sinar gamma

Sinar Gamma

A. Pengertian Sinar 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% jujga 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.

B. Sifat-sifat Sinar Gamma

Sinar gama merupakan radiasi gelombang elektromagnetik, sejenis dengan sinar X, dengan panjang gelombang pendek. Sifat-sifat sinar gama adalah:

• tidak memiliki massa,
• memiliki daya tembus sangat kuat (dapat menembus lempeng timbel setebal 20 cm),
• daya ionisasinya paling lemah,tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.
•  Berasal dari aktivitas radioaktif ataupun proses nuklir
•  Memiliki frekuensi paling tinggi sekaligus panjang gelombang terpendek
• Memiliki daya tembus tinggi

Sinar gama tidak mengalami pembelokan,karena saat medan listrik tersebut diberikan, sinar gama akan tetap lurus tanpa adanya pembelokan. Hal ini disebabkan partikel sinar gama tidak memiliki massa dan juga tidak memiliki muatan. Sehingga, dia tidak akan mencari pasangan muatannya.

Berarti kalau kita simpulkan, medan listrik terhadap sinar-sinar radioaktif itu ada 2 efek. Yang pertama, efek pembelokan terhadap muatan yang diperngaruhi oleh massa. Yang kedua, efek tujuan terhadap pasangan muatan yang dipengaruhi oleh muatan sinar radioaktif tersebut.

C. Radioaktivitas Sinar Gamma

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.

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.

Sinar gamma awalnya ditemukan oleh seorang fisikawan prancis yang bernama 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.”

Untuk mengetahui secara mendalam tentang sinar gamma tentu perlu diketahui macam interaksi yang terjadi pada sinar gamma terhadap materi yakni,

1.    Efek Fotolistrik

2.    Efek Compton

3.    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.

D. Ledakan Sinar Gamma

Bulan April 2009, kala itu satelit Swift milik NASA berhasil mendeteksi semburan sinar gamma atau Gamma Ray Burst aka GRB yang kemudian menarik perhatian para astronom. Apa istimewanya?

Obyek yang dinamai GRB 090429B ini merupakan satu diantara semburan sinar gamma yang ada di alam semesta. Semburan sinar gamma sendiri merupakan ledakan keras dan bencana besar dari bintang masif. Bayangkan peristiwa ini sebagai supernova yang super, kematian bagi bintang yang memiliki umur pendek dengan kehidupan yang penuh dinamika.

Yang menarik dari semburan sinar gamma yang satu ini adalah kemungkinan bahwa dirinya menjadi kandidat obyek terjauh di alam semesta saat ini. Jaraknya diperkirakan 13,14 milyar tahun cahaya. Artinya, semburan sinar gamma ini berada jauh melebihi keberadaan quasar yang sudah dikenal saat ini dan bahkan bisa lebih jauh lagi dari galaksi dan semburan sinar gamma yang sudah ada. Arti lainnya? Para astronom berhasil menemukan galaksi-galaksi yang berada di masa awal alam semesta. Semakin mendekati masa awal keberadaan alam semesta maka semakin banyak pula informasi yang bisa didapat tentang kondisi awal alam semesta serta apa yang terjadi saat itu.

Ledakan dari Masa Lalu

          Semburan sinar gamma merupakan sebuah letupan yang sangat terang yang memancarkan lebih banyak cahaya hanya dalam waktu beberapa detik. Lebih banyak dari cahaya yang dipancarkan Matahari dalam seluruh hidupnya. Semburan yang luar biasa terang tersebut terjadi di suatu lokasi dalam rentang alam semesta yang bisa diamati. Laju terjadinya semburan di alam semesta diketahui sebanyak 2 semburan setiap harinya. Semburan yang sangat terang tersebut bisa dilihat dari jarak yang sangat jauh. Bahkan bisa dideteksi dari jarak milyaran tahun cahaya oleh Swift dan satelit pendeteksi lainnya.

Semburan sinar gamma raksasa ini meletus dari bintang yang meledak saat alam semesta masih berusia kurang dari 4% dari usianya saat ini, atau sekitar 520 juta tahun, dan ukurannya juga masih 10% lebih kecil dari ukurannya saat ini. Dengan demikian, galaksi yang menjadi rumah bagi bintang leluhur GRB 090429B merupakan salah satu dari galaksi-galaksi pertama di alam semesta.

Semburan sinar gamma berlansung sangat cepat dan berakhir hanya dalam 1 menit, dan cahaya yang tertinggal dari hasil semburan baru memudar setelah beberapa hari sampai dengan seminggu sehingga bisa diamati oleh fasilitas astronomi yang ada. Pengamatan cahaya yang tersisa pada rentang waktu tersebut memungkinkan para astronom untuk menentukan jarak semburan.

