron memancarkan satu positron dan dua neutrino Emisi positron ganda Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua neutrino Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama: Sebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah foton Peluruhan gamma energi tinggi (sinar gamma) Inti yang tereksitasi mengirim energinya pada sebuah Konversi internal elektron orbital dan melepaskannya
(A, Z-2) (A, Z-2) (A, Z) (A, Z)
Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan persamaan . Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang dipancarkan.
Rantai peluruhan dan mode peluruhan ganda Banyak inti radioaktif yang mempunyai mode peluruhan berbeda. Sebagai contoh adalah Bismuth-212, yang mempunyai tiga. Inti anak yang dihasilkan dari proses peluruhan biasanya juga tidak stabil, kadang lebih tidak stabil dari induknya. Bila kasus ini terjadi, inti anak tadi akan meluruh lagi. Proses kejadian peluruhan berurutan yang menghasilkan hasil akhir inti stabil, disebut rantai peluruhan.
Keberadaan dan penerapan Menurut teori Big Bang, isotop radioaktif dari unsur teringan (H, He, dan Li) dihasilkan tidak berapa lama seteleah alam semesta terbentuk. Tetapi, inti-inti ini sangat tidak stabil sehingga tidak ada dari ketiganya yang masih ada saat ini. Karenanya sebagian besar inti radioaktif yang ada saat ini relatif berumur muda, yang terbentuk di bintang (khususnya supernova) dan selama interaksi antara isotop stabil dan partikel berenergi. Sebagai contoh, karbon-14, inti radioaktif yang mempunyai umur-paruh hanya 5730 tahun, secara terus menerus terbentuk di atmosfer atas bumi akibat interaksi antara sinar kosmik dan Nitrogen. Peluruhan radioaktif telah digunakan dalam teknik perunut radioaktif, yang digunakan untuk mengikuti perjalanan subtansi kimia di dalam sebuah sistem yang kompleks (seperti organisme hidup misalnya). Sebuah sampel dibuat dengan atom tidak stsbil konsentrasi tinggi. Keberadaan substansi di satu atau lebih bagian sistem diketahui dengan mendeteksi lokasi terjadinya peluruhan. Dengan dasar bahwa proses peluruhan radioaktif adalah proses acak (bukan proses chaos), proses peluruhan telah digunakan dalam perangkat keras pembangkit bilangan-acak yang merupakan perangkat dalam meperkirakan umur absolutmaterial geologis dan bahan organik.
Laju peluruhan radioaktif Laju peluruhan, atau aktivitas, dari material radioaktif ditentukan oleh: Konstanta:
Waktu paruh - simbol - waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya. Rerata waktu hidup - simbol - rerata waktu hidup (umur hidup) sebuah material radioaktif. Konstanta peluruhan - simbol - konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan waktu hidup (umur hidup).
(Perlu dicatat meskipun konstanta, mereka terkait dengan perilaku yang secara statistik acak, dan prediksi menggunakan kontanta ini menjadi berkurang keakuratannya untuk material dalam jumlah kecil. Tetapi, peluruhan radioaktif yang digunakan dalam teknik penanggalan sangat handal. Teknik ini merupakan salah satu pertaruhan yang aman dalam ilmu pengetahuan sebagaimana yang disampaikan oleh [1]) Variabel:
Aktivitas total - simbol - jumlah peluruhan tiap detik. Aktivitas khusus - simbol - jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi. "Jumlah substansi" dapat berupa satuan massa atau volume.)
Persamaan:
dimana adalah jumlah awal material aktif.
Pengukuran aktivitas Satuan aktivitas adalah: becquerel (simbol Bq) = jumah disintegrasi (pelepasan)per detik ; curie (Ci) = disintegrasi per detik; dan disintegrasi per menit (dpm).
Waktu peluruhan
Sebagaimana yang disampaikan di atas, peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses acak dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh, melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sebuah sampel radioisotop tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN yang akan terjadi pada selang (interval) waktu dt adalah sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom, maka kemungkinan (probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:
Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada persamaan menunjukkan bahwa jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan. Penyelesaian dari persamaan diferensial orde 1 ini adalah fungsi berikut:
Fungsi di atas menggambarkan peluruhan exponensial, yang merupakan penyelesaian pendekatan atas dasar dua alasan. Pertama, fungsi exponensial merupakan fungsi berlanjut, tetapi kuantitas fisik N hanya dapat bernilai bilangan bulat positif. Alasan kedua, karena persamaan ini penggambaran dari sebuah proses acak, hanya benar secara statistik. Akan tetapi juga, dalam banyak kasus, nilai N sangat besar sehingga fungsi ini merupakan pendekatan yang baik. Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material biasanya juga dicirikan oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia meluruh, dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atomatom material tersebut. Rerata waktu hidup disimbolkan dengan , dan mempunyai hubungan dengan konstanta peluruhan sebagai berikut:
Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh bagian dari sebelumnya. Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan adalah sebagai berikut:
Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan tingkat radiasi rendah akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 1024 tahun untuk inti hampir stabil, sampai 10-6 detik untuk yang sangat tidak stabil.
