RADIOAKTIVITAS

PendahuluanRadioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti tak-stabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif. Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida) ditentukan oleh konstanta peluruhan (l), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paro (t). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap radionuklida. Berdasarkan sumbernya, radioaktivitas dibedakan atas radioaktivitas alam dan radioaktivitas buatan. Radioaktivitas buatan banyak digunakan di berbagai bidang. Atom terdiri atas inti atom dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya. Reaksi kimia biasa (seperti reaksi pembakaran dan penggaraman), hanya menyangkut perubahan pada kulit atom, terutama elektron pada kulit terluar, sedangkan inti atom tidak berubah. Reaksi yang menyangkut perubahan pada inti disebut reaksi inti atau reaksi nuklir (nukleus=inti). Reaksi nuklir ada yang terjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif. Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun,inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat dasyat, lebih besar dan reaksi kimia biasa. Pada tahun 1895, W.C. Rontgen menemukan bahwa tabung sinar katode mengahasilkan suatu radiasi berdaya tembus tinggi yang dapat menghitamkan film potret, walaupun film tersebut terbungkus kertas hitam. Karena belum mengenal hakekatnya, sinar ini dinamai sinar X. Ternyata sinar X adalah suatu radiasi elektromagnetik yang timbul karena benturan berkecepatan tinggi (yaitu sinar katode dengan suatu materi (anode). Sekarang sinar X disebut juga sinar rontgen dan digunakan untuk rongent yaitu untuk mengetahui keadaan organ tubuh bagian dalam. Penemuan sinar X membuat Henry Becguerel tertarik untuk meneliti zat yang bersifat fluorensensi, yaitu zat yang dapat bercahaya setelah terlebih dahulu mendapat radiasi (disinari), Becquerel menduga bahwa sinar yang dipancarkan oleh zat seperti itu seperti sinar X. Secara kebetulan, Becquerel meneliti batuan uranium. Ternyata dugaan itu benar bahwa sinar yang dipancarkan uranium dapat menghitamkan film potret yang masih terbungkus kertas hitam. Akan tetapi, Becqueret menemukan bahwa batuan uranium memancarkan sinar

berdaya tembus tinggi dengan sendirinya tanpa harus disinari terlebih dahulu. Penemuan ini terjadi pada awal bulan Maret 1986. Gejala semacam itu, yaitu pemancaran radiasi secara spontan, disebut keradioaktifan, dan zat yang bersifat radioaktif disebut zat radioaktif. Zat radioaktif yang pertama ditemukan adalah uranium. Pada tahun 1898, Marie Curie bersamasama dengan suaminya Pierre Curie menemukan dua unsur lain dari batuan uranium yang jauh lebih aktif dari uranium. Kedua unsur itu mereka namakan masing-masing polonium (berdasarkan nama Polonia, negara asal dari Marie Curie), dan radium (berasal dari kata Latin radiare yang berarti bersinar). 1. Definisi radioaktivitas Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain. Radioaktivitas merupakan Salah satu gejala yang sangat penting dari inti atom. Meskipun nuklida-nuklida diikat oleh gaya inti yang cukup kuat, banyak nuklida yang tidak mantap secara spontan meluruh menjadi nuklida lain melalui pemancaran partikel alpha, beta dan gamma. Energi gamma lebih besar dibandingkan dengan energi beta dan alfa. Sedangkan radiasi yang energinya terkecil adalah partikel alfha.

Gambar 1. Ilustrasi daya tembus partikel alfa, beta, gamma.

Radioaktivitas ditemukan oleh H. Becquerel pada tahun 1896. Becquerel menamakan radiasi dengan uranium. Dua tahun setelah itu, Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan menggunakan alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan kristal yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie Curie berhasil membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan jumlah kadar uranium yang dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping itu, Marie Curie juga menemukan bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak dipengaruhi oleh suhu atau

