Radiasi adalah: jenis, manfaat, bahaya, sejarah

Radiasi adalah proses fisik emisi (output) dan propagasi (perpindahan) energi melalui partikel bergerak atau gelombang elektromagnetik. Proses ini dapat berlangsung di media material atau di ruang (vakum).

Contoh-contoh dari radiasi yang dikenal dan dikomentari adalah: alfa, beta, gamma, X-ray, ultraviolet, cahaya tampak, gelombang radio, inframerah, gelombang mikro, dll.

Radiasi adalah energi yang berasal dari sumber dan bergerak melalui ruang dan mungkin dapat menembus berbagai bahan. Cahaya, radio, dan gelombang mikro adalah jenis radiasi yang disebut nonionisasi.

Radiasi pengion dihasilkan oleh atom yang tidak stabil. Atom tidak stabil berbeda dari atom stabil karena atom tidak stabil memiliki kelebihan energi atau massa atau keduanya. Radiasi juga dapat dihasilkan oleh perangkat bertegangan tinggi (mis., Mesin x-ray).

Menariknya, ada radiasi “latar belakang” alami di mana-mana (ada di mana-mana) di lingkungan kita. Radiasi background di mana-mana berasal dari luar angkasa (mis., Sinar kosmik) dan dari bahan radioaktif yang terjadi secara alami yang terkandung di bumi dan pada makhluk hidup.

Pengertian radiasi.

Radiasi adalah proses dimana energi dipancarkan sebagai partikel atau gelombang. Secara umum ini, dapat berbentuk suara, panas, atau cahaya. Namun, kebanyakan orang umumnya menggunakan istilah ini untuk merujuk pada radiasi dari gelombang elektromagnetik, mulai dari gelombang radio, melalui spektrum cahaya yang terlihat, dan naik hingga gelombang gamma.

Sebagian besar diskusi tentang radiasi, cara kerjanya, dan apa efeknya bermuara pada interaksi radiasi dengan atom (dan molekul) yang bersentuhan dengannya. Atom membentuk blok bangunan dasar dari semua materi. Mereka terdiri dari inti, terbuat dari proton bermuatan positif (dan kadang-kadang neutron bermuatan netral), dan awan luar elektron, yang memiliki muatan negatif. Muatan positif satu proton sama dengan muatan negatif satu elektron.

Perbedaan radiasi ionisasi dan non-ionisasi

Radiasi umumnya diklasifikasikan sebagai pengion atau non-pengion, berdasarkan apakah ia memiliki energi yang cukup untuk menjatuhkan elektron dari atom yang berinteraksi dengannya, serta mampu melakukan kerusakan energi yang lebih rendah seperti memutus ikatan kimia dalam molekul.

Radiasi pengion, yang disebabkan oleh atom tidak stabil yang mengeluarkan energi untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, lebih merupakan ancaman kesehatan bagi manusia karena melibatkan perubahan susunan dasar atom dalam sel, dan lebih khusus lagi molekul DNA di dalam sel. Tentu saja, dibutuhkan dosis radiasi yang sangat kuat untuk secara substansial merusak struktur sel, karena dapat ada triliunan atom dalam satu sel.

Skala radiasi elektromagnetik, dipecah menjadi kategori radiasi pengion dan non pengion

Sebagian besar radiasi non-pengion, seperti energi radio dan gelombang mikro, dianggap berbahaya hanya sebatas jumlah energi panas yang ditransfer ke apa pun yang terkena. Ini sebenarnya adalah cara microwave memasak makanan. Sinar UV unik karena tidak berion, ia memiliki kapasitas untuk menyebabkan efek berbahaya yang mirip dengan apa yang dapat diciptakan oleh radiasi pengion, seperti peningkatan risiko kanker karena kerusakan pada molekul DNA.

Bagaimana Radiasi diukur?

Radioaktivitas suatu zat, atau seberapa “aktif” zat itu secara radioaktif, diukur dalam curies (Ci) atau Becquerel’s (Bq). Keduanya adalah ukuran dari jumlah peluruhan per detik, atau seberapa sering suatu atom dalam sampel yang diberikan akan mengalami peluruhan radioaktif dan mengeluarkan partikel atau foton radiasi. Curie (1 Ci sama dengan sekitar 37.000.000.000 peluruhan per detik) dinamai Marie dan Pierre Curie, dan kira-kira sama dengan aktivitas satu gram radium, yang mereka pelajari. Becquerel adalah satuan SI untuk radioaktivitas. Satu Bq sama dengan satu peluruhan per detik. Bq adalah satuan SI, meskipun curie masih banyak digunakan di seluruh AS baik di pemerintahan maupun industri.

