Makalah atom & radiasi

MAKALAH ATOM DAN RADIASI

Diampu Oleh : Hartono, M.Si

Nama Anggota : 1. Buntar Handayani

2. Deni Farih Utami

3. Evi Nurlut Fiani

4. Indalia Nupi Herawan

5. Muji Solih Astuti

6. Rifaatul Mahmudah

7. Siti Apsoh

8. Umi Ma’rifah Khasanah

STIKES HARAPAN BANGSA PURWOKERTOTAHUN PELAJARAN 2014/2015

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas limpahan karuniaNya, penulis dapat menyelesaikan makalah Fisika

Kesehatan yang berjudul “ATOM dan RADIASI”  dengan tepat waktu tanpa

halangan suatu apapun. Diharapkan makalah ini dapat memberikan wawasan dan

informasi kepada pembaca tentang perkembangan teori atom, radioaktif, energi

radiasi, radiasi pengion dan efek biologis serta terapi radiasi.

Bagaimana pun penulis telah berusaha membuat makalah ini dengan

sebaik-baiknya, namun tidak ada kesempurnaan dalam karya manusia. Penulis

menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Oleh karena

itu, kritik dan saran sangat penulis harapkan untuk lebih menyempurnakan

makalah ini. Mudah-mudahan sedikit yang penulis sumbangkan ini, akan menjadi

ilmu yang bermanfaat.

Purwokerto, 20 Oktober 2014

Penulis

ii

BAB I

PENDAHULUAN

Atom adalah satuan unit terkecil dari sebuah unsur yang memiliki sifat-

sifat dasar tertentu. Setiap atom terdiri dari sebuah inti kecil yang terdiri dari

proton dan neutron dan sejumlah elektron pada jarak yang jauh.

Pada tahun 1913 Neils Bohr pertama kali mengajukan teori kuantum untuk

atom hidrogen. Model ini merupakan transisi antara model meaknik klasik dan

mekanika gelombang. Karena pada prisnip fisika klasik tidak sesuai dengan

kemantapan hidrogen ataom yang teramati. Model atom Bohr memperbaiki

kelemahan model atom Rutherford. Untuk menutupi kelemahan model atom

Rutherford, Bohr mengeluarkan empat postulat. Gagasan Bohr menyatakan bahwa

elektron harus mengorbit disekeliling inti.

Namun demikian, teori atom yang dikemukakan oleh Neils Bohr juga

memiliki banyak kelemahan. Model Bohr hanyalah bermanfaat untuk atom-atom

yang mengandung satu elektron tetapi tidak untuk atom yang berelektron banyak.

1

BAB II

PEMBAHASAN

A. Perkembangan Teori Atom

1. Teori Atom John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan

pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua

hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum

susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total

zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil

reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa

unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum

tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

a. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat

dibagi lagi

b. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur

memiliki atom-   atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang

berbeda

c. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan

bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen

dan atom-atom oksigen

d. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau

penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat

diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola

pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

Kelemahan:

a. Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan

daya hantar arus listrik.

b. Dalton tidak membedakan pengertian atom dan molekul, satuan

molekul disebut atom.

2

c. Atom merupakan bola kecil yang keras dan padat bertentangan dengan

eksperimen Faraday dan J.J Thomson.

2. Teori Atom J. J. Thomson

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik

oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang

sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel,

sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan

anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode

merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan

negatif dan selanjutnya disebut elektron. Atom merupakan partikel yang

bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada

partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif

elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki

kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang

dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:

“Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan

didalamya tersebar muatan negatif elektron”

Model atomini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah

dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar

marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom

Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal. Model atom

Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:

Kelemahan:

a. Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan

muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

b. Bertentangan dengan percobaan Rutherford dengan hamburan sinar

alfa ternyata muatan positif tidak merata namun berkumpul jadi satu

yang disebut inti atom.

3

3. Teori Atom Rutherford

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners

Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar

alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya

partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus,

berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.

Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat

Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang

positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan.

Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa

ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar

partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi

dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000

partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih. Berdasarkan gejala-

gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:

a. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa

diteruskan

b. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom

emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil

yang bermuatan positif

c. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom,

berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan.

Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka

didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada

ukuran atom keseluruhan.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut,

Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom

Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang

sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang

bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat

partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak

4

saling tolak menolak. Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai

beriukut:

Kelemahan:

a. Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti

atom.

b. Model atom ini tidak dapat menunjukkan kestabilan atom atau tidak

mendukung kemantapan atom

c. Model atom ini tidak dapat menunjukkan bahwa spektrum atom-atom

hidrogen adalah spektrum garis tertentu.

4. Teori Atom Bohr

Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils

Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya

tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan

gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom.

Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori

klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan

empat postulat, sebagai berikut:

a. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu

elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak

stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar

disekeliling inti.

b. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap

sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan

maupun diserap

c. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan

stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat,

besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.

d. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat

tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya

5

momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan

n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada

lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat

energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak

paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin

tinggi tingkat energinya.

Kelemahan:

Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom

berelektron banyak.

5. Teori Atom Modern

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin

Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman

Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang

dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat

ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada

saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan

elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk

mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital

dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan

suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk

menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga

dimensi.

Persamaan Schrodinger

x,y dan z

Y

m

ђ

E

V

= Posisi dalam tiga dimensi

= Fungsi gelombang

= massa

= h/2p dimana h = konstanta plank dan p =

3,14

= Energi total

6

= Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model

atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai

saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian

elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital

dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub

kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian

kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa

orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu

sama.

Ciri khas model atom mekanika gelombang

a. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya

(orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti

penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk

tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron

dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)

b. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan

kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam

bilangan kuantum tersebut)

Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr

bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar

ditemukannya elektron.

7

B. RADIASI

1. Sejarah Radiasi

Di akhir tahun 1895, Roentgen (Wilhelm Conrad Roentgen,

Jerman, 1845-1923), seorang profesor fisika dan rektor Universitas

Wuerzburg di Jerman dengan sungguh-sungguh melakukan penelitian

tabung sinar katoda. Ia membungkus tabung dengan suatu kertas hitam

agar tidak terjadi kebocoran fotoluminesensi dari dalam tabung ke luar.

Lalu ia membuat ruang penelitian menjadi gelap. Pada saat

membangkitkan sinar katoda, ia mengamati sesuatu yang di luar dugaan.

Pelat fotoluminesensi yang ada di atas meja mulai berpendar di dalam

kegelapan. Walaupun dijauhkan dari tabung, pelat tersebut tetap

berpendar. Dijauhkan sampai lebih 1 m dari tabung, pelat masih tetap

berpendar. Roentgen berpikir pasti ada jenis radiasi baru yang belum

diketahui terjadi di dalam tabung sinar katoda dan membuat pelat

fotoluminesensi berpendar. Radiasi ini disebut sinar-X yang maksudnya

adalah radiasi yang belum diketahui. 

Tahun 1895 itu Roentgen sendirian melakukan penelitian sinar-X

dan meneliti sifat-sifatnya. Pada tahun itu juga Roentgen

mempublikasikan laporan penelitiannya. Berikut ini adalah sifat-sifat

sinar-X:

a. Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar

katoda.

b. Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan

pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya

masih dapat terdeteksi.

c. Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya

terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.

d. Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.

e. Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan

tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi. Skema peralatan

8

ditampilkan pada Gambar 2. Foto tulang tangan yang diambil pada

saat itu ditampilkan pada Gambar 3.

f. Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus

dan lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan

sifat yang membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).

Laporan pertama Roentgen mengenai sinar-X dimuat pada

halaman 132-141 laporan Asosiasi Fisika Medik Wuerzburg tahun 1895.