tekanan, dan radiasi uranium dipancarkan secara spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan. Marie Curie juga meneliti campuran senyawa lain, dan menemukan bahwa campuran senyawa thorium juga memancarkan radiasi yang sama dengan campuran senyawa uranium, dan sifat pemancaran radiasi seperti ini diberi nama radioaktivitas. Pada tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur baru ini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu Polandia. Setelah itu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya dengan menganalisis pitch blend (bijih uranium). Mereka berpendapat bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur yang radioaktivitasnya lebih kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama mereka mengumumkan bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur baru ini dinamakan radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi. Detail dari penemuan ini dapat dilihat pada pokok bahasan tentang Penemuan Radioaktivitas Alam. Penemuan Radioaktivitas Tahun 1895 Roentgen mendeteksi sinar X dengan fluoresensi yang ditimbulkannya dalam bahan tertentu. Ketika Henry Becquerel (ahli fluoresensi dan fosforesensi) mempelajari hal kebalikannya (1896) secara tidak sengaja menemukan bahwa garam uranium dapat menghitamkan pelat foto walaupun tidak diberi sinar terlebih dahulu. Jadi bahan itu memancarkan sinar dengan sendirinya. Beberapa waktu kemudian Marie Curie dari Polandia menemukan unsur lain yang juga bahan radioaktif yakni Polonium dan Radium yang ternyata 1000 x lebih aktif dari uranium dan radium. Rutherford membedakan tiga komponen dalam radiasi radionuklide yaitu partikel alfa , partikel beta dan sinar gamma seperti pada gambar di atas. Aktifitas radioaktif merupakan laju perubahan inti atom pembentuknya. Kejadian/s = Becqurel N dt dNA. 1 becquerel = 1 Bq = kejadian/s 1 curie = 1 ci = 3,7 x 1010 Bq 1 curie hampir sama dengan aktivitas 1 gram Radium (ditemukan Marie curie) Penentuan Umur Radiometrik Dengan menggunakan metode peluruhan radioaktif memungkinkan penentuan umur batuan dan benda yang mempunyai asal biologis. Karena peluruhan radioaktif berlangsung dengan laju tetap dan tak bergantung kondisi luar maka rasio antara jumlah nuklide dan nuklide anak stabil dalam benda yang diselidiki akan menunjukkan umurnya. Sinar kosmik merupakan inti atomik berenergi tinggi terutama terdiri dari proton yang bergerak menembus galaksi kita kira kira 1018 diantaranya sampai ke bumi tiap detik. Ketika memasuki

atmosfer bumi menumbuk inti atom sehingga menimbulkan hujan partikel sekunder. Diantaranya neutron yang dapat bereaksi terhadap inti hidrogen dalam atmosfer dan membentuk radiocarbon dengan pemancaran proton. Sesaat setelah dihasilkan atom C 14 6 menempel pada molekul oksigen dan membentuk CO2 radioaktif. Tanaman hijau mengambil CO2 supaya tetap hidup sehingga setiap tanaman mengandung karbon radioaktif. Binatang makan tanaman sehingga binatangpun menjadi radioaktif. Setelah mati binatang tidak menyerap radiokarbon dan radiokarbon yang dikandungnya terus meluruh menjadi 14N. Setelah 5600 tahun benda ini memiliki setengah jumlah radiokarbon asal. Dengan mengetahui radiokarbonnya umur suatu benda dapat ditentukan. Kebanyakan batuan purba umurnya ditentukan dari yang didapatkan pada tanaman hijau dan dipercaya berumur 3,8 bilyun tahun yang lalu. Deret Radioaktif Kebanyakan unsur radioaktif yang ada di alam adalah anggota dari empat deret radioaktif. Penyebab terdapat empat deret adalah peluruhan alfa mereduksi nomor massa sebuah inti dengan 4 deret yaitu : 1. Deret Thorium A = 4n 2. Deret Neptunium A = 4n + 1 3. Deret Uranium A = 4n + 2 4. Deret Actinium A = 4n + 3

2. Waktu ParoWaktu paro (t) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu radionuklida untuk meluruh sehingga jumlahnya tinggal setengahnya. Radiasi radionuklida mempunyai sifat yang khas (unik) untuk masing-masing inti. Peristiwa pemancaran radiasi suatu radionuklida sulit untuk ditentukan, tetapi untuk sekumpulan inti yang sama, kebolehjadian peluruhannya dapat diperkirakan. Waktu paro bersifat khas terhadap setiap jenis inti. Laju pancaran radiasi dalam satuan waktu disebut konstanta peluruhan (l) dan secara matematik hubungan antara l dan t dinyatakan dengan l = 0,693/ t

3. Radioaktivitas alam dan buatanBerdasarkan asalnya, radioaktivitas dikelompokkan menjadi radioaktivitas alam, dan radioaktivitas buatan, yaitu hasil kegiatan yang dilakukan manusia. Dalam radioaktivitas alam, ada yang berasal dari alam dan dari radiasi kosmik. Radioaktivitas buatan dipancarkan oleh radioisotop yang sengaja dibuat manusia, dan berbagai jenis radionuklida dibuat sesuai dengan penggunaannya.

