Khamis, November 06, 2014

Radioaktiviti

PENDAHULUAN
Atom yang stabil akan mempunyai kandungan proton dan neutron yang ideal. Tetapi kebanyakan atom adalah tidak stabil kerana kandungan proton dan neutronnya yang tidak ideal. Bagi mencapai kestabilan, atom akan berubah membentuk nukleus yang baru. Proses inilah yang dikenali sebagai radioaktiviti. Semasa proses ini berlaku, nukleus atom yang tidak stabil akan mereput dan mengeluarkan radiasi elektromagnetik bagi mencapai kestabilan. Fenomena radioaktiviti ini telah ditemui pertama kalinya oleh seorang saintis dari Peranchis iaitu Antoine Bacquerel pada 1986. Justeru itulah, aktiviti radioisotop diukur dalam unit Bacquerel(Bq) sempena nama beliau.
Secara umumnya, atom-atom adalah bersifat stabil namun terdapat juga atom-atom yang tidak stabil contohnya seperti polonium, radium, aktinium dan protaktinium dan uranium. Atom yang tidak stabil ini adalah bersifat radioaktif. Begitu juga radioisotop, contohnya karbon-14, kobalt-60 dan iodin-131 merupakan unsur yang mengandungi radioaktif. Walaupun radioaktif terdiri daripada isotop tetapi bukan semua isotop adalah radioaktif kerana kebanyakannya adalah elemen biasa. Contohnya, K39 adalah mineral yang diperlukan oleh badan manakala K40 pula adalah bahan radioaktif. Kebiasaannya isotope yang bernombor atom di atas 83 adalah bersifat radioaktif. Manakala atom bernombor kurang dari 83 mempunyai isotope yang stabil kecuali teknesium dan promesium.
Terdapat empat jenis radiasi yang terhasil daripada proses radioaktiviti ini iaitu sinar alpha( , beta( , gamma  dan sinar neutron. Unsur-unsur radioaktif ini mempunyai sifat atau ciri-cirinya yang tersendiri. Gamma adalah radiasi yang sangat tinggi berbanding alfa dan beta. Ia hanya boleh dihentikan oleh kepingan plumbum sahaja. Manakala, sinar neutron biasa berlaku dalam reaktor nuklear.

CIRI-CIRI BAHAN RADIOAKTIF
Radiasi yang terhasil akibat proses radioaktiviti mempunyai ciri-ciri yang berbeza daripada pelbagai segi sehingga  membolehkannya digunakan secara luas iaitu:
(a) Bahan radioaktif mereput dengan keaktifan yang semakin berkurangan 
(b)Bahan radioaktif mengeluarkan sinaran radioaktif. 
(c) Sinaran radioaktif menembusi bahan.
(d) Sinaran radioaktif menyebabkan pengionan molekul bahan.
(e) Sinaran radioaktif menyebabkan mutasi sel.
(f) Sinaran radioaktif membunuh sel
Sebagai contoh, radioaktif mempunyai kuasa penembusan yang tinggi. Ciri ini telah dimanfaatkan dalam teknik radiografi iaitu pemotretan bahagian dalaman sesuatu benda dengan menggunakan radiasi nuclear seperti sinar-X, sinar gamma dan neutron. Hasilnya dirakam dalam filem sinar-X. Oleh itu, ujian sinar –X hanya boleh dilakukan enam bulan sekali dan tidak dibenarkan kepada wanita mengandung. Ini kerana sinar-X mampu membunuh sel dalam badan terutama yang baru terbentuk dan boleh menjejaskan struktur bayi.  
Setiap jenis radiasi memerlukan bentuk perlindungan yang tidak serupa kerana ia menunjukkan sifat dan kesan berbeza seperti berikut:
i.              Radiasi alfa
Ia tidak dapat menembusi kulit dan mampu disekat dengan hanya menggunakan sehelai kertas. Walaubagaimanapun, ia sangat sensitif dan boleh mendatangkan bahaya kepada paru-paru.
ii.            Radiasi beta
Sinar beta dapat menembusi badan manusia tetapi tidak dapat menembusi kepingan kertas aluminium.
iii.           Radiasi gamma
Merupakan radiasi yang paling kuat, dapat menembusi badan manusia. Sinar ini hanya dapat dihalang oleh beberapa meter lapisan konkrit atau plumbum dari menembusinya.
iv.           Radiasi neutron
Radiasi neutron hanya berlaku dalam reaktor nuklear sahaja dan mampu menembusi lapisan konkrit dan plumbum.
Jadual di bawah menunjukkan penerangan secara khusus ciri-ciri tiga jenis radiasi yang terhasil daripada aktiviti radioaktiviti iaitu :
CIRI-CIRI
SINAR ALFA(
SINAR BETA(
SINAR GAMMA .
Kuasa Penembusan
Sangat rendah dan tidak boleh menembusi kertas
Boleh dihentikan dengan kepingan aluminium
Sangat tinggi. Hanya boleh dihalang oleh kepingan plumbum
Cas Elektrik
Positif

Negative
Tiada cas
Jenis Zarah
Helium

Electron
Electromagnet
Kelajuan
Rendah, hampir 10% laju cahaya
Laju daripada alfa, hampir 90% laju cahaya

Laju daripada alfa dan beta, sama dengan  laju cahaya
Jisim
Besar
Sangat kecil

Tiada jisim
Kuasa Pengionan
Menghasilkan banyak ion udara (paling tinggi)
Bilangan ion yang terhasil kurang daripada zarah alfa(sederhana)

