2. Muhammad Ihsanudin

RADIOAKTIF

1. Endah Angestyaningrum

KELOMPOK 11

Materi Yang DipelajariPengertian RadioaktifPenemuan Unsur RadioaktifKonsep RadioaktifBagaimana Radioaktif Bisa TerjadiJenis Sinar RadioaktifNuklida dan PenggolongannyaPenggolongan Nuklida

Kelompok Nuklida Berdasarkan Kestabilan dan Proses Pembentukannya di Alam Kestabilan dan Peluruhan Inti AtomPeluruhan Inti Atom

Jenis Radiasi Yang Dipancarkan

Radioaktif : berhubungan dengan pemancaran partikel dari sebuah inti atom.

Inti Radioaktif : Unsur inti atom yg mempunyai sifat memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma.

Radioaktivitas didefinisikan sebagai peluruhan inti atom yang berlangsung secara spontan, tidak terkontrol dan menghasilkan radiasi. Unsur yang memancarkan radiasi seperti ini dinamakan zat radioaktif.

Pengertian Radioaktif

Penemuan Unsur Radioaktif

Sejarah penemuan zat radioaktif diawali dengan ditemukannya sinar X oleh William Conrad Roentgen pada tahun 1895. setahun kemudian, Henry Becquerel , fisikawan perancis berusaha mendapatkan sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja, batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan diatas plat film foto. Stelah mencuci plat film itu, ia sangat tekejut karena bagian film pada tempat garam uranium diletakkan menjadi gelap.

dari hasil penelitiannya, diketahui bahwa penyebab gelapnya bagian plat foto adalah radiasi berdaya tembus kuat, bahkan lebih kuat dari sinar X, yag dipancarkan secara spontan oleh garam uranium tanpa harus disinari terlebih dahulu. Radiasi spontan garam uranium terjadi karena mengandung unsur uranium yang bersifat radioaktif

LanjutanPeristiwa radiasi secara spontan ini kemudian disebut dengan keradioaktifan, sedangkan zat yang bersifat radioaktif disebut dengan zat radioaktif.pada tahun 1898, Marie Sklodoskwa Curie dan oleh suaminya, Pierre Curie menemukan unsur radioaktif lainnya dari mineral pitchblende yaitu polonium dan radium. Nama unsur plonium diambil dari nama negara asal SklodoskwaCurie, yaitu Polandia, sedangkan nama unsur radium diambil dari bahasa Yunani “ Radiare” yang artinya bersinar.

Pada tahun yang sama, Ernest Rutherford dan Frederick Soddy menemukan adanya unsur radon yang dapat memancarkan radiasi seperti sinar X, tetapi sifat radiasiny berbeda dengan sinar X.dari percobaannya, mereka menemukan tiga jenis sinar yang dipancarkan oleh bahan radioaktif. Yaitu: sinar alfa, sinar beta, dan sinar gama yang kemudian disebut sinar radioaktif.

Konsep Radioaktif

1. Inti Atom>>Proton (Rutherford 1919)Neutron (James Chadwick, 1932)

:>>> Aktivitas radiasi/radioaktivitas merupakan aktivitas proton dan neutron

:>>> ∑ Proton = ∑ Neutron>>> Inti Stabil ∑ Proton > ∑ Neutron >>> Inti tidak

stabil

:>>> Inti atom yang tidak stabil akan melakukan aktivitas radiasi (melakukan peluruhan) sampai mencapai keadaan stabil

2. Gaya Inti;:>>> Partikel dasar pembangun inti atom adalah :Proton + Neutron (dapat dijelaskan dari dualisme

gelombang dan materi de Broglie)Hal ini sesuai dengan Hipotesis Proton-NeutronGaya pada inti atom:1. Gaya elektrostatis; secara elektrostatis proton-

proton dalam inti atom akan saling tolak dengan gaya coulomb (gaya elektrostatis), yang akan semakin besar jika jarak dua buah proton makin dekatfakta> proton-proton bersatu dalam inti atom pada jarak yang sangat dekat, dimana secara elektrostatis proton-proton tidak mungkin bersatu

