Pengertian dari Radioaktivitas
Radioaktivitas adalah proses di mana inti atom yang tidak stabil melepaskan partikel subatomik yang berenergi atau radiasi elektromagnetik (EMR). Fenomena ini dapat menyebabkan satu unsur berubah menjadi unsur lain dan sebagian bertanggung jawab atas panasnya inti Bumi. Radioaktivitas memiliki berbagai kegunaan, termasuk tenaga nuklir, dalam kedokteran, dan dalam penentuan sampel organik dan geologi. Ini juga berpotensi berbahaya, karena partikel berenergi tinggi dan radiasi dapat merusak dan membunuh sel, dan mengubah DNA, menyebabkan kanker.
Peluruhan Radioaktif
Inti atom yang tidak stabil dikatakan meluruh, yang berarti bahwa mereka kehilangan sebagian massa atau energi mereka untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, energi yang lebih rendah. Proses ini paling sering terlihat pada unsur yang lebih berat, seperti uranium. Tak satu pun dari unsur-unsur yang lebih berat daripada timbal memiliki isotop stabil, tetapi unsur-unsur yang lebih ringan juga bisa ada dalam bentuk yang tidak stabil, radioaktif, seperti karbon-14. Diperkirakan bahwa panas dari peluruhan unsur-unsur radioaktif mempertahankan suhu yang sangat tinggi dari inti Bumi, menjaganya tetap dalam keadaan cair, yang penting untuk pemeliharaan medan magnet yang melindungi planet dari radiasi yang merusak.
Agar stabil, inti tidak bisa terlalu berat, dan harus memiliki keseimbangan proton dan neutron yang tepat. Inti berat yang memiliki banyak proton dan neutron, cepat atau lambat akan kehilangan berat badan, atau massa, dengan memancarkan partikel alfa, yang terdiri dari dua proton dan dua neutron terikat bersama. Partikel-partikel ini memiliki muatan listrik positif, dan, dibandingkan dengan partikel lain yang dapat dipancarkan, berat dan bergerak lambat. Peluruhan alfa dalam suatu unsur menyebabkannya berubah menjadi elemen yang lebih ringan.
Peluruhan beta terjadi ketika inti memiliki terlalu banyak neutron daripada jumlah protonnya. Dalam proses ini, neutron, yang netral secara listrik, secara spontan berubah menjadi proton bermuatan positif dengan memancarkan elektron bermuatan negatif. Elektron berenergi tinggi ini dikenal sebagai sinar beta, atau partikel beta. Karena ini meningkatkan jumlah proton dalam inti, itu berarti bahwa atom berubah menjadi unsur yang berbeda dengan lebih banyak proton.
Meskipun transformasi ini melepaskan energi dalam bentuk massa, mereka juga dapat meninggalkan inti yang tersisa dalam keadaan “btereksitasi”, di mana ia memiliki lebih dari jumlah minimum energinya. Oleh karena itu akan kehilangan energi ekstra ini dengan memancarkan sinar gamma, bentuk frekuensi radiasi elektromagnetik yang sangat tinggi. Sinar gamma tidak memiliki berat, dan bergerak dengan kecepatan cahaya.
Beberapa inti berat selain memancarkan partikel alfa, sebenarnya dapat terpecah, melepaskan banyak energi, atau yang disebut sebagai proses yang dikenal sebagai fisi nuklir. Dapat terjadi secara spontan di beberapa isotop unsur berat, seperti uranium-235. Proses ini juga melepaskan neutron. Serta terjadi secara spontan, fisi dapat dipicu oleh inti berat yang menyerap neutron. Jika bahan yang cukup fissionable disatukan, reaksi berantai dapat terjadi di mana neutron yang dihasilkan oleh fisi menyebabkan inti lain membelah, melepaskan lebih banyak neutron, dan seterusnya
Penggunaan radioaktivitas yang paling terkenal mungkin di pembangkit listrik tenaga nuklir dan senjata nuklir. Senjata atom pertama memanfaatkan reaksi berantai ringan yang melepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk radiasi panas, cahaya, dan pengion yang intens. Meskipun senjata nuklir modern terutama menggunakan fusi untuk melepaskan energi, ini masih dimulai oleh reaksi fisi. Pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan pembelahan yang dikontrol secara hati-hati untuk menghasilkan panas untuk mendorong turbin uap yang menghasilkan listrik.
