RADIASI

Dr. H. NURRHIDAYAT. N. Sp.RadKa.Dept Radiologi FK UII / RS JIH / RSIY PDHI

1895, Roentgen (WC Roentgen, Jerman, 1845-1923), prof fisika dan rektor Universitas Wuerzburg di Jerman melakukan penelitian tab sinar katoda.Ia bungkus tabung dg kertas hitam agar tak bocor fotoluminesensi ke luar. Dibuat ruang penelitian menjadi gelap. Pd saat membangkitkan sinar katoda. Pelat fotoluminesensi berpendar di dlm kegelapan.

1. Pengertian Radiasi

Radiasi dalam istilah fisika : suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium.

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi.

Sifat Radiasi

1. Radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra , shg diperlukan alatpendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi/guiger muler surveymeter

2. Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui proses ionisasi dan eksitasi.

3. Macam Radiasi

RADIASI IONISASI Energi tinggimeng ionisasi media yg dilalui Frek. > 1016 Hz. α, β, gamma, X, neutron, proton, uranium,carbon 14. Membuat radikal bebas Dampak timbul cepat jam/hr/bln

RADIASI NON IONISASI

Energi sangat rendah tak mengionisasi media yg dilalui

Frek. < 1016 Hz. Alat listrik RT,

pengecoran logam, SUTET, HP, radio, ultra violet, infra merah, ultrasonik

Dampak timbul lama5-10 tahun

4. Sumber radiasi

Sumber Radiasi AlamBerasal dari sinar kosmos, sinar gamma dari kulit bumi, hasil peluruhan radon dan thorium di udara, serta berbagai radionuklida

Sumber Radiasi Buatanradiasi yang timbul karena/berhubungan  dengan kegiatan manusia; seperti penyinaran di bidang medic, jatuhan radioaktif, radiasi di fasilitas nuklir, radiasi yang berasal dari kegiatan di bidang industri : radiografi, logging, pabrik lampu, dsb.

Radiasi Pengion

Radiasi proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi. Yang termasuk radiasi pengion adalah partikel alfa (α), partikel beta (β), sinar gamma (γ), sinar-X, partikel neutron.

Radiasi Non Pengion

Radiasi yg tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Mis : gel radio; gel mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (bisa dilihat); sinar ultraviolet (dipancarkan matahari).

5. Macam-macam sinar radiasi pengion

1.Sinar Alfa - dipancarkan dari inti Helium (4nukleon) yi 2 proton , 2 neutron - daya tembus sangat kecil2. Sinar X Dari pancaran elektron katoda anoda

krn perbedaan potensial arus searah yg besar pd tabung hampa.

3. Sinar Beta Dari nucleon suatu reaksi berupa elektron (negatron),

positif (positron), atau electron capture (penangkap elektron).

Daya tembus > 100 x dibanding sinar alfa

4. Sinar Gamma Inti atom disintegrasi sinar alfa inti baru dgn energi >

tinggi transisi memancarkan sinar gamma Menembus lapisan materi intensitas berkurang

5. Neutron

-Dihasilkan dari reaktor nuklir-Tidak bermuatan listrik tidak

menimbulkan ionisasi, tapi mempunyai energi

-Terapi tumor otak (Boron)

Perbedaan daya tembus sinar

6. Sifat-sifat sinar X

Efek fotografik kulit/otot (sedikit sinar yg diserap) film gelap Tulang (banyak sinar yg diserap) film terang

Menembus berbagai zat Menimbulkan flourosensi Merusak jaringan Pertebaran sinar X tersebar kesemua

jurusan pengaburan gambar (warna kelabu pada film)

Interaksi Radiasi dengan suatu materi

Interaksi radiasi dengan molekul fisik

Efek Fotolistrik Efek Compton Produksi Pasangan

Bagian dari atom yg terlibat

Elektron dikulit dalam

Elektron dikulit luar

Inti atom

Energi foton Rendah 1 MeV Sedang 0,2 -5 MeV

Tinggi 1.02 MeV

Hasil -Elektron dari kulit dalam terlepas-Terbentuk sinar X karakteristik

-Elektron dari kulit luar terlepas-Foton terhambur dengan energi yg sdh berkurang (scatered radiation)

-Terbentuk elektron positron-Positron teranihilasi bersama elektron membentuk sinar gamma

Interaksi radiasi dengan materi biologi

Ada empat tahapan interaksi, yaitu :1.      Tahap Fisik Tahap Fisik berupa absorbsi energi

radiasi pengion yang menyebabkan terjadinya eksitasi dan ionisasi pada molekul atau atom penyusun bahan biologi (proses dalam orde 10-16 detik).

H2O + radiasi pengion   ---->           H2O+ + e-

2. Tahap Fisikokimia atom atau molekul yang tereksitasi

atau terionisasi mengalami reaksi radikal bebas yang tidak stabil (dlm orde 10-6 detik)

Radikal bebas OH- dapat membentuk peroksida (H2O2

) yang bersifat oksidator kuat melalui reaksi

berikut : OH- + OH-        ----->  H2O2

3.      Tahap Kimia Dan Biologi Berlangsung beberapa detik ditandai

terjadinya reaksi antara radikal bebas + peroksida dengan molekul organik sel serta inti sel yang terdiri atas kromosom merusak struktur biokimia molekul enzim sehingga fungsi enzim terganggu. Kromosom dan molekul DNA di dalamnya juga dapat dipengaruhi oleh radikal bebas dan peroksida sehingga terjadi mutasi genetik.

