Struktur-inti-dan-keradioaktifan

16





STRUKTUR INTI DAN KERADIOAKTIFAN

Partikel Dasar Penyusun Atom
Setelah Dalton, para kimiawan menemukan bahwa atom terdiri dari proton, netron dan electron. Selanjutnya, proton, netron dan electron dinamakan partikel dasar atom. Untuk lebih memahami partikel dasar atom akan dibahas tentang masing – masing partikel dasar tersebut dan cirinya berdasarkan hasil percobaan para penemunya.

a. Elektron
pada tahun 1897 Thompson menemukan electron. Thompson melakukan percobaan dengan menggunakan tabung kaca dengan bertekanan udara sangat rendah. Pada kedua ujung tabung tersebut dipasang pelat logam yang berfungsi sebagai electrode. Kedua electrode tersebut dihubungkan dengan sumber arus listrik bertegangan tinggi. Elektrode yang dihubungkan dengan kutub positif disebut anode, sedangkan electrode yang dihubungkan dengan kutub negative disebut katode. Tabung seperti itu disebut tabung sinar katode (Parning;2003).
Percobaan itu dilakukan sebagai berikut, dengan menggunakan pompa vakum, tekanan udar dalam dalam tabung dapat diatur. Jika tekanan udara dalam tabung dibuat cukup rendah, maka gas dalam tabung akan berpendar. Selanjutnya, jika tekanan gas dalam tabung dibuat semakin kecil, maka akhirnya tabung menjadi gelap. Akan tetapi, bagian tabung di depan katode berpendar dengan warna hijau. Perpendaran ini bersumber dari radiasi katode menuju anode yang membentur gelas sehingga gelas berpendar. Sinar itu disebut sinar katode karena berasal dari katode. Selanjutnya, kita ketahui bahwa sinar katode merupakan radiasi partikel yang bermuatan negatif (Parning;2003).
Berdasarkan hasil percobaan itu, Thompson mengungkapkan sifat – sifat sinar katode berikut :
Dipancarkan oleh katode dalam sebuah tabung hampa jika dilewatkan arus listrik bertegangan tinggi.
Merambat dalam garis lurus menuju anode.
Jika membentur gelas, maka gelas berpendar (berfluoroesensi). Dengan adanya fluoroesensi ini, kita dapat mengetahui adanya sinar katode karena sinar katode tidak terlihat oleh mata.
Dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet ke kutub positif . Oleh karena itu, sinar katode bermuatan negative.
Sinar ini tidak tergantung pada bahan elektrodenya. Hal itu berarti, setiap electrode dapat memancarkan sinar katode. Jadi setiap materi mengandung partikel yang sepeeti sinar katode (Parning;2003).
Dari kelima sifat – sifat sinar katode ini, dapat kita simpulkan bahwa sinar katode adalah partikel dasar atom yang ada pada setiap atom.Partikel itu selanjutnya kita sebut electron (Parning;2003).
Selanjutnya, Thomson melakukan percobaan untuk menentukan harga perbandingan muatan electron dengan massanya. Dari hasil percobaannya diperoleh harga e/m dengan tepat, yaitu sebesar 1,76 x 108 Coulomb/gram. Nilai – nilai itu merupakan hasil pengukuran pengaruh medan magnet listrik dan magnet terhadap pembelokan sinar katode serta pengukuran jari – jari kelengkungan dari pembelokan itu (Parning;2003).
Pada tahun 1909, Robert Milikan melakukan percobaan dengan tetes minyak untuk menentukan muatan 1 elektron. Pada percobaan itu, setetes minyak dapat menangkap satu, dua, tiga atau lebih electron. Milikan menemukan muatan tetes minyak yang besarnya 1 x 1,6 x 10-19 C, 2 x 1,6 x 10-19C, 3 x 1,6 x 10-19 C, dan seterusnya. Dari sini Milikan memenyimpulkan bahwa muatan 1 elektron adalah 1,6 x 10-19 C diberi tanda -1 (Parning;2003).
Berdasarkan percobaan Thomson dan Milikan, massa electron dapat dihitung sebagai berikut :
Dari percobaan Thomson q/m = e/m = 1,76 x 108 Coulomb/gram
Dari percobaan Milikan e = 1,6 x 10-19 Coulomb
Oleh karena itu, massa electron = 9,11 x 10-28 gram (Parning ; 2003)

B. Proton
Pada tahun 1886, Eugene Goldstein menemukan proton. Goldstein melakukan percobaan dengan menggunakan tabung sinar katode (rabung Crookes). Anode (kutub positif) dan katode (kutub negative) dari tabung tersebut dihubunkan dengan sumber arus listrik bertegangan tinggi. Dari percobaan tersebut diperoleh fakta – fakta sebagai berikut. Jika katode tidak diberi lubang, maka ruang di belakang katode menjadi gelap. Akan tetapi, jika katode tidak diberi lubang dan diisi dengan gas hydrogen yang bertekanan rendah, maka gas di belakang katode berpendar (berfluoroesensi). Hal itu disebabkan adanya radiasi sinar yang berasal dari anode dan memijarkan gas tersebut. Sinar itu disebut sinar anode atau sinar kanal (Parning;2003).
Sifat – sifat sinar anode adalah sebagai berikut :
merupakan radiasi partikel yang disebut dengan proton.
dalam medan listrik atau magnet, dapat dibelokkan ke kutub negative. Berarti sinar anode ini bermuatan positif.
perbandingan muatan dan massanya (e/m) bergantung pada gas yang diisikan pada tabung. Perbandingan e/m terbesar terjadi jika gas yang diisikannya adalah gas hydrogen (Parning ; 2003)
selanjutnya, melalui percobaan diperoleh hasil bahwa massa 1 proton adalah 1,6726 x 10-24 gram (1 sma) dan muatan 1 proton adalah 1,6022 x 10-19 coulomb dan diberi tanda muatan +1 (Parning;2003).

C. Netron
Dari percobaan-percobaan yang dilakukan Rutherford pada tahun 1911, ternyata massa inti atom unsur selalu lebih besar daripada massa proton dalam inti atom. Hal itu memberi keyakinan bagi para ahli, bahwa selain proton dalam inti atom harus ada partikel lain. Partikel ini pasti tidak bermuatan, karena kita tahu bahwa menurut model atom Rutherford, inti atom itu bermuatan positif (Parning;2003).
Pada tahun 1930, W.Bothe dan H.Becker menembaki inti atom berilium dengan partikel alfa dan dihasilkan suatu radiasi partikel yang mempunyai daya tembus tinggi. Selanjutnya, pada tahun 1932 James Chadwick melakukan percobaan yang sama dan berdasarkan percobaan tersebut dapat dibuktikan bahwa radiasi tersebut merupakan partikel netral (tidak bermuatan) yang massanya hampir sama dengan massa proton. Selanjutnya, partikel ini disebut neutron dan merupakan partikel penyusun inti atom (Parning :2003).
Sifat – sifat sinar netron adalah sebagai berikut :
merupakan radiasi partikel yang disebut dengan netron
dalam medan listrik atau magnet tidak dibelokkan ke kutub positif atau negative. Berarti sinar netron tidak bermuatan
massa sinar neutron hampir sama dengan massa sinar anode (proton) yaitu 1,6728 x 10-24 gram atau 1 sma.

