Kata radiasi sering dikaitkan dengan bahan radioaktif. Apalagi beberapa hari terakhir ini. Padahal semua benda-benda di sekitar kita memancarkan radiasi. Tidak hanya lampu dan layar monitor yang jelas-jelas memancarkan gelombang elektromagnetik (cahaya), meja, buku, dinding, batu, dan manusia juga memancarkan gelombang elektromagnetik.
Karena tidak begitu nyaman menggunakan kata benda radiasi setelah kata kerja memancarkan, maka saya cek arti kata radiasi di KBBI daring .
n 1 Fis pemancaran dan kerambatan gelombang yg membawa tenaga melalui ruang atau zantara, msl pemancaran dan perambatan gelombang elektromagnetik, gelombang bunyi, gelombang lenting, penyinaran; 2 Fis tenaga yg dipancarkan gelombang melalui ruang dan zantara; tenaga sinaran; 3 Dok pengobatan dng zat radioaktif;
Sepertinya memang tidak tepat menggunakan "memancarkan pemancaran".
Hal yang lain yang mengejutkan dari hasil penerawangan KBBI di atas adalah kata zantara. Seumur-umur belum pernah tahu keberadaan kata ini, yang sepertinya perpaduan dari kata zat dan kata antara.
OK, kembali ke topik. Apaan coba?
Apa itu gelombang elektromagnetik? Kurang lebih adalah perubahan medan listrik dan medan magnet yang merambat. Jika panjang gelombangnya di antara 380 nanometer (10 pangkat minus 9 meter) sampai 780 nanometer, maka kita sebut sebagai cahaya. Retina mata manusia sensitif terhadap gelombang elektromagnetik pada rentang panjang gelombang ini. Sedikit lebih panjang dari 780 nm kita sebut sebagai gelombang inframerah, sedikit lebih pendek dari 380 nm kita sebut sebagai gelombang ultraviolet. Lalu apa itu foton? yaitu representasi partikel dari gelombang elektromagnetik. Apa? yang jelas makin kecil panjang gelombang foton makin tinggi energinya, makin besar panjang gelombang foton makin rendah energinya.
Benarkah gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh semua benda di sekitar kita? Lebih tepatnya oleh benda yang suhunya di atas 0 K (sekitar minus 273 derajat Celcius). Benar adalah jawabannya.
Temperatur berkaitan dengan energi kinetik. Makin cepat sebuah molekul bergerak makin tinggi energi kinetiknya, hubungannya tidak linear tapi kuadratik. Molekul udara bergerak ke sana kemari. Dari sekian banyak molekul di udara, masing-masing punya kecepatannya berbeda-beda. Distribusi kecepatannya tidak Gaussian, tapi profilnya kurang lebih mirip, (rapat) probabilitasnya nol pada nilai kecepatan nol, perlahan-lahan meningkat, kemudian probabilitasnya maksimum pada suatu nilai kecepatan tertentu, lalu probabilitasnya nol lagi pada nilai kecepatan yang sangat besar. Kira-kira rata-rata kecepatan molekul menunjukkan temperatur. Lihat gambar untuk distribusi kecepatan pada temperatur ruang (Sumber: wikipedia)
Molekul udara biasanya netral, terdiri dari beberapa atom dengan intinya yang bermuatan positif dan dan beberapa elektron yang bermuatan negatif. Mungkin ada juga molekul di udara yang bermutan tapi jumlahnya jauh lebih kecil. Netralnya molekul udara ini adalah salah satu alasan kenapa udara transparan bukannya opaque. Dalam orbitnya mengelilingi inti atom, elektron menempati tingkat energi tertentu. Untuk naik tingkat energi perlu menyerap foton, sedangkan untuk turun tingkat energi perlu memancarkan foton.
Molekul udara yang bergerak kesana kemari dapat "menumbuk" molekul udara lain. Menumbuk di sini tidak sama dengan dua bola yang saling bertabrakan. Ingat bahwa atom terdiri atas elektron yang mengorbit inti atom yang ukurannya jauh lebih kecil dari ukuran orbit elektron mengitari inti. Dengan kata lain atom terdiri atas banyak ruang kosong. Tumbukan antar atom/molekul yang terjadi berupa interaksi elektromagnetik. Pada prosesnya elektron dapat menerima foton dan naik tingkat energi atau turun tingkat energi dengan memancarkan foton. Foton juga dapat dipancarkan melalui efek pengereman muatan (bremsstrahlung). Dari proses tumbukan antara molekul dengan kecepatan yang bervariasi diperoleh foton dengan panjang gelombang yang juga bervariasi. Untuk sistem yang sangat sederhana yang disebut sebagai benda hitam sempurna, intensitas sebagai fungsi panjang gelombang foton memenuhi persamaan yang cukup sederhana, dikenal dengan sebutan spektrum benda hitam.
$I(\nu,T)=\frac{2h\nu^3}{c^2}\frac{1}{e^{\frac{h\nu}{kT}}-1}$. Dengan $I$ adalah energi per waktu per luas permukaan sumber per steradian per frekuensi, $T$ adalah temperatur, $\nu=c/\lambda$ adalah frekuensi, $c$ adalah kecepatan cahaya, $k$ adalah konstanta Boltzmann, dan $h$ adalah konstanta Planck.
Bagaimana dengan benda padat. Kelihatannya diam tidak bergerak, meskipun sebenarnya tersusun atas atom atom yang bergerak osilasi.
Jadi setiap benda yang temperaturnya tidak nol memancarkan foton/gelombang elektromagnetik, lalu apa hubungannya dengan kematian?
Radiasi termal gelombang elektromagnetik pada temperatur ruang tidaklah mematikan. Maksimumnya intensitas foton untuk temperatur ruang, 300 K, kira-kira pada panjang gelombang 10 mikrometer (10000 nm), jauh di luar cahaya tampak, dan tidak berbahaya. Peluang adanya foton berupa sinar gamma (<10 picometer=0.01 nm) yang berbahaya sangatlah kecil. Untuk permukaan matahari yang temperaturnya 6000 K intensitas maksimum pada panjang gelombang 500 nm, yaitu di tengah rentang cahaya tampak. Peluang ditemukannya foton berupa sinar gamma tetap kecil.
Dosis radiasi dinyatakan dalam gray (Gy) yaitu penyerapan 1 Joule energi radiasi pada 1 kg tubuh. Efek biologis dari dosis 1 Gy berbeda-beda bergantung pada jenis radiasi dan objek yang terpapar radiasi. Untuk itu digunakan satuan yang berbeda, yaitu Sievert. Untuk sinar gamma, elektron, positron dan partikel yang massa diamnya kecil 1 Gy setara dengan 1 Sv. Untuk 1 Gy radiasi proton setara dengan 2 Sv.
Dari radiasi kosmik diperoleh 0.24 mSv/tahun, dari foto sinar-X diperoleh 0.04 mSv, merokok 1.5 bungkus/hari diperoleh 13 mSv pertahun. Reaktor nuklir yang bocor di Fukushima Jepang sampai saat ini pada level 400 mSv/jam.
Jika terpapar radiasi 3 Sv, peluang mati karena keracunan radiasi adalah 50%. Radiasi 3 Sv ini setara dengan berada di sekitar reaktor nuklir Fukushima selama 8 jam.
Sumber: Wikipedia, Blog Reference Frame.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar