43
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Merupakan pemancaran spontan partikel-partikel radioaktifoleh inti-inti atom yang tidak stabil. Radioaktivitas ditemukan pertama kali olehHenri Becquerel. Radioaktivitas ini digolongkan menjadi unsur-unsur radioaktif danpartikel-partikel radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur-unsur yang memancarkanpartikel-partikel radioaktif secara spontan. Pemancaran partikel-partikel radioaktif ituterjadi untuk mencapai kestabilan inti atom. Sebagian unsur radioaktif berubahmenjadi unsur radiooaktif lain yang lebih stabil setelah memancarkan partikel- partikel radioaktif. Ada 3 macam partikel radioaktif yaitu sinar alfa , sinar beta dan sinar gamma. Partikel alfa itu berupa inti helium 2He4 atau kadang ditulis 42α , sedangkan partikel beta merupakan elektron-elektron identik dengan mengelilingi inti dan mengandung 2 proton dan 2 neutron yang terikat bersama-sama dan partikelbeta merupakan perbandingan jumlah neutron yang lebih besar dari jumlah proton.Dari ketiga sinar radioaktivitas tersebut yang dijelaskan dalam makalah ini yaitutentang partikel alfa, pada dasarnya partikel alfa memiliki muatan sebesar dua kalimuatan proton dengan gerak yang relatif lambat sehingga menimbulkan ionisasi yangcukup besar. Sebagian besar nuklida nomor massa A>150 adalah tidak stabil danmeluruh dengan pemancaran sinar alfa. Untuk penur nuklida-nuklida yang lebihringan terjadinya peluruhan alfa sangat tidak memungkinkan. Konstanta peluruhansecara eksponensial dengan penurunan energi peluruhan, untuk nomor massa A= 150secara praktis energi peluruhannya nol. Informasi eksperimen tentang peluruhan Makalah Radioaktif| Fisika 1

TUGAS FISIKA.docx

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TUGAS FISIKA.docx

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Merupakan pemancaran spontan partikel-partikel radioaktifoleh inti-inti atom yang tidak

stabil. Radioaktivitas ditemukan pertama kali olehHenri Becquerel. Radioaktivitas ini

digolongkan menjadi unsur-unsur radioaktif danpartikel-partikel radioaktif. Unsur radioaktif

adalah unsur-unsur yang memancarkanpartikel-partikel radioaktif secara spontan. Pemancaran

partikel-partikel radioaktif ituterjadi untuk mencapai kestabilan inti atom. Sebagian unsur

radioaktif berubahmenjadi unsur radiooaktif lain yang lebih stabil setelah memancarkan partikel-

partikel radioaktif.

Ada 3 macam partikel radioaktif yaitu sinar alfa , sinar beta dan sinar gamma. Partikel

alfa itu berupa inti helium 2He4 atau kadang ditulis 42α , sedangkan partikel beta merupakan

elektron-elektron identik dengan mengelilingi inti dan mengandung 2 proton dan 2 neutron yang

terikat bersama-sama dan partikelbeta merupakan perbandingan jumlah neutron yang lebih

besar dari jumlah proton.Dari ketiga sinar radioaktivitas tersebut yang dijelaskan dalam makalah

ini yaitutentang partikel alfa, pada dasarnya partikel alfa memiliki muatan sebesar dua

kalimuatan proton dengan gerak yang relatif lambat sehingga menimbulkan ionisasi yangcukup

besar. Sebagian besar nuklida nomor massa A>150 adalah tidak stabil danmeluruh dengan

pemancaran sinar alfa. Untuk penur nuklida-nuklida yang lebihringan terjadinya peluruhan alfa

sangat tidak memungkinkan. Konstanta peluruhansecara eksponensial dengan penurunan

energi peluruhan, untuk nomor massa A= 150secara praktis energi peluruhannya nol. Informasi

eksperimen tentang peluruhan alfamemperlihatkan beberapa kecenderungan yang muncul pada

peluruhan inti, yaitu:1. Pada umumnya pada peluruhan alfa terjadi kebergantungan energi

peluruhan pada nomor massa A, atau nomor atom Z, atau nomor neutron N; terkecuali pada

bilangan-bilangan lainnya.2. Untuk nuklida-nuklida dengan nomor atom Z tertentu memiliki umur

paruh sebagai fungsi energi peluruhan, khususnya untuk inti genap-genap.

| Fisika 1

Page 2: TUGAS FISIKA.docx

B. Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang masalah diatas maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut :

1. Penjelasan tentang Sinar Alpha, Betha, dan Gamma

2. Perbedaan Sinar Alpha, Betha dan Gamma

3. Penerapan Sinar Alpha, Betha, dan Gamma dalam kehidupan sehari-hari

4. Pembahasan tentang peluruhan Radioaktif

5. Penemuan Radioaktif

6. Pemanfaatan Radioaktif dalam bidang Kehidupan..

C. Tujuan dan Manfaat

Berikut adalah tujuan dan masalah dari makalah ini:

1. Menjelaskan tentang Sinar Alpha, Betha, dan Gamma

2. Menjelaskan pengertian radioaktivitas.

3. Membahas Radioaktif dan peluruhannya

4. Menguraikan pemanfaatan Radioaktif dalam bidang kehidupan

| Fisika 2

Page 3: TUGAS FISIKA.docx

BAB II

PEMBAHASAN

1. Sinar Alfa

Definisi Partikel Alfa Pada tahun 1896, Becquerel telah menemukkan gejala

radioaktivitas padabahan radioaktif alam. Curie dan Rutherford menemukkan bahan pemancar

radiasialfa. Struktur nuklir pada peluruhan alfa ini mempresentasikan keadaan inti ataudisebut

juga sebagai partikel alfa (Wiyatmo, Yusman 2009: 124). Partikel alfa adalah inti helium yang

dipancarkan oleh suatu inti yang tidakstabil. Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan

2 neutron atau identikdengan inti helium. Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta

dipancarkandari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio neutron terhadap proton yang

terlalurendah. Oleh karena itu lambang partikel sama dengan lambang inti heliumatau terkadang

ditulis 2α4. Partikel bermuatan positif (+2e), dan ketika bergerakdiudara akan menimbulkan

ionisasi yang cukup besar dan paling besar dibandingkanpartikel dan . Bahkan partikel ini tidak

dapat menembus kertas. Secara umumproses pemancaran partikel dituliskan dalam bentuk

persamaan reaksi inti sebagaiberikut: Reaksi inti tersebut menunjukkan bahwa inti X meluruh

menjadi inti Ydengan memancarkan partikel dan membebaskan energi sebesar Q. Sinar alfa

terbentuk saat suatu unsur radioaktif memancarkan partikel alfa danmembentuk unsur baru

dalam proses yang disebut peluruhan alfa (alpha decay)(Purwoko.2009:380). Daya ionisasi

partikel alfa sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasipartikel beta dan 10.000 kali daya

ionisasi sinar gamma. Karena mempunyai muatanlistrik yang besar maka partikel alfa mudah

dipengaruhi oleh medan listrik yang adasekitarnya. Partikel alfa tidak mampu menembus pori-

pori kulit kita pada lapisanyang paling luar sekalipun karena mempunyai ukuran yang besar.

a. Sifat-sifat sinar alfa yaitu:

- Terdiri atas inti helium

- Bermuatan listrik positif

- Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet

- Daya tembus kecil tetapi daya ionisasi sangat besar

- Jika suatu atom memancarkan sinar, maka nomor atom berkurang 2 dan nomor massa

berkurang 4

b. Kecepatan dan energi partikel alfa Beberapa kecepatan dan energi dari sebuah partikel alfa

dapat dijelaskan menjadi beberapa bagian yaitu:

1. Pengukuran yang akurat dari suatu partikel alfa dapat menentukkan energi yang berbeda

hanya dengan jumlah kecil dan dapat menyebabkan radionuklida memancarkan spektrum

partikel.

| Fisika 3

Page 4: TUGAS FISIKA.docx

2. Pengetahuan tentang energi suatu komponen dari spektrum memungkinkan dapat

menetapkan tingkat energi nuklir.

3. Metode untuk menentukkan energi dari suatu partikel yang dapat digunakan untuk proton

dan deuteron.

4. Nilai-nilai yang akurat dari suatu energi partikel dapat digunakan untuk pengembangan

teori partikel alfa.

