SUMBER - SUMBER RADIASI LINGKINGAN

SUMBER - SUMBER

RADIASI LINGKUNGAN

PENGERTIAN RADIASI

     Radiasi adalah emisi dan propagasi (perambatan) energi melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel. Radiasi yang jika menumpuk atau menabrak sesuatu maka akan muncul patikel listrik yang disebut ion (ionisasi).

A. RADIASI ALAMI

    Radiasi ini sudah ada sejak alam ini terbentuk atau sejak alam ini lahir. Secara garis besar, radiasi dikelompokan menjadi 2 bagian;

    1. Radiasi Ekstra Teresterial

    Radiasi ini disebut juga radiasi kosmik, yaitu radiasi yang berasal dari luar angkasa. Banyak peneliti mempelajari radiasi kosmik dengan penggunaan balon udara yang membawa detektor radiasi hingga suatu tempat yang sangat tinggi menunjukan bahwa intensitas radiasi mengalami peningkatan sebanding dengan semakin tingginya posisi pengukuran. Studi menunjukan bahwa radiasi dari angkasa luar terdiri atas dua macam, yaitu radiasi kosmik primer dan sekunder.

    Radiasi kosmik primer selanjutnya dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu: radiasi kosmik galaksi, radiasi yang terperangkap dalam medan magnet bumi dan radiasi kosmik dari matahari.Radiasi kosmik galaksi berasal dari energi yang dipancarkan oleh bintang-bintang yang ada di alam. Radiasi ini juga bisa berasal dari ledakan supernova yang terjadi di luar angkasa yang berjarang puluhan tahun cahaya dari bumi yang sebagian besar berupa partikel bermuatan positif. Sinar kosmik terdiri atas radiasi dalam bentuk proton (87%), partikel-α (12%), dan lain-lain (1%).

    Pada saat partikel bermuatan listrik itu mendekati bumi, sebagian sinar itu ada yang terperangkap oleh medan magnet bumi. Kira-kira 30% sinar kosmik primer terperangkap oleh medan magnet bumi dan membentuk sabuk radiasi yang disebut sabuk radiasi Van Allen.

    Radiasi ini dinamakan radiasi yang terperangkap dalam medan magnet bumi. Radiasi yang terperangkap oleh medan magnet bumi membentuk dua sabuk radiasi elektron dan radiasi proton yang dapat diamati pada tempat yang sangat tinggi. Sabuk pertama terjadi pada ketinggian 1000 km dan membentang 30° lintang utara hingga 30° lintang selatan. Intensitas radiasi pada sabuk meningkat dengan bertambahnya ketinggian hingga mencapai ketinggian 3000 km.

    Sabuk kedua terbentuk mulai ketinggian 12000 km dan mencapai maksimal pada 15000 km. Sabuk ini membentang dari 60° lintang utara hingga 60° lintang selatan. Intensitas pada sabuk sebelah luar ini lebih tinggi dibandingkan dengan sabuk sebelah dalam. Radiasi kosmis primer tipe ketiga adalah radiasi kosmik yang dipancarkan oleh matahari. Ledakan supernova dalam skala yang lebih kecil dapat juga terjadi pada matahari dalam sistem tata surya. 

    2. Radiasi Teresterial

    Sumber-sumber radiasi alam yang berada di permukaan bumi berasal dari bahan-bahan radioaktif alam disebut radionuklida primordial.  Bahan unu dapat ditemukan dalam lapisan tanah ataupun batu, air serta udara. Radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida primordial ini disebut radiasi teresterial.  Radiasi yang berasal dari mineral-mineral yang ada di bebatuan dan didalam tanah sering juga dinamakan radiogeologi.

    Mineral uranium terdapat dalam kerak bumi pada hampir semua jenis batuan, terutama batuan asal seperti granit dengan kadar 3-4 gram dalam 1 ton batuan. Di alam dapat ditemukan berbagai jenis mineral uranium, antara lain autanit, pikblenda, gumit dan uranofan. Kadar uranium dalam batuan granit relatif paling tinggi bila dibandingkan dengan kadar dalam batuan beku lainnya.

