makalah radiasi
DESCRIPTION
Makalah RadiasiTRANSCRIPT
Biologi Fisis : Efek Radiasi Pengion dan Efek Elektromagnetik
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Biofisika
yang dibina oleh Ibu Siti Imroatul Maslikah, S.Si., M.Si.
dan Ibu Vita Ria Mustikasari, S.Pd, M.Pd
Oleh :
Kelompok 4
Merry Christiani (130351603600)
Lilik Zuliatul Husna (130351603598)
Wahyu Agus Selvianti J (130351603584)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
PRODI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
September 2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Secara alamiah manusia hidup di dalam lautan radiasi. Selain radiasi
dari matahariyang justru mendukung kehidupan di bumi ini, setiap saat
permukaan bumi dihujani radiasi sinar kosmis yang terdiri dari gelombang
elektromagnetik dan ratusan jenis partikel - partikel cepat. Masih ada lagi
radiasi yang berasal dari mineral-mineral radioaktif yang ada di dalam bumi,
sekaligus dengan turunannya yang terlarut dalam air dan yang terbawa angin
ke udara.
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam
bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari
sumber radiasi (Rozak, 2010). Disadari ataupun tidak, ternyata disekitar kita
baik dirumah, di kantor, dipasar, dilapangan, maupun ditempat-tempat umum
lainnya ternyata banyak sekali radiasi. Hal yang perlu diketahui selanjutnya
adalah sejauh mana radiasi tersebut dapat berpengaruh buruk terhadap
kesehatan kita.
Pada jaman teknologi canggih seperti sekarang, terdapat pula radiasi
buatan yang ditimbulkan oleh peralatan-peralatan modern seperti sinar-X pada
peralatan medis, televisi, monitor komputer, reaktor nuklir, percobaan bom
nuklir dan lain-lain. Hal yang ditakuti orang adalah bahaya radiasinya, radiasi
yang berlebihan akan membahayakan kehidupan manusia. Oleh karena radiasi
alamiah tidak membahayakan kehidupan, manusia sebagai makhluk hidup
tidak dilengkapi dengan indera yang dapat memantau adanya radiasi ini. Tidak
seperti bahaya panas yang dapat kita ketahui secara dini melalui syarat-syarat
kita, kita bahkan tidak menyadari keberadaan sumber radiasi. Radiasi tidak
dapat dilihat ataupun diketahui keberadaannya oleh tubuh. Pemanfaatan
berbagai sumber radiasi harus dilakukan secara cermat dan mematuhi
ketentuan keselamatan kerja. Pada makalah ini penulis akan menjelaskan
tentang efek radiasi pengion dan efek elektromagnetik.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian radiasi?
2. Apa jenis-jenis radiasi?
3. Bagiamana mekanisme radiasi, efek radiasi pengion dan elektromagnetik?
1.3 Tujuan
1. Menjelaskan pengertian radiasi.
2. Menjelaskan jenis-jenis radiasi.
3. Menjelaskan mekanisme radiasi, efek radiasi pengion dan
elektromagnetik.
BAB II
ISI
2.1 Pengertian Radiasi
Dalam fisika, radiasi dideskripsikan sebagai setiap proses dimana
energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh
benda lain. Apa yang membuat radiasi adalah energi yang memancarkan
(bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber.
geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik
yang sama berlaku untuk semua jenis radiasi.
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam
bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari
sumber radiasi (Rozak, 2010). Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang
dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Jika suatu inti tidak stabil,
maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat bertahan, suatu saat
inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin melepaskan satu
atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.
Ada beberapa sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita,
contohnya adalah televisi, lampu penerangan, alat pemanas makanan
(microwave oven), komputer, dan lain-lain. Radiasi dalam bentuk gelombang
elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis radiasi yang tidak
mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X,
dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari,
gelombang microwave, radar dan handphone.
Sifat radiasi ada dua macam sifat radiasi yang dapat digunakan untuk
mengetahui keberadaan sumber radiasi pada suatu tempat atau bahan, yaitu
sebagai berikut:
radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk
mengenalinya diperlukan suatu alat bantu pendeteksi yang disebut
dengan detektor radiasi.Ada beberapa jenis detektor yang secara
spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis
radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor
neutron, dll.
Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui
proses ionisasi, eksitasi dan lain-lain. Dengan menggunakan sifat-
sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat
detektor radiasi.