Dari ke empat metode tersebut bahwa metode yang memberikkan hasil yangpaling

tepat untuk kecepatan dan energi dari suatu partikel bergantung padapengukuran defleksi dari

jalur partikel medan magnet. Ketika suatu partikel bermuatan bergerak dalam medan magnet

dan orbit merupakan radius lingkaran yang ditentukkan oleh relasi sebagai berikut: Hqv = 4

- Menurut Mostava (1999: 51)

pengukuran secara akurat dari enegri partikelalfa antara lain berguna:

1. Menentukan spektrum partikel alfa yang dipancarkan oleh inti radioaktif.

2. dengan adanya spektrum alfa dapat diketahui level energy nuklir.

3. Pengukuran energi yang akurat, menghasilkan harga muatan Q sehingga massa nuklir akan

dapat diketahui.

4. diperlukan harga partikel alfa dalam teori peluruhan alfa. Salah satu pengukuran secara

presisi dari kecepatan dan energy alfa adalahdengan metode defleksi magnetic, dengan

menggunakan sebuah instrument: Magnetic Spectograph.Kesetaraan Massa Mx = M y + M.

Kesetaraan Energi Hukum kekekalan energi menjelaskan mengenai peluruhan mana

yangpaling mungkin terjadi dan bagaimana menghitung energi diam atau kinetik dari

hasilpeluruhan. Sebagai contoh, sebuah inti X hanya dapat meluruh menjadi sebuah intiX’ yang

lebih ringan. Selain itu, ia memancarkan pula satu atau lebih besar daripada massa diamtotal X’

+ . Kelebihan energi massa inti kita sebut dengan nilai Q peluruhan

MN adalah massa diam inti (nucleus). Peluruhan ini hanya terjadi jika Qbernilai positif.

Kelebihan energy Q ini muncul sebagai energy kinetic paartikel-partikel hasil peluruhan (dengan

menganggap X mula-mula diam): Partikel alfa diperoleh dari peluruhan atom secara spontan,

dimana: Syarat peluruhan spontan atom yang meluruh harus memiliki unsurB. Emisi Partikel

Alfa Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 netron atau identikdengan inti helium.

Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta dipancarkandari inti isotop radioaktif yang

memiliki rasio netron terhadap proton yang terlalurendah.dikarenakan partikel alfa ini memiliki

muatan listrik dan massa yang relatifbesar sehingga dapat menyebabkan partikel ini memiliki

kemampuan yang sangatterbatas dalam menembus bahan dan menjadi cepat kehilangan energi

di udara.

| Fisika 4

Page 5: TUGAS FISIKA.docx

Sehelai kertas tisu bahkan kulit mati sudah cukup tebal untuk menyerap semua

radiasialfa yang keluar dari bahan - bahan radioaktif. (Kaplan: 319) Suatu Partikel yang

diberikan nuklida akan memancarkan partikel dengan jumlah energi yang berbeda. Hal ini

bahwa seluruh partikel αmemiliki kecepatan dan energi awal yang sama dari nuklida yang aktif.

Keberadaanjarak partikel ini pertama kali diamati oleh Rutherford dan Wood yang

mempelajaripenyerapan sinar α dari sampel ThC. Torium C memancarkan partikel dengan rata-

rata 4,73 cm. Selain itu juga Rutherford dan Wood menemukkan bahwa beberapa 6 10.

partikel dari suatu sumber melalui layar dapat menyerap ketebalan partikel berkisar 8,6 cm.

Adapun contoh peluruhan emisi partike l tersebut dapat dilihat dibawah ini:

21084 Po ----------------> 24He + 82206Pb

Dari contoh Polonium diatas dapat dilihat bahwa rasio neutron terhadap proton dari

polonium adalah 1.5 : 1 . Namun setelah mengalami peluruhan denganmenembakkan partikel

alfa, maka dihasilkan unsur Pb-82 yang stabil dengan rasioneutron terhadap proton 1,51 : 1

Suatu inti yang memancarkan partikel alfa, terkadang meninggalkan keadaaneksitasi pada inti

anakan, yang kemudian menghasilkan emisi sinar gamma untukmengembalikan inti pada

keadaan dasar (stabil). Seperti contoh yang terjadi pada 226 222 tranformasi inti Ra menjadi Rn

dimana energi partikel alfa sebesar 7.77 MeV 222dipancarkan sehingga mengghasilkan inti Rn

yang stabil. Dan energi partikel alfasebesar 4,591 MeV dipancarkan dan meninggalkan keadaan

tereksitasi yangkemudian kembali ke keadaan stabil dengan sebelumnya memancarkan sinar

gammasebesar 0.186 MeV.C. Karakteristik Partikel Alfa Karakteristik partikel alfa dapat

dijelaskan meliputi beberapa hal yaitu: Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa

kecepatan gerak partikel alfaberkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa

cukup besar, yaitu 4u, maka Daya Jangkau Partikel Alfa Berdasarkan hasil eksperimen

diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfaberkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena

massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4u, maka jangkauan partikel alfa sangat pendek.partikel

alfa dengan energi palingtinggi, jangkauannya di udara hanya beberapa cm. Sedangkan dalam

bahan hanyabeberapa mikron. Partikel alfa yang dipancarkan oleh sumber radioaktif

memilikienergi tunggal (mono-energetic). Bertambah tebalnya bahan hanya akan

mengurangienergi partikel alfa yang melintas, tetapi tidak megurangi jumlah partikel alfa itu

sendiri. Pengujian jejak partikel alfa dengan kamar kabut Wilson, menunjukkanbahwa sebagian

besar partikel alfa memiliki jangkauan yang sama di dalam gas danbergerak dengan jejak lurus.

Sedangkan jangkauannya dalam medium (d ) selain udara didefinisikan mdengan

pendekatan persamaan Bragg-Kleeman sebagai berikut: dengan = 3 m adalah massa jenis

medium (gr/cm ) N fraksi atom dari unsur i i A berat atom unsur i iContoh soalBerapakah

jangkauan partikel alfa dengan energi 4,195 MeV di dalam molekul UO 2 3dengan masaa jenis

| Fisika 5

Page 6: TUGAS FISIKA.docx

10,9 gr/cm . Diketahui massa atom U dan O masing-masing 238dan 16 ?PenyelesaianMolekul

UO terdiri atas 3 atom (1 U dan 2 O), sehingga fraksi atom untuk U, n =1/3 2dan untuk O, n =

2/3 =Jangkauan partikel alfa di udara d = 1,24 x 4,195 – 2,62 = 2,58 cm 8. Maka jangkau

partikel alfa di dalam molekul UO 2 b. Daya Ionisasi Mekanisme utama hilangnya energi partikel

alfa adalah melalui ionisasi daneksitasi. Dalam udara partikel alfa rata-rata kehilangan energi

sebesar 3,5 eV untukmenghasilkan pasangan ion (p, e). Sementara eksitasi terjadi ketika energi

yangditransfer ke elektron atom medium, tidak cukup untuk melepaskan elektron daripengaruh

ikatan inti. Partikel alfa bergerak cukup pelan karena massanya yang relatif besar. Karena

muatannya juga besar (2e), maka ionisasi spesifik sangat tinggi. Ionisasi sepisifikadalah

banyaknya pasangan ion yang terbentuk per satuan panjang lintasan.Pasangan ion yang

terbentuk dalam orde puluhan ribu paangan ion per centimeterlintasan di udara. Ionisasi spesifik

(I ) dirumuskan: s IS = (pasangan ion/cm) K adalah energi partikel alfa (eV) dan W adalah energi

yang diperlukan untuk membentuk 1 pasang ion di udara, 35 eV/pasang Energi 9 . 8000

Pasangan ion per mm-udara 4000 2 4 6 Energi Partikel Alfa (Mev) Gambar 1 Kurva Bragg untuk

Ionisasi Spesifik Partikel Alfa di UdaraContoh:Berapa jumlah pasangan ion per cm di udara yang

dihasilkan oleh partikel alfadengan energi 4,5 MeV ?PenyelesaianJangkaun alfa di udara d =

1,24 x 4,5 – 2,62 = 2,96 cmJumlah pasngan ion per cm c. Dibelokkan oleh medan magnet

maupun medan listrik. d. Jika suatu atom memancarkan sinar α, maka nomor atom berkurang

dua dan nomor massa berkurang 4. 10.

