Radiasi alam
Radiasi alam adalah radiasi yang sudah ada sejak terbentuknya alam semesta dan akan lenyap bersamaan dengan lenyapnya alam semesta. Radiasi merupakan pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang (foton) dari sumber radiasi. Radiasi yang dipancarkan alam dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu radiasi kosmogenis atau radiasi sinar kosmis, radiasi primordial atau radiasi terestrial, dan radiasi internal.
Radiasi kosmogenis atau sinar kosmis (cosmis rays) adalah radiasi alam yang berasal dari angkasa luar dan sampai ke bumi. Sebelum sampai ke bumi, radiasi kosmogenis ini berinteraksi dengan partikel-partikel sub-atomik yang ada di ruang angkasa membentuk senyawa atau atom baru yang memperkaya atom ataupun senyawa yang sudah ada di bumi. Radiasi kosmogenis berasal dari ledakan supernova dan Matahari.
Ledakan bintang atau supernova adalah salah satu kejadian spektakuler yang terjadi di alam semesta, menghasilkan jumlah energi yang sama dengan triliunan bom nuklir yang diledakkan pada saat bersamaan. Ledakan yang dahsyat ini selalu diikuti oleh pancaran radiasi Gamma () dan pancaran radiasi partikel sub-atomik yang sangat kuat intensitas radiasinya.
Menurut David Schramm, seorang ahli astronomi dari Amerika, ledakan supernova yang memancarkan radiasi Gamma () dan radiasi partikel sub-atomik yang sangat kuat tersebut dapat sampai ke atmosfer bumi dan merusak lapisan ozon. Hal ini dapat menyebabkan kematian, bahkan kepunahan makhluk hidup di bumi. Dari penelitian para ahli astronomi, sekitar 65 juta tahun yang lalu terjadi ledakan supernova
yang sangat dahsyat. Ledakan ini diperkirakan menjadi salah satu peyebab kepunahan dinosaurus dan sejenisnya, serta hewan terbang atau burung yang bergigi. Ledakan supernova dalam skala kecil dapat terjadi pada Matahari yang energi radiasinya dipancarkan di bumi. Ledakan supernova yang terjadi pada Matahari memiliki skala lebih kecil dibandingkan dengan ledakan supernova yang
terjadi pada bintang- bintang di alam, karena ukuran Matahari jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan ukuran bintang- bintang di alam. Ukuran bintang ada yang ratusan atau ribuan kali ukuran Matahari..
Matahari merupakan salah satu bintang di antara seratus miliar bintang yang ada pada satu kelompok bintang yang di sebut galaksi Bima Sakti ("Milky Way"). Struktur Matahari terdiri dari beberapa bagian, yaitu: Atmosfer Matahari terdiri dari 2 bagian utama, yaitu lapisan yang tipis (chromosphore), berwarna merah, terletak dekat permukaan Matahari dan mempunyai ketebalan 12000 kilometer. Selain
itu, ada juga lapisan yang tebal (corona), berwarna putih, memiliki ketebalan ratusan ribu kilometer. Pada lapisan permukaan "chromospore", sering terjadi ledakan yang menimbulkan lidah api. Ledakan ini di sebut dengan prominence. Lidah api dapat mencapai ketinggian ratusan ribu kilometer dari lapisan chromospere. " Prominence" ini dapat terlihat dengan jelas ketika terjadi gerhana Matahari total. Selain itu,
ada juga peristiwa supergranulation. Peristiwa ini merupakan peristiwa timbulnya filament gas akibat gerakan gas chromospore yang panas. Peristiwa ini menyebabkan terjadinya "plage" dan "flare". Plage adalah keadaan Matahari pada saat panas dan bercahaya terang, sedangkan flare adalah semburan energi tinggi dari permukaan Matahari, berupa radiasi partikel sub-atomik, yang akan
menghasilkan sinar-X berenergi tinggi. Radiasi partikel sub-atomik dapat sampai ke atmosfer bumi dan dapat memicu terjadinya reaksi inti yang merupakan sumber radiasi kosmogenis. Matahari mempunyai diameter sebesar 1400000 km. Banyak bintang lain yang mempunyai ukuran lebih besar daripada Matahari. Bintang yang paling dekat dengan tata surya adalah proxima centauri, terletak pada jarak 1240 kilometer