Pengukuran cahaya yang tersisa inilah yang digunakan untuk mengukur jarak GRB 090429B dan menemukan kalau semburan ini memang datang dari awal alam semesta yakni dari jarak 13,14 milyar tahun cahaya, dan menjadikannya GRB terjauh saat ini.

E. Radiasi Gamma

Radiasi gamma atau sinar gamma adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Radiasi gamma terdiri dari foton dengan frekuensi lebih besar dari 1019 Hz. Radiasi gamma bukan elektron atau neutron sehingga tidak dapat dihentikan hanya dengan kertas atau udara, penyerapan sinar gamma lebih efektif pada materi dengan nomor atom dan kepadatan yang tinggi. Bila sinar gamma bergerak melewati sebuah materi maka penyerapan radiasi gamma proporsional sesuai dengan ketebalan permukaan materi tersebut.

F. Manfaat Unggul Sinar Gamma

Bakteri dan serangga bersaing dengan manusia untuk memperoleh makanan. Manusia, bakteri, dan serangga sama-sama suka makan nasi, daging, sayur, dan susu. Sayangnya, bakteri sering mencuri makanan yang disimpan manusia. Yap, makanan yang disimpan jadi busuk dan beracun gara-gara dimakan bakteri dan serangga. Padahal, manusia harus menyimpan makanan untuk persediaan hari esok. Apakah ada cara ampuh untuk mengusir bakteri dan serangga?

Sekali Sorot, Bakteri Melayang

Kenapa bakteri dan serangga tiba-tiba tewas? Wow, rupanya ada kekuatan canggih untuk melawan bakteri dan serangga. Kekuatan itu mengeluarkan sinar yang dahsyat. Kekuatan apakah itu? Itulah mesin sinar gamma. Sinar gamma berasal dari bahan radioaktif. Bahan radioaktif adalah bahan yang secara alami memancarkan energi. Pancaran energi radioaktif bermacam-macam. Ada yang berbentuk sinar X, sinar beta, dan sinar gamma. Pancaran bahan radioaktif dapat merusak sel tubuh makhluk hidup. Artinya, jika makhluk hidup kena pancaran sinar radioaktif terlalu lama, maka makhluk hidup bisa mati. Nah, sedikit saja pancaran sinar radioaktif dapat mematikan bakteri dan serangga. Sekali sorot, bakteri dan serangga langsung mati. Kekuatan sinar gamma sangat dahsyat. Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada manusia seperti berikut : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi, Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih yang jumlahnya berkurang.

Dinding Super Tebal

Ilmuwan menggunakan sinar gamma untuk membunuh bakteri jahat dan serangga yang merusak makanan. Makanan yang disinari sinar gamma disebut makanan iradiasi. Bagaimana makanan iradiasi dibuat? Makanan iradiasi dibuat dengan super hati-hati. Karena sinar gamma hanya dapat diperoleh dari bahan radioaktif yang sangat berbahaya. Bahan radioaktif ditaruh dalam kotak berlapis timah super tebal. Kotak berdinding tebal ini disebut mesin penghasil sinar gamma. Ilmuwan harus memakai baju anti radiasi saat mengutak-atik mesin sinar gamma. Makanan lalu dimasukkan dalam ruangan berlapis timah. Makanan dihadapkan pada mesin penghasil sinar gamma. Lalu, sinar gamma disorotkan ke makanan selama sedetik. Hasilnya? 99 persen bakteri dan serangga langsung mati!

Makanan Astronot

Uniknya, makanan iradiasi tidak beracun. Karena makanan iradiasi tidak bersentuhan langsung dengan zat radioaktif. Dosis sinar gamma yang dipakai juga tidak merusak sel makanan. Sel makanan tetap utuh sehingga gizi makanan tidak berkurang. Makanan jadi tahan lama karena tidak ada bakteri dan serangga yang merusak makanan. Badan pangan dan kesehatan dunia (FAO dan WHO) menyatakan makanan iradiasi tidak berbahaya bagi manusia. Makanan iradiasi pertama kali dipakai untuk misi antariksa. Para astronot bekerja di antariksa yang jauh dari Bumi yang nyaman. Badan astronot dijaga betul agar tidak sakit. Kebayang enggak sih, betapa repotnya astronot jika sakit? Oleh karena itu, makanan astronot harus steril alias bersih dari bakteri dan serangga. Kata para astronot, makanan iradiasi lebih tahan lama daripada makanan panas atau beku. Rasa makanan iradiasi sama dengan aslinya

