Biologi Fisis : Efek Radiasi Pengion dan Efek Elektromagnetik

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Biofisika

yang dibina oleh Ibu Siti Imroatul Maslikah, S.Si., M.Si.

dan Ibu Vita Ria Mustikasari, S.Pd, M.Pd

Oleh :

Kelompok 4

Merry Christiani (130351603600)

Lilik Zuliatul Husna (130351603598)

Wahyu Agus Selvianti J (130351603584)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

September 2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara alamiah manusia hidup di dalam lautan radiasi. Selain radiasi

dari matahariyang justru mendukung kehidupan di bumi ini, setiap saat

permukaan bumi dihujani radiasi sinar kosmis yang terdiri dari gelombang

elektromagnetik dan ratusan jenis partikel - partikel cepat. Masih ada lagi

radiasi yang berasal dari mineral-mineral radioaktif yang ada di dalam bumi,

sekaligus dengan turunannya yang terlarut dalam air dan yang terbawa angin

ke udara.

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam

bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari

sumber radiasi (Rozak, 2010). Disadari ataupun tidak, ternyata disekitar kita

baik dirumah, di kantor, dipasar, dilapangan, maupun ditempat-tempat umum

lainnya ternyata banyak sekali radiasi. Hal yang perlu diketahui selanjutnya

adalah sejauh mana radiasi tersebut dapat berpengaruh buruk terhadap

kesehatan kita.

Pada jaman teknologi canggih seperti sekarang, terdapat pula radiasi

buatan yang ditimbulkan oleh peralatan-peralatan modern seperti sinar-X pada

peralatan medis, televisi, monitor komputer, reaktor nuklir, percobaan bom

nuklir dan lain-lain. Hal yang ditakuti orang adalah bahaya radiasinya, radiasi

yang berlebihan akan membahayakan kehidupan manusia. Oleh karena radiasi

alamiah tidak membahayakan kehidupan, manusia sebagai makhluk hidup

tidak dilengkapi dengan indera yang dapat memantau adanya radiasi ini. Tidak

seperti bahaya panas yang dapat kita ketahui secara dini melalui syarat-syarat

kita, kita bahkan tidak menyadari keberadaan sumber radiasi. Radiasi tidak

dapat dilihat ataupun diketahui keberadaannya oleh tubuh. Pemanfaatan

berbagai sumber radiasi harus dilakukan secara cermat dan mematuhi

ketentuan keselamatan kerja. Pada makalah ini penulis akan menjelaskan

tentang efek radiasi pengion dan efek elektromagnetik.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa pengertian radiasi?

2. Apa jenis-jenis radiasi?

3. Bagiamana mekanisme radiasi, efek radiasi pengion dan elektromagnetik?

1.3 Tujuan

1. Menjelaskan pengertian radiasi.

2. Menjelaskan jenis-jenis radiasi.

3. Menjelaskan mekanisme radiasi, efek radiasi pengion dan

elektromagnetik.

BAB II

ISI

2.1 Pengertian Radiasi

Dalam fisika, radiasi dideskripsikan sebagai setiap proses dimana

energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh

benda lain. Apa yang membuat radiasi adalah energi yang memancarkan

(bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber.

geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik

yang sama berlaku untuk semua jenis radiasi.

Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam

bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari

sumber radiasi (Rozak, 2010). Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang

dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Jika suatu inti tidak stabil,

maka inti mempunyai kelebihan energi. Inti itu tidak dapat bertahan, suatu saat

inti akan melepaskan kelebihan energi tersebut dan mungkin melepaskan satu

atau dua atau lebih partikel atau gelombang sekaligus.

Ada beberapa sumber radiasi yang kita kenal di sekitar kehidupan kita,

contohnya adalah televisi, lampu penerangan, alat pemanas makanan

(microwave oven), komputer, dan lain-lain. Radiasi dalam bentuk gelombang

elektromagnetik atau disebut juga dengan foton adalah jenis radiasi yang tidak

mempunyai massa dan muatan listrik. Misalnya adalah gamma dan sinar-X,

dan juga termasuk radiasi tampak seperti sinar lampu, sinar matahari,

gelombang microwave, radar dan handphone.

Sifat radiasi ada dua macam sifat radiasi yang dapat digunakan untuk

mengetahui keberadaan sumber radiasi pada suatu tempat atau bahan, yaitu

sebagai berikut:

radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk

mengenalinya diperlukan suatu alat bantu pendeteksi yang disebut

dengan detektor radiasi.Ada beberapa jenis detektor yang secara

spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis

radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor

neutron, dll.

Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui

proses ionisasi, eksitasi dan lain-lain. Dengan menggunakan sifat-

sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat

detektor radiasi.

