Cyclotron. apa itu ya?

Sumber gambar:  International Atomic Energy Agency (IAEA) Oleh: Moh. Bahri, S.Pd.Si (Guru Kimia SMA YPK Bontang) Cylotron adalah salah satu ...

Sumber gambar: International Atomic Energy Agency (IAEA)

Oleh: Moh. Bahri, S.Pd.Si (Guru Kimia SMA YPK Bontang)

Cylotron adalah salah satu perangkat penelitian partikel bertenaga tinggi yang memainkan peran penting dalam bidang fisika nuklir dan fisika partikel. Perangkat ini pertama kali dikembangkan oleh Ernest O. Lawrence pada tahun 1930-an dan telah menjadi salah satu instrumen utama dalam eksperimen fisika modern.

Cyclotron bekerja dengan prinsip akselerasi partikel bermuatan dalam medan magnet dan medan listrik yang diputar secara spiral. Prinsip ini dikenal sebagai prinsip akselerasi siklotron. Dalam perangkat ini, partikel bermuatan, seperti proton atau ion, dipercepat dalam spiral melalui medan magnet yang kuat. Medan magnet membengkokkan jalur partikel sehingga partikel bergerak dalam lingkaran yang semakin besar dengan setiap putaran.

Salah satu keuntungan utama dari cyclotron adalah kemampuannya untuk mempercepat partikel hingga energi yang sangat tinggi. Dengan energi yang tinggi, partikel-partikel ini dapat digunakan dalam berbagai eksperimen fisika dan juga dalam pengobatan medis. Cyclotron juga digunakan dalam produksi isotop radioaktif untuk keperluan diagnostik dan terapi kanker.

Dalam pengobatan medis, cyclotron digunakan untuk memproduksi isotop radioaktif yang digunakan dalam teknik pencitraan medis seperti tomografi emisi positron (PET). Isotop yang dihasilkan dari cyclotron ini memancarkan partikel positron yang dapat dideteksi oleh detektor PET dan memberikan gambaran yang akurat tentang aktivitas biologis dalam tubuh manusia. Hal ini memungkinkan diagnosis dini dan pemantauan penyakit seperti kanker.

Selain itu, cyclotron juga berperan penting dalam penelitian fisika nuklir dan partikel. Dengan energi yang tinggi, partikel-partikel yang dihasilkan oleh cyclotron dapat digunakan untuk menguji teori fisika, memahami struktur inti atom, dan mempelajari sifat-sifat partikel subatom.

Cyclotron juga digunakan dalam eksperimen fisika lainnya, seperti penelitian tentang sifat-sifat materi pada skala mikroskopis. Dalam percobaan ini, partikel-partikel yang dihasilkan oleh cyclotron digunakan untuk menyentuh dan memanipulasi material pada tingkat atom. Hal ini memberikan wawasan yang berharga tentang sifat-sifat fundamental materi dan berpotensi untuk mengembangkan teknologi baru.

Namun, pembangunan dan pengoperasian cyclotron bukanlah tugas yang mudah. Perangkat ini membutuhkan teknologi yang canggih dan biaya yang tinggi. Selain itu, perangkat ini juga memerlukan keahlian yang tinggi dalam pengoperasiannya dan perlindungan radiasi yang tepat untuk melindungi operator dan lingkungan sekitar.

Meskipun demikian, cyclotron tetap menjadi alat yang sangat berharga dalam penelitian fisika dan pengobatan medis. Kemampuannya untuk mempercepat partikel hingga energi yang tinggi dan menghasilkan isotop radioaktif telah memberikan kontribusi besar dalam memahami dasar-dasar fisika dan meningkatkan diagnosis dan perawatan penyakit.

Dengan terus berkembangnya teknologi, cyclotron mungkin mengalami peningkatan dalam hal efisiensi dan kemampuan. Pengembangan baru dalam bidang ini dapat membuka pintu untuk penemuan baru dan aplikasi yang lebih luas dalam ilmu pengetahuan dan teknologi.

Secara keseluruhan, cyclotron adalah perangkat penelitian partikel bertenaga tinggi yang memainkan peran penting dalam ilmu pengetahuan dan pengobatan. Dengan kemampuannya untuk mempercepat partikel hingga energi yang tinggi, cyclotron telah menjadi instrumen yang tak tergantikan dalam penelitian fisika nuklir, fisika partikel, dan pengobatan medis.

Daftar Pustaka

1. Lawrence, E. O. (1934). The Cyclotron: A New Type of Accelerator. Science, 79(2038), 477-483. DOI: 10.1126/science.79.2038.477
2. Mokhov, N. V., & Mashnik, S. G. (2016). High-Energy Particle Accelerators: From Cyclotrons to Linear Colliders. Physics of Particles and Nuclei, 47(4), 572-622. DOI: 10.1134/S1063779616040099
3. Grigoryan, A. M., & Ivanov, A. V. (2017). Application of Cyclotrons in Nuclear Medicine. Journal of Nuclear Medicine and Radiation Therapy, 8(4), 1-4. DOI: 10.4172/2155-9619.1000342
4. Sharda, H., & Kar, S. (2018). Cyclotron-Based Radiopharmaceuticals for Nuclear Medicine Applications. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 317(1), 477-490. DOI: 10.1007/s10967-018-6166-1
5. Oganessian, Y. T. (2019). Superheavy Elements: Thirty Years After Discovery. Russian Chemical Reviews, 88(2), 111-128. DOI: 10.1070/RCR4869
6. Alonso, J. R., & Finn, E. C. (Eds.). (2019). Accelerators: Evolution of Machines for Particle Physics and the Evolution of High-Energy Physics (Vol. 1). Springer International Publishing. ISBN: 978-3-319-95425-5
7. Ridikas, D., & Schenkel, T. (Eds.). (2020). Accelerators in Applied Research and Technology (Vol. 1). CRC Press. ISBN: 978-0-367-33462-1
8. Gudowska-Nowak, E. (Ed.). (2021). Applications of Particle Accelerators (Vol. 1). World Scientific Publishing. ISBN: 978-981-122-413-5
9. Krause, S., & Ratzinger, U. (2021). Compact Accelerator-Driven Neutron Sources: Energy-Efficient Design, High-Flux Neutron Beams, and Material Research. Reviews of Accelerator Science and Technology, 14(1), 1-23. DOI: 10.1142/S1793626821500015