Artikel bertopik kimia ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya. Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.
Essay Journal Categorized Uncategorized Archive
Pengertian Radioaktivitas Posted by : Muhadzis Pengertian Radioaktivitas Suatu zat radioaktif (radioactive substance) dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang memiliki sifat untuk mengemisikan radiasi secara spontan yang mampu berjalan melewati lembaranlembaran logam dan zat-zat lain yang tak tembus terhadap cahaya. Radiasi tersebut berlaku dengan cara yang sama seperti pada cahaya terhadap suatu pelat fotografi, menyebabkan fluoresensi bertanda dalam zat-zat tertentu dan memberikan konduktivitas listrik pada udara. (Chadwick,
1921)
Radioaktivitas merupakan karakteristik dari suatu inti atom. Inti tersebut, dan dengannya sebuah atom sebagai suatu keseluruhan, mengalami perubahan spontan yang dikenal sebagai radioaktif atau transformasi inti dan disebut juga dengan peluruhan (decay) atau disintegrasi. Energi yang dilepaskan per transformasi inti dan ditangani sebagai radiasi inti, sebagai suatu kaidah, kira-kira 103 hingga 106 kali lebih tinggi daripada energi yang dilepaskan per atom yang terlibat dalam reaksi
kimia.
(Lowenthal
dan
Airey,
2004)
Radioaktivitas adalah suatu proses peluruhan spontan dan transformasi pada inti atom tidak stabil yang disertai dengan emisi partikel-partikel inti dan/atau radiasi elektromagnet (disebut juga
radiasi
inti).
(L’
Annunziata,
2007)
Radioaktivitas dapat didefinisikan sebagai transformasi spontan inti dalam atom tidak stabil yang menghasilkan formasi unsur-unsur baru. Transformasi tersebut digolongkan ke dalam salah satu dari beberapa mekanisme, di antaranya emisi partikel alfa, partikel beta dan emisi positron serta penangkapan elektron orbital. Masing-masing dari reaksi tersebut mungkin saja atau mungkin juga
tidak
disertai
dengan
radiasi
gamma.
(Cember
Mekanisme
dan
Johnson,
2009)
Radioaktivitas
Peluruhan radioaktif merupakan transformasi spontan inti yang menghasilkan bentuk unsurunsur baru. Dalam proses ini, suatu nuklida “induk” yang tidak stabil P bertransformasi menjadi suatu nuklida “anak” D yang lebih stabil melalui berbagai proses. Secara simbol proses tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
P → D + d1 + d2 + ... di mana hasil-hasil yang lebih ringan d1 + d2 + ... merupakan partikel-partikel yang diemisikan. Proses tersebut biasanya disertai dengan emisi radiasi gamma. Jika nuklida anak juga ternyata tidak stabil, proses peluruhan radioaktif berlanjut lebih jauh dalam suatu rantai peluruhan hingga sebuah nuklida stabil dapat tercapai. Peluruhan radioaktif merupakan suatu proses nuklir dan sebagian besar tidak bergantung pada keadaan fisis dan kimiawi nuklida tersebut. Proses yang sebenarnya pada peluruhan radioaktif bergantung pada rasio neutron terhadap proton dan pada hubungan massa-energi dari induk, anak dan partikel yang diemisikan. Sebagaimana dengan setiap reaksi nuklir, berbagai hukum kekekalan harus dipegang. Terdapat 8 moda peluruhan murni yang diketahui (α, β-, β+, ec, SF, n, p, CE). Sebagai tambahan terhadap moda peluruhan murni tersebut, masih terdapat moda-moda campuran, berkisar antara
proses peluruhan beta khusus seperti neutron tertunda beta, alpha, atau emisi proton hingga moda peluruhan yang lebih eksotik seperti emisi dua-proton (2p) dan emisi “cluster”. Emisi cluster merupakan suatu istilah umum yang mencakup berbagai proses peluruhan langka. (Magill dan Galy,
2005)
Secara umum yang paling sering ditemui pada seluruh transformasi radioaktif terbagi ke dalam beberapa
kategori
1.
