Pengertian & Kegunaan Radioaktif di Berbagai Bidang

A.    PENGERTIAN RADIOAKTIF

Radioaktif adalah zat yang mengandung inti yang tidak stabil. Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan muatannya. Radiasi yang bermuatan positif disebut sinar alfa, sedangkan yang bermuatan negatif disebut sinar beta. Kemudian ditemukan sinar ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama sinar gama, penemunya Paul U. Vilard.

Sinar-sinar radioaktif mempunyai sifat-sifat:

1.      Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis.

2.      Dapat mengionkan gas yang disinari.

3.      Dapat menghitamkan pelat film.

4.      Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi).

5.      Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β, dan γ.

A.Sinar Alfa (α)

            Sinar alfa merupakan radiasi partikel bermuatan positif. Partikel ini samadengan inti helium bermuatan +2e– dan bermassa 4 sma. Partikel ini merupakan gabungan dari 2 proton dan 2 neutron. Pemancaran sinar alfa menyebabkan nomor atom berkurang dua, sedangkan nomor massa berkurang empat. Sinar alfa dipancarkan oleh inti dengan kecepatan sekitar kecepatan cahaya. Oleh karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar ini paling lemah di antara sinar radioaktif, namun mempunyai daya pengion yang paling kuat. Sinar ini dibelokkan oleh medan magnet ke arah kutub negatif.

B. Sinar Beta (β)

           Sinar beta adalah berkas elektron yang berasal dari inti atom dan bermuatan negatif . Oleh karena sangat kecil, partikel ini dapat dianggap tidak bermassa.Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar daripada sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Dalam medan magnet, sinar ini membelok ke arah kutub positif. Sinar beta disebut juga elektron berkecepatan tinggi karena bergerak dengan kecepatan tinggi.

C. Sinar Gama (γ)

           Sinar gama merupakan radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa,Sinar ini dihasilkan oleh inti yang tereksitasi, biasanya mengikuti pemancaran sinar beta atau alfa. Sinar gama memiliki daya tembus yang sangat besar, paling besar di antara sinar radioaktif tetapi daya pengionnya paling lemah. Sinar ini tidak bermuatan listrik sehingga tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.

B.     KEGUNAAN RADIOAKTIF

A.    Sebagai Perunut

Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistern fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau.

1.      Bidang Kedokteran

Digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi berbagai jenis penyakit, antara lain:
a.  ²⁴Na, mendeteksi adanya gangguan peredaran darah.
b. ⁵⁹Fe, mengukur laju pembentukan sel darah merah.
c. ¹¹C, mengetahui metabolisme secara umum.
d. ¹³¹I, mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid.
e. ³²P, mendeteksi penyakit mata, liver, dan adanya tumor.

f.  Pu-238 energi listrik dari alat pacu jantung.

g.  Xe-133 Mendeteksi Penyakit paru-paru

Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit, misal teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), xenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru. Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.

1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati, dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi kelenjar otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop natrium tersebut.

Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.

2.      Bidang Industri

Digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi, seperti pada:

a.         Industri makanan, sinar gama untuk mengawetkan makanan, membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada sayur dan buahbuahan.

b.        Industri metalurgi, digunakan untuk mendeteksi rongga udara pada besi cor, mendeteksi sambungan pipa saluran air, keretakan pada pesawat terbang, dan lain-lain.

c.         Industri kertas, mengukur ketebalan kertas.

d.        Industri otomotif, mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja.

3.      Bidang Hidrologi

Dalam bidang hidrologi radioaktif digunakan untuk :

a.  ²⁴Na dan ¹³¹I, digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran air sungai.
b.  Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
c.  ¹⁴C dan ¹³C, menentukan umur dan asal air tanah.

4.      Bidang Kimia

Digunakan untuk analisis penelusuran mekanisme reaksi kimia, seperti:

a.    Dengan bantuan isotop oksigen–18 sebagai atom perunut, dapat ditentukan asal molekul air yang terbentuk.

b.    Analisis pengaktifan neutron.

c.    Sumber radiasi dan sebagai katalis pada suatu reaksi kimia.

d.   Pembuatan unsur-unsur baru.

5.      Bidang Biologi

Dalam bidang biologi radioaktif berfungsi untuk :

a.       Mengubah sifat gen dengan cara memberikan sinar radiasi pada gen-gen tertentu.

b.      Menentukan kecepatan pembentukan senyawa pada proses fotosintesis menggunakan radioisotop C–14.

c.       Meneliti gerakan air di dalam batang tanaman.

d.      Mengetahui ATP sebagai penyimpan energi dalam tubuh dengan menggunakan radioisotop ³⁸F.

6.      Bidang Pertanian

Dibidang pertanian radioaktif digunakan untuk :

a.    ³⁷P dan ¹⁴C, mengetahui tempat pemupukan yang tepat.

b.    ³²P, mempelajari arah dan kemampuan tentang serangga hama.

c.    Mutasi gen atau pemuliaan tanaman.

d.   ¹⁴C dan ¹⁸O, mengetahui metabolisme dan proses fotosintesis.

7.      Bidang Peternakan

Kegunaan radioaktif dibidang peternakan yaitu :

a.    Mengkaji efisiensi pemanfaatan pakan untuk produksi ternak.

b.    Mengungkapkan informasi dasar kimia dan biologi maupun antikualitas pada pakan ternak.

c.    ³²P dan ³⁵S, untuk pengukuran jumlah dan laju sintesis protein di dalam usus besar.

d.   ¹⁴C dan ³H, untuk pengukuran produksi serta proporsi asam lemak mudah menguap di dalam usus besar.

8.      Bidang Arkeologi

Dalam bidang arkeologi radioaktif berfungsi untuk :

a.    Menentukan umur fosil dengan C-14

B.     Sebagai Sumber Radiasi

1.      Bidang Kedokteran

a.       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:

Ø  Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.

Ø  Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.

Ø  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.

b.      Terapi tumor dan 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.      Bidang Industri

Digunakan untuk:

a.       Perbaikan mutu kayu dengan penambahan monomer yang sudah diradiasi, kayu menjadi lebih keras dan lebih awet.

b.      Perbaikan mutu serat tekstil dengan meradiasi serat tekstil, sehingga titik leleh lebih tinggi dan mudah mengisap zat warna serta air.

c.       Mengontrol ketebalan produk yang dihasilkan, seperti lembaran kertas, film, dan lempeng logam.

d.      ⁶⁰Co untuk penyamakan kulit, sehingga daya rentang kulit yang disamak dengan cara ini lebih baik daripada kulit yang disamak dengan cara biasa.

3.      Bidang Peternakan

Digunakan untuk:

a.       Mutasi gen dengan radiasi untuk pemuliaan tanaman.

b.      Pemberantasan hama dengan meradiasi serangga jantan sehingga mandul.

c.       Pengawetan bahan pangan dengan radiasi sinar-X atau gama untuk membunuh telur atau larva.

d.      Menunda pertunasan pada bawang, kentang, dan umbi-umbian untuk memperpanjang masa penyimpanan.