Radioaktif

1.      Sejarah Radioaktif

Pada tahun 1986 Antoine Henry Becquerel menemukan bahwa garam Uranium dapat memancarkan sinar yang tidak tampak dan mempunyai daya tembus yang kuat, dapat menghitam plat film, mengionkan gas dan dapat menembus benda-benda tertentu. Selang beberapa waktu setelah itu, Pierre dan Marie Currie ketika sedang melakukan ekstraksi Uranium dari bahan tambang pitchblende dalam laboratorium yang sama, telah menemukan dua unsur lain yang juga tergolong unsur radioaktif. Unsur yang pertama dinamakan Polonium sesuai dengan negara asal Marie Currie, yaitu Polandia. Unsur yang kedua ternyata seribu kali lebih radioaktif daripada Uranium yang disebut dengan Radium (Beiser, 1984).

2.      Pengertian Radioaktif

Radioaktivitas didefinisikan sebagai peluruhan inti atom yang berlangsung secara spontan, tidak terkontrol dan menghasilkan radiasi. Unsur yang memancarkan radiasi seperti ini dinamakan materi radioaktif. Secara garis besar inti atom akan berada dalam dua keadaan dasar yaitu keadaan stabil dan keadaan tidak stabil yang ditentukan oleh komposisi partikel penyusun inti. Keadaan stabil dicapai apabila jumlah proton (Z) lebih sedikit atau sama banyak dengan jumlah netron. Keadaan ini memungkinkan gaya inti lebih besar dibandingkan dengan gaya elektrostatis. Sedangkan, keadaan tidak stabil dicapai apabila jumlah proton (Z) lebih besar dari jumlah netron (N). Hal ini akan menyebabkan gaya elektrostatis jauh lebih besar dibandingkan dengan gaya inti. Mengapa gaya elektrostatis pada keadaan tidak stabil lebih besar? Karena gaya elektrostatis memiliki jangkauan yang lebih luas dibandingkan dengan gaya inti, sekalipun partikel proton saling berdekatan dan berseberangan. Inti atom seperti inilah yang akan melakukan aktivitas radiasi secara spontan sampai tercapai keadaan stabil. Keadaan inti dengan jumlah proton (Z) lebih besar dari jumlah netron (N) akan menghasilkan zat radioaktif. Gambar berikut menunjukkan karakteristik gaya inti dan gaya elektrostatis di dalam inti atom (E-dukasi, 2009).Jadi suatu zat (unsur) akan menjadi radioaktif jika memiliki inti atom yang tidak stabil. Suatu inti atom berada dalam keadaan tidak stabil jika jumlah proton jauh lebih besar dari jumlah netron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom – atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil (E-dukasi, 2009).

3.      Sifat Materi Radioaktif

Materi atau zat radioaktif mampu memancarkan radiasi secara spontan atau serta merta. Radiasi atau partikel yang dipancarkan melaju dengan energi yang cukup besar yang selanjutnya dikenal sebagai radiasi atau sinar radioaktif. Jenis radiasi yang dipancarkan oleh material radioaktif antara lain radiasi alfa (α) atau inti nuklida He-4 yang dituliskan sebagai 2He₄, radiasi beta (β) atau elektron yang bermuatan listrik negatif seterusnya disimbolkan sebagai -1eo, radiasi positron atau elektron yang bermuatan listrik positif disimbolkan sebagai +1eo, radiasi proton bermuatan listrik +1 yang disimbolkan sebagai +1p1 atau sebagai 1H₁, radiasi netron yang massanya ekuivalen dengan massa proton tetapi tidak bermuatan atau netral yang dituliskan sebagai 1no dan sinar gamma (γ) yang merupakan gelombang electromagnet (Retug, 2005). Sifat–sifat sinar radioaktif itu adalah seperti berikut.

a.  Sinar Alfa

Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara sinar-sinar radioaktif. Di udara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium (E-dukasi, 2009).

b.  Sinar beta

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi -1eo. Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit (E-dukasi, 2009).

c.  Sinar Gamma

Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi 1no. Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik (E-dukasi, 2009)

4.      Keberadaan Materi Radioaktif

Berdasarkan asalnya sumber radiasi pengion dapat dibedakan menjadi dua yaitu sumber radiasi alam yang sudah ada di alam ini sejak terbentuknya, dan sumber radiasi buatan yang sengaja dibuat oleh manusia untuk berbagai tujuan (Ingebinzoez, 2009).

·        Sumber Radiasi Alam

Radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi alam disebut sebagai radiasi latar belakang. Radiasi ini setiap harinya memapar manusia dan merupakan radiasi terbesar yang diterima oleh manusia yang tidak bekerja di tempat yang menggunakan radioaktif atau yang tidak menerima radiasi berkaitan dengan kedokteran atau kesehatan. Radiasi latar belakang yang diterima oleh seseorang dapat berasal dari tiga sumber utama yaitu :

1.  Sumber radiasi kosmis

Radiasi kosmis berasal dari angkasa luar, sebagian berasal dari ruang antar bintang dan matahari. Radiasi ini terdiri dari partikel dan sinar yang berenergi tinggi dan berinteraksi dengan inti atom stabil di atmosfir membentuk inti radioaktif seperti Carbon-14, Helium-3, Natrium-22, dan Be-7. Atmosfir bumi dapat mengurangi radiasi kosmik yang diterima oleh manusia. Tingkat radiasi dari sumber kosmik ini bergantung kepada ketinggian, yaitu radiasi yang diterima akan semakin besar apabila posisinya semakin tinggi. Selain itu juga, radiasi ini tergantung pada letak geografisnya (Ingebinzoez, 2009).

