1
BAB I PENDAHULUAN Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti takstabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif. Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida) ditentukan oleh konstanta peluruhan (ʎ), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paro (t½). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap radionuklida. Berdasarkan sumbernya, radioaktivitas dibedakan atas radioaktivitas alam dan radioaktivitas buatan. Radioaktivitas buatan banyak digunakan di berbagai bidang.
2
BAB II PEMBAHASAN PELURUHAN INTI RADIOAKTIF DAN INTERAKSINYA DENGAN MATERI A. Pengertian Radioaktifitas Radioaktifitas di definisikan sebagai pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti yang tak stabil menjadi inti-inti yang lebih stabil. Inti yang memancarkan sinar radioaktif di sebut inti induk, dan inti baru yang disebut inti anak. Radiasi adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Radioaktivitas
pertama
ilmuwan Perancis Henri
kali
ditemukan
Becquerel ketika
pada sedang
tahun
1896
bekerja
oleh
dengan
material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung
katoda oleh sinar-X mungkin
berhubungan
dengan
fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat. 1 Radioaktif dapat ditemukan dialam, sebagai contoh radioaktifitas yang dipancarkan
oleh
inti-inti
uranium
dalam
batu-batuan.
Selain
itu,
radioaktivitas dapat juga dibuat dengan jalan menembak inti-inti atom dengan neutron. Telah diketahui bahwa unsur-unsur radioaktif alam atau buatan itu selalu meluruh untuk menuju keadaan stabilnya. Aktifitas (kecepatan 1
http//www.pengertian radio aktif.com
3
desintegrasi) adalah besaran yang menyatakan jumlah peluruhan yang terjadi setiap sekon. Karakteristik sinar radioaktif a. Pemancaran sinar alfa Sinar alfa terdiri atas inti- inti helium yang terdiri atas 2 proton dan 2 neutron, jadi bermuatan positif. Inti atom yang memancarkan sinar alfa , nomor massanya akan berkurang 4 dan nomor atomnya akan berkurang 2 dari inti mula-mula. Secara umum peluruhan alfa ditulis sebagai berikut:
,atau
Sifat- sifat alfa
Sinar α merupakan pancaran partikel berupa inti atom helium yang bermuatan +2e dan bermassa 4sma.
Sinar α Sinar α dapat menghitamkan pelat film dengan jejak berupa garis lurus
Radiasi sinar α mempunyai daya tembus paling lemah diantara radiasi sinar radioaktif yang lain, yaitu kira-kira dapat menjangkau beberapa sentimeter di udara dan sekitar 10-2 mm di dalam logam tipis
Daya ionisasinya paling kuat disbanding sinar β dan γ 2
b. Sinar beta ( β ) Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan-l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam uadara kering dan dapat menembus kulit.
2
Silaban,pantur. Physics 3 rd edition, PT gelora aksara pratam, 1999 hal 138-139
4
c. Sinar gamma (γ ) Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi. Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa,
beta,
gamma,
zat
radioaktif
buatan
juga
ada
yang
memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik .
B. Peluruhan Radioaktifitas Peluruhan radioaktif adalah proses statistic yang memenuhi teori kemungkinan. Tidak ada hubungan sebab akibat yang terkait dalam peluruhan inti, yang terdapat hanyalah kemungkinan persatuan waktu. 3 Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.