Dosimeter TLD (Termoluminisensi

Dosimeter)

Survey meter

Gambar 1. Detektor Radiasi

Tanpa disadari, sebenarnya kita hidup dalam lingkungan yang penuh

dengan radiasi. Radiasi telah menjadi bagian dari lingkungan kita semenjak

dunia ini diciptakan, bukan hanya sejak ditemukan tenaga nuklir setengah

abad yang lalu,yang mana terdapat lebih dari 60 radionuklida. Radionuklida

adalah isotop yang memancarkan radiasi. Berdasarkan asalnya radiasi yang

dapat dibedakan pada dua garis besar, yaitu sumber radiasi alam dan radiasi

buatan.

a. Sumber Radiasi Alam

Radiasi alam dapat berasal dari sinar kosmos, sinar gamma dari kulit

bumi, hasil peluruhan radon dan thorium di udara, serta berbagai

Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami, terbagi

menjadi dua yaitu:

– Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan.

Tabel 1. Radionuklida Primordial

Nuklida Lamban

g

Umur-paro Keterangan

Uraniu

m 235

235U 7,04x108 tahun 0,72% dari uranium alam

Uraniu

m 238

238U 4,47x109 tahun 99,2745% dari uranium alam; pada

batuan terdapat 0,5 - 4,7 ppm uranium

alam

Thoriu

m 232

232Th 1,41x1010 tahu

n

Pada batuan terdapat 1,6 - 20 ppm.

Radium

226

226Ra 1,60x103 tahun Terdapat di batu kapur

Radon

222

222Rn 3,82 hari Gas mulia

Kalium

40

40K 1,28x109 tahun Terdapat di tanah

– Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi

sinar kosmik.

Tabel 2. Radionuklida Kosmogenik

Nuklida Lambang Umur-paro Sumber

Karbon

14

14C 5.730 tahun Interaksi 14N(n,p)14C

Tritium

3

3H 12,3 tahun Interaksi 6Li(n,a)3H

Beriliu

m 7

7Be 53,28 hari Interaksi sinar kosmik dengan unsur N

dan O

b. Sumber Radiasi Buatan

Radiasi buatan (Radionuklida) adalah radiasi yang timbul karena atau

berhubungan dengan kegiatan manusia; seperti penyinaran di bidang

medis, jatuhan radioaktif, radiasi yang diperoleh pekerja radiasi di fasilitas

nuklir, radiasi yang berasal dari kegiatan di bidang industri: radiografi,

logging, pabrik lampu. Tabel berikut memperlihatkan beberapa

radionuklida buatan manusia.

Tabel 3. Radionuklida Buatan Manusia

Nuklida Lambang Umur-paro Sumber

Tritium 3 3H 12,3 tahun Dihasilkan dari uji-

coba senjata nuklir,

reaktor nuklir, dan

fasilitas olah-ulang

bahan bakar nuklir.

Iodium 131 131I 8,04 hari Produk fisi yang

dihasilkan dari uji-

coba senjata nuklir,

reaktor nuklir. 131I

sering digunakan

untuk mengobati

penyakit yang

berkaitan dengan

kelenjar thyroid.

Iodium 129 129I 1,57x107 tahun Produk fisi yang

dihasilkan dari uji-

coba senjata nuklir

dan reaktor nuklir.

Cesium 137 137Cs 30,17 tahun Produk fisi yang

dihasilkan dari uji-

coba senjata nuklir

dan reaktor nuklir.

Stronsium 90 90Sr 28,78 tahun Produk fisi yang

dihasilkan dari uji-

coba senjata nuklir

dan reaktor nuklir.

Technesium 99m 99mTc 6,03 jam Produk peluruhan

dari 99Mo,

digunakan dalam

diagnosis

kedokteran.

Technesium 99 99Tc 2,11x105 tahun Produk peluruhan

99mTc.

Plutonium 239 239Pu 2,41x104 tahun Dihasilkan akibat

238U ditembaki

neutron.

Setiap hari kita terkena radiasi, baik dari udara yang kita hirup, dari

makanan yang kita konsumsi maupun dari air yang kita minum. Tidak ada

satupun tempat di bumi ini yang bebas dari radiasi,karena manusia telah

menggunakan bahan radioaktif selama lebih dari 100 tahun.

2.2 Jenis-jenis Radiasi

Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut

memiliki panjang gelombang masing-masing.

