PENDAHULUAN
Sinar
gamma awalnya ditemukan oleh seorang fisikawan prancis yang bernama HENRI Pada
waktu itu, tahun 1896, om Henri
menemukan mineral uranium yang ternyata menghitamkan plat fotografi
meskipun dilapisi oleh lapisan kertas buram tebal.
Sebelum
itu, Rontgen telah menemukan Sinar- X dan Becquerel melihat bahwa sinar yang
dipancarkan oleh uranium tersebut mirip dengan sinar X, sehingga ia menyebut
sinar tersebut “metallic phosphorescence.”
Sinar
Gamma begitu istimewa dibandingkan dengan sinar/partikel radioaktif lainnya
dikarenakan dia tidak memiliki massa dan muatan. Sinar Gamma memiliki panjang
gelombang yang paling kecil dan energi terbesar dibandingkan spektrum gelombang
elektromagentik yang lain, ( sekitar 10 000 kali lebih besar dibandingkan
dengan energi gelombang pada spektrum sinar tampak ). Selain itu, sinar gamma
memiliki daya ionisasi yang paling rendah namun jangkauan tembus yang paling
besar dibandingkan sinal beta dan alfa
Sinar
gamma muncul dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom tersebut
memiliki energi yang tidak sesuai dengan kondisi dasarnya (groundstate). Energi
gamma yang muncul antara satu radioisotop dengan radioisotop yang lain adalah
berbeda – beda dikarenakan setiap radionuklida memiliki emisi yang spesifik.
Sinar gamma juga dapat ditemui di dalam alam semesta, dimana sinar gamma
berjalan melintasi jarak yang teramat luas di alam semesta , yang kemudian pada
akhirnya terserap oleh atmosfer bumi. Perlu diketahui, panjang gelombang yang
beberbeda pada gelombang elektromagnetik akan menembus atmosfer dengan
kedalaman yang berbeda pula.
PEMBAHASAN
1.
Peluruhan
Gamma
Sinar
gama (seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk
berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau
proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Sinar
gama membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali
didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik
dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar
X keras. Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar
gama dan sinar X dari energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi
elektromagnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah
dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gama dibedakan dengan sinar X oleh asal
mereka. Sinar gama adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi
yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena
beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari
beberapa transisi nuklir, ada penindihan antara apa yang kita sebut sinar gama
energi rendah dan sinar-X energi tinggi.
Sinar
gama merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih menembus dari
radiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tapi kurang
mengionisasi. Perlindungan untuk sinar γ membutuhkan banyak massa. Bahan yang
digunakan untuk perisai harus diperhitungkan bahwa sinar gama diserap lebih
banyak oleh bahan dengan nomor atom tinggi dan kepadatan tinggi. Juga, semakin
tinggi energi sinar gama, makin tebal perisai yang dibutuhkan. Bahan untuk
menahan sinar gama biasanya diilustrasikan dengan ketebalan yang dibutuhkan
untuk mengurangi intensitas dari sinar gama setengahnya. Misalnya, sinar gama
yang membutuhkan 1 cm (0,4 inci) "lead" untuk mengurangi
intensitasnya sebesar 50% juga akan mengurangi setengah intensitasnya dengan
konkrit 6 cm (2,4 inci) atau debut paketan 9 cm (3,6 inci). Sinar gama dari
fallout nuklir kemungkinan akan menyebabkan jumlah kematian terbesar dalam
penggunaan senjata nuklir dalam sebuah perang nuklir. Sebuah perlindungan
fallout yang efektif akan mengurangi terkenanya manusia 1000 kali. Sinar gama
memang kurang mengionisasi dari sinar alfa atau beta. Namun, mengurangi bahaya
terhadap manusia membutuhkan perlindungan yang lebih tebal. Mereka menghasilkan
kerusakan yang mirip dengan yang disebabkan oleh sinar-X, seperti terbakar,
kanker, dan mutasi genetika.
Dalam
hal ionisasi, radiasi gama berinteraksi dengan bahan melalui tiga proses utama:
efek fotoelektrik, penyebaran Compton, dan produksi pasangan.
Karena
daya tembusnya yang begitu tinggi, sinar gamma mampu menembus berbagai jenis
bahan, termasuk jaringan tubuh manusia. Material yang memiliki densitas tinggi
seperti timbal sering digunakan sebagai shielding untuk memperlambat atau
menghentikan foton gamma yang memancar.
