Radioluminesensi
Radioluminesensi adalah fenomena pendar cahaya (Luminesensi) yang dihasilkan dari eksitasi suatu materi oleh radiasi pengion. Radiasi pengion ini mencakup sinar-X, sinar gama, serta partikel bermuatan tinggi seperti partikel alfa (inti helium), partikel beta (elektron), dan partikel energi tinggi lain.[1] Ketika materi terpapar radiasi ini, ia menyerap energi dan kemudian memancarkan cahaya dalam bentuk ultraviolet (UV) atau cahaya tampak. Fenomena ini dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi, termasuk pencitraan radionuklida dan pemantauan terapi radiasi.[2]
Mekanisme
[sunting | sunting sumber]Bahan yang menunjukkan radioluminesens dikenal sebagai sintilator, dinamai berdasarkan sintilasi, yaitu kilatan cahaya yang muncul ketika radiasi mengenai bahan tersebut. Mekanisme eksitasi pada radioluminesensi hampir sama dengan yang terjadi pada katodoluminesensi, di mana radiasi pengion seperti sinar-X dan sinar gamma (γ) menyebabkan elektron dalam bahan menyerap energi dan kemudian memancarkan cahaya. Proses ini dimulai dengan hilangnya energi foton saat berinteraksi dengan materi, dan pada energi yang lebih tinggi, hilangnya energi terjadi melalui fotoionisasi, yaitu pelepasan elektron dari atom akibat serapan energi radiasi. Efisiensi penyerapan energi oleh bahan sangat dipengaruhi oleh nomor atom, bahan dengan angka atom tinggi menyerap energi lebih efektif karena memiliki jumlah elektron yang lebih banyak, sehingga interaksi dengan foton lebih sering terjadi.[3]
Aplikasi
[sunting | sunting sumber]Deteksi Radiasi
[sunting | sunting sumber]Salah satu aplikasi utama radioluminesens adalah dalam detektor radiasi. Bahan sintilator yang terpapar radiasi pengion akan menghasilkan kilatan cahaya yang kemudian dapat diukur menggunakan detektor optik. Sinyal cahaya ini memungkinkan penentuan intensitas dan jenis radiasi yang mengenai bahan tersebut. Teknologi ini banyak digunakan dalam fisika nuklir, pengukuran lingkungan radioaktif, dan medis untuk memantau dosis radiasi atau dalam pemindaian nuklir.[4]
Pencitraan Biomedis
[sunting | sunting sumber]Radioluminesens juga diterapkan dalam pencitraan molekuler dan biomedis, di mana sinyal cahaya yang dihasilkan oleh bahan radioluminesen memungkinkan visualisasi struktur dan proses biologis dalam tubuh secara non-invasif. Dengan memanfaatkan radiasi pengion yang rendah, teknologi ini dapat memonitor dinamika seluler atau tumor secara real-time, misalnya dalam penelitian kanker atau pengawasan terapi radiasi. Kamera optik sensitif tinggi memungkinkan deteksi sinyal yang sangat lemah, sehingga pencitraan dapat dilakukan pada organisme hidup tanpa merusak jaringan.[5]
Penanda Bercahaya
[sunting | sunting sumber]Radioluminesensi juga digunakan untuk membuat cat bercahaya pada dial jam tangan, instrumen navigasi, dan alat ukur lainnya. Cat ini biasanya mengandung fosfor yang dipadukan dengan substansi radioaktif, seperti tritium atau radium. Ketika terpapar radiasi dari bahan radioaktif, fosfor memancarkan cahaya yang membuat penanda tetap terlihat dalam gelap. Teknologi ini telah digunakan sejak awal abad ke-20 dan masih dipakai dalam aplikasi yang memerlukan penanda tahan lama di kondisi gelap.[6][7]
Fenomena Alam
[sunting | sunting sumber]Salah satu contoh alami dari radioluminesensI adalah aurora borealis atau cahaya utara. Fenomena ini terjadi karena partikel bermuatan tinggi yang dipancarkan oleh matahari melalui angin matahari bergerak menuju bumi dan berinteraksi dengan atmosfer atas. Proses ini mengarah pada pelepasan energi dalam bentuk cahaya yang terlihat di langit sebagai aurora. Radiasi pengion yang berasal dari matahari menyebabkan partikel dalam atmosfer Bumi menghasilkan emisi cahaya, yang menghasilkan pancaran warna-warna terang di kutub Bumi.[8]
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ↑ Darafsheh, Arash; Goddu, Sreekrishna Murty; Williamson, Jeffrey; Zhang, Tiezhi; Sobotka, Lee G. (2024-09). "Radioluminescence Dosimetry in Modern Radiation Therapy". Advanced Photonics Research (dalam bahasa Inggris). 5 (9). doi:10.1002/adpr.202300350. ISSN 2699-9293.
- ↑ Klein, Justin S; Sun, Conroy; Pratx, Guillem (2019-02-06). "Radioluminescence in biomedicine: physics, applications, and models". Physics in Medicine & Biology. 64 (4): 04TR01. doi:10.1088/1361-6560/aaf4de. ISSN 1361-6560. PMC 6551203. PMID 30524090.
- ↑ Reedijk, Jan, ed. (2013). Reference module in chemistry, molecular sciences and chemical engineering. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-12-409547-2.
- ↑ Applications of Radiation Detection. CRC Press. 2010-12-07. hlm. 487–494. ISBN 978-0-429-19388-0.
- ↑ Pogue, Brian W.; Wilson, Brian C. (2018-10-22). "Optical and x-ray technology synergies enabling diagnostic and therapeutic applications in medicine". Journal of Biomedical Optics. 23 (12): 1. doi:10.1117/1.jbo.23.12.121610. ISSN 1083-3668.
- ↑ Edwards, Tania (2022-03-30). "Glowing in the dark: The History of Watch Luminescence from the Early 20th Century to Today". Collectability (dalam bahasa Inggris (Britania)). Diakses tanggal 2025-11-03.
- ↑ Reindel, Ken (2021-03-13). "Vintage Clocks and Radium Risks". Ken's Clock Clinic (dalam bahasa American English). Diakses tanggal 2025-11-03.
- ↑ "Luminescence - Excitation, Photons, Emission | Britannica". www.britannica.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-11-03.