Emisi
berikut: alfa
2. Transisi isobarik (Misalkan nomor atom inti induk adalah Z, sehingga darinya inti anak adalah Z+1, jika sebuah partikel beta yang diemisikan, atau Z-1, jika sebuah positron yang diemisikan. Nomor massa atom anak sama dengan yang ada pada induk.)
Emisi beta (negatron)
Emisi positron
Penangkapan elektron orbital
3. Transisi isomerik (Nomor atom dan nomor massa atom pada anak sama dengan yang ada pada induk.)
Emisi gamma
Konversi internal. (Cember dan Johnson, 2009)
Manfaat dan Bahaya Zat Radioaktif pada Berbagai Aspek Kehidupan Sehari-hari
Diposkan oleh Reza Rafiq MZ di | 22:55
Zat radio aktif adalah setiap zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau dua nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar untuk suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan ketentuan dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency). Namun, masih terdapat beberapa zat yang walaupun mempunyai aktivitas jenis lebih rendah daripada batas itu dapat dianggap sebagai zat radioaktif karena tidak mungkin ditentukan batas yang sama bagi semua zat mengingat sifat masing-masing zat tersebut berbeda. Berikut manfaat dan bahaya zat radio aktif pada kehidupan sehari-hari: Manfaat Zat Radioaktif A. Bidang Kedokteran Penggunaan radioaktif untuk kesehatan sudah sangat banyak, dan sudah berapa juta orang di dunia yang terselamatkan karena pemanfaatan radioaktif ini. Sebagai contoh sinar X untuk penghancur tumor atau untuk foto tulang. Berdasarkan radiasinya: 1) Sterilisasi radiasi. Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu: a) Sterilisasi radiasi lebihsempurna dalam mematikan mikroorganisme. b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia. c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit. 2) Terapi tumor atau kanker. Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.
3) Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone Densitometer Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan radiasi gamma atau sinar-X. Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar-X yang diserap oleh tulang yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan oleh komputer yang dipasang pada alat bone densitometer tersebut. Teknik ini bermanfaat untuk membantu mendiagnosiskekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita pada usia menopause (matihaid).
4) Three Dimensional Conformal Radiotheraphy (3d-Crt) Terapi radiasi dengan menggunakan sumber radiasi tertutup atau pesawat pembangkit radiasi telah lama dikenal untuk pengobatan penyakit kanker. Perkembangan teknik elektronika maju dan peralatan komputer canggih dalam dua dekade ini telah membawa perkembangan pesat dalam teknologi radioterapi. Dengan menggunakan pesawat pemercepat partikel generasi terakhir telah dimungkinkan untuk melakukan radioterapi kanker dengan sangat presisi dan tingkat keselamatan yang tinggi melalui kemampuannya yang sangat selektif untuk membatasi bentuk jaringan tumor yang akan dikenai radiasi, memformulasikan serta memberikan paparan radiasi dengan dosis yang tepat pada target. Dengan memanfaatkan teknologi 3D-CRT ini sejak tahun 1985 telah berkembang metoda pembedahan dengan menggunakan radiasi pengion sebagai pisau bedahnya (gamma knife). Dengan teknik ini kasus-kasus tumor ganas yang sulit dijangkau dengan pisau bedah konvensional menjadi dapat diatasi dengan baik oleh pisau gamma ini, bahkan tanpa perlu membuka kulit pasien dan yang terpenting tanpa merusak jaringan di luar target. 5) Teknik Pengaktivan Neutron Teknik nuklir ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan mineral tubuh terutama untuk unsur-unsur yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah yang sangat kecil (Co, Cr, F, Fe, Mn, Se, Si, V, Zn dsb) sehingga sulit ditentukan dengan metoda konvensional. Kelebihan teknik ini terletak pada sifatnya yang tidak merusak dan kepekaannya sangat tinggi. Di sini contoh bahan biologik yang akan diperiksa ditembaki dengan neutron. Penggunaan radioaktif dalam bidang kedokteran terutama untuk pendeteksian jenis kelainan di dalam tubuh dan untuk penyembuhan kanker yang sangat sukar dioperasi menggunakan metode lama. Prinsip radioaktif ini juga dimanfaatkan untuk pengetesan kualitas bahan di dalam suatu industri yang dapat dipergunakan dengan mudah dan dengan ketelitian yang tinggi. Radioisotop yang digunakan dalam bidang
