Disusun Oleh:

Faiqotul Himah (120210102025)Defrin Yuniar K.S. (120210102027)Nurul Dwi K. (120210102030)

BAB IIIRadiasi Ionizing dan Non-Ionizing

FISIKA LINGKUNGAN

Radiasi ionizing merupakan radiasi dengan energi yang cukupuntuk menghasilkan sejumlah ion saat saling berinteraksi denganmolekul- molekul dan atom. Ion adalah partikel bermuatan

listrik.Yang termasuk ke dalam radiasi ionizing adalah sinar-X, sinargamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron.

Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zatradioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatansekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yangbesar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantarasinar-sinar radioaktif.

1. Sinar ini tidak lain adalah inti atom helium (2He4), bermuatan2e dan bermassa 4 sma2. Sinar dapat menghitamkan film (jejak partikel berupa sinarlurus)3. Radiasi sinar mempunyai daya tembus terlemahdibandingkan sinar dan sinar 4. Radiasi sinar ini memiliki jangkauan beberapa cm di udara dansekitar 10-2 mm di logam tipis5. Radiasi sinar ini mempunyai daya ionisasi paling kuat6. Sinar dibelokkan oleh medan magnetic7. Kecepatannya berharga 0,054 c dengan c = kecepatan cahayadalam vakum

Elektron atau positron yang berenergi tinggi yangdipancarkan oleh beberapa jenis nukleus radioaktif dengankecepatan perambatannya menyamai kecepatan cahaya

1. Sinar tidak lain adalah partikel electron2. Radiasi sinar mempunyai daya tembus lebih besar daripada tetapi lebih kecil dari 3. Sinar dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet4. Jejak partikel dalam bahan berbelok-belok5. Jejak yang berkelok-kelok disebabkan hamburan yang dialamioleh elektron dalam atom6. Kecepatan partikel berharga antara 0,32 c dan 0,7 c

Neutron merupakan salah satu bentuk dari partikelsubatomik yang diklasifikasikan kedalam baryon dimanakomposisinya terdiri dari satu (1) up quark dan dua (2) downquark

1. Diemisi dari beberapa energy2. Mempunyai daya penetrasi3. Tidak dapat memproduksi pasangan ion di udara atau dijaringan karena tidak bermuatan4. Efek ionisasinya disebut secondary emissions

Untuk radiasi sinar gamma mempunyai kekuatan penetrasi yangpaling kuat dibandingkan sinar radiasi alpha dan beta. Sinargamma tidak mempunyai massa dan muatan karena panjanggelombangnya sangat pendek. Dan tidak terpengaruh olehmedan listrik maupun medan magnet.

1. Sumber: radio isotop, reaksi nuklir, inti atom yang tidak stabil2. Deskripsi: radiasi elektromagnetik3. Panjang Gelombang: 10-11 sampai 10-14

4. Mempunyai daya tembus paling besar5. Sinar memerlukan radiasi elektromagnetik dengan panjanggelombang lebih pendek6. Foton tidak banyak berinteraksi dengan atom suatu bahandalam interaksinya dengan bahan mengalami peristiwa fotolistrikdan produksi pasangan7. Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik dan magnet8. Memiliki panjang gelombang terpendek9. Energi sangat besar dan sangat merusak (sampai beberapaMeV)10. Kurang mengionisasi

Daya Tembus Pengion

Daya Tembus Pengion

d. Sinar X

tidak mempunyai massa maupun muatan

energi emisinya diukur dengan frekuensi atau

panjang gelombang, energi terbesar

terkumpul dengan frekuensi tertinggi(panjang

gelombang terpendek) mempunyai daya sinar

x terbentuk dari energi listrik yang sangat

tinggi yang dipancarkan diantara katoda dan

anoda dalam sebuah tabung hampa.

Sinar kosmik (Cosmic rays) merupakan Radiasi pengion(sebagian besar berupa inti atom, misal proton) berumurpendek, tetapi berenergi sangat tinggi yang berasal dari luarangkasa.