    Mineral uranium yang terdapat dalam batuan mudah dikenali karena sifat-sifat fisiknya yang khas antara lain:

• Uranium beserta anak luruhnya bersifat radioaktif yang mampu memancarkan radiasi-α, radiasi-β, radiasi-γ sehingga keberadaannya dapat dipantau menggunakan alat ukur radiasi.
• Dalam deret peluruhannya uranium juga menghasilkan gas radon yang terlepas ke dalam udara, yang mengandung uranium terdapat gan radon dengan kadar yang telatif lebih tinggi dibandingkan kadarnya dalam udara pada umumnya. Keberadaan gas radon ini sangat mudah dikenali menggunakan alat ukur radiasi.
• Oksidasi alam dari uranium mempunyai warna hijau kekuning-kuningan dan coklat tua yang mencolok sehingga mudah dikenali.
• Apabila disinari dengan sinar ultra ungu, uranium akan mengeluarkan cahaya pluoresensi yang sangat indah dan mudah dikenali.

    Deret peluruhan dari unsur radioaktif alam ini dapat dibagi menjadi 3 yaitu:

• Deret uranium (U) dimulai dari ²³⁸U dan berakhir pada timah hitam ²⁰⁶Pb yang stabil. Deret ini jugs disebut deret (4n+2) karena nomor massa dari unsur-unsur radioaktif yang terdapat dalam deret ini habis dibagi 4 dengan sisa 2.
• Deret thorium (Th) mulai dari ²³²Th dan berakhir ²⁰⁸Pb yang stabil. Disebut juga deret 4n karna nomor massa unsur-unsur radioaktif yang terdapt dalam deret ini selalu habis dibagi 4.
• Deret aktinium, dimulai dari ²³⁵U dan berakhir pada ²⁰⁷Pb yang stabil. Deret ini juga disebut deret (4n+3) karna unsur-unsur radioaktif anak luruh yang dihasilkan bernomor massa habis dibagi 4 dengan sisa 3.

B. RADIASI BUATAN

    Unsur - unsur radioaktif buatan ini dapat terbentuk melalui proses fisi, proses aktivasi, maupun trensfusi inti lainnya. Selain itu radiasi buatan juga dapat berasal dari sumber lain seperti pesawat sinar-X dan akselerator.

1. Unsur Radioaktif Hasil Fisi

    Proses ini adalah reaksi inti dimana atom berat pecah menjadi inti-inti atom yang lebih ringan. Reaksi ini pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann pada 1938, mereka melakukan penelitian di Institut Kaisar Wilhelm, Jerman. Dengan cara menembaki unsur berat ²³⁵U dengan partikel neutron berenergi termik.

Reaksi yang ditemukan oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann merupakan reaksi pembelahan inti atom, karena reaksinya melibatkan inti atom maka reaksi itu disebut reaksi nuklir. Reaksi bembelahan ini sangat berbeda dengan reaksi kimia yang sudah dikenal pada saat itu. Pada reaksi kimia biasa, reaksi terjadi antara unsur-unsur kimia dan unsur-unsur yang bereaksi masih bisa ditemukan pada senyawa hasil reaksi.

Perbedaan reaksi kimia dan reaksi nuklir antara lain:

Reaksi kimia

                - Jumlah atom sebelum melakukan reaksi dan setelah melakukan reaksi selalu tetap.

                - Panas yang dihasilkan relatif kecil

                - Tidak ada massa atom yang hilang

                - Reaksi kimia menghasilkan senyawa baru tetapi tidak menghasilkan atom baru                     

Reaksi nuklir

                - Jumlah atom yang dihasilkan setelah dan sebelum reaksi berbeda

                - Panas yang dihasilkan jauh lebih besar

                - Terjadi pemusnahan sebagian massa atom

                - dihasilkan atom baru yang bersifat radioaktif

    Reaksi nuklir yang ditemukan oleh Hahn dan Strassmann hanya terjadi apa bila dilakukan penembakan ²³⁵U dengan neutron termik. Reaksi ini akan berhenti sendiri jika penembakan itu duhentikan. Namun jika diperhatikan bahwa reaksi fisi itu juga disertai pemancaran 2 – 3 buah neutron baru maka neutron tersebut seharusnya dapat dipakai untuk melangsungkan reaksi fisi berikutnya.