4. Radioaktivitas alam4.1 Radioaktivitas primordial Pada litosfer, banyak terdapat inti radioaktif yang sudah ada bersamaan dengan terjadinya bumi, yang tersebar secara luas yang disebut radionuklida alam. Radionuklida alam banyak terkandung dalam berbagai macam materi dalam lingkungan, misalnya dalam air, tumbuhan, kayu, bebatuan, dan bahan bangunan. Radionuklida primordial dapat ditemukan juga di dalam tubuh mausia. Terutama radioisotope yang terkandung dalam kalium alam. Uraian lengkap mengenai radioaktivitas alam dijelaskan pada pokok bahasan "inti radioaktif alam (08-01-01-02)". 4.2 Radioaktivitas yang berasal dari radiasi kosmik Pada saat radiasi kosmik masuk ke dalam atmosfer bumi, terjadi interaksi dengan inti atom yang ada di udara menghasilkan berbagai macam radionuklida. Yang paling banyak dihasilkan adalah H-3 dan C-14. Kecepatan peluruhan dan kecepatan pembentukan radionuklida seimbang, sehingga secara teoritis jumlahnya di alam adalah tetap. Berdasarkan fenomena tersebut, maka dengan mengukur kelimpahan C-14 yang ada dalam suatu benda, dapat ditentukan umur dari benda tersebut dan metode penentuan umur ini dinamakan penanggalan karbon (Carbon Dating).

5. Radioaktivitas Buatan5.1. Radioaktivitas yang berhubungan dengan pembangkit listrik tenaga nuklir Energi yang dihasilkan oleh proses peluruhan dapat digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir. Dalam instalasi pembangkit listrik tenaga nuklir, faktor keselamatan radiasi menjadi prioritas yang utama, dan dengan berkembangnya teknologi pembangkit listrik tenaga nuklir, maka tingkat keselamatan radiasinya pun semakin tinggi. 5.2. Radioaktivitas akibat percobaan senjata nuklir Radioaktivitas yang berasal dari jatuhan radioaktif akibat percobaan senjata nuklir disebut fall out. Tingkat radioaktivitas dari fall out yang paling tinggi terjadi pada tahun 1963 dan setelah itu jumlahnya terus menurun. Hal itu disebabkan pada tahun 1962 Amerika dan Rusia mengakhiri percobaan senjata nuklir di udara. 5.3. Radioaktivitas dalam kedokteran Radioaktivitas yang berasal dari radioisotop dalam bidang kedokteran digunakan misalnya untuk diagnosis, terapi, dan sterilisasi alat kedokteran. Uraian lengkap dari

penggunaan radioaktivitas di bidang kedokteran dapat dibaca pada pokok bahasan penggunaan radiasi dalam bidang kedokteran. 5.4. Radioaktivitas dalam rekayasa teknologi Penggunaan radiasi dalam bidang pengukuran (gauging), analisis struktur materi, pengembangan bahan-bahan baru, dan sebagai sumber energi dibahas dalam pokok bahasan penggunaan radiasi dalam rekayasa teknologi. 5.5. Radioaktivitas dalam bidang pertanian Penggunaannya dalam bioteknologi, pembasmian serangga atau penyimpanan bahan pangan, dan teknologi pelestarian lingkungan dibahas dalam pokok bahasan penggunaan radiasi dalam produksi pertanian, kehutanan dan laut.

6. Peluruhan RadioaktifPeluruhan rasioaktif bersifat eksponensial, dimana jumlah fraksi yang tersisa setelah peluruhan. Dalam praktek, kita tak dapa secara langsung mengetahui nilai N atau bahkan dN/dt. Sebagai pendekatan digunakan nilai A (aktivitas), yaitu : A = disintegrasi/satuan waktu. Karena aktivitas sebanding dengan N, maka bias digunakan hubungan berikut, dengan asumsi kita hanya mengukur spesi tunggal saja: Satuan yang umum digunakan: _ dps : disintegrasi per sekon _ dpm : disintegrasi per menit _ Ci, Curie = 3,7 x 1010 dps = 2,22 x 1012 dpm _ Bq, Becquerel (satuan SI) = 1 kejadian s-1 = 1 dps _ Dalam studi radioanalitik, satuan yang biasa digunakan adalah mCi atau mCi.

7. Pengaruh RadiasiRadiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia. Ionisasi: dalam hal ini partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul zat yang dilalui sehinga terbentuk ion positip dan elektron terion. Eksitasi dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari atom atau molekul zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Pemutusan Ikatan Kimia radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif rnempunyai energi yang dapat mernutuskan ikatan-ikatan kimia. 7.1 Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkanionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang

reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll. Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama. Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnose atau terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman. 7.2 Efek Radiasi pada Tubuh Manusia Radiasi dapat mengganggu fungsi normal tubuh manusia, dari taraf yang paling ringan hingga fatal. Derajat taraf ini tergantung pada beberapa faktor: 1. Jenis radiasi Radiasi eksternal adalah merupakan radiasi yang berasal dari luar tubuh manusia yang dapat memberikan radiasi total pada tubuh atau partial/sebagian. Radiasi dari sumber alpha dan beta yang berkekuatan kurang dari 65 KeV, tidak cukup kuat untuk menembus kulit manusia, sehingga tidak berbahaya. Radiasi dari sumber sinar-X dan gamma serta neutron lain yang lebih besar dari 65 KeV, cukup kuat untuk menembus kulit manusia sehingga cukup berbahaya. 2. Radiasi internal adalah masuknya radionuklida pada tubuh manusia melalui saluran pernapasan, saluran pencernaan, dan luka pada kulit. 3. Lamanya penyinaran. 4. Jarak sumber dengan tubuh. 5. Ada tidaknya penghalang antara sumber dengan tubuh.