Gambar 2: Skema Radiasi Menurut Jenis

A. Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi:

1. Radiasi elektromagnetik 

Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang tidak memiliki

massa. Menurut The National Radiological Protection Board (NPRB)

UK, Inggris dalam Swamardika, 2009. Efek yang ditimbulkan oleh

radiasi gelombang elektromagnetik dari telepon seluler dibagi menjadi

dua yaitu:

1. Efekfisiologis

Efek fisiologis merupakan efek yang ditimbulkan oleh radiasi

gelombang elektromagnetik tersebut yang mengakibatkan gangguan

pada organ-organ tubuh manusia berupa, kangker otak dan

pendengaran, tumor, perubahan pada jaringan mata, termasuk retina

dan lensa mata, gangguan pada reproduksi, hilang ingatan, kepala

pening.

2. Efekpsikologis

Merupakan efek kejiwaan yang ditimbulkan oleh radiasi tersebut

misalnya timbulnya stress dan ketidaknyamanan karena penyinaran

radiasi berulang-ulang.

Radiasi elektromagnetik terdiri dari:

a. Gelombang Radio

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan

terbentuk ketika objek bermuatan listrik dari gelombang osilator

(gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang audio

(ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam

frekuensi gelombang radio (RF; "radio frequency")) pada suatu spektrum

elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara

osilasi elektrik maupun magnetik.

b. Gelombang Mikro

Gelombang mikro atau Mikro gelombang (microwave) adalah gelombang

elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency,

SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109Hz).

c. Inframerah

Inframerah (infrared) ialah sinar elektromagnet yang panjang

gelombangnya lebih dari pada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan

1 mm.

d. Cahaya Tampak

Cahaya tampak adalah bagian spektrum yang mempunyai panjang

gelombang antara lebih kurang 400 nanometer (nm) dan 800 nm (dalam

udara), dan sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita

dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang

elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia.

e. Sinar-X

Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang

gelombang 10-8 -10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 Hz.

f. Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki

panjang gelombang terpendek atau frekuensi tertinggi.

g. Sinar Kosmik

Sinar kosmik merupakan partikel energi tinggi di angkasa luar yang

diduga berasal dari sisa-sisa bintang mati.

Gelombang Panjang gelombang λ

gelombang radio 1 mm-10.000 km

infra merah 0,001-1 mm

cahaya tampak 400-720 nm

ultra violet 10-400nm

sinar-X 0,01-10 nm

sinar gamma 0,0001-0,1 nm

2. Radiasi Partikel

Radiasi berupa partikel yang memiliki massa. Radiasi ini terdiri

dari:

a. Partikel Β (β)

Partikel Β (β) adalah elektron atau positron yang berenergi tinggi yang

dipancarkan oleh beberapa jenis nukleus radioaktif seperti kalium-40.

Partikel β yang dipancarkan merupakan bentuk radiasi yang menyebabkan

ionisasi, yang juga disebut sinar β.

b. Partikel Α (α)

Partikel Alpha (α) adalah bentuk radiasi partikel yang sangat

menyebabkan ionisasi, dan kemampuan penetrasinya rendah. Partikel

tersebut terdiri dari dua buah proton dan dua buah neutron yang terikat

menjadi sebuah partikel yang identik dengan nukleus helium, dan

karenanya dapat ditulis juga sebagai He2+.

c. Partikel Neutron

Partikel Neutron adalah jenis partikel non-ion yang terdiri dari neutron

bebas. Neutron ini bisa mengeluarkan selama baik spontan atau induksi

fisi nuklir, proses fusi nuklir, atau dari reaksi nuklir lainnya.

B. Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi dapat dibagi menjadi :

1. Radiasi Pengion 

Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak

sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa

terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion ini kemudian akan menimbulkan

efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda hidup. Radiasi pengion

disebut juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Termasuk ke dalam radiasi

pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel β, α dan

neutron. Partikel β, α dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara

langsung. Meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, sinar-X,

sinar gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion

karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung.

2. Radiasi non-pengion

Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan

ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio,

gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.

Kedua jenis radiasi ini mempunyai potensi bahaya yang lebih besar

dibandingkan dengan jenis radiasi lainnya. Pengaruh sinar kosmik hampir dapat

diabaikan karena sebelum mencapai tubuh manusia, radiasi ini telah berinteraksi

terlebih dahulu dengan atmosfir bumi. Radiasi β hanya dapat menembus kertas

tipis, dan tidak dapat menembus tubuh manusia, sehingga pengaruhnya dapat

diabaikan. Demikian pula dengan radiasi α, yang hanya dapat menembus beberapa

milimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya terdapat di reaktor

nuklir.

