Radiasi Ionizing, Manfaat, Dan Efek Sampingnya

MAKALAH FISIKA RADIASI “RADIASI IONIZING, MANFAAT, DAN EFEK SAMPING”

Disusun Oleh: Nurridha Rahmania Yusuf 160210102061

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER 2019

PEMBAHASAN A. Radiasi Ionizing Radiasi ionizing atau pengion adalah radiasi yang dapat menyebabkan proses terlepasnya elektron dari atom sehingga terbentuk pasangan ion. Pasangan ion ini dapat menimbulkan listrik dan peristiwa terbentuknya ion disebut ionisasi. Dilihat dari penjelasan ini, radiasi pengion sangat berbahaya bahkan pada makhluk hidup. Radiasi pengion ini dikenal juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Contoh dari radiasi ini adalah sinar X, sinar gamma, sinar kosmik, dan partikel beta, alfa, dan neutron. Ketiga partikel ini dapat menyebabkan ionisasi langsung. Ada radiasi yang bersifat pengion langsung dan pengion tak-langsung. Radiasi pengion langsung adalah partikel bermuatan listrik (alpha, beta dan lain-lain.) yang secara langsung menyebabkan terjadinya ionisasi pada atom atau molekul dalam suatu materi. Berbeda dengan hal tersebut, gelombang elektromagnetik seperti sinar X dan gamma (termasuk foton), akan berinteraksi dengan elektron dalam suatu atom melalui peristiwa fotolistrik dan hamburan Compton. Sedangkan neutron yang merupakan partikel tidak bermuatan listrik akan menimbulkan radiasi partikel bermuatan melalui interaksinya dengan inti atom. Di sini partikel bermuatan yang dihasilkan secara sekunder oleh partikel neutron berperan pada proses ionisasinya. Jenis radiasi ini disebut radiasi pengion tak langsung. Serta berikut merupakan jenis-jenis dari radiasi pengion, antara lain: 1. Sinar alfa ✓ Mempunyai inti atom helium yang bermuatan positif 2 dan mempunyai berat massa 4 sma. Sinar alfa mempunyai 2 neutron dan 2 proton yang membentuk 4 nukleon. ✓ Jika sinar alfa dibelokkan melewati medan magnetik, akan bermuatan positif. ✓ Mempengaruhi plat dotografi dan menyebabkan fluorensi pada bahan fluorescent. ✓ Sinar alfa akan terjadi perpindahan energy, jika mengenai suatu materi. ✓ Memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm dalam udara). ✓ Dapat mengionisasi molekul yang dilaluinya. ✓ Memiliki energi kinetik yang besar.

✓ Dapat menyebabkan satu atau lebih elektron suatu molekul lepas, sehingga molekul berubah menjadi ion (ion positif dan electron) per cm, bila melewati udara, dalam medan istrik dapat dibelokkan kea rah kutub negatif. ✓ Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara 2000-20.000 mil per detik atau 1 – 10 persen kecepatan cahaya. ✓ Efektif memproduksi pasangan ion (di udara memproduksi 30.000 – 100.000 pasangan ion) radiasi dari luar tubuh tidak bisa menembus kulit, tetapi bila emisinya masuk dalam tubuh dan memproduksi banyak pasangan ion, dapat menyebabkan kerusakan local di kulit. 2. Sinar beta ✓ Radiasi sinar beta mempunyai muatan negatif 1 yang kecepatan perambatannya menyamai kecepatan cahaya. ✓ Jika sinar beta dibelokkan melewati medan magnetik, akan bermuatan negatif. ✓ Daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa, memproduksi 200 ion radiasi yang dapat menembus beberapa cm dari jaringan otot. ✓ Bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10-4 satuan massa atom atau smu, diberi symbol beta atau e. ✓ Memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm). 3. Sinar gamma ✓ Mempunyai kekuatan penetrasi yang paling kuat dibandingkan sinar radiasi alfa dan beta (dapat menembus lempeng timbel setebal 20 cm). ✓ Daya ionisasiya paling lemah. ✓ Sinar gamma tidak mempunyai massa dan muatan, karena panjang gelombangnya sangat pendek. ✓ Terdifraksi oleh kristal. ✓ Dapat dengan mudah melewati tubuh manusia dan menyebabkan kerusakan biologis yang sangat besar. ✓ Kecepatan sinar gamma sama dengan kecepatan cahaya. ✓ Tidak terpengaruh oleh medan listrik maupun medan magnet. 4. Partikel neutron ✓ Salah satu bentuk dari partikel subatomic yang diklasifikasikan dalam baryon, dimana komposisinya terdiri dari 1 up quark dan 2 down quark. ✓ Statistik perilakunya termasuk ke dalam fermion.

