Radiasi dan Dunia yang Kita Huni
Apa yang dimaksud dengan radiasi?
Radiasi
dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau
gelombang. Pengertian tentang radiasi dan gelombang dapat dijelaskan pada
kejadian berikut.
Apa yang Anda lakukan jika Anda melihat kolam air tenang yang pada
permukaannya mengapung beberapa helai daun? Secara spontan mungkin Anda akan
melempar kerikil ke kolam tersebut. Dapat Anda lihat bahwa pada lokasi jatuhnya
kerikil akan muncul riak, yang kemudian akan menyebar dalam bentuk lingkaran.
Riak-riak tersebut adalah gelombang dan memperlihatkan pergerakan energi yang
diberikan oleh kerikil, dan energi tersebut menyebar dari lokasi jatuhnya
kerikil ke segala arah. Ketika riak mencapai daun, daun tersebut akan terangkat
naik ke puncak gelombang.
Berdasarkan kejadian tersebut dapat dilihat bahwa untuk mengangkat
sesuatu diperlukan energi. Karena itu, terangkatnya daun memperlihatkan bahwa
gelombang mempunyai energi, dan energi tersebut telah bergerak dari lokasi
jatuhnya kerikil ke lokasi terangkatnya daun. Hal yang sama juga berlaku untuk
berbagai jenis gelombang dan radiasi lain.
Salah satu karakteristik dari semua radiasi adalah radiasi
mempunyai panjang
gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke puncak gelombang
berikutnya.
Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut memiliki
panjang gelombang masing-masing.
Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi
elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik adalah radiasi
yang tidak memiliki massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang
mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X,
sinar
gamma dan sinar
kosmik. Radiasi partikel adalah radiasi berupa partikel yang memiliki massa,
misalnya partikel beta,
alfa
dan neutron.
Jika ditinjau dari "muatan listrik"nya, radiasi dapat dibagi
menjadi radiasi
pengion dan radiasi
non-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 beta, alfa dan neutron. Partikel beta, alfa 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. 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.
Tulisan ini hanya akan membicarakan radiasi pengion, khususnya
sinar-X dan sinar gamma. 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 beta hanya dapat
menembus kertas tipis, dan tidak dapat menembus tubuh manusia, sehingga
pengaruhnya dapat diabaikan. Demikian pula dengan radiasi alfa, yang hanya dapat
menembus beberapa milimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya
terdapat di reaktor
nuklir.
Bagaimana kita mengetahui adanya radiasi?
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.
Monitor radiasi yang digunakan untuk mengukur jumlah radiasi atau
dosis
yang diterima oleh seseorang disebut dosimeter perorangan dan monitor
radiasi yang digunakan untuk mengukur kecepatan radiasi atau laju dosis di suatu
area dikenal dengan survaimeter. Alat-alat tersebut dapat disamakan
dengan indikator jarak dan speedometer pada mobil. Indikator jarak
menunjukkan berapa km atau mil yang telah dijalani oleh mobil, seperti halnya
dosimeter perorangan menunjukkan berapa dosis radiasi yang telah diterima oleh
seseorang. Speedometer menunjukkan pada kita beberapa km atau mil
kecepatan mobil perjam, seperti survaimeter menunjukkan berapa laju dosis
radiasi.
Salah satu cara untuk mengukur dosis radiasi pada dosimeter
perorangan adalah berdasarkan pada tingkat kehitaman film jika terkena radiasi.
Dengan memproses film dan mengukur tingkat kehitamannya, dosis radiasi yang
diterima oleh seseorang dapat diperkirakan.
Cara lain untuk mengukur dosis adalah berdasarkan pada jumlah
cahaya yang dihasilkan pada bahan tertentu akibat oleh radiasi setelah dilakukan
proses pemanasan. Dosimeter perorangan ini disebut TLD (Thermo Luminescence
Dosimeter). TLD lebih peka dan akurat daripada dosimeter film dan dapat
digunakan kembali setelah dilakukan proses pembacaan dosis.
Berbeda dengan dosimeter perorangan yang memberikan informasi
dosis radiasi yang telah diterima, survaimeter memberikan informasi laju dosis
radiasi pada suatu area pada suatu saat. Hasil perkalian antara laju dosis yang
ditunjukkan survaimeter dan lama waktu selama berada di area merupakan perkiraan
jumlah radiasi atau dosis yang diterima bila berada di suatu area selama waktu
tersebut. Dengan survaimeter ini seseorang dapat menjaga diri agar tidak terkena
radiasi yang melebihi batas yang diizinkan.
Apakah radiasi aman?
Perlu kita sadari, bahwa tidak ada satupun aktivitas manusia yang
benar-benar aman dan bebas dari risiko.
Bahkan, ketika duduk santai di kursi sekalipun, kita menghadapi risiko
terjungkal dari kursi. Dalam setiap tindakan yang kita lakukan selalu ada
risiko, betapapun kecilnya risiko tersebut. Kadangkala, tanpa disadari, kita
mengabaikan risiko 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 risiko tertabrak
oleh kendaraan.
