Mengapa Timbal Biasa Digunakan Sebagai Bahan Pelindung Radiasi?

Timbal sudah tidak asing lagi bagi tenaga medis yang bekerja dengan radiasi; digunakan pada jendela observasi, pintu pelindung, dan dinding ruang mesin sinar X-rumah sakit, serta peralatan pelindung di tempat kerja yang menangani bahan radioaktif yang tidak tersegel. Timbal sering kali digunakan sebagai bahan pelindung radiasi, jadi apa istimewanya strukturnya?

Kita tahu bahwa kemampuan suatu zat untuk memblokir radiasi nuklir terutama bergantung pada dua faktor: nomor atom dan kepadatannya.

Secara umum, semakin tinggi nomor atomnya, semakin kuat kemampuan pemblokiran radiasinya. Namun, unsur-unsur dengan nomor atom lebih tinggi lebih sulit dibentuk sehingga lebih jarang, sehingga mengakibatkan biaya bahan baku yang sangat tinggi. Selain itu, banyak unsur dengan nomor atom sangat tinggi bersifat radioaktif dan tidak cocok untuk pelindung radiasi.

Secara umum, semakin tinggi kepadatan suatu zat, semakin kuat kemampuan memblokir radiasinya. Massa jenis timbal adalah 11,3 g/cm³. Zat terpadat di bumi adalah logam osmium, dengan massa jenis 22,8 g/cm³.

Faktanya, struktur timbal tidak terlalu istimewa. Timbal mempunyai nomor atom dan kepadatan yang relatif tinggi, sedangkan biaya materialnya relatif rendah. Seperti terlihat pada tabel periodik, timbal adalah unsur terakhir yang tidak radioaktif; semua unsur setelahnya bersifat radioaktif dan tidak dapat dipilih. Dalam banyak situasi, timbal dipilih sebagai bahan pelindung radiasi karena adanya trade-off antara skenario aplikasi, kemampuan pemblokiran radiasi, dan biaya bahan. Semua material memiliki tingkat kemampuan perisai radiasi tertentu; reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan lapisan beton yang tebal, dan bahkan air dapat digunakan sebagai bahan pelindung radiasi.