2. Sumber radiasi Ionizing

• Sumber Alami yang terdiri atas :

Kosmik,terrestrial dan dari tubuh Manusia

• Sumber Buatan Yang Terdiri atas:radionuklida

buatan,reactor nuklir,pesawat sinar x dan radiasi

elektromagnetik

3. Dampak Kesehatan dan Lingkungan Oleh Radiasi Ionizing

• Dampak Bagi kesahatan:

- Ditinjau dari jenis sel terbagi menjadi:efekGenetik dan Efek Somatik

- Ditinjau dari Dosis Radiasi terbagimenjadi:Efek deterministik dan efek Stokastik

• Dampak Bagi Lingkungan

- Pencemaran lingkungan dan Kontaminasi Zatradioaktif pada makanan dan Minuman yang mengakibatkan terganggunya kelangsungan hidupmakhluk yang tinggal di lingkungan tersebut.

4. Pemanfaatan Radisai Ionizing Pada Perkembangan Teknologi

• Dalam Bidang Kesehatan misalnya alatrontgen yang digunakan untuk memriksakeadaan dalam tubuh

• Dalam Bidang Iptek, menggunakan atomradioaktif untuk menentukan umur bahan yangdulu bagian dari organisme hidup

• Dalam Bidang Industri, untuk mendeteksikebocoran pipa yang ditanam di dalam tanahatau dalam beton

Pemanfaatan Radiasi Ionizing dalamPerkembangan Teknologi

Pemanfaatan Sumber Radiasi Ionizing dalam Medis

Secara garis besar, pemanfaatan sumber radiasi pengion di bidang

kesehatan dibagi menjadi beberapa bagian yaitu: radiologi diagnostik,

radiologi intervensional, radioterapi, dan kedokteran nuklir.

Selain itu, radiasi ionizing dalam bidang medis juga dapat digunakanuntuk Sterilisasi alat kedokteran.

Pemanfaatan Sumber Radiasi Ionizing dalam Bidang Industri

Radiogrofi industry : Uji tak merusak ini biasanya memanfaatkan radiasi jenis foton berdaya tembus tinggi, baik berupa sinar gamma

yang dipancarkan oleh radioisotop maupun sinar-X dari suatu pesawat

Prinsip dasar dalam uji tak merusak ini adalah bahwa radiasi akan menembus benda yang diperiksa, namun karena adanya cacat dalam bahan maka banyaknya radiasi yang diserap oleh bagian-bagian pada

bahan tidak sama.

Pemanfaatan Sumber Radiasi Ionizing dalam Bidang Pertanian

Dengan memanfaatkan radiasi sinar gamma dari Co-60 akandidapatkan mutasi sel tumbuhan hingga dapat menimbulkan generasi

yang lebih baik dan mendapatkan bibit yang lebih unggul daripadainduknya

Pengukuran Kadar Air Tanah Teknik pengukuran kadar air tanah

dengan teknik hamburan neutron

Proses kerja alat ini adalah dengan

memanfaatkan hasil tumbukan

antara neutron cepat dengan atom

hidrogen yang terdapat di dalam

molekul air. hasil cacahan neutron

yang terbaca akan sebanding

dengan jumlah air yang terkandung

di dalam bahan

RADIASI NON-IONIZING

Jenis & Karakteristik Radiasi Non-Ionizing

Radiasi non-ionizing merupakan radiasi

dengan cukup untukmengeluarkan suatu

molekul atau elektrontetapi energy tersebut

tidak cukup untukmembentuk suatu

komposisi ion

Sehingga, Radiasi non-pengionadalah jenis radiasi yang tidak akanmenyebabkan efek ionisasi apabilaberinteraksi dengan materi

Istilah radiasi non pengion secara fisika mengacu pada radiasi

elektromagnetik dengan energy lebih kecil dari 10 eV yang antara lain

meliputi :

frekuensi radio elektromagnetik, gelombang mikro, inframerah, cahaya

tampak, dan sinar ultraviolet.