✓ Neutron menjadi agen yang sangat penting dakam pengembangan nuklir. ✓ Hanya dapat berinteraksi dengan gaya gravitasi, gaya lemah, dan gaya kuat. ✓ Mempunyai massa 1,67492729 x 10-27 kg = 939,565560 MeV = 1,0086649156 u dengan waktu paruh kurang lebih 10 menit. ✓ Mempunyai anti partikel yang disebut antineutron. ✓ Tidak bermuatan (netral). ✓ Diemisi dari beberapa energy. ✓ Mempunyai daya penetrasi. ✓ Tidak dapat memproduksi pasangan ion di udara atau di jaringan, karena tidak bermuatan. ✓ Efek ionisasinya disebut secondary emissions. 5. Sinar X ✓ Mempunyai panjang gelombang 10-8 – 10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 – 1021 Hz. ✓ Daya tembus yang tinggi (dapat menembus bahan dengan daya tembus yang sangat besar, dan digunakan dalam proses radiografi). ✓ Panjang gelombangya pendek, yaitu 1/10.000 panjang gelombang yang kelihatan. ✓ Mempunyai efek fotografi. ✓ Dapat menghitamkan emulsi film etelah diproses di kamar gelap. ✓ Mempunyai sifat berionisasi (efek primer sinar X apabila mengenai suatu bahan atau zat akan menimbulkan ionisasi partikel-partikel bahan zat tersebut). ✓ Mempunyai efek biologi (sinar X akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan), yang digunakan dalam pengobatan radioterapi. 6. Sinar kosmik ✓ Adalah radiasi dari partikel bermuatan berenergi tinggi yang berasal dari luar atmosfer bumi. ✓ Berupa elektron, proton, dan inti atom seperti besi atau yang lebih berat lagi (kebanyakan berasal dari proses-proses energi tinggi di dalam galaksi, misalnya : supernova).

B. Manfaat Radiasi Ionizing 1. Sinar alpha

a. Digunakan untuk mendeteksi adanya asap. Sumber tertutup partikel sinar alfa dari amerisium akan mengirimkan partikel alfa ke udara. Ketika ada asap, maka partikel akan terblokir dan memberikan sinyal pada alarm pemancar. 2. Sinar beta a. Menentukan letak kebocoran pipa saluran minyak / cairan atau gas yang tertimbun dalam tanah. b. Mengukur ketebalan kertas, plastik, atau terpal baja. c. Pancaran sinar beta Karbon C-14 dari fosil dapat digunakan untuk memperkirakan umur fosil. 3. Sinar gamma a. Radioterapi dalam melawan kanker. b. Sterilisasi alat-alat kedokteran. c. Sterilisasi pada makanan dan pengawetan makanan. Bahan makanan seperti kentang, strawberi dan bawang apabila disimpan akan bertunas atau tumbuh. Namun dengan menggunakan radiasi, kita dapat menghambat pertumbuhan bahan – bahan tersebut menjadi tunas atau tumbuh. Caranya, sebelum bahan tersebut disimpan kita beri radiasi terlebih dahulu dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas. Dengan demikian, kentan, strawberi atau bawang tersebut dapat disimpan dalam waktu yang lama. d. Mengukur ketebalan baja. e. Mendeteksi datangnya pasokan minyak/cairan dari jauh yang disalurkan melalui pipa-pipa. f. Membuat varietas tanaman baru yang tahan penyakit dengan produktivitas tinggi/ bibit unggul (pemuliaan tanaman), misalnya bibit padi. Bibit padi ini diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi dari dosis terkecil yang tidak membawa sebuah pengaruh sampai pada dosis rendah yang mematikan. Biji yang telah diradiasi selanjutnya kita semaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis yang telah diberikan g. Untuk pembuatan radiovaksin. h. Biodine-131, salah satu pemancar sinar radioaktif gamma dapat digunakan untuk memeriksa kelenjar tiroid. i. Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga). Radiasi ini dapat mengakibatkan efek biologis contohnya pada hama kubis, di laboratorium dikembangbiakkan sebuah hama kubis dalam bentuk dan jumlah yang banyak.