Di awal tahun 1896 reprint laporan Roentgen dikirimkan kepada ilmuwan-

ilmuwan terkenal. Karena tidak dibelokkan oleh medan magnet, maka

orang tahu bahwa sinar-X berbeda dengan sinar katoda. Pada saat itu

belum ditemukan fenomena interferensi dan difraksi. Karena itu

muncullah persaingan antara teori partikel dengan teori gelombang untuk

menjelaskan esensi/substansi sinar-X. Teori partikel dikemukakan antara

lain oleh W.H. Bragg, teori gelombang dikemukakan antara lain oleh

Stokes dan C.G. Barkla. Sejak saat itu teori gelombang didukung oleh

lebih banyak orang. Pada tahun 1912, fenomena difraksi sinar-X oleh

kristal ditemukan oleh Max von Laue dan kemudian dapat dipastikan

bahwa sinar-X adalah gelombang elektromagnetik. Tahun 1922 Compton

menemukan efek Compton berdasarkan penelitian hamburan Compton.

Berdasarkan penelitian sinar-X ia dapat memastikan bahwa gelombang

elektromagnetik memiliki sifat dualisme gelombang dan materi (partikel).

2. Pengertian Radiasi

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang

dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya

(foton) dari sumber radiasi. 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. 

Selain benda-benda tersebut ada sumber-sumber radiasi yang

bersifat unsur alamiah dan berada di udara, di dalam air atau berada di

dalam lapisan bumi. Beberapa di antaranya adalah Uranium dan Thorium

9

di dalam lapisan bumi; Karbon dan Radon di udara serta Tritium dan

Deuterium yang ada di dalam air.

Radiasi dalam bentuk partikel adalah jenis radiasi yang mempunyai

massa terukur. Sebagai contoh adalah radiasi alpha dengan

simbol:  2α4 angka 4 pada simbol radiasi menunjukkan jumlah massa dari

radiasi tersebut adalah 4 satuan massa atom (sma) dan angka 2

menunjukkan jumlah muatan radiasi tersebut adalah positif 2, serta radiasi

beta dengan simbol:  -1β0  menunjukkan bahwa jumlah massa dari jenis

radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya adalah 1 negatif.

Sedangkan radiasi neutron dengan simbol: 1η0  menunjukkan

bahwa jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya

adalah 0. 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. Secara garis besar radiasi digolongkan ke dalam

radiasi pengion dan radiasi non-pengion. 

3. Jenis Radiasi

a. Radiasi Pengion

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan

proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila

berinteraksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi pengion

adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron.

Setiap jenis radiasi memiliki karakteristik khusus. Yang termasuk

radiasi pengion adalah partikel alfa (α), partikel beta (β), sinar gamma

(γ), sinar-X, partikel neutron.

Radiasi pengion terhadap sistem biologik (192) Hill Efek

bioogis yang timbul oleh radiasi pengion (194) gita

10

b. Radiasi Non Pengion

Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan

menyebabkan efek ionisasi apabila berinteraksi dengan materi. Radiasi

non-pengion tersebut berada di sekeliling kehidupan kita. Yang

termasuk dalam jenis radiasi non-pengion antara lain adalah

gelombang radio (yang membawa informasi dan hiburan melalui radio

dan televisi); gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave

oven dan transmisi seluler handphone); sinar inframerah (yang

memberikan energi dalam bentuk panas); cahaya tampak (yang bisa

kita lihat); sinar ultraviolet (yang dipancarkan matahari).

4. Sifat Radiasi

Ada dua macam sifat radiasi yang dapat digunakan untuk

mengetahui keberadaan sumber radiasi pada suatu tempat atau bahan,

yaitu sebagai berikut :

a. 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.

b. 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.

5. Sumber-Sumber Radiasi

Radiasi berada di mana-mana, karena sumber radiasi tersebar di

mana saja di alam semesta, baik yang terjadi secara alami (sumber radiasi

alam) maupun yang terjadi karena aktivitas manusia (sumber radiasi

buatan). Sumber radiasi alam sudah ada sejak alam semesta terbentuk, dan

radiasi yang dipancarkan oleh sumber alam ini disebut radiasi latar

belakang. Sedangkan sumber radiasi buatan baru diproduksi di abad 20,

11

tetapi telah memberikan paparan secara signifikan kepada manusia.