Dosimeter TLD (Termoluminisensi
Dosimeter)
Survey meter
Gambar 1. Detektor Radiasi
Tanpa disadari, sebenarnya kita hidup dalam lingkungan yang penuh
dengan radiasi. Radiasi telah menjadi bagian dari lingkungan kita semenjak
dunia ini diciptakan, bukan hanya sejak ditemukan tenaga nuklir setengah
abad yang lalu,yang mana terdapat lebih dari 60 radionuklida. Radionuklida
adalah isotop yang memancarkan radiasi. Berdasarkan asalnya radiasi yang
dapat dibedakan pada dua garis besar, yaitu sumber radiasi alam dan radiasi
buatan.
a. Sumber Radiasi Alam
Radiasi alam dapat berasal dari sinar kosmos, sinar gamma dari kulit
bumi, hasil peluruhan radon dan thorium di udara, serta berbagai
Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami, terbagi
menjadi dua yaitu:
– Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan.
Tabel 1. Radionuklida Primordial
Nuklida Lamban
g
Umur-paro Keterangan
Uraniu
m 235
235U 7,04x108 tahun 0,72% dari uranium alam
Uraniu
m 238
238U 4,47x109 tahun 99,2745% dari uranium alam; pada
batuan terdapat 0,5 - 4,7 ppm uranium
alam
Thoriu
m 232
232Th 1,41x1010 tahu
n
Pada batuan terdapat 1,6 - 20 ppm.
Radium
226
226Ra 1,60x103 tahun Terdapat di batu kapur
Radon
222
222Rn 3,82 hari Gas mulia
Kalium
40
40K 1,28x109 tahun Terdapat di tanah
– Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi
sinar kosmik.
Tabel 2. Radionuklida Kosmogenik
Nuklida Lambang Umur-paro Sumber
Karbon
14
14C 5.730 tahun Interaksi 14N(n,p)14C
Tritium
3
3H 12,3 tahun Interaksi 6Li(n,a)3H
Beriliu
m 7
7Be 53,28 hari Interaksi sinar kosmik dengan unsur N
dan O
b. Sumber Radiasi Buatan
Radiasi buatan (Radionuklida) adalah radiasi yang timbul karena atau
berhubungan dengan kegiatan manusia; seperti penyinaran di bidang
medis, jatuhan radioaktif, radiasi yang diperoleh pekerja radiasi di fasilitas
nuklir, radiasi yang berasal dari kegiatan di bidang industri: radiografi,
logging, pabrik lampu. Tabel berikut memperlihatkan beberapa
radionuklida buatan manusia.
Tabel 3. Radionuklida Buatan Manusia
Nuklida Lambang Umur-paro Sumber
Tritium 3 3H 12,3 tahun Dihasilkan dari uji-
coba senjata nuklir,
reaktor nuklir, dan
fasilitas olah-ulang
bahan bakar nuklir.
Iodium 131 131I 8,04 hari Produk fisi yang
dihasilkan dari uji-
coba senjata nuklir,
reaktor nuklir. 131I
sering digunakan
untuk mengobati
penyakit yang
berkaitan dengan
kelenjar thyroid.
Iodium 129 129I 1,57x107 tahun Produk fisi yang
dihasilkan dari uji-
coba senjata nuklir
dan reaktor nuklir.
Cesium 137 137Cs 30,17 tahun Produk fisi yang
dihasilkan dari uji-
coba senjata nuklir
dan reaktor nuklir.
Stronsium 90 90Sr 28,78 tahun Produk fisi yang
dihasilkan dari uji-
coba senjata nuklir
dan reaktor nuklir.
Technesium 99m 99mTc 6,03 jam Produk peluruhan
dari 99Mo,
digunakan dalam
diagnosis
kedokteran.
Technesium 99 99Tc 2,11x105 tahun Produk peluruhan
99mTc.
Plutonium 239 239Pu 2,41x104 tahun Dihasilkan akibat
238U ditembaki
neutron.
Setiap hari kita terkena radiasi, baik dari udara yang kita hirup, dari
makanan yang kita konsumsi maupun dari air yang kita minum. Tidak ada
satupun tempat di bumi ini yang bebas dari radiasi,karena manusia telah
menggunakan bahan radioaktif selama lebih dari 100 tahun.
2.2 Jenis-jenis Radiasi
Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut
memiliki panjang gelombang masing-masing.
Gambar 2: Skema Radiasi Menurut Jenis
A. Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi:
1. Radiasi elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang tidak memiliki
massa. Menurut The National Radiological Protection Board (NPRB)
UK, Inggris dalam Swamardika, 2009. Efek yang ditimbulkan oleh
radiasi gelombang elektromagnetik dari telepon seluler dibagi menjadi
dua yaitu:
1. Efekfisiologis
Efek fisiologis merupakan efek yang ditimbulkan oleh radiasi
gelombang elektromagnetik tersebut yang mengakibatkan gangguan
pada organ-organ tubuh manusia berupa, kangker otak dan
pendengaran, tumor, perubahan pada jaringan mata, termasuk retina
dan lensa mata, gangguan pada reproduksi, hilang ingatan, kepala
pening.
