Fisika

Manfaat Radioisotop

Ada radioisotop alamiah yang dapat ditemukan di alam, dan ada yang diproduksi untuk dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Radioisotop ini memancarkan partikel radiasi yang diinginkan, namun mungkin juga memancarkan partikel radiasi yang membahayakan.

Sobat pintar lalu apa saja sih manfaat radioisotop dalam kehidupan sehari-hari? Kuy simak!

Bidang kedokteran

1. I-131: Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak
2. Pu-238: energi listrik dari alat pacu jantung
3. Tc-99 & Ti-201: Mendeteksi kerusakan jantung
4. Na-24: Mendeteksi gangguan peredaran darah
5. Xe-133: Mendeteksi Penyakit paru-paru
6. P-32: Penyakit mata, tumor dan hati
7. Fe-59: Mempelajari pembentukan sel darah merah
8. Cr-51: Mendeteksi kerusakan limpa
9. Se-75: Mendeteksi kerusakan Pankreas
10. Tc-99: Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
11. Ga-67: Memeriksa kerusakan getah bening
12. C-14: Mendeteksi diabetes dan anemia
13. Co-60: Membunuh sel-sel kanker

Bidang Hidrologi

1. Mempelajari kecepatan aliran sungai.
2. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

Bidang Biologis

1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.
2. Mempelajari reaksi pengesteran.
3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

Bidang pertanian

1. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh: Hama kubis
2. Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh: Padi
3. Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh: kentang dan bawang

Bidang Industri

1. Pemeriksaan tanpa merusak, contoh: Memeriksa cacat pada logam
2. Mengontrol ketebalan bahan, contoh: Kertas film, lempeng logam
3. Pengawetan bahan, contoh: kayu, barang-barang seni
4. Meningkatkan mutu tekstil, contoh: mengubah struktur serat tekstil
5. Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

Bidang Arkeologi

1. Menentukan umur fosil dengan C-14

Radiasi nuklir dalam jumlah terlalu tinggi menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan manusia. Terdapat beberapa dampak radiasi nuklir dalam dosis tinggi yang membahayakan kesehatan.

1. Radiasi nuklir membunuh sel saraf dan pembuluh darah yang kecil sehingga bisa menimbulkan stroke dan kematian mendadak.
2. Kelenjar tiroid rentan terkena radioaktif iodine. Dalam jumlah yang cukup, radioaktif iodine bisa merusak sebagian atau seluruh kelenjar tiroid.
3. Ketika seseorang terkena radiasi nuklir sekitar 100 rad, produksi sel darah putih akan berkurang sehingga orang tersebut akan rentan terkena infeksi.
4. Radiasi nuklir sebesar 200 rad atau lebih tinggi akan menyebabkan rambut rontok dengan cepat, menimbulkan mual, muntah darah, dan diare. Radiasi ini menghancurkan sel-sel di dalam tubuh, termasuk sel darah, organ pencernaan, reproduksi, serta mengancam DNA dan RNA dari sel yang mampu bertahan.
5. Dampak intens radioaktif sebesar 1.000-5.000 rad bisa langsung menyumbat pembuluh darah sehingga terjadi gagal jantung dan bisa berdampak pada kematian.
6. Sel-sel otak akan rusak jika terpapar radiasi nuklir sebesar 5.000 rad atau lebih.

Bagaimana sobat pintar ? sudah paham atau belum? Yuk! klik menu diskusi! 

Aktivitas Radiasi

Kegiatan peluruhan dengan melepas partikel radiasi memiliki ukuran, seberapa banyak partikel itu meluruh. Ukuran ini dinyatakan dengan aktivitas radiasi. Makin aktivitas, makin cepat kestabilan inti baru tercapai. Dinyatakan dengan rumus:

Aktivitas radioisotop (isotop radioaktif) tidak bersifat tetap dan akan makin melemah selama proses mencapai kestabilan. Melemahnya aktivitas dilukiskan dengan grafik di bawah.

Waktu Paruh

Karena aktivitas radiasi makin melemah seperti ilustrasi grafik, maka pada suatu kondisi tertentu akan mencapai nilai setengahnya. Waktu yang diperlukan untuk mencapai nilai setengah disebut sebagai waktu paruh (half time).

Jika dirumuskan maka waktu paruh dinyatakan dengan rumus:

Selanjutnya grafik melemahnya aktivitas juga dapat menunjukkan waktu paruh melalui analisis data yang ditampilkan, seperti grafik di atas. Dengan demikian dapat dirumuskan bahwa;

Daya Tembus

Sinar gamma merupakan sinar radioaktif yang memiliki daya tembus paling besar, karena ukurannya yang sangat kecil dan merupakan gelombang elektromagnetik. Ketika menembus bahan yang dilewati, intensitas (kekuatan) sinar gamma akan berkurang seiring jarak tembusnya. Tebal yang ditembus untuk mencapai nilai tengan disebut sebagai Half Value Layer (HVL).

