KimintekHijau.com

RADIOAKTIVITAS

PENGERTIAN

Radioaktivitas disebut juga peluruhan radioaktif, yaitu peristiwa terurainya beberapa inti atom tertentu secara spontan yang diikuti dengan pancaran partikel alfa (inti helium), partikel beta (elektron), atau radiasi gamma (gelombang elektromagnetik gelombang pendek). Sinar-sinar yang dipancarkan tersebut disebut sinar radioaktif, sedangkan zat yang memancarkan sinar radioaktif disebut dengan zat radioaktif.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radioaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

SEJARAH

Istilah keradioaktifan (radioactivity) pertama kali diciptakan oleh Marie Curie (1867 – 1934), seorang ahli kimia asal Prancis. Marie dan suaminya, Pierre Curie (1859 – 1906), berhasil menemukan unsur radioaktif baru, yaitu polonium dan radium. Ernest Rutherford (1871 – 1937) menyatakan bahwa sinar radioaktif dapat dibedakan atas sinar alfa yang bermuatan positif dan sinar beta yang bermuatan negatif. Paul Ulrich Villard (1869 – 1915), seorang ilmuwan Prancis, menemukan sinar radioaktif yang tidak bermuatan, yaitu sinar gamma.

JENIS-JENIS RADIOAKTIVITAS

Berdasarkan partikel penyusunnya, sinar radioaktif dibagi menjadi tiga, yaitu:

A. Radioaktivitas Sinar Alpha (Sinar α)

Sinar alpha adalah sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif. Sinar ini ditemukan secara bersamaan dengan penemuan fenomena radioaktivitas, yaitu peluruhan inti atom yang berlangsung secara spontan, tidak terkontrol, dan menghasilkan radiasi. Sinar alfa terdiri atas dua proton dan dua neutron. Berikut ini adalah sifat alamiah sinar alfa.

1. Sinar alpha merupakan inti He.

2. Dapat menghitamkan pelat film (yang berarti memiliki daya ionisasi). Daya ionisasi sinar alfa paling kuat daripada sinar beta dan gamma.

3. Mempunyai daya tembus paling lemah di antara ketiga sinar radioaktif.

4. Dapat dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.

5. Mempunyai jangkauan beberapa sentimeter di udara dan 102 mm di dalam logam.

6. Sinar alpha merupakan jenis radioaktivitas yang memiliki muatan postif.

B. Radioaktivitas Sinar Beta (Sinar β)

Sinar beta merupakan elektron berenergi tinggi yang berasal dari inti atom.

Berikut ini beberapa sifat alamiah sinar beta.

1. Mempunyai daya ionisasi yang lebih kecil dari sinar alfa.

2. Mempunyai daya tembus yang lebih besar dari pada sinar alfa.

3. Dapat dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.

4. Sinar beta merupakan jenis radioaktivitas yang memiliki muatan negatif.

C. Radioaktivitas Sinar Gamma (Sinar γ)

Sinar gamma adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang terpancar dari inti atom dengan energi yang sangat tinggi yang tidak memiliki massa maupun muatan. Sinar gamma ikut terpancar ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa dan sinar beta. Peluruhan sinar gamma tidak menyebabkan perubahan nomor atom maupun massa atom.

Sinar gamma memiliki beberapa sifat alamiah berikut ini.

1. Sinar gamma tidak memiliki jangkauan maksimal di udara, semakin jauh dari sumber intensitasnya makin kecil.

2. Mempunyai daya ionisasi paling lemah.

3. Mempunyai daya tembus yang terbesar.

4. Tidak membelok dalam medan listrik maupun medan magnet.

5. Sinar gama merupakan jenis radioaktivitas yang tidak memiliki muatan postif maupun negatif.

MANFAAT RADIOAKTIF DALAM BIDANG INDUSTRI

Manfaat radioaktif dalam bidang industri diantaranya yaitu :

1. Untuk mendeteksi kebocoran pipa.

Radioisotop digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton. Isotop dimasukannya ke dalam aliran pipa, maka kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton. Radioisotop yang digunakan sebagai perunut untuk menguji kebocoran cairan/gas dalam pipa misalnya sedikit garam 24NaCl di masukkan kedalam aliran pipa, selanjutnya detektor geiger-Muller digerakkan mengikuti aliran pipa. Selanjutnya Detektor akan menangkap radiasi pada pipa yang mengalami kebocoran.

2. Untuk menentukan kehausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan atau logam.

Jika bagian pengelasan atau logam ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang terdapat kehausan atau kekeroposan akan memberikan gambar yang tidak merata.

3. Untuk mengetahui adanya cacad pada material

Pada bidang industri aplikasi baja perlu dianggap bahwa semua bahan selalu mengandung cacad. Cacad dapat berupa cacad bawaan dan cacad yang terjadi akibat penanganan yang tidak benar. Cacad pada material merupakan sumber kegagalan dalam industri baja. Penyebab timbulnya cacad pada material, meliputi desain yang tidak tepat, proses fabrikasi dan pengaruh lingkungan. Desain yang tidak tepat meliputi pemilihan bahan, metode pengerjaan panas yang tidak tepat dan tidak dilakukannya uji mekanik. Proses fabrikasi meliputi keretakan karena penggrindaan, cacad proses fabrikasi dan cacad pengelasan. Kondisi operasi lingkungan meliputi korosi. Untuk mengetahui adanya cacad pada material maka digunakan suatu pengujian material tak merusak yang salah satunya adalah dengan metode radiografi sinar gamma.

Teknik radiografi merupakan salah satu metode pengujian material tak-merusak yang selama ini sering digunakan oleh industri baja untuk menentukan jaminan kualitas dari produk yang dihasilkan. Teknik ini adalah pemeriksaan dengan menggunakan sumber radiasi (sinar-x atau sinar gamma) sebagai media pemeriksa dan film sebagai perekam gambar yang dihasilkan. Radiasi melewati benda uji dan terjadi atenuasi dalam benda uji. Sinar yang akan diatenuasi tersebut akan direkam oleh film yang diletakkan pada bagian belakang dari benda uji. Setelah film tersebut diproses dalam kamar gelap maka film tersebut dapat dievaluasi. Bila terdapat cacad pada benda uji maka akan diamati pada film radiografi dengan melihat perbedaan kehitaman atau densitas.

Pemilihan sumber radiasi berdasarkan pada ketebalan benda yang diperlukan karena daya tembus sinar gamma terhadap material berbeda. Pada sumber pemancar sinar gamma tergantung besar aktivitas sumber. Sedangkan pemilihan tipe film sangat mempengaruhi pemeriksaan kualitas material. Film digunakan untuk merekam gambar material yang diperiksa. Pemilihan tipe film yang benar akan menghasilkan kualitas hasil radiografi yang sangat baik. Pada umumnya kita mengenal dua macam jenis film, yaitu film cepat dan film lambat. Pada film cepat butir-butirannya besar, kekontrasan dan definisinya kurang baik. Sedangkan pada film lambat butir-butirannya kecil, kekontrasan dan definisinya lebih baik. Penentuan jarak sumber ke film (SFD) juga mempengaruhi hasil kualitas film radiografi. Penghitungan SFD yang tidak benar mempengaruhi tingkat kehitaman atau density hasil film radiografi sehingga akan mempengaruhi tingkat sensitivitas atau tingkat ketelitian.

4. Pemeriksaan tanpa merusak.

Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau

sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam.

5. Mengontrol ketebalan bahan

Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam

dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.