Sumber radiasi dibagi dua :

a. Radiasi alam : sumber radiasi kosmik, sumber radiasi terestrial

(primordial), sumber radiasi dari dalam tubuh manusia

b. Radiasi buatan : radionuklida buatan, pesawat sinar-X, reaktor nuklir,

akselerator

C. RADIO AKTIVITAS

Becquerel, pada tahun 1986 menemukan senyawa Uranium yang

memancarkan sinar tak tampak yang dapat menembus bahan tidak tembus

cahaya serta mempengaruhi emulsi fotografi. Pada tahun 1896 Marie Curie

menunjukkan bahwa inti uranium dan banyak unsur lain bersifat

memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma. Unsur inti atom yang

mempunyai sifat memancarkan sinar-sinar alfa, beta atau gamma disebut inti

radioaktif.

1. Sinar Alfa ( )

Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif.

Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan

bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh

zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar

1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar daya tembus

sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara

hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit.

Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera

kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang

dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami

ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah

menjadi atom. Hubungan antara energi dan jarak tembus partikel alfa

dapat dinyatakan dengan rumus :

12

R : 0,543E – 0,160

E : energi dalam MeV(Mega electron Volt)

R : jarak tembus dalam cm

2. Sinar Beta ( )

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta

merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang

bemuatan -1e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta

dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar

beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa

tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat

menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.

Partikel beta mudah dibedakan pada pertumbukan dengan elektron-

elektron atom oleh karena massa partikel beta sangat kecil. Jarak tembus

partikel beta positron (positif) hampir sama dengan jark tembus partikel

beta negatron (negatif). Positron dapat mendekati elektron atom sampai

dekat sekali, bahkan bersatu dengan elektron itu dan berubah menjadi sinar

gamma. Proses ini disebut Anihilasi. Hubungan antara energi maksimum

partikel beta dan jarak tembusnya dapat dinyatakan dengan rumus :

R : 0,543E – 0,160

Sinar beta / partikel beta yang bermuatan negatif (negatron) berasal

dari kulit atom. Apabila akselerasi di dalam pesawat seperti linear

akselerator, maka partikel tersebut disebut elektron.

3. Sinar Gamma ( )

Sinar gamma adalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan

panjang gelombang yang sangat pendek  (dalam orde Angstrom) yang

dipancarkan oleh inti atom yang tidak stabil yang bersifat radioaktif.

Setelah inti atom memancarkan partikel  a,  b¯(elektron),  b+ (positron),

atau setelah peristiwa tangkapan elektron, inti yang masih dalam keadaan

tereksitasi tersebut akan turun ke keadaan dasarnya dengan memancarkan

radiasi gamma.

13

Tebal materi yang dapat menyerap sinar gamma sehingga

intensitasnya tinggal setengah intensitas semula, dapat dinyatakan dengan

rumus :

Dan disebut Nilai lapisan menengah “Half Value Layer” (HVL),

dahulu digunakan istilah Half Value Layer Thickness.

4. Sinar-X

Sinar-X atau sinar rontgen adalah salah satu bentuk dari radiasi

elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer

ke 100 pikometer. Sinar-x umumnya digunakan dalam diagnosis gambar

medis dan kristalografi sinar-X. Timbulnya sinar-X oleh akrena ada

perbedaan potensial arus searah yang besar di antara kedua elektroda

dalam sebuah tabung hampa. Berkas elektron akan dipancarkan dari

katoda menuju anoda, pancaran elektron-elektron ini disebut sinar katoda

atau sinar-X. Sejak ditemukannya sinar-X oleh W.C.Roentgen (sarjana

fisika dari Universitas Wurzburg Jerman) banyak sarjana melakukan

penelitoan terhadap karakteristik sinar-X. Dari hasil penelitian tersebut

dapat diketahui bahwa karakteristik sinar-X adalah :