G. Pengaruh Ledakan Sinar Gamma

      

Radiasi terdiri dalam dua jenis: pengion dan non-pengion. Ini mengacu pada jenis yang memiliki energi cukup untuk mengionisasi atom dan mana yang tidak mampu mencapai keadaan ionisasi. Kedua jenis radiasi dapat menyebabkan kerusakan pada organisme hidup dan lingkungan dari pencahayaan dan kecelakaan, seperti bencana nuklir Chernobyl dua puluh lima tahun yang lalu. radiasi Gamma radiasi energi tinggi pengion lebih intens dari X-Rays. Gamma radiasi ditemukan pada tahun 1896 oleh Henri Becquerel, seorang fisikawan Perancis, yang juga menemukan X-Rays. Apa yang ia temukan adalah uranium untuk memberikan energi dan ia percaya untuk menjadi serupa dengan cahaya tak terlihat dari sinar-X. Pada kenyataannya apa yang benar-benar ia temukan uranium itu membusuk yang disebut radium-226, diberikan dari radiasi Gamma. Jenis radiasi elektromagnetik energi murni yang dapat melewati udara dan beberapa bahan. Hanya bahan-bahan padat seperti timbal yang dapat menghentikan radiasi Gamma .

Paparan radiasi tingkat tinggi ini dapat berbahaya bagi manusia dan hewan lainnya. Sinar gamma yang berbeda dari X-Rays karena X-Rays berasal di bidang elektron mengelilingi di sekitar nukleus sedangkan sinar gamma berasal dari nukleus. Radiasi yang dipancarkan ketika ada energi yang berlebihan dalam inti atom radioaktif dan sering terjadi setelah emisi partikel beta. Sinar gamma memiliki panjang gelombang yang sangat pendek yang mengapa mereka mampu melewati bahan yang paling dan dapat melakukan perjalanan jarak jauh sebelum menghilang energi dan radiasi. radiasi gamma tidak memiliki aplikasi partikel bila digunakan hati-hati dan dengan hati-hati, seperti dalam organisasi kesehatan. Pengobatan kanker telah ditemukan yang menggunakan Cesiusm-137 dan Cobalt-60. Cobalt-60 juga dapat digunakan untuk sterilisasi peralatan medis dan bedah. Teknesium-99m merupakan jenis lain dari isotop radioaktif yang memancarkan radiasi Gamma. Isotop ini digunakan dalam bidang medis untuk tujuan diagnostik, termasuk ginjal, otak, aliran darah, tulang, limpa, dan pencitraan hati. Sinar gamma juga memiliki aplikasi industri lain di luar bidang medis seperti mendeteksi cacat dan retak dalam proyek-proyek konstruksi dan mesin pesawat.

Mendeteksi dan mengoreksi cacat penting untuk memastikan keselamatan orang yang akan menggunakan bangunan.Orang yang menggunakan radiasi Gamma paling sering dengan metode langsung, misalnya untuk pengobatan kanker. Namun, ada kasus lain di mana orang yang terpapar melalui bencana, seperti bencana Tanaman Nuklir Fukushima Daiichi terakhir, akibat gempa bumi di Jepang. Ketika kabar itu melaporkan bahwa orang-orang mengalami penyakit radiasi, apa yang mereka maksudkan adalah bahwa orang telah terkena tingkat besar radiasi Gamma dalam waktu singkat. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan parah pada tubuh dan sistem organ.

  

Untuk mendeteksi radiasi Gamma adalah dengan menggunakan peralatan pemantauan khusus dan perangkat. Universal Detection Technology, www.udetection.com , menyediakan individu, organisasi, dan lembaga pemerintah dengan produk pemantauan dan jasa. Perusahaan ini memiliki lebih dari tiga dekade pengalaman pemantauan dan merupakan pemasok terkemuka perangkat deteksi untuk kimia, biologi dan radiologi perangkat dan senjata.

H. Kegunaan Dan Kerugian Sinar Gamma

KEGUNAAN SINAR GAMMA

Sinar gamma mempunyai daya tembus sangat tinggi, maka sinar gamma

digunakan dalam berbagai bidang antara lain:

1.    industri, untuk mengetahui struktur logam.

2.    pertanian, untuk membuat bibit unggul

3.    teknik nuklir, untuk membuat radio isotop

4.    kedokteran, untuk terapi dan diagnosis

5.    farmasi, untuk sterilisasi

6.    Sterilisasi makanan

7.    Penyembuhan kanker

8.    Bahan senjata nuklir

KERUGIAN SINAR GAMMA

1.     Dapat merusak DNA

2.    Dapat menyebabkan luka bakar