kedokteran dapat berupa sumber terbuka (unsealed source) dan sumber tertup (sealed source). Ketika radioisotop tersebut tidak dapat dipergunakan lagi, maka sumber radioaktif bekas tersebut sudah menjadi limbah radioaktif. Dalam bidang kedokteran, radiografi digunakan untuk mengetahui bagian dalam dari organ tubuh seperti tulang, paru-paru dan jantung. Dalam radiografi dengan menggunakan film sinar-x, maka obyek yang diamati sering tertutup oleh jaringan struktur lainnya, sehingga didapatkan pola gambar bayangan yang didominasi oleh struktur jaringan yang tidak diinginkan. Hal ini akan membingungkan para dokter untuk mendiagnosa organ tubuh tersebut. Untuk mengatasi hal ini maka dikembangkan teknologi yang lebih canggih yaitu CT-Scanner. Radioisotop Teknesium-99m (Tc-99m) merupakan radioisotop primadona yang mendekati ideal untuk mencari jejak di dalam tubuh. Hal ini dikarenakan radioisotop ini memiliki waktu paro yang pendek sekitar 6 jam sehingga intensitas radiasi yang dipancarkannya berkurang secara cepat setelah selesai digunakan. Radioisotop ini merupakan pemancar gamma murni dari jenis peluruhan electron capture dan tidak memancarkan radiasi partikel bermuatan sehingga dampak terhadap tubuh sangat kecil. Selain itu, radioisotop ini mudah diperoleh dalam bentuk carrier free (bebas pengemban) dari radioisotop molibdenum-99 (Mo-99) dan dapat membentuk ikatan dengan senyawasenyawa organik. Radioisotop ini dimasukkan ke dalam tubuh setelah diikatkan dengan senyawa tertentu melalui reaksi penandaan (labelling). Di dalam tubuh, radioisotop ini akan bergerak bersama-sama dengan senyawa yang ditumpanginya sesuai dengan dinamika senyawa tersebut di dalam tubuh. Dengan demikian, keberadaan dan distribusi senyawa tersebut di dalam tubuh yang mencerminkan beberapa fungsi organ dan metabolisme tubuh dapat dengan mudah diketahui dari hasil pencitraan. Pencitraan dapat dilakukan menggunakan kamera gamma. Radioisotop ini dapat pula digunakan untuk mencari jejak terjadinya infeksi bakteri, misalnya bakteri tuberkolose, di dalam tubuh dengan memanfaatkan terjadinya reaksi spesifik yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Terjadinya reaksi spesifik tersebut dapat diketahui menggunakan senyawa tertentu, misalnya antibodi, yang bereaksi secara spesifik di tempat terjadinya infeksi. Beberapa saat yang lalu di Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR) BATAN telah berhasil disintesa radiofarmaka bertanda teknesium99m untuk mendeteksi infeksi di dalam tubuh. Produk hasil litbang ini saat ini sedang direncanakan memasuki tahap uji klinis. Dalam bidang kesehatan radioisotop digunakan sebagai perunut (tracer) untuk mendeteksi kerusakan yang terjadi pada suatu organ tubuh. Selain itu radiasi dari radioisotop tertentu dapat digunakan untuk membunuh sel-sel kanker sehingga tidak perlu dilakukan pembedahan untuk mengangkat jaringan sel kanker tersebut. Berikut ini adalah contoh beberapa radioisotop yang dapat digunakan dalam bidang kesehatan (Sutresna, 2007). Contoh radioisotop dalam bidang kedokteran : • I-131 Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak • Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung • Tc-99 & Ti-201 Mendeteksi kerusakan jantung • Na-24 Mendeteksi gangguan peredaran darah
• Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru • P-32 digunakan untuk pengobatan penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukkan sel darah merah yang berlebihan. Didalam penggunaannya P-32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya yang memancarkan sinar beta dapat menghambat pembentukan sel darah merah pada sumsum tulang. Sedangkan, sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran, sebelum dikemas dan ditutup rapat, misalnya pada proses sterilisasi alat suntik. Sebenarnya sebelum dikemas, alat suntik sudah disterilkan. Tetapi, pada proses pengemasan masih mungkin terjadi kontaminasi, sehingga setelah alat suntik tersebut dikemas dan ditutup rapat perlu dilakukan sterilisasi ulang dengan menggunakan sinar gamma (Sutresna, 2007).