D. Positron
Pada tahun 1932 Anderson menemukan partikel penyusun atom yang memiliki massa sebesar massa electron tetapi bermuatan listrik positif. Partikel penyusun atom yang ditemukan oleh Anderson ini disebut positron. Hasil penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa setiap positron memiliki massa sebesar 0,000549 sma atau mendekati harga 0,00 sma dan untuk seterusnya positron disimbolkan sebagai +eo (Retug;2005).

E. Neutrino atau Antineutrino
Neutrino adalah suatu partikel penyusun atom yang ikut radiasi menyertai radiasi partikel positron, sedangkan yang menyertai radiasi partikel electron disebut antineutrino. Keberadaan partikel neutrino atau anti neutrino telah diperkirakan sejak tahun 1930 oleh Pauli dan diperkuat oleh Fermi pada tahun 1934, dan baru tahun 1956 kebenaran dugaan adanya neutrino dan antineutrino dapat dibuktikan melalui serangkaian percobaan. Data hasil pecobaan menunjukkan bahwa partikel neutrino atau antineutrino bermassa kurang dari 2 x 10-7 smaatau mendekati harga 0,00 sma, berspin 0,5 dan tidak bermuatan listrik (Retug;2005)

F. Muon
Pada tahun 1935 Yukawa mempostulatkan bahwa di dalam sebuah atom terdapat partikel – partikel yang mempunyai massa besarnya ada di antara massa electron dan proton. Pada tahun 1937 Anderson menemukan suatu partikel penyusun atom dalam bentuk sinar – sinar kosmik yang bermassa sekitar 207 kali massa satu electron atau mendekati nilai sebesar 0,1134 sma untuk selanjutnya disebut Muon. Muon – muon itu ada yang bermuatan listrik positif dan ada pula yang bermuatan listrik negatif (Retug;2005).

G. Pion
Pada tahun 1947 Powell menemukan partikel penyusun atom yang dinamakan pion. Pion adalah seperti Muon yaitu merupakan partikel –partikel yang berwujud sinar kosmik, yang memiliki massa sekitar 273 kali massa satu electron atau mendekati nilai sebesar 0,1498 sma untuk pion yang bermuatan listrik dan 0,1449 sma untuk pion yang bermuatan listrik netral, semua jenis pion tidak berspin.
2.2 Struktur Atom dan Inti Atom
Penggambaran struktur atau susunan komponen atom dalam sebuah atom didasarkan pada model atom yang terakhir diyakini kebenarannya yakni model atom mekanika gelombang. Perumusan model atom ini didasarkan pada pernyataan Planck dan Einstein bahwa sinar itu dapat bersifat materi dan pendapat Louis de Broglie yang menyatakan bahwa setiap partikel yang bergerak selalu bersifat sebagai gelombang yang memiliki panjang gelombang sebesar L = h/mv, yang mana L sama dengan panjang gelombang, h = tetapan Planck, m = massa yang bergerak dan v = kecepatan partikel itu (Retug:2005).
Model atom mekanika gelombang merupakan model atom hasil penyempurnaan dari model atom yang dikemukakan oleh Niels Bohr. Dalam model atom mekanika gelombang dijelaskan bahwa bangun suatu atom itu diasumsikan seperti bola yang sebagian besar volume ruangan bola tersebut relatif kosong dan disinilah kemungkinan terbesar electron – electron berada. Sebagian kecil dari ruangan berbentuk bola yang berada di pusat bola ditempati oleh hampir semua partikel – partikel penyusun atom yang kemudian disebut inti atom (Retug;2005).
Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan berupa elemen apakah atom itu.Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan dari electron (Triatmojo :2006).
Jumlah netron dalam inti atom menentukan isotop elemen tersebut. Jumlah proton dan netron dalam inti atom saling berhubungan; biasanya dalam jumlah yang sama, dalam nukleus besar ada beberapa netron lebih. Kedua jumlah tersebut menentukan jenis nukleus. Proton dan netron memiliki masa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua masa tersebut disebut nomor masa, dan beratnya hampir sama dengan masa atom ( tiap isotop memiliki masa yang unik ). Masa dari elektron sangat kecil dan tidak menyumbang banyak kepada masa atom (Triatmojo ; 2006).

Inti Atom Berdasarkan Eksperimen Rutherford
Setelah melakukan eksperimen, Rutherford menyimpulkan bahwa benda pejal itu merupakan inti atom. Hal ini berarti bahwa atom terdiri dari inti atom dan ruang kosong. Di luar inti atom terdapat electron yang bermuatan negative dan jumlahnya sama dengan muatan pada inti atom. Elektron beredar mengelilingi inti atom pada jarak yang relatif jauh dari inti atom. Lintasan electron tersebut dinamakan kulit atom. Jarak inti atom ke kulit electron disebut jari – jari atom. Informasi saat ini berdasarkan penelitian dengan menggunakan sinar-X, menyatakan bahwa diameter suatu atom adalah 10-10 m atau 1/50.000 kali diameter atom (Parning;2003)

