14
Tugas Mata Kuliah Fisika Inti
RADIOAKTIVITAS
KELOMPOK 7
Emy Maria Septiani Munthe 4153321013
Dosen pengampu : Irfandi S.Si,M.Pd
KELAS FISIKA EKSTENSI 2015
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2018
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, untuk setiap rahmat-Nya yang mengiringi penulis sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
Tulisan ini berjudul Makalah Radioaktivitas.Tulisan ini sebagai bagian dalam tugas mata kuliah Fisika Inti di Universitas Negeri Medan. Tulisan ini berisikantentang materi Radiokativitas.Semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca terutama mahasiswa/i calon pendidik sebagai pedoman dalam meningkatkan kualitas belajar mengajar. Penulis juga sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca terhadap tulisan ini. Saran dan kritik tersebut sebagai bahan bagi penulis untuk perbaikan tulisan ini di kemudian hari.
Medan, Maret 2018
Penulis
Emy M.S Munthe
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR 2
DAFTAR ISI 3
BAB I PENDAHULUAN 4
1.1 Latar Belakang 4
1.2 Rumusan Masalah 4
1.3 Tujuan 4
BAB II ISI 5
2.1 Pengertian Radioaktivitas 5
2.2 Sejarah Penemuan Radioaktif 5
2.3 Sifat-Sifat Sinar Radioaktif 6
2.4 Peluruhan Radioaktif 7
2.5 Besaran Radioaktif 9
2.6 Pengaruh Radiasi Pada Mahluk Hidup 10
2.7 Efek Radiasi Pada Tubuh Manusia 10
BAB III PENUTUP 13
3.1 Kesimpulan 13
DAFTAR PUSTAKA 14
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kebutuhan manusia akan sumber energi semakin meningkat, karena jumlah penduduk yang semakin banyak, dan juga adanya perubahan gaya hidup manusia. Dalam memenuhi kebutuhan itu para ahli mencari sumber energi alternatif, sebagai ganti energi dari fosil yang semakin menipis persediaannya. Salah satu di antaranya adalah sumber energi nuklir, yang dapat menghasilkan energi sangat besar. Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan dari reaksi inti atom dengan bahan baku unsur radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur yang intinya tidak stabil. Unsur radioaktif disebut juga radioisotop atau radionuklida. Unsur ini berusaha menstabilkan diri dengan cara memancarkan radiasi (sinar) yang disebut sinar radioaktif. Dalam mempelajari zat radioaktif diharapkan anda dapat mendeskripsikan unsur-unsur radioaktif dari sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia, kegunaan, dan bahayanya.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Apa Pengertian Radioaktivitas ?
Bagaimana Sejarah Penemuan Radioaktif ?
Apa Sifat-Sifat Sinar Radioaktif ?
Apa itu Peluruhan Radioaktif ?
Apa itu Besaran Radioaktif ?
Bagaimana Pengaruh Radiasi Pada Mahluk Hidup ?
Apa Efek Radiasi Pada Tubuh Manusia
1.3 TUJUAN
Mengetahui tentang Radioaktivitas
Mengetahui tentang Sejarah Penemuan Radioaktif
Memahami Sifat-Sifat Sinar Radioaktif
Mengetahui proses Peluruhan Radioaktif
Mengetahui Besaran Radioaktif
Mengatahui Pengaruh Radiasi Pada Mahluk Hidup
Mengetahui Efek Radiasi Pada Tubuh Manusia
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Radioaktivitas
Inti Radioaktif adalah unsur inti atom yg mempunyai sifat memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma.Radioaktivitas 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. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain. Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.
2.2 Sejarah Penemuan Radioaktif
Pada tahun 1895 Williem K. Rontgen menemukan sinar-X dengan jalan menembakkan sinar katoda pada pelat aluminium. Para ilmuwan menyadari bahwa ada beberapa unsur yang dapat memancarkan sinar tertentu, walaupun pada saat itu belum memahami tentang sifat sinar tersebut, mengapa unsur tersebut memancarkan sinar?