8. Interaksi Radiasi dengan Tubuh ManusiaApabila tubuh manusia terkena radiasi maka partikel-partikel radiasi akan secara langsung mengadakan interaksi dengan bagian yang terkecil dari sel, yakni atom-atom yang ada di sel. Adapun interaksi tersebut dapat berlangsung secara langsung maupun tidak langsung. Interaksi langsung terjadi apabila penyerapan energi langsung pada

molekulmolekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologik penting, seperti DNA. Sedangkan interaksi radiasi tidak langsung terjadi bila interaksi radiasi dengan molekulmolekul air dalam sel berlangsung lebih dahulu, kemudian efeknya mengenai molekul-

molekul organik yang penting. Hal ini terjadi karena 80% tubuh manusia terdiri dari air. Akibat interaksi ini, terjadi proses ionisasi atau eksitasi atom-atom dalam sel yang bisa menyebabkan terjadinya perubahan struktur kimiawi dari molekul DNA, atau terjadi mutasi titik (point mutation) dalam sel tersebut. Ini menyebabkan perubahan yang berat dari struktur kromosom (chromosome aberration). Perubahan struktur kromosom kemungkinan menyebabkan kerusakan pada tingkatan tertentu dalam suatu organ. Hal ini akan terjadi pada sel yang peka terhadap radiasi (sensitive organ). Namun, bisa terjadi sebaliknya, yaitu akibat interaksi dengan radiasi bisa sembuh dengan sendirinya melalui proses biologis dalam sel, disebut dengan proses perbaikan sendiri (cell repair). Hal ini tergantung pada kemampuan dan macam sel yang bersangkutan. Jika perbaikannya tidak sempurna, akan menghasilkan sel yang tetap hidup, tetapi sudah berubah. Di lain, pihak partikel radiasi dapat pula mengadakan interaksi dengan molekul air dalam sebuah sel. Dimungkinkan juga terjadi perubahan-perubahan sehingga terbentuk molekul-molekul baru, yaitu H2O2 dan HO2 yang amat beracun yang mengakibatkan kerusakan-kerusakan jaringan tubuh. Selain melalui kedua proses tersebut, radiasi dapat pula menyebabkan terjadinya reaksireaksi kimiawi lain dalam organ atau jaringan tubuh, seperti reaksi protein denaturalisasi dan perubahan enzimatis. Juga reaksi hormonal dalam jaringan, yang pada akhirnya akan lebih mempercepat proses kerusakan yang kronis dan tetap, terutama pada organ-organ yang tetap.

9. Radioaktivitas dan Dampaknya Bagi LingkunganEnergi nuklir digunakan untuk memanaskan uap seperti juga bahan bakar fosil tetapi sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir dengan demikian pada intinya merupakan mesin uap yang mengunakan uranium sebagai bahan bakar.pembangkit tenaga nuklir pada operasi normal hampir tida menghasilkan polusi udara ,tetapi kecelakaan dapat melepaskan radioaktifitas tingkat tinggi yang dapat merusak. Pada jaman teknologi canggih seperti sekarang, terdapat pula radiasi buatan yang ditimbulkan oleh peralatan-peralatan modern seperti sinar X pada peralatan medis, televisi, monitor komputer, reaktor nuklir, percobaan bom nuklir dan lain-lain. Betapa ngerinya misalnya pada saat kita mendengar kebocoran reaktor nuklir di Chernobyl beberapa tahun yang silam. Yang ditakuti orang adalah bahaya radiasinya,radiasi yang berlebihan akan membahayakan kehidupan manusia. Oleh karena radiasi alamiah tidak

