RADIOAKTIVITAS ALAMI
Disintegrasi inti radioaktif sering merupakan awal dari deret peluruhan radioaktif, yaitu rangkaian reaksi inti yang akhirnya menghasilkan pembentukan isotop stabil. Misalnya adalah deret peluruhan uranium-238 hingga menghasilkan timbal-206 yang stabil. Jenis-jenis peluruhan radioaktif meliputi; peluruhan(pemancaran)alfa, peluruhan negatron, peluruhan positron, p ositron, penangkapan pena ngkapan elektron, peluruhan peluruh an gamma, pemancaran peman caran neutron, pemancaran p emancaran neutron terlambat dan pembelahan spontan. Pembelahan spontan hanya terjadi pada nuklida-nuklida yang sangat besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida yang massanya berbeda, misal Cf-254 membelah spontan menjadi Mo-108 dan Ba-142 dengan memancarkan 4 neutron. Kinetika Peluruhan Radioaktif
Semua peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama, sehingga laju peluruhan radioaktif pada setiap waktu t adalah: adalah: Laju peluruhan pada waktu t t = = λN λ = = konstanta laju orde pertama N = banyaknya inti radioaktif pada waktu t ln Nt/N0 = - λt dengan waktu paruh : t1/2 = 0,693/λ TRANSMUTASI INTI
Pada tahun 1919, Rutherford berhasil menembak gas nitrogen dengan partikel alfa dan menghasilkan hidrogen dan oksigen. Reaksi ini merupakan transmutasi buatan pertama, yaitu perubahan satu unsur menjadi unsur lain. Coba tuliskan reaksinya! Pada tahun 1934, Irene Joliot-Curie, berhasil membuat atom fosfor yang bersifat radioaktif dengan menembakkan aluminium dengan sinar alfa yang berasal dari polonium. Beberapa contoh reaksi inti: 1) Penembakan atom litium-7 dengan proton menghasilkan 2 atom helium-4 2) Penembakan nitrogen-14 dengan neutron menghasilkan karbon-14 dan hidrogen 3) Penembakan aluminium-27 dengan proton menghasilkan magnesium-24 dan helium-4 Keaktifan (A)
Keaktifan suatu cuplikan radioaktif dinyatakan sebagai jumlah disintegrasi(peluruhan) per satuan waktu. Keaktifan tidak lain adalah laju peluruhan dan berbanding lurus dengan jumlah atom yang ada. A=λN Satuan keaktifan adalah Curie (Ci) yang didefinisikan sebagai keaktifan dari 3,7 x 1010 disintegrasi per detik. Satuan SI untuk keaktifan adalah becquerel dengan dengan lambang Bq 10 1 Ci = 3,7 x 10 Bq
Keaktifan jenis adalah jumlah disintegrasi per satuan waktu per gram bahan radioaktif. Dosis Radiasi
Untuk menyatakan jumlah atau dosis radiasi yang diserap oleh zat-zat ditetapkan satuan untuk dosis. Di Amerika, satuan dosis yang umum adalah rad dengan lambang rd. Satu rad setara dengan penyerapan 10-5 J per gram jaringan. Satuan SI untuk dosis adalah gray dengan lambang Gy. Satu gray setara dengan energi sebanyak 1 joule yang diserap oleh setiap kg zat. Radiasi neutron lebih berbahaya dari radiasi beta dengan energi dan intensitas yang sama. Untuk membedakan pengaruh radiasi digunakan satuan rem (radiation equivalen of man). Satu rad sinar alfa lebih merusak daripada satu rad sinar beta. Oleh karena itu rad biasanya dikalikan dengan faktor yang mengukur kerusakan biologi relatif yang disebabkan oleh radiasi. Faktor ini disebut RBE ( Relative Biologycal Effetiveness of Radiation). Hasil kali rad dan RBE menghasilkan dosis efektif yang disebut rem ( Rontgen Equivalent for Man). Satu rem suatu macam radiasi akan menghasilkan pengaruh biologi yang sama. Sumber : http://antunikimia.blogspot.com/2009/05/kimia-inti-dan-radiokimia.html
Peluruhan radioaktif adalah peristiwa spontan emisi beberapa partikel dan radiasi elektromagnetik dari suatu inti atom tidak stabil menuju inti yang stabil. Peluruhan radioaktif diketahui merupakan suatu peristiwa eksoergik (pelepasan energi). Pada proses peluruhan inti berlaku Hukum Kekekalan Energi, Momentum, Massa, dan Muatan.
a. Persamaan Peluruhan Inti
Persamaan peluruhan inti ditulis seperti halnya persamaan reaksi kimia. Contoh peluruhan radioaktif 238U disertai pelepasan partikel alfa dapat ditulis sebagai berikut.