Jenis Radiasi

Menurut kemampuan mereka untuk berinteraksi dengan materi, radiasi diklasifikasikan sebagai pengion, non pengion dan elektromagnetik.

1. Radiasi pengion

Radiasi pengion mengambil beberapa bentuk: Alfa, beta, dan partikel neutron, serta sinar gamma dan sinar-X. Semua jenis disebabkan oleh atom yang tidak stabil, yang memiliki kelebihan energi atau massa (atau keduanya). Untuk mencapai keadaan stabil, mereka harus melepaskan energi atau massa ekstra itu dalam bentuk radiasi.

Radiasi alfa

Radiasi alfa: Emisi partikel alfa dari inti atom

Radiasi alfa terjadi ketika sebuah atom mengalami peluruhan radioaktif, mengeluarkan partikel (disebut partikel alfa) yang terdiri dari dua proton dan dua neutron (intinya inti atom helium-4), mengubah atom asal menjadi salah satu unsur dengan unsur nomor atom 2 lebih sedikit dan berat atom 4 kurang dari semula. Karena muatan dan massa mereka, partikel alfa berinteraksi kuat dengan materi, dan hanya bergerak beberapa sentimeter di udara. Partikel alfa tidak dapat menembus lapisan luar sel kulit mati, tetapi mampu, jika zat pemancar alfa dicerna dalam makanan atau udara, menyebabkan kerusakan sel yang serius. Alexander Litvinenko adalah contoh terkenal. Dia diracuni oleh polonium-210, penghasil alfa, dalam tehnya.

Radiasi Beta

Radiasi beta: Emisi partikel beta dari inti atom

Radiasi beta mengambil bentuk elektron atau positron (partikel dengan ukuran dan massa elektron, tetapi dengan muatan positif) yang dipancarkan dari atom. Karena massa yang lebih kecil, ia dapat melakukan perjalanan lebih jauh di udara, hingga beberapa meter, dan dapat dihentikan dengan selembar plastik tebal, atau bahkan setumpuk kertas. Ini dapat menembus kulit beberapa sentimeter, agak menimbulkan risiko kesehatan eksternal. Namun, ancaman utama masih terutama dari emisi internal dari bahan yang tertelan.

Radiasi Gamma

Radiasi gamma: Emisi gelombang energi tinggi dari inti atom

Radiasi gamma, tidak seperti alfa atau beta, tidak terdiri dari partikel apa pun, melainkan terdiri dari foton energi yang dipancarkan dari inti yang tidak stabil. Tanpa massa atau muatan, radiasi gamma dapat melakukan perjalanan lebih jauh melalui udara daripada alfa atau beta, kehilangan (rata-rata) setengah energinya untuk setiap 500 kaki. Gelombang gamma dapat dihentikan oleh bahan lapisan tebal atau cukup padat, dengan bahan nomor atom tinggi seperti uranium timbal atau terkuras menjadi bentuk perisai yang paling efektif.

Sinar X

Sinar-X: Emisi gelombang energi tinggi dari awan elektron suatu atom

Sinar-X mirip dengan radiasi gamma, dengan perbedaan utama adalah mereka berasal dari awan elektron. Ini umumnya disebabkan oleh perubahan energi dalam elektron, seperti bergerak dari tingkat energi yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, menyebabkan kelebihan energi dilepaskan. Sinar-X adalah panjang gelombang yang lebih panjang dan (biasanya) energi lebih rendah dari radiasi gamma juga.

Radiasi Neutron

Radiasi neutron: Emisi neutron dari inti atom

Terakhir, radiasi Neutron terdiri dari neutron bebas, biasanya dipancarkan sebagai hasil dari fisi nuklir spontan atau induksi. Mampu melakukan perjalanan ratusan atau bahkan ribuan meter di udara, namun mereka dapat dihentikan secara efektif jika terhalang oleh bahan yang kaya hidrogen, seperti beton atau air. Biasanya tidak dapat mengionisasi atom secara langsung karena kurangnya muatan, netron yang paling umum adalah pengion tidak langsung, di mana mereka diserap menjadi atom yang stabil, sehingga membuatnya tidak stabil dan lebih cenderung memancarkan radiasi pengion dari jenis lain. Neutron sebenarnya adalah satu-satunya jenis radiasi yang mampu mengubah bahan radioaktif lainnya.

