DEFINISI SINAR GAMMA
Sinar gamma (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 gamma 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 gamma 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, gamma dibedakan dengan sinar
X oleh asal mereka. Sinar gamma
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 gamma energi rendah dan sinar-X energi tinggi.
Sinar gamma 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 gamma
diserap lebih banyak oleh bahan dengan nomor
atom tinggi dan kepadatan tinggi.
Juga, semakin tinggi energi sinar gamma, makin tebal perisai yang
dibutuhkan. Bahan untuk menahan sinar gamma biasanya diilustrasikan
dengan ketebalan yang dibutuhkan untuk mengurangi intensitas dari
sinar gamma setengahnya. Misalnya, sinar gamma yang membutuhkan 1 cm
(0,4 inchi) "lead"
untuk mengurangi intensitasnya sebesar 50% juga akan mengurangi
setengah intensitasnya dengan konkret
6 cm (2,4 inchi) atau debut paketan 9 cm (3,6 inchi).
Sinar gamma 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 gamma 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 gamma berinteraksi dengan bahan melalui
tiga proses utama: efek
fotoelektrik, penyebaran
Compton, dan produksi
pasangan.
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 Henri. Pada
waktu itu, tahun 1896, 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,
- 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 pemancar 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.
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 paruh 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.
PENERAPAN SINAR
GAMMA
Teknologi radiasi
menggunakan sinar gamma atau berkas elektron merupakan suatu proses
paling bersih dan dapat diandalkan yang paling banyak digunakan
dewasa ini untuk memodifikasi bahan polimer. Aplikasi sinar gamma
untuk sintesis bahan biomaterial adalah salah satu bidang yang
berkembang sangat pesat dalam beberapa dekade terakhir. Beberapa
biomaterial yang dapat disintesis dari polimer dengan teknik radiasi
antara lain adalah pembalut luka hidrogel, lensa kontak, matrik untuk
pelepasan obat terkontrol, katup jantung buatan dan lain sebagainya.
Sejak satu dekade
yang lalu Kelompok Bahan Kesehatan, Bidang Proses Radiasi, Pusat
Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional
telah melakukan penelitian dan pengembangan untuk mendapatkan produk
biomaterial dengan menggunakan teknik radiasi gamma. Salah satu
produk yang dikembangkan adalah pembalut luka hidrogel steril
radiasi. Pembalut luka hidrogel dibuat dengan meradiasi suatu formula
campuran polimer hidrofilik berbasis polivinil pirolidon (PVP)
menggunakan sinar gamma pada dosis antara 25 sampai 35 kGy. Iradiasi
sinar gamma terhadap PVP menghasilkan suatu hidrogel yang tersusun
atas struktur jejaring tiga dimensi sehingga menyebabkannya mempunyai
sifat berbeda dari polimer induk. Dengan adanya struktur tiga dimensi
tersebut hidrogel memiliki sifat yang unik yaitu: Mempunyai kemampuan
menyerap air dalam jumlah besar; tidak dapat ditembus oleh mikroba
dari luar; bersifat elastis tapi cukup kuat sehingga tidak mudah
sobek; permeabel terhadap udara, uap air dan molekul-molekul gas
dengan berat molekul rendah rendah; mempunyai ukuran pori yang sangat
kecil sehingga dapat mencegah terjadinya kehilangan cairan tubuh
secara berlebihan; tidak bersifat toksik, alergik; dapat melekat
dengan baik pada kulit dan dapat menyesuaikan dengan kontur luka.
Selain itu hidrogel yang dihasilkan sekaligus bersifat steril.
Sinar radioaktif dibedakan menjadi 3 macam yaitu sinar alfa, sinar
beta dan sinar gamma. Dimana ketiga macam sinar itu memiliki daya
tembus sendiri sendiri. Menurut tingkat intensitas daya tembusnya
sinar radioaktif diurutkan dari sinar alfa sebagai sinar yang daya
tembusnya terlemah dan kemudian disusul oleh beta yang daya tembusnya
lebih kuat dari alfa dan yang terkuat adalah gamma. Cara untuk
menangkal ketiga sinar radioaktif itu adalah (sinar alfa ditangkal
oleh selembar kertas, sinar beta ditangkal oleh lembaran aluminium
dan untuk sinar gamma dapat ditangkal dengan timbal) maka dari itu
itulah alasan mengapa para pekerja nuklir selalu memakai baju anti
radiasi yang berat dan terbuat dari timbal yang dimana hal itu
dimaksudkan untuk antisipasi serangan radiasi sinar gamma.