2.3 Penyusun dan Susunan nukleon dalam Nuklida
Dalam suatu nuklida tersusun atas nukleon-nukleon, dimana nukleon tersebut merupakan partikel-partikel penyusun inti atom/nukleus, sedangkan nuklida itu sendiri adalah isotop atom. Nukleon mengandung dua jenis partikel dasar yaitu proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan). (Retug, 2005).
Suatu inti atom yang mempunyai jumlah nukleon tertentu disebut nuklida, yaitu atom tanpa elektron pada kulit-kulitnya. Suatu nuklida dapat dinyatakan dengan lambang unsur yang dilengkapi nomor massa (jumlah nukleon), sedangkan nomor atom boleh ditulis atau tidak karena dapat dilihat pada sistem periodik. Sebagai contoh nuklida sebagai berikut : 20Ca40, 80Hg200 . Partikel penyusun nuklida kecuali elektron-elektron berada di nukleus. Diantara partikel-partikel penyusun nukleus yang sudah diketahui proton dan netronlah yang merupakan partikel yang bermassa besar sehingga jumlahnya sangat menentukan besar kecilnya massa nuklida. Jumlah proton dalam sebuah nuklida selalu sama dengan jumlah elektron, akan tetapi jumlah netron dapat sama atau sedikit lebih besar daripada jumlah protonnya.
Susunan nukleon dan nuklida dibagi menjadi 4 yaitu, isotop adalah kelompok nuklida dengan Z (nomor atom) sama tetapi memiliki N (jumlah neutron) yang berbeda. Contoh : 1H1 dengan 2H1. Isobar adalah kelompok nuklida denga A (nomor massa) sama tetapi memiliki nomor atom yang berbeda. Contoh : 12C6 dengan 12 C 7. Isoton adalah kelompok nuklida dengan N (jumlah netron) sama, tetapi memiliki jumlah proton bebeda. Contoh : 31P15 dan 32S16. Isomer inti atau nuklir adalah kelompok nuklida dengan Z (nomor atom), A (nomor massa), dan N (jumlah netron), tetapi berbeda dalam tingkat energinya. (Parning, 2003)
Berdasarkan peta kestabilan dalam proses pembentukannya di alam, nuklida dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok yaitu sebagai berikut :
Nuklida stabil adalah nuklida yang secara alamiah tidak mengalami perubahan A (nomor massa) maupun Z (nomor atom) atau tidak mengalami peluruhan.
Radionuklida alam primer adalah nuklida yang terbentuk secara alamiah dan bersifat radioaktif.
 Radionuklida alam sekunder adalah nuklida radioaktif yang secar alamiah merupakan hasil peluruhan radionuklida alam primer.
Radionuklida alam terinduksi adalah nuklida radioaktif yang terbentuk secar kontinu dari hasil interaksi sinar kosmik dengan 14N di atmosfer.
Radionuklida buatan adalah nuklida yang terbentuk sebagai hasil dari reaksi transmutasi inti yang dilakukan di laboratorium. (Simmamora, 2004).

2.4 Energi Binding, Gaya dalam nuklida, Stabilitas dan model inti
Dalam suatu inti atom terdapat banyak nukeon yang memiliki sifat-sifat yang khas, sehingga adanya perbedaan komposisi atau penyusun suatu nuklida.
Energi Binding
Energi binding adalah energi ikat atom yang dibutuhkan untuk membongkar sebuah atom ke elektron bebas dan sebuah inti atom. Massa total (Mtot) nukleon-nukleon yang membentuk sebuah inti atom atau nukleus tidak sama dengan besarnya massa terukur (Mter) nukleon pembentuk inti dan massa terukur (Mter) dari nucleus disebut massa lebih (MI) atau massa binding (Mb) yang menggambarkan bahwasemua massa sebanding dengan energy binding semu (Ebs) antar nukleon penyusun nuklida. Hubungan antara energy binding, massa binding, massa binding, massa total, dan massa terukur dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
Mb = Mtot – Mter
Eb ~ Mb
Hubungan antara massa dan energy dapat dinyatakan dengan persamaan : E = mc2, dimana m (massa), c (kecepatan gerak cahaya)= 2,99 x 1010 cm/dt. 1 sma = 1,66 x 10 -24 gram dan 1 eV = 1,6 x 10-19 joule. Maka dengan menggunakan persamaan tersebut diperoleh bahwa harga massa 1 sma equivalen dengan energi sebesar 931 MeV. Besarnya energi binding atau pengikat untuk setiap nukleon dapat dihitung dengan cara :
Massa 2 netron = 2 x 1,00867 sma = 2,01734 sma
Massa 2 netron = 2 x 1,00782 sma = 2,01564 sma
Jumlah massa pembangun (Mtot) inti He = 4 nukleor = 4,03298 sma
Jumlah massa terukur (Mter) inti He = 4 nukleor = 4,03260 sma
Massa Binding (Mb) = Mtot – Mter = 0,03038 sma.
Selisih massa sebesar 0,03038 sma equivalen dengan energi binding semu (Ebs) sebesar 0,03038 sma x 931 MeV/sma = 28,2960 MeV. Untuk dapat mengikat setiap nukleon diperlukan energi binding senu (Ebs) atau energi pengikat rata-rata pernukleon sebesar = 28,2960 MeV/4 nukleon = 7,07 MeV/nukleon. Pengkajian energi binding semu (Ebs) mengemukakan asumsi bahwa : seluruh ruang nuklida berisi penuh dengan netron dan proton sehingga volume nukleus equivalen dengan nomor massanya yang disebut dengan energi volume ; Energi binding yang bekerja di permukaan sama besar dengan yang bekerja dibawah permukaan atau bagian dalam dari suatu nukleus ; Tidak adanya pengaruh energi coloumb yang ditimbulkan oleh nukleon yang bermuatan listrik, proton = elektron ; Telah terjadi distribusi nukleon yang bermuatan dan tidak bermuatan listrik secar merata di seluruh bagian nuklida; Besar kecilnya energi binding atau pengikat dipengaruh oleh ganjil genapnya bilangan yang menyatakan jumlah proton dan netron. Kajian lain juga ditemukan bahwa :
Keberadaan energi volume nukleus
Keberadaan energi permukaan nukleus
Pengaruh energi coloumb oleh nukleon bermuatan
Distribusi muatan dalam nuklida
Pasangan energi proton dan netron.
Adapun persamaan energi binding yang disempurnakan oleh W.D Myers dan W.J Swiatechi yaitu sebagai berikut :
Eb = C1A [ 1-k((N-Z)/A)2] – C2A2/3 [ 1-k((N-Z)/A)2 ] – C3Z2A-1/3 + C4Z2A-1 + d

Dimana :
C1 = koefisien koreksi terhadap adanya pengaruh energi volume = 15,677 MeV
C2 = koefisien koreksi terhadap adanya pengaruh energi permukaan = 18,560 MeV
C3 = koefisien koreksi terhadap adanya pengaruh energi coulomb = 0,717 MeV
C4 = koefisien koreksi terhadap pengaruh distribusi muatan = 1,211 MeV
K = tetapan = 1,79 ; N = jumlah proton ; A= nomor massa
D = pengaruh pembentukan pasangan jumlah Z dan N, bila genap-genap = 11/ (A1/2 ) ; ganjil-ganjil = -11/ (A1/2 ) ; dan genap- ganjil atau ganjil-genap = 0