Dalam dunia kedokteran, radioaktivitas dapat digunakan dengan cara yang ditargetkan untuk menghancurkan pertumbuhan kanker. Karena mudah dideteksi, itu juga digunakan untuk melacak kemajuan dan pengambilan obat oleh organ, atau untuk memeriksa apakah mereka berfungsi dengan benar. Isotop radioaktif sering digunakan untuk sampel material saat ini. Zat organik dapat diberi tanggal dengan mengukur jumlah karbon-14 yang dikandungnya, sedangkan usia sampel batu dapat ditentukan dengan membandingkan jumlah berbagai isotop radioaktif yang ada. Teknik ini telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur usia Bumi.
Positron emission tomography (PET) berbeda dengan teknik pencitraan medis lainnya karena memerlukan pasien untuk disuntik dengan zat radioaktif. Gambar yang dihasilkan scanner PET menunjukkan di mana di dalam tubuh zat radioaktif telah diangkut. Ini berarti gambar PET adalah gambaran dari apa yang terjadi secara metabolik dalam tubuh dibandingkan dengan teknik pencitraan medis lainnya yang menunjukkan struktur atau bagian tubuh.
Dalam konteks kesehatan, semua emisi dari inti atom yang meluruh, apakah partikel atau EMR, cenderung digambarkan sebagai radiasi, dan semuanya berpotensi berbahaya. Emisi ini baik pengion dalam diri mereka sendiri atau berinteraksi dengan materi dalam tubuh dengan cara yang menghasilkan radiasi pengion. Ini berarti bahwa mereka dapat membuang elektron dari atom, mengubahnya menjadi ion bermuatan positif. Ini kemudian dapat bereaksi dengan atom lain dalam molekul, atau di molekul tetangga, menyebabkan perubahan kimia yang dapat membunuh sel atau menyebabkan kanker, terutama jika radiasi telah berinteraksi dengan DNA.
Jenis radiasi yang paling berbahaya bagi manusia tergantung pada keadaan di mana ia ditemui. Partikel alfa hanya dapat melakukan perjalanan jarak pendek melalui udara dan tidak dapat menembus lapisan luar kulit. Jika mereka bersentuhan dengan jaringan hidup, bagaimanapun, mereka adalah bentuk radiasi yang paling berbahaya. Ini bisa terjadi jika sesuatu yang memancarkan radiasi alfa ditelan atau dihirup.
Radiasi beta dapat menembus kulit, tetapi dihentikan oleh lapisan tipis logam, seperti aluminium foil. Neutron dan radiasi gamma jauh lebih menembus dan perisai tebal diperlukan untuk melindungi kesehatan. Karena sebagian besar radiasi gamma melewati tubuh, biasanya cenderung tidak menyebabkan penyakit pada tingkat rendah, tetapi masih merupakan bahaya yang sangat serius. Jika bahan, termasuk jaringan hidup, menyerap neutron, mereka bisa menjadi radioaktif sendiri.
Paparan radiasi berbahaya umumnya diukur dalam hal jumlah energi yang diserap oleh bahan terpapar, suatu ukuran yang dapat diterapkan untuk semua bentuk radiasi dan semua bahan, meskipun itu paling sering digunakan dalam konteks kesehatan manusia. Satuan SI untuk eksposur adalah gray, dengan satu gray yang setara dengan satu joule energi yang diserap per kilogram materi. Namun di Amerika Serikat, unit lain – rad, yang setara dengan 0,01 grays sering digunakan