membahayakan kehidupan, manusia sebagai makhluk hidup tidak dilengkapi dengan indera yang dapat memantau adanya radiasi ini. Tidak seperti bahaya panas yang dapat kita ketahui secara dini melalui syarat-syarat kita, kita bahkan tidak menyadari keberadaan sumber radiasi!. Radiasi buatan seringkali melewati ambang batas radiasi yang dapat diterima tubuh manusia secara aman. Selain kecelakaan pada reaktor nuklir, hulu-hulu ledak bom nuklir antar benua masih merupakan ancaman serius bagi kehidupan manusia dewasa ini. Akibat radiasi bom nuklir pada kehidupan manusia sudah dibuktikan pada tahun pada tahun 1945, yakni peristiwa pengeboman kota Nagasaki dan Hiroshima yang mengakhiri Perang Pasifik antara Sekutu melawan Jepang. Sampai sekarang pengeboman ini adalah satu-satunya peristiwa yang memberikan data tentang akibat radiasi berlebihan pada manusia. Sebuah lembaran hitam dalam sejarah teknologi umat manusia yang diharapkan tidak akan terulang kembali. Untuk mengenal bahaya radiasi dalam kehidupan sehari-hari hanya ada satu cara, yaitu mempelajari pengertian radiasi itu sendiri. Tulisan ini mencoba untuk mengetengahkan seluk beluk radiasi baik yang alamiah maupun yang buatan. Apalagi pada awal abad 21 nanti Indonesia akan memasuki era PLTN, kekurang mengertian tentang radiasi dapat menimbulkan pro-kontra yang berkepanjangan.Kristal. Radiasi gelombang elektromagnetik yang berbahaya antara lain adalah sinar ultraviolet, sinar X dan sinar gamma. Sinar-sinar ini memiliki energi yang tinggi. Sinar ultarviolet yang berlebihan dapat menimbulkan radang bahkan kanker kulit. Untunglah ionosfer bumi memiliki lapisan ozon yang mampu menahan sebagian besar sinar ultra-violet dari matahari. Belakangan ditengarai bahwa lapisan ozon yang melindungi kita ini mulai berlubang-lubang akibat aktifitas manusia sendiri di permukaan bumi. Sinar X adalah

pancaran energi akibat elektron yang diperlambat secara mendadak oleh atom-atom berat. Proses seperti ini disebut bremsstrablung. Energinya begitu tinggi sehingga daya tembusnya amat besar. Daya tembus ini dimanfaatkan dunia kedokteran untuk membuat citra bagian dalam tubuh manusia, yang sering kita kenal sebagai foto roentgen. Gelombang elektromagnetik yang terkuat adalah sinar gamma, sinar ini dihasilkan oleh inti atom radioaktif yang meluruh ke tingkat energi lebih rendah. Sinar gamma pada sinar kosmis sebagian terjadi akibat pertemuan partikel dengan anti-partikelnya seperti elektron dengan positron. Radiasi partikel yang banyak dijumpai adalah radiasi elektron, misalnya sinar katoda yang ada pada tabung TV dan monitor komputer. Kemudian proton,

ion helium 4 He, elektron yang bersama-sama dengan netron dan netrino menghujani bumi tiap saat sebagai sinar kosmis. Unsur-unsur radioaktif yang banyak dikandung oleh batu-batuan bumi memancarkan partikel-partikel alpha dan beta. Partikel alpha adalah inti helium 4 He, sedangkan partikel beta sebetulnya adalah elektron, keduanya dihasilkan oleh radioaktivitas dalam inti atom radioaktif seperti atom-atom anggota deret uranium-238, deret thorium-232, dan lain-lain.

10. Besaran dan satuan RadioaktivitasSebelum membicarakan radiasi lebih rinci kita perlu mengetahui besaran-besaran apa saja yang dipakai orang untuk mengukur radiasi secara kuantitatif. Ada empat besaran yang penting dalam semesta pembicaraan radiasi, yaitu : aktivitas radioaktif, aksposur, dosis serapan dan dosis ekivalen. 10.1 Aktifitas radioaktif (A) Besaran ini merupakan ukuran aktifitas inti atom radioaktif yang menyatakan banyaknya peluruhan yang terjadi per detik. Satuan SI untuk aktivitas adalah becquerel (bq) yang didefinisikan sebagai satu peluruhan per detik. Nama satuan ini diambil darinama fisikawan Perancis pemenang hadiah Nobel Henri Bequerel (1852-1908), penemu gejala radioaktivitas alamiah pada tahun 1896. Satuan lain yang lebih sering dipakai adalah curie (Ci) yang diambil dari nama suami-istri Piere (1859-1906) dan Marie Curie (1867-1934), pemenang hadiah Nobel fisika tentang radioaktivitas alamiah, Marie sendirimenerima Nobel kimia pada tahun 1911 untuk penemuan unsur radium (Ra) dan polonium (Po). 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq 1 Ci sebetulnya adalah aktivitas 1 gram unsur radium. Tampak bahwa aktivitas sama sekali tidak menampilkan jenis radiasi maupun besar energi yang dipancarkannya, sehingga besaran ini tidaklah berguna untuk mengukur dampak radiasi terhadap makhluk hidup. Jenis radiasi dan jenis penerima radiasi turut menentukan efek biologis yang ditimbulkannya. Dampak radiasi yang paling menonjol adalah kemampuannya mengionisasi materi-materi yang ditumbukinya. Sinar X dan gamma dengan mudah dapat mengusir elektrondari tempatnya menghasilkan ion-ion bermuatan listrik. Demikian pula elektron, ia menolak sesama elektron membentuk ion positif atau ia menempel pada suatu atom membentuk ion negatif. Partikel positif seperti partikel alpha mampu merebut elektron dari atom-atom yang dilewatinya. Bahkan partikel tak bermuatan

