RADIOAKTIVITASOleh :Drs. M. Mansyur, MTBagian Fisika KedokteranFAKULTAS KEDOKTERANUNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA SURABAYA

Sahabat, tiap hari adalah luar biasa, gairah, semangat, optimis nyatalah itu. Dalam setiap langkah anda sepanjang hari akan menjadi semakin lebih bermagna

RADIOAKTIVITASMembahas tentang interaksi radiasi dengan molekul, atom, dan jaringan. Struktur atom terdiri atas :- Inti atom (nukleon) : proton (+), netron ( )- Kulit atom : elektron (-)Mungkinkah proton lepas dari atomnya ?

Inti atom suatu unsur dinyatakan dengan : z X A dengan z : nomer atom (jumlah proton), A : nomer massa (jumlah proton + jumlah netron)

Energi Ikat Inti Inti terdiri atas proton (+) dan netron, mengapa hal ini bisa terjadi, padahal muatan yang sejenis akan tolak menolak?

Karena di inti atom terdapat energi ikat inti

Besar energi ikat intinya adalah E = m.c2 .joule Dengan m = beda massa inti atom (kg), c = kecepatan cahaya ( 3 x 108 m/s) Energi ikatnya dpt juga dicari dg rumus E = m x 931 Mev

Sinar - x Dihasilkan oleh peristiwa efek fotolistrik balik, yang mengubah energi listri menjadi energi foton.

Energi listrik = energi foton P. t = h.f = hc/ dengan P : daya listrik (watt), f : frekuansi sinar X (Hz), : panjang gelombang (m), t : waktu (s), h : tetapan Planck (6,6 x 10 e-34 Js)

Sifat- sifat Sinar x Tidak tampak oleh mata Mempunyai energi besar Mempunyai daya tembus besar Dapat menghitamkan film Tidak dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet

Radioaktivitas Apa beda antara zat radioaktif dan yang bukan radioaktif ? Inti stabil bukan zat radioaktif

Inti tidak stabil(terjadi ketidakseimbangan antara jumlah proton & netron)Zat radioaktifDapat memancarkan sinar , ,

Perubahan no. atom dan no. massa akibat pemancaran sinar radioaktif 1. Pada pemancaran partikel ( 4 He 2 ) A xZ A 4 y Z 2 +

2. Pada pemanaran partikel ( 0 e -1 ) A x z A y z + 1 +

3. Pada pemancaran tidak mengalami perunahan no. aton dan no. massa. Karena sinar adalah gelombang elektromagnetik.

Radiasi ada 2 macam, yaitu : 1. Partikel (mempunyai massa) misalnya : alfa, beta, netron2. Gelombang elektromagnetik (tidak mempunyai massa) misalnya : sinar x, sinar gamma

Sifat-sifat sinar radioaktif* Daya tembus (dari yang kecil sampai terbesar): , , * Daya ionisasi (dari yang kecil sampai terbesar) : , , * dan dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik, sedangkan sinar tidak dibelokkan.

Sebutkan persamaan dan perbedaan antara sinar x dan sinar ?

Peluruhan Unsur Radioaktif Laju peluruhan : dN/N = - dt dengan = koefisien

peluruhan ( = 0,693/T ) dan T = waktu paruh

dN/N = - dt ln N/No = - t

Dari pers. Di atas diperoleh rumus :

N = No e t sisa jumlah atom semula peluruhan

Dari persamaan di atas diperoleh rumus N = No ( ) t / T Analog dengan persamaan di atas - m = mo e t m = mo ( ) t / T dengan mo = massa semula, m = sisa massa.

- A = Ao e t A = Ao ( ) t / T dengan Ao = aktivitas semula (curie), A = aktivitas saat t

Contoh soal 2 100 gram unsur radioaktif dengan aktivitas 5 Ci dan konstanta peluruhan 0,0231 hari , meluruh dalam waktu 90 hari. Tentukan : - waktu paruhnya- massanya- aktivitasnya.

Contoh soal 3 Sebuah piranti penghasil sinar x bekerja pada tegangan 3 kVA selama 2 menit. Tentukan :a. energi sinar x yang dihasilkan, b. frekuensi sinar x yang dihasilkan,c. Panjang gelombang sinar x yang dihasilkan.

Dosimetri Dosimetri adalah pengetahuan yang membahas masalah- masalah pengukuran dosis dengan menggunakan dosimeter.