Koreksi untuk energi volume nukleus terjadi bila ada perbedaan antara jumlah netron dan protonnya yang menyebabkan ketidaksimetrisan sehingga energi volume nukleus menjadi berkurang. Perbedaan antara jumlah netron dan proton juga dapat menurunkan pengaruh kerapatan massa nukleon di permukaan sebesar ((N-Z)A)2, lebih lanjut akan menambah energi binding nukleon secara keseluruhan dalam nukleus .Besarnya energi binding juga dipengaruhi oleh pembentukan pasangan antara proton Z dan netron N. Pasangan Z-N ganjil-ganjil akan mengurangi energi binding.
Energi binding dari semua nukleus dapat dinyatakan sebagai fungsi dari volume atau nomor massa (A) dan jumlah muatan (Z) dalam tinjauan tiga dimensi. Atas dasar keterangan tersebut maka persamaan 1 dapat diubah menjadi ke bentuk persamaan baru berikut :
Eb = (Z)(MH) + (A-Z)(MN)- Mter....................................................................persamaan 3
Dengan MH adalah energi massa proton = 938,79 MeV, Mter = energi massa terukur. Bila data Energi massa proton dan neutron dimasukkan ke dalam persamaan 3 akan membentuk persamaan baru sebagai berikut:
Eb = 939,57 MeV + 938,790 MeV – Mter
Maka:
Mter = 939,57 MeV + 938,790 MeV – Eb............................(Persamaan 4)

Eb= C1A1-k1-2Z/A2-C2A231-k1-2Z/A2-C3Z2A-13+ C4Z2A-1+d
 
Sudah diketahui bahwa N = A – Z. Data ini digunakan untuk mengganti N yang ada dalam persamaan (2) dimana hasilnya adalah sebagai berikut:

Persamaan (6) merupakan persamaan massa parabola, yang mana diketahui bahwa :
f1(A) = 0,717 A-1/3 + 111,036 A-1 – 132,89 A-4/3;
f2(A) = 132,89 A-1/3 – 113,029 ;
f3(A) = 951,958 A – 14,66 A2/3 ;
dimana f1(A) ; f2(A) ; f3(A) merupakan koefisien yang harganya tergantung pada A.
Dari persamaan di atas diperoleh harga untuk nomor massa atau volume massa (A) yang sama bagi isotop nuklida yang ada dalam satu garis parabola. Puncak kurva parabola memberikan harga A minimum dan energi binding yang maksimum.
Untuk mendapatkan petunjuk tentang jumlah muatan nuklda (Z) dari suatu nuklida yang bernomor massa (A) dapat diketahui dengan menggunakan persamaan berikut.
ZA = ......................................................................................persamaan 8
yang mana ZA adalah nomor muatan suatu nuklida dengan massa yang minimum dan energi binding yang maksimum yang ada dalam suatu isobar. Persamaan di atas dapat diperoleh bahwa : nuklida yang nomor massanya (A) = 157 mempunyai ZA = 62,69; dan bila (A) = 156 maka harga ZA = 64,33. Massa permukaan sesuai dengan persamaan sesuai dengan persamaan parabola tersebut sering digunakan untuk mengetahui alur proses peluruhan partikel beta yang dilakukan oleh nuklida dalam satu isobar. Peluruhan akan berakhir setelah diperoleh nuklida yang bermassa minimum sebaliknya berenergi binding maksimum, yaitu sebuah nuklida yang paling stabil dalam satu isobarnya.

1. Gaya dalam Nuklida
Pada tahun 1935 Yukawa menyampaikan pendapatnya bahwa gaya-gaya pengikat nukleon penyusun nuklida sebenarnya merupakan bentuk radiasi partikel-partikel yang diserap oleh nukleon-nukleon. Partikel-partikel yang itu belum ditemukan tetapi mdiperkirakan memiliki massa sekitar 200x massa satu elektron, berspin 0 atau 1. Kajian teori tentang radiasi partikel sebagai gaya-gaya pengikat nukleon seterusnya disebut teori messon atau muon.
Berdasarkan teori mesonnya Yukawa dilakukan pengkajian lebih lanjut baik secara laboratoris dan teoritis, padea tahun 1937 ditemukan muon-moun yang bermassa 207x masa satu elektron yang berupa sinar-sinar kosmik. Pada tahun 1947 ditemukan partikel yang massanya 270x massa satu elektron yang memiliki ciri-ciri sebagaimana diterangkan dalam teori mesonnya Yukawa dan partikel ini lebih dikenal sebagai pion.

2. Stabilitas Nuklida
Definisi tentang nuklida yang stabil didasarkan pada besar kecilnya massa binding (Mb) yang setara dengan energi binding (Eb). Besarnya energi binding real untuk sertiap nukleon penyusun nukleus dari suatu nuklida selalu konstan yaitu antara 6 Me V sampai 9 Me V. Nuklida yang energi binding real untuk setiap nukeonnya kurang dari 6 Me V bersifat tidak stabil dan radioaktif. Harga energi binding maksimum terdapat pada nnuklida besi isotop 56 atau 26Fe56 dan nikel isotop 55 atau 28Ni58, sehingga besi dan nikel merupakan nuklida yang paling stabil. Berdasarkan energi binding yang besar, maka nuklida ini yang memiliki tingkat kestabilan tinggi dan biasa terdapat dalam kerak bumi dan meteroid.
Bila jumlah proton sama besar dengan jumlah netronnya maka energi binding yang real akan menjadi besar. Hal ini terjadi karena tanpa adanya koreksi pada energi volume dan permukaan nukleus, yang keduanya merupakan komponen pembangun energi dinding. Contoh : 6C9; 6C10; 6C11 yang mempunyai waktu paruh 0,13" ; 19.2" ; 1224". Semakin kecil waktu paruhnya maka kestabilan nukleus dalam nuklida semakin kecil pula dan sebaliknya. Untuk isotop C-10 memiliki perbedaan jumlah massa proton dan netronnya sebesar dua nukleon dan mempunyai waktu paruh 19,2". Sedangkan untuk isotop C-11 terdapat perbedaan jumlah proton dengan netron sebesar satu nukleon dan waktu paruhnya sebesar 1224". Sehingga dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara jumlah proton dan netron semakin besar maka stabilitas nukleus sebuah nuklida semakin berkurang sehingga mudah mengalami reaksi nuklir.

