http://dikti.org/?q=node/34

RADIOAKTIVITAS

Atom merupakan bagian terkecil suatu elemen yang mengambil bagian dalam

suatu reaksi kimia dan fisika

MODEL ATOM 1

J.J. Thomson

Atom bagaikan sebuah bola yg mengandung muatan positif tersebar merata di seluruh volume bola. Elektron yg bermuatan negatif berkeliaran di dalam bola yg bermuatan positif.

MODEL ATOM 2

Ernest Rutherford

Struktur atom bagian luar dibatasi oleh elektron sedangkan bagian tengah terdapat inti bermuatan positif.

MODEL ATOM 3

Neils Bohr

Sama seperti yang dilukiskan oleh Rutherford, hanya saja berbeda dalam hal gerakan dan lintasan elektron.

Neils Bohr mengatakan bahwa :

1. Elektron dalam gerakannya mengelilingi inti hanya mungkin apabila memiliki momentum sudut sebesar :

nhh

nL 2

n = bilangan kuantum dasar : 1, 2, 3, 4, dst.h = konstanta Plank 6,626 x 10-34 J.dt

2. Elektron bergerak dalam lintasan stasioner tanpa memancarkan energi.

3. Elektron dapat berpindah lintasan sambil memancarkan atau menyerap energi berupa gelombang elektromagnetik sebesar : ΔE = h.fΔE = perbedaan energi antara kedua lintasanf = frekuensi gelombang elektromagnetik yg dipancarkan / diserap

