Mengenai Saya

Foto saya
jember, Jawa timur, Indonesia
Alumni fisika MIPA Universitas Jember

Mengapa lubang ozon muncul di daerah Antartika ?

05.43 | 0 Comments

Pertama, ketika sesuatu (seperti sebuah molekul CFC) dilepaskan ke udara, dia tidak tetap tinggal pada atmosfer di wilayah sumbernya. Karena CFCs memiliki waktu-tinggal beberapa dekade, maka CFC tetap tinggal cukup lama untuk melakukan perjalannya ke stratosfer. Kunci dari waktu hidup yang panjang dari CFC adalah karena mereka tidak reaktif. Mereka tidak bereaksi dengan substansi lainnya di troposfer, dan hanya terpisah di stratosfer ketika mereka terekspose pada radiasi ultraviolet dengan energi tinggi yang merupakan sebuah proses yang dapat memakan waktu beberapa tahun. Oleh karena itu, angin di troposfer dan stratosfer memilki waktu yang cukup untuk mendistribusikan molekul CFC bumi.
Kedua, kondisi cuaca di Antartika memungkinkan terbentuknya awan yang disebut dengan polar stratospheric clouds (PSCs). Awan ini terbentuk hanya pada kondisi dingin, hal ini lah yang mnenyebabkan awan ini biasanya hanya terbentuk di Antartika (PSCs juga dapat ditemukan di Artik, tetapi karena cuacanya tidak selalu dingin, maka awannya tidak begitu sering ditemukan). Untuk memahami mengapa PSCs mengkontribusi penipisan ozon, informasi tambahan mengenai kimia di stratosfer diperlukan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ketika CFCs memasuki stratosfer, mereka terekspose pada sinar ultraviolet energi-tinggi dari matahari, yang menyebabkan klorin (simbol kimianya adalah Cl) terlepas dari molekul CFC. Satu atom klorin memiliki kemampuan untuk memfragmentasi lebih dari 1000 molekul ozon (sebagai contoh melalui reaksi Cl + O3 -> ClO +O2) sebelum atom klorin tersebut terperangkap lagi dalam molekul yang lebih stabil (sering disebut dengan reservoir substances), seperti chlorine nitrate (ClONO2). Fakta ini memang sangat menarik dan mungkin dapat menjelaskan mengapa terjadi pengurangan ozon di bumi. Akan tetapi tidak bisa menjelaskan mengapa terjadi lubang ozon.
Maka disinilah PSCs berperan. Pada permukaan awan yang dingin ini, reservoir substances sekali lagi bertransformasi menjadi bentuk klorin yang lebih aktif. Sebagi contoh, ClONO2 bereaksi dengan hydrochloride acid (HCl) untuk membentuk chlorine gas (Cl2) and HNO3. Selama periode gelap total di kutub sejumlah besar Cl2 dapat terakumulasi, tetapi hanya sedikit penurunan ozon yang teramati. Destruksi besar-besaran dari ozon yang pada akhirnya membentuk lubang ozon terjadi hanya ketika sinar matahari pertama menyinari atmosfer Antartika setelah periode malam di kutub, memecah Cl2 menjadi dua atom klorin (Cl2 -> 2 Cl). Sekarang destruksi ozon dapat dimulai lagi melalui reaksi Cl + O3 -> ClO +O2. Karena terdapat banyak sekali klorin dalam bentuk aktif pada akhir malam di kutub (September di Antartika) lubang ozon dapat meluas ke ukuran yang lebih besar dari pada wilayah Amerika Serikat. Pada Kutub selatan, level ozon dibawah 100 Dobson unit sekarang telah secara frekuentif diobservasi pada akhir September dan awal Oktober. Temperatur paling dingin di Kutub Selatan terjadi pada bulan Agustus dan September. awan tipis terbentuk pada kondisi dingin ini, dan reaksi kimia pada partikel awan membantu gas klorin dan bromin secara cepat menghancurkan ozon. Pada awal oktober, temperatur biasanya mulai menghangat dan kemudian lapisan ozon mulai terbentuk kembali.

Jelaskan beberapa kondisi astrofisika yang harus saling melengkapi agar atmosfer tetap terpelihara!

