ARTIKEL KIMIA

ZAT RADIOAKTIF

Oleh : Aryo Yudha Utama.

A. Pengertian & Penemuan Zat Radioaktif
 

     Radioaktifitas adalah sifat suatu unsur yang dapat memancarkan radiasi (pancaran sinar) secara spontan. Tergolong ke dalam zat radioaktif, unsur tersebut biasanya bersifat labil, berarti tergolong zat radioaktif adalah isotopnya, karena untuk mencapai kestabilan salah satunya harus melakukan peluruhan. Peluruhan zat radioaktif untuk menghasilkan unsur yang lebih stabil sambil memancarkan partikel seperti, partikel alpha α (sama dengan inti ⁴He), partikel beta (β), dan partikel gamma (γ).

  

      Sebelum sinar radioaktif ditemukan pada tahun 1895, Wilhelm Rontgen menemukan sinar X, satu penemuan yang menggemparkan masyarakat ilmiah. Rontgen memprodusir sinar X dengan menggunakan tabung katoda sinar, Becquerel berpikir apakah sinar X tidak bisa diprodusir dengan kegiatan sinar matahari biasa di atas substansi non-metal. Becquerel memiliki di laboratoriumnya beberapa kristal “Potasium uranium sulfate” –satu campuran yang dia tahu non-metalik– dan dia memutuskan melakukan percobaan dengan itu: pertama, dia menempelkan beberapa kertas hitam tebal di sekeliling lembaran fotografis untuk meyakinkan tidak ada cahaya yang bisa tampak dapat mencapai lembaran itu. Lantas dia letakkan kristal non-metalik di atas lembaran yang tertutup itu dan menyodorkannya ke bawah sinar matahari. Cukup meyakinkan tatkala kemudian dapat menemukan film fotografis, satu bayangan kristal muncul di atasnya.

      Mulanya Becquerel yakin bahwa dia sudah berhasil menemukan sumber sinar X baru. Kemudian, secara kebetulan, dia menemukan bahwa campuran uranium akan memasukkan radiasi meskipun tidak disodorkan kepada cahaya yang terbuka. Memang ada hari-hari di mana buat Becquerel masih samar-samar dan bimbang mengulangi percobaannya sebagaimana mestinya. Karena itu dia letakkan barang-barangnya –kristal dan lembaran fotografis yang terbungkus rapi dan hati-hati– jauh-jauh di lacinya, tanpa terlebih dulu menampakkan kristalnya di bawah cahaya matahari. Beberapa hari kemudian tak urung dia memutuskan mencuci lembaran fotografis yang tak terpakai itu. Dia terkejut, lembaran itu menampakkan bayangan kristal!

      Jelaslah apa yang terjadi bukanlah non-metal biasa. Dengan bijak Becquerel memutuskan mengurungkan proyek aslinya dan menggantinya dengan penyelidikan fenomena yang aneh yang dialaminya. Segera dia mengetahui bahwa radiasi akan diteruskan oleh tiap campuran kimiawi uranium bukanlah sinar X. (Untuk sementara disebut sinar Becquerel). Becquerel juga menemukan bahwa jenis baru radiasi ini akan diteruskan oleh tiap-tiap kimiawi uranium dan tidak saja oleh apa yang diselidikinya pertama kali. Kenyataannya, dia menemukan bahwa meskipun uranium metal mengandung radioaktif. Karena radiasi tidak tergantung samasekali pada bentuk kimiawi uranium, Becquerel menyadari bahwa radio aktivitas bukanlah berasal dari kimiawi, tetapi harus dari atom uranium itu sendiri.



B. Jenis Sinar Radioaktif

1.    Sinar alpha (α)
Sinar α merupakan partikel bermuatan positif dengan daya tembus kecil (2,8 cm-8,5 cm di udara) dan kecepatan sekitar 1,5 x 10^7 m/s. Elemen yang mengalami radiasi α nomor massanya akan berkurang 4 dan nomor atomnya berkurang 2. Sehingga radiasi α disamakan dengan pembentukan inti Helium.

2.    Sinar betha (β)
Sinar betha merupakan partikel bermuatan negatif dengan daya tembus 100 kali lebih besar dari sinar α, dan memiliki massa 5,5 x 10^-4  sma. Kecepatan radiasi sinar betha mendekati kecepatan cahaya. Elemen yang mengalami radiasi β nomor atomnya akan bertambah 1, sedangkan nomor massanya tetap. Sehingga radiasi β disamakan dengan pemancaran elektron dari suatu inti atom.

3.    Sinar Gamma (γ)
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik berenergi tinggi dengan panjang gelombang pendek. Daya tembusnya 10.000 kali sinar α. Sinar ini tidak bermuatan dan tidak bermassa.