Setiap tindakan yang kita ambil mungkin relatif lebih aman, atau
sebaliknya, relatif lebih berbahaya dari tindakan alternatif lainnya. Sebagai
contoh, untuk mendeteksi suatu penyakit apakah kanker atau bukan, kita dapat
menggunakan sinar-X.
Penggunaan sinar-X itu sendiri mengandung risiko, namun jika kanker dibiarkan
tak terdeteksi, hal tersebut dapat berakibat fatal. Dalam hal ini, risiko
penggunaan sinar-X untuk mendeteksi kanker jauh lebih kecil daripada risiko
membiarkan kanker tak terdeteksi. Hal ini seringkali disebut sebagai
pertimbangan manfaat-risiko.
Karena itu, kita tidak dapat mengatakan bahwa radiasi
aman, atau sebaliknya, radiasi berbahaya. Yang bisa kita lakukan adalah
mengambil risiko yang sekecil-kecilnya untuk mendapatkan keuntungan yang
sebesar-besarnya. Tidak ada salahnya kita menggunakan radiasi, jika manfaat
yang akan kita dapat jauh lebih besar daripada risikonya.
Apakah radiasi bermanfaat?
Radiasi
pengion banyak menjanjikan manfaat bagi umat manusia, walaupun demikian kita
harus waspada terhadap risikonya. Sebagai contoh, matahari memancarkan segala
jenis radiasi, termasuk radiasi inframerah (panas), radiasi cahaya tampak dan
radiasi ultraviolet. Radiasi-radiasi tersebut merupakan bagian dari kehidupan
sehari-hari, dan kita tidak dapat hidup tanpa radiasi-radiasi tersebut. Namun,
kita juga harus menyadari bahwa setiap radiasi alamiah dapat berakibat buruk.
Terlalu banyak inframerah dapat menyebabkan benda terbakar. Terlalu banyak
cahaya tampak dapat menyebabkan kebutaan, dan terlalu banyak ultraviolet dapat
mengakibatkan kanker kulit atau kulit terbakar.
Masyarakat awam sering mendengar atau mengalami pemeriksaan
kesehatan menggunakan sinar-X.
Sinar-X digunakan dalam bidang kedokteran untuk menggambarkan rangka tubuh
manusia dan struktur tubuh bagian dalam, mendeteksi benda-benda asing dalam
tubuh, tulang patah, serta beberapa penyakit, misalnya tuberkolosis (TBC) dan
pembengkakan jantung.
Namun, bila tidak digunakan secara hati-hati, sinar-X dapat
meningkatkan risiko kanker dan bahkan dapat mengakibatkan kematian pasien. Akan
tetapi, sifat-sifat radiasi pengion dan cara untuk meminimalkan jumlah dosis
yang diterima dari penyinaran radiasi sinar-X telah dipahami. Karena itu, tak
ada lagi alasan untuk takut terhadap penyinaran sinar-X, sepanjang digunakan
secara tepat. Kita dapat meminimalkan pemakaian yang tidak tepat melalui
pendidikan, pelatihan dan penegakan hukum atau aturan dan ketentuan yang
berlaku. Semua radiasi pengion dapat digunakan secara luas untuk keperluan yang
bermanfaat dengan tingkat keamanan yang tinggi.
Pemanfaatan Radiasi Nuklir dan Radioisotop Dalam Kehidupan Manusia
Beberapa bahan yang ada di alam, seperti uranium, apabila
direaksikan dengan neutron,
akan mengalami reaksi pembelahan dan menghasilkan energi yang dapat digunakan
untuk memanaskan air hingga menjadi uap. Selanjutnya uap tersebut dapat
digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir komersial yang pertama adalah Reaktor Magnox, yang dibangun pada
tahun 1950-an di Inggris.
Sedangkan penggunaan radioisotop secara sengaja untuk suatu tujuan
tertentu dilakukan oleh George du Hevesy pada tahun 1911. Pada saat itu, ia
masih berstatus seorang pelajar yang sedang meneliti bahan radioaktif
alam. Karena berasal dari luar kota dan dari keluarga yang sederhana ia tinggal
di suatu asrama yang sekaligus menyajikan makanan pokok sehari-hari. Pada suatu
ketika, ia curiga bahwa makanan yang disajikan dicampur dengan makanan sisa dari
hari sebelumnya, tetapi ia tidak bisa membuktikan kecurigaannya itu. Untuk itu
ia menaruh sejumlah kecil bahan radioaktif kedalam makanan yang sengaja tidak
dihabiskannya. Keesokan harinya ketika makanan yang jenisnya sama disajikan, ia
melakukan pemeriksaan makanan tersebut dengan menggunakan peralatan deteksi
radiasi yang sederhana, dan ternyata ia mendeteksi adanya radioisotop dalam
makanan yang dicurigainya. Mulai saat itulah ia mengembangkan penggunaan bahan
radioaktif sebagai suatu perunut (tracer) untuk berbagai macam
keperluan.
Bidang Energi: Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir dan Pembangkit Listrik Berbahan Bakar Fosil
Semua pembangkit tenaga listrik, termasuk PLTN, mempunyai prinsip
kerja yang relatif sama. Bahan bakar (baik yang berupa batu bara, gas ataupun
uranium) digunakan untuk memanaskan air yang akan menjadi uap. Uap memutar
turbin dan selanjutnya turbin memutar suatu generator yang akan menghasilkan
listrik.
