Dalam
fisika,
radiasi mendeskripsikan setiap proses di mana
energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam sering menghubungkan kata radiasi
ionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada senjata nuklir, reaktor nuklir, dan zat
radioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada
radiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, cahaya
inframerah, cahaya tampak, sinar
ultra violet, dan
X-ray),
radiasi akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas. Apa yang
membuat radiasi adalah bahwa energi memancarkan (yaitu, 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. Beberapa radiasi dapat berbahaya.
Radiasi ionisasi
Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk meng
ionisasi partikel. Secara umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari cangkang
atom elektron, yang akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering mengganggu dalam sistem biologi, dan dapat menyebabkan
mutasi dan
kanker.
Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah
radioaktif peluruhan
radioaktif dan sampah.
Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford,
Alfa,
Beta, dan
sinar gamma.
radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana, Rutherford
menggunakan sumber radioaktif dan menemukan bahwa sinar menghasilkan
memukul tiga daerah yang berbeda. Salah satu dari mereka menjadi
positif, salah satu dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari
mereka yang negatif. Dengan data ini, Rutherford menyimpulkan radiasi
yang terdiri dari tiga sinar. Beliau memberi nama yang diambil dari tiga
huruf pertama dari abjad Yunani yaitu
alfa,
beta, dan
gamma.
Peluruhan Alpha adalah jenis peluruhan
radioaktif di mana inti
atom memancarkan
partikel alpha, dan dengan demikian mengubah (atau 'meluruh') menjadi
atom dengan
nomor massa 4 kurang dan
nomor atom 2 kurang.
Namun, karena
massa partikel yang tinggi sehingga memiliki sedikit energi dan jarak yang rendah,
partikel alfa dapat dihentikan dengan selembar
kertas (atau
kulit).
peluruhan beta adalah jenis peluruhan
radioaktif di mana partikel beta (
elektron atau
positron) dipancarkan.
Radiasi beta-minus (β⁻)terdiri dari sebuah elektron yang penuh energi. radiasi ini kurang ter
ionisasi daripada
alfa, tetapi lebih daripada
sinar gamma.
Elektron seringkali dapat dihentikan dengan beberapa sentimeter logam. radiasi ini terjadi ketika peluruhan
neutron menjadi
proton dalam
nukleus, melepaskan
partikel beta dan sebuah
antineutrino.
Radiasi beta plus (β+) adalah emisi
positron. Jadi, tidak seperti β⁻, peluruhan β+ tidak dapat terjadi dalam isolasi, karena memerlukan energi,
massa neutron lebih besar daripada
massa proton. peluruhan β+ hanya dapat terjadi di dalam
nukleus ketika nilai energi yang mengikat dari
nukleus induk lebih kecil dari
nukleus. Perbedaan antara energi ini masuk ke dalam reaksi konversi
proton menjadi
neutron,
positron dan
antineutrino, dan ke
energi kinetik dari
partikel-
partikel
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.
Radiasi non-ionisasi
Radiasi non-ionisasi, sebaliknya, mengacu pada jenis radiasi yang tidak membawa energi yang cukup per
foton untuk mengionisasi
atom atau
molekul.
Ini terutama mengacu pada bentuk energi yang lebih rendah dari radiasi
elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, gelombang mikro, radiasi
terahertz, cahaya
inframerah,
dan cahaya yang tampak). Dampak dari bentuk radiasi pada jaringan hidup
hanya baru-baru ini telah dipelajari. Alih-alih membentuk ion berenergi
ketika melewati materi, radiasi elektromagnetik memiliki energi yang
cukup hanya untuk mengubah rotasi, getaran atau elektronik konfigurasi
valensi molekul dan atom. Namun demikian, efek biologis yang berbeda
diamati untuk berbagai jenis radiasi non-ionisasi
Radiasi Neutron adalah jenis radiasi 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. Ia tidak mengionisasi atom dengan cara yang sama bahwa partikel
bermuatan seperti proton dan elektron tidak (menarik elektron), karena
neutron tidak memiliki muatan. Namun, neutron mudah bereaksi dengan inti
atom dari berbagai elemen, membuat isotop yang tidak stabil dan karena
itu mendorong radioaktivitas dalam materi yang sebelumnya
non-radioaktif. Proses ini dikenal sebagai aktivasi neutron.