Berdasarkan panjang gelombang yang berhubungan dengan frekuensidan energy foton-nya

Kelompok radiasioptic

Kelompok radiasiradiofrekuensi

elektromagnetik

• radiasi ultraviolet (UV),

• cahaya tampak, dan

• inframerah (IR).

• gelombang mikro

(microwave) ,

• gelombang radio, dan

• Gelombang suara

ultrasonik

1) Gelombang Radio

Gelombang radio adalah gelombang elektromagnetik yang terbentuk ketika objek bermuatan listrik dinaikkan frekuensinya (modulasi).

“Radio” merupakan istilah generik untuk menyebut radiasi

elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih dari 1 mm dan

memiliki frekuensi di bawah 300 GHz

Gelombang radio merupakan sebentuk radiasi elektromagnetik yang tak

terlihat.

Gelombang ini mempunyai sifat seperti cahaya (dapat dipantulkan,

dibiaskan, direfraksi dan dipolarisasi) dan dapat merambat melalui udara

2) Gelombang Mikro

Gelombang ini merupakan gelombang radio, tetapi panjang

gelombangnya lebih kecil dari gelombang radio biasa. Panjang

gelombangnya termasuk ultra-short (sangat pendek) sehingga disebut

juga mikro.

Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai

panjang gelombang 1 mm – 1 meter atau frekuensi 300 Mhz – 300 Ghz

Gelombang mikro lebih banyak dipantulkan bila mengenai permukaan

logam atau yang berwarna cerah.

Gelombang mikro dapat melalui atau melewati benda / material yang

mempunyai sifat dielektrik (perlawanan arus listrik) yang kecil

Gelombang mikro diserap oleh benda / material yang mempunyai sifat

dielektrik yang besar seperti makanan dan benda yang mempunyai

permukaan berwarna gelap.

3) Gelombang Ultrasonik

Ultrasonik adalah suaraatau getaran dengan frekuensi yang terlalu

tinggi untuk bisa didengar oleh telingamanusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz

Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi,

sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini,

gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara(sonik)

4) Sinar Inframerah

Sinar Inframerah (infrared ray - IR) merupakan sinar tidak tampak yang berada pada spektrum warna merah, mendekati spektrum sinar tampak.

Inframerah adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 780 nm – 1 mm atau frekuensi 300 GHz – 430 THz

Inframerah memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dari cahayamerah, dan tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

Gelombang sinar inframerah dihasilkan oleh molekul atau benda yang menghasilkan panas

Bentuknya tidak terlihat dengan kasat mata

5) Cahaya Tampak

•Dalam rentang spektrum gelombang

elektromagnetik, cahaya atau sinar

tampak hanya menempati pita sempit di

atas sinar inframerah.

•Spektrum frekuensi sinar tampak berisi

frekuensi dimana mata manusia peka

terhadapnya. Frekuensi sinar tampak

membentang antara 40.000 dan 80.000

GHz (1013) atau bersesuaian dengan

panjang gelombang antara 380 dan 780

nm (10-9).

6) Sinar Ultraviolet

Sinar Ultraviolet adalah gelombang elektromagnetik yang

mempunyai panjang gelombang 10 - 390 nm atau frekuensi 300

GHz – 430 THz

salah satu sifat sinar ultra violet adalah daya penetrasi yang

sangat rendah. Selapis kaca tipis pun sudah mampu menahan

sebagian besar sinar UV

Macam-macam sinar ultraviolet:

Sinar UV A (panjang/cahaya hitam)

Sinar UV B (menengah)

Sinar UV C (pendek)

Sumber Radiasi Non-Ionizing

Sumber radiasiUV adalahmatahari

Namun, karena adanya serapan oleh atom oksigen yang kemudian membentuklapisan ozon, radiasi matahari yang sampaike bumi (terrestrial) intensitasnya lebihrendah