Kemudian, hama tersebut diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Kemudian hama dilepas pada area yang diserang hama. Kemudian dengan dilepasnya hama pada area tersebut sehingga dapat terjadi sebauhperkawinnan antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepaskan tadi, sehingga telur hasil perkawinan tersebut tidak akan menetas. Sehingga reproduksi hama tersebut menjadi terganggu dan populasinya akan berkurang karena tidak bisa berkembang biak. 4. Sinar X a. Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan (foto Rontgen). Berikut adalah penjelasan tentang bagian-bagian mesin sinar X/mesin Rontgen dan cara kerjanya:

Bagian utama dari mesin sinar-X adalah sepasang elektrode, yaitu katode dan anode, yang ditempatkan dalam sebuah tabung kaca yang divakumkan. Katode terbuat dari sebuah filamen yang dipanaskan, seperti yang biasa ditemukan pada lampu pijar model lama. Arus listrik pada mesin pemancar sinar-X dilewatkan melalui filamen ini sehingga filamen tersebut menjadi panas. Akibatnya, elektron-elektron terpancar dari permukaan filamen tersebut. Anode yang bermuatan positif, dibuat dari bahan tungsten berbentuk lingkaran datar, menarik elektron-elektron tersebut membentuk berkas elektron dari katode ke anode dalam tabung. Antara katode dan anode diberi beda potensial yang sangat besar, sehingga berkas elektron mengalir dalam tabung dengan energi yang sangat tinggi.

Elektron bebas menumbuk atom-atom tungsten, membuat electron atom tungsten terlempar dari sebuah tingkat energi yang rendah. Elektron dari tingkat energy yang lebih tinggi yang akan mengisi tempat yang ditinggalkan elektron di kulit terendah tersebut dengan melepaskan sejumlah energi dalam bentuk foton. Kemudian, elektron bebas tertarik oleh inti atom tungsten. Dalam keadaan gerak dengan kecepatan tinggi, inti atom membelokkan lintasan electron sehingga mengalami perlambatan. Elektron kehilangan energi yang dilepaskannya dalam bentuk foton sinar X. Peristiwa tumbukan yang sangat kuat dalam proses pembentukan sinar-X akan menimbulkan panas. Untuk menghindari terjadinya pelelehan pada anode akibat panas ini, pada mesin pemancar sinar-X terdapat sebuah motor yang memutar anode. Dengan demikian, berkas elektron tidak selalu menumbuk bagian anode yang sama. Selain itu dalam mesin juga terdapat minyak pendingin yang berfungsi menyerap panas. Di sekeliling alat penghasil sinar-X ini, dipasangi sebuah penghalang tebal dari bahan timbal. Ini untuk menjaga agar sinar-X tidak keluar memancar ke segala arah. Untuk menyalurkan berkas sinar-X yang dihasilkan, dibuat sebuah lubang kecil di bagian lapisan penghalang tersebut. Sebelum sinar-X ini mengenai tubuh pasien yang akan difoto, sinar-X ini akan melewati sejumlah penyaring (filter) sesuai dengan kebutuhan. Sebuah kamera di sisi lain pasien akan merekam pola sinar-X yang melewati tubuh pasien. Kamera sinar-X ini menggunakan teknologi film yang sama dengan kamera film biasa (bukan kamera digital). Bedanya adalah reaksi kimia pada film foto disebabkan oleh sinar-X bukan sinar cahaya tampak seperti pada kamera film biasa. Inilah yang disebut foto Rontgen. b. Untuk analisa struktur bahan atau kristal. c. Mendeteksi keretakan atau cacat pada logam. d. Memeriksa barang-barang di bandara udara atau pelabuhan. e. Digunakan untuk mengetahui instrument pesawat yang mengalami kerusakan. Hasil dari penggunaan sinar X ini memudahkan tehnisi pesawat untuk melakukan perawatan terhadap instrument pesawat yang mengalami kerusakan f. Sinar-X digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar-X boleh menembusi badan manusia tetapi diserap oleh