- Spektrum Partikel Alfa (Mostavan,1999:62)

Energi dan jangkauan partikel α dari suatu nuklidaradioaktif pada awalnya sama namun

kenyataannya tidak setelah dipelajari denganchould chamber dan magnetic spectografh dapat

ditunjukkan seperti ThC memiliki dua group energi yang lebih besar atau disebut sebagai Long

Range Particle bahkan lebih dari dua yaitu 9,492 sebanyak 40 partikel, 10,422 MeV sebanyak

20 Partikel dan 10,543 MeV sebanyak 170 partikel untuk tiap juta partikel ThC. Begitu juga

dengan RaC. Pada tahun tersebut Rosenblum dengan defleksi magnetiknyamenemukkan

bahwa partikel α normal yang dipancarkan nuklida radioaktif jatuhpada beberapa daerah

dengan kecepatan grup yang berdekatan.

Beberapa komponendaerah yang berdekatan dari sinar α tadi dikatakan membentuk

struktur yang benar(fine struktur). Sehingga dapat diketahui bahwa beberapa sumber radioaktif

alamimemiliki spektrum yang berbeda-beda. Spektrum partikel alfa terdiri dari tiga halyaitu:

Spektrum terdiri dari single group atau lintas contoh Rn dan RnA Spektrum terdiri dari dua atau

lebih ciri khas, daerah dekat /closely spaced (V dan E) memiliki intensitas sama atau sedikit

beda. Spektrum terdiri dari grup utama dan grup yang berenergi besar (long- Range Particle)E.

| Fisika 6

Page 7: TUGAS FISIKA.docx

Peluruhan Partikel Alfa Peluruhan alfa adalah emisi partikel alfa (inti helium) yang dapat

dituliskansebagai atau . Ketika sebuah inti tak stabil mengeluarkan sebuah partikel alfamaka

nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat. Peluruhan alfadapat ditulis

sebagai berikut: Peluruhan alfa ini diasumsikan dua netron dan dua proton yang berada

dalaminti yang membentuk partikel alfa. Dua proton dan dua netron ini bergerak terus didalam

inti, yang kadang-kadang bergabung dan terkadang berpisah. Di dalam inti 11: 15. partikel alfa

terikat oleh gaya inti yang sangat kuat. Tetapi jika partikel alfa intibergerak lebih jauh dari jari-jari

inti ia akan segera merasakan tolakan gaya Coulomb. (Krane.1992:366) Jenis peluruhan seperti

ini dapat membebaskan energi,karena inti hasil peluruhan terikat lebih erat daripada inti semula.

Energi yangterbebaskan dan muncul sebagai energi kinetik partikel alfa dan inti anak,

dapatdihitung dari massa semua inti yang terlibat menurut 16. Nuklida berumur terpanjang

memancarkan partikel alfa berenergi kecil. Nuklida berumur terpendek memancaarkan partikel

alfa berenergi terbesar. Hal ini sesuai dengan hukum Geiger-Nuttal: Log λ A log R + B, dimana

A= kemiringan garis Peluruhan alfa merupakan salah satu contoh dari efek terobos halang

(yangdibahas buku Fisika Modern: Kenneth Krane Bab 5 Persamaan Schrodinger dalammateri

“Potensial Tangga dan Halang”) partikel alfa terikat dalam inti atom oleh gayainti, ketika neutron

dan proton berada dalam inti , kadang-kadang berpadu danbercerai kembali sehingga ketika

bergerak melewati jari-jari inti akan merasakantolakan Coulomb dari inti anak. Taksiran kasar

probabilitas peluruhan alfa, berdasarkan mekanika kuantumadalah: Dengan K = dimana VB

merupakan tinggi maksimumpenghalang atau merupakan energi coulumb partikel alfa pada

permukaan inti atomyang besarnya VB = 2 (Z-2) , dan R’ = 2 (Z-2) .F.

- Menurut Teori Gamow dan Teori Semi Klasik

Peluruhan alfa tak mungkin terjadi menurut fisika klasik. Namun kenyataannyapeluruhan

alfa terjadi sebagai suatu cara untuk memperbesar kemantapan suatu atomyang memiliki

nukleon besar.

Atom ber-nukleon besar memiliki gaya tolak antarproton yang besar sehingga gaya nuklir

berjangkau pendek yang mengikatnya takdapat mengimbangi. Maka terjadilah peluruhan alfa.

Partikel alfa memiliki massa yang cukup kecil (jika dibandingkan nukleon pembentuknya), dan

memiliki energi 13 kinetik yang cukup tinggi sehingga dapat lolos dari inti sebuah atom. Lalu

bagaimanapenjelasan sebuah partikel alfa dapat lolos dari inti? Inti dari gambar ditas adalah

agar partikel alfa dapat lolos dari inti,maka ia harusmemiliki energi minimal 25 MeV (setara

dengan energi untuk membawa partikel alfadari jarak tak hingga ke dekat inti tapi masih diluar

jangkauan gaya tarik inti). Namunpeluruhan alfa hanya memiliki energy sekitar 4– 9 MeV,

sehingga terjadi kekuranganenergi sebesar 16 – 21 MeV untuk meloloskan diri dari inti.

Persoalan kekurangan energi tersebut dapat dijawab secara mekanika kuantum(oleh Gamow,

| Fisika 7

Page 8: TUGAS FISIKA.docx

Gurney, dan Condon). Ada tiga prinsip yang dikemukakan untukmenjawabnya: 1. Partikel alfa

bisa ada sebagai partikel di dalam inti. 2. Partikel semacam ini terus menerus dalam keadaan

gerak dan dibatasgeraknya hanya dalam inti oleh rintangan potensial yang melingkupinya. 3.

Terdapat peluang kecil tetapi tertentu untuk partikel ini melewatirintangan potensial ini (meski

kecil) setiap kali terjadi tumbukan Peluang terjadinya tumbukan dirumuskan : Konstanta

peluruhan v.T dimana v adalah frekuensi tumbukan dan T adalah peluang partikel

alfamenembus rintangan potensial. 14 Frekuensi tumbukan partikel v 2 R0 dimana v adalah

kecepatan partikel alfa dan Ro adalah jari-jari nuklir. Karena v > K, maka dalam fisika klasik

terjadi transmisi adalah tidakmungkin (T=0). Sedangkan secara mekanika kuantum partikel alfa

bergerakdipandang sebagai gelombang dengan peluangtransimisi T. Gamow, Gurney dan

condon pada tahun 1982 secara terpisah berhasilmenjelaskan peristiwa peluruhan alfa dengan

menggunakan perhitungan mekanikakuantum. Mereka mengasumsikan bahwa zarah alfa

berada dalam inti dilingkupi olehsebuah potensial inti. Potensial didalam inti tersebut

diasumsikan sama dengan noluntuk mensimulasikan efek coulum di dalam inti. Kedalaman yang

pasti dari sumurpotensial tersebut tidak berpengaruh pada hasil akhir dari perhitungan

mekanikakuantum. Menurut (Wiyatmo.2009:132) Tinjauan mekanika gelombang

memberikandeskripsi yang lebih akurat tentang peluruhan alfa. Jika dua buah proton dan

duaneutron bergabung membentuk zarah alfa dalam sebuah inti. Maka zarah ini akanterikat

oleh gaya inti, akan tetapi ia bebas bergerak didalamnya secara bolak-balikmenumbuk dinding

inti, seolah-olah seperti zarah yang terperangkap dalam sumur potensial yang tinggi, yang

secara klasik zarah tersebut tidak mungkin dapat keluardari sumur. Semakin besar energi

kinetik alfa dan semakin sering menumbuk dindingmaka semakin besar peluang alfa untuk lolos.

Hal ini berarti bahwa peluangterjadinya peluruhan alfa bergantung pada tenaga kinetik

alfa. Secara semi klasik, probabilitas peluruhan persatuan waktu sama denganjumlah tumbukan

perdetik dimana zarah alfa menumbuk dinding dikalikan denganprobabilitas P zarah untuk

menerobos potensial perintang. 15 Dengan v menyatakan kecepatan zarah alfa didalam inti.

