Radioaktif: Pengertian, Sejarah, Sifat Karakteristik, Fungsi, Jenis, Contoh, dan Dampaknya

Table of Contents

Radioaktif

Pengertian Radioaktif

Radioaktif (radioaktivitas) adalah pancaran sinar radiasi yang terjadi secara spontan dalam arti partikel atau foton berenergi tinggi yang dihasilkan dari reaksi nuklir. Energi radioaktif berasal dari peluruhan inti yang tidak stabil, sehingga setiap spesies nuklir (konfigurasi proton, neutron, dan energi tertentu) yang menunjukkan radioaktivitas dikenal sebagai inti radioaktif.

Zat yang mengandung inti dari jenis partikel atom tidak stabil dianggap radioaktif. Peluruhan radioaktif merupakan proses acak atau stokastik yang terjadi pada tingkat atom tunggal. Meskipun tidak mungkin untuk memprediksi dengan tepat kapan satu inti yang tidak stabil akan meluruh, laju peluruhan sekelompok atom dapat diprediksi berdasarkan konstanta atau waktu paruh peluruhan.

Waktu paruh peluruhan merupakan waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari kuantitas isotop tertentu untuk meluruh. Waktu paruh berkisar dari lebih dari 1024 tahun untuk beberapa inti hingga kurang dari 10 sampai dengan 23 detik. Produk dari proses peluruhan radioaktif, yang disebut anak dari isotop induk, mungkin juga tidak stabil, dalam hal ini, juga akan mengalami peluruhan. Proses berlanjut sampai nuklida yang stabil terbentuk.

Radioaktif Menurut Para Ahli
1. Daniel E. DiGregorio dalam Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences (2020), Radioaktivitas adalah fenomena yang dihasilkan pada atom tidak stabil tertentu di mana inti berubah dengan memancarkan partikel dan / atau radiasi elektromagnetik.
2. Vincent P. Guinn dalam Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition) (2003), Pengertian radioaktif adalah fenomena disintegrasi spontan dari inti atom yang tidak stabil menjadi inti atom untuk membentuk inti atom yang lebih stabil secara energik.

Sejarah Radioaktif

Sejarah penemuan zat radioaktif bermula pada tahun 1895 ditemukannya sinar X oleh Wilhelm Conrad Roentgen. Kemudian para ilmuwan menyadari bahwa beberapa unsur dapat memancarkan sinar-sinar tertentu. Sekitar pada tahun 1880, Henri Becquerel menyiapkan cuplikan Kalium Uranil Sulfat dan mencatat bahwa zat tersebut berfosforessensi karena dieksitasi oleh sinar Ultra Violet.

Hasil eksperimen nya menunjukkan bahwa radiasi yang terjadi bukan karena sinar Ultra Violet, tetapi berasal dari garam Uranium. Pada tahun 1903, seorang ilmuan bernama Ernest Rutherford menyebutkan bahwa sinar radioaktif dibagi menjadi dua jenis berdasarkan muatannya, yaitu Sinar radioaktif yang bermuatan positif (sinar alfa) dan Sinar radioaktif yang bermuatan negatif (sinar beta).

Sifat Radioaktif

Sifat radioaktif di antaranya,
1. Mempunyai daya tembus besar
2. Dapat mengionkan gas
3. Dapat berpendar apabila jatuh pada permukaan zat yang berlapis seng sulfida atau seng blende

Diperkirakan lebih dari 60 unsur setidaknya mempunyai satu isotop yang bersifat radioaktif. Isotop adalah varian dari elemen tertentu yang nukleusnya memiliki jumlah neutron yang berbeda. Unsur radioaktif dapat dipecah menjadi tiga kelas. Yakni, primordial, sudah ada sebelum Bumi terbentuk. Kosmogenik yang terbentuk melalui interaksi sinar kosmik, dan elemen yang diproduksi manusia.

Karakteristik Radioaktif

Adapun untuk semua jenis elemen yang ada dalam radioaktif memiliki karakteristik tertentu di antaranya,
1. Disintegrasi
Inti unsur radioaktif tidak stabil. Nukleus akan rusak seiring waktu, mengurangi jumlah unsur yang tersisa. Disintegrasi ini terjadi secara alami dan tidak membutuhkan rangsangan dari luar untuk terjadi.

Semua elemen buatan manusia bersifat radioaktif dan rusak. Kecepatan di mana suatu unsur rusak disebut “waktu paruh“, seperti yang telah dikatakan di atas bahwa ini menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk separuh atom yang ada untuk hancur.

Ukuran ini dapat menentukan seberapa stabil atau tidak stabilnya suatu unsur. Misalnya, paruh uranium lebih dari 4 miliar tahun, sedangkan paruh fransium lebih dari 20 menit.