05.39 | 0 Comments


A) Permukaan bumi harus tetap berada pada suhu sedang, dalam kisaran tertentu. Untuk itu:
1. Bumi harus berada pada jarak tertentu dari matahari. Jarak ini menentukan banyaknya energi panas matahari yang mencapai bumi. Perubahan sedikit saja orbit bumi mengitari matahari-baik lebih dekat maupun lebih jauh-akan mengakibatkan perubahan besar dalam banyaknya energi panas matahari yang mencapai bumi. Perhitungan menunjukkan bahwa berkurangnya panas yang mencapai bumi sebesar 13% akan menyebabkan bumi diselimuti lapisan es setebal 1.000 meter. Sebaliknya, sedikit saja panas bumi yang mencapai bumi meningkat akan menyebabkan seluruh makhluk hidup hangus terpanggang.

2. Suhu permukaan bumi harus homogen. Untuk ini, bumi harus melakukan rotasi pada sumbunya dengan kecepatan tertentu (1.670 km/jam di khatulistiwa). Bila kecepatan rotasi bumi melebihi batas tertentu, atmosfer akan menjadi sangat hangat. Meningkatnya suhu atmosfer ini mengakibatkan bertambah cepatnya molekul gas lepas dari bumi, sehingga atmosfer bumi akan lenyap ke angkasa.

Andaikan kecepatan rotasi bumi lebih lambat, kecepatan molekul gas lepas dari bumi akan menurun. Molekul gas tersebut akan menghilang karena terserap oleh bumi akibat efek gravitasi.
3. Sudut kemiringan bumi sebesar 23 27' dari sumbunya mencegah adanya panas berlebih antara kutub dan khatulistiwa. Panas berlebih ini dapat menghambat pembentukan atmosfer. Bila tidak ada sudut miring, perbedaan suhu antara kutub dan khatulistiwa akan meningkat hebat, dan tidak mungkin tercipta atmosfer yang dapat menyokong kehidupan.
B) Sebuah lapisan diperlukan untuk mencegah lepasnya panas yang telah dihasilkan:
Untuk menjaga agar suhu permukaan bumi berada pada tingkat yang konstan, hilangnya panas harus dicegah, terutama pada malam hari. Untuk itu, dibutuhkan senyawa yang dapat mencegah hilangnya panas dari atmosfer. Kebutuhan ini terpenuhi dengan adanya karbon dioksida di atmosfer. Karbon dioksida menutupi bumi seperti selimut dan mencegah hilangnya panas ke angkasa.
C) Di bumi terdapat struktur-struktur tertentu yang menjaga keseimbangan panas antara kutub dan khatulistiwa:
Perbedaan suhu antara daerah kutub dan khatulistiwa adalah sebesar 120 C. Andaikan perbedaan panas ini terjadi pada permukaan yang rata, akan terjadi pergerakan atmosfer yang hebat. Badai hebat dengan kecepatan 1.000 km/jam akan menjungkirbalikkan dunia, menghancurkan keseimbangan atmosfer dan atmosfer akan buyar.
Bumi memiliki permukaan yang tidak rata, dan permukaan ini menghalangi timbulnya arus udara kuat yang bisa terjadi akibat perbedaan panas. Ketidakrataan ini dimulai dengan Pegunungan Himalaya antara Cina dan anak benua India, dilanjutkan dengan Pegunungan Taurus di Anatolia, dan mencapai Pegunungan Alps di Eropa melalui rangkaian gunung menghubungkan Laut Atlantik di barat dan Laut Pasifik di timur. Di lautan, kelebihan panas yang terbentuk di khatulistiwa akan diteruskan ke utara dan selatan dengan memanfaatkan badan air ini, sehingga perbedaan panas ini seimbang.