seperti netron pun dapat mengionisasi walaupun secara tidak langsung. Kekuatan radiasi dalam hal kemampuan ionisasi inilah yang diukur oleh besaran eksposur. Satuan yang umum dipakai untuk eksposur ini adalah roentgen (R) dimana 1 R didefinisikan sebagai eksposur sinar X atau gamma yang menghasilkan muatan 1 esu di dalam 1 cc udara kering dalam keadaan STP. Tampak satuan SI untuk eksposur adalah coulomb/kg, dan : 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg Nama roentgen diambil dari fisikawan Jerman Wilhelm Roentgen, penemu sinar X pada tahun 1895. Perlu dicatat di sini bahwa radiasi ion-ion berat macam partikel alpha tidak membahayakan jika mereka berada di luar tubuh. Hal ini disebabkan oleh rendahnya daya tembus partikel-partikel tersebut, kulit manusia sudah mampu untuk menahannya. Mereka akan sangat berbahaya jika masuk ke dalam tubuh baik melalui pernafasan atau makanan/minuman. Ternyata tiap organ tubuh manusia tidak sama baiknya dalam hal menyerap energi radiasi, sehingga akhirnya didefinisikan pula dosis ekivalen efektif yang sama dengan DE dikalikan dengan suatu faktor pembobot. Faktor pembobotan ini berbedabeda untuk tiap organ tubuh, beberapa di antaranya dapat dilihat pada tabel-1.

Rekomendasi yang dikeluarkan oleh ICRP (International Commission on Radiation Protection) untuk batasan radiasi adalah 0,5 rem per tahun untuk orang awam dan maksimum 5 rem per tahun untuk pekerja di lingkungan beradiasi seperti reaktor nuklir.Dampak radiasi bersifat kumulatif, sehingga dosis ekivalen yang diterima tiap saat berlaku seumur hidup secara kumulatif. Tabel-2 berikut ini memberikan dampak biologis yang ditimbulkan oleh dosis ekivalen yang diterima dalam sekali radiasi pada seluruh tubuh. Dari penelitian yang sudah dilakukan, para ahli menyimpulkan bahwa radiasi dapat memperpendek umur kita, yaitu sekitar 3-5 hari per 1 rem dosis serapan. Rata-rata tiap orang menerima dosis 20 rem selama hidupnya, berarti jika ia dapat hidup tanpa radiasi umurnya akan bertambah selama 3 bulan.

10.2 Radiasi Alamiah Sinar kosmis dan radiaktivitas batuan merupakan sumber radiasi alamiah. Radiasi alamiah ini dapat terjadi secara eksternal maupun internal. Secara eksternal maksudnya adalah dari luar tubuh manusia, sedangkan secara internal adalah radiasi dari dalam tubuh setelah sumber radiasi masuk ke dalam tubuh melalui pernafasan dan makanan. Dosis serapan efektif rata-rata per tahun yang diterima oleh manusia dari radiasi alamiah dapat dilihat dalam tabel-3 berikut. Jadi dari radiasi alamiah orang menerima sekitar 200 mrem atau 0,2 rem tiap tahunnya. Suatu dosis radiasi yang kecil sekali, sama sekali tidak menimbulkan dampak biologis secara langsung.

Rn-222 adalah gas radioaktif yang tiap saat dipancarkan oleh permukaan tanah. Akibatnya debu di udara maupun air terkontaminasi gas ini beserta turunannya. Air minum, makanan dan pernafasan kita dengan demikian memasukkan unsur-unsur ini ke dalam tubuh. Sebagian besar radiasi yang dipancarkan deret ini adalah radiasi alpha. Pemancar alpha biasanya mengendap dalam tulang, sehingga radiasinya mempengaruhi kerja sumsum merah dalam proses pembentukan sel-sel darah. Radiasi sinar kosmis yang diterima permukaaan bimi sebetulnya sudah teredam sebagian oleh atmosfir. Dosis ekivalen yang tercantum dalam