SUSUNAN INTI ATOM

XAZ

1

H

2

He

3

Li

4

Be

5

B

6

C

7

N

8

O

9

F

10

Ne

11

Na

12

Mg

13

Al

14

Si

15

P

16

S

17

Cl

18

Ar

19

K

20

Ca

21

Sc

22

Ti

23

V

24

Cr

25

Mn

26

Fe

27

Co

28

Ni

29

Cu

30

Zn

31

Ga

32

Ge

33

As

34

Se

35

Br

36

Kr

37

Rb

38

Sr

39

Y

40

Zr

41

Nb

42

Mo

43

Tc

44

Ru

45

Rh

46

Pd

47

Ag

48

Cd

49

In

50

Sn

51

Sb

52

Te

53

I

54

Xe

55

Cs

56

Ba

57

La

72

Hf

73

Ta

74

W

75

Re

76

Os

77

Ir

78

Pt

79

Au

80

Hg

81

Ti

82

Pb

83

Bi

84

Po

85

At

86

Rn

87

Fr

88

Ra

89

Ac

58

Ce

59

Pr

60

Nd

61

Pm

62

Sm

63

Eu

64

Gd

65

Tb

66

Dy

67

Ho

68

Er

69

Tm

70

Yb

71

Lu

90

Th

91

Pa

92

U

93

Np

94

Pu

95

Am

96Cm

97

Bk

98

Cf

99

Es

100

Fm

101

Md

102

No

103

Lw

1

H

2

He

3

Li

4

Be

5

B

6

C

7

N

8

O

9

F

10

Ne

11

Na

12

Mg

13

Al

14

Si

15

P

16

S

17

Cl

18

Ar

19

K

20

Ca

21

Sc

22

Ti

23

V

24

Cr

25

Mn

26

Fe

27

Co

28

Ni

29

Cu

30

Zn

31

Ga

32

Ge

33

As

34

Se

35

Br

36

Kr

37

Rb

38

Sr

39

Y

40

Zr

41

Nb

42

Mo

43

Tc

44

Ru

45

Rh

46

Pd

47

Ag

48

Cd

49

In

50

Sn

51

Sb

52

Te

53

I

54

Xe

55

Cs

56

Ba

57

La

72

Hf

73

Ta

74

W

75

Re

76

Os

77

Ir

78

Pt

79

Au

80

Hg

81

Ti

82

Pb

83

Bi

84

Po

85

At

86

Rn

87

Fr

88

Ra

89

Ac

58

Ce

59

Pr

60

Nd

61

Pm

62

Sm

63

Eu

64

Gd

65

Tb

66

Dy

67

Ho

68

Er

69

Tm

70

Yb

71

Lu

90

Th

91

Pa

92

U

93

Np

94

Pu

95

Am

96Cm

97

Bk

98

Cf

99

Es

100

Fm

101

Md

102

No

103

Lw

Jari-jari atom menurun

Jari-jari atom bertambah

1

H

2

He

3

Li

4

Be

5

B

6

C

7

N

8

O

9

F

10

Ne

11

Na

12

Mg

13

Al

14

Si

15

P

16

S

17

Cl

18

Ar

19

K

20

Ca

21

Sc

22

Ti

23

V

24

Cr

25

Mn

26

Fe

27

Co

28

Ni

29

Cu

30

Zn

31

Ga

32

Ge

33

As

34

Se

35

Br

36

Kr

37

Rb

38

Sr

39

Y

40

Zr

41

Nb

42

Mo

43

Tc

44

Ru

45

Rh

46

Pd

47

Ag

48

Cd

49

In

50

Sn

51

Sb

52

Te

53

I

54

Xe

55

Cs

56

Ba

57

La

72

Hf

73

Ta

74

W

75

Re

76

Os

77

Ir

78

Pt

79

Au

80

Hg

81

Ti

82

Pb

83

Bi

84

Po

85

At

86

Rn

87

Fr

88

Ra

89

Ac

58

Ce

59

Pr

60

Nd

61

Pm

62

Sm

63

Eu

64

Gd

65

Tb

66

Dy

67

Ho

68

Er

69

Tm

70

Yb

71

Lu

90

Th

91

Pa

92

U

93

Np

94

Pu

95

Am

96Cm

97

Bk

98

Cf

99

Es

100

Fm

101

Md

102

No

103

Lw

Keelektronegatifan bertambah

Keelektronegatifan menurun

RADIOAKTIVITAS

Sinar Alfa

Sinar Beta β

Sinar Gamma

Sinar X

Proton

Neutron

PENGGUNAAN RADIOISOTOP DALAM DIAGNOSTIK KLINIK

1.Kelenjar Thiroid : 131I, 123I, 99mTcO-4

2.Ginjal : 131I3.Volume air dan darah dalam tubuh : NaI(Ti), 3H4.Metastasis kanker ke hepar : 99mTc5.Tumor otak : 99mTc6.Metastasis kanker ke tulang : 99mTc, 18F7.Emboli paru-paru : 99mTc8.Sirkulasi udara dalam paru-paru : 133Xe9.Lokasi perdarahan : 51Cr10.Fungsi jantung : 137Ba

Sinar

Merupakan partikel yang dipancarkan oleh sebuah inti yg memiliki 2 proton 2 netron.Daya tembus dalam udara sejauh 4 cm, terhadap materi yg lebih padat daya tembus semakin pendek.Hubungan antara energi dan daya tembus sinar alfa dinyatakan dengan rumus :

32

12,2 RE

E = energi (MeV)R = jarak tembus (cm)

Sinar β

Merupakan partikel yang dilepas atau terbentuk pada satu nukleon inti (negatif atau positif)Daya tembus ±100 kali partikel Menyebabkan partikel yang dilaluinya mengalami kenaikan tingkat energi (pengion)Hubungan antara energi dan daya tembus sinar alfa dinyatakan dengan rumus :

160,0543,0 ER

E = energi (MeV)R = jarak tembus (cm)

Sinar Gamma

Merupakan hasil disintegrasi inti atom. Inti atom yang mengalami disintegrasi dengan memancarkan sinar akan terbentuk inti-inti baru dengan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi. Kemudian terjadi proses transisi ke tingkat energi yang lebih rendah sambil memancarkan sinar gamma

Inti mula-mula dg energi β 1,48 MeV (27Co60)

Inti baru dg energi 1,31 MeV

Inti dg energi 1,17 MeV

Sinar Gamma

Intensitas sinar gamma setelah menembus menembus lapisan materi maka intensitas akan berkurang sebesar :

xeII 0

I = intensitas sinar gamma setelah menembus materi setebal xI0 = intensitas mula-mula dari sinar gammaµ= koefisien penyerapan materi yang dilalui

e = epsilon = 1 inv ln = 2,718281828

Koefisien dan nilai paruh ketebalan jaringan

bahan frek nilai paruh

Otot 1 0,13 2,7

Lemak 0,8 0,05 6,9

Otak 1 0,11 1,2

Tulang 0,6 0,4 6,95

Air 1 2,5x10-4 14x103

Sinar Gamma

Tebal materi yang dapat menyerap sinar gamma sehingga intensitasnya tinggal setengah intensitas mula-mula, dinyatakan dengan rumus :

2ln

21 t

Sinar X

Merupakan sinar katoda dan termasuk gelombang elektromagnet.