Jika dirumuskan maka waktu paruh dinyatakan dengan rumus:

atau

Peluruhan Radioaktif

 

• Peluruhan Alfa

Peluruhan alfa terjadi pada inti atom berat yang melepaskan partikel alfa untuk mencapai kestabilan. Partikel alfa ini terdiri dari dua proton dan dua neutron. Kecepatannya dapat mencapai hingga 5% dari kecepatan cahaya, dan memiliki daya tembus rendah. Partikel alfa memiliki massa dan muatan yang besar, sehingga dapat mengionisasi dengan efisien.

Peluruhan alfa dapat dijelaskan melalui efek trobosan, di mana partikel alfa "menembus" potensi energi Coulomb yang melawan mereka. Partikel alfa memiliki kecepatan dan massa tertentu, dan melewati potensi Coulomb dengan probabilitas tertentu.

• Peluruhan Beta

Peluruhan beta terjadi ketika inti atom mengalami perubahan dalam jumlah proton atau neutronnya. Ada tiga jenis peluruhan beta:

1. Peluruhan Beta Minus: Sebuah neutron berubah menjadi proton, melepaskan elektron dan antineutrino.
2. Peluruhan Beta Plus: Sebuah proton berubah menjadi neutron, melepaskan positron dan neutrino.
3. Tangkapan Elektron (Electron Capture, EC): Sebuah proton menangkap elektron, berubah menjadi neutron dan neutrino.

Peluruhan beta melibatkan perubahan partikel di dalam inti atom, mengubah proton menjadi neutron atau sebaliknya. Ini mematuhi hukum kekekalan energi dan momentum.

• Radiasi Sinar Gamma 

Setelah beberapa bentuk peluruhan radioaktif, inti atom sering berada dalam keadaan eksitasi. Radiasi sinar gamma, foton dengan energi tinggi, dilepaskan saat inti kembali ke keadaan yang lebih stabil. Sinar gamma tidak bermassa dan tidak bermuatan, memiliki panjang gelombang pendek dan frekuensi tinggi.

Radiasi sinar gamma terjadi karena inti atom yang terexcite kembali ke keadaan stabil dengan melepaskan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik.

• Karakteristik Penting:

1. Peluruhan radioaktif dapat menghasilkan partikel-partikel bermuatan dan radiasi elektromagnetik.
2. Peluruhan alfa memiliki massa dan muatan besar, dengan daya tembus rendah.
3. Peluruhan beta melibatkan perubahan proton dan neutron dalam inti atom.
4. Radiasi sinar gamma terjadi setelah bentuk peluruhan lainnya, mengurangi kelebihan energi inti atom. 

1.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Seorang ahli purbakala mendapatkan bahwa fosil kayu yang ditemukannya mengandung karbon radioaktif kira-kira tinggal 1/8 dari asalnya. Bila waktu paruh karbon radioaktif adalah 5600 tahun, umur fosil tersebut kira-kira…

A. 14.400 tahun
B. 16.800 tahun
C. 18.200 tahun
D. 19.200 tahun
E. 20.400 tahun

2.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Waktu paruh suatu unsur radioaktif 3,8 hari. Setelah berapa lama unsur tersebut tersisa 1/16 bagian?

A. 12,4 hari
B. 14,6 hari
C. 15,2 hari
D. 16,2 hari
E. 18,5 hari

3.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Waktu paruh suatu unsur radioaktif diketahui sebesar 30 menit. Berapa bagian dari unsur radioaktif yang tersisa dalam waktu satu jam ?

A. 1/4 bagian
B. 1/8 bagian
C. 1/16 bagian
D. 1/18 bagian
E. 1/32 bagian

4.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Waktu paruh suatu unsur radiokatif diketahui sebesar 30 menit. Dalam waktu dua jam tentukan berapa bagian dari unsur radioaktif tersebut yang masih tersisa?

A. 1/16 dari radioaktif semula
B. 1/6 dari radioaktif semula
C. 1/16
D. 1/6
E. 16 dari radioaktif semula

5.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Suatu zat radioaktif meluruh dengan waktu paruh 10 hari. Agar zat radioaktif hanya tinggal 1/8 saja dari jumlah asalnya, maka diperlukan waktu....

A. 27,5 hari
B. 30 hari
C. 40 hari
D. 60 hari
E. 160 hari

6.

Jawablah soal berikut ini!

Partikel alfa memiliki daya tembus yang paling rendah dibandingkan dengan partikel beta dan sinar gamma karena.....

A. Ukuran partikel alfa lebih besar
B. Massa partikel alfa lebih kecil
C. Kecepatan partikel alfa lebih tinggi
D. Energi partikel alfa lebih rendah
E. Muatan partikel alfa lebih kecil

7.

Jawablah soal berikut ini!

Sebuah sampel radioaktif memiliki aktivitas awal 800 Bq dan waktu paruh 3 tahun. Berapa aktivitasnya setelah 6 tahun?

A. 100 Bq
B. 200 Bq
C. 400 Bq
D. 600 Bq
E. 800 Bq