Pada tahun 1896, Henry Becquerel mengamati garam uranium yang dapat memancarkan radiasi. Radiasi yang dipancarkan ini dapat menghitamkan pelat film meskipun film tersebut ditutup rapat dengan kertas hitam. Henry Becquerel mengatakan bahwa garam uranium memancarkan sinar secara spontan. Unsur yang memancarkan sinar secara spontan disebut unsur radioaktif dan sinar yang dipancarkan ini disebut sinar radioaktif.
Kemudian pada tahun 1898 suami istri Piere Curie dan Marie Curie dapat menemukan unsur polonium (Po) dan radium (Ra) yang juga bersifat radioaktif.
Pada tahun 1903 Ernest Rutherford menemukan sinar yang bermuatan positif disebut sinar alfa (α), yang merupakan inti helium (He). Rutherford juga menemukan sinar bermuatan negatif yang disebut sinar beta (β).
Pada waktu itu pula Paul Ulrich Villard menemukan sinar yang tidak bermuatan disebut sinar gamma (γ). Sinar ini merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sangat pendek.
Pada tahun 1905 Einstein mengemukakan adanya hubungan masa dengan energi dalam rumus :
E = mc2
Dimana
E = energi (erg)
c = kecepatan cahaya (3 x 1010cm/detik)
m= massa (gram)
Dari rumus di atas, 1 gram materi dapat dihasilkan energi sebesar 9. 1020 erg natau setara dengan ledakan 20.000 ton TNT. Pada saat ini sudah banyak ilmuwan yang memikirkan bagaimana memanfaatkan energi yang terkandung dalam atom untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia, serta bagaimana mengatasi dampak negatif dari pemanfaatan energi tersebut.
2.3 Sifat-Sifat Sinar Radioaktif
Meskipun tidak dapat dilihat dengan mata namun secara umum sinar radioaktif memiliki sifat-sifat:
menghitamkan pelat film,
dapat mengionkan gas yang dilewati,
memiliki daya tembus yang besar, serta
menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (mengalami fluoresensi).
Sinar yang dipancarkan unsur radioaktif ada tiga macam, yaitu sinar alfa (α), sinar beta (β), dan sinar gamma (γ).
Perbedaan ketiga jenis sinar tersebut dapat dilihat pada tabel berikut
Sinar alfa ( α )
Sinar beta (β)
Sinar gamma ( γ )
1. Merupakan Inti Helium, Bermasa 4 Dan Bermuatan +2, Simbolnya 24α Atau 24He
2. Daya Ionisasinya
Besar
3. Daya Tembusnya
Kecil
1.Merupakan Elektron Berkecepatan Tinggi,
Tidak Bermassa Dan
Bermuatan Negatif
Satu (-1), Simbolnya-10β Atau -10e
2.Daya Ionisasi Α > β> γ
3.Daya Tembus Α < β< γ
1.Merupakan Gelombang
E L E K T Romagnetik,
Tidak Bermassa Dan
Tidak Bermuatan,
Simbolnya 00Γ
2.Daya Ionisasinya Kecil
3.Daya Tembusnya Besar
Dengan jenis muatan yang dimilikinya, bila sinar radioaktif dilewatkan dalam medan magnet maka akan terurai sebagai berikut.
a. Sinar alfa (α): akan tertarik ke medan magnet negatif.
b. Sinar beta (β): tertarik ke medan magnet positif.
c. Sinar gamma (γ): tidak dibelokkan oleh medan magnet
2.4 Peluruhan Radioaktif
Kestabilan inti
Inti atom terdiri atas netron dan proton. Proton bermuatan positif, sedangkan netron tidak bermuatan (netral). Netron dalam inti berfungsi menjaga gaya tolak-menolak antarproton. Oleh karena itu kestabilan inti ditentukan oleh perbandingan banyaknya proton dengan netron. Jika digambarkan grafik nomor atom (jumlah proton) terhadap jumlah netron pada inti yang stabil (tidak radioaktif), akan diperoleh suatu grafik berupa pita yang dinamakan pita kestabilan inti (stability band).
