1. Apakah yang dimaksud dengan sinar gamma?

sebuah bentuk berenergi berupa radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh

radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran

elektron-positron.

2. Darimanakah asal sinar gamma?

a. Sinar gamma muncul dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom

tersebut memiliki energi yang tidak sesuai dengan kondisi dasarnya

(groundstate).

b. Berasal dari aktivasi neutron cepat : inti atom ditembak dengan neutron

berenergi tinggi.

c. Anihilasi : lenyapnya positron dan electron sehingga menghasilkan sinar

gamma yang memiliki energi 1,102 MeV

3. Bagaimana suatu inti atom dapat memancarkan sinar gamma?

Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel

atau gelombang. Jika inti tidak stabil, maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti

itu tidak dapat bertahan pada keadaannya, suatu inti akan melepaskan kelebihan

energi tersebut dan mungkin melepaskan satu atau dua atau lebih partikel atau

gelombang sekaligus. Setiap inti yang tidak stabil akan mengeluarkan energi

elektromagnetik yang disebut radiasi sinar gamma. Radiasi sinar gamma

dipancarkan oleh inti atom yang dalam keadaan terekstitasi. Keadaan tereksitasi

adalah keadaan yang tidak stabil dan hanya berlangsung dalam waktu singkat.

Setelah memancarkan radiasi gamma, inti atom tidak mengalami perubahan baik

jumlah proton maupun netron.

4. Bagaimanakah sifat-sifat sinar gamma?

a. Mempunyai daya tembus paling besar dibanding sinar radio aktif lainnya

(α atau β)

b. Tidak dipengaruhi medan magnet dan medan listrik, karena tidak

bermuatan

c. panjang gelombang antara 1Å (10-10 m) sampai 10-4Å (10-14 m)

d. Daya ionisasi rendah

5. Bagaimanakah spektrum sinar gamma?

gelombang pendek, berenergi tinggi

6. Mengapa peluruhan gamma tidak menyebabkan perbedaan sifat kimia

antara inti induk dengan inti anak?

Karena sinar gamma adalah partikel yang tidak bermuatan sehingga tidak

mengubah nomor atom suatu inti induk. Karena nomor atom menunjukkan sifat

kimia suatu inti induk, maka jika nomor atom tidak berubah, sifat kimianya pun

tidak berubah.

7. Mungkinkah sebuah inti pemancar gamma memancarkan sinar gamma

dengan energi yang berbeda?

Mungkin, karena ditemukan beberapa kasus yang pada saat keadaan tereksitasi,

inti induk akan memancarkan sinar gamma tidak hanya 1 kali untuk mencapai

keseimbangan, tapi beberapa kali dengan energi yang berbeda-beda pula.

Contohnya pada inti induk Cs137

8. Jika sinar gamma mengenai materi apa yang terjadi?

Jika sinar gamma mengenai materi maka akan menghasilkan ionisasi, hanya saja

ionisasi yang dihasilkan sebagian besar melalui proses ionisasi sekunder. Dimana

dalam interkasi antara sinar gamma dengan materi hanya beberapa pasang ion

primer saja yang terbentuk. Ion-ion primer itu selanjutnya melakukan proses

ionisasi sekunder sehingga diperpleh pasangan ion yang lebih banyak

dibandingkan yang terbentuk pada proses ionisasi primer.

Ada tiga proses utama yang dapat terjadi apabila radiasi gamma melewati materi,

yaitu efek fotolistrik, efek compton, dan produksi pasangan. Ketiga proses

tersebut melepaskan elektron yang selanjutnya dapat mengionisasi atom-atom lain

dalam bahan. Melalui tiga interaksi tersebut, sinar gamma dapat kehilangan energi

ketika melewati suatu materi.

9. Bagaimana berkas sinar gamma yang mengenai materi dapat menyebabkan

terjadinya

a) Efek fotolistrik

b) Efek Compton

c) Produksi pasangan

a. Efek fotolistrik : peristiwa dimana foton sinar gamma dengan energy

rendah (di bawah 1 MeV), mentransfer seluruh energy yang dibawanya

kepada electron di orbit terdalam. Energi foton tersebut diserap seluruhnya

oleh electron, dan electron terlempar dari atom. Elektron yang terlempar

akibat efek fotolistrik dinamakan fotoelektron.

b. Efek Compton : hamburan Compton terjadi ketika sebagian dari energy

yang dimiliki foton sinar gamma ditransfer ke electron. Foton akan

dihamburkan/ dibelokkan dan mengalami kehilangan energy, sedangkan

electron akan terlempar keluar atom. Elektron itu dilepaskan dari ikatan

inti dan bergerka dengan energi kinetik tertentu disertai foton lain dengan

energi lebih rendah dibanding foton datang. Foton lain ini dinamakan

foton hamburan. Dalam efek compton ini, energi foton yang datang

diserap oleh atom dan diubah menjadi energi kinetik elektron dan foton

hamburan.

c. Produksi pasangan : saat sinar gamma dengan energy tinggi (> 1,02 MeV)

mendekati inti atom, maka sinar gamma tersebut dapat berubah menjadi

sepasang positron dan electron. Kemudian positron akan berinteraksi

dengan electron dan menghasilkan dua sinar gamma dengan energy

identik sebesar 0,511 MeV. Radiasi ini dikenal juga dengan radiasi

anihilasi.

