Primer lesson: radiasi

Radiasi adalah energi yang bergerak dalam bentuk gelombang atau partikel dan merupakan bagian dari lingkungan kita sehari-hari. Orang-orang terpapar radiasi dari sinar kosmik, serta bahan radioaktif yang ditemukan di tanah, air, makanan, udara, dan juga di dalam tubuh. Sumber radiasi buatan manusia banyak digunakan dalam kedokteran, industri, dan penelitian.

Tujuan pembelajaran:

Apa itu radiasi?
Energi dan radiasi
Jenis radiasi
Contoh radiasi dalam kehidupan kita sehari-hari
Radiasi benda hitam
Perbedaan antara radiasi dan radioaktivitas

Apa itu radiasi?

Radiasi adalah energi yang berasal dari sumber dan bergerak melalui ruang dalam bentuk gelombang, sinar atau partikel. Energi ini memiliki medan listrik dan medan magnet yang terkait dengannya dan memiliki sifat seperti gelombang. Anda juga bisa menyebut radiasi sebagai "gelombang elektromagnetik".

Metode transfer energi ini tidak bergantung pada kontak apa pun antara sumber energi dan objek seperti halnya konduksi dan konveksi. Juga, ketika transfer energi terjadi melalui radiasi, tidak ada medium konduktif (seperti di ruang angkasa). Kurangnya medium itu berarti tidak ada masalah di sana untuk dilewati panas. Tidak ada massa yang dipertukarkan dan tidak ada media yang diperlukan dalam proses radiasi.

Energi dan radiasi

Radiasi adalah energi dalam gerak.

Radiasi elektromagnetik (EMR) mengacu pada energi yang bergerak dalam bentuk gelombang. Cara berpikir lain tentang EMR adalah sebagai kumpulan energi tak berarti yang disebut foton. Foton adalah "paket" energi yang membawa energi melalui ruang.
Jenis radiasi lainnya adalah partikulat, di mana partikel kecil (elektron, partikel alfa) membawa energi. Radiasi partikulat dapat berasal dari bahan radioaktif dan akselerator linier.

Jenis radiasi

Ada dua jenis utama radiasi: radiasi non-pengion dan radiasi pengion

Radiasi non-pengion
Radiasi non-pengion adalah radiasi di bagian spektrum elektromagnetik di mana tidak ada energi yang cukup untuk menyebabkan ionisasi. Ini termasuk medan listrik dan magnet, gelombang radio, gelombang mikro, dan radiasi optik, yang terdiri dari radiasi inframerah, tampak, dan ultraviolet.
Radiasi non-pengion adalah energi dengan panjang gelombang lebih panjang/frekuensi lebih rendah.
Radiasi pengion

Radiasi pengion adalah jenis energi yang dilepaskan oleh atom yang bergerak dalam bentuk gelombang elektromagnetik (gamma atau sinar-X) atau partikel (neutron, beta atau alfa). Radiasi pengion dapat menghilangkan elektron dari atom, yaitu mereka dapat mengionisasi atom.

Radiasi pengion adalah energi tinggi dengan panjang gelombang pendek/frekuensi tinggi.

Dalam hal sumber radiasi alami, ada lebih dari 60 bahan radioaktif alami yang ada di lingkungan, dengan gas radon sebagai kontributor tertinggi paparan manusia.

Ada tiga jenis radiasi pengion:

Radiasi alfa (α).	Ini bermuatan positif dan terdiri dari dua proton dan dua neutron dari inti atom. Meskipun partikel alfa sangat energik, mereka sangat berat sehingga menghabiskan energinya dalam jarak pendek dan tidak dapat bergerak sangat jauh dari atom. Mereka bisa dihentikan oleh kulit. Partikel yang masuk ke tubuh melalui makanan atau paru-paru bisa berbahaya.
Radiasi beta (β).	adalah partikel kecil yang bergerak cepat dengan muatan listrik negatif yang dipancarkan dari inti atom selama peluruhan radioaktif. Partikel beta lebih menembus daripada partikel alfa, tetapi kurang merusak jaringan hidup dan DNA karena ionisasi yang mereka hasilkan berjarak lebih lebar. Mereka bergerak lebih jauh di udara daripada partikel alfa, tetapi dapat dihentikan dengan lapisan pakaian atau lapisan tipis zat seperti aluminium.
Radiasi gamma (γ).	Ini adalah paket energi tanpa bobot yang disebut foton. Tidak seperti partikel alfa dan beta, yang memiliki energi dan massa, sinar gamma adalah energi murni. Sinar gamma mirip dengan cahaya tampak, tetapi memiliki energi yang jauh lebih tinggi. Mereka adalah bahaya radiasi bagi tubuh manusia. Sinar gamma dapat melewati seluruh tubuh manusia; saat mereka lewat, mereka dapat menyebabkan ionisasi yang merusak jaringan dan DNA.

Radiasi Pengion memiliki energi yang cukup untuk menghasilkan ion dalam materi pada tingkat molekuler. Jika itu adalah manusia, kerusakan yang signifikan dapat terjadi termasuk kerusakan DNA dan denaturasi protein. Ini bukan untuk mengatakan bahwa radiasi non-pengion tidak dapat menyebabkan cedera pada manusia tetapi cedera umumnya terbatas pada kerusakan termal yaitu luka bakar.