Disintegrasi inti adalah peristiwa berubahnya inti atom mejadi inti atom lain yag berlangsung dengan sendirinya. Inti-inti yang tidak stabil akan meluruh (bertransformasi) menuju konfigurasi yang baru yang mantap (stabil). Dalam proses peluruhan akan terpancar sinar alfa, sinar beta, atau sinar gamma dan energi peluruhan. Jika inti radioaktif meluruh, akan menjadi inti baru yang beda sifat kimianya.
Unsur radioaktif secara spontan memancarkan radiasi, yang berupa partikel atau gelombang elektromagnet (non partikel).
Peluruhan Sinar Alfa
Suatu inti yang tidak stabil dapat meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan memancarkan partikel alfa (inti atom helium). Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi. Energi yang dibebaskan akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak. Inti anak memiliki energi ikat per nukleon yang lebih tinggi dibandingkan induknya.
Ernest Rutherford menemukan bahwa partikel α adalah atom-atom helium tanpa elektron dan partikel α atau β keluar dari atom, jenis atom berubah. Perubahan demikian dapat menyebabkan radiasi γ.
Peluruhan alfa menyebabkan nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat, dan karena itu sebuah inti baru akan terbentuk. Adapun pada peluruhan beta akan menambah atau mengurangi nomor atom sebesar satu (nomor massa tetap sama).
Contoh :
92238U 90234Th + 24He
88226Ra 86222Th + 24He
Peluruhan Sinar Beta
Salah satu bentuk peluruhan sinar beta adalah peluruhan neutron. Neutron akan meluruh menjadi proton, elektron, dan antineutrino. Antineutrino merupakan partikel netral yang mempunyai energi, tetapi tidak memiliki massa. Bentuk peluruhan sinar beta yang lain adalah peluruhan proton. Proton akan meluruh menjadi neutron, positron, dan neutrino. Neutrino memiliki sifat yang sama dengan antineutrino. Peluruhan sinar beta bertujuan agar perbandingan antara proton dan neutron di dalam inti atom menjadi seimbang sehingga inti atom tetap stabil.
ZAX Z+1AY + -10β X = Inti Induk
ZAX Z-1AY + +10β Y = Inti Anak
Contoh :
614C 714C + -10β
712N 612C + +10β
Peluruhan Sinar Gamma
Suatu inti atom yang berada dalam keadaan tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar (ground state) yang lebih stabil dengan memancarkan sinar gamma. Peristiwa ini dinamakan peluruhan sinar gamma. Atom yang tereksitasi biasanya terjadi pada atom yang memancarkan sinar alfa maupun sinar beta, karena pemancaran sinar gamma biasanya menyertai pemancaran sinar alfa dan sinar beta. Peluruhan gamma hanya mengurangi energi saja, tetapi tidak mengubah susunan inti.
ZAX* ZAX + X + γ
2.5 Besaran Radioaktif
Waktu paruh
Waktu yang diperlukan agar banyaknya radionuklida (inti) yang belum berdisintegrasi tinggal setengah dari semula. Radiasi radionuklida mempunyai sifat yang khas (unik) untuk masing-masing inti. Peristiwa pemancaran radiasi suatu radionuklida sulit untuk ditentukan, tetapi untuk sekumpulan inti yang sama, keboleh jadian peluruhannya dapat diperkirakan. Waktu paruh bersifat khas terhadap setiap jenis inti.
Aktivitas Radioaktif
Aktivitas radioaktif adalah banyaknya inti yang berdisintegrasi dalam waktu 1 detik. Semakin besar aktivitasnya, semakin banyak inti atom yang berdisintegrasi perdetik. (Aktivitas tidak bersangkut paut dengan jenis peluruhan atau radiasi yang dipancarkan oleh cuplikan, atau dengan energi radiasi yang dipancarkan. Aktivitas haya ditentukan oleh jumlah peluruhan perdetik).
