Kestabilan dalam Radioaktif
19 Votes
Bila dibuat grafik perbandingan jumlah proton dan jumlah neutron dari isotop unsure-unsur, akan diperoleh suatu pola di mana isotop-isotop stabil terletak di dalam suatu daerah berbentuk pita. Daerah keberadaan isotop-isotop stabil dalam grafik ini disebut pita kestabilan. Jadi, isotop yang berada di luar pita kestabilan akan bersifat radioaktif. Meskipun demikian, ditemukan pula beberapa isotop di dalam pita kestabilan yang bersifat radioaktif. Berikut ini merupakan grafik pita kestabilan,
1. I sotop I nti Rin gan gan di A tas Pita Kestabil Kestabil an Untuk mencapai pita kestabilan, pada isotop dengan jumlah proton < 83 yang berada di atas pita kestabilan atau memiliki neutron lebih banyak daripada proton, proton, dapat dilakukan dengan cara, yaitu.
1.Pemancaran Partikel Proton Kelebihan neutron akan diubah menjadi proton agar stabil, seperti persamaan berikut: 1 0 n
-> +11 p + -10e
Contoh:
14 6 C
-> 714 N + -10e
1.Pemancaran Partikel Neutron Jika inti atom memancarkan partikel neutron, berarti terjadi pengurangan nomor massa, sedangkan nomor atom tetap. Contoh: 137 I 53
-> 53136 + 01n
Proses ini jarang terjadi di alam. 1. I sotop I nti Ri ngan di Bawah Pita Kestabil an Isotop-isotop ini memiliki kecenderungan untuk mengurangi protonnya dengan cara sebagai berikut. 1.Pemancaran Partikel Positron Pada pemancaran positron, proton berubah menjadi neutron, ditunjukkan oleh persamaan berikut. 1 1 p
-> 01n + +10e
Pembebasan positron oleh sebuah inti atom akan menyebabkan nomor atom berkurang satu, tetapi nomor massa tetap. Contoh: 10 6 C
-> 510B + +10e
1.Penangkapan Partikel Elektron Apabila inti menangkap elektron, umumnya ditangkap dari kulit elektron yang terdekat yaitu kulit K. Elektron tersebut akan bergabung dengan proton menjadi neutron. 1 +1 p
+ -10e -> 01n
Penangkapan elektron oleh inti atom akan menyebabkan nomor atom berkurang satu, tetapi nomor massa tetap. 7 4 Be
+ -10e -> 37Li
40 19 K
+ -10e -> 1840Ar
1. Nuk li da Berat Nuklida yang memiliki terlalu banyak proton dan neutron (jumlah proton > 83) atau nuklida bermassa besar cenderung untuk melepaskan partikel . Peristiwanya disebut peluruhan alfa.
Pemancaran sinar oleh sebuah inti atom menyebabkan nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat. Contoh: 238 U 92
-> 90234Th + 24He
212 Po 84
-> 82208Pb + 24He
PITA ESTABILAN INTI Pita kestabilan inti merupakan grafik yang menyatakan hubungan antara jumlah neutron (N) dan jumlah proton (Z). Isotop-isotop unsur yang terletak pda pita kestabilan nerupakan isotop yang stabil, sedangkan isotop-isotop unsur yang terletak di luar pita (di atas atau di bawah) merupakan isotop yang bersifat radioaktif. Pita kestabilan inti memuat unsur-unsur bernomor atom 83. Unsur-unsur bernomor atom lebih dari 83 selalu bersifat radioaktif.
1.
Isotop unsur radioaktif yang terletak di atas pita kestabilan inti.
Isotop unsur radioaktif yang terletak di atas pita kesta bilan inti memiliki jumlah neutron yang lebih besar daripada jumlah proton. Untuk mencapai kestabilan (menempati pita kestabilan) maka isotop-isotop tersebut harus mengurangi neutron atau menambah protonnya. Hal ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :
2.