Gambar 3

2.3 Mekanisme Radiasi, Efek Radiasi Pengion dan Elektromagnetik

Radiasi tidak dapat dilihat, didengar, dicium, dirasakan atau diraba. Indera

manusia tidak dapat mendeteksi radiasi sehingga seseorang tidak dapat

mengetahui kapan ia dalam bahaya atau tidak. Radiasi hanya dapat diketahui

dengan menggunakan alat, yang disebut monitor radiasi. Monitor radiasi terdiri

dari detektor radiasi dan rangkaian elektronik penunjang. Pada umumnya, monitor

radiasi dilengkapi dengan alarm yang akan mengeluarkan bunyi jika ditemukan

radiasi. Bunyi alarm semakin keras apabila tingkat radiasi yang ditemukan

semakin tinggi. Monitor radiasi umumnya digunakan hanya untuk mengetahui ada

atau tidaknya radiasi.

Perlu kita sadari, bahwa tidak ada satupun aktivitas manusia yang benar-

benar aman dan bebas dari resiko. Bahkan, ketika duduk santai di kursi sekalipun,

kita menghadapi resiko terjungkal dari kursi. Dalam setiap tindakan yang kita

lakukan selalu ada resiko, sekecil apapunresiko tersebut. Kadangkala, tanpa

disadari, kita mengabaikan resiko tersebut. Sebagai contoh, ketika hendak

menyeberang jalan sewaktu lalulintas tidak padat, kita hanya menunggu adanya

jeda antar kendaraan untuk menyeberang. Dalam hal ini, tanpa sadar kita

mengabaikan resiko tertabrak oleh kendaraan.

Untuk mendeteksi radiasi digunakan alat detektor radiasi. Pengukuran

detektor radiasi tersebut dapat diinterpretasikan sebagai energi radiasi yang

terserap oleh seluruh tubuh manusia atau organ tertentu, misalnya hati. Banyaknya

energi radiasi pengion yang terserap per satuan massa bahan, misalnya jaringan

tubuh manusia, disebut Dosis Terserap,yang dinyatakan dalam satuan gray (Gy).

Untuk nilai yang lebih kecil, biasa digunakan miligray, mGy, yang sama dengan

seperseribu gray. Istilah gray diambil dari nama fisikawan Inggris, Harold Gray.

Besar dosis terserap yang sama untuk jenis radiasi yang berbeda belum tentu

mengakibatkan efek biologis yang sama, karena setiap jenis radiasi pengion

memiliki keunikan masing-masing dalam berinteraksi dengan jaringan tubuh

manusia.Interaksi radiasi partikel bermuatan ketika mengenai materi adalah proses

Coulomb, yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak antara radiasi partikel

bermuatan dengan elektron orbital dari atom bahan.

Ionisasi

Proses ionisasi adalah peristiwa lepasnya elektron dari orbitnya karena

ditarik atau ditolak oleh radiasi partikel bermuatan. Elektron yang lepas

menjadi elektron bebas sedang sisa atomnya menjadi ion positif. Setelah

melakukan ionisasi energi radiasi akan berkurang sebesar energi ionisasi

elektron. Peristiwa ini akan berlangsung terus sampai energi radiasi partikel

bermuatan habis terserap. Radiasi alpha yang mempunyai massa maupun

muatan lebih besar mempunyai daya ionisasi yang lebih besar dari pada

radiasi yang lain.

Gambar 4: Proses Ionisasi

Eksitasi

Proses eksitasi adalah peristiwa “loncatnya” (tidak sampai lepas)

elektron dari orbit yang dalam ke orbit yang lebih luar karena gaya tarik

atau gaya tolak radiasi partikel bermuatan. Atom yang mengalami eksitasi

ini disebut dalam keadaan tereksitasi (excited state) dan akan kembali

kekeadaan dasar (ground state) dengan memancarkan radiasi sinar-X.

Gambar5: Peristiwa Eksitasi

Tubuh terdiri dari berbagai macam organ seperti hati, ginjal, paru dan

lainnya. Setiap organ tubuh tersusun atas jaringan yang merupakan kumpulan sel

yang mempunyai fungsi dan struktur yang sama. Sel sebagai unit fungsional

terkecil dari tubuh dapat menjalankan fungsi hidup secara lengkap dan sempurna

seperti pembelahan, pernafasan, pertumbuhan dan lainnya. Sel terdiri dari dua

komponen utama, yaitu sitoplasma dan inti sel (nucleus). Sitoplasma mengandung

sejumlah organel sel yang berfungsi mengatur berbagai fungsi metabolisme

penting sel. Inti sel mengandung struktur biologik yang sangat kompleks yang

disebut kromosom yang mempunyai peranan penting sebagai tempat

penyimpanan semua informasi genetika yang berhubungan dengan keturunan atau

karakteristik dasar manusia. Kromosom manusia yang berjumlah 23 pasang

mengandung ribuan gen yang merupakan suatu rantai pendek dari DNA

(Deooxyribonucleic acid) yang membawa suatu kode informasi tertentu dan

spesifik.