2. Radiasi Non pengion

Mereka adalah radiasi yang tidak dapat menghilangkan elektron dari orbit (elektrosfer) atom mereka. Dengan demikian, mereka tetap merupakan atom yang stabil. Radiasi ini tidak dapat menyebabkan ionisasi dan eksitasi atom dan molekul. Dengan demikian, mereka tidak menyebabkan modifikasi (setidaknya sementara) dalam struktur molekul. Di antara contoh utama dari jenis radiasi ini, kami memiliki:

  • Inframerah: ini adalah radiasi yang terletak di bawah merah dalam diagram energi, memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 50.000 nm.
  • Gelombang mikro: adalah radiasi yang dihasilkan oleh sistem elektronik dari osilator, menghadirkan frekuensi yang lebih tinggi daripada gelombang radio. Mereka digunakan di dalam negeri untuk memanaskan makanan dan dapat membawa sinyal komunikasi TV atau elektronik.
  • Cahaya tampak: memiliki frekuensi antara 4,6 x 1014 Hz dan 6,7 x 1014 Hz, dengan panjang gelombang dari 450 nm hingga 700 nm. Itu mampu membuat kita peka terhadap visi.
  • Ultraviolet: radiasi yang dipancarkan oleh beberapa atom ketika tereksitasi, menyertai emisi cahaya. Ini memiliki panjang gelombang antara 10 nm hingga 700 nm. Contoh: lampu uap merkuri (Hg).
  • Gelombang radio: adalah radiasi frekuensi rendah, sekitar 108 Hz, dengan panjang gelombang 1 cm pada 10.000 nm. Mereka digunakan untuk siaran radio.

3. Elektromagnetik

Mereka adalah gelombang yang memiliki medan magnet dan medan listrik, yang merambat di udara atau dalam ruang hampa dengan kecepatan 300.000 km / s. Radiasi ini (sinar gamma, sinar-X, ultraviolet, inframerah, gelombang mikro) berbeda dengan panjang gelombangnya, seperti yang dapat kita lihat pada gambar spektrum elektromagnetik di bawah ini:

Sejarah Radiasi

Pemahaman modern tentang radiasi pengion dimulai pada tahun 1895 dengan Wilhelm Röntgen. Dalam proses melakukan berbagai percobaan dalam menerapkan arus ke tabung vakum yang berbeda, ia menemukan bahwa, meskipun menutupi satu di layar untuk menghalangi cahaya, tampaknya ada sinar yang menembus untuk bereaksi dengan larutan barium pada layar yang ia tempatkan di dekat situ. Setelah beberapa percobaan, termasuk mengambil foto pertama (dari tangan istrinya dan struktur kerangka) dengan sinar baru, ia menamakannya “Sinar-X” untuk sementara waktu sebagai sebutan untuk sesuatu yang tidak diketahui, dan namanya macet.

“” Awalnya tampak semacam cahaya baru yang tak terlihat. Itu jelas sesuatu yang baru, sesuatu yang tidak tercatat … “- WILHELM RÖNTGEN”

Penemuan ini diikuti pada tahun 1896 oleh penemuan Henri Becquerel bahwa garam uranium mengeluarkan sinar serupa secara alami. Meskipun awalnya berpikir bahwa sinar itu dikeluarkan oleh garam uranium berpendar setelah terpapar sinar matahari dalam waktu lama, ia akhirnya meninggalkan hipotesis ini. Melalui percobaan lebih lanjut termasuk uranium non-fosforesen, ia malah menyadari bahwa itu adalah bahan itu sendiri yang mengeluarkan sinar.

Meskipun Henri Becquerel-lah yang menemukan fenomena itu, mahasiswa doktoralnya, Marie Curie, yang menamainya: radioaktivitas. Dia akan terus melakukan pekerjaan perintis lebih banyak dengan bahan radioaktif, termasuk penemuan unsur radioaktif tambahan: thorium, polonium, dan radium. Dia dianugerahi Hadiah Nobel dua kali, sekali bersama Henri Becquerel dan suaminya Pierre dalam Fisika untuk pekerjaan mereka dengan radioaktivitas, dan lagi tahun kemudian di Kimia untuk penemuan radium dan polonium. Dia juga melakukan pekerjaan perintis di bidang radiologi, mengembangkan dan menggunakan mesin sinar-X seluler untuk medan perang Perang Dunia I.