Pendekatan yang lainyakni dengan menggunakan probabilitas P secara klasik : dengan

diberikan oleh persamaan ze pada muatan zarah alfa Jarak b disebabkan adanya efek pentalan

(recoil) dari inti turunan pada saatpeluruhan maka terjadi reduksi massa zarah alfa yakni:

Integral persamaan dapat ditentukan secara langsung dengan cara sebagaiberikut: Dengan v

menyatakan kecepatan relatif zarah alfa terhadap inti turunan. Selanjutnya untuk energi

peluruhan zarah alfa dapat dirumuskan sebagaiberikut: Dengan b menyatakan titik balik.

sehingga diperoleh konstanta peluruhan alfadalam potensial yang tebal adalah: 16

- Manfaat partikel Alfa (Muljono.2003:80)

| Fisika 8

Page 9: TUGAS FISIKA.docx

Partikel alfa ini menghasilkan ionisasi, dimana ionisasi inidapat digunakan dalam bidang

biologi yaitu dapat menggantikan sel-sel yang rusaksecara total. Partikel alfa tersebut

ditembakkan pada inti suatu atom maka akanmenghasilkan radioisotope (yang lebih dan sering

digunakan untuk menembak adalahneutron).

Adapun Muatan positif dari partikel alfa sangat berguna dalam industri, misalnya:

1. Radium-226 dapat digunakan untuk pengobatan kanker, yakni dengan memasukkan jumlah

kecil radium ke daerah yang terkena tumor.

2. Polonium-210 berfungsi sebagai alat static eliminator dari paper mills di pabrik kertas dan

industri lainnya.

3. Beberapa Detektor asap memanfaatkan emisi alfa dari americium-241 untuk membantu

menghasilkan arus listrik sehingga mampu membunyikan alarm saat kebakaran

2. Sinar Beta

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif yang identik dengan elektron.

Sinar beta ini bermuatan negatif dan bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10 -4 satuan massa atom

atau amu, diberi simbol beta atau e. Sifat-sifat sinar sinar beta adalah:

memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus

lempeng timbel setebal 1 mm),

daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa,

bermuatan listrik negatif, sehingga dalam medan listrik dibelokkan ke arah kutub positif.

- Partikel Beta

Partikel Beta merupakan suatu partikel subatomik yang

terlempar dari inti atom yang tidak stabil – beta. Partikel

tersebut ekuivalen dengan elektron dan memiliki muatan listrik

negatif tunggal -e ( -1,6 x 10-19 C ) dan memiliki massa yang

sangat kecil ( 0.00055 atomic mass unit ) atau hanya berkisar

1/2000 dari massa neutron atau proton. Perbedaannya adalah

partikel beta berasal dari inti sedangkan elektron berasal dari luar inti. Kecepatan dari partikel

beta adalah beragam bergantung pada energi yang dimiliki oleh tiap – tiap partikel. Karena

pertimbangan – pertimbangan teoritis tidak memperkenankan eksistensi independen dan dari

elektron intra nuklir, maka dipostulatkan bahwa partikel terbentuk pada saat pemancaran oleh

transformasi suatu neutron menjadi sebuah proton dan sebuah elektron sesuai dengan

| Fisika 9

Page 10: TUGAS FISIKA.docx

persamaan 01n ——–>1

1H + -10e. Transformasi tersebut memperlihatkan bahwa penurunan

beta terjadi diantara isotop – isotop yang memiliki kelebihan jumlah neutron. Sehingga

neutron yang berlebih tersebut bertransformasi menjadi proton dan elektron seperti yang telah

dijelaskan diatas, proton yang dihasilkan dari transformasi tersebut akan tetap berada pada inti,

sedangkan elektron yang dihasilkan akan terlempar dengan energi yang tinggi. Proses ini akan

mengakibatkan jumlah neutron dari suatu atom tersebut berkurang satu sedangkan jumlah

protonnya bertambah satu. Karena jumlah proton dari suatu atom menentukan unsur, maka

transformasi neutron menjadi proton tersebut akan merubah radionuklida tersebut menjadi unsur

yang lain. Seperti contoh transformasi fosfor radioaktif yang menjadi sulfur stabil yang sesuai

dengan persamaan :

15 32P ——–>16 32S + -1 0e + 1,71 MeV

Dapat diperhatikan bahwa – seperti yang telah dijelaskan, selama transformasi beta

terdapat satu muatan negatif yang hilang, dan karena massa partikel beta jauh lebih kecil

daripada 1 amu (atomic mass unit ), maka inti anakan akan memiliki nomer atom yang lebih

besar 1 amu daripada nomer atom induk, sedangkan nomer massa akan tetap 32 amu. Energi

transformasi dalam contoh ini sebesar 1,71 MeV merupakan energi yang setara dengan selisih

massa antara inti 32P dan jumlah inti 32S ditambah dengan partikel Beta. Energi ini muncul

sebagai energi kinetik dari partikel beta tersebut.

Eksperimen terhadap peluruhan beta

mengungkapkan bahwa partikel beta

dipancarkan dengan suatu distribusi

yang kontinu yang berkisar dari nol

hingga nilai yang diharapkan secara

teoritis yang didasarkan pada

pertimbangan – pertimbangan

energi – massa untuk transisi beta

khusus , bukan mono-energitik seperti halnya

partikel alfa. Anomali lain adalah fakta bahwa nuclear recoil tidak berada pada arah yang

berlawanan dengan momentum elektron. Terjadinya pancaran partikel lain adalah penjelasan

yang paling mungkin untuk menjelaskan tingkah laku ini, tetapi eksperimen tidak menemukan

sebuah bukti berupa massa dan muatan lain dari peristiwa ini.

| Fisika 10

Page 11: TUGAS FISIKA.docx

Fakta ini nampaknya menyimpang dari hukum – hukum kekekalan energi dan massa.

Untuk menghindari penyimpangan ini, pada tahun 1930, Pauli mengusulkan suatu hipotesa

tentang keberadaan suatu partikel yang disebut dengan neutrino yang menyertai partikel beta

yang energinya sama dengan selisih antara energi kinetik yang menyertai partikel beta dan

energi maksimum dari distribusi spektrum, neutrino – seperti yang didalilkan haruslah tidak

bermuatan dan memiliki massa yang tak berhingga kecilnya, sehingga dengan karakteristik ini

maka partikel ini akan sangat sulit dideteksi. Namun demikian pembuktian akan keberadaan

partikel ini secara eksperimental barulah tercapai pada tahun 1950. Sehingga persamaan

transformasi beta harus dimodifikasi menjadi

01n ——–>1

1H + -10e + ν

dengan ν adalah neutrino. Fosfor-32, seperti halnya pemancar beta yang lain yang meliputi H-3,

C-14, Y-90, tidak memancarkan sinar gamma (disebut sebagai pemancar beta murni). Lawan

dari pemancar beta murni adalah pemancar beta – gamma (partikel beta (dengan seketika)

diikuti oleh pemancaran sinar gamma) dalam hal ini Inti anakan setelah terjadi pemancaran

sinar beta akan tertinggal dalam keadaan teraktivasi, dan keumdian energi aktivasi tersebut

dilepaskan melalui pemacaran sinar gamma. Salah satu contoh isotop pemancar beta-gamma

adalah Hg-203

Daya tembus partikel beta untuk menembus jaringan bergantung pada energi yang

dimiliki partikel tersebut, sehingga radiasi partikel beta juga merupakan bahaya radiasi eksternal

jika memiliki energi diatas 200 keV sehingga tingkat bahaya haruslah dievaluasi untuk setiap

kasus. Sinar – sinar beta yang energinya kurang dari 200 keV tidak dianggap sebagai bahaya

radiasi eksternal karena memiliki daya tembus yang sangat terbatas seperti halnya S-35 dan C-

14. Namun yang perlu diperhatikan adalah bahwa sinar – sinar beta akan memicu sinar-X

Bremsstrahlung yang berdaya tembus tinggi jika dihentikan melalu shielding yang tidak

dirancang sebagaimana mestinya dan langkah – langkah pencegahan yang sesuai tidak

dilakukan.

Radionuklida pemancar beta terdapat di alam dan juga merupakan buatan manusia. Seperti

halnya Potassium – 40 dan Carbon-14 yang merupakan pemancar beta lemah yang ditemukan

secara alami dalam tubuh kita. Pemancar beta digunakan untuk medical imaging, diagnosa, dan

prosedur perawatan (seperti mata dan kanker tulang), yakni technetium-99m, phosphorus-32,

and iodine-131. Stronsium-90 adalah bahan yang paling sering digunakan untuk menghasilkan

partikel beta. Partikel beta juga digunakan dalam quality control untuk menguji ketebalan suatu

item seperti kertas yang datang melalui sebuah system of rollers. Beberapa radiasi beta diserap

ketika melewati produk. Jika produk yang dibuat terlalu tebal atau terlalu tipis maka radiasi

dengan jumlah berbeda akan diserap. Sebuah program computer akan memantau kualitas dari

| Fisika 11

Page 12: TUGAS FISIKA.docx

kertas yang diproduksi tersebut berdasarkan jumlah radiasi yang diteruskan melalui kertas

tersebut, sehingga program komputer tersebut memindahkan rollers untuk mengubah ketebalan

sesuai dengan kualitas yang telah ditentukan sebelumnya.