2.6 Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup
Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.
Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama. Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.
2.7 Efek Radiasi pada Tubuh Manusia
Radiasi dapat mengganggu fungsi normal tubuh manusia, dari taraf yang paling ringan hingga fatal. Derajat taraf ini tergantung pada beberapa faktor:
1. Jenis radiasi
Radiasi eksterna: merupakan radiasi yang berasal dari luar tubuh manusia yang dapat memberikan radiasi total pada tubuh atau partial/sebagian. Radiasi dari sumber alpha dan beta yang berkekuatan kurang dari 65 KeV, tidak cukup kuat untuk menembus kulit manusia, sehingga tidak berbahaya. Radiasi dari sumber sinar-X dan gamma serta neutron lain yang lebih besar dari 65 KeV, cukup kuat untuk menembus kulit manusia sehingga cukup berbahaya.
Radiasi interna, adalah masuknya radionuklida pada tubuh manusia melalui saluran pernapasan, saluran pencernaan, dan luka pada kulit.
2. Lamanya penyinaran.
3. Jarak sumber dengan tubuh.
4. Ada tidaknya penghalang antara sumber dengan tubuh.
Beberapa efek biologi pada tubuh manusia :
1. Efek genetik.
Efek biologi dari radiasi ionisasi pada generasi yang belum lahir disebut efek genetik. Efek ini timbul karena kerusakan molekul DNA pada sperma atau ovarium akibat radiasi. Atau, bila radiasi berinteraksi dengan makro molekul DNA, dapat memodifikasi struktur molekul ini dengan cara memecah kromosom atau mengubah jumlah DNA yang terdapat dalam sel melalui perubahan informasi genetik sel
2. Efek somatik
Bila organisme (seperti manusia) yang terkena radiasi mengalami kerusakan biologi sebagai akibat penyinaran, efek penyinaran tersebut diklasifikasikan sebagai efek somatik. Efek ini tergantung pada lamanya terkena radiasi sampai pertama timbulnya gejala kerusakan radiasi. Selanjutnya diklasifikasikan sebagai efek somatik jangka pendek atau jangka panjang.
Efek somatik jangka pendek
Efek ini timbul dalam waktu beberapa menit, jam, atau minggu sejak penyinaran radiasi.
Efek dari dosis yang tinggi terlihat dengan gejala: mual, lemas, eritema (kemerahan abnormal di kulit), epilasi (rontoknya rambut), gangguan darah, gangguan entistimal, demam dan terkelupasnya lapisan luar kulit, berkurangnya jumlah sperma pada pria, kemandulan tetap atau sementara dari wanita dan pria, serta kerusakan sistem syaraf pusat (pada dosis radiasi yang sangat tinggi).
Beberapa efek somatik jangka pendek:
a. Sindrom radiasi akut
Sindrom radiasi akut terjadi setelah seluruh tubuh manusia menerima dosis radiasi ionisasi yang besar dalam waktu singkat. Sindrom radiasi akut ini termanifestasi dalam 4 tahap:
o Tahap prodromal: terjadi beberapa jam setelah penyinaran, dengan ciri-ciri mual, muntah, diare, dan lemas.
o Tahap laten: gejala seperti tahap prodromal, sudah tidak terlihat dalam satu minggu.
o Tahap manifes: gejala ini terlihat pada akhir minggu pertama atau setelah tahap laten. Beberapa gejalanya antara lain bingung, epilasi, haus, diare yang parah, demam, infeksi, perdarahan, dan gangguan kardiovaskular.
o Tahap kesembuhan atau kematian: setelah mengalami ketiga tahap tersebut, kemungkinan yang akan terjadi adalah kesembuhan atau kematian. Kematian terjadi apabila seluruh tubuh menerima penyinaran dosis subtotal sebesar 2-3 Gray (200-300 rad), sedang kesembuahan terjadi dalam waktu 3 bulan.
