Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen, Henry Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidiki sinar X, tetapi secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan. Pada penelitiannya ia menemukan bahwa garam-garam uranium dapat merusak film foto meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini karena garam-garam uranium tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini dinamakan radio aktivitas spontan.
Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel, selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium. Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif. Ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif. Partikelpartikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida secara alami memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi tersebut.
UNSUR radioaktif Istilah dan Pengertian Sinar radioaktif : sinar yang secara spontan dipancarkan oleh unsur radioaktif Unsur radioaktif : unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif Gejala keradioaktifan: gejala pemancaran sinar / radiasi secara spontan. Radioisotop : isotop yang bersifat radioaktif Isotop : pasangan atom-atom yang mempunyai nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda C dengan C. Isobar : pasangan atom-atom yang mempunyai nomor massa sama tetapi nomor atom berbeda C dengan B . Isoton : pasangan atom-atom yang mempunyai jumlah neutron sama tetapi nomor atom berbeda C dengan O. Waktu paro (T½ ) : waktu yang diperlukan oleh suatu nuklida radioaktif untuk meluruh menjadi separohnya
Penemuan Wilhelm Rontgen : sinar X Henry Becquerel : gejala keradioaktifan Pierre Curie dan Marie Curie : radioisotop Ra (dari bijih uranium atau pitchblende) dan Po Paul Vilard : sinar gamma (γ) Ernest Rutherford : sinar α dan β James Chadwick : neutron JJ. Thomson : elektron Goldstein : proton
Sifat Sinar Radioaktif 1) dapat menghitamkan plat film 2) dapat menembus lempeng logam tipis 3) dalam medan magnet dapat terurai menjadi sinar α, β dan γ 4) dapat mengionkan zat khususnya gas yang dilewati 5) dapat memendarkan zat (bersifat fluorosensi) khususnya yang berlapis ZnS
Partikel Sinar yang Dipancarkan oleh Unsur Radioaktif
Reaksi Inti Pemancaran radiasi oleh unsur radioaktif disebut peluruhan (disintegrasi). Reaksi inti = reaksi yang menyangkut perubahan inti atom. Jenis-jenis reaksi inti : 1. Reaksi Penembakan / transmutasi buatan Merupakan reaksi penembakan nuklida dengan partikel-partikel ringan (, proton, netron) 27 30 1 Contoh : Al P n 13
15
atau 27 13
Al , n
30 15
P
0
2. Reaksi Fisi Merupakan reaksi pembelahan inti berat menjadi dua inti sedang yang lebih stabil disertai pelepasan energi Contoh : Reaksi fisi buatan 235 1 139 94 1 92
U 0n
Cf-252 mengalami fisi spontan:
56
Ba
36
Kr 3. 0 n
Tidak semua inti berat dapat membelah. Diantara yang dapat ialah U-235, Cf252 dan Pu-239. Fisi dapat berlangsung spontan dapat juga karena induksi. Reaksi fisi dapat terjadi secara berantai disertai dengan energi yang sangat besar. Reaksi berantai yang tak terkendali dalam waktu yang sangat singkat dihasilkan energi yang sangat dasyat (ini merupakan prinsip kerja bom Atom). Sedangkan reaksi rantai yang terkendali dilakukan dalam reaktor atom.
3. Reaksi Fusi Reaksi fusi ialah reaksi penggabungan beberapa inti ringan manjadi inti yang lebih berat disertai dengan pemancaran energi. Contoh :
2 1H
3 1H
4 2 He
1 0 n energi
Reaksi Fusi hanya berlangsung pada suhu yang sangat tinggi. