Radiasi dan Dunia yang Kita Huni

Apa yang dimaksud dengan radiasi?

Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Pengertian tentang radiasi dan gelombang dapat dijelaskan pada kejadian berikut.

Apa yang Anda lakukan jika Anda melihat kolam air tenang yang pada permukaannya mengapung beberapa helai daun? Secara spontan mungkin Anda akan melempar kerikil ke kolam tersebut. Dapat Anda lihat bahwa pada lokasi jatuhnya kerikil akan muncul riak, yang kemudian akan menyebar dalam bentuk lingkaran. Riak-riak tersebut adalah gelombang dan memperlihatkan pergerakan energi yang diberikan oleh kerikil, dan energi tersebut menyebar dari lokasi jatuhnya kerikil ke segala arah. Ketika riak mencapai daun, daun tersebut akan terangkat naik ke puncak gelombang.

Berdasarkan kejadian tersebut dapat dilihat bahwa untuk mengangkat sesuatu diperlukan energi. Karena itu, terangkatnya daun memperlihatkan bahwa gelombang mempunyai energi, dan energi tersebut telah bergerak dari lokasi jatuhnya kerikil ke lokasi terangkatnya daun. Hal yang sama juga berlaku untuk berbagai jenis gelombang dan radiasi lain.

Salah satu karakteristik dari semua radiasi adalah radiasi mempunyai panjang gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya.

Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing.

Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang tidak memiliki massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Radiasi partikel adalah radiasi berupa partikel yang memiliki massa, misalnya partikel beta, alfa dan neutron.

Jika ditinjau dari "muatan listrik"nya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi pengion dan radiasi non-pengion. Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion ini kemudian akan menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda hidup. Radiasi pengion disebut juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Termasuk ke dalam radiasi pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron. Partikel beta, alfa dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara langsung. Meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung. Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.

Tulisan ini hanya akan membicarakan radiasi pengion, khususnya sinar-X dan sinar gamma. Kedua jenis radiasi ini mempunyai potensi bahaya yang lebih besar dibandingkan dengan jenis radiasi lainnya. Pengaruh sinar kosmik hampir dapat diabaikan karena sebelum mencapai tubuh manusia, radiasi ini telah berinteraksi terlebih dahulu dengan atmosfir bumi. Radiasi beta hanya dapat menembus kertas tipis, dan tidak dapat menembus tubuh manusia, sehingga pengaruhnya dapat diabaikan. Demikian pula dengan radiasi alfa, yang hanya dapat menembus beberapa milimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya terdapat di reaktor nuklir

Pengertian Radiasi dalam fisika, mendeskripsikan setiap proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Beberapa radiasi dapat   berbahaya.
Macam-macam  Radiasi :
RADIASI IONISASI
Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi partikel. Secara uumu, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari cangkang atom elektron, yang akan memberikan muatan positif. Hal ini sering mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat menyebabkan mutasi dan kanker. Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radioaktif , peluruhan radioaktif dan sampah.
Tiga jenis utama radiasi ionisasi menurut Ernest Rutherford melalui percobaannya :
1. Radiasi Alpha
2. Radiasi Beta
3. Radiasi Gamma
RADIASI NON-IONISASI
Radiasi non ionisasi mengacu pada jenis radiasi yang tidak membawa energi yang cukup per foton untuk mengionisasi atom atau molekul. Ini terutama mengacu pada bentuk energi yang lebih rendah dari radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, gelombang mikro, radiasi teraherzt, cahaya infra merah, dan cahaya tampak). Membentuk ion berenergi ketika melewati materi, radiasi elektromagnetik memiliki energi yang cukup hanya untuk mengubah rotasi, getaran atau elektronik konfigurasi valensi molekul dan atom.

Namun demikian terdapat efek biologis yang berbeda untuk jenis radiasi non-ionisasi.
1. Radiasi Neutron
2. Radiasi elektromagnetik
3. Radiasi cahaya
4. Radiasi termal
Penggunaan radiasi :
1. Dalam Kedokteran
Radiasi dan zat radioaktif digunakan untuk diagnosa, pengobatan dan penelitian.
2. Dalam Komunikasi
Semua sistem komunikasi modern menggunakan bentuk radiasi elektromagnetik
3. Dalam Iptek
Para peneliti menggunakan atom radioaktif untuk menentukan umur suatu benda berusia lama.

Apa itu radiasi?
Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Salah satu contoh sumber radiasi yang sudah kita kenal adalah matahari. Matahari yang kita kenal memberikan cahaya dan panas. Tanpa sinar matahari tidak akan ada kehidupan di bumi ini, akan tetapi harus diakui terlalu banyak sinar matahari yang mengenai tubuh bisa jadi sangat berbahaya. Karena itu jumlah paparan sinar matahari harus kita batasi. Efek dari panas matahari biasanya dicegah dengan menggunakan kacamata hitam, topi, pakaian dan pemakaian tabir surya.
Jenis radiasi
Radiasi terdiri dari beberapa jenis dan setiap jenis dari radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing
1) Ditinjau dari massanya radiasi dapat dibagi menjadi radiasi elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang tidak memiliki massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik.
Radiasi partikel adalah radiasi yang memiliki massa terukur, misalnya partikel beta, alfa dan neutron. Partikel beta dengan simbol -1β0menunjukkan bahwa jumlah massa dari radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya adalah 1 negatif. Partikel alfa dengan simbol 2α4 menunjukkan bahwa partikel ini memiliki massa sebesar 4 satuan massa atom (sma) dengan jumlah muatan sebesar positif 2.
Sedangkan partikel neutron dengan simbol 0n1 menunjukkan jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya adalah 0.
2) Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi terbagi menjadi radiasi non pengion dan pengion. Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.
Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak suatu materi, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion-ion hasil ionisasi ini dapat menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan/materi, termasuk benda hidup, yang berinteraksi oleh radiasi. Radiasi pengion terkadang disebut juga sebagai radiasi atom atau radiasi nuklir. Yang termasuk ke dalam radiasi pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron. Partikel beta, alfa dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara langsung. Sedangkan sinar-x, sinar gamma dan sinar kosmik, meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, juga termasuk golongan radiasi pengion karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung.
Macam-macam radiasi pengion :
Sinar-x dan sinar gamma, seperti halnya cahaya menghantarkan energi dalam bentuk gelombang tanpa medium perantara, seperti panas dan cahaya dari api maupun matahari yang merambat dalam ruang. Sinar-x dan sinar gamma hampir identik, kecuali bahwa sinar-x umumnya dihasilkan secara artifisial (buatan) dan bukan berasal dari inti atom, yaitu ketika sebuah elektron berenergi tinggi menumbuk suatu logam target. Tidak seperti cahaya, sinar-x dan sinar gamma memiliki daya tembus yang besar dan dapat dengan mudah menembus tubuh manusia. Penghalang tipis berupa beton, timbal atau air biasanya digunakan sebagai alat pelindung atau proteksi dari radiasi ini.
Partikel alfa terdiri atas 2 proton dan 2 neutron dalam bentuk inti atom (alfa merupakan inti atom helium). Partikel ini memiliki muatan positif dan dipancarkan oleh unsur berat yang ada dialam, seperti uranium dan radium, serta dari beberapa unsur buatan manusia. Alfa berukuran relatif besar, sehingga mudah menumbuk materi dan dengan cepat kehilangan energinya. Karenanya partikel ini memiliki daya penetrasi yang rendah dan dapat segera dihentikan oleh lapisan terluar kulit dan selembar kertas.
