EFEK RADIASI DAN PROTEKSI RADIASI
RINGKASAN
Radiasi yang berasal dari alam dan bukan dari hasil aktivitas manusia disebut
radiasi alam. Berdasarkan sumbernya, radiasi alam dikelompokkan ke dalam dua
jenis, yaitu radiasi kosmik dan radiasi yang berasal dari bahan radioaktif yang
berada dalam kerak bumi. Radiasi kosmik terdiri dari radiasi kosmik primer yang
berasal dari luar angkasa dan masuk ke atmosfir bumi, dan radiasi kosmik
sekunder yang terjadi akibat interaksi antara radiasi kosmik primer dengan
unsur-unsur di angkasa.
URAIAN
Radiasi alam adalah radiasi yang ada di alam berupa radiasi kosmik dan radiasi
yang berasal dari bahan radioaktif yang ada dalam kerak bumi (radionuklida
terestrial). Radiasi yang terpancar dari inti atom akibat interaksi antara radiasi
kosmik dengan inti atom yang ada di atmosfir bumi (radionuklida kosmogenik)
adalah radiasi yang paling umum. Di sini akan dibahas radiasi yang berasal dari
radiasi kosmik dan dari radionuklida terestriall.(Gambar 1).
1. Radiasi Kosmik
Radiasi kosmik terdiri dari radiasi berenergi tinggi yang berasal dari luar angkasa
yang masuk ke atmosfir bumi (radiasi kosmik primer), partikel sekunder dan
gelombang elektromagnetik yang terjadi akibat interaksi radiasi kosmik primer
dengan inti atom yang ada di atmosfir.
1.1. Radiasi Kosmik Primer
Bagian terbesar dari radiasi kosmik primer adalah radiasi Bima Sakti primer yang
berasal dari sistem tata surya, terutama partikel yang berasal dari flare matahari
seperti partikel proton (90 %) dan partikel alfa (10%). Selain itu, dalam jumlah
yang kecil terdapat inti atom berat, elektron, foton, dan neutrino.
Besarnya fluks radiasi kosmik yang masuk ke bumi dipengaruhi oleh medan
magnet bumi dan aktivitas matahari. Di daerah pada garis lintang rendah,
partikel berenergi rendah dibelokkan kembali ke angkasa, sehingga fluks radiasi
kosmik pada daerah tersebut lebih rendah dari pada fluks di daerah pada garis
lintang tinggi (efek posisi lintang). Partikel proton berenergi rendah dari radiasi
Bima Sakti primer menunjukkan fluktuasi dengan periode 11 tahun sesuai dengan
aktivitas matahari (modulasi). Fluks partikel tersebut akan menjadi sangat kecilpada saat aktivitas matahari sangat tinggi, sebaliknya pada saat aktivitas
matahari paling kecil fluksnya menjadi paling besar.
1.2 Radiasi Kosmik Sekunder
Setelah memasuki atmosfir, radiasi kosmik primer akan mengalami berbagai
reaksi dengan inti atom yang ada di atmosfir dan menghasilkan partikel dan inti
atom yang baru. Partikel radiasi kosmik berenergi tinggi mengalami reaksi inti
yang disebut reaksi tumbukan dengan inti atom udara dan menghasilkan materi
hasil reaksi partikel sekunder seperti neutron, proton, π meson, K meson dan
lain-lain, serta inti He-3 (helium), Be-7 (berilium), Na-22 (natrium). Selanjutnya
partikel proton, neutron, π meson berenergi tinggi bereaksi dengan inti atom
yang ada di udara, dan menghasilkan partikel sekunder lebih banyak (cascade).
Kemudian π meson meluruh dan berubah menjadi muon atau foton dan
menghasilkan penggandaan jenis yang lain. Partikel yang terjadi disebut radiasi
kosmik sekunder. Selain itu, H-3, Be-7, Na-22 adalah materi yang memancarkan
radiasi. Materi ini disebut radionuklida kosmogenik dan dianggap berbeda dengan
radiasi kosmik sekunder.
Radiasi kosmik dapat sampai ke permukaan bumi dan mengionisasi udara.
Besarnya ionisasi udara di sekitar permukaan laut sekitar 75% disebabkan oleh
elektron yang lepas karena tumbukan muon, dan 15% disebabkan oleh elektron
yang terjadi akibat peluruhan muon. Selain itu, neutron yang merupakan bagian
dari radiasi kosmik memberikan dosis efektif tahunan sekitar 8% dari partikel
yang dihasilkan karena ionisasi.