Model-Model Inti
Dalam membahas sifat-sifat nukleus terdapat tiga model inti yang dianggap sebagai dasar dalam membahas sifat-sifat nukleus tersebut. Model-model inti tersebut antara lain Model tetes cairan, Model kulit inti, Model kolektif inti. Ketiga model inti tersebut akan diuraikan sebagai berikut. (Retug, 2005)
Model Tetes Cairan
Model tetes cairan dikembangkan oleh Niels Bohr, Wheeler, dan Frenkel. Model ini memperlakukan inti sebagai suatu massa homogen dan setiap nukleon berinteraksi secara kuat dengan tetangga terdekatnya (Bunbun Bunjali, 2002). Nukleon-nukleon penyusun nucleus saling tarik-menarik sehingga jarak antar nucleon menjadi sangat rapat. Gaya interaksi adalah gaya jarak pendek yang bersifat jenuh dan tidak tergantung pada muatan dan spin nukleon, sehingga energi interaksi antarnukleon merupakan fungsi kontinu dari massa inti ( nomor massa A). Nukleon-nukleon yang ada di permukaan nukleus mendapatkan gaya tarikan yang lebih kuat kearah dalam nucleus cenderung menjadi bulat seperti setetes cairan. (Retug, 2005)
Model ini disebut model tetes cairan karena adanya sejumlah kesamaan kelakuan antara inti dan tetesan suatu cairan. Kesamaan kelakuan tersebut adalah:
(1).Baik tetes cairan maupun inti, keduanya bersifat homogen dan tidak dapat dimamfatkan. Tetes cairan tersusun oleh sejumlah atom atau molekul , sedangkan inti tersusun atas nukleon . Implikasi dari hal ini adalah volume inti sebanding dengan massa A. Maka jari-jari inti R = r0 A , dengan r0 suatu tetapan dengan orde 1,2 – 1,5 F.
(2). Kemiripan inti dengan tetesan larutan ideal ditunjukkan dengan anggapan bahwa gaya interaksi antarnukleon adalah sama, tidak memperhatikan muatan maupun spin nukleon, yakni f n-n f n-p f p-p
Hal ini didukung oleh fakta bahwa energi pengikat inti pada pasangan " inti cermin" adalah hampir sama, yaitu penggantian gaya p-p oleh gaya n-n tidak memberikan pengaruh yang berarti terhadap energi pengikat total
(3). Analog dengan suatu tetes cairan, inti atom akan menunjukkan adanya gaya tegangan permukaan, gaya yang sebanding dengan luas permukaan inti, sehingga terdapat gaya sebanding dengan A .
(4) Gambaran umum untuk tetes cairan, yaitu dapat terjadi penggabungan tetesan kecil menjadi tetesan yang lebih besar atau sebaliknya, pemecahan tetesan besar menjadi tetesan yang lebih kecil. Hal ini ada kemiripan dengan reaksi fusi dan fissi pada reaksi inti.
(5). Jika tetes cairan atau inti ditembaki dengan partikel berenergi tinggi, partikel penembak ditangkap dan terbentuk suatu inti gabungan (inti majemuk). Kemudian tambahkan eneri partikel yang tertangkap akan secara cepat didistriusika kepada semua partikel dalam tetesan atau nukleon-nukleon dalam inti. Proses termalisasi energi ini dalam inti gabunga dapat berlangsung dalam waktu 10 - 10 detik, berantung pada kecepatan partikel penembak.
(6). Pelepasan kelebihan energi (dieksitasi) pada tetesan atau inti majemuk dapat dilakukan melalui proses berikut :

Pada Tetesan
Pada Inti Majemuk
Pendinginan dengan melepaskan panas
Penguapan sejumlah partikel
Pemecahan tetesan menjadi dua tetesan yang lebih kecil
Pendinginan dengan memancarkan radiasi
Pemancaran satu atau lebih partikel
Pembelahan inti menjadi dua inti yang lebih kecil

Nukleon-nukleon yang berbeda jenis setelah membentuk nukleus menjadi satu-kesatuan, dan tidak lagi sebagai nukleon yang berdiri-sendiri. Bila nukleus menerima suatu aksi dari luar maka seluruh nukleon penyusun nukleus memberikan aksi secara bersama-sama.
Dalam keadaan tereksitasi sifat dari nukleus menjadi tidak stabil. Untuk mencapai kestabilan kembali nukleus akan melakukan reaksi nuklir. Hasil dari reaksi nuklir dapat berwujud energi panas, radiasi partikel dan gelombang elektromagnet. Terpancarnya partikel-partikel dari nukleon dapat dianalogkan dengan teruapkannya melekul-molekul air dari tetes cairan.
Model tetes cairan juga mampu menjelaskan mekanismelogis dari reaksi inti berenergi rendah, menjelaskan gejala pembelahan dan penggabungan inti. Selain itu, model tetes cairan memberikan dasar perhitungan energi pengikat inti dan massa atom secara inti empirik yang dikemukakan Weizsacker yang dapat diaplikasikan dalam menghitung tetapan jari-jari nuklir dan memperkirakan nuklida stabil pada deret isobarik peluruhan .
Model Kulit Inti
Model kulit diangkat berdasarkan pada suatu kenyataan bahwa nuklida yang memiliki jumlah proton atau netron sesuai dengan bilangan-bilangan bulat tertentu memiliki stabilitas yang tinggi, ia sukar mengalami reaksi nuklir. Bilangan bulat yang dimaksud adalah 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126. Contoh nuklida yang yang memiliki nukleus stabil yang mengandung sejumlah proton dan netron yang masing-masing sesuai dengan bilangan tersebut adalah 8O16 dan 16S32. Contoh nuklida dengan nukleus yang stabil yang mengandung jumlah proton dan netronnya merupakan bilangan ganjil adalah nuklida dari 6C13 dan 8O17. Contoh nuklida dengan dengan nukleus stabil yang jumlah protonnya merupakan bilangan ganjil dan netronnya merupakan bilangan genap adalah nuklida 15P31 dan 9F19. Bila beberapa nuklida dengan nukleus yang memiliki jumlah proton dan netronnya merupakan bilangan genap, yang bila disusun secara berurutan dari kecil ke yang besar hasilnya mirip dengan jumlah maksimum elektron yang dapat mengorbit di orbital elektron utama terluar sesuai dengan konfigurasi elektron dalam uklida-nuklida yang stabil , yang jika dituliskan secara berurutan hasilnya yaitu 2, 8 ,18, 32, 50, 72. Bilangan-bilangan ini sering disebut dengan bilangan ajaib. Oleh karena telah diketahui bahwa elektron-elektron dalam mengorbit nukleus sesuai dengan tingkatan energi masing-masing , maka susunan nukleon –nukleon dalam nukleon mirip dengan susunan elektron pada orbital nuklida.
Nukleon-nukleon pembentuk nukleus bergerak mengorbit pusat nukleus pada orbitalnya masing-masing sesuai dengan tingkat energinya. Energi yang dimiliki oleh nukleon yang ada dipermukaan nukleus lebih besar dibandingkan dengan yang ada di pusat nukleus. Untuk mempertahankan posisinya nukleon yang ada di permukaan nukleus harus mengeluarkan energinya yang cukup besar. Bila ketersediaan energinya kurang maka nukleon-nukleon yang ada di permukaan nukleus akan mudah meninggalkan posisinya. Bila hal ini terjadi maka susunan nukleon dalam nukleus akan berubah, artinya menjadi reaksi nuklir.
Model Kolektif Inti
Model kolektif nukleus merupaan hasil penggabungan antara model tetes cairan dan model kulit nukleus. Dalam model kolektif nukleus susunan nukleon-nukleon penyusun nukleus berlapis-lapis, akan tetapi bila nukleus menerima tambahan energi dari luar maka energi itu akan didistribusikan merata ke seluruh nukleon penyusun nukleus tersebut. Bila dampak dari penyerapan energi itu menyebabkan nukleus dari nuklida memberikan reaksi maka reaksi itu merupakan akumulasi dari reaksi yang diberikan oleh semua nukleon penyusun nukleusnya. (Retug, 2005)