B. Bidang Hidrologi 1.Mempelajari kecepatan aliran sungai. 2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah. C. Bidang Biologis 1. Mempelajari kesetimbangan dinamis. 2. Mempelajari reaksi pengesteran. 3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis. D. Bidang pertanian 1. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis 2. Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi 3. Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang. E. Bidang Industri 1. Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam 2. Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam 3. Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni 4. Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil 5.. Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja. F. Bidang Arkeologi 1. Menentukan umur fosil dengan C-14 Bahaya Zat Radioaktif Pencemaran zat radioaktif, pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktorreaktor atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi. yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR penyebab kanker tulang dan 131J.
Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang. Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi.
2. Manfaat dan Bahaya Gelombang Elektromagnetik
Manfaat Gelombang Elektromagnetik A. Gelombang radio (MF dan HF) -Untuk komunikasi radio (memanfaatkan sifat gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh).
B. Gelombang radio (UHF dan VHF) -Untuk komunikasi satelit ( memanfaatkan sifat gelombang UHF dan VHF yang dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit).
C. Gelombang Mikro -Untuk pemanas microwave -Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging) -Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul -Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut -Digunakan pada rangkaian Televisi -Gelombang RADAR diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat. D. Sinar Inframerah -Untuk terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy) -Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail -Untuk fotografi diagnosa penyakit -Digunakan pada remote control berbagai peralatan elektronik, alarm pencuri -Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif -Pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut. -Sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan.
E. Sinar tampak -Membantu penglihatan mata manusia -Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi. F. Sinar Ultraviolet -Untuk proses fotosintesis pada tumbuhan -Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia -Dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan -Untuk memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank.
G. Sinar X (Sinar Rontgen) -Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen -Untuk analisa struktur bahan / kristal -Mendeteksi keretakan / cacat pada logam -Memeriksa barang-barang di bandara udara / pelabuhan. H. Sinar Gamma -Dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker -Dimanfaatkan untuk sterilisasi peralatan rumah sakit -Untuk sterilisasi makanan, bahan makanan kaleng -Untuk pembuatan varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi -Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga) -Untuk medeteksi keretakan /cacat pada logam (seperti kegunaan sinar X juga) -Untuk sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran. Paparan radiasi ultraviolet-B yang berlebih terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan bangunan dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia, radiasi UV-B berlebih dapat menimbulkan penyakit kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi. Selain itu, peningkatan radiasi gelombang pendek UV-B juga dapat memicu reaksi kimiawi di atmosfer bagian bawah, yang mengakibatkan penambahan jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, terjadinya hujan asam serta peningkatan gangguan saluran pernapasan. 1. Pada tumbuhan, radiasi UV-B dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai jenis tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil. Sebagai akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan menjadi rusak. 2. Pulsa microwaves dapat menimbulkan efek stres pada kimia syaraf otak. 3. Apabila terjadi lubang ozon, maka sinar UV, khususnya yang jenis UV tipe B yang memiliki panjang gelombang 290 nm, yang menembus ke permukaan bumi dan kemudian mengenai orang, dapat menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah
molekul DNA, dan bahkan bila berlangsung menerus dalam jangka lama dapat memicu kanker kulit, termasuk terhadap mahluk hidup lainnya.
4. Radiasi HP dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori, pemakaian HP bisa menyebabkan kanker otak. 5. Beberapa efek negatif yang bisa muncul sebagai akibat radiasi HP antara lain kerusakan sel saraf, menurunnya atau bahkan hilangnya konsentrasi, merusak sistem kekebalan tubuh, meningkatkan tekanan darah, hingga gangguan tidur dan perubahan aktivitas otak. 6. Sebagian besar garis-garis wajah dan kerut/keriput disebabkan oleh pemaparan berlebihan terhadap sinar UV, baik UVA yang bertanggung jawab atas noda gelap, kerut/keriput, dan melanoma maupun UVB yang bertanggung jawab atas kulit terbakar dan karsinoma. 7. Dampak negatif wi-fi sehubungan dengan radiasi elektromagnetik : keluhan nyeri di bagian kepala, telinga, tenggorokan dan beberapa bagian tubuh lain bila berada dekat dengan peralatan elektronik atau menara pemancar. Bahaya Gelombang Elektromagnetik 1. Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet). 2. Dapat menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet). 3. Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet). 4. Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet). 5. Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma).