2. Efekpsikologis
Merupakan efek kejiwaan yang ditimbulkan oleh radiasi tersebut
misalnya timbulnya stress dan ketidaknyamanan karena penyinaran
radiasi berulang-ulang.
Radiasi elektromagnetik terdiri dari:
a. Gelombang Radio
Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan
terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang osilator
(gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio
(ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam
frekuensi gelombang radio (RF; "radio frequency")) pada suatu spektrum
elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara
osilasi elektrik maupun magnetik.
b. Gelombang Mikro
Gelombang mikro atau Mikro gelombang (microwave) adalah gelombang
elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency,
SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109Hz).
c. Inframerah
Inframerah (infrared) ialah sinar elektromagnet yang panjang
gelombangnya lebih dari pada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan
1 mm.
d. Cahaya Tampak
Cahaya tampak adalah bagian spektrum yang mempunyai panjang
gelombang antara lebih kurang 400 nanometer (nm) dan 800 nm (dalam
udara), dan sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita
dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang
elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia.
e. Sinar-X
Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang
gelombang 10-8 -10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 Hz.
f. Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki
panjang gelombang terpendek atau frekuensi tertinggi.
g. Sinar Kosmik
Sinar kosmik merupakan partikel energi tinggi di angkasa luar yang
diduga berasal dari sisa-sisa bintang mati.
Gelombang Panjang gelombang λ
gelombang radio 1 mm-10.000 km
infra merah 0,001-1 mm
cahaya tampak 400-720 nm
ultra violet 10-400nm
sinar-X 0,01-10 nm
sinar gamma 0,0001-0,1 nm
2. Radiasi Partikel
Radiasi berupa partikel yang memiliki massa. Radiasi ini terdiri
dari:
a. Partikel Β (β)
Partikel Β (β) adalah elektron atau positron yang berenergi tinggi yang
dipancarkan oleh beberapa jenis nukleus radioaktif seperti kalium-40.
Partikel β yang dipancarkan merupakan bentuk radiasi yang menyebabkan
ionisasi, yang juga disebut sinar β.
b. Partikel Α (α)
Partikel Alpha (α) adalah bentuk radiasi partikel yang sangat
menyebabkan ionisasi, dan kemampuan penetrasinya rendah. Partikel
tersebut terdiri dari dua buah proton dan dua buah neutron yang terikat
menjadi sebuah partikel yang identik dengan nukleus helium, dan
karenanya dapat ditulis juga sebagai He2+.
c. Partikel Neutron
Partikel Neutron adalah jenis partikel non-ion yang terdiri dari neutron
bebas. Neutron ini bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi
fisi nuklir, proses fusi nuklir, atau dari reaksi nuklir lainnya.
B. Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi dapat dibagi menjadi :
1. Radiasi Pengion
Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak
sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa
terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion ini kemudian akan menimbulkan
efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda hidup. Radiasi pengion
disebut juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Termasuk ke dalam radiasi
pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel β, α dan
neutron. Partikel β, α dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara
langsung. Meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, sinar-X,
sinar gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion
karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung.
2. Radiasi non-pengion
Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan
ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio,
gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.
Kedua jenis radiasi ini mempunyai potensi bahaya yang lebih besar
dibandingkan dengan jenis radiasi lainnya. Pengaruh sinar kosmik hampir dapat
diabaikan karena sebelum mencapai tubuh manusia, radiasi ini telah berinteraksi
terlebih dahulu dengan atmosfir bumi. Radiasi β hanya dapat menembus kertas
tipis, dan tidak dapat menembus tubuh manusia, sehingga pengaruhnya dapat
diabaikan. Demikian pula dengan radiasi α, yang hanya dapat menembus beberapa
milimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya terdapat di reaktor
nuklir.
Gambar 3
2.3 Mekanisme Radiasi, Efek Radiasi Pengion dan Elektromagnetik
Radiasi tidak dapat dilihat, didengar, dicium, dirasakan atau diraba. Indera
manusia tidak dapat mendeteksi radiasi sehingga seseorang tidak dapat
mengetahui kapan ia dalam bahaya atau tidak. Radiasi hanya dapat diketahui
dengan menggunakan alat, yang disebut monitor radiasi. Monitor radiasi terdiri
dari detektor radiasi dan rangkaian elektronik penunjang. Pada umumnya, monitor
radiasi dilengkapi dengan alarm yang akan mengeluarkan bunyi jika ditemukan
radiasi. Bunyi alarm semakin keras apabila tingkat radiasi yang ditemukan
semakin tinggi. Monitor radiasi umumnya digunakan hanya untuk mengetahui ada
atau tidaknya radiasi.
