Zat RadioaktifKELOMPOK 8 :

• ANDINI CHATULISTIAWATY

• IRFAN GUNAWAN

• TABAH RATNO S

• WORO DYAH F.U

Materi Pembahasan Pengertian Zat Radioaktif

Sejarah Penemuan Sinar Radioaktif

Sinar-sinar Radioaktif

Jenis-jenis Sinar Radioakif

Pita Kestabilan inti

Persamaan reaksi inti

transmutasi buatan

Laju peluruhan waktu paro

Penggunaan radioisotop

PENGERTIAN

Radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi.  yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR penyebab kanker tulang dan 131J.

SEJARAH PENEMUAN SINAR RADIOAKTIF

1. Wilhelm Roentgen (1845-1923)

Tahun 1895 menemukan sinar X; yaitu sinar yang dihasilkan dari tabung sinar katoda yang berdaya tembus tinggi.

2. Antonie Henri Becquerel (1852-1908)

Tahun 1896 melakukan penelitian interaksi sinar matahari dengan mineral Pitchblende. “Menemukan bahwa pancaran sinar zat uranium dilakukan secara spontan”. Zat yang memancarkan sinar tersebut dinamakan zat radioaktif, gejalanya disebut keradioaktifan atau radioaktivitas.

3. Marie Curie(1867-1934)

Tahun 1898 bersama suaminya Pierre Curie menemukan sinar radioaktif polonium dan radium.

4. Lord Ernest Rutherford (1871-1937)

Tahun 1903 menemukan sinar alfa (α) dan sinar beta (β).

5. Wofgang Pauli

Tahun 1930 menemukan partikel

neutrino (ν).

6. Paul U. Villard

Tahun 1956 menemukan sinar gamma (γ).

SINAR-SINAR RADIOAKTIF

1. Sinar Alfa ( 2α4 atau 2He4 )

▪ Memiliki 2 proton dan 2 neutron sehingga bermassa 4.

▪ Dalam medan listrik berbelok ke kutub negatif, menunjukkan sinar alfa bermuatan positif.

▪ Berdaya tembus kecil.

▪ Memiliki radiasi sekitar 1,5 x 107 m/s (sekitar 1/20 kali kecepatan cahaya).

▪ Jika suatu zat padat yang dapat memancarkan sinar alfa ditempatkan dalam tabung hampa udara, perlahan-lahan tabung tersebut penuh dengan gas helium.

2. Sinar Beta ( -1β0 atau -1e0 )

Adalah berkas elektron yang berasal dari inti atom Dalam medan listrik berbelok ke kutub positif, menunjukkan sinar

beta bermuatan negatif. Beradaya tembus lebih besar dari pada sinar alfa. Sinar beta dapat

menembus logam Al (100 kali daya tembus sinar alfa). Laju perambatan sinar beta mendekati kecepatan cahaya. Bermassa sangat kecil sekitar 5,5 x 10-4 sma atau sekitar 1/2000

sma, sehingga dianggap tidak bermassa.

3. Sinar Gamma ( 0γ0 ) : adalah sinar bergelombang elektromegnetik berenergi tinggi dengan panjang gelombang yang pendek.

Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik, menunjukkan bahwa sinar gamma tidak bermuatan.

Berdaya tembus besar, yaitu 10.000 kali daya tembus sinar alfa. Sinar gamma dapat menembus logam Pb setebal 20 – 25 cm.

Sinar gamma tidak memiliki massa.

JENIS-JENIS SINAR RADIOAKTIF

PITA KESTABILAN INTIx ΣN Keterangan : - ΣN : jlh neutron

Pita - ΣZ : jlh proton

kestabilan - x dan y, isotop bersifat radioaktif, dan z stabil. y ΣZ -

Isotop stabil terletak pada pita kestabilan, dan yg terletak di luar (di atas atau di bawah) adalah isotop yg bersifat radioaktif.- Pita kestabilan memuat unsur bernomor atom ≤ 83.- Unsur bersifat radioaktif bernomor atom > 83.

Persamaan reaksi intiPemancaran radiasi oleh unsur radioaktif disebut peluruhan. Proses peluruhan dipaparkan dengan suatu persamaan yang disebut persaman inti. Misalnya peluruhan uranium yang disertai pemancaran partikel alfa dipaparkan dengan persamaan inti berikut :

+

Persamaan inti juga mengikuti azas kesetaraan. Suatu persamaan inti dikatakan setara jika muatan (nomor atom) dan massa di ruas kiri sama dengan di ruas kanan. Untuk contoh diatas :

Jumlah muatan di ruas kiri = 92 ; di ruas kanan = 90 + 2 = 92

Nomor massa di ruas kiri = 234 + 4 = 238

Transmutasi BuatanPerubahan suatu nuklida menjadi nuklida lain disebut transmutasi. Transmutasi spontan terjadi pada peluruhan radioaktif. Transmutasi dapat juga terjadi pada inti stabil, yaitu jika ditembaki dengan peluru atomer, seperti partikel alfa, neutron, atau suatu inti ringan. Transmutasi yang dilakukan dengan itu disebut transmutasi buatan.