Perkembangan Keradioaktifan Pada tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan sinar katode. Ia menemukan bahwa tabung sinar katoda menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus besar yang dapat menghitamkan film foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar X tidak mengandung elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik. Sinar X tidak dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya. Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen tersebut, maka Henry Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidik sinar X, tetapi secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan. Pada penelitiannya ia menemukan bahwa garam-garam uranium dapat merusak film foto meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini karena garam-
garam uranium tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini dinamakan radio aktivitas spontan. Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel, selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium. Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif. Ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif. Partikel-partikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida secara alami memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi tersebut. 2. Sinar-sinar radioaktif mempunyai sifat-sifat: 1. Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis. 2. Dapat mengionkan gas yang disinari. 3. Dapat menghitamkan pelat film. 4. Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi). 5. Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β, dan γ. 3. Macam-macam sinar radioaktif 1. Sinar Alfa (α) Radiasi ini terdiri dari seberkas sinar partikel alfa. Radiasi alfa terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan positif dengan muatan +2 dan massa atomnya 4. Partikel ini dianggap sebagai inti helium karena mirip dengan inti atom helium. Sewaktu menembus zat,sinar α menghasilkan sejumlah besar ion. Oleh karena bermuatan positif partikel α dibelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik. Partikel alfa memiliki daya tembus yang rendah. Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 –10 persen kecepatan cahaya. 2. Sinar Beta (β) Berkas sinar β terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan negatif dan partikel β identik dengan elektron. Sinar beta mempunyai daya tembus yang lebih besar tetapi daya pengionnya lebih kecil dibandingkan sinar α . Berkas ini dapat menembus kertas aluminium setebal 2 hingga 3 mm. Partikel beta juga dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet , tetapi arahnya berlawanan dari partikel alfa. Selain itu partikel β mengalami pembelokan yang lebih besar dibandingkan partikel dalam medan listrik maupun dalam medan magnet. Hal itu terjadi karena partikel β mempunyai massa yang jauh lebih ringan dibandingkan partikel α 3. Sinar Gamma Beberapa proses peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel α atau β menyebabkan inti
berada dalam keadaan energetik, sehingga inti selanjutnya kehilangan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik yaitu sinar gamma. Sinar gamma mempunyai daya tembus besar dan berkas sinar ini tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet. Sinar gamma mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. 4. Struktur Inti Inti atom tersusun dari partikel-partikel yang disebut nukleon. Suatu inti atom yang diketahui jumlah proton dan neutronnya disebut nuklida.
Macam-macam nuklida: a. Isotop: nuklida yang mempunyai jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda. Contoh:
b. Isobar: nuklida yang mempunyai jumlah proton dan neutron sama tetapi jumlah proton berbeda. Contoh:
c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama. Contoh:
5. Pita Kestabilan
Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan mempunyai nuklida stabil maupun tidak stabil (radioaktif). Contoh pada atom hidrogen, inti atom protium dan deuterium adalah stabil sedangkan inti atom tritium tidak stabil. Waktu paruh tritium sangat pendek sehingga tidak ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak ditemukan inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah angka banding dengan proton. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Bagi nuklida dengan Z = 20, perbandingan neutron terhadap proton (n/p) sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka perbandingan neutron terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5. Inti atom yang tidak stabil akan mengalami peluruhan menjadi inti yang lebih stabil dengan cara:
6. Reaksi pada Inti Reaksi yang terjadi di inti atom dinamakan reaksi nuklir. Jadi Reaksi nuklir melibatkan perubahan yang tidak terjadi di kulit elektron terluar tetapi terjadi di inti atom. Reaksi nuklir memiliki persamaan dan perbedaan dengan reaksi kimia biasa. Persamaan reaksi nuklir dengan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut. a. Ada kekekalan muatan dan kekekalan massa energi. b. Mempunyai energi pengaktifan.