“” Kita tidak boleh lupa bahwa ketika radium ditemukan, tidak ada yang tahu bahwa itu akan terbukti berguna di rumah sakit. Pekerjaan itu adalah ilmu murni. Dan ini adalah bukti bahwa karya ilmiah tidak boleh dianggap dari sudut pandang langsung kegunaannya. Itu harus dilakukan untuk dirinya sendiri, untuk keindahan sains, dan kemudian selalu ada kemungkinan bahwa penemuan ilmiah dapat menjadi seperti radium, bermanfaat bagi umat manusia. “- MARIE CURIE”

Dia meninggal pada tahun 1934 karena anemia aplastik, mungkin berkembang dari paparan yang luas terhadap berbagai bahan radioaktif, bahayanya hanya benar-benar dipahami lama setelah sebagian besar paparannya terjadi. Faktanya, surat-suratnya (dan bahkan buku masaknya) masih sangat radioaktif dan banyak yang dianggap tidak aman untuk ditangani, disimpan dalam kotak berpelindung dan membutuhkan peralatan pelindung untuk ditinjau dengan aman.

Manfaat Radiasi

Di luar tenaga nuklir dan persenjataan nuklir, masih ada banyak cara di mana bahan radioaktif dan radiasi yang dihasilkannya tetap berguna dalam kehidupan sehari-hari orang-orang di seluruh dunia.

Beberapa detektor asap juga menggunakan unsur radioaktif sebagai bagian dari mekanisme pendeteksiannya, biasanya americium-241, yang menggunakan radiasi ionisasi partikel alfa untuk menyebabkan dan kemudian mengukur perubahan ionisasi udara langsung di sekitar detektor. Perubahan akibat asap di udara akan menyebabkan alarm berbunyi.

1. Obat.

Sinar-X adalah salah satu kegunaan radiasi yang paling umum dalam kedokteran, memberikan informasi berharga kepada dokter dan profesional medis lainnya mengenai cedera atau penyakit pasien

Rumah sakit menggunakan radiasi dalam berbagai cara. Mesin X-Ray, CT, dan PET menggunakan X-ray (X-ray dan CT) dan radiasi Gamma (PET) untuk menghasilkan gambar rinci dari tubuh manusia, yang memberikan informasi diagnostik yang berharga bagi dokter dan pasien mereka. Radionuklida juga digunakan untuk mengobati penyakit secara langsung, seperti yodium radioaktif, yang diambil hampir secara eksklusif oleh tiroid, untuk mengobati kanker atau hipertiroidisme. Pelacak dan pewarna radioaktif juga digunakan untuk dapat secara akurat memetakan area atau sistem tertentu, seperti dalam tes stres jantung, yang dapat menggunakan isotop radioaktif seperti Technetium-99 untuk mengidentifikasi area jantung dan arteri di sekitarnya dengan aliran darah yang berkurang. .

2. Radiografi.

Pada dasarnya versi bertenaga tinggi dari jenis mesin X-Ray yang digunakan dalam kedokteran, kamera radiografi industri menggunakan sinar-X atau bahkan sumber-sumber gamma (seperti Iridium-192, Cobalt-60, atau Cesium-137) untuk memeriksa sulit dijangkau atau sulit melihat tempat. Ini sering digunakan untuk memeriksa lasan untuk cacat atau penyimpangan, atau memeriksa bahan lain untuk menemukan anomali struktural atau komponen internal.

Radiografi industri juga sangat berguna untuk pemindaian yang aman dan non-invasif di pos pemeriksaan keamanan, seperti bandara, tempat pemindai bagasi x-ray digunakan secara rutin. Versi yang lebih besar dari mesin yang sama sering digunakan untuk memeriksa pengiriman kontainer di seluruh dunia.

3. Keamanan Makanan.

Iradiasi makanan adalah proses menggunakan sumber radioaktif untuk mensterilkan bahan makanan. Radiasi bekerja dengan membunuh bakteri dan virus, atau menghilangkan kemampuan mereka untuk bereproduksi dengan sangat merusak DNA atau RNA mereka. Karena radiasi neutron tidak digunakan, sisa makanan tidak menjadi radioaktif sendiri, sehingga aman untuk dimakan. Metode ini juga digunakan untuk mensterilkan kemasan makanan, peralatan medis, dan bagian-bagian manufaktur.