2.6 Keradioaktifan
Nuklida radioaktif memiliki sifat dapat meluruhkan sebagian dari massa nuklidanya menjadi bentuk energi radiasi dan bentuk energi lain. Energy radiasi hasil peluruhan nuklida radioaktif antara lain berupa radiasi alfa, radiasi beta, dan radiasi gamma. Tedapat dua nuklida radioaktif, yaitu nuklida radioaktif alami dan nuklida radioaktif buatan. Nuklida radioaktif alami ada yang dapat digolongkan ke dalam nuklida-nuklida radioaktif berat yang mempunyai nomor nuklida (Z) > 83, dan nuklida radioaktif ringan yang mempunyai nomor nuklida < 83. Nuklida-nuklida radioaktif berat berdasarkan kemampuannya meluruh secara berkelanjutan dapat diklasifikasikan ke dalam tiga deret radioaktif, yaitu deret isotop nuklida U-238, deret isotop nuklida U-235, dan deret isotop nuklida Th-232.

 Hukum Pergeseran Radioaktif
Hasil pengamatan Fajans dan Soddy yang dilakukan pada tahun 1913 terhadap peluruhan isotop-isotop nuklida radioaltif yang memancarkan partikel alfa dan beta mendasari diangkatnya suatu hukum baru yang berkaitan dengan peristiwa yang dialami oleh nuklida-nuklida radioaktif, yang kemudian disebut Hukum pergeseran radioaktif. Hukum pergeseran radioaktif ada dua yaitu yang pertama bunyinya "Bila suatu isotop nuklida radioaktif induk meluruhkan partikel alfa dan menghsilkan isotop nuklida radioaktif anak, yang menyebabkan nomor massa (A) berkurang empat dan nomor nuklidanya (Z) berkurang dua. Bila dicantumkan dalam tabel periodik maka isotop nuklida radioaktif anak akan diletakkan pada posisi kedua di sebelah kiri isotop nuklida radioaktif induk".
Hukum pergeseran radioaktif kedua berbunyi "Bila suatu isotop nuklida radioaktif induk memancarkan partikel beta, maka akan menghasilkan isotop nuklida radioaktif anak yang nomor massanya (A) sama dengan nomor massa isotop nuklida radioaktif induk, akan tetapi nomor nuklidanya (Z) menjadi bertambah satu. Bila dituliskan dalam tabel periodik maka isotop nuklida rasioaktif anak akan diletakkan pada posisi kesatu di sebelah kanan isotop nuklida radioaktif induk.

2. Kinetika Peluruhan Nuklida Radioaktif
Kinetika peluruhan nuklida radioaktif adalah kinetika reaksi order satu. Oleh karena itu digunakan persamaan dan hukum laju reaksi order satu. Salah satu cara untuk mengetahui bahwa suatu isotop nuklida itu bersifat radioaktif adalah dengan menetukan laju peluruhannya.
Pada tahun 1905, E. Von Schweidler mengemukakan pendapatnya bahwa peluruhan radioaktif dapat dinyatakan dengan teori kemungkinan, misal kemungkinan meluruhnya sebuah nuklida radioaktif hanya tergantung pada selang waktu tertentu. Jika kemungkinan terjadinya peluruhan dinyatakan dengan p, maka:
P = L.dt
dimana L= tetapan peluruhan atau tetapan perbandingan, dan dt = selang waktu. Berdasarkan kemungkinan terjadinya peluruhan maka dapat dinyatakan pula kemungkinan tidak terjadi peluruhan dengan suatu persamaan:
1 – p = 1 – L.dt

Kemungkinan suatu nuklida radioaktif meluruh selama 2x selang waktu maka persamaannya dinyatakan sebagai (1 – L.dt)2. Untuk nx selang waktu maka persamaannya dinyatakan sebagai:
( 1 – L.dt )n

( 1 – (L.ndt)/n )n = ( 1 – (L.t)/n )n = e-Lt
Oleh karena n.dt = jumlah selang waktu = jumlah keseluruhan waktu = t, maka persamaannya menjadi:
Bila jumlah nuklida radioaktif semula adalah No, dan nuklida radioaktif yang belum mengalami peluruhan setelaah waktu t adalah N, maka dari persamaan laju reaksi orde satu dapat diturunkan rumus:
N/No = e-Lt
dan persamaan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk logaritme alam yaitu:
ln (N/No) = -L.t = 2,303 log (N/No)
atau
L.t = 2,303 log (No/N)


dan waktu peluruhan t dapat dihitung dengan persamaan:
t = (2,303/L) log (No/N)

dan hubungan waktu paruh (t1/2) dengan konstanta laju peluruhan (L) dapat dinyatakan dengan persamaan t1/2 = (2,303/L) log (2/1) atau
t1/2 = (2,303/L) log 2 = (0,693)/L

Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan agar nuklida radioaktif meluruh separohnya.
Peluruhan Spontan
Vc = (Z1.Z2.e2)/(R1 + R2)
Spontanitas peluruhan dapat diketahui dari waktu paruh peluruhan dan energenik dari dua spesies nuklida sebelum peluruhan terjadi yang berwujud potensial coulomb (Vc). Besarnya potensial coulomb dinyatakan dengan persamaan berikut:

Vc = 0.96 (Z1.Z2)/(A11/3 + A21/3) MeV
yang mana diketahui bahwa R = Ro.A1/3 dan R = A1/3 sehingga dimana:
e = besar muatan
R = jari-jari nuklida
Ro = tetapan kebebasan dari A, harganya antara 1,1 x 10-13 cm s.d 1,6 x 10-13 cm
A = nomor atau volume massa
Z = nomor atom atau jumlah muatan nuklida

Vc = 0,96 (Z2)/A1/3 MeV
Bila nuklida radioaktif induk secara spontan meluruh menjadi dua spesies yang sama dalam nomor atom dan nomor massanya,


 DAFTAR PUSTAKA
 Bunjali, bunbun. 2002. Kimia Inti. Bandung : Penerbit ITB.
Parning. 2003. Kimia 1A. Jakarta : Penerbit Yudistira
Retug, Nyoman dan Kartowasono, Ngadiran. 2005. Radiokimia. Singaraja :Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA IKIP Negeri Singaraja.
Simamora, Maruli, dkk.2004. Kimia Dasar II. Singaraja : IKIP Negeri Singaraja
Triatmojo. 2006. Inti Atom. Diakses dari http://triatmojo.wordpress.com/2006/10/02/inti-atom/ tanggal 9 September 2009.