Transmutasi buatan pertama kali diamati oleh Ernest Rutherford pada tahun 1919 ketika dia mempelajari penembakan unsur ringan dengan partikel alfa. Ketika menembaki gas nitrogen, Rutherford menemukan terbentuknya proton sementara isotop N-14 berubah menjadi O-17.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut

+ +

Reaksi transmutasi biasanya diringkaskan dengan notasi sebagai berikut.

T(x,y)P

dengan, T = inti sasaran (target)x = partikel yang ditembakan y = partikel hasilP = inti baru (produk)

dengan rumusan diatas persamaan dapat ditulis sebagai :

Persamaan diatas disebut transmutasi alfa-proton karena menggunakan peluru alfa dan menghasilkan proton.

Laju Peluruhan dan Waktu Paro

Perubahan tergolong reaksi orde satu, kelajuannya hanya bergantung pada jumlah nuklida radioaktif dalam contoh (sekali lagi jumlah, bukan konsentrasi). Misalkan suatu contoh yang mengandung 1.000 nuklida radioaktif meluruh dengan laju 100 dps (disintegrasi atau peluruhan per sekon), maka contoh yang sama mengandung 2.000 nuklida radioaktif akan meluruh dengan laju 200 dps. Suhu, tekanan , konsentrasi, dan keadaan zat tidak mempengaruhi laju peluruhan. Secara matematis, laju peluruhan dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

v = λ x N

Dengan, v = laju peluruhan (kereaktifan), yaitu banyaknya peluruhan dalam satu satuan waktu.

λ = tetapan peluruhan (serupa dengan k dalam persamaan laju reaksi), nilainya bergantung pada jenis radioisotop.

N = jumlah nuklida radioaktif dalam contoh.

Waktu paro adalah waktu yang diperlukan sehingga separo zat radioaktif meluruh.

Salah satu ciri reaksi berorde satu adalah bahwa waktu paronya tidak bergantung pada jumlah zat mula-mula. Berapa pun jumlah radio-isotop mula-mula, selalu dibutuhkan waktu yang sama sehingga separo daripadanya meluruh. Sebagai contoh, waktu paro dari Sr-90 adalah 28,1 tahun. Berarti, bila mula-mula terdapat 10 gram Sr-90, maka setelah 28,1 tahun akan tersisa 5 gram lagi; atu, bila mula-mula terdapat 8 gram Sr-90, maka setelah 28,1 tahun akan tersisa 4 gram.

Dengan mengetahui waktu paro, kita dapat meramalkan sisa zat radioaktif setelah selang waktu tertentu. Hubungan antara fraksi zat dengan waktu paro dari rumusan sebagai berikut :

n

= jumlah zat radioaktif mula-mula

Nt = jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pda waktu t

n = =

Oleh karena keaktifan sebanding dengan jumlah atom radioaktif maka dapat ditulis juga sebagai berikut.n

= keaktifan pada waktu t

= keaktifan awal

Penggunaan RadioisotopA. Radioisotop sebagai Perunut

1. Bidang Kedokteran

Berikut unsur radioisotop yang sering digunakan dalam dunia kedokteran.

a. Radioisotop natrium-24 dapat digunakan untuk mengikuti peredaran darah dalam tubuh manusia. 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.

b. Untuk mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid digunakan radioisotop 131I.

c. Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk menentukan tempat tumor di otak.

d. Radioisotop 59 Fe dapat digunakan untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah zat besi dalam makanan dapat digunakan dengan baik oleh tubuh.

e. Sejak lama diketahui bahwa radiasi dari radium dapat dipakai untuk pengobatan kanker. Oleh karena radium-60 dapat mematikan sel kanker dan sel yang sehat maka diperlukan teknik tertentu sehingga tempat di sekeliling kanker mendapat radiasi seminimal mungkin.

f. Radiasi gamma dapat membunuh organisme hidup termasuk bakteri. Oleh karena itu, radiasi gamma digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Sterilisasi digunakan juga di industri makanan. Sterilisasi dengan cara radiasi, menjadikan makanan dapat tahan empat atau lima kali lebih lama dari cara sterilisasi biasa.

b. Bidang KimiaDalam bidang kimia, radioisotop dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi kimia, misalnya radioisotop oksigen-18 (O-18) digunakan untuk mempelajari mekanisme reaksi esterifikasi. Berdasarkan penelitian diketahui bahwa pada reaksi esterifikasi, atom O yang membentuk senyawa H2O berasal dari asam karboksilat. Adapun atom O yang membentuk senyawa ester berasal dari alkohol

B. Radioisotop sebagai Sumber Radiasi

1. Bidang Kedokteran

a. Sterilisasi radiasi

Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Sterilisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvesional (menggunakan bahan kimia), yaitu :

a. Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme

b. Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia

c. Karena dikemas dulu baru disterilkan, maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan dibuka.

b. Terapi tumor atau kanker

berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor lebih sensitif (lebih cepat rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut. Radioisotop yang banyak digunakan adalah Co-60, suatu pemancar gamma.

2. Bidang Pertanian

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.

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 efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik iradiasi juga dapat digunakan 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 dapt tumbuh tunas, contohnya kentang. Oleh karen aitu diperlukan teknologi untuk mengawetkan bahan pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan irradiasi sinar radioaktif. Irradiasi ini juga dapat mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.

3. Bidang Industri

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 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.

Thank you