Radioaktif yang dikenalpula dengan radioaktivitas menjadi salah satu pancaran sinar radiasi yang terjadi secara spontan dalam arti partikel atau foton berenergi tinggi yang dihasilkan dari reaksi nuklir. Radioaktivitas juga dikenal sebagai peluruhan radioaktif, peluruhan nuklir, disintegrasi nuklir, atau disintegrasi radioaktif. Meskipun ada banyak bentuk radiasi elektromagnetik, tapi itu tidak selalu dihasilkan oleh radioaktivitas.
Misalnya saja bola lampu bisa memancarkan radiasi dalam bentuk panas dan cahaya, namun itu bukan radioaktif. Zat yang mengandung inti dari jenis partikel atom tidak stabil dianggap radioaktif. Peluruhan radioaktif adalah proses acak atau stokastik yang terjadi pada tingkat atom tunggal. Meskipun tidak mungkin untuk memprediksi dengan tepat kapan satu inti yang tidak stabil akan meluruh, laju peluruhan sekelompok atom dapat diprediksi berdasarkan konstanta atau waktu paruh peluruhan.
Radioaktif
Radioaktif hakekatnya memiliki sifat yang ditunjukkan oleh jenis materi tertentu yang memancarkan energi dan partikel subatom secara spontan. Pada dasarnya, radioaktif menjadi atribut inti atom tunggal. Inti yang tidak stabil akan terurai secara spontan, atau mengalami peluruhan, menjadi konfigurasi yang lebih stabil tetapi hanya akan melakukannya dalam beberapa cara tertentu dengan memancarkan partikel tertentu atau bentuk energi elektromagnetik tertentu.
Peluruhan radioaktif adalah sifat dari beberapa unsur yang terjadi secara alami serta isotop unsur yang diproduksi secara artifisial. Laju peluruhan unsur radioaktif dinyatakan dalam waktu paruhnya; yaitu, waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari kuantitas isotop tertentu untuk meluruh.
Waktu paruh berkisar dari lebih dari 1024 tahun untuk beberapa inti hingga kurang dari 10 sampai dengan 23 detik. Produk dari proses peluruhan radioaktif, yang disebut anak dari isotop induk, mungkin juga tidak stabil, dalam hal ini, juga akan mengalami peluruhan. Proses berlanjut sampai nuklida yang stabil terbentuk.
Pengertian Radioaktif
Radioaktif adalah fenomena fisik terkait unsur-unsur tertentu dalam memancarkan energi dalam bentuk radiasi, dimana energi tersebut berasal dari peluruhan inti yang tidak stabil, sehingga setiap spesies nuklir (konfigurasi proton, neutron, dan energi tertentu) yang menunjukkan radioaktivitas dikenal sebagai inti radioaktif.
Adapun untuk peluruhan tersebut menghasilkan pengeluaran energi dan partikel dari inti, sehingga radioaktivitas juga dapat disebut sebagai peluruhan radioaktif atau peluruhan nuklir.
Pengertian Radioaktif Menurut Para Ahli
Adapun definisi radioaktif menurut para ahli, antara lain:
- Daniel E. DiGregorio dalam Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences (2020), Radioaktivitas adalah fenomena yang dihasilkan pada atom tidak stabil tertentu di mana inti berubah dengan memancarkan partikel dan / atau radiasi elektromagnetik.
- Vincent P. Guinn dalam Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition) (2003), Pengertian radioaktif adalah fenomena disintegrasi spontan dari inti atom yang tidak stabil menjadi inti atom untuk membentuk inti atom yang lebih stabil secara energik.