10. Apakah sembarang energi gamma dapat menyebabkan terjadinya efek

fotolistrik? Mengapa? Tidak, karena hanya sinar gamma yang memiliki energy

sama atau lebih dari energi ikat elektron terhadap inti saja yang bisa menyebabkan

efek fotolistrik.

11. Jelaskan bagaimana menentukan energi gamma terhambur pada efek

compton jika energi gamma datang diketahui?

Jika energi gamma datang diketahui, maka akan diperoleh besarnya panjang

gelombang foton mula-mula dengan rumus

Sudut hamburan juga diketahui, maka akan diperoleh Δλ melalui rumus

, kemudian akan didapatkan panjang gelombang foton

hamburan

Seteleh diketahui (panjang gelombang foton hamburan), maka untuk

mengetahui besarnya energi hamburan digunakan rumus

12. Apa perbedaan efek fotolistrik dan efek compton?

Pembeda Efek fotolistrik Efek Compton

Energi foton Tidak ada energi foton

yang terhambur, semua

diserap oleh elektron

hingga akhirnya elektron

terlempar keluar dari

orbitnya.

Sebagian energi foton

diserap elektron, sabagian

lagi dihamburkanatau

dibelokkan sehingga

elektron terlempar keluar

orbitnya.

Elektron yang ditembak Elektron yang ditembak

adalah elektron yang

paling dekat dengan inti

atom

Elektron yang ditembak

adalah elektron yang

berada pada kulit terluar.

13. Produksi pasangan tidak bisa terjadi pada sembarang energi gamma.

Mengapa?

Karena dalam peristiwa produksi pasangan berlaku hukum kekekalan energi,

yaitu

Dengan :

K (+) adalah energi kinetik positron

K (-) adalah energi kinetik elektron

Oleh karena itu, peristiwa ini akan terjadi jika energi datangnya minimal

atau sebesar 1,102 MeV

14. Mengapa sinar radioaktif pada batas ambang tertentu berbahaya bagi

kehidupan?

Jika sinar radioaktif pada kehidupan sehari-hari digunakan secara berlebihan atau

melebihi batas ambang, maka akan memberikan dampak negative, antara lain :

1. Kerusakan somatis berbentuk local

 Kerusakan kulit berupa penyakit kulit

 Kerusakan sel pembuat sel darah merah

 Kerusakan sistem saraf

2. Kerusakan genetis

Kerusakan genetis dapat mengakibatkan makluk menjadi steril atau mandul

atau terjadi pada keturunannya

3. Kerusakan sel-sel yang lain

 Lensa mata menjadi pudar (mata katarak)

 Leukemia (kanker darah)

15. Berapakah batas ambang aman paparan sinar radioaktif bagi manusia?

1 Sievert (Sv) menunjukkan berapa besar dosis paparan radiasi dari sumber

radioaktif yang diserap oleh tubuh per satuan massa (berat), yang mengakibatkan

kerusakan secara biologis pada sel/jaringan.

Menurut rekomendasi ICRP, pekerja radiasi yang di tempat kerjanya terkena

radiasi tidak boleh menerima dosis radiasi lebih dari 50 mSv per tahun dan rata-

rata pertahun selama 5 tahun tidak boleh lebih dari 20 mSv. Nilai maksimum ini

disebut Nilai Batas Dosis (NBD).

Jika wanita hamil yang di tempat kerjanya terkena radiasi, diterapkan batas

radiasi yang lebih ketat. Dosis radiasi paling tinggi yang diizinkan selama

kehamilan adalah 2 mSv.

Masyarakat umum dilindungi terhadap radiasi dengan menetapkan tidak ada

satu kegiatanpun yang boleh mengenai masyarakat dengan dosis melebihi rata-

rata 1 mSv per tahun dan tidak boleh ada satupun kejadian yang boleh

mengakibatkan masyarakat menerima lebih dari 5 mSv.

Khusus untuk daerah di sekitar Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN),

ditetapkan batas-batas yang bahkan lebih ketat. Dosis tertinggi yang diizinkan

diterima oleh masyarakat yang tinggal di sekitar PLTN adalah 0,1 mSv pertahun.