a. Menghitamkan plat potret (film)

b. Mengionisasi gas

c. Menembus berbagai zat

d. Menimbulkan fluorosensi

e. Merusak jaringan

5. Proton

Proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif sebesar

coloumb dan massa 938 MeV. Suatu atom biasanya terdiri dari sejumlah

proton dan neutron yang berada di bagian inti atau tengah atom, dan

sejumlah atom yang mengelilingi atom tersebut. Dalam atom bermuatan

netral, banyaknya proton akan sama dengan jumlah elektronnya.

Banyaknya proton dibagian inti biasanya akan menentukan sifat kimia

14

suatu atom. Dalam radioterapi proton dipakai untuk menghancurkan

kelenjar hipofisis.

6. Neutron

Merupakan partikel tidak bermuatan listrik yang dihasilkan dalam

reaktor nuklir. Neutron tidak menimbulkan ionisasi, namun mempunyai

energi. Pengurangan energi neutron, terjadi melalui interaksi dengan inti

atom. Proses pengurangan energi melalui :

a. Peristiwa Hamburan ( scattering )

b. Reaksi inti (masuknya neutron kedalam inti sehingga terbentuk inti

yang berisotop).

c. Reaksi fisi (neutron diserapp inti, akibatnya terbentuk dua inti

menengah dan beberapa neutron serta tenaga).

d. Peluruhan (inti yang telah terbentuk dengan masuknya neutron akan

melepaskan salah satu partikel alfa, proton, deuteron atau triton).

Kebanyakan kehilangan energi neutron melalui hamburan. Neutron

dipakai untuk pengobatan tumor otak. Apabila cairan Boron disuntikkan

pada penderita tumor otak, akan terjadi konsentrasi boron yang tinggi

dalam jaringan otot. Kemudian bila tumor dibombardir dengan neutron

dari hasil reaktor atom, maka boron akan mengalami disintegrasi inti dan

memancarkan sinar alfa yang dapat menghancurkan jaringan tumor.

D. Terapi Radiasi

Prinsip dasar terapi radiasi adalah menimbulkan kerusakan pada

jaringan tumor sebesar mungkin, dengan kerusakan seminimal mungkin pada

jaringan normal disekitar jaringan normal disekitar tumor. Hal ini dapat

dicapai dengan penyinaran langsung pada tumor di berbagai arah, sehingga

diperoleh dosis maksimum pada tumor tersebut. Dalam melakukan terapi

radiasi perlu memperhatikan faktor-faktor sebagai berikut :

1. Jenis radiasi : sinar-X voltage, uranium, radium,  dan sebagainya.

2. Jenis sel : sel-sel embrional atau bukan.

15

3. Lingkungan sel : apakah terjamin adanya penyaluran darah disekitar sel

tersebut atau tidak.

4. RBE sangat tinggi (lebih dari satu) mempunyai kemampuan mematikan

sel lebih besar.

a. Perencanaan Terapi Radiasi

Sebelum dilakukan terapi radiasi perlu adanya perencanaan

yang baik sehingga dalam pelaksanaan terapi radiasi dapat

memberikan hasil sesuai dengan yang diharapkan. Beberapa hal yang

perlu diperhatikan dalam perencanaan terapi radiasi adalah :

1) Menetapkan letak dan luas tumor

2) Teknik penyinaran dan distribusi dosis

3) Toleransi jaringan

b. Metode Radioterapi

Ada tiga metode radioterapi :

1) Radioterapi jarak jauh (Megavoltage Therapy) menggunakan sinar-

X dengan super voltage (megavoltage) dimana sumber radiasi

berada diluar tubuh.

2) Radio jarak dekat (Brachy Therapy), menggunakan radium atau

gas radon radioaktif dimana sumber radiasi terletak di permukaan

atau ditanamkan di dalam tumor dalam bentuk biji-biji material.

