NAMA: RAHMAWATI

NIM: G1B011026

PEMANFAATAN SINAR GAMMA DALAM BIDANG KESEHATAN

Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walaupun tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitudo, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik banyak ditemukan dalam berbagai jenis dengan panjang gelombang atau frekuensi berbeda, tetapi memiliki sifat-sifat yang sama. Penguraian gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya inilah yang disebut spektrum gelombang elektromagnetik.

Gelombang radioGelombang mikroSinar inframerahCahaya tampakSinar ultravioletSinar xSinar gamma

Sejarah Penemuan Radiasi Gamma

Dimulai dari penemuan yang dilakukkan oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel, dan pasangan suami istri, Pierre Curie-Marie Curie pada akhir tahun 1890-an. Mereka melakukan eksperimen dengan menggunakan bahan-bahan aktif seperti, uranium, polonium, dan radium, yang mengarah pada penemuan pertama sinar radioaktivitas dengan tingkat energi yang sangat tinggi.

Sebelumnya, jenis radiasi yang dikenal saat itu adalah radiasi alpha dan beta, sehingga penemuan mereka merupakan jenis radiasi baru yang menambah koleksi radiasi yang berhasil diketahui. Radiasi itu selanjutnya dinamakan radiasi gamma yang tersusun dari partikel foton berenergi tinggi

Sinar Gamma

Sinar gamma ditemukan dari radiasi inti atom tidak stabil yang merupakan pancaran zat radioaktif. Sinar gamma juga dihasilkan seperti sinar X, yaitu berasal dari tumbukan elektron dengan atom berat, seperti timbal (Pb). Dalam spektrumnya, sinar gamma menempati tingkatan dengan frekuensi terbesar, yaitu 1020 Hz 1025 Hz. Sifat yang dimiliki sinar gamma adalah energi yang besar sehingga daya tembusnya sangat kuat.

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 sinar 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.

Sifat-sifat Sinar Gamma

Tidak memiliki massa.Memiliki daya tembus sangat kuat ( dapat menembus lempeng timbel setebal 20 cm).Daya ionisasinya paling lemah.Tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.Frekuensinya 1020 hz sampai dengan 1025 hz.Banyak dimanfaatkan pada bidang industri.

Ada tiga proses utama yang dapat terjadi apabila radiasi gamma melewati bahan. Ketiga proses tersebut melepaskan elektron yang selanjutnya dapat mengionisasi atom-atom lain dalam bahan.

Untuk mengetahui secara mendalam tentang sinar gamma tentu perlu diketahui macam interaksi yang terjadi pada sinar gamma terhadap materi yakni:

Efek FotolistrikEfek ComptonProduksi pasangan

Efek fotolistrik adalah peristiwa diserapnya energi foton seluruhnya oleh elektron yang terikat kuat oleh suatu atom sehingga elektron tersebut terlepas dari ikatan atom. Elektron yang terlepas dinamakan fotoelektron.efek foto listrik terutama terjadi antara 0,01 MeV hingga 0,5 MeV. Efek fotolistrik ini umumnya banyak terjadi pada materi dengan Z yang besar, seperti tembaga (Z = 29). Energi foton yang datang sebagian besar berpindah ke elektron fotolistrik dalam bentuk energi kinetik elektron dan sebagian lagi digunakan untuk melawan energi ikat elektron (W0). Efek compton adalah efek yang terjadi apabila sinar gamma (dalam hal ini) mengenai elektron bebas atau elektron terluar dari suatu atom yang dianggap daya ikatnya sangatlah kecil sehingga sama dengan elektron bebas. Apabila sinar gamma memancar ke elektron bebas ini maka akan terjadi hamburan, yang disebut hamburan compton. Produksi pasangan terjadi karena interaksi antara foton dengan medan listrik dalam inti atom berat. Jika interaksi itu terjadi, maka foton akan lenyap dan sebagai gantinya akan timbul sepasang elektron-positron.

Aplikasi Sinar Gamma dalam Bidang Kesehatan

Sinar gamma dapat memberikan dampak yang sungguh luar biasa bagi kesehatan, seperti:

Dapat menyebabkan kanker, misalnya kanker kulit dan tulangRusaknya jaringan sel tubuhMutasi genetik sehingga mempengaruhi generasi yang akan lahir

Aplikasi sinar gamma dalam bidang kesehatan adalah untuk mengobati pasien yang menderita penyakit kanker atau tumor. Sumber radiasi yang sering digunakan pada pengobatan penyakit-penyakit ini adalah Cobalt-60 atau sering ditulis Co-60. Salah satu alat untuk mendeteksi sinar gamma adalah detektor Geiger Muller. Ada jenis detektor sinar gamma yang lain yaitu detektor sintilasi NaI-TI.

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, 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, dan sebagai terapi kanker.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.