Akan tetapi, apabila sumber alfa masuk kedalam tubuh melalui saluran pernafasan maupun saluran pencernaan, partikel alfa dapat mempengaruhi sel-sel tubuh. Didalam tubuh, partikel alfa melepaskan energi pada jarak yang relatif pendek dan menyebabkan kerusakan biologis yang lebih parah dibandingkan radiasi jenis lain.
Partikel beta merupakan elektron cepat yang terlempar keluar dari inti atom. Partikel ini lebih kecil dari partikel alfa dan dapat menembus air maupun daging manusia hingga 1-2 cm. Partikel beta dipancarkan oleh banyak unsur radioaktif. Partikel ini dapat dihentikan dengan selembar aluminium dengan ketebalan beberapa milimeter.
Radiasi kosmik terdiri dari partikel-partikel termasuk proton yang membordir bumi dari luar angkasa. Semakin tinggi posisi suatu daerah dari permukaan laut maka akan semakin besar jumlah radiasi kosmik yang diterima, ini dikarenakan pada ketinggian permukaan laut, atmosfer bumi jauh lebih padat dan memberikan perlindungan maksimal, sehingga daerah diatas permukaan laut menerima lebih banyak radiasi kosmik.
Neutron merupakan partikel yang tidak bermuatan dan berukuran sangat kecil sehingga memiliki daya tembus yang sangat tinggi. Di bumi, partikel ini umumnya berasal dari pembelahan atau fisi atom didalam reaktor nuklir. Didalam rektor biasanya digunakan perisai radiasi berupa air dan beton untuk menahan radiasi neutron agar tidak lepas dari dalam reaktor.
Penting untuk dipahami bahwa radiasi alfa, beta, gamma dan sinar-x tidak menyebabkan tubuh menjadi radioaktif. Akan tetapi, sebagian besar bahan/materi yang ada dialam (termasuk jaringan tubuh manusia) mengandung sejumlah zat radioaktif.
Pengukuran radiasi pengion
Gray dan Sievert
Radiasi tidak dapat dilihat, didengar ataupun dicium. Indra manusia tidak dapat mendeteksi radiasi maupun membedakan apakah suatu bahan bersifat radioaktif atau tidak. Namun, ada instrumen khusus yang dapat mendeteksi dan mengukur radiasi secara akurat dan tepat.
Jumlah radiasi pengion atau “dosis”, yang diterima seseorang diukur berdasarkan jumlah energi yang diserap oleh jaringan tubuh, dan dinyatakan dalam satuan gray. Satu gray (Gy) dapat diartikan sebagai satu joule energi terserap per kilogram materi yang diiradiasi. Satuannya adalah J/kg.
Namun, jumlah paparan yang sama dari berbagai jenis radiasi berbeda yang dinyatakan dalam gray, tidak selalui menghasilkan efek biologis yang persis sama. Contohnya, satu gray radiasi alfa akan memberikan efek yang lebih besar bila dibandingkan dengan efek yang dihasilkan oleh 1 gray radiasi beta. Ketika kita berbicara mengenai efek radiasi, maka radiasi dinyatakan dalam dosis efektif (terkadang dinyatakan sebagai dosis ekuivalen), dalam satuan yang disebut sievert (Sv).
Terlepas dari jenis radiasi, satu sievert (Sv) dari radiasi akan menghasilkan efek biologis yang sama. Untuk nilai yang lebih kecil dinyatakan dalam “minisievert”, mSv, yang sama dengan satu perseribu sievert atau “mikrosievert”, yang sama dengan satu persejuta sievert.