b. Sindrom hematopoetik (sindrom tulang)
Terjadi setelah tubuh manusia menerima dosis radiasi sebesar 1-10 Gray (100- 1000 rad). Penyinaran ini menyebabkan jumlah sel darah putih, sel darah merah, dan platelet dalam aliran darah akan berkurang. Juga dapat menimbulkan kerusakan sel-sel lain dalam organ sehingga sistem organ gagal berfungsi atau tubuh kehilangan kemampuan melawan infeksi. Dengan demikian, tubuh akan makin mudah terserang infeksi yang akhirnya mengalami perdarahan.
c. Sindrom gastrointestinal
Pada manusia, sindrom gastrointestinal timbul pada dosis 1 Gray (100 rad), dengan gejala-gejala mual yang parah, muntah, diare, hilangnya nafsu makan, perdarahan pada saluran GI, infeksi, lemas, demam, anemia, ketidakseimbangan elektrolit, dan hilangnya cairan tubuh yang kemudian berakibat fatal, yaitu meninggal. Kejadian tersebut terjadi dalam waktu 3--5 hari setelah penyinaran.
d. Sindrom sistem saraf pusat
Merupakan radiasi akut karena dosis yang diterima sekitar 50 Gray(5000 rad). Orang yang terkena radiasi ini akan menunjukkan gejala dis-orientasi serta syok, diiringi mual yang parah, muntah, diare cair, terkaget-kaget disertai bingung dan kurang terkoordinasi, serta rasa terbakar pada kulit. Juga edema, hilangnya keseimbangan, lemas, kejang-kejang, ketidakseimbangan elektrolit, frustrasi, koma, dan kematian karena gangguan kardiovaskular. Hasil akhir dari kerusakan ini adalah kegagalan sistem saraf pusat yang menimbulkan kematian segera.
BAB III
KESIMPULAN
3.1 KESIMPULAN
Radioaktivitas 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
Sejarah Penemuan Radioakitif Sifat-sifat Radioaktif
Pada tahun 1895 Williem K. Rontgen menemukan sinar-X dengan jalan menembakkan sinar katoda pada pelat aluminium
Pada tahun 1896, Henry Becquerel mengamati garam uranium yang dapat memancarkan radiasi. Radiasi yang dipancarkan ini dapat menghitamkan pelat film meskipun film tersebut ditutup rapat dengan kertas hitam
pada tahun 1898 suami istri Piere Curie dan Marie Curie dapat menemukan unsur polonium (Po) dan radium (Ra) yang juga bersifat radioaktif.
Pada tahun 1903 Ernest Rutherford menemukan sinar yang bermuatan positif disebut sinar alfa (α), yang merupakan inti helium (He). Rutherford juga menemukan sinar bermuatan negatif yang disebut sinar beta (β).
Sifat-Sifat:
Menghitamkan pelat film,
Dapat mengionkan gas yang dilewati,
Memiliki daya tembus yang besar, serta
Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (mengalami fluoresensi)
Kestabilan inti ditentukan oleh perbandingan banyaknya proton dengan netron.
Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama
Radiasi dapat mengganggu fungsi normal tubuh manusia, dari taraf yang paling ringan hingga fatal
Waktu yang diperlukan agar banyaknya radionuklida (inti) yang belum berdisintegrasi tinggal setengah dari semula disebut waktu paruh
DAFTAR PUSTAKA
Krane, Kenneth. 2008.Fisika Modern.Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press)
Lasmi, Ni Ketut. 2012. SPM Fisika untuk SMA dan MA. Bandung : Erlangga
https://file.upi.eedu/direkori/fpmipa/jur_pend_fisika/195708071982112nwiendartun/2_radioaktif.pdf
www.ebook.sman1slosch.id/Kimia/KIMIA%XII%20PS/PDF/BAB%204%RADIOAKTIF.pdf
https://atophysics.files.wordpress.com/2008/11/materi-26.pdf\