bahagian yang lebih tumpat seperti tulang. Gambar foto sinar-X digunakan untuk mengesan kecacatan tulang, mengesan tulang yang patah dan menyiasat keadaan organ-organ dalam badan. g. Sinar-X digunakan untuk melawan kanker. Hal ini dikenal sebagai radioterapi, seperti sinar gamma. 5. Partikel neutron a. Ditembakkan pada inti suatu atom untuk menghasilkan radioisotop. b. Untuk pembuatan Nanopartikel Emas radioaktif. c. Sebagai alat terapi kanker dengan memanfaatkan efek termal. d. Untuk menganalisis dalam menginvestigasi sumber pencemaran partikel udara. e. Digunakan dalam reaktor nuklir untuk menganalisis bahan sampel kecil. f. Untuk menganalisis batuan bawah tanah disekitar lubang bor dan bahan massal industri. g. Berperan penting pada pengembangan reaktor nuklir dan senjata nuklir.

C. Efek Samping Radiasi Ionizing Terdapat 2 dampak kesehatan utama yang disebabkan adanya sebuah radiasi yang dilakukan, yaitu: Dampak jangka pendek dan dampak jangka panjang serta jarak yang lebih pendek dan lebih besar. Serta radiasi dapat mengakibatkan pada masalah kesehatan dengan membunuh sel-sel didalam tubuh. Dan jumlah serta jenis kerusakan yang diakibatkan tergantung pada dosis radiasi yang diberikan dan waktu kapan dosis tersebut tersebar. 1. Sinar gamma dapat menyebabkan kemandulan. 2. Sinar X dan sinar gamma dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia. 3. Sinar X dapat menyebabkan kerusakan DNA. 4. Sumber yang kuat dari sinar gamma dapat menyebabkan keracunan radiasi akut atau bahkan kematian pada dosis tinggi. 5. Eksposur jangka panjang untuk tingkat rendah radiasi gamma dapat menyebabkan kanker. 6. Partikel alfa (seperti americium) cukup kecil untuk dihirup, sehingga dapat merusak paru-paru manusia dan menyebabkan peningkatan risiko kanker. 7. Sindrom akut radiasi ( ARS ) , atau penyakit radiasi , biasanya disebabkan karena tubuh manusia terkena dosis radiasi yang tinggi selama beberapa menit. Seperti yang terjadi pada korban selamat pegeboman Hiroshima dan Nagasaki. Gejala langsung

dari ARS adalah mual , muntah dan diare , kemudian, deplesi sumsum tulang dapat menyebabkan penurunan berat badan , kehilangan nafsu makan , gejala seperti flu , infeksi dan perdarahan. 8. Paparan radiasi ionizing dosis rendah dapat menyebabkan peningkatan risiko kanker, katarak atau penurunan kesuburan.

DAFTAR PUSTAKA http://z-energivan.blogspot.com/2014/12/radiasi-elektromagnetik.html?m=1 https://rumushitung.com/2015/03/30/sinar-sinar-radioaktif-dan-manfaatnya/amp/ http://z-energivan.blogspot.com/2014/12/radiasi-elektromagnetik.html?m=1 https://rumusbilangan.com/pengertian-radioaktif-jenis-sifat-manfaat-dan-dampaknya/#! http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1273628246 http://www.kesehatankerja.com/RADIASI%20.html http://www.batan.go.id/ensiklopedi/08/01/02/02/08-01-02-02.html https://amateur-physics.blogspot.com/2015/02/foto-rontgen-dan-cara-kerja-sinar-x.html Irzal. 2016. Dasar-Dasar Kesehatan dan Keselamatan Kerja. Jakarta: Kencana Kotta, dkk. 2018. Energi Terbarukan: Konsep Dasar Menuju Kemandirian Energi. Yogyakarta: Gajah Mada University Press Akhadi, Mukhlis dan Kusumawati, Dyah Dwi. Puslitbang Keselamatan Radiasi dan Biomedika Nuklir. BATAN