PENGERTIAN RADIASI

1. Pengertian Radiasi

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Ada beberapa sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita, contohnya adalah televisi, lampu penerangan, alat pemanas makanan (microwave oven), komputer, dan lain-lain.Radiasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis radiasi yang tidak mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X, dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari, gelombang microwave, radar dan handphone, (BATAN, 2008)

2. Jenis Radiasi

Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam radiasi pengion dan radiasi non-pengion, (BATAN, 2008).

a. Radiasi Pengion
Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi pengion adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Setiap jenis radiasi memiliki karakteristik khusus. Yang termasuk radiasi pengion adalah partikel alfa (α), partikel beta (β), sinar gamma (γ), sinar-X, partikel neutron.

b. Radiasi Non Pengion
Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Radiasi non-pengion tersebut berada di sekeliling kehidupan kita. Yang termasuk dalam jenis radiasi non-pengion antara lain adalah gelombang radio (yang membawa informasi dan hiburan melalui radio dan televisi); gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (yang memberikan energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (yang bisa kita lihat); sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari).

3. Besaran dan Satuan Radiasi
Satuan radiasi ada beberapa macam. Satuan radiasi ini tergantung pada kriteria penggunaannya, yaitu (BATAN, 2008) :

a. Satuan untuk paparan radiasi
Paparan radiasi dinyatakan dengan satuan Rontgen, atau sering disingkat dengan R saja, adalah suatu satuan yang menunjukkan besarnya intensitas sinar-X atau sinar gamma yang dapat menghasilkan ionisasi di udara dalam jumlah tertentu. Satuan Rontgen penggunaannya terbatas untuk mengetahui besarnya paparan radiasi sinar-X atau sinar Gamma di udara. Satuan Rontgen belum bisa digunakan untuk mengetahui besarnya paparan yang diterima oleh suatu medium, khususnya oleh jaringan kulit manusia.

b. Satuan dosis absorbsi medium.
Radiasi pengion yang mengenai medium akan menyerahkan energinya kepada medium. Dalam hal ini medium menyerap radiasi. Untuk mengetahui banyaknya radiasi yang terserap oleh suatu medium digunakan satuan dosis radiasi terserap atau Radiation Absorbed Dose yang disingkat Rad. Jadi dosis absorbsi merupakan ukuran banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion kepada medium. Dalam satuan SI, satuan dosis radiasi serap disebut dengan Gray yang disingkat Gy. Dalam hal ini 1 Gy sama dengan energi yang diberikan kepada medium sebesar 1 Joule/kg. Dengan demikian maka :
  1 Gy = 100 Rad
 Sedangkan hubungan antara Rontgen dengan Gray adalah :
  1 R = 0,00869 Gy

c. Satuan dosis ekuivalen
Satuan untuk dosis ekuivalen lebih banyak digunakan berkaitan dengan pengaruh radiasi terhadap tubuh manusia atau sistem biologis lainnya. Dosis ekuivalen ini semula berasal dari pengertian Rontgen equivalen of man atau disingkat dengan Rem yang kemudian menjadi nama satuan untuk dosis ekuivalen. Hubungan antara dosis ekuivalen dengan dosis absobrsi dan quality faktor adalah sebagai berikut :
 Dosis ekuivalen (Rem) = Dosis serap (Rad) X Q
Sedangkan dalam satuan SI, dosis ekuivalen mempunyai satuan Sievert yang disingkat dengan Sv. Hubungan antara Sievert dengan Gray dan Quality adalah sebagai berikut :
Dosis ekuivalen (Sv) = Dosis serap (Gy) X Q
Berdasarkan perhitungan
  1 Gy = 100 Rad, maka 1 Sv = 100 Rem.
4. Dosis Maximum Radiasi

United States Nuclear Regulatory Commision (NRC) adalah salah satu sumber informasi resmi yang dijadikan standar di beberapa Negara untuk penetapan garis pedoman pada proteksi radiasi. NRC telah menyatakan bahwa dosis individu terpapar radiasi maksimal adalah 0.05 Sv atau 5 rem/tahun. Walaupun NRC adalah badan resmi yang berkenaan dengan batas pencahayaan ionisasi radiasi, namun ada kelompok lain yang juga merekomendasikan hal serupa. Salah satu kelompok tersebut adalah National Council on Radiation Protection (NCRP), yang merupakan kelompok ilmuwan pemerintah yang rutin mengadakan pertemuan untuk membahas riset radiasi terbaru dan mengupdate rekomendasi mengenai keamanan radiasi.
Menurut NCRP, tujuan dari proteksi radiasi adalah :

a. Untuk mencegah radiasi klinis yang penting, dengan mengikuti batas dosis minimum
b. Membatasi resiko terhadap kanker dan efek kelainan turunan pada masyarakat.