Pada kenyataannya kebanyakan PLTN hanya melepaskan sangat sedikit zat

radioaktif ke lingkungan, yaitu antara 0,001 sampai 0,01 pertahun.

16. Bagaimana kita dapat melindungi diri dari paparan sinar radioaktif yang

melebihi dosis aman?

Pengamanan tehadap pekerja radiasi, masyarakat dan lingkungan sekitar terhadap

radiasi harus diupayakan secermat mungkin untuk mencegah terjadinya paparan

yang berlebihan. Cara-cara yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Menggunakan pelindung

Laju dosis dapat dikurangi dengan memasang penahan radiasi diantara

sumber radiasi dan orang yang bekerja. Dengan teknik ini maka seseorang

dimungkinkan bekerja pada jarak yang tidak terlalu jauh dari sumber radiasi,

sehingga pekerjaan dapat dikerjakan dengan baik dan pekerja tidak menerima

paparand osis yang berlebihan. Jenis penahan radiasi yang digunakan

bergantung pada jenis dan energi radiasi.

- Radiasi Alpha

Partikel alfa memiliki jangkauan yang pendek di udara dan dapat

dihentikan dengan selembar kertas.

- Radiasi Beta

Dalam interaksi partikel beta berenergi tinggi dengan bahan dapat

menimbulkan pancaran sinar-x yang dikenal sebagai radiasi

brehmstrahlung. Oleh karena itu, untuk partikel beta dibutuhkan penahan

radiasi bernomor atom rendah (untuk memindahkan produksi

bremstrahlung) dan dilapisi bahan bernomor atom tinggi (untuk

mengatenuasi intensitas bremstrahlunbg yang terjadi). Bahan yang

direkomendasikan untuk menahan radiasi beta energi tinggi adalah

perspeks yang dikelilingi timbal.

- Radiasi Gamma

Apabila sinar gamma berinteraksi dengan bahan, radiasi tersebut tidak

diserap seluruhnya oleh bahan. Sebaliknya radiasi tersebut akan

mengalami atenuasi atau pengurangan intensitas. Bahan yang paling baik

untuk digunakan sebagai penahan radiasi gamma adalah bahan yang

bernomor atom tinggi, seperti timbal, beton dan uranium susut kadar.

Neutron.

b. Menjaga jarak

Radiasi dipancarkan dari sumber radiasi ke segala arah. Semakin dekat tubuh

kita dengan sumer radiasi maka paparan radiasi yang kita terima akan

semakin besar. Untuk mencegah paparan radiasi tersebut kita dapat menjaga

jarak pada tingkat yang aman dari sumber radiasi.

c. Membatasi waktu

Sedapat mungkin diupayakan untuk tidak terlalu lama berada di dekat sumber

radiasi untuk mencegah terjadinya paparan radiasi yang besar. Untuk itu

kepada pekerja radiasi diberlakukan pengaturan waktu bekerja di daerah

radiasi.

Untuk masyarakat umum pencegahan terhadap paparan radiasi yang berasal

dari instalasi nuklir dilakukan dengan mengatur jarak antara instalasi nuklir

dengan lokasi tempat tinggal masyarakat di sekitarnya pada jarak tertentu.

Selain itu juga dibuat pagar pembatas area untuk mencegah masyarakat tidak

melakukan aktivitas di dekat instalasi tersebut, kecuali dengan izin khusus

dari penguasa instalasi. Untuk penanganan terhadap jenis-jenis radiasi yang

berasal dari sumber alam tidak diatur secara khusus karena paparan

radiasinya sangat rendah dan tidak menyebabkan gangguan kesehatan.

17. Apakah syarat suatu materi/bahan dapat dijadikan perisai terhadap radiasi

sinar gamma?

Perisai berfungi untuk menahan radiasi alfa, gamma, beta dan neutrino yang

dihasilkan oleh reaksi fisi agar pekerja dapat bertugas dengan aman disekitar

reaktron. Bahan perisai ini biasanya dibuat dari beton berat dan timah hitam.

Syarat bahan yang dapat dijadikan sebagai perisai terhadap sinar gamma adalah

Memiliki nomor atom besar dan kerapatan yang tinggi

18. Apakah yang dimaksud dengan koefisien serap bahan terhadap gamma?

Koefisien serapan sinar gamma   merupakan suatu konstanta pembanding yang

menghubungkan antara besarnya intensitas sumber radioaktif yang terserap

dengan ketebalan suatu bahan penyerap.

19. Apakah half value thickness (HVT) itu? Bagaimana menentukannya?

suatu konstanta pembanding yang menghubungkan antara besarnya intensitas

sumber radioaktif yang terserap dengan ketebalan suatu bahan penyerap.