Perlu kita sadari, bahwa tidak ada satupun aktivitas manusia yang benar-
benar aman dan bebas dari resiko. Bahkan, ketika duduk santai di kursi sekalipun,
kita menghadapi resiko terjungkal dari kursi. Dalam setiap tindakan yang kita
lakukan selalu ada resiko, sekecil apapunresiko tersebut. Kadangkala, tanpa
disadari, kita mengabaikan resiko tersebut. Sebagai contoh, ketika hendak
menyeberang jalan sewaktu lalulintas tidak padat, kita hanya menunggu adanya
jeda antar kendaraan untuk menyeberang. Dalam hal ini, tanpa sadar kita
mengabaikan resiko tertabrak oleh kendaraan.
Untuk mendeteksi radiasi digunakan alat detektor radiasi. Pengukuran
detektor radiasi tersebut dapat diinterpretasikan sebagai energi radiasi yang
terserap oleh seluruh tubuh manusia atau organ tertentu, misalnya hati. Banyaknya
energi radiasi pengion yang terserap per satuan massa bahan, misalnya jaringan
tubuh manusia, disebut Dosis Terserap,yang dinyatakan dalam satuan gray (Gy).
Untuk nilai yang lebih kecil, biasa digunakan miligray, mGy, yang sama dengan
seperseribu gray. Istilah gray diambil dari nama fisikawan Inggris, Harold Gray.
Besar dosis terserap yang sama untuk jenis radiasi yang berbeda belum tentu
mengakibatkan efek biologis yang sama, karena setiap jenis radiasi pengion
memiliki keunikan masing-masing dalam berinteraksi dengan jaringan tubuh
manusia.Interaksi radiasi partikel bermuatan ketika mengenai materi adalah proses
Coulomb, yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak antara radiasi partikel
bermuatan dengan elektron orbital dari atom bahan.
Ionisasi
Proses ionisasi adalah peristiwa lepasnya elektron dari orbitnya karena
ditarik atau ditolak oleh radiasi partikel bermuatan. Elektron yang lepas
menjadi elektron bebas sedang sisa atomnya menjadi ion positif. Setelah
melakukan ionisasi energi radiasi akan berkurang sebesar energi ionisasi
elektron. Peristiwa ini akan berlangsung terus sampai energi radiasi partikel
bermuatan habis terserap. Radiasi alpha yang mempunyai massa maupun
muatan lebih besar mempunyai daya ionisasi yang lebih besar dari pada
radiasi yang lain.
Gambar 4: Proses Ionisasi
Eksitasi
Proses eksitasi adalah peristiwa “loncatnya” (tidak sampai lepas)
elektron dari orbit yang dalam ke orbit yang lebih luar karena gaya tarik
atau gaya tolak radiasi partikel bermuatan. Atom yang mengalami eksitasi
ini disebut dalam keadaan tereksitasi (excited state) dan akan kembali
kekeadaan dasar (ground state) dengan memancarkan radiasi sinar-X.
Gambar5: Peristiwa Eksitasi
Tubuh terdiri dari berbagai macam organ seperti hati, ginjal, paru dan
lainnya. Setiap organ tubuh tersusun atas jaringan yang merupakan kumpulan sel
yang mempunyai fungsi dan struktur yang sama. Sel sebagai unit fungsional
terkecil dari tubuh dapat menjalankan fungsi hidup secara lengkap dan sempurna
seperti pembelahan, pernafasan, pertumbuhan dan lainnya. Sel terdiri dari dua
komponen utama, yaitu sitoplasma dan inti sel (nucleus). Sitoplasma mengandung
sejumlah organel sel yang berfungsi mengatur berbagai fungsi metabolisme
penting sel. Inti sel mengandung struktur biologik yang sangat kompleks yang
disebut kromosom yang mempunyai peranan penting sebagai tempat
penyimpanan semua informasi genetika yang berhubungan dengan keturunan atau
karakteristik dasar manusia. Kromosom manusia yang berjumlah 23 pasang
mengandung ribuan gen yang merupakan suatu rantai pendek dari DNA
(Deooxyribonucleic acid) yang membawa suatu kode informasi tertentu dan
spesifik.
Interaksi antara radiasi dengan sel hidup merupakan proses yang
berlangsung secara bertahap. Proses ini diawali dengan tahap fisik dan diakhiri
dengan tahap biologik. Ada empat tahapan interaksi, yaitu :
1. Tahap Fisik
Tahap Fisik berupa absorbsi energi radiasi pengion yang menyebabkan
terjadinya eksitasi dan ionisasi pada molekul atau atom penyusun bahan biologi.