    Masalah yang timbul dalam mengusahakan reaksi fisi berantai adalah neutron yang dipancarkan inti ²³⁵U  dalam proses fisi masih berenergi tinggi, padahal neutron yang diperlukan untuk melangsungkan reaksi fisi adalah neutron tekmik. Oleh sebab itu upaya yang ditunjukan untuk memperlambar neutron agar menjadi neutron termik yang dapay dipakai dalam fisi beratai.

    Reaksi fisi terkendali pertama kali ditemukan olehsekelompok peneliti yang dipimpin oleh Enrico Fermi pada 2 Desember 1942 di Pusat Penelitian Nuklir, Chicago, AS. Reaksi fisi terkendali pertama kali ditemukan olehsekelompok peneliti yang dipimpin oleh Enrico Fermi pada 2 Desember 1942 di Pusat Penelitian Nuklir, Chicago, AS. Untuk mendapatkan reaksi berantai, Fermi menggunakan fasilitas yang disebut tumpukan atom yang terdiri atas balok-balok grafit. Dalam balok dipasang batang-batang uranium alam dan beberapa batang kendali yang dibuat dari bahan cadmiun.

    Dalam berkembangannya, istilah tumpukan atom berganti nama menjadi reaktor nuklir yang kita kenal hingga saat ini. Reaktor nuklir pada prinsipnya hanyalah tempat reaksi nuklir berantai yang terkendali. Hal ini dapat dilakukan karena didalam teras reaktor terdapat batang kendali yang berkerja menyerap neutron karna kelebihan jumlahnya.

2. Unsur Radioaktif Hasil Aktivasi

    Proses aktivasi adalah proses tertembaknya inti atom bahan oleh neutron sehingga bahan yang semula tidak radioaktif berubah sifat menjadi radioaktif dan mampu memancarkan radiasi. Dalam reaktor nuklir proses aktivasi dapat terjadi sebab didalam teras reaktor nuklir terjadi reaksi fisi yang melepas neutron. Neutron-neutron hasil Fisi ini selanjutnya dapat melakukan aktivasi terhadap bahan-bahan struktur yang digunakan dalam teras reaktor seperti kelongsong bahan bakar, bahan penahan radiasi, tangki reaktor, bahan reflektor, batang kendali, bahan moderator dan lain-lain.

    Aktivasi Neutron terjadi juga terhadap bahan-bahan kimia yang sengaja ditambahkan ke dalam air pendingin primer untuk maksud maksud tertentu. Aktivasi Neutron juga terjadi pada beberapa gas yang terlarut dalam air pendingin primer tetapi pada umumnya radionuklida yang dihasilkannya waktu paruh sangat pendek.

    Proses aktivasi yang dilakukan manusia antara lain adalah dalam proses prosuksi radioisotop di dalam reaktor nuklir. Dalam reakton ini neutron-neutron yang dipancarkan oleh proses fisi sebagaimana dimanfaatkan untuk prosuksi radioisotop.

    Aktivasi neutron dalam lingkup yang lebih kecil dipakai juga untuk menganalisis bahan dengan teknik “Analisis Aktivasi Neutron” (AA). Dari proses ini dihasilkan sempel radioaktif yang mampu memancarkan radiasi. Teknik AAN mampu mengenali unsur unsur kelumit dalam sampel orde ppm (bagian per juta) bahkan untuk beberapa kausu mampu hingga orde ppb (bagian per miliar). Teknik AAN memegang peran penting dalam penentuan kuantitas dengan ketelitian yang sangat tinggi, misal penentuan kadar bahan pengotor (dopan) dalam pembuatan bahan semi konduktor.

Terima kasih...