Interaksi antara radiasi dengan sel hidup merupakan proses yang

berlangsung secara bertahap. Proses ini diawali dengan tahap fisik dan diakhiri

dengan tahap biologik. Ada empat tahapan interaksi, yaitu :

1. Tahap Fisik

Tahap Fisik 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. Karena sel sebagian

besar (70%) tersusun atas air, maka 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-

2. Tahap Fisikokimia

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. Karena sebagian besar tubuh

manusia tersusun atas air, maka peranan air sangat besar dalam menentukan hasil

akhir dalam tahap fisikokimia ini. Efek langsung radiasi pada molekul atau atom

penyusun tubuh selain air hanya memberikan sumbangan yang kecil bagi akibat

biologi akhir dibandingkan dengan efek tak langsungnya melalui media air

tersebut. Ion-ion yang terbentuk pada tahap pertama interaksi akan beraksi dengan

molekul air lainnya sehingga menghasilkan beberapa macam produk , diantaranya

radikal bebas yang sangat reaktif dan toksik melalui radiolisis air, yaitu OH - dan

H+. Reaksi kimia yang terjadi dalam tahap kedua interaksi ini adalah:

H2O+  H+ + OH-

H2O + e     H2O-

H2O-  OH- + H+

Radikal bebas OH- dapat membentuk peroksida (H2O2 ) yang bersifatoksidator

kuat melalui reaksi berikut :

OH- + OH+  H2O2

3. Tahap Kimia dan 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. Jenis kerusakannya bergantung pada jenis molekul yang bereaksi. Jika reaksi

itu terjadi dengan molekul protein, ikatan rantai panjang molekul akan putus

sehingga protein rusak. Molekul yang putus ini menjadi terbuka dan dapat

melakukan reaksi lainnya. Radikal bebas dan peroksida juga dapat merusak

struktur biokimia molekul enzim sehingga fungsi enzim terganggu. Kromosom

dan molekul DNA didalamnya juga dapat dipengaruhi oleh radikal bebas dan

peroksida sehingga terjadi mutasi genetik.

4. Tahap Biologis

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. Beberapa akibat dapat muncul karena kerusakan sel,

seperti kematian sel secara langsung, pembelahan sel terhambat atau tertunda serta

terjadinya perubahan permanen pada sel anak setelah sel induknya membelah.

Kerusakan yang terjadi dapat meluas dari skala seluler ke jaringan, organ dan

dapat pula menyebabkan kematian.

Secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas:

Berdasarkan Jenis Sel yang Terkena Paparan Radiasi

Sel dalam tubuh manusia terdiri dari sel genetik dan sel somatik. Sel

genetik adalah sel telur pada perempuan dan sel sperma pada laki-laki, sedangkan

sel somatik adalah sel-sel lainnya yang ada dalam tubuh.

Gambar 6.

Berdasarkan Jenis Sel, maka Efek Radiasi dapat dibedakan atas:

Efek Genetik (non-somatik) atau efek pewarisan adalah efek yang

dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi.

Efek Somatik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang

terpapar radiasi. Waktu yang dibutuhkan sampai terlihatnya gejala efek

somatik sangat bervariasi sehingga dapat dibedakan atas:

Efek segera adalah kerusakan yang secara klinik sudah dapat

teramati pada individu dalam waktu singkat setelah individu

tersebut terpapar radiasi, seperti epilasi (rontoknya rambut),

eritema (memerahnya kulit), luka bakar dan penurunan jumlah sel

darah. Kerusakan tersebut terlihat dalam waktu hari sampai

mingguan pasca iradiasi.

Efek tertunda merupakan efek radiasi yang baru timbul setelah

waktu yang lama (bulanan/tahunan) setelah terpapar radiasi, seperti

katarak dan kanker.

Berdasarkan Dosis Radiasi

Bila ditinjau dari dosis radiasi (untuk kepentingan proteksi radiasi), efek

radiasi dibedakan atas:

Efek Stokastik

Efek stokastik adalah efek penyebab. Merupakan fungsi dosis

radiasi dan diperkirakan tidak mengenal dosis ambang. Efek ini

terjadi sebagai akibat paparan radiasi dengan dosis yang

menyebabkan terjadinya perubahan pada sel. Ciri-ciri efek

stokastik:

o Tidak mengenal dosis ambang

o Timbul setelah melalui masa tenang yang lama

o Keparahannya tidak bergantung pada dosis radiasi

o Tidak ada penyembuhan spontan

o Efek ini meliputi: kanker, leukemia (efek somatik), dan

penyakit keturunan (efek genetik).