dari Matahari. Pada radius 3200 kilometer dari Matahari, hanya ada 9 buah bintang yang dekat dengan tata surya. Adapun 9 buah bintang tersebut adalah:
Para ahli astronom dan astrofisika memperkirakan bahwa segala unsur yang ada di bumi juga banyak terdapat di Matahari. Sebagian unsur kimia tersebut adalah gas hidrogen 80%, gas helium 19%, dan bahan sisa seperti oksigen, magnesium, nitrogen, silikon, karbon, natrium, sulfur, besi, kalium, nikel 1%. Unsur kimia itu akan bercampur menjadi satu dalam bentuk gas sub-atomik yang
terdiri dari inti atom, elektron, proton, neutron, dan positron. Gas sub-atomik akan memancarkan energi panas yang di sebut plasma. Energi Matahari dipancarkan ke bumi dalam berbagai macam gelombang elektromagnetis, mulai dari gelombang radio, gelombang sinar infra merah, gelombang tampak, gelombang sinar ultraungu, dan gelombang sinar-X. Secara visual, yang dapat ditangkap oleh indra mata adalah sinar tampak,
sedangkan sinar infar merah terasa sebagai panas. Pada saat Matahari mengalami "plage" dan "flare", maka pada sistem Matahari diperkirakan terjadi suatu rekasi termonuklir yang dahsyat. Menurut seorang ahli fisika Jerman, Hans Bethe, energi Matahari yang sangat panas disebabkan karena terjadi beberapa reaksi fusi. Reaksi fusi itu adalah sebagai berikut: (H + H--> H + ß + v+ 0.42 MeV) x 2
Ketiga reaksi tersebut dijumlahkan dan menghasilkan persamaan reaksi: 4H1--> He + 2 + 2 + 2 V + 24.64 MeV.
He + H--> H +  elektron volts. Pada saat sinar kosmis primer memasuki atmosfer bumi, sinar itu akan berinteraksi dengan inti dan elektron yang ada di atmosfer sehingga menghasilkan sinar kosmis sekunder. Sinar kosmis sekunder terdiri dari meson, proton, elektron, dan foton yang energinya lebih rendah dari energi sinar kosmis primer. Sinar kosmis sekunder akan menghasilkan radionuklida,
yaitu zarah radioaktif yang kemudian jatuh ke bumi bersama tiupan angin, hujan, ataupun salju. Selain memicu terjadinya reaksi inti pada atmosfer bumi, sinar kosmis juga mengionisasikan gas-gas yang ada di lapisan atmosfer tinggi, menghasilkan suatu lapisan yang bermuatan listrik. Lapisan tersebut dikenal dengan ionosfir. Lapisan ionosfir berfungsi sebagai
lapisan pelindung bumi terhadap radiasi sinar kosmis yang membahayakan manusia dan sebagai pemantul gelombang radio yang dipancarkan dari bumi, sehingga membantu komunikasi lewat radio.
Radiasi primordial adalah radiasi alam yang berasal dari dalam bumi. Radiasi primordial terdiri dari tiga jenis radionuklida yaitu kalium-40, Th-232 yang merupakan inti awal deret thorium, dan U-238 yang merupakan inti awal deret uranium. Radionuklida dalam deret uranium maupun thorium mengalami peluruhan a, b maupun g. K-40 mengalami peluruhan b berubah
menjadi Ca-40 dan Ar-40 dengan memancarkan radiasi b dan g. Di dalam deret uranium dan thorium terdapat gas mulia Rn-222 dan Rn-220 (radon). Sebagian dari gas yang muncul dalam deret peluruhan ini akan keluar dari lapisan tanah atau bahan bangunan. Partikel inti hasil peluruhan dapat menempel pada aerosol di udara dan mengubah aerosol itu menjadi aerosol radioaktif alam. Paparan radiasi (dosis
efektif) akibat menghirup aerosol radioaktif merupakan komponen terbesar di antara radiasi alam. Di dalam bangunan yang terbuat dari batuan yang memiliki kerapatan materi radioaktif dan kerapatan aerosol yang tinggi dan menyebabkan dosis radiasi pada sistem pernapasan akan meningkat, sehingga kerapatan, dinamika Rn dan hasil peluruhannya di udara menimbulkan suatu masalah. Radionuklida ini terdapat
dalam materi seperti kerak bumi, bebatuan, lapisan tanah, air laut, bahan bangunan dan tubuh manusia dengan kadar yang berbeda-beda. Secara umum batuan dari gunung berapi memiliki kadar radionuklida yang lebih tinggi daripada batuan endapan. Jadi, kerapatan radionuklida berbeda-beda bergantung kepada jenis tanah dan unsur pembentuknya. Keberadaan radionuklida primordial di suatu tempat dengan tempat