Namun bagaimanapun, pada akhirnya Penggunaan pemancar beta haruslah memerlukan

sebuah perhatian khusus dari hal manfaat dan juga potensi dampak yang merugikan.

Sumber :

http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2106427-pengertian-sinar-alfa/

http://dc219.4shared.com/doc/IZRRXP7t/preview.html

3. SINAR GAMMA

Sinar gamma (seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah

bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses

nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron.

Sinar gamma membentuk spektrum elektromagnetik energi tertinggi. Mereka seringkali

didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik

dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras.

Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gamma dan sinar X dari

energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi elektromagnetik yang sama, sama

seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gamma

dibedakan dengan sinar X oleh asal mereka. Sinar gamma adalah istilah untuk radiasi

elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron.

Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari

beberapa transisi nuklir, ada penindihan antara apa yang kita sebut sinar gamma energi rendah

dan sinar-X energi tinggi.

Sinar gamma merupakan sebuah bentuk radiasi mengionisasi; mereka lebih menembus dari

radiasi alfa atau beta (keduanya bukan radiasi elektromagnetik), tapi kurang mengionisasi.

Perlindungan untuk sinar γ membutuhkan banyak massa. Bahan yang digunakan untuk perisai

harus diperhitungkan bahwa sinar gamma diserap lebih banyak oleh bahan dengan nomor atom

tinggi dan kepadatan tinggi. Juga, semakin tinggi energi sinar gamma, makin tebal perisai yang

| Fisika 12

Page 13: TUGAS FISIKA.docx

dibutuhkan. Bahan untuk menahan sinar gamma biasanya diilustrasikan dengan ketebalan yang

dibutuhkan untuk mengurangi intensitas dari sinar gamma setengahnya. Misalnya, sinar gamma

yang membutuhkan 1 cm (0,4 inchi) "lead" untuk mengurangi intensitasnya sebesar 50% juga

akan mengurangi setengah intensitasnya dengan konkret 6 cm (2,4 inchi) atau debut paketan 9

cm (3,6 inchi).

Sinar gamma dari fallout nuklir kemungkinan akan menyebabkan jumlah kematian terbesar

dalam penggunaan senjata nuklir dalam sebuah perang nuklir. Sebuah perlindungan fallout

yang efektif akan mengurangi terkenanya manusia 1000 kali.

Sinar gamma memang kurang mengionisasi dari sinar alfa atau beta. Namun, mengurangi

bahaya terhadap manusia membutuhkan perlindungan yang lebih tebal. Mereka menghasilkan

kerusakan yang mirip dengan yang disebabkan oleh sinar-X, seperti terbakar, kanker, dan

mutasi genetika.

Dalam hal ionisasi, radiasi gamma berinteraksi dengan bahan melalui tiga proses utama:

efek fotoelektrik, penyebaran Compton, dan produksi pasangan.

A. RADIOAKTIVITAS – SINAR GAMMA

Sinar gamma begitu istimewa dibandingkan dengan sinar/partikel radioaktif lainnya

dikarenakan dia tidak memiliki massa dan muatan. Sinar Gamma memiliki panjang gelombang

yang paling kecil dan energi terbesar dibandingkan spektrum gelombang elektromagentik yang

lain, (sekitar 10 000 kali lebih besar dibandingkan dengan energi gelombang pada spektrum

sinar tampak). Selain itu, sinar gamma memiliki daya ionisasi yang paling rendah namun

jangkauan tembus yang paling besar dibandingkan sinal beta dan alfa, Sinar gamma muncul

dari inti atom yang tidak stabil dikarenakan atom tersebut memiliki energi yang tidak sesuai

dengan kondisi dasarnya (groundstate). Energi gamma yang muncul antara satu radioisotop

dengan radioisotop yang lain adalah berbeda – beda dikarenakan setiap radionuklida memiliki

emisi yang spesifik. Sinar gamma juga dapat ditemui di dalam alam semesta, dimana sinar

gamma berjalan melintasi jarak yang teramat luas di alam semesta , yang kemudian pada

akhirnya terserap oleh atmosfer bumi. Perlu diketahui, panjang gelombang yang beberbeda

pada gelombang elektromagnetik akan menembus atmosfer dengan kedalaman yang berbeda

pula. Karena daya tembusnya yang begitu tinggi, sinar gamma mampu menembus berbagai

jenis bahan, termasuk jaringan tubuh manusia. Material yang memiliki densitas tinggi seperti

timbal sering digunakan sebagai shielding untuk memperlambat atau menghentikan foton

gamma yang memancar.

| Fisika 13

Page 14: TUGAS FISIKA.docx

Sinar gamma awalnya ditemukan oleh seorang fisikawan prancis yang bernama Henri. Pada

waktu itu, tahun 1896, Henri menemukan mineral uranium yang ternyata menghitamkan plat

fotografi meskipun dilapisi oleh lapisan kertas buram tebal.

Sebelum itu, Rontgen telah menemukan Sinar- X dan Becquerel melihat bahwa sinar yang

dipancarkan oleh uranium tersebut mirip dengan sinar X, sehingga ia menyebut sinar tersebut

“metallic phosphorescence.”

http://dc219.4shared.com/doc/IZRRXP7t/preview.html

Untuk mengetahui secara mendalam tentang sinar gamma tentu perlu diketahui macam

interaksi yang terjadi pada sinar gamma terhadap materi yakni,

1. Efek Fotolistrik

2. Efek Compton

3. Produksi pasangan

Daya tembus dari foton gamma memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan manusia,

dikarenakan ketika sinar gamma menembus beberapa bahan, sinar gamma tidak akan

membuatnya menjadi radioaktif. Sejauh ini ada tiga radionuklida pemancar gamma yang paling

sering digunakan yakni cobalt-60, cesium-137 dan technetium-99m.

Cesium -137 bermanfaat digunakan dalam perawatan kanker, mengukur dan mengontrol aliran

fluida pada beberapa proses industri, menyelidiki subterranean strata pada oil wells, dan

memastikan level pengisian yang tepat untuk paket makanan, obat – obatan dan produk yang

lain.

Cobalt-60 bermanfaat untuk: sterilisasi peralatan medis di rumah sakit, pasteurize beberapa

makanan dan rempah, sebagai terapi kanker, mengukur ketebalan logam dalam stell mills.

Sedangkan Tc-99m adalah isotop radioaktif yang paling banyak digunakan secara luas untuk

studi diagnosa sebagai radiofarmaka. (Technetium-99m memiliki waktu paruh yang lebih

singkat). Radiofarmaka ini digunakan untuk mendiagnosa otak, tulang, hati dan juga mampu

menghasilkan pencitraan yang dapat digunakan untuk mendiagnosa aliran darah pasien

Sebagian besar manusia terpapar gamma secara alamiah yang terjadi pada beberapa

radionuklida tertentu seperti potassium-40 yang dapat ditemukan pada tanah dan air, dan juga

daging serta makanan yang memiliki kadar potassium tinggi seperti pisang. Radium juga

merupakan sumber dari paparan radiasi gamma. Namun, bagaimanapun juga, peningkatan

| Fisika 14

Page 15: TUGAS FISIKA.docx

penggunaan terhadap instrumentasi kedokteran nuklir (seperti untuk diagnosa tulang, thyroid,

dan lung scans) juga turut memberikan andil terhadap proporsi peningkatan paparan pada

banyak orang.

Kebanyakan paparan yang terjadi pada sinar gamma merupakan jenis paparan eksternal. Sinar

gamma (dan juga sinar X) sebagaimana diketahui sebelumnya- mudah untuk melintasi jarak

yang besar di dalam udara dan mampu menembus jaringan tubuh hingga beberapa sentimeter.