tabel-3 di atas adalah untuk tempat di permukaan air laut. Untuk tempat yang tinggi tentu saja tebal atmosfir peredamnya berkurang, sehingga dosis yang diterima orang di tempat itu lebih besar. Pertambahan dosis ekivalen untuk tempat yang tinggi adalah sekitar 3 mrem per tahun tiap kenaikan ketinggian 100 meter. Jadi penduduk kota Malang menerima dosis ekivalen sinar kosmis sekitar 12 mrem lebih banyak daripada penduduk kota Surabaya. Malang terletak sekitar 400 meter di atas permukaaan air laut. 10.3 Radiasi Oleh Aktivitas Manusia Pada jaman modern ini terdapat banyak sekali sumber radiasi buatan manusia. Di dunia kedokteran radiasi justru dimanfaatkan dalam diagnosa maupun proses penyembuhan penyakit. Alat-alat yang digunakan merupakan sumber radiasi yang memberikan dosis serapan amat tinggi pada manusia. Oleh sebab itu sangat tidak dianjurkan seorang pasien mengalami radiasi berkali-kali dalam tempo yang tidak begitu lama. Dosis radiasi beberapa aktivitas medis dapat kita lihat dalam tabel-4. Perlu dicatat bahwa dosis pada tabel-4 itu hanya berlaku untuk sekali aktivitas saja. Selain itu waktu radiasinya juga singkat sekali dan sasaran radiasi terlokalisir di bagian tubuh tertentu. Terapi radiasi untuk kanker yang berdosis 5 juta mrem hanya digunakan dalam waktu singkat dan daerah sasarn yang seminimal mungkin yaitu bagian yang memang dikehendaki mati sel-selnya. Jika radiasi itu dikenakan ke seluruh tubuh matilah orang yang teradiasi berdasarkan tabel-2. Di Amerika Serikat tiap orang menerima kira-kira 80 mrem per tahun dari aktivitas medis yang dilakukannya.

Sumber radiasi buatan lain yang cukup besar adalah aktivitas tenaga nuklir, mula dari penambangan uranium, pengayaannya, penggunaannya dalam reaktor nuklir, pembuangan

sampah nuklir, sampai dengan percobaan senjata nuklir. Jika faktor kecelakaan diabaikan, dosis yang timbul akibat aktivitas tenaga nuklir ini per tahunnya dapat dilihat pada Tabel-5.

Dari tabel-5 dapat disimpulkan bahwa tanpa reaktor nuklir di dekat rumah kita, kita tetep menerima dosis sekitar 5 mrem per tahun dari kegiatan nuklir di seluruh dunia. Jumlah ini amatlah kecil dibandingkan dengan dosis yang berasal dari radiasi alamiah, apalagi jika dibandingkan dengan radiasi aktivitas medis. Kegiatan lain yang berperan dalam akumulasi radiasi pada manusia per tahunnya adadalam tabel-6 di bawah ini. Unsur-unsur radioaktif dari deret uranium. Bahkan orang yang tidak merokok tetapi ikut menghisap asapnya juga akan memasukkan unsur radioaktif ini ke dalam paru-parunya.

10.4 Radiasi Berlebihan Radiasi eksternal yang berlebihan dapat menyebabkan kulit terbakar, rambut rontok, dan gejala lain tersebut dalam tabel 2 di atas. Lensa mata yang terionisasi atom-atomnya akan menimbulkan katarak. Ionisasi yang disebabkan radiasi akan memberikan dampak kimiawi terhadap sel-sel tubuh, padahal banyak proses di dalam tubuh berjalan secara kimiawi, akibatnya terjadilah penyimpangan fungsi organ tubuh. Pada umumnya bahaya radiasi eksternal ditimbulkan oleh radiasi beta. Radiasi internal yang berlebihan mempengaruhi proses pembentukan darah, tulang dan juga kerja kelenjar endokrin seperti gondok. Radioisotop yang sudah terlanjur masuk ke dalam tubuh sulit dihilangkan. Hal ini disebabkan tubuh kita hanya dapat memilih zat berdasarkan sifat kimiawinya, bukan sifat inti atomnya. Tubuh dapat membedakan unsur, bukan isotop. Contohnya adalah unsur yodium

yang dikumpulkan di dalam kelenjar gondok, seluruh yodium yang masuk ke dalam tubuh, termasuk yang radioaktif, akan terakumulasi dalam kelenjar gondok. Jika radiasi yodium radioaktif berlebihan kelenjar gondok dengan sendirinya akan rusak, dampaknya tentu ke fungsi seluruh tubuh. Berikut ini adalah isotop-isotop yang berbahaya : 1. Iodium-131 (131I) Tubuh dapat menyerap yodium baik lewat alat pencernaan maupun lewat paru- paru. Isotop ini segera diangkut ke kelenjar gondok dan berada disana berbulan-bulan. 2. Cesium-134 ; Cesium-137 (134Cs ; 137Cs) Isotop-isotop ini masuk tubuh lewat rantai makanan. Mereka akan terakumulasi dalam otot sampai berbulan-bulan lamanya.] 3. Strontium-90 (90Sr) Watak isotop ini mirip dengan kalsium bahan pembuat tulang. Ia masuk tubuh menggantikan kalsium untuk berada di permukaan tulang. Radiasi berlebihan yang dipancarkannya menyebabkan kanker tulang, jika sudah menahun dapat merusak sumsum tulang menimbulkan leukemia. 4. Karbon-14 (14C) Ia memasuki tubuh lewat rantai makanan. Untunglah isotop ini cukup mudah keluar kembali sebagai gas karbondioksida. Satu lagi bahaya radiasi adalah efek genetik yang akan diturunkan ke generasi berikutnya. Sayangnya data efek genetik baik yang diturunkan maupun tidak (berbagai macam kanker), hanya berasal dari radiasi yang kuat saja, itupun dari percobaan terhadap tikus-tikus. Khusus untuk manusia data ini diperoleh dari korban bom nuklir di Jepang. Padahal radiasi lemah, misalnya radiasi alamiah, diduga kuat ikut berperan dalam proses mutasi dalam evolusi makhluk hidup. 10.5 Cara Mengurangi Dampak Radiasi Radiasi eksternal non-alamiah dapat kita kurangi dengan beberapa cara, antara lain adalah: pembatasan kuantitas dan jenis radiasi yang dipakaI menjaga jarak terhadap sumber radiasi. menjaga jarak terhadap sumber radiasi. Intensitas radiasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak terhadap sumbernya. Maka jangan terlalu dekat dengan zat-zat radioaktif, layar TV, peralatan sinar X yang sedang bekerja. mengurangi lama eksposur. Makin lama kita terkena radiasi, dampak yang kita terima juga semakin besar, karena dampak radiasi bersifat kumulatif. memasang pelindung.Intensitas radiasi akan turun secara eksponensial terhadap ketebalan suatu bahanpelindung. Untuk radiasi elektromagnetik bahan yang paling