perbedaan dosis radiasi

17.37 | 0 Comments


 Jelaskan perbedaan dosis radiasi yang boleh kita terima!
            Jawab:
            Seperti kita ketahui, satuan aktivitas adalah Bq. Namun, aktivitas atau nilai Bq tidak mengungkapkan risiko yang diakibatkan oleh suatu sumber radiasi. Suatu sumber radiasi sebesar 100 milyar Becquerel mungkin tidak berbahaya sama sekali (pada jarak 100 meter) atau mematikan jika dimakan. Untuk menggambarkan risikonya kita memerlukan konsep lain, yang dapat menunjukkan jumlah energi radiasi yang diserap oleh jaringan-jaringan, dan akibat kerusakan biologisnya. Jumlah dikenal sebagai dosis radiasi atau sering hanya disebut dosis saja.
1 tubuh manusia dewasa (100 Bq/kg)
7000 Bq
1 kg kopi
1000 Bq
1 kg superphosphate fertiliser
5000 Bq
Udara 100 m2 di dalam rumah (radon) di Australia
3000 Bq
Udara 100 m2 di dalam rumah (radon) di Eropa
30.000 Bq
1 detektor asam dalam rumah (mengandung americium)
30.000 Bq
1 kg uranium ore (Kanada, 15%)
25 Juta Bq
1 kg uranium ore (Australia, 0.3%)
500 000 Bq
1 kg limbah radioaktif tingkat rendah
1 Juta Bq
1 kg debu batubara
2000 Bq
1 kg batu granit
1000 Bq
            Satuan dasar dosis radiasi dalam sistem satuan internasional (sistem SI) adalah Sievert (Sv). Akan tetapi lebih praktis untuk menggunakan 1/1000 sievert atau milisievert. Beberapa negara memakai satuan yang dinamakan rem atau 1/1000 nya, yaitu mrem (milirem). 1 Sv = 100 rem, maka 1 rem = 0,01 Sv. Selanjutnya kita hanya akan menggunakan satuan mSv, yang merupakan satuan dosis yang paling umum dipakai.
            Laju dosis menunjukkan intensitas radiasi. Laju dosis menunjukkan dosis yang diterima dalam satuan waktu, misalnya dalam satu jam. Contohnya, jika dosis yang diterima perjamnya adalah 0,5 mSv, tingkat dosisnya adalah 0,5 mSv/jam. Dalam 2 jam dosis yang diterima 1 mSv dan dalam 6 jam 3 mSv. Jika laju dosis dalam nuangan dimana seseorang bekerja adalah 0,1 mSv/jam dan telah ditentukan bahwa dosis yang diterima orang itu dibatasi sampai 2 mSv, maka mudah untuk menghitung bahwa pekerjaan itu harus sudah selesai dalam 20 jam.
            Dosis diukur dengan alat dosimeter dan Iaju dosis diukur dengan alat ukur Iaju dosis.  Pada stasiun pembangkit nuklir dan di banyak lembaga penelitian, peralatan elektronik yang disebut real-time dosimeter juga digunakan. Alat ini kira-kira sebesar kalkulator saku dan dosis yang terkumpul dapat diperiksa setiap saat. Seseorang juga dapat menetapkan batas dosis pada alat monitor peringatan (alarm), dimana dosimeter tersebut mengeluarkan bunyi apabila tingkat dosis meningkat, atau memberikan peringatan bila mencapai dosis yang telah ditetapkan. Alat ini sangat membantu orang-orang yang harus bekerja di tempat yang beradiasi sangat intensif.
            Menurut rekomendasi terakhir oleh ICRP seseorang yang di tempat kerjanya terkena radiasi tidak boleh menerima lebih dan 50 mSv pertahun dan rata-rata pertahun selama 5 tahun tidak boleh lebih 20 mSv. Nilai maksimum ini disebut batas dosis. Jika seorang wanita hamil yang di tempat kerjanya terkena radiasi, diterapkan batas radiasi yang lebih ketat. Dosis radiasi paling tinggi yang diizinkan selama kehamilan, setelah melalui tes-tes adalah 2 mSv.
Masyarakat umum dilindungi terhadap radiasi dengan menetapkan bahwa tidak ada satu kegiatanpun yang boleh mengenai masyarakat dengan dosis melebihi rata-rata 1 mSv pertahun dan tidak boleh ada satupun kejadian yang boleh mengakibatkan masyarakat menerima Iebih dan 5 mSv. Seluruh batas dosis di atas didasarkan pada rekomendasi-rekomendasi yang diberikan oleh ICRP. Pada banyak negara batas-batas ini dijelaskan oleh UU dan Peraturan Pemerintah.
            Pada kasus stasiun pembangkit tenaga nuklir, pihak pengawas yang berwenang sering menentukan batas-batas yang bahkan lebih ketat. Secara khusus dosis tertinggi yang diizinkan bagi orang-orang yang tinggal di sekitar pusat pembangkit tenaga nuklir yang melepaskan radioaktif adalah 0,1 mSv pertahun. Pada kenyataannya kebanyakan pembangkit tenaga nuklir hanya melepaskan persentase kecil dan nilai tersebut, yaitu antara 0,001 dan 0,01 mSv per tahun.
            Manusia telah mempelajari pengaruh radiasi selama lebih dari seratus tahun. Tidak banyak faktor risiko yang diketahui begitu rinci seperti radiasi. Inilah yang memungkinkan untuk memilih batas dosis untuk para pekerja sehingga risiko pekerjaan sama dengan pekerjaan-pekerjaan lain yang dianggap aman. Nilai dosis dalam sebuah dosimeter misalnya, dapat dibaca sebulan sekali dan informasi ini disimpan di dalam sebuah daftar dosis. Dengan cara ini dapat diyakinkan bahwa tidak seorangpun akan mendapatkan dosis melebihi dan batas dosis yang telah ditetapkan sebelumnya.