Sumber radiasiUV buatanmanusia

incandescent, seperti lampu halogen tungsten, lampu neon, lampu intensitastinggiyang digunakan pada industri untukfotopolimerasi, lampu germisidal untuksterilisasi dan lampu untuk pengelasanmetal; dan laser UV seperti excimer laser

CahayaTampak

Sumber alamiahnya adalahmatahari, sedangkan sumber

buatan manusia adalah lampubaca, peralatan berpendar danlaser. Laser (Light Amplification

Stimulated Emission by Radiation) merupakan berkas

radiasi dengan energy yang digabung dan dilipatgandakan

intensitasnya. Berkas laser yang dipergunakan saat ini berupasinar tampak dan inframerah

GelombangRadio

sumber alamiah gelombangradio adalah matahari

sedangkan sumber buatanmanusia dapat dihasilkan oleh

muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-

kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh

rangkaian elektronika yang disebut osilator.

Inframerah

Sinar inframerah terletak padarentang panjang gelombang

770 nm – 1 mm dimanaMatahari merupakan sumberalamiah radiasi inframerah, sedangkan sumber buatanmanusia antara lain lampuinframerah yang umumnya

digunakan sebagai pemanas, laser, dan LED (Light Emission

Diode).

GelombangMikro

Sumber alamiah gelombangmikro adalah matahari

(walaupun sebagian besar gelombang mikro terhalang

oleh atmosfer bumi), sedangkan sumber buatan

manusia antara lain Alat tabung vakum atau yang

membutuhkan energi kecil seperti tunnel diodes, Gunn diodes and IMPATT diodes.

Dampak Kesehatan & Lingkunganoleh Radiasi Non-Ionizing

Radiasi optik

Efek yang ditimbulkan akibat pajanan radiasi optik pada tubuh sangat

bergantung pada panjang gelombang yang berhubungan dengan daya tembus

atau penetrasi radiasi optik pada jaringan tubuh. Sasaran utama dari pajanan pada

tubuh adalah kulit dan mata.

Efek radiasi optik pada kulit

Mekanisme yang dominan dari efek pajanan radiasi pada kulit adalah reaksi fotokimia.

Efek dari pajanan kronik radiasi UV lebih serius dari pada pajanan akut.

Efek kronik yang paling penting adalah risiko kanker kulit khususnya kanker kulit melanoma dan penuaan dini.

Pajanan laser yang termasuk dalam kelompok radiasi cahaya tampak dan infra merah dapat menyebabkan sunburn yang parah, bergantung pada energi yang diserap.

Radiasi pada 310 – 700 nm menyebabkan reaksi fotosensitif berupa

eritema yang ringan dan tidak sakit dan 700 nm – 1 mm menimbulkan

kulit terbakar dan kering.

Efek radiasi optik pada mata

terdapat 3 jenis kerusakan akibat pajanan radiasi UV pada

mata, yaitu:

Photokeratoconjunctivitis/ snow blindness

yaitu reaksi peradangan akut pada kornea dan conjunctiva mata

sebagai akibat pajanan radiasi pada panjang gelombang 200 – 400 nm (UV-C,

UV-B dan UV-A).

Pterygium dan droplet keratopathy

adalah patologis pada kornea yang

berhubungan dengan mata yang

umum dijumpai pada lingkungan pulau yang kaya

akan pajanan radiasi UV kronik

Kataraktogenesis atau proses

pembentukan katarak. Telah

diduga radiasi UV pada panjang

gelombang 290 –320 nm

menyebabkan katarak

Dampak Kesehatan & Lingkunganoleh Radiasi Non-Ionizing

Radiasi radiofrekuensi

Dalam membahas efek biologi dari medan radiasi radiofrekuensi elektromagnetik pada manusia, radiasi non

pengion kelompok ini dibedakan atas 2 sub kelompok yaitu :gelombang mikro (microwave) rentang frekuensi dari 30

MHz – 300 GHz gelombang radiofrekuensi yang didefinisikan sebagai radiasi

elektromagnetik dengan rentang frekuensi dari 0,3 – 30 MHz meliputi frekuensi tinggi (orde kHz – 230 MHz) dan

frekuensi rendah (orde Hz – 1 MHz).