Dosis maksimum yang diijinkan adalah jumlah maksimum penyerapan radiasi yang sampai pada seluruh tubuh individu, atau sebagai dosis spesifik pada organ tertentu yang masih dipertimbangkan aman. Aman dalam hal ini berarti tidak adanya bukti bahwa individu mendapatkan dosis maksimal yang telah ditetapkan, dimana cepat atau lambat efek radiasi tersebut dapat membahayakan tubuh secara keseluruhan atau bagian tertentu. Rekomendasi untuk batas atas paparan telah dibentuk pula oleh NCRP sebagai panduan didalam pekerjaan yang berkaitan dengan radiasi. Rekomendasi NRCP meliputi:

a. Individu/operator tidak diizinkan bekerja dengan radiasi sebelum umur 18 tahun.
b. Dosis yang efektif pada tiap orang pertahun mestinya tidak melebihi 50 mSv ( 5 rem).
c. Untuk khalayak ramai, ekspose radiasi (tidak termasuk dari penggunaan medis) mestinya tidak melebihi 1 mSv ( 0,1 rem) per tahun.
d. Untuk pekerja yang hamil, batasan ekspose janin atau embrio mestinya tidak melebihi 0,5 mSv (0,05 rem). Dengan demikian untuk pekerja wanita yang sedang hamil tidak lagi direkomendasikan bekerja sampai kehamilannya selesai.

5. Efek Radiasi Pengion Terhadap Tubuh Manusia

Radiasi pengion adalah radiasi radiasi yang mampu menimbulkan ionisasi pada suatu bahan yang dilalui. Ionisasi tersebut diakibatkan adanya penyerapan tenaga radiasi pengion oleh bahan yang terkena radiasi. Dengan demikian banyaknya jumlah ionisasi tergantung dari jumlah tenaga radiasi yang diserap oleh bahan (BATAN, 2008).

Sel dalam tubuh manusia terdiri dari sel genetic dan sel somatic. Sel genetic adalah sel telur pada perempuan dan sel sperma pada laki-laki, sedangkan sel somatic adalah sel-sel lainnya yang ada dalam tubuh. Berdasarkan jenis sel, maka efek radiasi dapat dibedakan atas efek genetik dan efek somatik. Efek genetik atau efek pewarisan adalah efek yang dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi. Sebaliknya efek somatik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang terpapar radiasi (BATAN, 2008).

Bila ditinjau dari dosis radiasi (untuk kepentingan proteksi radiasi), efek radiasi dibedakan atas efek deterministik dan efek stokastik. Efek deterministik adalah efek yang disebabkan karena kematian sel akibat paparan radiasi, sedangkan efek stokastik adalah efek yang terjadi sebagai akibat paparan radiasi dengan dosis yang menyebabkan terjadinya perubahan pada sel (BATAN, 2008).Efek Radiasi Pada Organ reproduksi

Menurut Sumarsono (2008) efek deterministik pada organ reproduksi atau gonad adalah sterilitas atau kemandulan. Pajanan radiasi pada testis akan mengganggu proses pembentukan sel sperma yang akhirnya akan mempengaruhi jumlah sel sperma yang akan dihasilkan. Dosis radiasi 0,15 Gy merupakan dosis ambang terjadinya sterilitas yang bersifat sementara karena sudah mengakibatkan terjadinya penurunan jumlah sel sperma selama beberapa minggu. Pengaruh radiasi pada sel telur sangat bergantung pada usia. Semakin tua usia, semakin sensitif terhadap radiasi karena semakin sedikit sel telur yang masih tersisa dalam ovarium. Selain sterilitas, radiasi dapat menyebabkan menopuse dini sebagai akibat dari gangguan hormonal sistem reproduksi. Dosis ambang sterilitas menurut ICRP 60 adalah 2,5 – 6 Gy. Pada usia yang lebih muda (20-an), sterilitas permanen terjadi pada dosis yang lebih tinggi yaitu mencapai 12 – 15 Gy. Sedangkan menurut Iffah (2009) kerusakan pada organ reproduksi (kemandulan) terjadi pada paparan 150 - 300 rad untuk laki-laki dan < (150-300) rad untuk wanita. Sehingga didapati bahwa wanita lebih sensitif terhadap paparan radiasi khususnya pada organ reproduksi dibandingkan pria.