Sifat Radioaktif
Sedangkan untuk sifat radioaktif, diantaranya yaitu:
- Mempunyai daya tembus besar
- Dapat mengionkan gas
- Dapat berpendar apabila jatuh pada permukaan zat yang berlapis seng sulfida atau seng blende
Diperkirakan lebih dari 60 unsur setidaknya mempunyai satu isotop yang bersifat radioaktif. Isotop adalah varian dari elemen tertentu yang nukleusnya memiliki jumlah neutron yang berbeda. Unsur radioaktif dapat dipecah menjadi tiga kelas. Yakni, primordial, sudah ada sebelum Bumi terbentuk. Kosmogenik yang terbentuk melalui interaksi sinar kosmik, dan elemen yang diproduksi manusia.
Adapun untuk semua jenis elemen yang ada dalam radioaktif memiliki karakteristik tertentu, yang meliputi:
- Disintegrasi
Inti unsur radioaktif tidak stabil. Nukleus akan rusak seiring waktu, mengurangi jumlah unsur yang tersisa. Disintegrasi ini terjadi secara alami dan tidak membutuhkan rangsangan dari luar untuk terjadi.
Semua elemen buatan manusia bersifat radioaktif dan rusak. Kecepatan di mana suatu unsur rusak disebut “waktu paruh“, seperti yang telah dikatakan di atas bahwa ini menunjukkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk separuh atom yang ada untuk hancur. Ukuran ini dapat menentukan seberapa stabil atau tidak stabilnya suatu unsur. Misalnya, paruh uranium lebih dari 4 miliar tahun, sedangkan paruh fransium lebih dari 20 menit.
- Unsur Berbeda
Saat unsur hancur, partikel subatomik inti membentuk unsur yang berbeda. Partikel-partikel ini tidak hilang ke lingkungan.
Misalnya, uranium hancur dalam beberapa tahap, menjadi unsur yang berbeda di sepanjang tahapn tersebut. Ini termasuk: torium, protaktinium, radium, radon, polonium, bismut, timbal. Langkah terakhir dalam seri atau tahapan adalah timbal, yaitu unsur stabil yang tidak hancur. Unsur yang dibuat ini disebut anak perempuan dari elemen induk.
- Emisi Radiasi
Radiasi adalah energi yang dilepaskan dari atom ketika unsur tersebut hancur dari satu unsur ke unsur lainnya. Ada banyak jenis radiasi, termasuk cahaya dan gelombang mikro. Ketika unsur radioaktif melepaskan energinya, radiasi tersebut disebut radiasi pengion, yang mencakup partikel bermuatan.
Partikel bermuatan itu adalah radiasi berbahaya yang berbahaya bagi organisme hidup. Namun, tidak semua radiasi yang dipancarkan dari elemen berbahaya bagi manusia dan diklasifikasikan sebagai radiasi sinar alfa dan beta.
- Deteksi
Sejumlah alat digunakan untuk mendeteksi keberadaan bahan dan unsur radioaktif. Penghitung Geiger adalah alat terkenal yang digunakan untuk mengukur tingkat radiasi. Perangkat bekerja dengan menciptakan muatan listrik saat bertemu radiasi yang dipancarkan dari bahan radioaktif. Semakin banyak bahan radioaktif, semakin tinggi pembacaan di perangkat.
Jenis Radioaktif
Tiga jenis peluruhan radioaktif pertama yang ditemukan adalah peluruhan alfa, beta, dan gamma, yang dinamai berdasarkan kemampuannya menembus materi. Peluruhan alfa menembus jarak terpendek, sedangkan peluruhan gamma menembus jarak terjauh. Akhirnya, proses yang terlibat dalam peluruhan alfa, beta, dan gamma lebih dipahami dan jenis peluruhan tambahan ditemukan.
Mode peluruhan meliputi (A adalah massa atom atau jumlah proton ditambah neutron, Z adalah nomor atom atau jumlah proton):
- Peluruhan alfa: Partikel alfa (A = 4, Z = 2) dipancarkan dari inti, menghasilkan inti anak (A -4, Z – 2).
- Emisi proton: Inti induk memancarkan proton, menghasilkan inti anak (A -1, Z – 1).
- Emisi neutron: Inti induk mengeluarkan neutron, menghasilkan inti anak (A – 1, Z).