c. Dapat menyerap energi (endoenergik) atau melepaskan energi (eksoenergik). Perbedaan antara reaksi nuklir dan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut. a. Nomor atom berubah. b. Pada reaksi endoenergik, jumlah materi hasil reaksi lebih besar dari pereaksi, sedangkan dalam reaksi eksoenergik terjadi sebaliknya. c. Jumlah materi dinyatakan per partikel bukan per mol. d. Reaksi-reaksi menyangkut nuklida tertentu bukan campuran isotop. Reaksi nuklir dapat ditulis seperti contoh di atas atau dapat dinyatakan seperti berikut. Pada awal dituliskan nuklida sasaran, kemudian di dalam tanda kurung dituliskan proyektil dan partikel yang dipancarkan dipisahkan oleh tanda koma dan diakhir perumusan dituliskan nuklida hasil reaksi. Contoh
Ada dua macam partikel proyektil yaitu: a. Partikel bermuatan seperti , atau atom yang lebih berat seperti b. Sinar gamma dan partikel tidak bermuatan seperti neutron. Contoh 1. Penembakan dengan partikel alfa
2. Penembakan dengan proton
3. Penembakan dengan neutron
a. Reaksi Pembelahan Inti Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi yang diperoleh jika uranium ditembak dengan neutron. Otto Hahn dan F. Strassman, berhasil mengisolasi suatu senyawa unsur golongan II A, yang diperoleh dari penembakan uranium dengan neutron. Mereka menemukan bahwa jika uranium ditembak dengan neutron akan menghasilkan beberapa unsur menengah yang bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi. Contoh reaksi fisi.
Dari reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari 35 cara sebagai hasil pembelahan uranium-235. Ditinjau dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan mengandung banyak proton. Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat bahwa setiap pembelahan inti oleh satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron. Setelah satu atom uranium-235 mengalami pembelahan, neutron hasil pembelahan dapat digunakan untuk pembelahan atom uranium-235 yang lain dan seterusnya sehingga dapat menghasilkan reaksi rantai. Bahan pembelahan ini harus cukup besar sehingga neutron yang dihasilkan dapat tertahan dalam cuplikan itu. Jika cuplikan terlampau kecil, neutron akan keluar sehingga tidak terjadi reaksi rantai. b. Reaksi Fusi Pada reaksi fusi, terjadi proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi inti yang lebih berat. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar daripada energy yang dihasikan reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang sama. Perhatikan reaksi fusi dengan bahan dasar antara deuterium dan litium berikut.
Reaksi-reaksi fusi biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat celsius. Pada suhu ini terdapat plasma dari inti dan elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu tinggi ini disebut reaksi termonuklir. Energi yang dihasikan pada reaksi fusi 7. Waktu paro Waktu pro adalah waktu yang dibutuhkan unsur radioaktif untuk mengalami peluruhan sampai menjadi 1/2 kali semula (masa atau aktivitas). Rumus:
Nt = massa setelah peluruhan N0 = massa mula-mula T = waktu peluruhan t( 1)/2 = waktu paro Contoh: Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paro 4 jam. Jika semula tersimpan 16 gram unsur radioaktif, maka berapa massa zat yang tersisa setelah meluruh 1 hari ? Jawab :
8. Kegunaan radioaktif A. Sebagai Perunut 1. Bidang Kedokteran Digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi berbagai jenis penyakit, antara lain: a. 24 Na, mendeteksi adanya gangguan peredaran darah. b. 59Fe, mengukur laju pembentukan sel darah merah. c. 11C, mengetahui metabolisme secara umum. d. 131I, mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid. e. 32P, mendeteksi penyakit mata, liver, dan adanya tumor. 2. Bidang Industri Digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi, seperti pada: a. Industri makanan, sinar gama untuk mengawetkan makanan, membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada sayur dan buahbuahan. b. Industri metalurgi, digunakan untuk mendeteksi rongga udara pada besi cor, mendeteksi sambungan pipa saluran air, keretakan pada pesawat terbang, dan lain-lain. c. Industri kertas, mengukur ketebalan kertas. d. Industri otomotif, mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja. 3. Bidang Hidrologi a. 24Na dan 131I, digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air sungai.
b. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah. c. 14C dan 13C, menentukan umur dan asal air tanah. 4. Bidang Kimia Digunakan untuk analisis penelusuran mekanisme reaksi kimia, seperti: a. Dengan bantuan isotop oksigen–18 sebagai atom perunut, dapat ditentukan asal molekul air yang terbentuk. b. Analisis pengaktifan neutron. c. Sumber radiasi dan sebagai katalis pada suatu reaksi kimia. d. Pembuatan unsur-unsur baru. 5. Bidang Biologi a. Mengubah sifat gen dengan cara memberikan sinar radiasi pada gen-gen tertentu. b. Menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis menggunakan radioisotop C–14. c. Meneliti gerakan air di dalam batang tanaman. d. Mengetahui ATP sebagai penyimpan energi dalam tubuh dengan menggunakan radioisotop 38F. 6. Bidang Pertanian a. 37P dan 14C, mengetahui tempat pemupukan yang tepat. b. 32P, mempelajari arah dan kemampuan tentang serangga hama. c. Mutasi gen atau pemuliaan tanaman. d. 14C dan 18O, mengetahui metabolisme dan proses fotosintesis. 7. Bidang Peternakan a. Mengkaji efisiensi pemanfaatan pakan untuk produksi ternak. b. Mengungkapkan informasi dasar kimia dan biologi maupun antikualitas pada pakan ternak. c. 32P dan 35S, untuk pengukuran jumlah dan laju sintesis protein di dalam usus besar. d. 14C dan 3H, untuk pengukuran produksi serta proporsi asam lemak mudah menguap di dalam usus besar. B. Sebagai Sumber Radiasi 1. Bidang Kedokteran Digunakan untuk sterilisasi radiasi, terapi tumor dan kanker. 2. Bidang Industri Digunakan untuk: a. Perbaikan mutu kayu dengan penambahan monomer yang sudah diradiasi, kayu menjadi lebih keras dan lebih awet. b. Perbaikan mutu serat tekstil dengan meradiasi serat tekstil, sehingga titik leleh lebih tinggi dan mudah mengisap zat warna serta air. c. Mengontrol ketebalan produk yang dihasilkan, seperti lembaran kertas, film, dan lempeng logam. d. 60Co untuk penyamakan kulit, sehingga daya rentang kulit yang disamak dengan cara ini lebih baik daripada kulit yang disamak dengan cara biasa.
3. Bidang Peternakan Digunakan untuk: a. Mutasi gen dengan radiasi untuk pemuliaan tanaman. b. Pemberantasan hama dengan meradiasi serangga jantan sehingga mandul. c. Pengawetan bahan pangan dengan radiasi sinar-X atau gama untuk membunuh telur atau larva. d. Menunda pertunasan pada bawang, kentang, dan umbi-umbian untuk memperpanjang masa penyimpanan. Dampak negatif dari radiasi zat radioaktif, antara lain: 1. Radiasi zat radioaktif dapat memperpendek umur manusia. Hal ini karena zat radioaktif dapat menimbulkan kerusakan jaringan tubuh dan menurunkan kekebalan tubuh. 2. Radiasi zat radioaktif terhadap kelenjar-kelenjar kelamin dapat mengakibatkan kemandulan dan mutasi genetik pada keturunannya. 3. Radiasi zat radioaktif dapat mengakibatkan terjadinya pembelahan sel darah putih, sehingga mengakibatkan penyakit leukimia. 4. Radiasi zat radioaktif dapat menyebabkan kerusakan somatis berbentuk lokal dengan tanda kerusakan kulit, kerusakan sel pembentuk sel darah, dan kerusakan sistem saraf. 9. Pengaruh Radiasi pada Makhluk Hidup Akibat radiasi yang melebihi dosis yang diperkenankan dapat menimpa seluruh tubuh atau hanya lokal. Radiasi tinggi dalam waktu singkat dapat menimbulkan efek akut atau seketika sedangkan radiasi dalam dosis rendah dampaknya baru terlihat dalam jangka waktu yang lama atau menimbulkan efek yang tertunda. Radiasi zat radioaktif dapat memengaruhi kelenjarkelenjar kelamin, sehingga menyebabkan kemandulan. Berdasarkan dari segi cepat atau lambatnya penampakan efek biologis akibat radiasi radioaktif ini, efek radiasi dibagi menjadi seperti berikut. 1. Efek segera Efek ini muncul kurang dari satu tahun sejak penyinaran. Gejala yang biasanya muncul adalah mual dan muntah muntah, rasa malas dan lelah serta terjadi perubahan jumlah butir darah. 2. Efek tertunda Efek ini muncul setelah lebih dari satu tahun sejak penyinaran. Efek tertunda ini dapat juga diderita oleh turunan dari orang yang menerima penyinaran. Sinar gama (Sinar gamma; seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Sinar gama membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras.
Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gama dan sinar X dari energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi elektromagnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gama dibedakan dengan sinar X dari sumber mereka. Sinar gama adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada tumpang-tindih antara apa yang kita sebut sinar gama energi rendah dan sinar-X energi tinggi. Sinar gama merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih menembus dari radiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tapi kurang mengionisasi. .