2. Gaya gravitasi; besarnya sangat kecil karena massa partikelnya sangat kecil (bukan faktor dominan dalam mengikat partikel inti)

3. Gaya IntiIlmuwan mengajukan adanya gaya inti

Bagaimana Radioaktif Terjadi Konsep>>> Di dalam inti atom terdapat 3 gaya yang penting;

gaya elektrostatis, gaya gravitasi dan gaya inti Inti Atom = keadaan stabil vs keadaan tidak stabil Keadaan tersebut ditentukan oleh komposisi

penyusun Inti Keadaan Stabil; ∑ Proton (Z) sedikit/sama banyak

dengan ∑ Neutron ; Gaya Inti lebih > daripada Gaya Elektrostatis

Keadaan Tidak Stabil; ∑ Proton > ∑ Neutron ; Gaya Inti < daripada Gaya Elektrostatis

MENGAPA hal ini bisa terjadi???continue……

Karena Gaya Elektrostatis memiliki jangkauan yang lebih luas daripada Gaya Inti, sehingga dapat menjangkau partikel proton yang berdekatan atau berseberangan sekalipun

So that>>>Inti atom seperti inilah yang akan melakukan aktivitas radiasi secara spontan sampai tercapai keadaan stabil. Keadaan inti dengan jumlah proton (Z) lebih besar dari jumlah netron (N) akan menghasilkan zat radioaktif.

Gambar : Gaya Inti terjadi pada partikel

yang saling berdekatan saja

Gambar :Gaya elektroststis terjadi pada partikel yang berdekatan

dan berjauhan

Suatu zat (unsur) akan menjadi radioaktif jika memimilik inti atom yang tidak stabil. Suatu inti

atom berada dalam keadaan tidak stabil jika jumlah proton jauh lebih besar dari jumlah

netron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan

atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil.

a. Sinar αSinar α merupakan radiasi partikel bermuatan positif. Partikel ini merupakan inti atom helium yang terdiri atas 2 proton dan 2 neutron. Sifat-sifat sinar α adalah:

Dalam medan listrik dapat dibelokkan ke araf kutub negatif,

Memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8-8,5 cm dalam udara),

Dapat mengionisasi molekul yang dilaluinya. Sinar α dapat menyebabkan satu atau lebih eloktron suatu molekul lepas, sehingga berubah menjadi ion. Partikel ini dapt menghasilkan 50.000 – 100.000 pasangan ion (ion positif dan elektron) per cm bila melewati udara.

Jenis Sinar Radioaktif

b. Sinar βSinar β merupakan radiasi partikel bermuatan

negatif yang identik dengan elektron. Sinar β bermuatan negatif dan bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 . 10-4 satuan massa atom atau amu, diberi simbol β atau e. Sifat-sifat sinar β adalah: ◦Bermuatan listrik negatif, sehingga dalam medan

listrik dibelokkan ke arah kutub positif,◦Memiliki daya tembus yang jauh lebih besar

daripada sinar α (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm),

◦Daya ionisasinya lebih lemah dari sinar α.

c. Sinar sinar merupakan radiasi gelombang elektromagnetik, sejenis dengan sinar ×, dengan panjang gelombang pendek. Sifat-sifat sinar adalh:◦ Tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak

dapat dibelokkan oleh medan listrik◦ Tidak memiliki massa,◦ Memiliki daya tembus sangat kuat (dapat

menembus lempeng timbel setebal 20 cm),◦ Daya ionisasi paling lemah.