Pemancaran elektron
Penangkapan proton
Isotop unsur radioaktif yang terletak di bawah pita kestabilan inti
Isotop unsur radioaktif yang terletak di bawah pita kestabilan inti memiliki jumlah neutron yang lebih kecil daripada jumlah proton. Untuk mencapai kestabilan, unsur-
unsur tersebut harus menambah jumlah neutron atau mengurangi jumlah protonnya, yaitu dengan cara :
Memancarkan positron
Menangkap elektron
Grafik kestabilan inti menunjukkan bahwa jumlah netron menjadi lebih besar dari jumlah proton begitu nomor atom Z meningkat.
Kestabilan Inti Kestabilan suatu inti atom dapat dilihat dari perbandingan antara jumlah proton dan jumlah neutron di dalam intinya (N/Z).
Inti-inti atom ringan , untuk inti-inti atom ringan jika (N/Z≈1), misalnya unsur unsur: 1H2, 3H6, 6C12, 8O16. Jika perbandingan (N/Z) menyimpang dari 1, biasanya merupakan inti yang kurang stabil. Sebagai contoh misalnya inti atom 1H3, 6C14, 8O15. Inti-inti atom berat , untuk inti-inti atom berat stabil jika (N/Z)≈1,5. Beberapa contoh isotop yang stabil adalah 26Fe56, 82Pb208. Lihatlah gambar dibawah ini!
Gambar 1. Grafik hubungan antara jumlah neutron dan jumlah proton (Halliday, 1978 : 18) Pada gambar 1, lingkaran-lingkaran terisi menyatakan inti-inti stabil dan lingkaran-lingkaran terbuka menyatakan inti-inti radioaktif. Perhatikan, misalnya, bahwa xenon (Z=54)
mempunyai isotop 26 isotop, 9 diantaranya stabil dan 17 radioaktif. Setiap isotop xenon mempunyai 54 proton dan 54 elektron. 1. Isotop
Isotop yaitu suatu nuklida yang mempunyai nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda. Contoh:
,
dan
.
Setiap karbon mempunyai nomor atom 6 tetapi nomor massanya berbeda-beda. Dari contoh tersebut dapat dikatakan bahwa walaupun unsurnya sama belum tentu nomor massanya sama. Isotop dari unsur-unsur yang radioaktif disebut radioisotop, sedangkan nuklidanya disebut radionuklida . (Soetjipto, 1996:111)
2. Isobar
Isobar yaitu suatu nuklida yang mempunyai nomor massa sama tetapi nomor atomnya berbeda. Contoh:
dan
.
3. Isoton
Isoton yaitu suatu nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama. Contoh: dan
yang sama-sama memiliki jumlah neutron 20. (http://chem-is-try.org)
Energi Ikat Inti Atom Pada inti stabil (mantap) terdapat perbedaan antara massa suatu inti dengan massa penyusun inti (nukleon). Perbedaan ini disebut defect mass menjadi energi ikat inti atom. Kita dapat memandang energi ikat sebagai energi “tambahan” yang diperoleh ketika membentu k sebuah atom dari semua partikel penyusunnya atau energi yang harus dipasok untuk memisahkan atom menjadi komponen-komponen.
Hubungan massa atom dan massa inti atom adalah M (atom) = m (inti atom) M (A,Z) = m + Z.me + E ikat elektron
+
Z.me
+
energy
ikat
electron
Jika diabaikan energi ikat electron dalam atom hydrogen, maka dapat dituliskan defect mass (Δm) sebagai berikut:
Berdasarkan kesetaraan massa dan energi maka Energi Ikat (Binding Energi) :
B (A,Z) = [Zmp + Nmn + Zme – M(A,Z)]C2
Energy ikat per nucleon MeV/nucleon
Dengan M (A,Z) = massa atom pada (A,Z) tertentu, dapat dilihat pada table massa atom mH mn
= massa hidrogen = 1,0072766 u = -27 = massa netron = 1,0086654 u = 1,6748 x 10 kg
1,6725
x
10 -27
kg
Untuk menghitung energi ikat, digunakan konversi 1 sma = 931,48 Mev/C 2. Berdasarkan energi ikat pernukleon, dapat dihitung energi yang dibutuhkan untuk membebaskan proton (Sp) atau neutron (Sn) dari inti. a.
Energi untuk membebaskan proton (Sp)
b. Energi untuk membebaskan neutron (Sn)