Efek Deterministik (non-stokastik)

Efek Deterministik adalah efek yang kualitas keparahannya

bervariasi menurut dosis dan hanya timbul bila dosis ambang

dilampaui. Efek ini terjadi karena adanya proses kematian sel

akibat paparan radiasi yang mengubah fungsi jaringan yang terkena

radiasi.

Adapun ciri-ciri efek non-stokastik, antara lain:

o Mempunyai dosis ambang

o Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi

o Adanya penyembuhan spontan (tergantung keparahan)

o Tingkat keparahan tergantung terhadap dosis radiasi

o Efek ini meliputi : luka bakar, sterilitas / kemandulan,

katarak (efek somatik).

Pengaruh Radiasi Terhadap Organ Tubuh Manusia :

1.       Organ Kulit

Efek deterministik pada kulit bergantung pada besarnya dosis. Paparan

radiasi  sekitar  2-3  Gy  dapat  menimbulkan  efek  kemerahan  (eritema). Pada

kulit saat dosis sekitar 3– 8 Gy menyebabkan terjadinya kerontokan rambut

(epilasi) dan pengelupasan kulit (deskuamasi kering) dalam waktu 3– 6 minggu

setelah paparan radiasi.

Pada dosis yang lebih tinggi, sekitar 12– 20 Gy, akan mengakibatkan

terjadinya pengelupasan kulit disertai dengan pelepuhan dan bernanah (blister)

serta peradangan akibat infeksi pada lapisan dalam kulit (dermis) sekitar 4– 6

minggu kemudian. Kematian jaringan (nekrosis) timbul dalam waktu 10 minggu

setelah paparan radiasi dengan dosis lebih besar dari 20 Gy, sebagai akibat dari

kerusakan yang parah pada kulit dan pembuluh darah. Bila dosis yang di terima

mencapai 50 Gy, nekrosis akan terjadi dalam waktu yang lebih singkat yaitu

sekitar 3 minggu.

Efek stokastik pada kulit adalah kanker kulit. Keadaan ini, berdasarkan

studi epidemiologi, banyak dijumpai pada para penambang uranium yang

menderita kanker kulit di daerah muka akibat paparan radiasi dari debu uranium

yang menempel pada muka.

2.       Mata

Mata terkena paparan radiasi baik akibat dari radiasi lokal (akut atau

protraksi) maupun paparan radiasi seluruh tubuh. Lensa mata adalah struktur mata

yang paling sensitif terhadap radiasi. Kerusakan pada lensa diawali dengan

terbentuknya titik-titik kekeruhan atau hilangnya sifat transparansi sel serabut

lensa yang mulai dapat dideteksi setelah paparan radiasi sekitar 0,5 Gy. Kerusakan

ini bersifat akumulatif dan dapat berkembang sampai terjadi kebutaan akibat

katarak. Tidak seperti efek deterministik pada umumnya, katarak tidak akan

terjadi beberapa saat setelah paparan, tetapi setelah masa laten berkisar dari 6

bulan sampai 35 tahun, dengan rerata sekitar 3 tahun

     

3. Paru

Paru dapat terkena paparan radiasi eksterna dan interna. Efek

deterministik berupa pneumonitis biasanya mulai timbul setelah beberapa minggu

atau bulan. Efek utama adalah pneumonitis interstisial yang dapat diikuti dengan

terjadinya fibrosis sebagai akibat dari rusaknya sel sistim vaskularisasi kapiler dan

jaringan ikat yang dapat berakhir dengan kematian. Kerusakan sel yang

mengakibatkan terjadinya peradangan akut paru ini biasanya terjadi pada dosis

5 – 15 Gy.

Perkembangan tingkat kerusakan sangat bergantung pada volume paru

yang terkena radiasi dan laju dosis. Hal ini juga dapat terjadi setelah inhalasi

partikel radioaktif dengan aktivitas tinggi dan waktu paro pendek. Setelah

inhalasi, distribusi dosis dapat terjadi dalam periode waktu yang lebih singkat atau

lebih lama, antara lain bergantung pada ukuran partikel dan bentuk kimiawinya.

Efek stokastik berupa kanker paru. Keadaan ini banyak dijumpai pada para

penambang uranium. Selama melakukan aktivitasnya, para pekerja menginhalasi

gas Radon-222 sebagai hasil luruh dari uranium.