Proses ini berlangsung sangat singkat dalam orde 10-16 detik. Karena sel sebagian
besar (70%) tersusun atas air, maka ionisasi awal yang terjadi di dalam sel adalah
terurainya molekul air menjadi ion positif H2O+dan e- sebagai ion negatif. Proses
ionisasi ini dapat ditulis dengan :
H2O + radiasi pengion H2O++ e-
2. Tahap Fisikokimia
Tahap fisikokimia dimana atom atau molekul yang tereksitasi atau
terionisasi mengalami reaksi-reaksi sehingga terbentuk radikal bebas yang tidak
stabil. Tahap ini berlangsung dalam orde 10-6 detik. Karena sebagian besar tubuh
manusia tersusun atas air, maka peranan air sangat besar dalam menentukan hasil
akhir dalam tahap fisikokimia ini. Efek langsung radiasi pada molekul atau atom
penyusun tubuh selain air hanya memberikan sumbangan yang kecil bagi akibat
biologi akhir dibandingkan dengan efek tak langsungnya melalui media air
tersebut. Ion-ion yang terbentuk pada tahap pertama interaksi akan beraksi dengan
molekul air lainnya sehingga menghasilkan beberapa macam produk , diantaranya
radikal bebas yang sangat reaktif dan toksik melalui radiolisis air, yaitu OH - dan
H+. Reaksi kimia yang terjadi dalam tahap kedua interaksi ini adalah:
H2O+ H+ + OH-
H2O + e H2O-
H2O- OH- + H+
Radikal bebas OH- dapat membentuk peroksida (H2O2 ) yang bersifatoksidator
kuat melalui reaksi berikut :
OH- + OH+ H2O2
3. Tahap Kimia dan Biologi
Tahap kimia dan biologi yang berlangsung dalam beberapa detik dan
ditandai dengan terjadinya reaksi antara radikal bebas dan peroksida dengan
molekul organik sel serta inti sel yang terdiri atas kromosom. Reaksi ini akan
menyebabkan terjadinya kerusakan-kerusakan terhadap molekul-molekul dalam
sel. Jenis kerusakannya bergantung pada jenis molekul yang bereaksi. Jika reaksi
itu terjadi dengan molekul protein, ikatan rantai panjang molekul akan putus
sehingga protein rusak. Molekul yang putus ini menjadi terbuka dan dapat
melakukan reaksi lainnya. Radikal bebas dan peroksida juga dapat merusak
struktur biokimia molekul enzim sehingga fungsi enzim terganggu. Kromosom
dan molekul DNA didalamnya juga dapat dipengaruhi oleh radikal bebas dan
peroksida sehingga terjadi mutasi genetik.
4. Tahap Biologis
Tahap biologis yang ditandai dengan terjadinya tanggapan biologis yang
bervariasi bergantung pada molekul penting mana yang bereaksi dengan radikal
bebas dan peroksida yang terjadi pada tahap ketiga. Proses ini berlangsung dalam
orde beberapa puluh menit hingga beberapa puluh tahun, bergantung pada tingkat
kerusakan sel yang terjadi. Beberapa akibat dapat muncul karena kerusakan sel,
seperti kematian sel secara langsung, pembelahan sel terhambat atau tertunda serta
terjadinya perubahan permanen pada sel anak setelah sel induknya membelah.
Kerusakan yang terjadi dapat meluas dari skala seluler ke jaringan, organ dan
dapat pula menyebabkan kematian.
Secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas:
Berdasarkan Jenis Sel yang Terkena Paparan Radiasi
Sel dalam tubuh manusia terdiri dari sel genetik dan sel somatik. Sel
genetik adalah sel telur pada perempuan dan sel sperma pada laki-laki, sedangkan
sel somatik adalah sel-sel lainnya yang ada dalam tubuh.
Gambar 6.
Berdasarkan Jenis Sel, maka Efek Radiasi dapat dibedakan atas:
Efek Genetik (non-somatik) atau efek pewarisan adalah efek yang
dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi.
Efek Somatik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang
terpapar radiasi. Waktu yang dibutuhkan sampai terlihatnya gejala efek
somatik sangat bervariasi sehingga dapat dibedakan atas:
Efek segera adalah kerusakan yang secara klinik sudah dapat
teramati pada individu dalam waktu singkat setelah individu
tersebut terpapar radiasi, seperti epilasi (rontoknya rambut),
eritema (memerahnya kulit), luka bakar dan penurunan jumlah sel
darah. Kerusakan tersebut terlihat dalam waktu hari sampai
mingguan pasca iradiasi.
Efek tertunda merupakan efek radiasi yang baru timbul setelah
waktu yang lama (bulanan/tahunan) setelah terpapar radiasi, seperti
katarak dan kanker.