Sebagian besar dari sinar gamma tersebut memiliki energi yang cukup untuk menembus tubuh

manusia, dan memapar semua organ yang ada di dalam tubuh tersebut.

http://dc219.4shared.com/doc/IZRRXP7t/preview.html

Sehingga dalam kasus sinar gamma, baik paparan eksternal dan internal menjadi perhatian

utama dalam proteksi dan keselamatan radiasi. Ini dikarenakan sinar gamma mampu melintas

dengan jarak yang lebih jauh ketimbang partikel alfa dan beta serta memiliki cukup energi untuk

melintasi keseluruhan tubuh, sehingga berpotensial untuk memapar semua organ tubuh.

Sejumlah besar dari radiasi gamma secara besar-besaran mampu melewati tubuh tanpa

berinteraksi dengan jaringan. Ini dikarenakan pada tingkat atomik, tubuh sebagian besar terdiri

dari ruangan kosong sedangkan sinar gamma memiliki ukuran yang lebih kecil dari ruang-ruang

tersebut. Berbeda dengan partikel alfa dan beta yang ketika berada di dalam tubuh akan

melepaskan semua energi yang mereka miliki dengan menubruk jaringan dan menyebabkan

kerusakan pada jaringan tersebut.

Sinar gamma bisa mengionisasi jaringan secara langsung atau menyebabkan yang disebut

dengan “secondary ionizations.” yakni ionisasi yang disebabkan ketika energi dari sinar gamma

ditransfer ke partikel atomik seperti elektron (identik dengan partikel beta) yang kemudian

partikel  berenergi tersebut akan berinteraksi dengan jaringan untuk membentuk ion, inilah yang

disebut secondary ionizations.

B. PENERAPAN SINAR GAMMA

Teknologi radiasi menggunakan sinar gamma atau berkas elektron merupakan suatu proses

paling bersih dan dapat diandalkan yang paling banyak digunakan dewasa ini untuk

memodifikasi bahan polimer. Aplikasi sinar gamma untuk sintesis bahan biomaterial adalah

| Fisika 15

Page 16: TUGAS FISIKA.docx

salah satu bidang yang berkembang sangat pesat dalam beberapa dekade terakhir. Beberapa

biomaterial yang dapat disintesis dari polimer dengan teknik radiasi antara lain adalah pembalut

luka hidrogel, lensa kontak, matrik untuk pelepasan obat terkontrol, katup jantung buatan dan

lain sebagainya.

Sejak satu dekade yang lalu Kelompok Bahan Kesehatan, Bidang Proses Radiasi, Pusat

Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional telah melakukan penelitian

dan pengembangan untuk mendapatkan produk biomaterial dengan menggunakan teknik

radiasi gamma. Salah satu produk yang dikembangkan adalah pembalut luka hidrogel steril

radiasi. Pembalut luka hidrogel dibuat dengan meradiasi suatu formula campuran polimer

hidrofilik berbasis polivinil pirolidon (PVP) menggunakan sinar gamma pada dosis antara 25

sampai 35 kGy. Iradiasi sinar gamma terhadap PVP menghasilkan suatu hidrogel yang tersusun

atas struktur jejaring tiga dimensi sehingga menyebabkannya mempunyai sifat berbeda dari

polimer induk. Dengan adanya

struktur tiga dimensi tersebut hidrogel memiliki sifat yang unik yaitu: Mempunyai kemampuan

menyerap air dalam jumlah besar; tidak dapat ditembus oleh mikroba dari luar; bersifat elastis

tapi cukup kuat sehingga tidak mudah sobek; permeabel terhadap udara, uap air dan molekul-

molekul gas dengan berat molekul rendah rendah; mempunyai ukuran pori yang sangat kecil

sehingga dapat mencegah terjadinya kehilangan cairan tubuh secara berlebihan; tidak bersifat

toksik, alergik; dapat melekat dengan baik pada kulit dan dapat menyesuaikan dengan kontur

luka. Selain itu hidrogel yang dihasilkan sekaligus bersifat steril.

C. DAYA TEMBUS SINAR RADIOAKTIF

Sinar radioaktif dibedakan menjadi 3 macam yaitu sinar alfa, sinar beta dan sinar

gamma. Dimana ketiga macam sinar itu memiliki daya tembus sendiri sendiri. Menurut tingkat

intensitas daya tembusnya sinar radioaktif diurutkan dari sinar alfa sebagai sinar yang daya

tembusnya terlemah dan kemudian disusul oleh beta yang daya tembusnya lebih kuat dari alfa

dan yang terkuat adalah gamma. Cara untuk menangkal ketiga sinar radioaktif itu adalah (sinar

alfa ditangkal oleh selembar kertas, sinar beta ditangkal oleh lembaran aluminium dan untuk

sinar gamma dapat ditangkal dengan timbal) maka dari itu itulah alasan mengapa para pekerja

nuklir selalu memakai baju anti radiasi yang berat dan terbuat dari timbal yang dimana hal itu

dimaksudkan untuk antisipasi serangan radiasi sinar gamma.

Sumber:

http://dc219.4shared.com/doc/IZRRXP7t/preview.html

| Fisika 16

Page 17: TUGAS FISIKA.docx

4. PERBEDAAN SINAR ALFA, BETA, GAMMA

Sinar Alfa

Inti atom helium

Lambang

Dalam medan magnet membelok ke kutub negatif, jadi sinar alfa bermuatan positif

Daya tembus kecil

Dapat mengionkan benda-benda yang dilaluinya

Sinar Beta

Pancaran elektron dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya

Lambang

Dalam medan magnet membelok ke kutub positif, jadi sinar beta bermuatan negatif

Daya tembus lebih besar dari sinar alfa

Dapat mengionkan benda-benda yang dilaluinya tidak sehebat sinar alfa

Sinar Gama

Gelombang electromagnet dengan panjang gelombang pendek

Lambang

Tidak terpengaruh oleh medan magnet maupun listrik

Daya tembus sangat besar, oleh karenanya sinar gama berbahaya

| Fisika 17

Page 18: TUGAS FISIKA.docx

Dapat mengionkan benda-benda yang dilaluinya tidak sehebat alfa dan beta

Sumber :

http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/07/perbedaan-sinar-alfa-beta-dan-gama.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_rays

http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray

http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_parti…

5. PELURUHAN RADIOAKTIF

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. Satuan internasional (SI) untuk pengukuran

peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah

kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq.

Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan

tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde

gigabecquerels Neutron dan proton yang menyusun

| Fisika 18

Page 19: TUGAS FISIKA.docx

inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir

kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala

subatomik. Hukum Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada

ukuran ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak

berpengaruh pada proses nuklir.Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan

kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka

sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah.

Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan

yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal

dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.

Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan

energi aktivasi tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam

bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah

tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka

terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak

stabil.

5.1 Penemuan

Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri

Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan

berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir

pendaran yang dihasilkan tabung katode 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. Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru

ditemukan ini mirip dengan penemuan sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang

dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya

menemukan bahwa radiaktivitas jauh lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan

bisa terjadi.Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat

memecah emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut

| Fisika 19

Page 20: TUGAS FISIKA.docx

diberi nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut

masih bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa

mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral.

Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat

ketimbang partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan

menjebaknya dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari

spektrum emisi dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya

adalah sebuah inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta

dengan sinar katode serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X.

Radioaktivitas juga memandu Marie Curie untuk mengisolasi radium dari barium; dua

buah unsur yang memiliki kemiripan sehingga sulit untuk dibedakan.Bahaya radioaktivitas dari

radiasi tidak serta merta diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali diamati oleh insinyur listrik

Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada

1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa

dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik (health physics); untungnya luka tersebut

sembuh dikemudian hari.

Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann

Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang meunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun

1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini.Sebelum efek biologi

radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang memasarkan obat paten yang

mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah penggunaan radium pada perawatan

enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia memperingatkan efek radiasai pada

tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie dikemudian hari meninggal akibat Anemia

Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya ia terpapar Radium). Pada tahun 1930-an

produk pengobatan yang mengandung bahan radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas.

5.2 Mode Peluruhan

| Fisika 20

Page 21: TUGAS FISIKA.docx

Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda.

Reaksi-reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan

(nomor atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).