Intensitas radiasi kosmik juga bervariasi bergantung pada ketinggian. Pada
ketinggian 2.000 m jumlah ionisai yang terjadi sekitar 2 kali jumlah ionisasi di
permukaan laut, pada ketinggian 5.000 m sekitar 10 kali, dan pada ketinggian
10.000 m sekitar 100 kali.
2. Radiasi dari Radionuklida alam
Dari seluruh radionuklida yang ada di bumi, sebagian besar merupakan inti atom
yang ada di kerak bumi sejak bumi terbentuk (radiasi primordial). Selain itu
terdapat inti yang terjadi dari interaksi antara radiasi kosmik dengan inti atom
yang ada di udara, bahan radioaktif akibat peluruhan spontan atau akibat
interaksi dengan neutron dari radiasi kosmik, dan radionuklida yang pernah ada
tetapi saat ini sudah musnah karena umur paronya pendek. Jumlah inti yang
musnah ini tidak begitu banyak. Di bawah ini akan dijelaskan radiasi yang
dipancarkan oleh radionuklida terestrial yang ada sejak terbentuknya bumi.
2.1 Radiasi dari radionuklida primordial
Terdapat tiga jenis radionuklida primordial utama yaitu kalium-40 (K-40 umur
paro 1,25 milyar tahun), Th-232 (umur paro 14 milyar tahun) yang merupakaninti awal deret thorium, dan U-238 (umur paro 4,5 milyar tahun) yang
merupakan inti awal deret uranium. Radionuklida dalam deret uranium maupun
thorium mengalami peluruhan α, β maupun γ. K-40 mengalami peluruhan β
berubah menjadi Ca-40 dan Ar-40 dengan memancarkan radiasi β dan γ.
Radionuklida ini ada dalam hampir semua materi seperti kerak bumi, bebatuan,
lapisan tanah, air laut, bahan bangunan dan tubuh manusia dengan kadar yang
berbeda-beda. Secara umum batuan dari gunung berapi memiliki kadar
radionuklida yang lebih tinggi dari pada batuan endapan. Jadi, kerapatan
radionuklida berbeda-beda bergantung kepada jenis tanah dan unsur
pembentuknya, dan ini adalah penyebab utama adanya perbedaan dosis radiasi
dari suatu tempat dengan lainnya.
Di dalam deret uranium dan thorium terdapat gas mulia Rn-222 dan Rn-220
(radon). Sebagian dari gas yang muncul/terjadi dalam deret peluruhan ini akan
keluar dari lapisan tanah atau bahan bangunan. Partikel inti hasil peluruhan dapat
menempel pada aerosol di udara dan mengubah aerosol itu menjadi aerosol
radioaktif alam. Paparan radiasi (dosis efektif) akibat menghirup aerosol
radioaktif merupakan komponen terbesar di antara radiasi alam. Di dalam
bangunan yang terbuat dari batuan yang kerapatan materi radioaktifnya tinggi,
kerapatan aerosol radioaktif di udara juga tinggi; dan karenanya dosis radiasi
pada sistem pernafasan juga meningkat maka kerapatan dan dinamika Rn dan
hasil peluruhannya di udara dalam ruangan menjadi suatu masalah.
Paparan radiasi dari radionuklida di luar ruangan ditentukan oleh kerapatan
radionuklida di dalam lapisan tanah di tempat itu, sedangkan di dalam ruangan,
faktor penentunya adalah kerapatan radionuklida di dalam bahan bangunan dan
efek kungkungan. Di luar ruangan, laju dosis rata-rata akibat menghirup udara (1
m di atas tanah) di Jepang adalah 49 nGy/jam (terkecil 5, terbesar 100), hampir
sama dengan nilai rata-rata dunia (55 nGy/jam). Data pengukuran di 23 negara
termasuk Austria dan Denmark menunjukkan nilai rata-rata 24 ~ 85 nGy/jam,
dan nilai rata-rata di satu negara sangat berbeda dengan di negara lain. Dari
daerah-daerah tersebut ada sebagian wilayah yang laju dosisnya sangat tinggi,
misalnya di wilayah Kerala (India) yang banyak mengandung monasit (150 ~
1000 nGy/jam), dan wilayah Karabari di Brazil (130 ~ 1200 nGy/jam).Gambar 1.
Radiasi Alam Dan Sumbernya
Sumber : www.batan.go.id