4. Tahap Biologis Ditandai terjadinya tanggapan

biologis bereaksi dengan radikal bebas dan peroksida yang terjadi pada tahap ketiga. Proses berlangsung dalam orde beberapa puluh menit hingga beberapa puluh tahun, bergantung pada tingkat kerusakan sel yang terjadi.

Dampak kerusakan sel (kematian sel) pembelahan sel terhambat / tertunda serta terjadinya perubahan permanen pada sel anak setelah sel induknya membelah. Kerusakan yang terjadi dapat meluas dari skala seluler ke jaringan, organ dan dapat pula menyebabkan kematian.

Apa yang dimaksud dengan radiasi interna dan eksterna?

Apabila kita terkena radiasi dari luar tubuh disebut radiasi eksterna. Partikel a, b, sinar g, sinar-X dan neutron adalah jenis radiasi pengion, tetapi tidak semua memiliki potensi bahaya radiasi eksterna. Partikel a memiliki daya ionisasi yang besar, sehingga jangkauannya di udara sangat pendek (beberapa cm) dan dianggap tidak memiliki potensi bahaya eksterna karena tidak dapat menembus lapisan kulit luar manusia..

Partikel b daya tembus > partikel a. Partikel b berenergi tinggi mampu menjangkau beberapa meter di udara ,menembus lapisan kulit luar beberapa mm. partikel b memiliki potensi bahaya radiasi eksterna kecil, kecuali untuk mata.

Sinar-X dan sinar g adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek dan memiliki kemampuan menembus semua organ tubuh, sehingga mempunyai potensi bahaya radiasi eksterna yang signifikan. Neutron juga memiliki daya tembus yang sangat besar. Neutron melepaskan energi didalam tubuh karena neutron dihamburkan oleh jaringan tubuh, Neutron memiliki potensi bahaya radiasi eksterna yang tinggi sehingga memerlukan penanganan yang sangat hati-hati

Jika zat yang memancarkan radiasi berada di dalam tubuh radiasi interna. Partikel a bahaya radiasi interna besar radiasi a mempunyai daya ionisasi yang besar sehingga dapat memindahkan sejumlah besar energi dalam volume yang sangat kecil dari jaringan tubuh dan mengakibatkan kerusakan jaringan disekitar sumber radioaktif.

Efek radiasi terhadap tubuh manusia

1.  Berdasarkan jenis sel yang terkena paparan radiasi

Efek Genetik (non-somatik) atau efek pewarisan : efek yang dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi. 

Efek Somatik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang terpapar radiasi.

Efek somatik berdsr waktu : Efek segera : ex : epilasi (rontoknya rambut), eritema

(memerahnya kulit), luka bakar dan penurunan jumlah sel darah. (terlihat dalam waktu hari sampai mingguan pasca iradiasi).

Efek tertunda :efek baru timbul setelah waktu yang lama (bulanan/tahunan) setelah terpapar radiasi, seperti katarak dan kanker.

Efek radiasi terhadap tubuh manusia

Efek radiasi

Efek genetik

Efek stokastik : leukemia, kanker, genetik

Efek somatik

Efek non stokastik

Luka bakar,infert

ilitas, katarak

Radiodiagnostik

1. Radiasi Ionisasia. Sinar Rontgent konvensionalb. Computerized Tomografi Scan

2. Radiasi Non Ionisasia. USGb. Magnetic Resonance Imaging

Pd pesawat Ro produksi sinar-X bremsstrahlung, (Jerman) yang berarti radiasi pengereman (braking radiation). Elektron partikel bermuatan listrik yg bergerak dg kec tinggi, melintas dekat ke inti suatu atom, gaya tarik elektrostatik inti atom yang kuat akan menyebabkan elektron membelok dengan tajam. elektron kehilangan energinya dengan memancarkan radiasi elektromagnetik yang dikenal sebagai sinar-X bremsstrahlung.

Radiasi ionisasi

Radiasi Non Ionisasi

Prinsip dasar dlm penggunaan radiasi utk berbagai keperluan?

3 prinsip yg direkomendasikan International Commission Radiological Protection (ICRP) :

Justifikasi, Setiap pemakaian zat radioaktif atau sumber lainnya harus didasarkan pada azaz manfaat. Suatu kegiatan paparan atau potensi paparan hanya untuk menghasilkan keuntungan yang lebih besar bagi individu atau masyarakat dibandingkan dengan kerugian atau bahaya yang timbul terhadap kesehatan.

Limitasi, Dosis ekivalen yang diterima pekerja radiasi atau masyarakat tidak boleh melalmpaui Nilai Batas Dosis (NBD) .Batas dosis bagi pekerja radiasi dimaksudkan untuk mencegah munculnya efek deterministik (non stokastik) dan mengurangi peluang terjadinya efek stokastik.

Optimasi, Semua penyinaran harus diusahakan serendah-rendahnya (as low as reasonably achieveable - ALARA), dengan mempertimbangkan faktor ekonomi dan sosial. Kegiatan pemanfaatan tenaga nuklir harus direncanakan dan sumber radiasi harus dirancang dan dioperasikan untuk menjamin agar paparan radiasi yang terjadi dapat ditekan serendah-rendahnya.