Peranan PLTN dalam Kelistrikan Dunia
Pada Nopember 2005, di seluruh dunia terdapat 441 buah pembangkit
listrik tenaga nuklir yang beroperasi di 31 negara, menghasilkan tenaga listrik
sebesar lebih dari 363 trilyun watt. Reaktor yang dalam tahap pembangunan
sebanyak 30 buah dan 24 negara (termasuk 6 negara yang belum pernah
mengoperasikan reaktor
nuklir) merencanakan untuk membangun 104 reaktor nuklir baru. Saat ini
energi listrik yang dihasilkan PLTN menyumbang 16% dari seluruh kelistrikan
dunia, yang secara kuantitatif jumlahnya lebih besar dari listrik yang
dihasilkan di seluruh dunia pada tahun 1960.
Negara-negara di Eropa merupakan negara yang paling tinggi
persentase ketergantungannya pada energi nuklir. Perancis, Lithuania dan
Slovakia merupakan tiga negara yang memiliki ketergantungan listrik pada energi
nuklir yang tinggi, yaitu masing-masing sebesar 78%, 72% dan 55%.
Bidang Non Energi: Pemanfaatan Radiasi Untuk Kesejahteraan Manusia
Bidang Pertanian
Efisiensi Pemupukan
Pupuk harganya relatif mahal dan apabila digunakan secara
berlebihan akan merusak lingkungan, sedangkan apabila kurang dari jumlah
seharusnya hasilnya tidak efektif. Untuk itu perlu diteliti jumlah pupuk yang
diserap oleh tanaman dan berapa yang dibuang ke lingkungan. Penelitian ini
dilakukan dengan cara memberi “label” pupuk yang digunakan dengan suatu isotop,
seperti nitrogen-15 atau phosphor-32. Pupuk tersebut kemudian diberikan pada
tanaman dan setelah periode waktu dilakukan pendeteksian radiasi
pada tanaman tersebut.
Penelitian Tanaman Varietas Baru
Seperti diketahui, radiasi
pengion mempunyai kemampuan untuk merubah sel keturunan suatu mahluk hidup,
termasuk tanaman. Dengan berdasar pada prinsip tersebut, maka para peneliti
dapat menghasilkan jenis tanaman yang berbeda dari tanaman yang telah ada
sebelumnya dan sampai saat ini telah dihasilkan 1800 jenis tanaman baru.
Varietas baru tanaman padi, gandum, bawang, pisang, cabe dan
biji-bijian yang dihasilkan melalui teknik radioisotop mempunyai ketahanan yang
lebih tinggi terhadap hama dan lebih mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim
yang ekstrim.
Pengendalian Hama Serangga
Di seluruh dunia, hilangnya hasil panen akibat serangan hama
serangga kurang lebih 25-35%. Untuk memberantas hama serangga sejak lama para
petani menggunakan insektisida kimia. Akhir-akhir ini insektisida kimia
dirasakan menurun keefektifannya, karena munculnya serangga yang kebal terhadap
insekstisida. Selain itu insektisida juga mulai dikurangi penggunaannya karena
insektisida meninggalkan residu yang beracun pada tanaman. Salah satu metode
yang mulai banyak digunakan untuk menggantikan insektisida dalam mengendalikan
hama adalah teknik serangga mandul.
Teknik serangga mandul dilakukan dengan mengiradiasi serangga
menggunakan radiasi gamma
untuk memandulkannya. Serangga jantan mandul tersebut kemudian dilepas dalam
jumlah besar pada daerah yang diserang hama. Apabila mereka kawin dengan
serangga betina, maka tidak akan dihasilkan keturunan. Dengan melepaskan
serangga jantan mandul secara berulang, populasi hama serangga akan turun secara
menyolok. Teknik ini telah digunakan secara intensif di banyak negara penghasil
pertanian seperti Amerika Selatan, Mexico, Jamaika dan Libya.
Pengawetan Makanan
Kerusakan makanan hasil panen dalam penyimpanan akibat serangga,
pertunasan dini atau busuk, dapat mencapai 25-30%. Kerugian ini terutama
diderita oleh negara-negara yang mempunyai cuaca yang panas dan lembab.
Pengawetan makanan banyak digunakan dengan tujuan untuk menunda pertunasan pada
umbi-umbian, membunuh serangga pada biji-bijian, pengawetan hasil laut dan hasil
peternakan, serta rempah-rempah.
Pada teknik pengawetan dengan menggunakan radiasi, makanan
dipapari dengan radiasi gamma berintensitas tinggi yang dapat membunuh organisme
berbahaya, tetapi tanpa mempengaruhi nilai nutrisi makanan tersebut dan tidak
meninggalkan residu serta tidak membuat makanan menjadi radioaktif.
Teknik iradiasi juga dapat digunakan untuk sterilisasi kemasan. Di banyak negara
kemasan karton untuk susu disterilkan dengan iradiasi.