- Fisi spontan: Inti yang tidak stabil hancur menjadi dua atau lebih inti kecil.
- Peluruhan beta minus (β−): Inti memancarkan elektron dan elektron antineutrino untuk menghasilkan anak dengan A, Z + 1.
- Peluruhan beta plus (β +): Inti memancarkan positron dan elektron neutrino untuk menghasilkan anak dengan A, Z – 1.
- Penangkapan elektron: Inti menangkap elektron dan memancarkan neutrino, menghasilkan anak perempuan yang tidak stabil dan bersemangat.
- Transisi isomer (IT): Inti yang tereksitasi melepaskan sinar gamma menghasilkan anak dengan massa atom yang sama dan nomor atom (A, Z),
Peluruhan gamma biasanya terjadi mengikuti bentuk peluruhan lain, seperti peluruhan alfa atau beta. Ketika inti dibiarkan dalam keadaan tereksitasi, ia mungkin melepaskan foton sinar gamma agar atom kembali ke keadaan energi yang lebih rendah dan lebih stabil.
Tujuan dan Fungsi Radioaktif
Tujuan dan fungsi radioisotop dalam berbagai aplikasi, diantaranya yaitu:
- Dalam pengobatan
Radioisotop telah digunakan secara luas dalam diagnosis dan terapi, dan ini telah memunculkan bidang yang berkembang pesat yang disebut kedokteran nuklir. Isotop radioaktif ini telah terbukti sangat efektif sebagai pelacak dalam prosedur diagnostik tertentu. Karena radioisotop identik secara kimiawi dengan isotop stabil dari unsur yang sama, sehingga dapat menggantikan isotop stabil dalam proses fisiologis.
Selain itu, karena radioaktivitasnya, radioisotop dapat dengan mudah dilacak bahkan dalam jumlah kecil dengan perangkat deteksi seperti spektrometer sinar gamma dan penghitung proporsional. Meskipun banyak radioisotop digunakan sebagai pelacak, yodium-131, fosfor-32, dan teknesium-99m adalah yang paling penting.
Dokter menggunakan yodium-131 untuk menentukan curah jantung, volume plasma, dan metabolisme lemak dan terutama untuk mengukur aktivitas kelenjar tiroid tempat isotop ini terakumulasi. Fosfor-32 berguna dalam identifikasi tumor ganas karena sel kanker cenderung mengakumulasi fosfat lebih banyak daripada sel normal. Technetium-99m, digunakan dengan perangkat pemindaian radiografi, sangat berguna untuk mempelajari struktur anatomis organ.
Radioisotop seperti kobalt-60 dan sesium-137 banyak digunakan untuk mengobati kanker, dapat diberikan secara selektif pada tumor ganas dan meminimalkan kerusakan pada jaringan sehat yang berdekatan.
- Dalam industri
Aplikasi radioisotop dalam bidang industri yang terpenting adalah pembangkit listrik berdasarkan pelepasan energi fisi uranium. Penggunaan radioisotop lainnya termasuk untuk mengukur (dan mengontrol) ketebalan atau kepadatan lembaran logam dan plastik, untuk merangsang ikatan silang polimer.
Selain itu, digunakan pula untuk menginduksi mutasi pada tumbuhan, dan untuk melestarikan jenis tertentu dari polimer makanan dengan membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan. Dalam aplikasi pelacak, isotop radioaktif digunakan, misalnya, untuk mengukur keefektifan oli motor terhadap daya pakai paduan untuk cincin piston dan dinding silinder pada mesin mobil.
- Dalam sains
Penelitian dalam ilmu kebumian telah memperoleh banyak manfaat dari penggunaan teknik penanggalan radiometrik, yang didasarkan pada prinsip bahwa radioisotop tertentu (induk radioaktif) dalam bahan geologi meluruh dengan kecepatan konstan menjadi isotop anak. Dengan menggunakan teknik seperti itu, para peneliti dapat menentukan usia berbagai batuan dan formasi batuan dan dengan demikian menghitung skala waktu geologi.