Berdasarkan Dosis Radiasi
Bila ditinjau dari dosis radiasi (untuk kepentingan proteksi radiasi), efek
radiasi dibedakan atas:
Efek Stokastik
Efek stokastik adalah efek penyebab. Merupakan fungsi dosis
radiasi dan diperkirakan tidak mengenal dosis ambang. Efek ini
terjadi sebagai akibat paparan radiasi dengan dosis yang
menyebabkan terjadinya perubahan pada sel. Ciri-ciri efek
stokastik:
o Tidak mengenal dosis ambang
o Timbul setelah melalui masa tenang yang lama
o Keparahannya tidak bergantung pada dosis radiasi
o Tidak ada penyembuhan spontan
o Efek ini meliputi: kanker, leukemia (efek somatik), dan
penyakit keturunan (efek genetik).
Efek Deterministik (non-stokastik)
Efek Deterministik adalah efek yang kualitas keparahannya
bervariasi menurut dosis dan hanya timbul bila dosis ambang
dilampaui. Efek ini terjadi karena adanya proses kematian sel
akibat paparan radiasi yang mengubah fungsi jaringan yang terkena
radiasi.
Adapun ciri-ciri efek non-stokastik, antara lain:
o Mempunyai dosis ambang
o Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi
o Adanya penyembuhan spontan (tergantung keparahan)
o Tingkat keparahan tergantung terhadap dosis radiasi
o Efek ini meliputi : luka bakar, sterilitas / kemandulan,
katarak (efek somatik).
Pengaruh Radiasi Terhadap Organ Tubuh Manusia :
1. Organ Kulit
Efek deterministik pada kulit bergantung pada besarnya dosis. Paparan
radiasi sekitar 2-3 Gy dapat menimbulkan efek kemerahan (eritema). Pada
kulit saat dosis sekitar 3– 8 Gy menyebabkan terjadinya kerontokan rambut
(epilasi) dan pengelupasan kulit (deskuamasi kering) dalam waktu 3– 6 minggu
setelah paparan radiasi.
Pada dosis yang lebih tinggi, sekitar 12– 20 Gy, akan mengakibatkan
terjadinya pengelupasan kulit disertai dengan pelepuhan dan bernanah (blister)
serta peradangan akibat infeksi pada lapisan dalam kulit (dermis) sekitar 4– 6
minggu kemudian. Kematian jaringan (nekrosis) timbul dalam waktu 10 minggu
setelah paparan radiasi dengan dosis lebih besar dari 20 Gy, sebagai akibat dari
kerusakan yang parah pada kulit dan pembuluh darah. Bila dosis yang di terima
mencapai 50 Gy, nekrosis akan terjadi dalam waktu yang lebih singkat yaitu
sekitar 3 minggu.
Efek stokastik pada kulit adalah kanker kulit. Keadaan ini, berdasarkan
studi epidemiologi, banyak dijumpai pada para penambang uranium yang
menderita kanker kulit di daerah muka akibat paparan radiasi dari debu uranium
yang menempel pada muka.
2. Mata
Mata terkena paparan radiasi baik akibat dari radiasi lokal (akut atau
protraksi) maupun paparan radiasi seluruh tubuh. Lensa mata adalah struktur mata
yang paling sensitif terhadap radiasi. Kerusakan pada lensa diawali dengan
terbentuknya titik-titik kekeruhan atau hilangnya sifat transparansi sel serabut
lensa yang mulai dapat dideteksi setelah paparan radiasi sekitar 0,5 Gy. Kerusakan
ini bersifat akumulatif dan dapat berkembang sampai terjadi kebutaan akibat
katarak. Tidak seperti efek deterministik pada umumnya, katarak tidak akan
terjadi beberapa saat setelah paparan, tetapi setelah masa laten berkisar dari 6
bulan sampai 35 tahun, dengan rerata sekitar 3 tahun
3. Paru
Paru dapat terkena paparan radiasi eksterna dan interna. Efek
deterministik berupa pneumonitis biasanya mulai timbul setelah beberapa minggu
atau bulan. Efek utama adalah pneumonitis interstisial yang dapat diikuti dengan
terjadinya fibrosis sebagai akibat dari rusaknya sel sistim vaskularisasi kapiler dan
jaringan ikat yang dapat berakhir dengan kematian. Kerusakan sel yang
mengakibatkan terjadinya peradangan akut paru ini biasanya terjadi pada dosis
5 – 15 Gy.
Perkembangan tingkat kerusakan sangat bergantung pada volume paru
yang terkena radiasi dan laju dosis. Hal ini juga dapat terjadi setelah inhalasi
partikel radioaktif dengan aktivitas tinggi dan waktu paro pendek. Setelah
inhalasi, distribusi dosis dapat terjadi dalam periode waktu yang lebih singkat atau
lebih lama, antara lain bergantung pada ukuran partikel dan bentuk kimiawinya.
Efek stokastik berupa kanker paru. Keadaan ini banyak dijumpai pada para
penambang uranium. Selama melakukan aktivitasnya, para pekerja menginhalasi
gas Radon-222 sebagai hasil luruh dari uranium.