Beberapa Sifat Sinar Radioaktif Seperti Tabel Berikut:

Sifat Sinar Alfa Sinar Beta Sinar Gama

Umum

Merupakan inti Helium yang

bergerak cepat (berenergi tinggi) hasil dari proses perubahan yang

dialami zat radioaktif

Merupakan elektron yang bergerak

dengan kecepatan tinggi (berenergi tinggi) dari hasil perubahan yang

dialami zat radioaktif

Gelombang elektromagnetik yang berenergi

tinggi dan merupakan hasil dari perubahan

yang dialami oleh zat radioaktif

Lambang (Simbol) or or

Massa 4 sma 0 0

Muatan +2 sme -1 sme 0

Daya Tembus

Dapat menembus kertas karton

100 kali lebih kuat dari sinar alfa

(dapat menembus lempeng timbel setebal 1mm)

Lebih kuat dari sinar beta (dapat

menembus lempeng timbel setebal 20cm)

Sifat Sinar Alfa Sinar Beta Sinar Gama

Daya Ionisasi

Dapat mengionisasikan

molekul yang dilewati

Daya ionisasi lebih lemah daripada

sinar alfa

Daya ionisasinya paling lemah

diantara ketiga sinar tersebut

Interaksi Terhadap Medan Listrik

Dibelokkan menuju kutub

negatif

Dibelokkan menuju kutub

positifTidak dibelokkan

medan listrik

Lanjutan

Sifat positron proton Neutron

Lambang (Simbol) Or

Massa 0 1 sma 1 sma

Muatan +1 sme +1 sme 0

Daya Tembus

Setara dengan sinar β

Setara dengan sinar β

Lebih kuat dari proton

Keterangan Lain

Sering hanya di anggap partikel

saja

Merupakan inti atom hidrogen yang

dihasilkan dari perubahan inti

suatu atom

Bagian dari inti atom

Dari penelitian selanjutnya terhadap isotop radioaktif, ternyata dalam proses perubahannya isotop radioaktif melibatkan beberapa partikel subatomik (partikel elementer) yang lain, yang diantaranya: positron, proton, dan neutron serta inti atom yang lebih besar. Beberapa partikel elementer tersebut ditunjukkan pada tabel berikut.

Nuklida dan Penggolongannya

Nuklida Sebuah nuklida adalah satu jenis tertentu nukleus atom, atau lebih umum sebuah aglomerasi proton dan neutron

Contoh: 6C12, 7N14, 6O18

Rumus umum: dengan,◦ Z = nomor atom = ∑ proton dalam nuklida X◦ A = nomor massa = ∑ proton + ∑ Neutron

dalam nuklida X ◦ N = ∑ neutron dalam inti = A-Z

Berdasarkan kesamaan dalam nilai A, Z, dan N, nuklida-nuklida digolongkan menjadi 4 tipe.

Penggolongan Nuklida

Isotop kelompok nuklida dengan Z sama◦ Contoh: 82Pb204, 82Pb206, 82Pb207,82Pb208

Isobar kelompok nuklida dengan A sama◦ Contoh: 6C14, 7N14, 8O14

Isoton kelompok nuklida dengan N sama◦ Contoh: 1H3, 2He4

Isomer inti nuklida dengan A dan Z sama tetapi berbeda dalam tingkat energinya◦ Contoh: Co60m, Co60

Kelompok nuklida berdasar kestabilan dan proses pembentukannya di alam Nuklida stabil secara alamiah tidak mengalami

perubahan A maupun Z, misal: 1H1, 6C12, 7N14

Radionuklida alam primer radionuklida yang terbentuk secara alamiah dan bersifat radioaktif. Disebut primer karena waktu paruh panjang sehingga masih bisa ditemukan sampai sekarang. Contoh: 92U238 dengan waktu paruh=4,5x109 th

Radionuklida alam sekunder radiaktif dan dapat ditemukan di alam. Waktu paruh pendek, tidak dapat ditemukan di alam, tetapi dapat dibentuk secara kontinu oleh radionuklida alam primer, misal 90Th234 dengan waktu paruh 24 hari.

Radionuklida alam terinduksi Misal 6C14 yang dibentuk karena interaksi sinar kosmik dan nuklida 7N14 di atmosfir.