Dosis Serap ( D )Didefinisikan dengan banyaknya energi yang diserap per satuan massa. Dinyatakan dg D = E/m dimana E = energi ( joule ) m = massa ( kg )Satuan Dosis :- dalam SI 1 gray (Gy) = 1 joule/kg- dalam cgs 1 rad = 100 erg/gram 1 Gy = 100 rad.

Dosis Keseimbangan ( DE )Definisi : Dosis absorpsi dari tipe radiasi pengion yang menghasilkan efek biologi yang sama seperti 1 rad radiasi sinar X. * Dalam SI 1 Sievert (Sv) = 1 J/kg (untuk radiasi sinar X,QF = 1) 1 rem = 100 erg/gram (untuk radiasi sinar X,QF = 1) 1 Sv = 100 remHubungan antara dosis serap (D) dengan dosis keseimbangan (DE) DE = D x QF rem = rad x QF Faktor Kualitas (tergantung dari jenis radiasinya)

Faktor Kualitas (QF) Untuk Berbagai Tipe Radiasi Pengion Tipe Radiasi Pengion Faktor Kualitas (QF)

Sinar X 1Partikel beta 1Sinar gamma 1Netron berkecepatan rendah 3Netron berkecepatan tinggi 10P r o t o n 10Partikel alfa 20

Besaran dan Satuan RadiasiTipe radiasi B e s a r a n Satuan Satuan SI Media Pengukuran efek tradisional pengukuran

Sinar X atau Penyinaran Roentgen C/kg Udara Ionisasi udaraSinar gamma

Semua radiasi Dosis yang rad gray(Gy) Setiap obyek Jumlah energi ygIonisasi diabsorpsi diabsorpsi obyek

Semua radiasi Dosis kese- rem Sievert (Sv) Jaringan Efek biologisIonisasi imbangan tubuh

Dosis Maksimum Yang Diperbolehkan (MPD) (Maximum Permissible Dose) MPD adalah dosis radiasi pengion yang diserap tanpa meninbulkan kerusakan tubuh yang besar akibat penyinaran tersebut.

MPD adalah batas absorpsi bukan batas penyinaran

MPD kumulatif pekerja radiasi dinyatakan dengan MPD = 5 ( N 18 ) rem atau MPD = 50 ( N 18 ) mSv Umur pekerja radiasi (tahun)

Akibat Biologis RadiasiAkibat-akibat akut

Pemaparan sinar x akut diantaranya adalah :- mual,- tak enak badan dan lesu,- naiknyua suhu badan Selain diatas ada perubahan-perubahan lain diantaranya :a. Perubahan darah Terjadi bila terkena paparan sinar dengan dosis 500 mGyb. Kerusakan sistem saraf pusat Terjadi bila terkena paparan sinar x atau sinar dengan dosis melebihi 20 Gyc. Akibat genetik Terjadi akibat pemeparan sinar x atau sinar dengan dosis 0,5 Gy - 2,5 Gy, sekitar 0,8 % manusia terlahir dengan ciri-ciri gen dominan yang telah mengalami nutasi.

2. Akibat-akibat tertundaHal ini terjadi akibat pemaparan tunggal yang besar atau pemaparan tingkat rendah yang terus menerus.

Akibat akibat tertunda, diantaranya adalah a. Kanker Terjadi akibat pemaparan sinar dengan dosis 1 Gy. Masa tenggang terjadinya kanker sekitar 2 tahun hingga 20 tahun,

b. Leukimia Terjadi akibat pemaparan sinar x secara kontinu dengan dosis antara 10 mGy - 50 mGy. Masa tengga terjadinya Leukimia sekitar 10 tahun.

Contoh soal 44.1 100 gram unsur radioaktif A meluruh menjadi unsur B selama 1,5 jam. Jika waktu paruh radioaktif A = 30 menit, tentukan massa A dan B.

4.2 Sebuah tumor akan mati jika disinari sinar x dengan dosis 100 Gy. Bila massa tumor 800 gram, tentukan : a. energi sinar x b. daya sinar x, pemaparan dilakukan selama 1 menit.

Contoh soal 55.1 Dalam waktu 10 bulan suatu unsur meluruh menjadi 1/16 bagian. Tentukan waktu paruh dan konstanta peluruhannya.

5.2 Massa atom 16O8 adalah 15,995 sma, proton 1,0078 sma dan netron 1,0087 sma. Hitung : a. massa total partikel pembentuk inti atom, b. massa defek ketika partikel-partikel tersebut bersatu membentuk sebuah atom oksigen.c. energi ikat inti atom oksigen