When we hear the word radiation, it's tempting to picture huge explosions and frightening mutations, but that's not the full story. Radiation also applies to rainbows and a doctor examining an x-ray. So what is radiation really, and how much should we worry about its effects? The answer begins with understanding that the word radiation describes two very different scientific phenomena: electromagnetic radiation and nuclear radiation. Electromagnetic radiation is pure energy consisting of interacting electrical and magnetic waves oscillating through space. As these waves oscillate faster, they scale up in energy. At the lower end of the spectrum, there's radio, infrared, and visible light. At the higher end are ultraviolet, X-ray, and gamma rays. Modern society is shaped by sending and detecting electromagnetic radiation. We might download an email to our phone via radio waves to open an image of an X-ray print, which we can see because our screen emits visible light. Nuclear radiation, on the other hand, originates in the atomic nucleus, where protons repel each other due to their mutually positive charges. A phenomenon known as the strong nuclear force struggles to overcome this repulsion and keep the nucleus intact. However, some combinations of protons and neutrons, known as isotopes, remain unstable, or radioactive. They will randomly eject matter and/or energy, known as nuclear radiation, to achieve greater stability. Nuclear radiation comes from natural sources, like radon, a gas which seeps up from the ground. We also refine naturally occurring radioactive ores to fuel nuclear power plants. Even bananas contain trace amounts of a radioactive potassium isotope. So if we live in a world of radiation, how can we escape its dangerous effects? To start, not all radiation is hazardous. Radiation becomes risky when it rips atoms' electrons away upon impact, a process that can damage DNA. This is known as ionizing radiation because an atom that has lost or gained electrons is called an ion. All nuclear radiation is ionizing, while only the highest energy electromagnetic radiation is. That includes gamma rays, X-rays, and the high-energy end of ultraviolet. That's why as an extra precaution during X-rays, doctors shield body parts they don't need to examine, and why beach-goers use sunscreen. In comparison, cell phones and microwaves operate at the lower end of the spectrum, so there is no risk of ionizing radiation from their use. The biggest health risk occurs when lots of ionizing radiation hits us in a short time period, also known as an acute exposure. Acute exposures overwhelm the body's natural ability to repair the damage. This can trigger cancers, cellular dysfunction, and potentially even death. Fortunately, acute exposures are rare, but we are exposed daily to lower levels of ionizing radiation from both natural and man-made sources. Scientists have a harder time quantifying these risks. Your body often repairs damage from small amounts ionizing radiation, and if it can't, the results of damage may not manifest for a decade or more. One way scientists compare ionizing radiation exposure is a unit called the sievert. An acute exposure to one sievert will probably cause nausea within hours, and four sieverts could be fatal. However, our normal daily exposures are far lower. The average person receives 6.2 millisieverts of radiation from all sources annually, around a third due to radon. At only five microsieverts each, you'd need to get more than 1200 dental X-rays to rack up your annual dosage. And remember that banana? If you could absorb all the banana's radiation, you'd need around 170 a day to hit your annual dosage. We live in a world of radiation. However, much of that radiation is non-ionizing. For the remainder that is ionizing, our exposures are usually low, and choices like getting your home tested for radon and wearing sunscreen can help reduce the associated health risks. Marie Curie, one of the early radiation pioneers, summed up the challenge as follows: "Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now is the time to understand more, so that we may fear less."