Pada persamaan ini, hanya inti yang berubah yang dituliskan. Tidak perlu menuliskan senyawa kimia atau muatan elektron untuk setiap senyawa radioaktif yang terlibat sebab lingkungan kimia tidak memiliki pengaruh terhadap perubahan inti.
Gambar 1. Deret peluruhan radioaktif :
U→
Pb.
Pereaksi dan produk yang terlibat dalam peluruhan inti ditulis menurut simbol nuklidanya. Simbol untuk partikel yang terlibat dalam peluruhan inti adalah sebagai berikut.
Tabel 1. Simbol Partikel yang Terlibat dalam Peluruhan Inti
Proton
Neutron
Beta
Positron
atau
atau
Gamma
Dalam simbol untuk partikel yang terlibat, indeks bawah menyatakan muatan, dan indeks atas menyatakan massa. b. Jenis Peluruhan Radioaktif
Peluruhan radioaktif dapat digolongkan ke dalam tiga jenis peluruhan, yaitu peluruhan alfa, – + peluruhan beta (β , β atau positron, atau penangkapan elektron), dan peluruhan gamma. Secara umum ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 2. Jenis Peluruhan Radioaktif
Jenis peluruhan
Radiasi
Perubahan Setara
Certified metrics No. Atom
No. Massa
– 2
-4
Emisi beta (β )
–
+1
0
Emisi positron + (β )
– 1
0
– 1
0
0
0
Emisi alfa (α)
Penangkapan elektron
Emisi gamma (γ)
–
sinar-X
–
1. Emisi alfa adalah emisi nuklida peluruhan radioaktif 226Ra.
atau partikel alfa dari inti tidak stabil. Misalnya, pada
Nuklida yang memiliki nomor atom di atas 83 akan memancarkan partikel alfa.
2. Emisi beta (β – ) adalah emisi elektron berkecepatan tinggi dari inti tidak stabil. Emisi beta sama dengan perubahan neutron menjadi proton.
Persamaannya :
Nuklida di atas pita kestabilan akan memancarkan partikel beta.
3. Emisi positron (β+) adalah emisi sejenis elektron yang bermuatan positif. Emisi positron setara dengan perubahan proton menjadi neutron.
Emisi positron terjadi pada nuklida yang berada di bawah pita kestabilan.
4. Penangkapan elektron (EC, electron capture) adalah peluruhan inti dengan menangkap elektron dari orbital yang terdekat ke inti, yaitu kulit K. Dalam hal ini, proton diubah menjadi neutron.
5. Emisi gamma (γ) dihasilkan dari nuklida yang tereksitasi setelah menjalani peluruhan. Peluruhan radioaktif menghasilkan nuklida pada keadaan tereksitasi yang tidak stabil. Untuk mencapai keadaan stabil dilakukan dengan cara mengemisikan energi dalam bentuk radiasi gamma.
Contohnya :
Gambar 3. Radiasi alfa, beta dan gamma dalam medan magnet. Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/09/persamaan-dan-jenis-jenis-peluruhanradioaktif.html#ixzz2nVSrD3OO
PELURUHAN RADIOAKTIF Inti atom yang tidak stabil secara spontan akan berubah menjadi inti atom yang lebih stabil. Proses perubahan tersebut dinamakan peluruhan radioaktif (radioactive decay). Dalam setiap proses peluruhan akan dipancarkan radiasi. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak seimbang, maka inti tersebut akan berubah dengan memancarkan radiasi alfa (a) atau radiasi beta (b). Sedangkan bila ketidakstabilannya disebabkan karena tingkat energinya yang tidak berada pada keadaan dasar, maka akan berubah dengan memancarkan radiasi gamma (g). A. Jenis Peluruhan Terdapat tiga jenis peluruhan radioaktif secara spontan yaitu peluruhan alfa (a), peluruhan beta (b), dan peluruhan gamma (g). Jenis peluruhan atau jenis radiasi yang dipancarkan dari suatu proses peluruhan ditentukan dari posisi inti atom yang tidak stabil tersebut dalam diagram N-Z. 1. Peluruhan Alfa (a) Peluruhan alfa dominan terjadi pada inti-inti tidak stabil yang relatif berat (nomor atom lebih besar dari 80). Dalam peluruhan ini akan dipancarkan partikel alfa (a) yaitu suatu partikel yang terdiri atas dua proton dan dua neutron, yang berarti mempunyai massa 4 sma dan muatan 2 muatan elementer positif. Partikel a secara