Ilustrasi berikut menunjukkan bagaimana radiasi elektromagnetik berinteraksi dengan tubuh:

Contoh radiasi dalam kehidupan kita sehari-hari

Tahukah Anda bahwa kita terus-menerus terpapar radiasi melalui berbagai sumber dalam kehidupan kita sehari-hari?

Matahari - Salah satu sumber energi terpenting adalah Matahari. Radiasi kosmik yang dipancarkan dari Matahari merupakan campuran gelombang elektromagnetik; yang berkisar dari inframerah (IR) hingga sinar ultraviolet (UV). Selain itu, ia juga memancarkan cahaya tampak. Sebagian besar radiasi yang dipancarkan Matahari diserap oleh atmosfer. Namun, bagian yang tidak terserap oleh atmosfer mencapai bumi. Manusia terkena bagian radiasi ini hampir sepanjang waktu.
Pembakar - Saat merebus air atau memasak makanan, Anda kembali terpapar radiasi. Tanda radiasi yang terlihat adalah ketika Anda memanaskan suatu zat sebanyak yang Anda bisa, katakanlah, misalnya, memanaskan kompor dalam waktu lama akan membuatnya menyala merah. Ini adalah tanda radiasi yang terlihat. Namun, meski terlihat tidak bercahaya, ia juga memancarkan panas.
Televisi - Televisi telah menjadi salah satu bentuk hiburan paling umum dalam beberapa tahun terakhir. Televisi juga memancarkan radiasi. Televisi lama memancarkan gelombang sinar-x yang dapat dengan mudah diserap oleh tubuh manusia, dan juga berbahaya. Namun, perangkat TV modern menggunakan Layar Kristal Cair (LCD) atau Layar Plasma yang tidak hanya kurang berbahaya dibandingkan perangkat lama, tetapi juga tidak mampu menghasilkan sinar-x.
Api unggun & lilin - Setiap kali Anda pergi berkemah, Anda mungkin memiliki kesempatan untuk menyalakan api unggun dan berjemur bersama teman-teman Anda. Saat duduk di sekitar api unggun, Anda terpapar radiasi. Hal yang sama terjadi ketika Anda menyalakan lilin. Paparan api juga menyebabkan paparan radiasi
Pencitraan medis - Tidak ada keraguan bahwa selama pencitraan medis, seseorang terpapar radiasi pada tingkat tinggi. Selama x-ray, CT, dan pencitraan nuklir, organ dan struktur internal tubuh terungkap melalui penetrasi panjang gelombang atau partikel berenergi tinggi.
Stereo - Gelombang radio paling sering digunakan dalam komunikasi. Televisi, ponsel, dan radio memanfaatkan gelombang radio dan, pada gilirannya, mengubahnya menjadi getaran sehingga gelombang suara dapat tercipta. Sumber gelombang radio buatan termasuk generator listrik, saluran listrik, peralatan dan pemancar radio.
Oven - Untuk memanaskan makanan dalam oven microwave, digunakan radiasi tingkat tinggi. Makanan dalam oven microwave dipanaskan saat gelombang mikro diserap oleh kandungan air yang ada di dalam makanan. Penyerapan gelombang mikro menyebabkan molekul air bergetar dan karenanya menghasilkan panas.
Ponsel - Ini mungkin tidak mengejutkan bagi Anda bahwa ponsel memancarkan radiasi non-pengion dari antenanya. Paparan radiasi frekuensi radio menyebabkan panasnya area tubuh tempat ponsel dipegang seperti di dekat telinga. Namun, jumlah panas yang dipancarkan tidak cukup untuk meningkatkan suhu tubuh.
Router Wifi - Dengan kemajuan teknologi, router wifi telah menemukan jalannya di setiap rumah tangga. Tidak dapat disangkal fakta bahwa wifi telah menjadi bagian penting dari kehidupan kita sehari-hari. Namun, Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa router wifi juga memancarkan radiasi elektromagnetik. Paparan radiasi elektromagnetik semacam itu juga dapat berdampak pada kesehatan manusia.
Sinar laser - Light Amplification Stimulated Emission of Radiation (LASER) juga menghasilkan radiasi. Paparan laser sering menjadi penyebab kebutaan sementara, disorientasi, dan sakit kepala. Namun, laser telah menemukan kegunaan luas dalam pencetakan, optik, pengurutan DNA, kedokteran dan pembedahan, dan pemotongan laser.

Radiasi Benda Hitam

Benda hitam didefinisikan sebagai pemancar dan penyerap radiasi yang sempurna. Pada suhu dan panjang gelombang tertentu, tidak ada permukaan yang dapat memancarkan lebih banyak energi daripada benda hitam. Benda hitam adalah emitor difus yang berarti memancarkan radiasi secara seragam ke segala arah. Juga, benda hitam menyerap semua radiasi insiden terlepas dari panjang gelombang dan arah.

Perbedaan antara Radiasi dan Radioaktivitas

Radiasi adalah pelepasan energi, baik dalam bentuk gelombang maupun partikel. Radioaktivitas mengacu pada peluruhan atau pemisahan inti atom. Bahan radioaktif melepaskan radiasi ketika meluruh. Contoh peluruhan termasuk peluruhan alfa, peluruhan beta, peluruhan gamma, pelepasan neutron, dan fisi spontan. Semua isotop radioaktif melepaskan radiasi, tetapi tidak semua radiasi berasal dari radioaktivitas.