Untuk
mengetahui secara mendalam tentang sinar gamma tentu perlu diketahui macam
interaksi yang terjadi pada sinar gamma terhadap materi yakni,
Efek
Fotolistrik
Efek
Compton
Produksi
pasangan
Daya
tembus dari foton gamma memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan manusia,
dikarenakan ketika sinar gamma menembus beberapa bahan, sinar gamma tidak akan
membuatnya menjadi radioaktif. Sejauh ini ada tiga radionuklida pemanacar gamma
yang paling sering digunakan yakni cobalt-60, cesium-137 dan technetium-99m.
Cesium
-137 bermanfaat digunakan dalam perawatan kanker, mengukur dan mengontrol
aliran fluida pada beberapa proses industri, menyelidiki subterranean strata
pada oil wells, dan memastikan level pengisian yang tepat untuk paket makanan,
obat – obatan dan produk yang lain.
Pada
Cobalt-60 bermanfaat untuk: sterilisasi peralatan medis di rumah sakit,
pasteurize beberapa makanan dan rempah, sebagai terapi kanker, mengukur
ketebalan logam dalam stell mills.Sedangkan Tc-99m adalah isotop radioaktif
yang paling banyak digunakan secara luas untuk studi diagnosa sebagai radiofarmaka.
(Technetium-99m memiliki waktu paru yang lebih singkat).
Radiofarmaka
ini digunakan untuk mendiagnosa otak, tulang, hati dan juga mampu menghasilkan
pencitraan yang dapat digunakan untuk mendiagnosa aliran darah pasien.
Sebagian
besar manusia terpapar gamma secara alamiah yang terjadi pada beberapa
radionuklida tertentu seperti potassium-40 yang dapat ditemukan pada tanah dan
air, dan juga daging serta makanan yang memiliki kadar potassium tinggi seperti
pisang. Radium juga merupakan sumber dari paparan radiasi gamma. Namun,
bagaimanapun juga, peningkatan penggunaan terhadap instrumentasi kedokteran
nuklir (seperti untuk diagnosa tulang, thyroid, dan lung scans) juga turut
memberikan andil terhadap proporsi peningkatan paparan pada banyak orang. Kebanyakan
paparan yang terjadi pada sinar gamma merupakan jenis paparan eksternal. Sinar
gamma ( dan juga sinar X ) sebagaimana diketahui sebelumnya- mudah untuk
melintasi jarak yang besar di dalam udara dan mampu menembus jaringan tubuh
hingga beberapa sentimeter. Sebagian besar dari sinar gamma tersebut memiliki
energi yang cukup untuk menembus tubuh manusia, dan memapar semua organ yang
ada di dalam tubuh tersebut. Sehingga dalam kasus sinar gamma, baik paparan
eksternal dan internal menjadi perhatian utama dalam proteksi dan keselamatan
radiasi. Ini dikarenakan sinar gamma mampu melintas dengan jarak yang lebih
jauh ketimbang partikel alfa dan beta serta memiliki cukup energi untuk
melintasi keseluruhan tubuh, sehingga berpotensial untuk memapar semua organ
tubuh. Sejumlah besar dari radiasi gamma secara besar – besaran mampu melewati
tubuh tanpa berinteraksi dengan jaringan. Ini dikarenakan pada tingkat atomik,
tubuh sebagian besar terdiri dari ruangan kosong sedangkan sinar gamma memiliki
ukuran yang lebih kecil dari ruang – ruang tersebut. Berbeda dengan partikel
alfa dan beta yang ketika berada di dalam tubuh akan melepaskan semua energi
yang mereka miliki dengan menubruk jaringan dan menyebabkan kerusakan pada
jaringan tersebut. Sinar gamma bisa mengionisasi jaringan secara langsung atau
menyebabkan yang disebut dengan “secondary ionizations.” yakni ionisasi yang
disebabkan ketika energi dari sinar gamma ditransfer ke partikel atomik seperti
elektron ( identik dengan partikel beta) yang kemudian partikel berenergi tersebut akan berinteraksi dengan
jaringan untuk membentuk ion, inilah yang disebut secondary ionizations
Neutron
dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel
lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati
pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum
Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran
ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi
tidak berpengaruh pada proses nuklir.
Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi
dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel
didalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka
dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit
digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang
terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang
berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.
Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus
menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang
atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah
tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam,
mereka terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat
membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan akan mempengaruhi susunan
inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir, berlawanan dengan
reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar inti atom
Penutup
Sinar
gamma merupakan sinar yang mempunyai gaya tembus yang paling kuat di bandingkan
dengan sinar alfa dan beta, sehingga sinar gamma merupakan sinar yang mempunyai
panjang gelombang lebih tinggi dibandingkan dengan sinar yang lain.
Daftar
pustaka
1. Fisika
Modern/Kenneth Crane
Tidak ada komentar:
Posting Komentar