Radioaktivitas: Pengertian, Aktivitas Radiasi, Sumber, dan Cara Mengukurnya

Fenomena radioaktivitas ditemukan oleh Henri Becquerel pada tahun 1896 ketika ia mempelajari material yang mengandung uranium.

Penemuan ini kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh pasangan ilmuwan Pierre dan Marie Curie, yang menemukan elemen radioaktif lainnya seperti polonium dan radium.

Apa itu radioaktivitas?

Radioaktivitas adalah fenomena alamiah yang terjadi ketika inti atom suatu unsur tidak stabil dan melepaskan partikel atau energi dalam bentuk radiasi.

Proses ini bertujuan untuk mencapai kestabilan melalui peluruhan radioaktif. Inti atom yang tidak stabil disebut sebagai nuklida radioaktif, sedangkan unsur-unsur yang mengalami proses peluruhan disebut sebagai unsur radioaktif.

Ada tiga jenis radiasi yang umum dilepaskan selama proses peluruhan radioaktif, yaitu radiasi alfa (α), beta (β), dan gamma (γ). Masing-masing jenis radiasi memiliki karakteristik dan energi yang berbeda:

• Radiasi Alfa (α): Radiasi ini terdiri dari dua proton dan dua neutron, yang secara efektif merupakan inti helium. Radiasi alfa memiliki muatan positif dan memiliki daya tembus yang rendah. Radiasi ini bisa dihentikan oleh selembar kertas atau kulit manusia.
• Radiasi Beta (β): Radiasi beta adalah aliran partikel beta, yang merupakan elektron atau positron yang dilepaskan oleh nuklida. Partikel ini lebih kecil dari partikel alfa dan memiliki daya tembus lebih besar, namun dapat dihentikan oleh bahan seperti kaca atau aluminium tipis.
• Radiasi Gamma (γ): Radiasi ini tidak terdiri dari partikel, melainkan berupa gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi. Radiasi gamma memiliki daya tembus terbesar dan dapat menembus sebagian besar material kecuali bahan padat seperti timbal atau beton tebal.

Sumber Radioaktivitas

Sumber radioaktivitas dapat berasal dari sumber alami maupun buatan. Berikut adalah beberapa contoh dari kedua kategori tersebut:

Sumber Alami

Sumber radioaktivitas alami berasal dari bahan yang terdapat di lingkungan, seperti tanah, air, dan udara. Berikut adalah beberapa contoh sumber radioaktivitas alami:

• Uranium dan Thorium: Dua unsur ini secara alami ditemukan di kerak bumi. Mereka mengalami peluruhan radioaktif yang menghasilkan sejumlah nuklida radioaktif lainnya, seperti radium dan radon.
• Radon: Radon adalah gas radioaktif yang berasal dari peluruhan uranium di tanah. Karena bersifat gas, radon bisa menguap dan masuk ke udara, terutama di daerah dengan kandungan uranium yang tinggi di tanahnya.
• Karbon-14: Karbon-14 adalah isotop radioaktif karbon yang terbentuk di atmosfer melalui interaksi antara sinar kosmik dan nitrogen. Karbon-14 penting dalam penelitian arkeologi karena digunakan dalam metode penanggalan radiokarbon.

Sumber Buatan

Sumber radioaktivitas buatan dihasilkan melalui aktivitas manusia, baik dalam bidang medis, industri, maupun militer. Beberapa contoh sumber radioaktivitas buatan meliputi:

• Reaktor Nuklir: Di dalam reaktor nuklir, elemen seperti uranium atau plutonium mengalami reaksi fisi yang menghasilkan sejumlah besar energi dan isotop radioaktif sebagai hasil samping. Isotop ini sering digunakan dalam penelitian ilmiah dan medis.
• Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir: Selain menghasilkan energi, PLTN juga menghasilkan limbah radioaktif yang perlu dikelola dengan hati-hati.
• Sumber Radiasi Medis: Dalam dunia medis, isotop radioaktif digunakan dalam diagnosis dan pengobatan. Misalnya, iodine-131 digunakan untuk mengobati gangguan tiroid, dan technetium-99m digunakan dalam pencitraan medis.
• Senjata Nuklir: Senjata nuklir menggunakan reaksi fisi atau fusi nuklir untuk menghasilkan ledakan dengan energi yang sangat besar, yang juga melepaskan radiasi berbahaya.