4.       Organ reproduksi

Efek deterministik pada organ reproduksi atau gonad adalah sterilitas atau

kemandulan. Paparan radiasi pada testis akan mengganggu proses pembentukan

sel sperma yang akhirnya akan mempengaruhi jumlah sel sperma yang akan

dihasilkan. Proses pembentukan sel sperma diawali dengan pembelahan sel

stem/induk dalam testis. Sel stem akan membelah dan berdiferensiasi sambil

bermigrasi sehingga sel yang terbentuk siap untuk dikeluarkan. Dengan demikian

terdapat sejumlah sel sperma dengan tingkat kematangan yang berbeda, yang

berarti mempunyai tingkat radio sensitivitas yang berbeda pula. Dosis radiasi 0,15

Gy merupakan dosis ambang sterilitas sementara karena sudah mengakibatkan

terjadinya penurunan jumlah sel sperma selama beberapa minggu. Dosis radiasi

sampai 1 Gy menyebabkan kemandulan selama beberapa bulan dan dosis 1– 3Gy

kondisi steril berlangsung selama 1– 2 tahun. Menurut ICRP 60, dosis ambang

sterilitas permanen adalah 3,5– 6 Gy.

Pengaruh radiasi pada sel telur sangat bergantung pada usia. Semakin tua

usia, semakin sensitif terhadap radiasi. Selain sterilitas, radiasi dapat

menyebabkan menopouse dini sebagai akibat dari gangguan hormonal system

reproduksi. Dosis terendah yang diketahui dapat menyebabkan sterilitas sementara

adalah 0,65 Gy. Dosis ambang sterilitas menurut ICRP 60 adalah 2,5– 6 Gy. Pada

usia yang lebih muda (20-an), sterilitas permanen terjadi pada dosisyang lebih

tinggi yaitu 12–  15 Gy, tetapi pada usia 40-an dibutuhkan dosis 5– 7Gy.

Efek stokastik pada sel germinal lebih dikenal dengan efek pewarisan yang

terjadi karena mutasi pada gen atau kromosom sel pembawa keturunan (sel

sperma dan sel telur). Perubahan kode genetik yang terjadi akibat paparan radiasi

akan diwariskan pada keturunan individu terpajan. Penelitian pada hewan dan

tumbuhan menunjukkan bahwa efek yang terjadi bervariasi dari ringan hingga

kehilangan fungsi atau kelainan anatomik yang parah bahkan kematian premature.

5.       Sistem Pembentukan Darah

Sumsum tulang sebagai tempat pembentukan sel darah, adalah organ

sasaran paparan radiasi dosis tinggi akan mengakibatkan kematian dalam waktu

beberapa minggu. Hal ini disebabkan karena terjadinya penurunan secara tajam

sel sistem/induk pada sumsum tulang. Dosis radiasi seluruh tubuh sekitar 0,5 Gy

sudah dapat menyebabkan penekanan proses pembentukan sel-sel darah

sehingga jumlah sel darah akan menurun.

Komponen sel darah terdiri dari sel darah merah (eritrosit), sel darah putih

(lekosit) dan sel keping darah (trombosit). Sel leukosit dapat dibedakan atas sel

limfosit dan netrofil. Radio sensitivitas dari berbagai jenis sel darah inibervariasi,

sel yang paling sensitif adalah sel limfosit dan sel yang paling resisten adalah sel

eritrosit.

Jumlah sel limfosit menurun dalam waktu beberapa jam pasca paparan

radiasi, sedangkan jumlah granulosit dan trombosit juga menurun tetapi dalam

waktu yang lebih lama, beberapa hari atau minggu. Sementara penurunan jumlah

eritrosit terjadi lebih lambat, beberapa minggu kemudian. Penurunan jumlah sel

limfosit absolut/total dapat digunakan untuk memperkirakan tingkat keparahan

yang mungkin diderita seseorang akibat paparan radiasi akut. Pada dosis yang

lebih tinggi, individu terpapar umumnya mengalami kematian sebagai akibat dari

infeksi karena terjadinya penurunan jumlah sel lekosit (limfosit dan granulosit)

atau dari pendarahan yang tidak dapat dihentikan karena menurunnya jumlah

trombosit dalam darah.

Efek stokastik pada sumsum tulang adalah leukemia dan kanker sel darah

merah. Berdasarkan pengamatan pada para korban bom atom di Hiroshima dan

Nagasaki, leukemia merupakan efek stokastik tertunda pertama yang terjadi

setelah paparan radiasi seluruh tubuh dengan masa laten sekitar 2 tahun dan

puncaknya setalah setelah 6– 7 tahun.