3) Penggunaan radioisotop untuk terapi secara sistematik dalam

tubuh, menggunakan zat radioaktif yang mengikuti dallam

peredaran darah dan akan mencapai sasaran yang akan dituju.

c. Proteksi Radiasi

Untuk menghindari efek-efek yang merugikan tubuh manusia

dan makhluk biologis yang diakibatkan oleh radiasi pengion, perlu

diperlukan tindakan perlindungan (proteksi) terhadap radiasi. Efek

kronis dari radiasi dapat timbul beberapa tahun kemudian akibat suatu

occupational exposure (pekerjaan penyinaran). Salah satu usaha yang

dilakukan oleh International Commission on Radiological Protection

(ICRP) untuk menghindari bahaya radiasi maka di tentukan suatu dosis

16

maksimum yang dapat diperkenankan sebagai pedoman dalam proteksi

radiasi, yaitu Maximum Permissible Dose (MPD). Nilai MPD ini telah

beberapa kali mengalami perubahan. Oleh karena proteksi radiasi tidak

saja ditinjau dari sudut efek somatis saja, tetapi juga efek genetis.

Proteksi radiasi bagi orang-orang yang berhubungan langsung

dengan sumber pengion dibagi dalam beberapa golongan, yaitu:

a. Proteksi radiasi terhadap penderita dengan terapi radiasi.Pada terapi dosis tertentu yang diberikan kepada penderita,

jaringan sehat sekitarnya perlu mendapat perlindungan sebaik-baiknya.

Pada penyinaran sekitar mata, mata hars mendapat perlindungan

dengan menggunakan timah hitam lead eye shield agar lensa mata

terhindar dari kerusakan. Pada penyinaran tumor yang tidak ganas dan

terhadap anak-anak perlu hati-hati dengan jumlah dosis yang

diberikan, tidak diperkenankan dilakukan berulang kali penyiranan

oleh karena radiasi bersifat karsinogen.

b. Proteksi terhadap pekerja diagnostik radiologiPekerja diagnostik radiologi umumnya mendapat radiasi dari

tabung sinar-X. Untuk menghindari radiasi dari sinar-X dapat dibuat

sekecil mungkin 50% tanpa mengganggu informasi medis yang

diperlukan. Faktor yang perlu diperhatikan dalam proteksi terhadap

pekerja adalah :

1) Filter/filtration

2) Kollimator

3) Kualitas film

4) Distribusi dari hasil luas penyinaran

Terapi pada penderita dengan terapi internal radiation yaitu yang

menggunakan radioisotop yang dimasukkan ke dalam tubuh yang sakit.

Tindakan yang perlu dilakukan untuk mencegah radiasi terhadap petugas

meliputi :

a. Penderita harus tinggal dalam satu ruangan khusus

b. Perawat jangan terlalu lama berdekatan dengan sumber radiasi

17

c. Pada waktu membersihkan penderita, jangan terlalu dekat dengan

sumber radiasi

d. Mengenakan pakaian pelindung

e. Pasien-pasien yang secara permanen ditanamkan bahan radioaktif ke

dalam tubuhnya atau yang menerima dosis terapi  harus berada

dirumah sakit sampai intensitas radiasi di sekitar pasien tersebut

mencapai tingkat keselamatan.

f. Kotoran penderita harus ditampung pada suatu tempat dan dibuang

pada tempat tertentu.

E. Jenis-jenis Terapi Radiasi

Dalam bentuk yang paling umum, terapi radiasi menggunakan cahaya

luar pada radiasi gamma yang dihasilkan oleh sebuah akselerator linear.