Radiasi elektromagnetik mengambil bentuk gelombang yang menyebar
dalam udara kosong atau dalam materi. Radiasi EM memiliki komponen
medan listrik dan magnetik yang berosilasi pada fase saling tegak lurus dan ke arah propagasi energi.
Radiasi elektromagnetik diklasifikasikan ke dalam jenis menurut
frekuensi gelombang, jenis ini termasuk (dalam rangka peningkatan
frekuensi):
gelombang radio,
gelombang mikro, radiasi terahertz, radiasi
inframerah, cahaya yang terlihat, radiasi
ultraviolet,
sinar-X dan
sinar gamma. Dari jumlah tersebut,
gelombang radio memiliki
panjang gelombang terpanjang dan
sinar gamma memiliki terpendek. Sebuah jendela kecil
frekuensi, yang disebut
spektrum yang dapat dilihat atau cahaya, yang dilihat dengan mata berbagai
organisme, dengan variasi batas
spektrum sempit ini. EM radiasi membawa energi dan
momentum, yang dapat disampaikan ketika berinteraksi dengan materi.
Cahaya adalah
radiasi elektromagnetik dari
panjang gelombang yang terlihat oleh mata manusia (sekitar 400-700 nm), atau sampai 380-750 nm. Lebih luas lagi, fisikawan menganggap
cahaya sebagai
radiasi elektromagnetik dari semua
panjang gelombang, baik yang terlihat maupun tidak.
Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi panas dalam bentuk
gelombang elektromagnetik. radiasi
infra merah dari radiator rumah tangga biasa atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal, seperti
panas dan
cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya. Radiasi termal dihasilkan ketika
panas dari pergerakan
partikel bermuatan dalam
atom diubah menjadi
radiasi elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang dipancarkan dari
radiasi termal adalah distribusi probabilitas tergantung hanya pada suhu, dan untuk benda hitam asli yang diberikan oleh
hukum radiasi Planck.
hukum Wien memberikan
frekuensi paling mungkin dari radiasi yang dipancarkan, dan
hukum Stefan-Boltzmann memberikan intensitas
panas.
Penggunaan
Radiasi dan zat radioaktif digunakan untuk
diagnosis,
pengobatan, dan
penelitian.
sinar X, misalnya, melalui otot dan jaringan lunak lainnya tapi dihentikan oleh bahan padat. Properti
sinar X ini memungkinkan dokter untuk menemukan tulang rusak dan untuk menemukan
kanker yang mungkin tumbuh dalam tubuh. Dokter juga menemukan penyakit tertentu dengan menyuntikkan zat
radioaktif dan pemantauan radiasi yang dilepaskan sebagai bergerak melalui substansi tubuh.
Semua sistem
komunikasi modern menggunakan bentuk
radiasi elektromagnetik.
Variasi intensitas radiasi berupa perubahan suara, gambar, atau
informasi lain yang sedang dikirim. Misalnya, suara manusia dapat
dikirim sebagai
gelombang radio atau
gelombang mikro dengan membuat
gelombang bervariasi sesuai variasi suara.
Para peneliti menggunakan atom
radioaktif untuk menentukan umur bahan yang dulu bagian dari
organisme hidup. Usia bahan tersebut dapat diperkirakan dengan mengukur jumlah
karbon radioaktif mengandung dalam proses yang disebut penanggalan
radiokarbon.
Kalangan ilmuwan menggunakan atom radioaktif sebagai atom pelacak untuk
mengidentifikasi jalur yang dilalui oleh polutan di lingkungan.
Radiasi digunakan untuk menentukan komposisi bahan dalam proses yang
disebut analisis aktivasi neutron. Dalam proses ini, para ilmuwan
membombardir contoh zat dengan partikel yang disebut
neutron. Beberapa atom dalam sampel menyerap
neutron dan menjadi
radioaktif. Para ilmuwan dapat mengidentifikasi elemen-elemen dalam sampel dengan mempelajari radiasi yang dilepaskan.