Klasifikasi radiasi

Menurut asalnya, radiasi diklasifikasikan sebagai alami atau buatan.

1. Alami

Mereka adalah radiasi yang berasal dari sumber yang tidak diproduksi oleh teknologi manusia dan itu terjadi secara spontan. Di antara beberapa contoh, kita memiliki radiasi nuklir, dihilangkan dari dalam inti atom unsur kimia.

Elemen radioaktif alami dapat ditemukan di batuan atau sedimen, misalnya. Contoh lain dari radiasi alami adalah radiasi kosmik (proton, elektron, neutron, meson, neutrino, inti cahaya dan radiasi gamma), yang berasal dari ledakan matahari dan bintang.

2. Buatan

Mereka adalah radiasi yang dihasilkan dari peralatan listrik, di mana partikel, seperti elektron, dipercepat. Ini adalah kasus dengan tabung sinar-X yang digunakan dalam radiodiagnosis.

Ada juga radiasi yang dihasilkan dari peralatan non-listrik, yang merupakan elemen kimia yang diiradiasi dari percepatan partikel.

Lihat juga: Kekuatan ionisasi emisi radioaktif alami

3. Nuklir

Mereka adalah radiasi yang berasal dari dalam inti atom yang tidak stabil. Nukleus tidak stabil ketika atom rata-rata memiliki 84 atau lebih proton di dalamnya. Radiasi nuklir hanya tiga: alfa (α), beta (β) dan gamma (γ).

Bahaya radiasi

Hewan, tanaman, tanah, air dan udara dapat dipengaruhi oleh radiasi, masing-masing dengan cara yang berbeda. Tanah, air dan udara, pada kenyataannya, ketika terkontaminasi dengan zat radioaktif, menjadi sarana penyebaran radiasi ke makhluk hidup.

Pada makhluk hidup, radiasi pada dasarnya mengarah ke dua efek:

  • Mutasi gen: aksi radiasi mampu memodifikasi DNA sel, menyebabkan sel kehilangan fungsinya atau mulai melakukan fungsi baru. Contoh: mutasi genetik dapat menyebabkan pembentukan jaringan baru atau menyebabkan sel melakukan fungsi baru, sehingga meningkatkan penampilan tumor.
  • Pecah molekul: radiasi dapat merusak DNA molekul dan merusak proses multiplikasi sel. Proses ini dapat membuat sel tidak lagi dapat mentransmisikan warisan genetik mereka selama penggandaannya. Fungsi seluler mungkin atau mungkin tidak terpengaruh.

Perlu dicatat bahwa tingkat kerusakan yang disebabkan oleh radiasi tergantung pada dua faktor yang sangat penting: dosis (jumlah radiasi yang diterima organisme) dan waktu paparan.

Kerugian jangka pendek:

  • Mual
  • Muntah
  • Diare
  • Demam
  • Sakit kepala
  • Terbakar
  • Perubahan produksi darah
  • Trombosit pecah
  • Penurunan daya tahan tubuh

Kerugian jangka panjang:

  • Kulit, paru-paru dan kanker lainnya
  • Kehadiran radiasi di seluruh rantai makanan
  • Kesuburan menurun

Penggunaan radiasi

  • Terlepas dari jenis (pengion atau non-pengion) dan asal (nuklir atau non-nuklir), radiasi memiliki beberapa kegunaan. Di antara mereka, kami dapat menyoroti:
  • Sterilisasi bahan bedah (medis atau gigi);
  • Sterilisasi makanan olahan; Catatan: sterilisasi dilakukan dengan tujuan menghilangkan mikroorganisme seperti jamur dan bakteri.
  • Gunakan dalam radioterapi (alternatif untuk pengobatan kanker);
  • Melakukan pemeriksaan pencitraan medis (mamografi, radiografi dan computed tomography);
  • Gunakan dalam kontrol kualitas produksi bagian logam, terutama untuk pesawat terbang;
  • Penanggalan fosil dan artefak sejarah menggunakan karbon-14;
  • Studi pertumbuhan tanaman;
  • Studi tentang perilaku serangga.



Leave a Reply