Mode peluruhan Partikel yang terlibat Inti anak

Peluruhan dengan emisi nukleon:

Peluruhan alfa Sebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti (A-4, Z-2)

Emisi proton Sebuah proton dilepaskan dari inti (A-1, Z-1)

Emisi neutron Sebuah neutron dilepaskan dari inti (A-1, Z)

Fisi spontan

Sebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom dengan

inti yang lebih kecil disertai dengan pemancaran partikel

lainnya

-

Peluruhan clusterInti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil tertentu

(A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel alfa

(A-A1, Z-Z1)

+ (A1,Z1)

Berbagai peluruhan beta:

Peluruhan beta

Sebuah inti memancarkan

elektron dan sebuah antineutrino || (A, Z+1)

Emisi positron Sebuah inti memancarkan positron dan sebuah neutrino (A, Z-1)

Tangkapan elektronSebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan

memancarkan sebuah neutrino(A, Z-1)

Peluruhan beta gandaSebuah inti memancarkan dua elektron dan dua

antineutrinos(A, Z+2)

Tangkapan elektron

ganda

Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit dan

memancarkan dua neutrino(A, Z-2)

Tangkapan elektron

dengan emisi positron

Sebuah inti menangkap satu elektron yang mengorbit

memancarkan satu positron dan dua neutrino(A, Z-2)

Emisi positron ganda Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua neutrino (A, Z-2)

Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama:

Peluruhan gammaSebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah foton

energi tinggi (sinar gamma)(A, Z)

Konversi internalInti yang tereksitasi mengirim energinya pada sebuah

elektron orbital dan melepaskannya(A, Z)

| Fisika 21

Page 22: TUGAS FISIKA.docx

Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum

relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan

persamaan . Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang

dipancarkan.

5.3 Keberadaan dan penerapan

Menurut teori Big Bang, isotop radioaktif dari unsur teringan (H, He, dan Li) dihasilkan

tidak berapa lama seteleah alam semesta terbentuk. Tetapi, inti-inti ini sangat tidak stabil

sehingga tidak ada dari ketiganya yang masih ada saat ini. Karenanya sebagian besar inti

radioaktif yang ada saat ini relatif berumur muda, yang terbentuk di bintang (khususnya

supernova) dan selama interaksi antara isotop stabil dan partikel berenergi. Sebagai contoh,

karbon-14, inti radioaktif yang mempunyai umur-paruh hanya 5730 tahun, secara terus menerus

terbentuk di atmosfer atas bumi akibat interaksi antara sinar kosmik dan Nitrogen.

Peluruhan radioaktif telah digunakan dalam teknik perunut radioaktif, yang digunakan

untuk mengikuti perjalanan subtansi kimia di dalam sebuah sistem yang kompleks (seperti

organisme hidup misalnya). Sebuah sampel dibuat dengan atom tidak stsbil konsentrasi tinggi.

Keberadaan substansi di satu atau lebih bagian sistem diketahui dengan mendeteksi lokasi

terjadinya peluruhan.

5.4 LAJU PELURUHAN RADIOAKTIF

Laju peluruhan, atau aktivitas, dari material radioaktif ditentukan oleh:

Konstanta:

Waktu paruh - simbol - waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif

untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya.

Rerata waktu hidup - simbol - rerata waktu hidup (umur hidup) sebuah material

radioaktif.

Konstanta peluruhan - simbol - konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan

waktu hidup (umur hidup). Variabel:

Aktivitas total - simbol - jumlah peluruhan tiap detik.

| Fisika 22

Page 23: TUGAS FISIKA.docx

Aktivitas khusus - simbol - jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi.

"Jumlah substansi" dapat berupa satuan massa atau volume.)

Persamaan:

dimana

adalah jumlah awal material aktif.

Pengukuran aktivitas

Satuan aktivitas adalah: becquerel (simbol Bq) = jumah disintegrasi (pelepasan)per detik ; curie

(Ci) = disintegrasi per detik; dan disintegrasi per menit (dpm).

5.5 WAKTU PELURUHAN

Sebagaimana yang disampaikan di atas, peluruhan dari inti tidak stabil merupakan

proses acak dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan

meluruh, melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sebuah sampel

radioisotop tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN yang akan terjadi pada selang (interval)

waktu dt adalah sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom,

maka kemungkinan (probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:

Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing

mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada persamaan menunjukkan

| Fisika 23

Page 24: TUGAS FISIKA.docx

bahwa jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan. Penyelesaian dari persamaan diferensial

orde 1 ini adalah fungsi berikut:

Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material biasanya juga dicirikan

oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia

meluruh, dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atom-

atom material tersebut. Rerata waktu hidup disimbolkan dengan , dan mempunyai hubungan

dengan konstanta peluruhan sebagai berikut:

Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh adalah waktu

yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh bagian dari sebelumnya.

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan adalah sebagai berikut:

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material

dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan tingkat radiasi

rendah akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 10 24 tahun

untuk inti hampir stabil, sampai 10 -6 detik untuk yang sangat tidak stabil.

Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif

6. Pemanfaatan Radioaktif dalam Berbagai Bidang Kehidupan

Pengenalan radioisotop bagi kehidupan umat manusia dimaksudkan untuk

kesejahteraan manusia, dan bukan untuk mengancam kehidupan manusia. Penggunaan

radioisotop sebagai perunut didasarkan pada kenyataan bahwa isotop radioaktif mempunyai

| Fisika 24

Page 25: TUGAS FISIKA.docx

sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Jadi, suatu isotop radioaktif melangsungkan reaksi

kimia yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagai sumber

radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat

mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis, efek

kimia, maupun efek biologis.

Di negara-negara maju penggunaan dan penerapan radioisotop telah dilakukan dalam

berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar

radioaktif. Isotop suatu unsur baik stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.

Penggunaan radioisotop dapat dibagi ke dalam penggunaan sebagai perunut dan penggunaan

sebagai sumber radiasi. Radioisotop sebagai perunut digunakan untuk mengikuti unsur dalam

suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa. Radioisotop dapat

digunakan sebagai sumber sinar sebagai pengganti sumber lain misal sumber sinar X.

Penggunaan radioisotop digunakan dalam berbagai bidang, misalnya pada industri,

teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi dan lain-lain. Tujuan penggunaan

radioisotop bagi kehidupan manusia adalah untuk kesejahteraan manusia dan memudahkan

keberlangsungan hidup manusia.

6. PEMANFAATAN RADIOSOTOP DALAM KEHIDUPAN

6.1 Radioisotop dalam Bidang Kedokteran

| Fisika 25

Page 26: TUGAS FISIKA.docx

Berbagai jenis radioisotop digunakan untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai

penyakit antara lain Teknesium-99 (Tc-99),Talium-201 (TI-201), Iodin-131 (I-

131),Natrium-24 (Na-24),Xenon-133 (Xe-133), Fosforus-32 (P-32), dan besi-59 (Fe-59).

Teknetum-99 (Tc-99)

yang disuntikkan kedalam pembuluh darah akan akan diserap terutama oleh jaringan

yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru. Sebaliknya, TI-201

terutama akan diserap oleh jaringan sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua

radioisotop itu digunakan bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.

Iodin-131 (I-131) diserap terutama oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian

tertentu dari otak. Oleh karena itu, I-131 dapat digunakan untuk mendeteksi

kerusakan pada kelenjar gondok, hati, dan untuk mendeteksi tumor otak.

Iodin-123 (I-123) adalah radioisotop lain dari Iodin. I-123 yang memancarkan

sinar gamma yang digunakan untuk mendeteksi penyakit otak.

Natrium-24 (Na-24) digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran

darah. Larutan NaCl yang tersusun atas Na-24 dan Cl yang stabil disuntikkan ke dalam

darah dan aliran darah dapat diikuti dengan mendeteksi sinar yang dipancarkan,

sehingga dapat diketahui jika terjadi penyumbatan aliran darah.

Xenon-133 (Xe-133) digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru.

Phospor-32 (P-32) digunakan untuk mendeteksi penyakit mata, tumor, dan lain-

lain. Serta dapat pula mengobati penyakit polycythemia rubavera, yaitu

pembentukan sel darah merah yang berlebihan. Dalam penggunaanya isotop P-

32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya yang memancarkan sinar

beta dapat menghambat pembentujan sel darah merah pada sum-sum tulang

belakang.

Sr-85 untuk mendeteksi penyakit pada tulang.

Se-75 untuk mendeteksi penyakit pankreas.

Kobalt-60 (Co-60) sumber radiasi gamma untuk terapi tumor dan kanker.

