2 of 27

Pengertian Radiasi

Radiasi adalah emisi dan propagasi (perambatan) energi melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau partikel. Berdasarkan sifatnya, radiasi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu radiasi pengion dan radiasi non pengion.

3 of 27

Jenis gelombang elektromagnetik

4 of 27

Radiasi Pengion

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negatif) apabila berinteraksi dengan sebuah materi/bahan.

5 of 27

Sifat Radiasi Pengion

Jenis Radiasi	Sifat
α	Partikel bermuatan positif → dapat dibelokkan oleh medan magnet/listrik. Saat menembus zat, sinar α menghasilkan ion. Memiliki daya tembus yang rendah. Kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik (1-10% kec. Cahaya).
β	Partikel bermuatan negatif dan identic dengan electron. Daya tembus lebih besar tetapi daya pengion lebih kecil dari sinar α. Dapat menembus kertas aluminium setebal 2-3mm. Partikel beta dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet, tetapi arahnya berlawanan dari partikel α. Mengalami pembelokan > partikel α dalam medan listrik/magnet. mβ < mα

6 of 27

Jenis Radiasi	Sifat
γ	Mempunyai daya tembus besar, lebih besar dari pada α dan β Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet. Mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Tidak memiliki besaran volume dan muatan listrik sehingga dikelompokkan ke dalam gelombang elektromagnetik. Dihasilkan dari proses peluruhan zat radioaktif yang terjad pada inti atom.
X	Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet. Daya tembusmirip dengan sinar γ Dihasilkan pada waktu electron berenergi tinggi yang menumbuk suatu target logam.
Neutron	Partikel mempunyai ukuran kecil. Tidak mempunyai muatan listrik Memiliki daya tembus yang tingggi Dihasilkan dari reaksi nuklir antara satu unsur tertentu dengan unsur lainnya.

7 of 27

Daya Tembus Radiasi Pengion

8 of 27

Radiasi Non-Pengion

Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila bereaksi dengan materi.

9 of 27

Contoh Radiasi Non-Pengion

Gelombang Radio
Gelombang Mikro	yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone
Sinar Inframerah	yang memberikan energi dalam bentuk panas
Cahaya Tampak
Sinar Ultra Violet	yang dipancarkan matahari

10 of 27

Sumber Radiasi

Radiasi

Radiasi Alam

Sinar Kosmos, Sinar Gamma dari kulit bumi, hasil peluruhan radon dan thorium di udara, serta radionuklida yang terdapat dalam bahan makanan.

Radiasi Buatan

Dihasilkan dari instalasi nuklir, radiasi fall out (jatuhan) hasil dari percobaan senjata nuklir, radiasi kosmik dari luar angkasa, dan radiasi hasil interaksi radiasi kosmik dengan inti atom di udara.

11 of 27

Interaksi Radiasi dengan Materi/Bahan

Jika berinteraksi dengan materi, radiasi dapat diteruskan, dihamburkan, atau diserap. Interaksi yang terjadi dapat berupa eksitasi atau ionisasi.

12 of 27

Proses Ionisasi dan Eksitasi Atom Be dalam Keadaan Stabil Ketika Berinteraksi dengan Materi/Bahan

13 of 27

Ionisasi

Ketika radiasi bermuatan positif melalui materi maka terdapat beberapa elektron (bermuatan negatif) yang akan terlepas dari orbitnya karena adanya gaya tarik Coulomb. Proses terlepasnya elektron dari suatu atom dinamakan sebagai proses ionisasi.

14 of 27

�Eksitasi �

Proses ini mirip dengan proses ionisasi, perbedaannya dalam proses eksitasi, elektron tidak sampai lepas dari atomnya hanya berpindah ke lintasan yang lebih luar.