Sifat-sifat sinar X :-Menghitamkan film-Mengionisasi gas-Menembus berbagai zat-Menimbulkan fluorosensi-Merusak jaringan

Neutron

Merupakan partikel tidak bermuatan listrik yang dihasilkan dalam reaktor nuklir, tidak mengionisasinamun menghasilkan energi.

Proses pengurangan energi melalui interaksi dengan inti atom.

Proses pengurangan energi melalui :-Peristiwa hamburan-Reaksi inti-Reaksi fisi-Peluruhan

Proton

Merupakan inti yang bermuatan positif.

Dalam radioterapi dipakai untuk menghancurkan kelenjar hipofisis.

ENERGI ABSORPSI

1.EFEK FOTOLISTRIK2.EFEK KOMPTON3.PEMBENTUKAN SEPASANG ELEKTRON

(PAIR PRODUCTION)

EFEK FOTOLISTRIK

Pada penyinaran energi radiasi akan diserap seluruhnya. Energi yang diserap dipergunakan untuk mengeluarkan elektron dari ikatan inti.

EFEK KOMPTON

Pada penyinaran energi radiasi hanya sebagian saja diserap untuk mengeluarkan elektron dari atom (foto elektron), sedangkan sisanya akan terpancar sebagai “scattered radiation” hamburan radiasi dengan energi yang lebih rendah.

PAIR PRODUCTION

Suatu proses pembentukan positron dan elektron melalui energi radiasi sinar gamma yang melebihi 1,02 MeV. Energi radiasi akan berubah menjadi elektron dan positron, sebesar :

E = m.c2

JENIS RADIASI

Radiasi yang tidak menimbulkan ionisasi-Sinar ultra ungu-Sinar infra merah-Gelombang ultrasonik

Radiasi yang dapat menimbulkan ionisasi-Sinar alfa-Sinar beta-Sinar gamma-Sinar X-Proton

EFEK RADIASI YANG TIMBUL OLEH

RADIASI PENGION

Radioterapi sinar Xgamma partikel isotop radioaktif

Efek Biologis-Efek somatis-Efek genetis

Radiasi sensitif relatif berbagai jaringan(radiasi menurun menurut urutan)

a.Sumsum tulang dan sistem hemopoetikb.Jaringan alat kelaminc. Jaringan alat pencernaand.Kulite. Jaringan ikatf. Jaringan kelenjarg.Tulangh.Ototi. Urat saraf

Sensitivitas berbagai jaringan tumor terhadap radiasi tidak sama tergantung pada asal jaringan tumor tsb.

Hk. Bergonie dan Tribondeau :Makin aktif suatu sel berproliferasi (memberbanyak

diri dg cara pemecahan) makin sensitif pula sel tersebut terhadap radiasi.

Berdasarkan Hk. Bergonie & Tribondeau, tumor dibagi menjadi 3 golongan :

a. Tumor ganas yg radiosensitifmudah dihancurkan dg penyinaran 3000-4000 rad dalam tempo 3-4 minggu

b. Tumor ganas yg radioresponsifdapat dihancurkan dg penyinaran 4000-5000 rad dalam tempo 4-5 minggu

c. Tumor ganas yg radioresistensukar dihancurkan, walaupun dosis > 6000 rad. Sedangkan dosis setinggi itu telah melebihi batas toleransi jaringan sehat sehingga dapat merusak jaringan sekitarnya.