4. Organ reproduksi
Efek deterministik pada organ reproduksi atau gonad adalah sterilitas atau
kemandulan. Paparan radiasi pada testis akan mengganggu proses pembentukan
sel sperma yang akhirnya akan mempengaruhi jumlah sel sperma yang akan
dihasilkan. Proses pembentukan sel sperma diawali dengan pembelahan sel
stem/induk dalam testis. Sel stem akan membelah dan berdiferensiasi sambil
bermigrasi sehingga sel yang terbentuk siap untuk dikeluarkan. Dengan demikian
terdapat sejumlah sel sperma dengan tingkat kematangan yang berbeda, yang
berarti mempunyai tingkat radio sensitivitas yang berbeda pula. Dosis radiasi 0,15
Gy merupakan dosis ambang sterilitas sementara karena sudah mengakibatkan
terjadinya penurunan jumlah sel sperma selama beberapa minggu. Dosis radiasi
sampai 1 Gy menyebabkan kemandulan selama beberapa bulan dan dosis 1– 3Gy
kondisi steril berlangsung selama 1– 2 tahun. Menurut ICRP 60, dosis ambang
sterilitas permanen adalah 3,5– 6 Gy.
Pengaruh radiasi pada sel telur sangat bergantung pada usia. Semakin tua
usia, semakin sensitif terhadap radiasi. Selain sterilitas, radiasi dapat
menyebabkan menopouse dini sebagai akibat dari gangguan hormonal system
reproduksi. Dosis terendah yang diketahui dapat menyebabkan sterilitas sementara
adalah 0,65 Gy. Dosis ambang sterilitas menurut ICRP 60 adalah 2,5– 6 Gy. Pada
usia yang lebih muda (20-an), sterilitas permanen terjadi pada dosisyang lebih
tinggi yaitu 12– 15 Gy, tetapi pada usia 40-an dibutuhkan dosis 5– 7Gy.
Efek stokastik pada sel germinal lebih dikenal dengan efek pewarisan yang
terjadi karena mutasi pada gen atau kromosom sel pembawa keturunan (sel
sperma dan sel telur). Perubahan kode genetik yang terjadi akibat paparan radiasi
akan diwariskan pada keturunan individu terpajan. Penelitian pada hewan dan
tumbuhan menunjukkan bahwa efek yang terjadi bervariasi dari ringan hingga
kehilangan fungsi atau kelainan anatomik yang parah bahkan kematian premature.
5. Sistem Pembentukan Darah
Sumsum tulang sebagai tempat pembentukan sel darah, adalah organ
sasaran paparan radiasi dosis tinggi akan mengakibatkan kematian dalam waktu
beberapa minggu. Hal ini disebabkan karena terjadinya penurunan secara tajam
sel sistem/induk pada sumsum tulang. Dosis radiasi seluruh tubuh sekitar 0,5 Gy
sudah dapat menyebabkan penekanan proses pembentukan sel-sel darah
sehingga jumlah sel darah akan menurun.
Komponen sel darah terdiri dari sel darah merah (eritrosit), sel darah putih
(lekosit) dan sel keping darah (trombosit). Sel leukosit dapat dibedakan atas sel
limfosit dan netrofil. Radio sensitivitas dari berbagai jenis sel darah inibervariasi,
sel yang paling sensitif adalah sel limfosit dan sel yang paling resisten adalah sel
eritrosit.
Jumlah sel limfosit menurun dalam waktu beberapa jam pasca paparan
radiasi, sedangkan jumlah granulosit dan trombosit juga menurun tetapi dalam
waktu yang lebih lama, beberapa hari atau minggu. Sementara penurunan jumlah
eritrosit terjadi lebih lambat, beberapa minggu kemudian. Penurunan jumlah sel
limfosit absolut/total dapat digunakan untuk memperkirakan tingkat keparahan
yang mungkin diderita seseorang akibat paparan radiasi akut. Pada dosis yang
lebih tinggi, individu terpapar umumnya mengalami kematian sebagai akibat dari
infeksi karena terjadinya penurunan jumlah sel lekosit (limfosit dan granulosit)
atau dari pendarahan yang tidak dapat dihentikan karena menurunnya jumlah
trombosit dalam darah.
Efek stokastik pada sumsum tulang adalah leukemia dan kanker sel darah
merah. Berdasarkan pengamatan pada para korban bom atom di Hiroshima dan
Nagasaki, leukemia merupakan efek stokastik tertunda pertama yang terjadi
setelah paparan radiasi seluruh tubuh dengan masa laten sekitar 2 tahun dan
puncaknya setalah setelah 6– 7 tahun.