Operasi sebuah Reaktor Nuklir sangat bergantung pada berbagai jenis dari interaksi antara neutron dengan inti atom. Untuk memahami karakteristik dari reaksi yang terjadi pada Reaktor Nuklir. maka yang paling mendasar kita akan bertanya apakah itu inti atom, dan bagaimana strukturnya?
Sebuah atom terdiri dari nukleus yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron bermuatan negatif. Sehingga atom secara keseluruhan bermuatan netral. Biasanya di dalam pembangkitan sebuah energi atom dalam reaktor, hanyalah energi yang berasal dari intilah yang diperhitungkan sedangkan energi yang berasal dari elektron diabaikan (Karena begitu kecilnya).
Secara singkat kita harus memahami apa yang disebut energi atom dan apakah perbedaannya dengan energi kimia, Energi Kimia dan Energi Atom, sama – sama berasal dari atom, namun perbedaanya energi kimia yang dihasilkan dari tiap – tiap pembakaran sebuah batu bara dan minyak bumi – misalnya, akan menghasilkan penyusunan kembali (rearrangement) atom yang disebabkan oleh redistrisbusi elektron. Sedangkan di sisi lain, energi atom dihasilkan dari redistribusi partikel dengan inti atom (atomic nuclei). Karena itulah untuk menghindari kerancuan sering digunakan istilah "Energi Nuklir" daripada istilah energi atom.
Inti Atom dibangun oleh dua jenis partikel utama yang masing – masing disebut dengan proton dan neutron. Karena proton dan neutron adalah unit penyusun dari sebuah inti, maka seringkali istilah proton dan neutron secara bersama – sama disebut dengan nukleon. Proton dan neutron bisa dihasilkan dalam keadaan bebas yakni di luar inti atom sehingga masing – masing sifat dari partikel tersebut dapat dipelajari
Proton yang bermuatan positif adalah identik dengan inti atom hidrogen yakni sebuah atom hidrogen tanpa elektron tunggalnya. Sehingga massa sebuah proton adalah sama dengan massa sebuah atom hidrogen dikurangi dengan massa sebuah elektron.
Massa atom Hidrogen : 1.00813 amu
Massa Proton : 1.00758 amu
Sedangkan neutron yang merupakan partikel dasar penting dalam hubungan dengan pembangkitan energi nuklir adalah bermuatan netral. Konsekuensinya netron tidak akan mengalami penolakan, seperti halnya partikel bermuatan (proton, elektron) ketika dari luar mencapai nukleus yang bermuatan positif. Massa neutron lebih besar daripada massa proton yakni
Massa Neutron : 1.00897 amu




KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA
Kimia inti adalah kajian mengenai perubahan-perubahan dalam inti atom. Perubahan ini disebutreaksi inti. Peluruhan radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti.
Radiokimia mempelajari penggunaan teknik-teknik kimia dalam mengkaji zat radioaktif dan pengaruh kimiawi dari radiasi zat radioaktif tersebut.
Radioaktivitas adalah fenomena pemancaran partikel dan atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara spontan .
Semua unsur yang memiliki nomor atom lebih besar dari 83 adalah radioaktif.
Peluruhan radioaktif terjadi melalui pemancaran partikel dasar secara spontan.
Contoh: polonium-210 meluruh spontan menjadi timbal-206 dengan memancarkan sebuah partikel α
Transmutasi inti dihasilkan dari pemboman inti oleh neutron, proton, atau inti lain.
Contoh: konversi nitrogen-14 atmosfer menjadi karbon-14 dan hidrogen
Nukleon : partikel-partikel penyusun inti, yaitu proton dan neutron
Nuklida : suatu spesies nuklir tertentu, dengan lambang:
Z = nomor atom
A = nomor massa = jumlah proton + neutron
N = neutron, biasanya tidak ditulis karena N = A-Z
Isotop : kelompok nuklida dengan nomor atom sama
Isobar : kelompok nuklida dengan nomor massa sama
Isoton : kelompok nuklida dengan neutron sama

Partikel Dasar yang umumnya terlibat dalam reaksi inti:
Nama
Lambang
Nomor atom
Nomor massa
Massa (sma)
Proton
P atau H
1
1
1,00728
Neutron
N
0
1
1,00867
Elektron
e
-1
0
0,000549
Negatron
β
-1
0
0,000549
Positron
β
+1
0
0,000549
Partikel alpha
He atau α
2
4
4,00150
Gelombang elektromagnet yang biasa terlibat dalam reaksi inti adalah γ (gamma) dengan massa 0 dan muatan 0.

Perbandingan antara reaksi kimia dan reaksi inti
No
Reaksi kimia
Reaksi Inti
1
Atom diubah susunannya melalui pemutusan dan pembentukan ikatan
Unsur (atau isotop dari unsur yang sama) dikonversi dari unsur yang satu ke lainnya
2
Hanya elektron dalam orbital atom atau molekul yang terlibat dalam pemutusan dan pembentukan ikatan
Proton, neutron, elektron dan partikel dasar lain dapat saja terlibat
3
Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang relatif kecil
Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang sangat besar
4
Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, tekanan, katalis dan konsentrasi
Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan katalis

Aturan dalam penyetaraan reaksi inti;
Jumlah total proton ditambah neutron dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor massa)
Jumlah total muatan inti dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor atom)
KESTABILAN INTI
Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat radioaktif/tidak stabil, yaitu:
Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil
Bilangan sakti (magic numbers)
Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.
Bilangan tersebut adalah:
Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126
Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50 dan 82.
Pengaruh bilangan ini untuk stabilitas inti sama dengan banyaknya elektron untuk gas mulia yang sangat stabil.
Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.
PITA KESTABILAN
Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.


