BAB II: SUMBER RADIASI

1. Dasar Fisika Radiasi

Sumber Radiasi Alam

• Radiasi terbagi menjadi beberapa kategori:
  • Radiasi Kosmik
  • Radiasi Terestrial
  • Radiasi Internal

2. Sumber Radiasi Kosmik

• Terdiri dari partikel dan sinar berenergi tinggi, bisa mencapai $10^{17} ext{ eV}$.
• Menghasilkan radionuklida cosmogenic seperti:
  • $^{14} ext{C}$ (Karbon-14)
  • $^{7} ext{Be}$ (Berilium-7)
  • $^{22} ext{Na}$ (Natrium-22)
  • $^{3} ext{H}$ (Tritium)
• Intensitas radiasi tergantung ketinggian:
  • Semakin tinggi posisi, semakin besar radiasi
• Dipengaruhi oleh medan magnet bumi:
  • Medan magnet bumi di daerah kutub lebih kuat, maka radiasi yang diterima di kutub lebih kecil daripada di daerah katulistiwa.

3. Sumber Radiasi Terestrial

• Dipancarkan secara alami oleh radionuklida dalam kerak bumi.
• Disebut primordial dengan waktu paruh $ext{O}(10^{9} ext{ tahun})$.
• Sudah ada sejak terbentuknya bumi.
• Sumber terbesar dari radiasi terestrial adalah Radon ($^{222} ext{Rn}$) dan Thoron ($^{220} ext{Rn}$).
• Intensitas radiasi bergantung kepada konsentrasi sumber radiasi dalam kerak bumi.

4. Sumber Radiasi Dalam Tubuh

• Radiasi hadir dalam tubuh manusia sejak lahir atau masuk melalui makanan, minuman, pernapasan, atau luka.
• Terutama berasal dari radionuklida berikut:
  • $^{14} ext{C}$ (Karbon-14)
  • $^{3} ext{H}$ (Tritium)
  • $^{40} ext{K}$ (Kalium-40)
  • Radon
• Sumber lain seperti:
  • $^{210} ext{Pb}$ (Timah-210)
  • $^{210} ext{Po}$ (Polonium-210)
• Unsur lain seperti $^{40} ext{K}$ biasanya ditemukan dalam buah-buahan.

5. Sumber Radiasi Buatan

• Zat Radioaktif:
• Pembuatan radionuklida dapat dilakukan melalui:
  • Reaksi inti antara nuklida yang tidak radioaktif dengan neutron (reaksi fisi di dalam reaktor atom)
  • Aktivasi neutron
  • Penembakan nuklida yang tidak radioaktif dengan partikel atau ion cepat.
• Biasanya memancarkan jenis radiasi: Alpha, beta, gamma, dan neutron.

6. Contoh Reaksi Radiasi Buatan

• Reaksi berikut memproduksi jenis dari berbagai pemancar:
  • ^{13} ext{Al}{27} + ext{n} ightarrow ^{11} ext{Na}{24} + ext{α} (Pemancar Alpha)
  • ^{14} ext{Si}{31} + ext{n} ightarrow ^{15} ext{P}{32} + ext{β}^{-} (Pemancar Beta)
  • ^{27} ext{Co}{59} + ext{n} ightarrow ^{28} ext{Ni}{60} + ext{β}^{-} + ext{γ} (Pemancar Gamma)
  • ^{95} ext{Am}{241} ightarrow ^{93} ext{Np}{237} + ext{α}
  • ^{4} ext{Be}{9} + ext{α} ightarrow ^{6} ext{C}{12} + ext{n} (Pemancar Neutron)

RADIOISOTOP

• Beberapa radionuklida dan waktu paruhnya:
  • $^{3} ext{H}$: 12.26 tahun
  • $^{14} ext{C}$: 57.30 tahun
  • $^{40} ext{K}$: 1.28 x $10^{10}$ tahun
  • $^{144} ext{Nd}$: 5 x $10^{15}$ tahun
  • $^{232} ext{Th}$: 1.41 x $10^{10}$ tahun
  • $^{235} ext{U}$: 7.1 x $10^{8}$ tahun
  • $^{238} ext{U}$: 4.51 x $10^{9}$ tahun
  • $^{24} ext{Na}$: 15 hari
  • $^{52} ext{Fe}$: 8.2 hari
  • $^{60} ext{Co}$: 5.26 tahun
  • $^{90} ext{Sr}$: 28.1 tahun
  • $^{87} ext{Br}$: 55 detik
  • $^{131} ext{I}$: 8.07 hari
  • $^{137} ext{Cs}$: 30.23 tahun
  • $^{239} ext{Pu}$: 24.4 tahun

7. Pembangkit Radiasi Pengion

• Alat untuk mempercepat partikel bermuatan (ion).
• Produksi zat radioaktif dengan proton berenergi tinggi serta sinar-X berenergi tinggi.
• Contoh:
  1. Akselerator Linier (LINAC): lintasan garis lurus.
  2. Cyclotron: lintasan berbentuk lingkaran.

8. Pembangkit Sinar-X

• Menggunakan tabung untuk menghasilkan sinar-X.
• Menghasilkan sinar-X melalui interaksi elektron dengan target.

9. Mekanisme Pembangkitan Sinar-X

• Saat arus elektron menembak target, energi kinetik diubah menjadi energi lain (terutama panas), dan sebagian kecil menjadi sinar-X.
• Elemen kunci:
  • Katoda: menghasilkan elektron.
  • Anoda: tempat tumbukan elektron.
• Percepatan elektron sesuai dengan bedan potensial antara katoda dan anoda.

10. Proses Pembangkitan Sinar-X

• Mekanisme:
  • Arus elektron difokuskan pada anoda.
  • Elektron dipercepat menuju anoda.
  • Energi kinetik sebagian besar menjadi panas, sebagian kecil menjadi sinar-X.

11. Kuantitas Sin-X

• Mengukur intensitas mentransmisikan radiasi, diukur dalam satuan:
  • $ext{mGya}$ atau $ext{mR}$
  • Dapat juga diukur dalam $ext{mGya/s}$, $ext{mGya/min}$, $ext{mGya/mAs}$ atau $ext{mR/s}$, $ext{mR/min}$, $ext{mR/mAs}$.

12. Faktor yang Mempengaruhi Kuantitas Sinar-X

• Pengaruh yang dihasilkan dari pembangkitan sinar-X adalah:
  • Arus tabung (mA) mempengaruhi kuantitas, tidak mempengaruhi kualitas.
  • Tegangan tabung (kV) mempengaruhi baik kuantitas maupun kualitas.
  • Penambahan filtrasi menurunkan kuantitas sinar-X dan meningkatkan kualitas.

13. Rangkuman

• Sumber Radiasi dapat dibedakan atas sumber radiasi alam dan buatan.
• Sumber Radiasi alam terdiri dari sumber kosmik, terestrial, dan internal.
• Sumber Radiasi buatan mencakup radionuklida, pesawat sinar-X, akselerator, dan reaktor nuklir.
• Radionuklida buatan dihasilkan melalui reaksi fisi, aktivasi neutron, dan penembakan partikel.