2.  Sumber radiasi terestrial

Radiasi terestrial secara natural dipancarkan oleh radionuklida yang disebut primordial di dalam kerak bumi. Radionuklida yang ada dalam kerak bumi terutama adalah deret Uranium, yaitu peluruhan berantai mulai dari Uranium-238, Plumbum-206, deret Actinium (U-235, Pb-207) dan deret Thorium (Th-232, Pb-208). Radiasi teresterial terbesar yang diterima manusia berasal dari Radon (R-222) dan Thoron (Ra-220) karena dua radionuklida ini berbentuk gas sehingga bisa menyebar kemana-mana. Tingkat radiasi yang diterima seseorang dari radiasi teresterial ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain yang bergantung pada konsentrasi sumber radiasi di dalam kerak bumi (Ingebinzoez, 2009).

3.  Sumber radiasi internal yang berasal dari dalam tubuh sendiri

Sumber radiasi ini ada di dalam tubuh manusia sejak dilahirkan dan bisa juga masuk ke dalam tubuh melalui makanan, minuman, pernafasan, atau luka. Radiasi internal ini terutama diterima dari radionuklida C-14, H-3, K-40, Radon, selain itu masih ada sumber lain seperti Pb-210, Po-210, yang banyak berasal dari ikan dan kerang-kerangan. Buah-buahan biasanya mengandung unsur K-40 (Ingebinzoez, 2009).

·        Sumber Radiasi Buatan

Sumber radiasi buatan telah diproduksi sejak abad ke 20, dengan ditemukannya sinar-X oleh WC Rontgen. Saat ini sudah banyak sekali jenis dari sumber radiasi buatan baik yang berupa zat radioaktif dan sumber pembangkit radiasi (pesawat sinar-X dan akselerator). Radioaktif dapat dibuat oleh manusia berdasarkan reaksi inti antara nuklida yang tidak radioaktif dengan neutron atau biasa disebut sebagai reaksi fisi di dalam reaktor atom. Radionuklida buatan ini bisa memancarkan radiasi alpha, beta, gamma dan neutron (Ingebinzoez, 2009).

5.      Bahaya Radiasi Radioaktif dan Dampaknya

Menurut penelitian radiasi radioaktif dapat bersifat berbahaya dan dapat juga menguntungkan bagi makhluk hidup. Bahaya radiasi radioaktivitas dibedakan menjadi dua macam yaitu bahaya radiasi eksternal dan bahaya radiasi internal.

·        Bahaya Radiasi Eksternal

Bahaya radiasi eksternal berasal dari sumber radiasi yang terletak diluar tubuh manusia, tetapi walaupun berada di luar tubuh manusia tetap berbahaya jika sampai masuk ke dalam tubuh manusia. Bahaya radiasi eksternal dapat diakibatkan oleh paparan radiasi beta, sinar X, gamma/netron, yang semuanya dapat menembus organ tubuh manusia (Siminiputih, 2008).

·        Bahaya Radiasi Internal

Bahaya radiasi internal artinya unsur radioaktif tersebut tidak berbahaya jika hanya berada di luar tubuh manusia karena jangkauannya sangat pendek tetapi dapat menjadi berbahaya apabila masuk ke dalam tubuh manusia (Siminiputih, 2008).

·        Dampak Zat Radioaktif

Pengertian dari pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR merupakan karsinogen tulang dan 131J (Siminiputih, 2008). Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang (Siminiputih, 2008).

Efek serta akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia adalah pusing-pusing, nafsu makan berkurang atau hilang, diare, badan panas atau demam, berat badan turun, kanker darah atau leukemia, meningkatnya denyut jantung atau nadi, daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih yang jumlahnya berkurang (Siminiputih, 2008).

6.      Manfaat Materi Radioaktif

·        Bidang Kedokteran

Berbagai jenis radioisotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit seperti talium-201 (Ti-201), iodine 131 (I-131) dan besi (Fe-59). I-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian – bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, I-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah adanya penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancari isotop natrium tersebut (Ingebinzoez, 2009).

·        Bidang Industri

Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut, dalam hal ini piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama (Ingebinzoez, 2009).

·        Bidang Biologis

1.      Mempelajari kesetimbangan dinamis

2.      mempelajari reaksi pengesteran

3.      mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis (Ingebinzoez, 2009)

·        Bidang Pertanian

1.      Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul

Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangan jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas, sehingga reproduksi hama tersebut akan terganggu dan akan mengurangi populasi).

2.      Pemuliaan Tanaman

Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya, pemuliaan padi, bibit diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditanaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya (Ingebinzoez, 2009).