2. Unsur Berbeda
Saat unsur hancur, partikel subatomik inti membentuk unsur yang berbeda. Partikel-partikel ini tidak hilang ke lingkungan.

Misalnya, uranium hancur dalam beberapa tahap, menjadi unsur yang berbeda di sepanjang tahapan tersebut. Ini termasuk: torium, protaktinium, radium, radon, polonium, bismut, timbal. Langkah terakhir dalam seri atau tahapan adalah timbal, yaitu unsur stabil yang tidak hancur. Unsur yang dibuat ini disebut anak perempuan dari elemen induk.

3. Emisi Radiasi
Radiasi adalah energi yang dilepaskan dari atom ketika unsur tersebut hancur dari satu unsur ke unsur lainnya. Ada banyak jenis radiasi, termasuk cahaya dan gelombang mikro. Ketika unsur radioaktif melepaskan energinya, radiasi tersebut disebut radiasi pengion, yang mencakup partikel bermuatan.

Partikel bermuatan itu adalah radiasi berbahaya yang berbahaya bagi organisme hidup. Namun, tidak semua radiasi yang dipancarkan dari elemen berbahaya bagi manusia dan diklasifikasikan sebagai radiasi sinar alfa dan beta.

4. Deteksi
Sejumlah alat digunakan untuk mendeteksi keberadaan bahan dan unsur radioaktif. Penghitung Geiger adalah alat terkenal yang digunakan untuk mengukur tingkat radiasi. Perangkat bekerja dengan menciptakan muatan listrik saat bertemu radiasi yang dipancarkan dari bahan radioaktif. Semakin banyak bahan radioaktif, semakin tinggi pembacaan di perangkat.

Fungsi Radioaktif

Ada banyak aplikasi, tujuan dan fungsi praktis untuk penggunaan radioaktivitas / radiasi. Sumber radioaktif digunakan untuk mempelajari organisme hidup, mendiagnosis dan mengobati penyakit, mensterilkan peralatan medis dan makanan, menghasilkan energi untuk panas dan tenaga listrik, serta memantau berbagai langkah dalam semua jenis proses industri.

Berikut ini beberapa di antaranya,
1. Sebagai pelacak (Tracers)
Pelacak adalah aplikasi umum radioisotop. Pelacak adalah elemen radioaktif yang jalurnya dapat dilalui reaksi kimia dan biasanya digunakan dalam bidang medis dan dalam studi tumbuhan dan hewan. Radioaktif Iodine-131 dapat digunakan untuk mempelajari fungsi kelenjar tiroid yang membantu dalam mendeteksi penyakit.

2. Reaktor nuklir
Reaktor nuklir adalah alat yang mengontrol reaksi fisi yang menghasilkan zat baru dari produk fisi dan energi. Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan uranium dalam reaksi fisi sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi. Steam dihasilkan oleh panas yang dilepaskan selama proses fisi dan uap inilah yang memutar turbin untuk menghasilkan energi listrik.

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

4. Pengobatan
Rumah sakit menggunakan radiasi dalam berbagai cara. Mesin X-Ray, CT, dan PET menggunakan sinar-X (X-ray dan CT) dan radiasi Gamma (PET) untuk menghasilkan gambar detail tubuh manusia, yang memberikan informasi diagnostik yang berharga bagi dokter dan pasiennya. 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.

5. Radiography
Pada dasarnya versi bertenaga tinggi dari jenis mesin X-ray yang digunakan dalam pengobatan, kamera radiografi industri menggunakan sinar-X atau bahkan sumber gamma (seperti Iridium-192, Cobalt-60, atau Cesium-137) untuk diperiksa yang sulit dijangkau atau sulit untuk melihat tempat.

Ini sering digunakan untuk memeriksa cacat atau ketidakteraturan las, atau memeriksa bahan lain untuk menemukan anomali struktural atau komponen internal.

6. Keamanan makanan
Iradiasi makanan adalah proses penggunaan sumber radioaktif untuk mensterilkan bahan makanan. Radiasi bekerja dengan membunuh bakteri dan virus, atau menghilangkan kemampuan mereka untuk bereproduksi dengan merusak DNA atau RNA mereka.

Karena radiasi neutron tidak digunakan, sisa makanan tidak menjadi radioaktif dengan sendirinya, sehingga aman untuk dimakan. Metode ini juga digunakan untuk mensterilkan kemasan makanan, alat kesehatan, dan bagian produksi.

Jenis Sinar Radioaktif

1. Sinar Alpha
a. Sinar alpha tersusun atas inti helium yang di dalamnya mengandung 2 proton dan 2 neutron
b. Ditemukan pada tahun 1903 oleh Ernest Rutherford (1871-1973)
c. Muatannya positif, sehingga bisa membelok ke arah kutub negatif dalam medan positif
d. Daya ionisasi tinggi, tetapi daya tembus terhadap suatu benda rendah
e. Daya tembus kecil, sinar a hanya memiliki daya jangkau 2,8 sampai 8,5 cm dalam udara dan bisa di tahan oleh selembar kertas biasa.