efektif sebagai pelindung adalah timbal(Pb). Sinar gamma 5 MeV dapat ditahan separonya oleh timbal setebal 1,42 cm, atau ditahan 90 % oleh ketebalan 4,73 cm.Sinar beta4MeV cukup ditahan dengan aluminium setebal 1 cm saja. Sinar alpha paling mudah menahannya, selembar kertas sudah cukup kuat menghadapi radiasinya. Yang paling susah adalah radiasi partikel-partikel netral macam netron, netron banyak

dihasilkan di sekitar reaktor nuklir dari proses fisi nuklir bahan bakarnya. Penahan radiasi netron biasanya berupa lapisan beton sekitar 30 cm tebalnya. Radiasi internal relatif lebih sulit mengatasinya, karena kerusakan yang

ditimbulkannya tergantung atas tiga hal : waktu paro radioaktif, waktu paro biologis dan watak kimiawi sumbernya. Waktu paro radioaktif adalah waktu yang diperlukan agar separo zat itu meluruh menjadi unsur atau isotop lain. Waktu paro biologis adalah waktu yang diperlukan separo zat itu untuk keluar dari tubuh melalui proses ekskresi. Beberapa cara untuk mencegah atau mengurangi dampak biologis radiasi internal adalah sebagai berikut pencegahan agar sumber radiasi tidak termakan atau terhisap masuk ke dalam tubuh. Tidak makan, minum, merokok di dekat zat-zat radioaktif. Hindari aliran udara di dalam ruang berisi zat-zat radioaktif. Tidak bernafas terlalu dekat dengan permukaan tanah dalam waktu yang lama, karena tanah memancarkan gas radon beserta turunannya. Tidak sembarangan minum air di daerah pertambangan. pencegahan akumulasi sumber radiasi dengan atom pesaing. Jika ke dalam tubuh dimasukkan atom-atom yang secara kimiawi mirip denganradioisotop sumber radiasi, maka terjadilah persaingan antar mereka untuk diserapoleh organ tertentu. Contoh : akumulasi yodium-131 di kelenjar gondok dapat dicegah dengan menelan pil yodium stabil segera setelah terjadi keracunan. Garam-garam kalsium harus segera dimakan begitu orang teracuni radium atau Sr-90, sehingga akumulasi zat-zat ini di sumsum tulang dapat dicegah semaksimal mungkin. Minum soda pop atau bir sebanyak mungkin agar sumber radiasi dapat terbawa keluar sebelum mereka tiba di tempat tujuannya. Penggunaan chelating agent dapat membantu banyak. Chelating agent adalah senyawa yang dapat bergabung dengan radioisotop tak larut dalam air membentuk senyawa baru yang larut dalam air sehingga dapat dinbawa keluar tubuh. Chelating agent yang berasal adalah EDTA (ethylene diamine tetracetic acid).

Daftar Pustaka http://rangkuman-pelajaran.blogspot.com/2010/01/ipa-kelas-3-sd-macam-energi.html http://Manusia dan radiasi.com/Sugata.1992/item.pdf/3 http://agungr.vox.com/library/post/ -bumi-1.html http://www.kamase.org/?Radiasi dan manusia=569 http://smk3ae.wordpress.com/2008/06/13/pengaruh-cemaran-energi nuklir-dalam-air-limbahterhadap-lingkungan-dan-cara-pengolahan-serta-pembuangannya/ http://smk3ae.wordpress.com/2008/06/13/Fisika inti dan radioaktivitas/Ramasno.1998.pdf/