Aplikasi khusus dari jenis metode usia radioaktivitas ini, penanggalan karbon-14, telah terbukti sangat berguna bagi antropolog fisik dan arkeolog. Hal ini telah membantu mereka untuk lebih menentukan urutan kronologis peristiwa masa lalu dengan memungkinkan mereka untuk menentukan tanggal fosil dan artefak yang lebih akurat dari 500 hingga 50.000 tahun.
Pelacak radioisotop digunakan dalam studi lingkungan, seperti pencemaran air di sungai dan danau, dan pencemaran udara oleh limbah cerobong asap. Itu juga telah digunakan untuk mengukur arus air dalam di lautan dan kandungan air salju di daerah aliran sungai.
Dampak Radioaktif
Salah satu kesalahpahaman umum tentang radioaktivitas adalah bahwa benda radioaktif berbahaya bagi kesehatan manusia. Namun, ini tidak terjadi, karena radiasi dosis kecil belum terbukti berbahaya bagi manusia.
Faktanya, banyak produk radioaktif yang dapat dibeli dan tidak menimbulkan ancaman kesehatan bagi manusia, misalnya detektor asap, beberapa peralatan makan keramik, dan lain-lain semuanya bersifat radioaktif. Namun, dalam dosis yang lebih besar radiasi memang memiliki efek negatif bagi kesehatan. Ketika bahan radioaktif mengalami peluruhan, mereka menghasilkan radiasi pengion.
Sederhananya, jenis radiasi ini dapat melepaskan elektron dari atom atau memutuskan ikatan kimia (untuk membuat ion). Hal ini menyebabkan kerusakan jaringan hidup yang tidak selalu dapat diperbaiki, salah satunya melalui polusi radioaktif.
Polusi radioaktif terjadi ketika ada atau pengendapan bahan radioaktif di atmosfer atau lingkungan, terutama di mana keberadaannya tidak disengaja dan ketika menimbulkan ancaman lingkungan karena peluruhan radioaktif.
Kerusakan yang disebabkan oleh bahan radioaktif ini karena emisi radiasi pengion yang berbahaya (peluruhan radioaktif) seperti partikel beta atau alfa, sinar gamma atau neuron di lingkungan tempatnya berada.
Tingkat kerusakan atau bahaya yang ditimbulkan terhadap lingkungan tergantung pada konsentrasi bahan radioaktif, energi yang dipancarkan oleh radiasi, kedekatan bahan radioaktif dengan yang terpapar, dan jenis radiasi. Berikut penjelasan rinci tentang penyebab, efek, dan solusi pencemaran radioaktif.
Beberapa dampak negatif terhadap adanya polusi radioaktif, antara lain:
- Mutasi Genetik
Radiasi memiliki efek merugikan dalam hal genetika. Ini menyebabkan kerusakan pada untaian DNA yang mengakibatkan kerusakan genetik dari waktu ke waktu. Tingkat mutasi genetik yang menyebabkan perubahan komposisi DNA bervariasi tergantung tingkat radiasi yang terpapar dan jenis paparan.
Jika manusia atau hewan terpapar terlalu banyak radiasi dari atmosfer, makanan yang dikonsumsi, bahkan air yang digunakan, kemungkinan besar tubuh mereka telah menyerap radiasi tersebut. Begitu berada di dalam tubuh, polusi radioaktif tetap aktif karena energi tidak dapat dihancurkan.
Mutasi yang dihasilkan membuat seseorang sangat rentan terhadap kanker. Bagi ibu hamil, anak yang lahir memiliki cacat yang disebabkan oleh mutasi genetik seperti berat badan rendah saat lahir. Efek seperti cacat lahir dan gangguan seperti kebutaan pada anak-anak juga telah dilaporkan. Infertilitas juga disebut-sebut sebagai efek radiasi.