Karena sel kanker lebih sensitif (lebih mudah rusak) terhadap radiasi radioisotop

daripada sel normal, maka penggunakan radioisotop untuk membunuh sel

kanker dengan mengatur arah dan dosis radiasi.

Kobalt-60 (Co-60) dan Skandium-137 (Cs-137) , radiasinya digunakan untuk

sterilisasi alat-alat medis.

| Fisika 26

Page 27: TUGAS FISIKA.docx

Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk menentukan tempat tumor di otak:

Ferum-59 (Fe-59) dapat digunakan untuk mempelajari dan mengukur laju pembentukan

sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah zat besi dalam makanan

dapat digunakan dengan baik oleh tubuh.

Radiasi gamma dapat membunuh organisme hidup termasuk bakteri. Oleh karena itu,

radiasi gamma digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran.

6.2 Radioisotop dalam Bidang Pertanian

Dalam bidang pemuliaan tanaman pembentukan bibit unggul dapat dilakukan

dengan menggunakan radiasi. Misalnya, pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi

dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga

dosis terbesar yang mematikan, (Biji tumbuh). Biji yang sudah diradiasi itu kemudian

disemaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya. Selanjutnya

akan dipilh varietas yang dikehendaki, misalnya yang tahan hama, berbulir banyak dan

berumur pendek. Dalam bidang pertanian, radiasi yang dihasilkan juga digunakan untuk

pemberantasan hama dan pemulihan tanaman.

a. Pembentukan Bibit Unggul

Dalam bidang pertanian, radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul.

Sinar gamma menyebabkan perubahan dalam struktur dan sifat kromosom sehingga

memungkinkan menghasilkan generasi yang lebih baik, misalnya gandum dengan yang umur

lebih pendek.

Selain sinar gamma, fosfor-32 (P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan

yang bersifat lebih unggul dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan

menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi inilah yang menyebabkan turunan

akan mempunyai sifat yang berbeda dari induknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur

sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.

b. Pemupukan dan Pemberantasan Hama dengan Serangga Mandul

Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman.

Ada jenis tanaman yang mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk.

Berdasarkan hal inilah digunakan fosfor radioaktif untuk mengetahui pola penyebaran pupuk

dan efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik radiasi juga dapat digunakan

| Fisika 27

Page 28: TUGAS FISIKA.docx

untuk memberantas hama dengan menjadikan serangga mandul. Dengan radiasi dapat

mengakibatkan efek biologis, sehingga timbul kemandulan pada serangga jantan. Kemandulan

ini dibuat di laboratorium dengan cara hama serangga diradiasi sehingga serangga jantan

menjadi mandul. Setelah disinari hama tersebut dilepas di daerah yang terserang hama,

sehingga diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul

yang dilepas, sehingga telur itu tidak akan menetas.

c. Pengawetan Makanan

Pada musim panen, hasil produksi pertanian melimpah. Beberapa dari hasil pertanian itu

mudah busuk atau bahkan dapat tumbuh tunas, contohnya kentang. Oleh karena itu diperlukan

teknologi untuk mengawetkan bahan pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat dilakukan

adalah dengan irradiasi sinar radioaktif. Radiasi ini juga dapat mencegah pertumbuhan bakteri

dan jamur.

d. Radiologi dalam Hal Penyimpanan Makanan

Bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi

dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi, sebelum bahan tersebut

disimpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian

dapat disimpan lebih lama. Radiasi juga digunakan untuk pengawetan bahan makanan untuk

mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.

6.3 Radio Aktif dalam Bidang Industri

Kaos lampu petromaks menggunakan larutan radioisotop horium dalam batas yang

dipernankan agar nyalanya lebih terang. Radiasi gamma yang dihasilkan dapat

digunakan untuk memeriksa cacat pada logam dan juga untuk pengawetan kayu,

barang-barang seni,dll.

Penggunaan radioisotop dalam bidang industri antara lain untuk mendeteksi kebocoran pipa

yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton. Dengan menggunakan radioisotop yang

dimasukkan ke dalam aliran pipa kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau

pembongkaran beton. Penyinaran radiasi dapat digunakan untuk menentukan keausan atau

kekeroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antarlogam. Jika bahan ini disinari dengan

sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang aus atau keropos

akan memberikan gambar yang tidak merata. Radiasi sinar gamma juga digunakan dalam

| Fisika 28

Page 29: TUGAS FISIKA.docx

vulkanisasi lateks alam. Penggunaan zat radioaktif dalam bidang industri yang lainnya adalah

untuk mengatur ketebalan besi baja, kertas, dan plastik; dan untuk menentukan sumber minyak

bumi.

6.4 Radioaktif dalam Bidang Hidrologi

Na-24 untuk mempelajari kecepatan aliran sungai.

Na-24 dalam bentuk karbonat untuk menylidiki kebocoran pipa air dibawah.

6.6 Radiologi dalam Bidang Sains

Iodin-131 (I-131) untuk mempelajari kesetimbangan dinamis.

Oksigen-18 (O-18) untuk mempelajari reaksi esterifikasi.

Karbon-14 (C-14) untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

6.7 Radiologi dalam Bidang Kimia

a. Teknik Perunut

Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia. Misal

pada reaksi esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat dan

alkohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang terjadi dapat ditulis seperti

berikut. (isotop oksigen-18 diberi warna). Hasil analisis ini menunjukkan bahwa molekul air tidak

mengandung oksigen-18. Adapun jika O-18 berada dalam alkohol maka reaksi yang terjadi

seperti berikut.

b. Penggunaan Isotop dalam Bidang Kimia Analisis

Penggunaan isotop dalam analisis digunakan untuk menentukan unsur-unsur kelumit dalam

cuplikan. Analisis dengan radioisotop atau disebut radiometrik dapat dilakukan dengan dua cara

yaitu, sebagai berikut.

1) Analisis Pengeceran Isotop

Larutan yang akan dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang

mengandung suatu spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan dan ditentukan

aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang dianalisis ditentukan dengan membandingkannya dengan

larutan standar.

| Fisika 29

Page 30: TUGAS FISIKA.docx

2) Analisis Aktivasi Neutron (AAN)

Analisis aktivasi neutron dapat digunakan untuk menentukan unsur kelumit dalam

cuplikan yang berupa padatan. Misal untuk menentukan logam berat (Cd) dalam sampel ikat

laut. Sampel diiradiasi dengan neutron dalam reaktor sehingga menjadi radioaktif. Salah satu

radiasi yang dipancarkan adalah sinar gamma . Selanjutnya sampel dicacah dengan

spektrometer gamma untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.

6.8 Radologi dalam Pengukuran Usia Bahan Organik

Radioisotop karbon-14, terbentuk di bagian atas atmosfer dari penembakan atom nitrogen

dengan neutron yang terbentuk oleh radiasi kosmik.

Karbon radioaktif tersebut di permukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan

sebagai ion hidrogen karbonat di laut. Oleh karena itu karbon radioaktif itu menyertai

pertumbuhan melalui fotosintesis. Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14

yang diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai

15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun. Apabila organisme

hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini berkurang. Oleh karena itu umur bahan

yang mengandung karbon dapat diperkirakan dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu

paruh 14C. ( 12 T = 5.730 tahun)

Sumber:

http://akulisfatul.blogspot.com/2011/05/pemanfaatan-radioaktif-dalam-berbagai.html

Bab III Penutup

A. Kesimpulan

| Fisika 30

Page 31: TUGAS FISIKA.docx

Dari sejumlah zat radioaktif yang telah ditemukan, dikelompokkan berdasarkan sumber

ditemukannya, yaitu Radioaktivitas Alam dan Radioaktivitas Buatan.

Radioaktivitas Alam adalah unsur-unsur radioaktif yang ditemukan di alam sebagai bahan

tambang, yaitu Uranium (U), Aktinium (At), dan Thorium (Th). Radioaktif alami ditemukan oleh

Antoine Henri Becquerel pada tahun 1896.

Radioaktivitas Buatan adalah zat-zat radioaktif yang diproduksi dengan sengaja dalam reaktor

atom, antara lain Neptunium (Np), Polonium (Po), Radium (Ra). Radioaktif buatan ditemukan

oleh Irene Joliot dan Frederick joliot pada tahun 1934.

B. Saran

Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam

makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya

pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul

makalah ini.

Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran yang

membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di

kesempatan – kesempatan berikutnya.

Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman

pada umumnya.

| Fisika 31