Efek radiasi gelombang radiofrekuensi

Efek kesehatan pada umumnya sebagai akibat dari panas yang timbul pada saat terjadi interaksi antara energi gelombang mikro dengan materi biologik.

Efek yang berbahaya akibat pajanan microwave adalah efek termal atau hipertermia yang terutama merusak mata dan testis. Kedua jaringan relatif sangat sensitf terhadap kenaikan suhu jaringan.

tidak ada bukti yang didukung dengan penelitian di laboratorium yangmenunjukkan adanya kerusakan DNA dan kromosom, mutasi, danpeningkatan frekuensi transformasi sebagai respon terhadap pajananmedan frekuensi rendah.

Efek radiasi gelombang mikro

Pemanfaatan Radiasi Non-Ionizing dalam Perkembangan Teknologi

Radiasi non-ionizing dapat dimanfaatkan dalam berbagaibentuk teknologi. Dampak dari adanya perkembangan

teknologi, semua sudah dapat merasakan

Berikut ini berbagai manfaat radiasi jenis non-ionizing dalam perkembangan teknologi

Untuk komunikasi radio(memanfaatkan sifat gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkanoleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh)

Gelombang radio

Untuk komunikasi satelit( memanfaatkan sifat gelombang UHF dan VHF yang dapat menembuslapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit).

Gelombang mikro

Oven microwave menggunakan gelombang mikro untuk memanaskanmakanan dengan cepat dan praktis, Microwave oven sendiri bisa bekerja begitu cepat dan efisien karena gelombang elektromagnetinya menembus makanan dan mengeksitasi molekuk-molekul air dan lemak secara merata dan Radar menggunakan gelombang mikro untukmencari dan menentukan jejak/jarak suatu benda

Dalam dunia kesehatan, telah banyak peralatan yang memakai sinar infra merah sebagai dasarnya. Pancaran panas dari sinar ini dapat membantu pakar kesehatan untuk mendeteksi kondisi kesehatan dari organ-organ tubuh.

Sinar Inframerah

Dalam dunia komunikasi, penggunaan sinar infra merah didasari kemampuan sinar infra merah sebagai media komunikasi yang menghubungkan dua perangkat ataupun pengendalian dari jarak jauh.

infra merah dapat dipakai dalam

kamera malam yang dapat

membuat penggunanya melihat

dalam gelap, salah satu

standardisasi komunikasi tanpa

kabel, komunikasi jarak dekat

seperti pada remote control, atau

bahkan kamera tembus pandang.

Dalam dunia kesehatan, Cahaya tampak di bidang medis dapat dilakukan dengan cara yang sangat sederhana disebut transillumination. Ini dapat digunakan untuk mengetahui indikasi tipe tumor.

Cahaya Tampak

Bidang telekomunikasi ,Pengguna an sinar laser dalam serat optik. Aplikasi penyerapan warna secara selektif digunakan dalam pembedahan laser. Laser dengan panjang gelombang tertentu dapat difokuskan dengan intensitas tinggi .

Salah satu pemanfaatan sinar ultraviolet yaitu pada teknologi industry air.

Sinar Ultraviolet

Karena resiko terjadinya kebocoran pipa-pipa pada jaringan air cukup sering akibat pergeseran dalam tanah, hal ini menjadi sarana masuknya bakteri.

Hingga saat ini sistem filterisasi menggunakan teknologi penyinaran UV

adalah satu-satunya yang dapat digunakan.Pancaran sinar ultraviolet ini yang akanmembuat kuman dan bakteri, hingga air

yang selesai diproses melewati tabung UV tadi keluar dalam bentuk air yang sudah

bersih dan siap minum.