Bilangan ion kurang daripada zarah alfa dan beta(paling lemah)
Bilangan ion per mm dalam udara
105
102
1

KEGUNAAN UNSUR RADIOAKTIF
Unsur-unsur radioaktif  walaupun berisiko jika tidak dikendalikan dengan betul namun mempunyai banyak kegunaan yang berlainan terutamanya dalam bidang-bidang seperti perubatan, pertanian, dan perindustrian. Bidang perubatan telah dikenalpasti paling banyak memanfaatkan radiasi hasil proses radioaktiviti  terutamanya sinar alfa( , beta(  dan gamma .
a.    Dalam Bidang Perubatan
i.              Sinar gamma dari kobalt-60 digunakan untuk membunuh sel-sel barah dalam rawatan radioterapi. Ia juga digunakan untuk membunuh kuman dalam proses pensterilan alat perubatan seperti termometer, jarum dan picagari suntikan, alat pembedahan dan sebagainya.
ii.             Radioisotop natrium-24 disuntik ke dalam salur darah pesakit untuk mengesan kedudukan di mana salur darah disumbat oleh pembekuan darah.
iii.    Radioisotop fosforus-32 disuntik ke dalam darah pesakit untuk menentukan kedudukan tumor otak.
iv.           Radioisotop iodin-131 digunakan untuk menentukan aktiviti kelenjar tiroid.
v.            Radioisotop ferum-59 digunakan sebagai unsur penyurih peredaran besi dalam darah.
vi.           Teknetium-99m (m bermaksud metastabil) merupakan satu penyurih yang sesuai digunakan di dalam badan manusia kerana :-
(a)  memancarkan sinar gamma sahaja. Sinar gamma boleh dikesan dari luar badan dan tidak menyebabkan banyak pengionan semasa melalui tisu badan, dan
(b)  mempunyai setengah hayat yang pendek (6 jam). Selepas 1 hari, keaktifannya tinggal  1/16 daripada nilai asalnya sahaja.
b.    Dalam Bidang Pertanian
i.              Mengesan kadar dan kuantiti penyerapan baja oleh tumbuhan (fosforus 32) dengan mencampurkan fosfat yang radioaktif tersebut ke dalam baja. Selepas suatu masa, tumbuhan itu diuji dengan pembilang Geiger-Muller.
ii.            Sinar gamma  digunakan untuk merangsang mutasi dalam haiwan dan tumbuhan bagi menghasilkan tanaman yang lebih cepat matang, tahan penyakit dan lain-lain. Mutasi berlaku di mana serangga itu boleh menjadi  mandul dan tidak dapat membiak.
c.    Perindustrian
i.              Mengesan kebocoran paip iaitu dengan menambahkan natrium-24 ke dalam paip bawah tanah.
ii.             Mengawal ketebalan kertas, plastik, kepingan besi atau pakaian secara automatik.
d.    Pengawetan Makanan dan lain-lain.
i.              Digunakan untuk membunuh bakteria, kulat dan serangga selepas proses pembungkusan.
ii.             Karbon-14 digunakan untuk menentukan artifak purba seperti umur rangka seekor dinasor.
Bahan seperti jangka suhu, bateri, minyak berplumbum, tali pinggang dan bahan kosmetik seperti krim muka merupakan bahan kegunaan seharian yang mempunyai unsur radioaktif.  Ada juga bahan radioaktif yang digunakan sebagai bahan perubahan. Contohnya radium digunakan untuk merawat kanser yang pejal (radiasi radium secara kerap mampu memusnahkan tisu tumor dalam badan pesakit). Fungsi asasnya sebagai pemusnah sel dimanfaatkan dan digunakan untuk kebaikan dan kemajuan manusia. 
Namun, pendedahan kepada bahan radioaktif untuk jangka masa yang panjang boleh memberi kesan maut terhadap pengguna. Begitu juga dengan sinar-X yang perlu kita jalani semasa membuat pemeriksaan kesihatan. Sinar-x adalah sinar gamma yang menunjukkan kesan lebih ketara berbanding sinaran lainnya.

KESIMPULAN
Bahan radioaktif memberi banyak manfaat kepada manusia. Ia digunakan sebagai sumber radiasi atau sumber tenaga khususnya dalam bidang perubatan. Namun, ia juga dapat membahayakan kehidupan makhluk hidup jika tidak digunakan dengan betul atau menggunakannya dalam tempoh yang lama. Apabila radiasi yang dipancarkan berlebihan akan mengakibatkan racun bagi tubuh, mengganggu pekerjaan sel dan dapat mematikan sel terutamanya jaringan sel yang paling peka terhadap radiasi seperti  mata, alat kelamin dan sumsum tulang belakang.
Selain itu, penggunaan tenaga nuklear juga menghasilkan radiasi yang akan menyebabkan kekebalan berkurang dan menimbulkan pembelahan sel darah putih, sehingga penambahan sel darah putih menjadi banyak sekali dalam badan manusia. Situasi ini  telah diderita oleh penduduk Nagasaki dan Hiroshima, Jepun akibat ledakan bom  atom pada perang dunia ke-2.












RUJUKAN
Lee Cheng Qi dan Lee Beng Hin, Whizz Thru Fizik SPM (2012), Oxford Fajar Sdn. Bhd., Shah Alam, Selangor.

http://www.ripiu.info/artikel/baca/kegunaan-dan-manfaat-radioaktif#.VD31AfnF_aF

Tiada ulasan:

Catat Ulasan

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...