Efek somatis

• Kulit : timbul dermatitis (akut, khronika, late effect)

• Mata : konjungtivitis, keratitis, katarak

• Alat kelamin : sterilitas, mutasi gen

• Paru-paru : batuk, sesak nafas, nyeri dada, fibrosis

• Saraf : myelitis, degenerasi jaringan otak

• Penyakit radiasi : demam, lemah, nyeri kepala, dll

• Efek genetis : mutasi gen pd dosis 25-150 rem

TERAPI RADIASI

Menimbulkan kerusakan pada jaringan tumor sebesar mungkin seraya kerusakan

seminimal mungkin pada jaringan normal di sekitar tumor.

Faktor-faktor yg perlu diperhatikan pd terapi radiasi

• Jenis radiasi

• Jenis sel

• Lingkungan sel

• RBE (relative biological effectiveness)

Perencanaan Terapi Radiasi

• Menetapkan letak dan luas tumor

tumor dangkal dapat diraba dan ditentukan luas tumor, tumor dalam perlu di foto roentgen

• Teknik penyinaran dan distribusi dosis

gunakan kurve isodosis

• Toleransi jaringan

untuk menghindari dosis yg berlebihan

Proteksi Radiasi

• Proteksi radiasi terhadap penderita dengan terapi radiasi

• Proteksi radiasi terhadap pekerja diagnostik radiologi

• Proteksi radiasi terhadap kedokteran nulkir

PENGGUNAAN RADIOISOTOP DALAM DIAGNOSTIK KLINIK

1.Kelenjar Thiroid : 131I, 123I, 99mTcO-4

2.Ginjal : 131I3.Volume air dan darah dalam tubuh : NaI(Ti), 3H4.Metastasis kanker ke hepar : 99mTc5.Tumor otak : 99mTc6.Metastasis kanker ke tulang : 99mTc, 18F7.Emboli paru-paru : 99mTc8.Sirkulasi udara dalam paru-paru : 133Xe9.Lokasi perdarahan : 51Cr10.Fungsi jantung : 137Ba

• Ikatan ion• Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi akibat adanya serah terima elektron sehingga membentuk ion positif

dan ion negatif yang konfigurasinya sama dengan gas mulia (oktet pada elektron valensinya).Ion positif dan ion negatif diikat oleh suatu gaya elektrostatik. Senyawa yang dihasilkan dinamakan senyawa ion.

• Pembentukan Ikatan Ion• Umumnya ikatan ion terjadi antara atom logam yang cenderung melepaskan elektron dengan atom

nonlogam yang cenderung menerima elektron. Contohnya,ikatan yang terjadi antara atom Na dan Cl.• Na+ + Cl- → NaCl• Dalam mencapai ksetabilanya ,atom Na akan melepaskan 1 elektron sehingga membentuk ion positif Na+

, sedangkan atom Cl akan menerima 1 elektron sehingga membentuk ion negatif Cl-. Jika Na dan Cl berikatan, keduanya akan melakukan serah terima atau perpindahan elektron. Na akan memberi 1 elektron kepada Cl dan Cl menerima 1 elektron dari Na.

• Contoh ikatan lainya adalah ikatan yang terjadi antara atom Mg dengan atom Cl.• Mg2+ + 2Cl- → MgCl2• Konfigurasi elektron atom Mg: 2 8 2. Agar stabil, atom Mg melepaskan 2 elektron sehingga membentuk

ion positif Mg2+ . Konfigurasi elektron atom Cl yaitu 2 8 7. Agar stabil Cl harus menerima 1 elektron sehingga membentuk ion negatif Cl- . Jika Mg dan Cl berikatan maka dia akan melakukan serah terima elektron .Pada reaksi tersebut diperlukan 1 atom Mg dan 2 atom Cl. Mg akan memberi 2 elektron yang dibebaskanya masing masing pada Cl. Dan masing masing atom Cl akan menerima 1 elektron dari Mg.

• Pada ikatan ion, total elektron yang dilepaskan harus sama dengan total elektron yang diterima.

• Pembentukan Ikatan Ion

• Umumnya ikatan ion terjadi antara atom logam yang cenderung melepaskan elektron dengan atom nonlogam yang cenderung menerima elektron. Contohnya,ikatan yang terjadi antara atom Na dan Cl.

Na+ + Cl- → NaCl