6.       Sistem Pencernaan

Bagian dari sistim ini yang paling sensitif terhadap radiasi adalah usus

halus. Kerusakan pada saluran pencernaan makanan memberikan gejala mual,

muntah, diare, gangguan sistem pencernaan dan penyerapan makanan. Dosis

radiasi yang tinggi dapat mengakibatkan kematian karena dehidrasi akibat

muntah dan diare yang parah. Efek stokastik yang timbul berupa kanker pada

epitel saluran pencernaan.

7.       Janin

Efek paparan radiasi pada janin dalam kandungan sangat bergantung pada

kehamilan pada saat terpapar radiasi. Dosis ambang yang dapat menimbulkan efek

pada janin adalah 0,05 Gy. Perkembangan janin dalam kandungan dapat dibagi

atas 3 tahap. Tahap pertama yaitu preimplantasi dan implantasi yang dimulai dari

proses pembuahan sampai menempelnya zigot pada dinding rahim yang terjadi

sampai umur kehamilan 2 minggu. Pengaruh radiasi pada tahap ini menyebabkan

kematian janin.

Tahap kedua adalah organo genesis pada masa kehamilan 2–7 minggu.

Efek yang mungkin timbul berupa malformasi tubuh dan kematian neonatal.

Tahap ketiga adalah tahap fetus pada usia kehamilan 8– 40minggu dengan

pengaruh radiasi berupa retardasi pertumbuhan dan retardasimental. Janin juga

berisiko terhadap efek stokastik dan yang paling besar adalah risiko terjadinya

leukemia pada masa anak-anak.

Kemunduran mental diduga terjadi karena salah sambung sel-sel syaraf di

otak yang menyebabkan penurunan nilai IQ. Dosis ambang diperkirakan sekitar

0,1 Gy untuk usia kehamilan 8 - 15 minggu dan sekitar 0,4 - 0,6 Gy untuk usia

kehamilan16 - 25 minggu. Pekerja wanita yang hamil tetap dapat bekerja selama

dosis radiasi yang mungkin diterimanya harus selalu dikontrol secara ketat.

Komisi merekomendasikan pembatasan dosis radiasi yang diterima permukaan

perut wanita hamil tidak lebih dari 1 mSv.

Efek stokastik berupa kanker tiroid. Hal ini banyak terjadi sebagai akibat

paparan radiasi tindakan radioterapi (sampai 5 Gy) pada kelenjar timus bayi yang

menderita pembesaran kelenjar timus akibat infeksi. Paparan radiasi pada kelenjar

timus yang berada tepat di bawah kelenjar tiroid ini menyebabkan kelenjar tiroid

juga terirradiasi walaupun dengan dosis yang lebih rendah. Hal ini mengakibatkan

individu tersebut menderita kanker tiroid setelah dewasa.

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

1. Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk

panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber

radiasi.

2. Radiasi terdapat beberapa jenis dengan tinjauan yang berbeda.

– Ditinjau dari massanya, radiasi dibagi menjadi radiasi

elektromagnetik (radiasi yang tidak memiliki massa)dan radiasi

partikel (partikel yang memiliki massa).

– Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi dibagi menjadi radiasi

pengion (radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak sesuatu, akan

muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion) dan radiasi non-

pengion (radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi).

3. Radiasi terjadi karena adanya energi yang memancar akibat ionisasi dan

eksitasi elektron. Radiasi memberikan efek jangka panjang pada tubuh

manusia dan dalam mengetahui keberadaan radiasi itu memerlukan detektor.

Secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas:

Berdasarkan Jenis Sel yang Terkena Paparan Radiasisel genetik

dan sel somatik.

Berdasarkan Dosis Radiasi efek stokastik dan efek

deterministik.

Pengaruh radiasi terhadap organ tubuh manusia meliputi :

Organ Kulit

Mata

Paru

Organ reproduksi

Sistem pencernaan

Sistem pembentukan darah

Janin

DAFTAR PUSTAKA

Alan martin & Samuael A Habirsonm. 1986. Radiation Protection ,Third Edition.

New York NY 100.

Alatas, Zubaidah dan Yanti Lusiyanti. 2001. Efek kesehatan radiasi non pengion

pada manusia. Jakarta: Pusat Keselamatan Radiasi dan Biomedika

Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasional.

Amsyari, Fuad. 1989. Radiasi Dosis Rendah dan Pengaruhnya Terhadap

Kesehatan.  Surabaya: Airlangga University Press.

Arief, Latar Muhamad. 2012. Pengendalian Bahaya Radiasi Elektromagnitik di

tempat Kerja. Jakarta : Universitas Esa Unggul.

Cember, Herman. 1988. Pengantar Fisika Kesehatan. Semarang: IKIP Semarang

Press.

Swamardika, Alit, I.B. 2009. Pengaruh Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Terhadap Kesehatan Manusia. Bali: Universitas Udayana.