Ketika kita mendengar kata radiasi, tergoda untuk membayangkan ledakan besar dan mutasi yang menakutkan, tapi itu bukan cerita lengkapnya. Radiasi juga berlaku pada pelangi dan seorang dokter yang memeriksa sinar-x. Jadi, apa sebenarnya radiasi itu, dan harus seberapa khawatirkah kita tentang efeknya? Jawabannya dimulai dengan memahami bahwa kata "radiasi" menggambarkan dua fenomena ilmiah yang sangat berbeda: radiasi elektromagnetik dan radiasi nuklir. Radiasi elektromagnetik adalah energi murni, terdiri dari gelombang listrik dan magnet yang berinteraksi yang berosilasi melalui ruang. Saat gelombang ini berosilasi lebih cepat, mereka meningkatkan energi. Di spektrum yang lebih rendah, ada radio, inframerah, dan cahaya tampak. Pada versi yang lebih tinggi ada ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Masyarakat modern terbentuk dari pengiriman dan pendeteksian radiasi elektromagnetik. Kita mungkin mengunduh e-mail ke ponsel melalui gelombang radio untuk melihat gambar hasil cetak sinar-X yang bisa kita lihat karena layar kita memancarkan cahaya tampak. Radiasi nuklir, di sisi lain, berasal dari inti atom, di mana proton saling tolak-menolak karena mereka sama-sama bermuatan positif. Sebuah fenomena yang dikenal sebagai kekuatan nuklir yang kuat yang berjuang untuk mengatasi tolakan ini dan menjaga nukleus utuh. Namun, beberapa kombinasi proton dan neutron, dikenal sebagai isotop, tetap tidak stabil, atau radioaktif. Mereka akan mengeluarkan materi dan/atau energi secara acak, dikenal sebagai radiasi nuklir, untuk mencapai stabilitas yang lebih besar. Radiasi nuklir berasal dari sumber alami seperti radon, gas yang keluar dari tanah. Kita juga memurnikan bijih radioaktif alami untuk mentenagai pembangkit listrik tenaga nuklir. Bahkan pisang mengandung sejumlah kecil isotop kalium radioaktif. Jadi, jika kita hidup di dunia radiasi, bagaimana kita bisa lolos dari efek membahayakannya? Sebelumnya, tidak semua radiasi berbahaya. Radiasi menjadi berisiko ketika elektron atom rusak saat terjadi benturan, suatu proses yang dapat merusak DNA. Ini dikenal sebagai radiasi peng-ion karena atom yang telah kehilangan atau memperoleh elektron disebut ion. Semua radiasi nuklir mengionisasi, dan juga radiasi elektromagnetik dengan energi tertinggi. Itu termasuk sinar gamma, sinar-X, dan ultraviolet berenergi tinggi. Itu sebabnya, sebagai pencegahan tambahan saat menggunakan sinar-X, dokter melindungi bagian tubuh yang tidak perlu mereka periksa, dan mengapa pengunjung pantai menggunakan tabir surya. Sebagai perbandingan, ponsel dan microwave beroperasi pada energi rendah, maka tidak ada risiko radiasi peng-ion dari penggunaannya. Risiko kesehatan terbesar terjadi ketika banyak radiasi peng-ion mengenai kita dalam periode singkat, juga dikenal sebagai paparan akut. Paparan akut membuat kewalahan kemampuan alami tubuh untuk memperbaiki kerusakan. Hal ini bisa memicu kanker, disfungsi seluler, dan bahkan berpotensi kematian. Untungnya, paparan akut jarang terjadi, tapi kita terpapar setiap hari kepada tingkat radiasi peng-ion yang lebih rendah dari sumber alami dan buatan manusia. Para ilmuwan mengalami kesulitan mengukur risiko-risiko ini. Tubuhmu sering memperbaiki kerusakan akibat radiasi peng-ion berjumlah kecil, dan jika tidak bisa, hasil perbaikan mungkin tidak muncul selama satu dekade atau lebih. Salah satu cara ilmuwan membandingkan paparan radiasi peng-ion adalah satuan yang disebut Sievert. Paparan akut pada satu Sievert mungkin akan menyebabkan mual dalam beberapa jam, dan empat Sievert bisa berakibat fatal. Namun, paparan harian normal kita jauh lebih rendah. Rata-rata orang menerima 6,2 miliSievert radiasi dari semua sumber setiap tahun, sekitar sepertiga akibat radon. Dengan setiap lima microSievert, kita perlu mendapatkan lebih dari 1200 sinar-X gigi untuk meningkatkan dosis tahunan. Dan ingat tentang pisang tadi? Jika kamu bisa menyerap semua radiasi pisang, kamu akan butuh sekitar 170 pisang dalam sehari untuk mencapai dosis tahunanmu. Kita hidup di dunia radiasi. Namun, banyak dari radiasi itu tidak mengionisasi. Untuk sisanya yang mengionisasi, paparan kita biasanya rendah, dan pilihan seperti menguji rumahmu terhadap radon dan memakai tabir surya dapat membantu mengurangi risiko kesehatan terkait. Marie Curie, salah satu pelopor radiasi awal, menyimpulkan tantangannya sebagai berikut: [Tidak ada yang perlu ditakuti dalam hidup, itu hanya untuk dipahami. Sekarang adalah waktunya untuk lebih memahami,