15 of 27

�Linear Energy Transfer(LET)

Linear Energy Transfer (LET) merupakan jumlah energi rata-rata yang ditransfer/diberikan pada medium yang dilalui oleh partikel sumber radiasi per satuan panjang. Untuk penggunaan radioterapi, normalnya digunakan sumber energi yang kecil dengan jarak lintasan yang kecil pula, sehingga pada umumnya satuan yang digunakan untuk menyatakan LET adalah keV/μm.

16 of 27

Teknik untuk menghitung besarnya LET

Menghitung panjang rata-rata lintasan, selanjutnya energi rata-rata yang diberikan pada sepanjang lintasan bisa dihitung.

Menghitung energi rata-rata, dengan cara yang sama yaitu selanjutnya menghitung jarak rata-rata pada rentang dimana energi rerata tersebut didapatkan.

17 of 27

Tingkat Energi

Low LET radiation

Radiasi oleh EM (sinar -X dan Gamma) yang tak memiliki massa dan muatan. Sumber ini berinteraksi dengan medium yang dilaluinya dengan memproduksi elektron berkecepatan tinggi yang memiliki muatan -1. Karena elektronnya berkecepatan tinggi dengan massa yang rendah, maka interaksi yang terjadi akan memiliki jarak yang berjauhan. Oleh karena itu radiasi oleh gelombang elektromagnetik disebut radiasi LET rendah.

Medium LET radiation

Radiasi ini bisa dihasilkan oleh neutron, karena meskipun neutron tak nermuatan, namun massa yang besar memungkinkan neutron menjadi partikel pengion yang kuat.

High LET radiation

Radiasi jenis ini bisa dihasilkan oleh partikel alpha. Hal ini dikarenakan selain memiliki muatan, partikel alpha juga memiliki massa yang besar sehingga memiliki kemampuan mengion yang lebih besar dibanding neutron. Partikel alpha mapu mengion medium dalam jumlah besar hanya dengan lintasan yang pendek. Oleh karena itu, radiasi ini disebut radiasi LET tinggi.

18 of 27

Linier energy transfer yang berbeda dapat menyebabkan respon biologi yang berbeda, kondisi ini dinyatakan dalam relative biological effectiveness (RBE). Dosis yang sama pada radiasi dengan LET yang berbeda dapat menghasilkan efek biologi yang berbeda pula. Semakin besar LET yang digunakan maka semakin besar Pula efek biologi yang dihasilkan.

19 of 27

�Interaksi Radiasi Pengion Dengan Organisme �

Interaksi secara langsung

Interaksi melalui medium

Ketika radiasi langsung mengenai sel tanpa melalui perantara

Ketika radiasi tidak langsung mengenai sel atau target radiasi, akan tetapi mengenai medium berupa molekul air yang merupakan penyusun utama dari tubuh manusia

20 of 27

Tahap Fisika

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. 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-

21 of 27

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.

H2O+ —-> H+ + OH-

H2O + e –> H2O-

H2O- –> OH- + H+

Radikal bebas OH- dapat membentuk peroksida (H2O2) yang bersifat oksidator kuat melalui reaksi berikut :

OH- + OH + —> H2O2

22 of 27

Tahap Kimia & 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.

23 of 27

Tahap Biologi

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.

24 of 27

Interaksi Radiasi dengan Materi Biologik

25 of 27

Interaksi Radiasi Elektron Sekunder

Langsung:

Penyerapan energy dari eˉ langsung terjadi pada molekul organic dalam sel yang mempunyai arti biologi penting (DNA)

Tidak Langsung:

Terlebih dahulu terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel

26 of 27

Travis EL. Primer of Medical Radiobiology. Year Book Medical Pubishers; 1984. Bushong SC. Radiologic Science for Technologists : Physics, Biology and Protection / Stewart Carlyle Bushong. 7th ed. Universitas Michigan; 2001.�Exarchos TP, Papadopoulos A, Fotiadis DI. Handbook of Research on Advanced Techniques in Diagnostic Imaging and Biomedical Applications. Information Science Reference; 2009. doi:10.4018/978-1-60566-314-2�

Daftar Pustaka

1 of 27