            Namun, proteksi radiasi memiliki sasaran yang Iebih menantang daripada hanya mempertahankan dosis di bawah batas yang telah ditetapkan. Batas dosis juga harus dapat dibenarkan dan dioptimalkan. ICRP telah merekomendasi 3 prinsip berikut ini yang harus diamati
1.    Prinsip justifikasi, yaitu: manfaat yang diperoleh dan aktivitas-aktivitas termasuk paparan radiasi harus Iebih besar daripada kerugiannya.
2.    Prinsip optimasi, yaitu: paparan radiasi harus tetap serendah - rendahnya yang layaknya dapat dicapai (as low as reasonably achievable/ALARA concept)
3.    Proteksi bagi individu, yaitu: semua dosis harus tetap di bawah batas dosis yang telah ditentukan.
Dalam pengobatan, tidak mungkin menerapkan batas dosis bagi para pasien. Pada pemeriksaan sinar-X, seseorang menerima dosis beberapa kali melebihi batas yang ditentukan bagi masyarakat, dan dalam radioterapi batas dosis seratus kali melebihi batas yang ditentukan untuk para pekerja yang di tempat kerjanya terkena radiasi. Pemikirannya adalah bahwa manfaat yang diperoleh dan pengobatan ini lebih besar daripada bahaya yang diakibatkan oleh dosis yang diberikan, walaupun dosis yang diberikan tinggi. Tanpa radioterapi dan tanpa menerima dosis radiasi, pengaruh kanker, misalnya, tetap berakibat fatal.
            Pada pemeriksaan rutin dengan sinar-X secara kolektif, sejumlah besar orang terkena radiasi cukup banyak. Secara teoritis, ini mengakibatkan risiko tertentu bagi populasi tersebut. Namun. pemeriksaan ini mengungkapkan tanda­tanda dan berbagai macam kasus penyakit yang mematikan pada tahap awalnya sehingga risiko yang mungkin diakibatkan oleb radiasi tidaklah begitu berat dibandingkan manfaatnya. Orang-orang yang mengoperasikan mesin sinar-X sudah tentu dimonitor dan diharuskan memakai dosimeter.
            Dosis mereka tidak boleh melewati batas. Di bawah ini rangkuman batas dosis dan dosis radiasi yang boleh diterima setiap hari. Batas-Batas Dosis Yang Paling Penting:
Para pekerja radiasi                                     * rata-rata 20 mSv per tahun.
                                                                     * maksimum 50 mSv per tahun
                                                                     * selama kehamilan 2 mSv per tahun
Masyarakat umum                                       * rata-rata I mSv per tahun
                                                                     * I kejadian 5 mSv.
Dosis-dosis radiasi khusus:
Para pekerja radiasi                                         * rata-rata I sampai 3 mSv per tahun
                                                                        * jangkauan keragaman 0 sampai 20 mSv.
Pemeriksaan dada dengan sinar-X                  * kira-kira 1 mSv permeriksaan
                                                                        * jangkauan keragaman 0,1 sampai 10 Sv
Pemeriksaan seluruh tubuh dengan sinar-X       * sampai 20 mSv per pemeriksaan
Gas Radon dalam rumah                                    * rata-rata 2 sampai 4 mSv pertahun
   * jangkauan keragaman 0,2 sampai 500   
      mSv
Radiasi latar belakang                                        * kebanyak 1 sampai 2 mSv per tahun
                                                                            * dalam kasus ekstrim sampai 20 mSv
Bahan bangunan                                                 * 0,2 sampai 1 mSv per tahun
Pengaruh stasiun pembangkit listrik
tenaga nuklir terhadap lingkungan                     * maksimum yang diijinkan 0,1 mSv per tahun
                                                                            * kenyataannya sering 0,001 sampai 0,01 mSv

manfaat radiasi

01.15 | 0 Comments


a.       Bidang Kedokteran
1)    Sterilisasi radiasi.
Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu:
a)    Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.
b)    Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.
c)    Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit.
2)    Terapi tumor atau kanker.
Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.
b.      Bidang pertanian.
1)    Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul
Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.

2)    Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
3)    Penyimpanan makanan
Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama.
c.       Bidang Industri
1)    Pemeriksaan tanpa merusak.
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam,
2)    Mengontrol ketebalan bahan
Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
3)    Pengawetan bahan
Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.

About