Radionuklida buatan merupakan radionuklida yang terbentuk tidak secara alamiah, tetapi hasil sintesis.

Kestabilan dan Peluruhan Inti Atom Kestabilan Inti Atom

Pita kestabilan : Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.

1) Di atas pita kestabilan, Z <> Untuk mencapai kestabilan : inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta

2) Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton. Untuk mencapai kestabilan : Inti memancarkan partikel alfa

3) Di bawah pita kestabilan, Z <> Untuk mencapai kestabilan : Inti memancarkan positron atau menangkap elektron

Peluruhan inti atom Inti stabil = Bismuth yaitu yang mempunyai 83

proton dan 126 netron. Inti atom yang mempunyai jumlah proton lebih besar dari 83 akan berada dalam keadaan tidak stabil. Inti yang tidak stabil ini akan berusaha menjadi inti stabil dengan cara melepaskan partikel bisa berupa proton murni , partikel helium yang memiliki 2 proton atau partikel lainnya

Inti atom yang tidak stabil = dinamakan inti radioaktif. Unsur yang inti atomnya mampu melakukan aktivitas radiasi spontan berupa pemancaran sinar-sinar radioaktif dinamakan unsur (zat) radioaktif

Lanjutan

Pemancaran sinar-sinar radioaktif (berupa partikel atau gelombang elektromagnetik) secara spontan oleh inti-inti berat yang tidak stabil menjadi inti-inti yang stabil disebut Radioaktivitas. Inti yang memancarkan sinar radioaktif disebut inti induk dan inti baru yang terjadi disebut inti anak.

JENIS RADIASI YANG DIPANCARKAN

A. Peluruhan Alpha ( α ) Pertikel alpha terdiri atas dua buah proton dan dua buah netron yang terikat menjadi suatu atom dengan inti yang sangat stabil, dengan notasi atom 4

2 He atau 4

2α

Contoh;dapat ditulis

B. Peluruhan Beta adalah merupakan radiasi partikel beta (elektron atau positron) dengan kemampuan ionisasi lebih rendah dari partikel a. Radiasi beta dapat berupa pemancaran sebuah elektron disebut peluruhan beta minus (ß- ), dan pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus (ß+ ).

contoh;

c. Peluruhan Gamma ( γ ) merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat. Sinar gamma dihasilkan oleh transisi energi inti atom dari suatu keadaan eksitasi ke keadaan dasar. Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak memiliki nomor atom (A=0) maka dalam peluruhan sinar-γ tidak dihasilkan inti atom baru.

Contoh 27Co60m 27Co60 +

D. Pembelahan spontan

Peluruhan dengan pembelahan spontan hanya terjadi pada nuklida sangat besar.

Nuklida yang sangat besar membelah diri menjadi 2 nuklida yang massanya hampir sama disertai pelepasan beberapa netron.

Contoh:

98Cr254 42Mp108 + 56Ba142 + 4 0n1

E. Pemancaran netron

Prose peluruhan ini terjadi pada nuklida yang memiliki kelebihan netron relatif terhadap inti yang stabil.

Contoh:

36Kr87 36Kr86 + 0n1

F. Pemancaran netron terlambat

Proses peluruhan terjadi dengan didahului oleh pemancaran negatron kemudian dilanjutkan dengan pemancaran netron.

Contoh:

35Br87 36Kr87 + -10 36Kr86 + 0n1

35Br87 disebut pemancar netron terlambat

1. Pada reaksi inti: Maka X adalah a. Protonb. Neutronc. Elektrond. Positrone. Deutron

Soal:

2. Setelah 6 tahap penguraian dengan memancarkan sinar beta dan 7 tahap penguraian alfa, isotop radioaktif Thorium dengan nomor atom 90 dan nomor massa 234 akhirnya menghasilkan isotop stabil, yaitu....a. .b. .c. .d. .e. .

Soal:

THANK YOU