Aktivitas Radiasi

Aktivitas radiasi mengacu pada jumlah peluruhan radioaktif yang terjadi dalam suatu zat radioaktif dalam satuan waktu tertentu. Aktivitas ini dinyatakan dalam Becquerel (Bq), di mana 1 Bq setara dengan satu peluruhan per detik. Aktivitas radiasi juga bisa diukur dalam Curie (Ci), yang digunakan terutama di Amerika Serikat. Satu Curie setara dengan 3.7 x 10¹⁰ peluruhan per detik.

Aktivitas radiasi bergantung pada jenis nuklida radioaktif dan jumlah nuklida yang ada. Setiap nuklida memiliki waktu paruh yang spesifik, yaitu waktu yang diperlukan bagi setengah dari jumlah nuklida untuk mengalami peluruhan. Waktu paruh bervariasi dari nuklida ke nuklida, mulai dari mikrodetik hingga miliaran tahun.

Nuklida dengan waktu paruh pendek memiliki aktivitas radiasi yang lebih tinggi karena mereka meluruh lebih cepat. Sebaliknya, nuklida dengan waktu paruh panjang memiliki aktivitas radiasi yang lebih rendah.

Selain aktivitas radiasi, ada juga konsep dosis radiasi, yang mengukur jumlah energi yang diserap oleh jaringan atau material akibat paparan radiasi. Dosis ini dinyatakan dalam unit Gray (Gy) untuk dosis radiasi fisik dan Sievert (Sv) untuk dosis biologis yang memperhitungkan dampak biologis dari jenis radiasi yang berbeda.

Cara Mengukur Radiasi

Mengukur radiasi sangat penting untuk memastikan keselamatan dan meminimalkan dampak paparan radiasi terhadap manusia dan lingkungan. Beberapa alat yang biasa digunakan untuk mengukur radiasi meliputi:

Penghitung Geiger-Muller (Geiger Counter)

Alat ini adalah salah satu alat pengukur radiasi yang paling umum digunakan. Penghitung Geiger-Muller bekerja dengan mendeteksi partikel yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif, seperti partikel alfa, beta, dan gamma.

Ketika partikel radiasi mengenai detektor, alat ini menghasilkan pulsa listrik yang dihitung sebagai peristiwa radioaktif.

Kelebihan alat ini adalah kemampuannya untuk mengukur radiasi dari berbagai jenis partikel, dan hasil pengukurannya dapat langsung dilihat. Namun, alat ini kurang akurat dalam mengukur intensitas radiasi gamma yang sangat tinggi.

Dosimeter

Dosimeter digunakan untuk mengukur dosis radiasi kumulatif yang diterima oleh seseorang atau objek selama jangka waktu tertentu.

Ada berbagai jenis dosimeter, seperti dosimeter film, termoluminesensi (TLD), dan dosimeter elektronik. Alat ini sangat berguna dalam memantau paparan radiasi bagi pekerja di lingkungan berisiko, seperti fasilitas nuklir atau rumah sakit.

Spektrometer Gamma

Spektrometer gamma adalah alat yang lebih canggih yang digunakan untuk menganalisis radiasi gamma. Alat ini tidak hanya mendeteksi keberadaan radiasi, tetapi juga menentukan energi spesifik dari radiasi gamma yang terdeteksi, yang memungkinkan identifikasi nuklida radioaktif yang melepaskan radiasi tersebut.

Kamera Sintilasi

Kamera sintilasi digunakan dalam pencitraan medis dan penelitian nuklir. Alat ini bekerja dengan mendeteksi radiasi gamma yang dipancarkan dari dalam tubuh atau lingkungan.

Detektor sintilasi mengubah radiasi menjadi cahaya, yang kemudian ditangkap oleh sensor untuk menghasilkan gambar atau data kuantitatif.

Kesimpulan

Radioaktivitas merupakan proses alami di mana inti atom yang tidak stabil melepaskan partikel atau energi dalam bentuk radiasi. Fenomena ini ditemukan secara ilmiah pada akhir abad ke-19 dan memainkan peran penting dalam berbagai bidang seperti energi nuklir, kedokteran, dan penelitian ilmiah.

Sumber radioaktivitas dapat berasal dari alam, seperti uranium dan radon, maupun buatan manusia, seperti reaktor nuklir dan perangkat medis. Aktivitas radiasi mengukur kecepatan peluruhan suatu zat radioaktif dan dinyatakan dalam satuan Becquerel (Bq) atau Curie (Ci).