Di atas pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta
Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan partikel alfa
Di bawah pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan positron atau menangkap elektron

ENERGI PENGIKAT INTI
Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti adalah energi ikatan inti (nuclear binding energy, yaitu energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi komponen-komponennya, proton dan neutron. Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti .
Konsep energi ikatan berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa nukleon.
Contoh : isotop fluorine (F), intinya memiliki 9 proton, 9 elektron dan 10 neutron dengan massa atom yang terukur sebesar 18, 9984 sma.
Analisis perhitungan teoritis massa atom F:
Massa atom = (9 x massa proton) +(9 x massa elektron) + (10 x massa neutron)
= (9 x 1,00728 sma) + ( 9 x 0,000549 sma) + (10 x 1,00867)
= 19, 15708 sma
Harga massa atom F berdasarkan perhitungan ternyata lebih besar dibandingkan dengan massa atom terukur, dengan kelebihan massa sebesar 0,1578 sma.
Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, elektron dan neutron disebut cacat massa (mass defect).
Menurut teori relativitas, kehilangan massa muncul sebagai energi (kalor) yang dilepas ke lingkungan. Banyaknya energi yang dilepas dapat ditentukan berdasarkan hubungan kesetaraan massa-energi Einstein ( E = m c2).
ΔE = Δm c2
Dengan faktor konversi : 1 kg = 6,022 x 1026 sma
1 J = 1 kg m2/s2
Untuk atom F tersebut:
ΔE =( -0,1578 sma) (3x 108 m/s)2
= (-1,43 x 1016 sma m2/s2) x (1 kg/6,022 x 1026 sma) x (1 J/1 kg m2s2)
= -2,37 x 10-11 J
Ini merupakan banyaknya energi yang dilepas bila satu inti fluorin-19 dibentuk dari 9 proton dan 10 neutron. Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti menjadi proton dan neutron yang terpisah adalah sebesar -2,37 x 10-11 J. Untuk pembentukan 1 mol inti fluorin, energi yang dilepaskan adalah:
ΔE = (-2,37 x 10-11 J) (6,022 x 1023/mol)
= -1,43 x 1013 J/mol
Dengan demikian, energi ikatan inti adalah 1,43 x 1013 J/mol untuk 1 mol inti fluorin-19, yang merupakan kuantitas yang sangat besar bila dibandingkan dengan entalpi reaksi kimia biasa yang hanya sekitar 200 kJ.

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, penangkapan elektron, peluruhan gamma, pemancaran neutron, pemancaran 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:
Laju peluruhan pada waktu 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
Coba Anda tulis persamaan reaksinya!

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 = λ N
Satuan keaktifan adalah Curie (Ci) yang didefinisikan sebagai keaktifan dari 3,7 x 1010 disintegrasi per detik.
Satuan SI untuk keaktifan adalah becquerel dengan lambang Bq
1 Ci = 3,7 x 1010 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.
Contoh:
Dosis 0 – 20 rem pengaruh kliniknya tidak terdeteksi , dosis 20-50 sedikit pengaruh pengurangan sementara butir darah putih, dosis 100-200 terdapat pengaruh banyak pengurangan butir darah putih dan pada dosis lebih dari 500 rem dapat menyebabkan kematian.



FISI INTI
Fisi inti (nuclear fission) /reaksi fisi adalah proses di mana suatu inti berat (nomor massa >200) membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron. Karena inti berat kurang stabil dibandingkan produknya, proses ini melepaskan banyak energi.
Reaksi fisi uranium-235:
Sebagai contoh adalah energi yang dihasilkan pada pembelahan 235 gram uranium-235 adalah ekivalen dengan energi yang dihasilkan pada pembakaran 500 ton batubara.
Selain besarnya jumlah energi yang besar, ciri penting dari fisi uranium-235 adalah adanya kenyataan bahwa lebih banyak neutron yang dihasilkan dibandingkan dengan yang semula ditangkap dalam prosesnya. Sifat ini memungkinkan berlangsungnya reaksi rantai inti, yaitu serangkaian reaksi fisi yang dapat berlangsung sendiri tanpa bantuan. Neutron yang dihasilkan selama tahap awal dari fisi dapat mengakibatkan terjadinya fisi dalam inti uranium-235 lain, yang selanjutnya menghasilkan neutron lebih banyak dan seterusnya. Dalam waktu kurang dari satu detik, reaksi dapat menjadi tak terkendali, membebaskan banyak sekali kalor ke lingkungan. Agar reaksi rantai terjadi, harus ada cukup uranium-235 dalam sampel untuk menangkap neutron, sehingga dikenal istilah massa kritis, yaitu massa minimum material terfisikan yang diperlukan untuk membangkitkan reaksi rantai inti yang dapat berlangsung sendiri.

APLIKASI FISI INTI
Bom Atom
Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bom atom biasanya dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensional seperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian terfisikan menjadi bersatu. Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan mendorong bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebih besar dibandingkan massa kritis.
Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima dan plutonium-239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.

Reaktor Nuklir
Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah pembangkitan listrik menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantai terbatas yang dilakukan dalam suatu reaktor nuklir. Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:
Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H2O) sebagai moderator (zat yang dapat mengurangi energi kinetik neutron).
Reaktor air berat. Menggunakan D2O sebagai moderator.
Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan bakar uranium, tetapi tidak seperti reaktor nuklir konvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikan lebih banyak daripada yang digunakan.
FUSI INTI
Fusi inti (nuclear fusion) atau reaksi fusi adalah proses penggabungan inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Reaksi ini relatif terbebas dari masalah pembuangan limbah.

Dasar bagi penelitian pemakaian fusi inti untuk produksi energi adalah perilaku yang diperlihatkan jika dua inti ringan bergabung atau berfusi membentuk inti yang lebih besar dan lebih stabil, banyak energi yang akan dilepas selama prosesnya.
Fusi inti yang terus-menerus terjadi di matahari yang terutama tersusun atas hidrogen dan helium.
Reaksi fusi hanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi sehingga reaksi ini sering dinamakan reaksi termonuklir. Suhu di bagian dalam matahari mencapai 15 jutaoC!!!!!!
Aplikasi Fusi Inti yang telah dikembangkan adalah bom hidrogen.

PENGGUNAAN RADIOISOTOP
Radioisotop adalah isotop suatu unsur yang radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan sebagai sumber radiasi /sumber sinar.
Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop dalam berbagai bidang:
1. Bidang kimia
Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia seperti esterifikasi dan fotosintesis.
Penetapan struktur senyawa kimia seperti ion tiosulfat.
Analisis pengenceran isotop dan analisis pengaktifan neutron (dalam bidang perminyakan, pengendalian polusi, obat-obatan, geologi, elektronika, kriminologi, oseanografi dan arkeologi).
2. Bidang kedokteran
Isotop natrium-24 digunakan untuk mengikuti peredaran darah dalam tubuh manusia , mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid dengan isotop I-131, menentukan tempat tumor otak dengan radioisotop fosfor, Fe-59 untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah. Kobalt-60 digunakan untuk pengobatan kanker, teknetium-99 untuk alat diagnostik gambaran jantung, hati dan paru-paru pasien.
3. Bidang pertanian
Radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul dan radiisotop fosfor untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman.
4. Bidang Industri
Untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam dalam tanah atau beton, menentukan keausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antar logam,
5. Penentuan umur batuan atau fosil
 sumber: http://antunikimia.blogspot.com/2009/05/redoks-dan-elektrokimia.html