2. Sinar Beta
a. Sinar beta tersusun atas elektron-elektron yang geraknya cepat
b. Ditemukan pada tahun 1903 oleh Ernest Rutherford (1871-1973)
c. Muatannya negatif, sehingga di dalam medan listik membelok ke kutub yang positif
d. Daya tembus lebih besar dibanding sinar alpha, sinar beta bisa menembus lempeng alumunium yang tebal
e. Bisa mengionkan benda-benda yang dilewati

3. Sinar Gamma
a. Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik, serupa dengan jenis sinar C tetapi memiliki panjang gelombang yang sangat pendek dengan panjang 1-10-3
b. Ditemukan oleh Paul Ultich Villard
c. Tidak memiliki muatan listrik, karenanya tidak bisa dibelokkan oleh medan magnet/listrik
d. Daya tembus sangat besar dan hanya bisa ditahan oleh selapis baja atau beton
e. Bisa mengionkan materi yang dilewati, tetapi tidak sekuat sinar alpha atau beta

Contoh Bahan Radioaktif

Berikut beberapa contoh unsur radioaktif yang sering digunakan dalam pembangkit listrik, di rumah sakit ataupun sebagai penelitian di antaranya,
1. Uranium
Uranium adalah radioaktif yang secara alami ada di pasir dan tanah. Kandungan unsur uranium di tanah atau di pasir sangat rendah. Karena itulah, uranium yang bisa digunakan untuk energi nuklir biasanya berasal dari minerall Urannite. Proses pemurnian Uraninite disebut uranium enrichment.

2. Polonium
Polonium merupakan unsur radioaktif yang ditemukan oleh Marie Curie. Polonium ada pada minerla uraninite yang merupakan hasil peluruhan uraniu. Unsur polonium termasuk salah satu racun paling mematikan di dunia yang biasanya digunakan dalam pembunuhan rahasia.

3. Radium
Radium juga termasuk unsur radioaktif yang terdapat pada mineral uraninite. Pada 7 ton Uraninite biasanya terdapat 1 gram Radium. Radium merupakan salah satu unsur radioaktif yang memiliki fungsi penting pada bidang kedokteran.

4. Thorium
Thorium merupakan unsur radioaktif yang paling langka dan paling berharga. Thorium dapat ditemukan pada mineral Thorite (ThSiO4). Thorium pada kemurnian tinggi biasanya digunakan sebagai sumber energi listrik atau bom.

Dampak Radioaktif

Salah satu kesalahpahaman umum tentang radioaktivitas adalah bahwa benda radioaktif berbahaya bagi kesehatan manusia. Namun, ini tidak terjadi, karena radiasi dosis kecil belum terbukti berbahaya bagi manusia.

Faktanya, banyak produk radioaktif yang dapat dibeli dan tidak menimbulkan ancaman kesehatan bagi manusia, misalnya detektor asap, beberapa peralatan makan keramik, dan lain-lain semuanya bersifat radioaktif. Namun, dalam dosis yang lebih besar radiasi memang memiliki efek negatif bagi kesehatan. Ketika bahan radioaktif mengalami peluruhan, mereka menghasilkan radiasi pengion.

Sederhananya, jenis radiasi ini dapat melepaskan elektron dari atom atau memutuskan ikatan kimia (untuk membuat ion). Hal ini menyebabkan kerusakan jaringan hidup yang tidak selalu dapat diperbaiki, salah satunya melalui polusi radioaktif.

Polusi radioaktif terjadi ketika ada atau pengendapan bahan radioaktif di atmosfer atau lingkungan, terutama di mana keberadaannya tidak disengaja dan ketika menimbulkan ancaman lingkungan karena peluruhan radioaktif.

Kerusakan yang disebabkan oleh bahan radioaktif ini karena emisi radiasi pengion yang berbahaya (peluruhan radioaktif) seperti partikel beta atau alfa, sinar gamma atau neuron di lingkungan tempatnya berada.

Tingkat kerusakan atau bahaya yang ditimbulkan terhadap lingkungan tergantung pada konsentrasi bahan radioaktif, energi yang dipancarkan oleh radiasi, kedekatan bahan radioaktif dengan yang terpapar, dan jenis radiasi. Berikut penjelasan rinci tentang penyebab, efek, dan solusi pencemaran radioaktif.