- Penyakit
Kanker adalah penyakit terkait radiasi yang paling dominan. Ini telah berkembang selama bertahun-tahun dan menimbulkan risiko besar dalam kesehatan global. Yang lainnya termasuk leukemia, anemia, perdarahan, penurunan masa hidup yang menyebabkan penuaan dini dan kematian dini serta komplikasi kardiovaskular lainnya. Leukemia, misalnya, disebabkan oleh radiasi di sumsum tulang.
- Infertilitas Tanah
Zat radioaktif dalam tanah bereaksi bersama dengan berbagai unsur hara yang menyebabkan kerusakan unsur hara tersebut, sehingga membuat tanah tidak subur dan sangat beracun. Tanah seperti itu mengarah pada panen tanaman yang penuh dengan radiasi dan dengan demikian, tidak layak untuk dikonsumsi oleh manusia dan hewan.
Tanaman yang tumbuh dari tanah tersebut juga dimodifikasi secara genetik. Karena ini berada di dasar rantai makanan, herbivora memakannya dan mempertahankan tingkat radiasi. Karnivora seperti singa, burung nasar akhirnya memakannya dan meningkatkan tingkat radiasi yang dijelaskan melalui konsep biomagnifikasi.
- Penghancuran Sel
Polusi radioaktif memiliki efek beragam, seperti perubahan sel. Tubuh makhluk hidup itu unik karena di dalamnya terdapat jutaan sel dalam satu tubuh tunggal, yang masing-masing memiliki tujuan masing-masing untuk dipenuhi. Radiasi mendistorsi sel yang ada, menyebabkan kerusakan permanen pada berbagai organ dan sistem organ. Dalam menghadapi radiasi yang terlalu banyak, penyakit permanen dan kematian tidak bisa dihindari.
- Luka bakar
Radiasi memang tidak mudah dirasakan, tetapi mudah disadari ketika kita telah terpengaruh olehnya. Adanya luka bakar, lesi merah dan luka adalah bukti. Lebih buruk lagi, hal ini dapat menyebabkan kanker kulit.
- Efek pada Satwa Liar
Hewan pada level yang berbeda menderita secara berbeda. Organisme tingkat tinggi lebih terpengaruh daripada serangga dan lalat. Herbivora, seperti sapi, pada saat merumput di lahan yang terkontaminasi, endapan Ce-13 dan I-131 terakumulasi pada jaringan hewan dalam jumlah yang besar.
Radionuklida ini memasuki siklus metabolisme mereka dan mempengaruhi DNA mereka (disebutkan di atas; pengion). Ini akhirnya menghasilkan generasi hewan yang bermutasi dengan risiko masalah kesehatan yang lebih tinggi hanya dengan sejumlah kecil radionuklida.
- Efek pada Tanaman
Tanaman juga terkena radiasi, dan kerusakan sebagian besar terjadi karena peningkatan gelombang Ultraviolet. Tanaman yang berbeda terpengaruh secara berbeda. Stomata berhenti menguap selama peningkatan radiasi.
Ketika radiasi mengenai kromosom, reproduksi terhambat. Ini menghasilkan perubahan bentuk, ukuran dan kesehatan pada tanaman. Paparan dalam jumlah tinggi menghancurkan tanaman yang terserang. Saat kita memakan tanaman ini, kita menelan nuklida.
- Efek pada kehidupan laut
Pembangkit listrik, yang merupakan sumber energi nuklir dan pengolahan kimia, telah melepaskan radioisotop ke dalam air selama beberapa dekade. Sesium, Radon, Kripton, Rutenium, Seng dan Tembaga adalah beberapa di antaranya. Meskipun limbah dibuang dalam jumlah yang “diperbolehkan”, bukan berarti aman.
Nah, itulah saja artikel yang bisa kami kemukakan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian radioaktif menurut para ahli, sifat, macam, tujuan, fungsi, dan dampak penggunannya. Semoga mampu memberikan wawasan bagi semua kalangan.