C. Hukum peluruhan Proses peluruhan bersifat statistic eksponensial. Jumlah inti atom untuk meluruh setiap saat N bergantung pada jumlah sampel mula-mula inti induk N o, selang waktu peluruhan t, dan tetapan desintegrasi 1 yang memenuhi persamaan:
Persamaan diatas merupakan rumus yang memberikan jumlah inti yang tidak meluruh Nt pada waktu t dalam peluang peluruhan persatuan waktu 1 dari sebuah isotop yang jumlah inti awalnya N o pada saat
3
Yusman, wiyatmo. Fisika nuklir, pustaka pelajar, jokjakarta, 2006 hal 60-61
5
Cacah relatif Inti anak (turunan) N1=N0 (1-e-λ t N1=N0e-λ t waktu
gambar. Garfik peluruhan dan pertumbuhan inti radioaktif D. Deret Radioaktif Sebagian besar unsur radioaktif yang terdapat dialam adalah merupakan anggota dari empat deret radioaktif. Masing-masing deret terdiri dari urutan produk nuklida anak yang semuanya dapat diturunkan dari nuklida induk tunggal. Nama deret didasarkan pada nama nuklida induknya dan dicirikan oleh nomor massa anggota-anggotanya, yaitu : 1. Deret thorium (4n) 2. Deret nupthonium (4n+1) 3. Deret uranium (4n+1) 4. Deret actinium (4n+3) Daftar deret radioaktif tersebut disajikan pada table sebagai berikut: Nomor massa
Nama deret
Nuklida
Umur paruh
Produk
induk
(thn)
akhir
4n
Thorium
1,39.10
4n+1
Nepthunium
2,25.10
4n+1
Uranium
4,51.10
4n+1
Actinium
7,07.10
6
Deret neptunium sudah tidak terdapat di alam, namun nuklida neptunium dapat diperoleh di laboratorium dengan menembaki inti berat dengan neutron. Umur paruh deret neptunium begitu pendek dibandingkan dengan perkiraan umur alam semesta ini yakni 1010 tahun.4 E.
Kesetimbangan radioaktif 1.
Kesetimbangan Transien (Transient Equilibrium)
l1 < l2 : umur rerata unsur induk daripada unsur anak luruh. l2 < l1 : setelah waktu tertentu, unsur anak (daughter (daughter ) akan meluruh dengan laju peluruhannya sendiri. 2. Kesetimbangan Sekuler/Permanen ( Permanentor Secular Equilibrium) Equilibrium) Unsur
anak
luruh
disebut
dalam
keadaan
“
kesetimbangan
permanen/sekuler” dengan unsur induk. Apabila umur paro unsur anak sangat lama, maka jumlahnya hampir konstan, yaitu N 10 = N1, 4.
Cara Menentukan Half Life
Umur paro pendek (Short ( Short Half-Lives): Half-Lives): dalam orde menit, jam, hari, dan bulan) y = ln N ln N , dan ln N ln N o = a (konstan) |dy/dt | = l = slope garis lurus
Umur paro sangat lama/panjang (Very (Very Long Half-Lives) Half-Lives) : dapat diaplikasikan untuk umur paro sampai dengan 10 10 tahun. Secara eksperimen, jumlah peluruhan per unit waktu, l dapat ditentukan sebagai berikut , Apabila dua buah isotop telah mencapai kesetimbangan secular, maka,Umur paro dari unsur campuran ( A A Mixture of Activities) Activities) Dalam investigasi peluruhan karakteristik beberapa radioisotop, dijumpai plot aktivitas versus waktu pada kertas semi-logaritmikbukan berupa garis lurus.
Cara menentukan umur paro yang berbeda-beda :
Plot hasil eksperimen laju pencacahan sebagai fungsi waktu pada kerta semi logaritmik (bulatan tebal) Pada harga
4
Op,cit hal 76-77
7
waktu yang besar (dekat ujung kurva), akan diperoleh garis lurus.
Tarik
garis
lurus
melalui
titik-titik
tersebut
dan
perpanjangannya sampai t = 0. Garis ini menyatakan peluruhan isotop yang half life-nya paling lama.
Kurangkan hasil eksperimen dengan akivitas yang tertinggi, kemudian diplot dan tarik garis lurus. Lakukan cara yang sama, untuk isotop yang terakhir. 5
5
http//www.kesetimbangan radioaktif .com
8
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Daftar pustaka http://cafe-radiologi.blogspot.com/2010/09/mengenal-radiasi.html http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/radioaktivitas.pdf