Beberapa dampak negatif terhadap adanya polusi radioaktif di antaranya,
1. Mutasi Genetik
Radiasi memiliki efek merugikan dalam hal genetika. Ini menyebabkan kerusakan pada untaian DNA yang mengakibatkan kerusakan genetik dari waktu ke waktu. Tingkat mutasi genetik yang menyebabkan perubahan komposisi DNA bervariasi tergantung tingkat radiasi yang terpapar dan jenis paparan.
 
Jika manusia atau hewan terpapar terlalu banyak radiasi dari atmosfer, makanan yang dikonsumsi, bahkan air yang digunakan, kemungkinan besar tubuh mereka telah menyerap radiasi tersebut. Begitu berada di dalam tubuh, polusi radioaktif tetap aktif karena energi tidak dapat dihancurkan.

Mutasi yang dihasilkan membuat seseorang sangat rentan terhadap kanker. Bagi ibu hamil, anak yang lahir memiliki cacat yang disebabkan oleh mutasi genetik seperti berat badan rendah saat lahir. Efek seperti cacat lahir dan gangguan seperti kebutaan pada anak-anak juga telah dilaporkan. Infertilitas juga disebut-sebut sebagai efek radiasi.

2. Penyakit
Kanker adalah penyakit terkait radiasi yang paling dominan. Ini telah berkembang selama bertahun-tahun dan menimbulkan risiko besar dalam kesehatan global. Yang lainnya termasuk leukemia, anemia, perdarahan, penurunan masa hidup yang menyebabkan penuaan dini dan kematian dini serta komplikasi kardiovaskular lainnya. Leukemia, misalnya, disebabkan oleh radiasi di sumsum tulang.

3. Infertilitas Tanah
Zat radioaktif dalam tanah bereaksi bersama dengan berbagai unsur hara yang menyebabkan kerusakan unsur hara tersebut, sehingga membuat tanah tidak subur dan sangat beracun. Tanah seperti itu mengarah pada panen tanaman yang penuh dengan radiasi dan dengan demikian, tidak layak untuk dikonsumsi oleh manusia dan hewan.

Tanaman yang tumbuh dari tanah tersebut juga dimodifikasi secara genetik. Karena ini berada di dasar rantai makanan, herbivora memakannya dan mempertahankan tingkat radiasi. Karnivora seperti singa, burung nasar akhirnya memakannya dan meningkatkan tingkat radiasi yang dijelaskan melalui konsep biomagnifikasi.

4. Penghancuran Sel
Polusi radioaktif memiliki efek beragam, seperti perubahan sel. Tubuh makhluk hidup itu unik karena di dalamnya terdapat jutaan sel dalam satu tubuh tunggal, yang masing-masing memiliki tujuan masing-masing untuk dipenuhi. Radiasi mendistorsi sel yang ada, menyebabkan kerusakan permanen pada berbagai organ dan sistem organ. Dalam menghadapi radiasi yang terlalu banyak, penyakit permanen dan kematian tidak bisa dihindari.

5. Luka bakar
Radiasi memang tidak mudah dirasakan, tetapi mudah disadari ketika kita telah terpengaruh olehnya. Adanya luka bakar, lesi merah dan luka adalah bukti. Lebih buruk lagi, hal ini dapat menyebabkan kanker kulit.

6. Efek pada Satwa Liar
Hewan pada level yang berbeda menderita secara berbeda. Organisme tingkat tinggi lebih terpengaruh daripada serangga dan lalat. Herbivora, seperti sapi, pada saat merumput di lahan yang terkontaminasi, endapan Ce-13 dan I-131 terakumulasi pada jaringan hewan dalam jumlah yang besar.

Radionuklida ini memasuki siklus metabolisme mereka dan mempengaruhi DNA mereka (disebutkan di atas; pengion). Ini akhirnya menghasilkan generasi hewan yang bermutasi dengan risiko masalah kesehatan yang lebih tinggi hanya dengan sejumlah kecil radionuklida.

7. Efek pada Tanaman
Tanaman juga terkena radiasi, dan kerusakan sebagian besar terjadi karena peningkatan gelombang Ultraviolet. Tanaman yang berbeda terpengaruh secara berbeda. Stomata berhenti menguap selama peningkatan radiasi.

Ketika radiasi mengenai kromosom, reproduksi terhambat. Ini menghasilkan perubahan bentuk, ukuran dan kesehatan pada tanaman. Paparan dalam jumlah tinggi menghancurkan tanaman yang terserang. Saat kita memakan tanaman ini, kita menelan nuklida.

8. Efek pada kehidupan laut
Pembangkit listrik, yang merupakan sumber energi nuklir dan pengolahan kimia, telah melepaskan radioisotop ke dalam air selama beberapa dekade. Sesium, Radon, Kripton, Rutenium, Seng dan Tembaga adalah beberapa di antaranya. Meskipun limbah dibuang dalam jumlah yang “diperbolehkan”, bukan berarti aman.

Dari berbagai sumber

Download