Jarang, radiasi cahaya electron dan proton digunakan. Radiasi cahaya proton,

yang bisa difokuskan pada daerah khusus, sangat efektif mengobati kanker

tertentu di daerah yang rusak pada jaringan normal yang penting, seperti mata,

otak, atau saraf tulang belakang. Semua jenis radiasi cahaya luar difokuskan

pada daerah tertentu atau organ tubuh yang mengandung kanker. Untuk

menghindari jaringan normal terlalu banyak kena cahaya, beberapa lintasan

cahaya digunakan dan jaringan yang mengelilinginya dilindungi sebanyak

mungkin. Teknologi baru pada radiansi cahaya luar, disebut terapi radiasi

intensitas modul (IMRT)

Terapi radiasi cahaya luar diberikan sebagai rangkaian pembagian

dosis seimbang melebihi jangka waktu yang lama. Metode ini meningkatkan

efek yang mematikan pada radiasi pada sel kanker ketika mengurangi efek

racun pada sel normal. Efek racun dikurangi karena sel normal bisa

memperbaiki dirinya sendiri dengan cepat antara dosis dimana sel kanker

tidak bisa. Khususnya, seorang yang menerima dosis radiasi setiap hari

melebihi jangka waktu 6 sampai 8 minggu. Untuk memastikan bahwa pada

daerah yang sama diobati setiap waktu, orang tersebut dengan tepat

diposisikan menggunakan pembalut busa atau alat-alat lain

18

Pada cara terapi radiasi yang lain, bahan radioaktif kemungkinan

disuntikkan ke dalam pembuluh untuk dialirkan menuju kanker (misalnya,

yodium radioaktif, yang digunakan dalam penyembuhan pada kanker tiroid).

Cara lain menggunakan pellet kecil (biji) material radioaktif yang diletakkan

langsung ke dalam kanker (misalnya, palladium radioaktif digunakan untuk

kanker prostat). Penanaman ini menghasilkan radiasi hebat pada kanker, tetapi

sedikit radiasi yang menuju jaringan sekitarnya. Penanaman mengandung

bahan radioaktif berumur pendek yang berhenti menghasilkan radiasi setelah

jangka waktu tertentu.

Baru-baru ini. Bahan radioaktif telah dicampur dengan protein disebut

antibody monoclonal, yang mencari sel kanker dan bergabung dengan mereka.

Bahan radioaktif digabungkan ke inti antibodi pada sel kanker dan

menghancurkan mereka.

F. Efek Samping Terapi Radiasi

Efek samping dari terapi radiasi bisa merusak jaringan normal

disekitar tumor. Efek samping tergantung pada seberapa luas daerah yang

akan diobati, dosis apa yang akan diberikan, dan seberapa dekat tumor

tersebut ke jaringan peka. Jaringan peka yaitu sel normal yang cepat

membelah, seperti kulit, sumsum tulang, folikel rambut, lapisan pada mulut,

kerongkongan dan usus. Radiasi bisa juga merusak indung telur dan testis.

Dokter berupaya untuk mengakurasi sasaran radiasi terapi untuk mencegah

kerusakan yang berlebihan pada sel normal

Gejala-gejala tergantung pada daerah yang menerima radiasi dan bisa

termasuk kelelahan, mulut perih, masalah-masalah kulit (kemerahan, gatal,

mengelupas), rasa sakit sekali ketika menelan, radang paru-paru

(pneumonitis), hepatitis, masalah-masalah lambung (mual, kehilangan nafsu

makan, muntah, diare), masalah-masalah berkemih (meningkatnya frekwensi,

rasa terbakar ketika berkemih), dan jumlah darah rendah. Radiasi pada tumor

kepala dan leher seringkali menyebabkan kerusakan pada permukaan kulit

sama halnya dengan pada lapisan mulut dan kerongkongan. Dokter berupaya

mengidentifikasi dan mengobati beberapa gejala-gejala secepat mungkin

19

sehingga orang tersebut tetap merasa nyaman dan bisa melanjutkan

pengobatan.

20

DAFTAR PUSTAKA

http://www.batan.go.id/ppin/lokakarya/LKSTN_13/M%20Syamsa2.pdf

http://www.musi-rawas.go.id/musirawas/images/stories/pdf/soal/20-

perkembangan-teori-atom.pdf

http://ajunkdoank.wordpress.com/2009/09/25/efek-radiasi-pengion-terhadap-

manusia/

21