Interaksi Radiasi Partikel Bermuatan, Tak Bermuatan Dan Gelombang Elektromagnetik

1. Interaksi Radiasi Partikel Bermuatan

Interaksi radiasi partikel bermuatan ketika mengenai materi adalah proses Coulomb, yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak antara radiasi partikel bermuatan dengan elektron orbital dari atom bahan.

a. Proses Ionisasi

Proses ionisasi adalah peristiwa lepasnya elektron dari orbitnya karena ditarik atau ditolak oleh radiasi partikel bermuatan. Elektron yang lepas menjadi elektron bebas sedang sisa atomnya menjadi ion positif. Setelah melakukan ionisasi energi radiasi akan berkurang sebesar energi ionisasi elektron. Peristiwa ini akan berlangsung terus sampai energi radiasi partikel bermuatan habis terserap. Radiasi alpha yang mempunyai massa maupun muatan lebih besar mempunyai daya ionisasi yang lebih besar dari pada radiasi yang lain.

b. Proses Eksitasi

Proses eksitasi adalah peristiwa “loncatnya” (tidak sampai lepas) elektron dari orbit yang dalam ke orbit yang lebih luar karena gaya tarik atau gaya tolak radiasi partikel bermuatan. Atom yang mengalami eksitasi ini disebut dalam keadaan tereksitasi (excited state) dan akan kembali kekeadaan dasar (ground state) dengan memancarkan radiasi sinar-X.

c. Proses Bremsstrahlung

Proses Brehmsstrahlung adalah peristiwa dibelokkannya atau bahkan dipantulkannya radiasi partikel bermuatan oleh inti atom dari bahan. Ketika radiasi tersebut dibelokkan atau dipantulkan maka akan timbul perubahan momentum sehingga terjadi pemancaran energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang disebut sebagai Brehmsstrahlung.

d. Reaksi Inti

Dalam peristiwa ini, radiasi partikel bermuatan berhasil “masuk” dan ditangkap oleh inti atom bahan, sehingga inti atom bahan akan berubah, mungkin menjadi inti atom yang tidak stabil. Fenomena ini disebut sebagai proses aktivasi. Akan tetapi ada juga yang hanya sekedar bereaksi tanpa menghasilkan inti yang tidak stabil seperti reaksi partikel alpha bila mengenai bahan Berilium akan menghasilkan unsur Lithium dan radiasi neutron. Berbeda dengan tiga peristiwa di atas, peristiwa reaksi inti ini tidak terjadi pada semua jenis materi. Bila energi neutron sudah sangat rendah atau sering disebut sebagai neutron termal, maka kemungkinan neutron tersebut “ditangkap” oleh inti atom bahan penyerap akan dominan sehingga membentuk inti atom baru, yang biasanya merupakan inti atom yang tidak stabil. Peristiwa ini yang disebut sebagai proses aktivasi neutron, yaitu mengubah bahan yang stabil menjadi bahan radioaktif. Peristiwa aktivasi neutron ini juga dapat disebabkan oleh neutron cepat meskipun dengan probabilitas kejadian yang lebih rendah.

2. Interaksi Radiasi Partikel tak Bermuatan (Neutron)

Radiasi ini merupakan pancaran energi dalam bentuk partikel neutron yang tidak bermuatan listrik dan mempunyai massa 1 sma (satuan massa atom). Radiasi ini lebih banyak dihasilkan bukan oleh inti atom yang tidak stabil (radioisotop) melainkan oleh proses reaksi inti ,Karena tidak bermuatan listrik, mekanisme interaksi radiasi neutron lebih dominan secara mekanik, yaitu peristiwa tumbukan baik secara elastik maupun tidak elastik. Sebagaimana radiasi partikel bermuatan, radiasi neutron juga mempunyai potensi melakukan reaksi inti.

a. Tumbukan elastik

Tumbukan elastik adalah tumbukan di mana total energi kinetik partikel-partikel sebelum dan sesudah tumbukan tidak berubah. Dalam tumbukan elastik antara neutron dan atom bahan penyerap, sebagian energi neutron diberikan ke inti atom yang ditumbuknya sehingga atom tersebut terpental sedangkan neutronnya dibelokkan/dihamburkan.

Tumbukan elastik terjadi bila atom yang ditumbuk neutron mempunyai massa yang sama, atau hampir sama dengan massa neutron (misalnya atom Hidrogen), sehingga fraksi energi neutron yang terserap oleh atom tersebut cukup besar.

b. Tumbukan tidak Elastik

Proses tumbukan tak elastik sebenarnya sama saja dengan tumbukan elastik, tetapi energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan berbeda. Ini terjadi bila massa atom yang ditumbuk neutron jauh lebih besar dari massa neutron. Setelah tumbukan, atom tersebut tidak terpental, hanya bergetar, sedang neutronnya terhamburkan.

Dalam peristiwa ini, energi neutron yang diberikan ke atom yang ditumbuknya tidak terlalu besar sehingga setelah tumbukan, energi neutron tidak banyak berkurang. Oleh karena itu, bahan yang mengandung atom-atom dengan nomor atom besar tidak efektif sebagai penahan radiasi neutron.

3. Interaksi Radiasi Gelombang Elektromagnetik (Foton)

Radiasi ini merupakan pancaran energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik atau foton yang tidak bermassa maupun bermuatan listrik. Terdapat dua jenis radiasi yang berbentuk gelombang elektromagnetik yaitu sinar gamma dan sinar-X.

a. Gamma

Radiasi gamma dipancarkan oleh inti atom yang dalam keadaan tereksitasi (bedakan dengan atom yang tereksitasi). Setelah memancarkan radiasi gamma, inti atom tidak mengalami perubahan baik jumlah proton maupun jumlah neutron.

b. Sinar-X

Sebenarnya dikenal dua jenis sinar-X yaitu yang dihasilkan oleh atom dalam keadaan tereksitasi (sinar-X karakteristik) dan yang dihasilkan oleh proses interaksi radiasi partikel bermuatan (brehmsstrahlung).

Perbedaan kedua jenis sinar energinya. Sinar-X karakteristik bersifat “discreet” pada energi tertentu sesuai dengan jenis unsurnya, sedangkan brehmsstrahlung bersifat kontinyu

Interaksi Radiasi Partikel Bermuatan, Tak Bermuatan Dan Gelombang Elektromagnetik 2015-02-24T09:46:00+07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Abdi Basariyadi