FISIKA ATOM & RADIASIZAT RADIO AKTIF

Referensi1. Cameron, JR: Medical Physics2. Gabriel, JF: Fisika Kedokteran3. Herman Cember: Pengantar Fisika Kesehatan4. Sutton, D: Buku Ajar Radiologi untuk Mahasiswa Kedokteran5. Tamat, SR: Perkembangan Radiofarmaka untuk Diagnosa & Therapi

FISIKA ATOM DAN RADIASI

1. M.A. JJ THOMSON (1910) - Bola & - Muatan tersebar merata - Gagal menerangkan fakta fakta peristiwa hamburan

+-MODEL ATOM

2. M.A. Rutheford 1911) -Atom tdd: titik masif + yang terpusat = inti (nuclear) -Inti dikelilingi oleh suatu masa yang bermuatan dengan jarak tertentu elektron

e-

3. M.A.Neils Bohr (1913) ~ M.A Rutherford ~ tata surya1 e- dalam gerakannya mengelilingi inti jika memperoleh momentum sudut sebesar : L = n . h/2 . h = k. Planck = 6,626. 10-23 J. dtk2. e- bergerak dalam lintasan stasioner / tetap pada orbitnya tanpa menyerap /memancarkan EE. yang diserap / dipancarkan berupa gelombang elektromagnetik

e- + e-

RADIO AKTIVITAS Yaitu : Transformasi inti yang terjadi secara spontan unsur unsur baru diikuti perstiwa emisi partikel ( , , possitron ) atau penangkapan e- orbital

- Emisi partikel / g.e.m akan menimbulkan apa yang disebut Radiasi

MEKANISME RADIASI 1. Desintegrasi / Tranformasi inti 210 084 20682 + 4 He 2 + E

Pada reaksi inti berlaku Hukum kekekalan massa, muatan .

2.Fusi / Penggabungan inti Penggabungan dua inti menjadi satu inti yang lebih berat disertai pelepasan E & pengurangan massa inti yang bergabung - Misal : 1H1 + 1H1 2H1 + 1 p + E 2H1 + 2H14H2 + E

3.Perubahan lintasan Elektron - Terjadi krn serapan E luar e berpindah tempat , kmd E dilepaskan kembali sebagai radiasi g.e.mR1 R2 R3R 1 R 2

4. Getaran inti

Getaran intiPrinsip kerja dari sinar X Mekanisme terjadinya sinar X

Sinar X + - KeA

1. Potensial pada filamam K atom K melepaskan e- sinar katoda2. Sinar katoda dipercepat dengan potensial antara Katoda dengan Anoda. e- percepatan ini dihalangi atom target kestabilan atom target terganggu mengalami getaaran inti.3. Akibat getaran inti dilepaskan E berupa g.e.m disebut Sinar X4. Tumbukan e- dengan atom target ,perubahan E cahaya panas (+ 90 %)

Ada beberapa kemungkinan e- menumbuk atom target : 1. COLLISIONAL RADIATION e- langsung mengenai inti atom target dan seluruh E e- berubah semuanya, sinar X dg E cukup besar.

2.COLLISIONAL LOSSES e- Katoda menumbuk e- atom target yang terluar e- terlempar keluar.e- yang terlempar mengalami :a . Menumbuk inti atom target collisional radiation .E tidak sekuat E. Collisional Radiation yang ditimbulkan e- Katoda. b. e- terlempar menumbuk lagi atom target yang terluar Collisional Losses.e- yang tidak mengenai inti atom dan tidak menimbulkan radiasi disebut BACK SCATTERED ELEKTRON.

SUMBER RADIASI

Alam Buatan Perombakan Inti Partikel Sinar Positron & Neutron

Sinar X

INTERAKSI RADIASI DENGAN OBJEK * * Interaksi dan daya tembus materi tergantung pada :Tipe energi radiasi Sifat medium / materi objek

* A kibat interaaksi radiasi : Aktivasi dan ionisasi objek * Energi yang dipindahkan terakhir dihamburkan sebagai panas.

MEKANISME INTERAKSI 1. EFEK COMPTON +-Foto elektron

Energi Foton--Scattered ratiation

-Tumbukan lenting sempurna antara foton dengan e-

- Jika E foton > E ikat e- bebas ( 200 1000 k e,v) -

_ Sbgn E foton diberikan pada e- yang ditabrak , sbgn lagi dipancarkan sebagai foton dengan E yang < disebut Scattered radiation

e- yang terhambur medium bagi E foton memindahkan diri pada objek

2. EFEK FOTO ELEKTRIK Bila suatu foton menumbuk e- yang terikat kuat E. Ikat inti < foton ( 50 K e v)

Seluruh E foton diberikan pada e- objek

e- yang dikenai disebut Foto Elektron penyebab terjadi ionisasi

-Penyerapan foto elektrik cocok bagi atom yang bernomor atom tinggi

+---Energi FotonFoto elektron

3.PEMBENTUKAN PASANGAN -++--Energi Foton>1,02 mev

0, 51 mev Sinar gama

0, 51 mev Sinar gama

Positron Elektron

Sinar foton mempunyai E > 1, 02 mev mendekati inti objek foton menghilang dan E muncul sebagai positron dan negatron dengan E masing-masing E. Awal (0,51 mev)

-Proses terjadinya positron dan negatron (mjd 2 sinar ) yang arahnya saling berlawanan disebut ANNIHILASI

FOTO DESINTEGRASI Suatu foton diserap inti objek memancarkan netron

E foton harus melebihi E ikat inti

Jika E foton > pancaran partikel bermuatan dari inti objek

COHEREN SCATTERING - Jika foton melewati / mendekati e- terluar (outer e-) e- bergetar dan perubahan radius orbit - u/ kembali kesemula dipancarkan foton yang E = E . foton semula

PROTEKSI RADIASIGunanya :Menghindari efek yang merugikan thdp m.h tu. ManusiaBatas dosis yang diizinkan (MPD) ditetapkan oleh ICRPNilai MPD ditetapkan dlm satuan REMMPD masyarakat umum berbeda dengan pekerja radiasiBatas MPD Masy umum =1/10 pekerja radiasi

Proteksi Radiasi(Asal Sumber Radiasi)Sumber Radiasi Eksternal Berupa: Sinar x, cemaran lingkungan , kebocoran pusat tenaga radiasi

PROTEKSI RADIASI INTERNALBhn yang dimasukan dgn sengaja ke dlm tubuh Mis : Therapi dgn radiofarmaka D/ dengan radio isotop Penghisapan tdk sengaja radioisotop

EFEK BIOLOGIK RADIASIDidasarkan pd nilai kuantitatif dosis radiasi terhadap respon tubuhTgkt kerusakan organ, jaringan, sel atau molekulHrs ada batas aman bagi lingkungan dari radiasi

A. KARAKTERISTIK DOSIS - RESPONIndek LD 50Biasanya dinyatakan dgn LD 50/n n = hari keberapa hewan coba 50 % ex : LD 50/35 = 20 Rad

B. Mekanisme Efek Biologik RadiasiLangsung : Mendisosiasi molekul setelah terjadi peristiwa ionisasi & aktivasi Penyinaran yang berlebihanTidak langsung :Efek muncul beberapa waktu terexposure radiasiMekanisme pembentukan radikal bebas molekul H2O ( H & OH ) & molekul H2O2(peroksida)

C. Sifat Efek Biologik RadiasiAkut Kronik1. EFEK RADIASI AKUT Sindroma hemopoetik (sinar - 2 Grey) Gejala gastrointestinal (sinar - 10 Grey)Gejala SSP (sinar - 20 Grey)Gejala lain: * Kemandulan pd pria (300m Grey) * Kemandulan pd ovarium ( 3 Grey) * Eritema (77 m (ci/kg) * Pelepuhan & pigmentasi oleh sinar x 300R

Efek KronikLeukemia (10-50 m Grey) sinar pd janinKanker tulang Radioisotop pencari tulang . Mis : Ba, Ca,Sr dllKanker paru penghisapan Sr-90 (0,001 m.Ci/ml) selama 100 hariEfek genetika Perubahan molekuler gen & ekspresi somatis pd molekuler pd awal

Ex. Pekerja Labor