simbolik dinyatakan dengan simbol 2He4. Radionuklida yang mengalami peluruhan akan kehilangan dua proton dan dua neutron serta membentuk nuklida baru. Peristiwa peluruhan a ini dapat dituliskan secara simbolik melalui reaksi inti sebagai berikut: ZXA ® Z-2YA-4 + a Contoh peluruhan partikel Alfa yang terjadi di alam adalah: 92U238 ® 90 Th234+ a Sifat Radiasi Alfa a. Daya ionisasi partikel alfa sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasi partikel b dan 10.000 kali daya ionisasi sinar g. b. Jarak jangkauan (tembus) nya sangat pendek, hanya beberapa mm udara, bergantung pada energinya. c. Partikel a akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik. d. Kecepatan partikel a bervariasi antara 1/100 hingga 1/10 kecepatan cahaya. 2. Peluruhan Beta (b) Peluruhan beta terjadi pada inti tidak stabil yang relatif ringan. Dalam
peluruhan ini akan dipancarkan partikel beta yang mungkin bermuatan negatif (b-) atau bermuatan positif (b+). Partikel b- identik dengan elektron sedangkan partikel b+ identik dengan elektron yang bermuatan positif (positron). Pada diagram N-Z, peluruhan b- terjadi bila nuklida tidak stabil berada di atas kurva kestabilan sedangkan peluruhan b+ terjadi bila nuklidanya berada di bawah kurva kestabilan. Dalam proses peluruhan b- terjadi perubahan neutron menjadi proton di dalam inti atom sehingga proses peluruhan ini dapat dituliskan sebagai persamaan inti berikut. ZXA ® Z+1YA + b- + n Contoh: 15P32 ® 16S32 + b- + n Sedangkan dalam proses peluruhan b+ terjadi perubahan proton menjadi neutron di dalam inti atom sehingga proses peluruhan ini dapat dituliskan sebagai persamaan inti berikut. ZXA ® Z-1YA + b+ + nContoh: 8O15 ® 7N15 + b+ + n Neutrino (n+) dan antineutrino (n-) adalah partikel yg tidak bermassa tetapi berenergi yg selalu mengiringi peluruhan b. Sifat Radiasi Beta a. Daya ionisasinya di udara 1/100 kali dari partikel a b. Jarak jangkauannya lebih jauh daripada partikel a, di udara dapat beberapa cm. c. Kecepatan partikel b berkisar antara 1/100 hingga 99/100 kecepatan cahaya. d. Karena sangat ringan, maka partikel b mudah sekali dihamburkan jika melewati medium. e. Partikel b akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik. 3. Peluruhan Gamma (g) Berbeda dengan dua jenis peluruhan sebelumnya, peluruhan gamma tidak menyebabkan perubahan nomor atom maupun nomor massa, karena radiasi yang dipancarkan dalam peluruhan ini berupa gelombang elektromagnetik (foton). Peluruhap ini dapat terjadi bila energi inti atom tidak berada pada keadaan dasar (ground state), atau pada bab sebelumnya dikatakan sebagai inti atom yang isomer. Peluruhan ini dapat terjadi pada inti berat maupun ringan, di atas maupun di bawah kurva kestabilan. Biasanya, peluruhan g ini mengikuti peluruhan a ataupun b. Peluruhan g dapat dituliskan sebagai berikut.
ZXA* ® ZXA + g Salah satu contoh peluruhan gamma yang mengikuti peluruhan b 27Co60 ® 28Ni60* + b28Ni60* ® 28Ni60 + g Sifat Radiasi Gamma a. Sinar y dipancarkan oleh nuklida tereksitasi (isomer) dengan panjang gelombang antara 0,005 Å hingga 0,5 Å b. Daya ionisasinya di dalam medium sangat kecil sehingga daya tembusnya sangat besar bila dibandingkan dengan daya tembus partikel a atau b c. Karena tidak bermuatan, sinar g tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet. Sumber : http://mbowelroby.blogspot.com/2011/06/peluruhan-radioaktif.html
Tambahan!! Kalo mau ada yang baca2, yg bab 19 http://books.google.co.id/books?id=7mxvGduPeagC&pg=PA162&lpg=PA162&dq=peluruhan+inti+(disint egrasi)+partikel&source=bl&ots=rbVm8ZQUTw&sig=TMH2QtOn6FdvFgH77jV654u7ysY&hl=en&sa=X&ei =Wg2tUtuxFceprAfhiIGQDA&redir_esc=y#v=onepage&q=peluruhan%20inti%20(disintegrasi)%20partikel &f=false