C. Alat-Alat Deteksi

a. Pencacah Geiger (penghitung Geiger Muller)

    Detektor GM bekerja pada tegangan yang sangat tinggi, yaitu 1000volt - 1400volt. Detektor ini menghasilkan sebuah pulsa listrik dari setiap partikel tunggal yang datang padanya., dan tidak tergantung pada energi radiasi.Biasanya detektor ini digunakan untuk mendeteksi sinar gamma (yang madah menembus dinding tabung) namun sinar betapapun dapat dideteksi, yaitu melalui jendela ujung yang biasanya terbuat dari mika yang sangattipis agar dinar beta dapat menembusnya. Sinar gamma yang menembus dinding (katoda) menyebabkan atom gas terionisasi, sehingga ada elektron yang keluar dari ikatan atomnya, kemudian menumbuk anoda sehingga terjadi pulsa listrik yang kemudian diperkuet dan dicatat pada alat pencatat (scaler). Dengan demikian untuk sinar beta, akan menjadi ionisasi. Ion negatif menuju anoda sebagai pulsa listrik dan seterusnya.

 

b. Kamar kabut Wilson (Geiger Chamber)

     Uap (alkohol) jenuh diembunkan pada ion-ion udara yang ditimbulkan oleh radiasi. Akibatnya, terlihat garis putih dari tetesan-tetesan zat cair yang sangat kecil, yang merupakan jejal lintasan dalam kamar tersebut, asal diterangi dengan tepat. Perlu dicatat, bahwa yang kita lihat hanyalah jejak lintasan, bukan radiasi yang menimbulkan ionisasi.

terdapat tiga jenis kamar kabut yaitu :

-Expansion cloud chamber (kamar kabut pemuaian)

-Diffusion cloud chamber (kamar kabut diffusi)

-Bubble chamber (kamar gelembung)

pada bubble chamber radiasi yang mengionkan akan mennggalkan jejak berupa gelembung-gelembung didalam hidrogen cair. Pada sistem ini perkiraan massa dan kelanjutannya dapat diperoleh, berdasarkan hukum kekekalan energi dan momentum.

 

c. Imulsi Film

     Garis-garis sinar dari ketiga jenis radiasi, dapat juga dipelajari pada film fotografi. Emulsi film foto, dapat mengurangi jangkauan partikel alpha sekitar 0,002mm dan bahkan garis lintasan partikel beta, hanya sekitar 1 mm. Karena itu, harus menggunakan mikroskop untuk mengamatinya. Emulsi nuklir yang khusus, digunakan untuk maksud ini. Emulsi tersebut lebih tebal dari biasanya dan mempunyai kepekaan butir-butir perak bromida yang lebih tinggi. Metoda ini mempunyai keuntungan karena secara otomatis diperoleh rekaman yang permanen dari gejala yang dipelajari.

 

d. Detektor Sintilasi

     Setiap partikel radiasi didalam sintilator menghasilkan satu puksa cahaya. Radiasi yang datang pada sintilator akan menimbulkan foton, akibat dari eksitasi atom gas. Foton ini kemudian diteruskan ke bagian-bagian photomultiplier yang dalamnya terdapat dynode-dynode yang berurutan yang diberi tegangan satu lebih tinggi. Foton tersebut menumbuk dynoda sehingga menghasilkan foto elektron. Foto elektron tersebut kemudian menumbuk dynoda berikutnya dan akhirnya terjadi elektron sekunder, sehingga didapatkan elektron berlipat ganda. Elektron ini dipergunakan untuk pengukuran energi radiasi (sopektrometeri energi) ukuran pulsa-pulsa listrik yang terjadi sebanding dengan energi radiasi dan jumlah pulsa sebanding dengan jumlah partikel radiasi.

E. Dampak Radioaktif

     Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini :

1. Pusing-pusing
2. Nafsu makan berkurang atau hilang
3. Terjadi diare
4. Badan panas atau demam
5. Berat badan turun
6. Kanker darah atau leukimia
7. Meningkatnya denyut jantung atau nadi
8. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih   yang jumlahnya berkurang.

Bahaya Zat Radioaktif

   Pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi.  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.

     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.

Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi.

r target.

F.    Manfaat Radioaktif

A.  Bidang Kedokteran

Penggunaan radioaktif untuk kesehatan sudah sangat banyak, dan sudah berapa juta orang di dunia yang terselamatkan karena pemanfaatan radioaktif ini. Sebagai contoh sinar X untuk penghancur tumor atau untuk foto tulang. Berdasarkan radiasinya:

·         Sterilisasi radiasi

Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu:

a)Sterilisasi radiasi lebihsempurna dalam mematikan mikroorganisme.

b)Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.

c)Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit.

            1. Terapi tumor atau kanker

Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.

2. Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone Densitometer

Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari tulang dengan radiasi gamma atau sinar-X. Berdasarkan banyaknya radiasi gamma atau sinar-X yang diserap oleh tulang yang diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium dalam tulang. Perhitungan dilakukan oleh komputer yang dipasang pada alat bone densitometer tersebut. Teknik ini bermanfaat untuk membantu mendiagnosiskekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita pada usia menopause (matihaid).

B.      Bidang Hidrologi

·       Mempelajari kecepatan aliran sungai.

·       Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

C.      Bidang Biologis

·         Mempelajari kesetimbangan dinamis

·         Mempelajari reaksi pengesteran.

·         Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

D.     Bidang pertanian

·      Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis

·      Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi

·      Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang.

  

E.        Bidang Industri

·      Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam

·      Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam

·      Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni

·      Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil

·      Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja.

 29 APRIL 2015