6. Sistem Pencernaan
Bagian dari sistim ini yang paling sensitif terhadap radiasi adalah usus
halus. Kerusakan pada saluran pencernaan makanan memberikan gejala mual,
muntah, diare, gangguan sistem pencernaan dan penyerapan makanan. Dosis
radiasi yang tinggi dapat mengakibatkan kematian karena dehidrasi akibat
muntah dan diare yang parah. Efek stokastik yang timbul berupa kanker pada
epitel saluran pencernaan.
7. Janin
Efek paparan radiasi pada janin dalam kandungan sangat bergantung pada
kehamilan pada saat terpapar radiasi. Dosis ambang yang dapat menimbulkan efek
pada janin adalah 0,05 Gy. Perkembangan janin dalam kandungan dapat dibagi
atas 3 tahap. Tahap pertama yaitu preimplantasi dan implantasi yang dimulai dari
proses pembuahan sampai menempelnya zigot pada dinding rahim yang terjadi
sampai umur kehamilan 2 minggu. Pengaruh radiasi pada tahap ini menyebabkan
kematian janin.
Tahap kedua adalah organo genesis pada masa kehamilan 2–7 minggu.
Efek yang mungkin timbul berupa malformasi tubuh dan kematian neonatal.
Tahap ketiga adalah tahap fetus pada usia kehamilan 8– 40minggu dengan
pengaruh radiasi berupa retardasi pertumbuhan dan retardasimental. Janin juga
berisiko terhadap efek stokastik dan yang paling besar adalah risiko terjadinya
leukemia pada masa anak-anak.
Kemunduran mental diduga terjadi karena salah sambung sel-sel syaraf di
otak yang menyebabkan penurunan nilai IQ. Dosis ambang diperkirakan sekitar
0,1 Gy untuk usia kehamilan 8 - 15 minggu dan sekitar 0,4 - 0,6 Gy untuk usia
kehamilan16 - 25 minggu. Pekerja wanita yang hamil tetap dapat bekerja selama
dosis radiasi yang mungkin diterimanya harus selalu dikontrol secara ketat.
Komisi merekomendasikan pembatasan dosis radiasi yang diterima permukaan
perut wanita hamil tidak lebih dari 1 mSv.
Efek stokastik berupa kanker tiroid. Hal ini banyak terjadi sebagai akibat
paparan radiasi tindakan radioterapi (sampai 5 Gy) pada kelenjar timus bayi yang
menderita pembesaran kelenjar timus akibat infeksi. Paparan radiasi pada kelenjar
timus yang berada tepat di bawah kelenjar tiroid ini menyebabkan kelenjar tiroid
juga terirradiasi walaupun dengan dosis yang lebih rendah. Hal ini mengakibatkan
individu tersebut menderita kanker tiroid setelah dewasa.
BAB III
PENUTUP
3.1 Simpulan
1. Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk
panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber
radiasi.
2. Radiasi terdapat beberapa jenis dengan tinjauan yang berbeda.
– Ditinjau dari massanya, radiasi dibagi menjadi radiasi
elektromagnetik (radiasi yang tidak memiliki massa)dan radiasi
partikel (partikel yang memiliki massa).
– Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi dibagi menjadi radiasi
pengion (radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak sesuatu, akan
muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion) dan radiasi non-
pengion (radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi).
3. Radiasi terjadi karena adanya energi yang memancar akibat ionisasi dan
eksitasi elektron. Radiasi memberikan efek jangka panjang pada tubuh
manusia dan dalam mengetahui keberadaan radiasi itu memerlukan detektor.
Secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas:
Berdasarkan Jenis Sel yang Terkena Paparan Radiasisel genetik
dan sel somatik.
Berdasarkan Dosis Radiasi efek stokastik dan efek
deterministik.
Pengaruh radiasi terhadap organ tubuh manusia meliputi :
Organ Kulit
Mata
Paru
Organ reproduksi
Sistem pencernaan
Sistem pembentukan darah
Janin
DAFTAR PUSTAKA
Alan martin & Samuael A Habirsonm. 1986. Radiation Protection ,Third Edition.
New York NY 100.
Alatas, Zubaidah dan Yanti Lusiyanti. 2001. Efek kesehatan radiasi non pengion
pada manusia. Jakarta: Pusat Keselamatan Radiasi dan Biomedika
Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional.
Amsyari, Fuad. 1989. Radiasi Dosis Rendah dan Pengaruhnya Terhadap
Kesehatan. Surabaya: Airlangga University Press.
Arief, Latar Muhamad. 2012. Pengendalian Bahaya Radiasi Elektromagnitik di
tempat Kerja. Jakarta : Universitas Esa Unggul.
Cember, Herman. 1988. Pengantar Fisika Kesehatan. Semarang: IKIP Semarang
Press.
Swamardika, Alit, I.B. 2009. Pengaruh Radiasi Gelombang Elektromagnetik
Terhadap Kesehatan Manusia. Bali: Universitas Udayana.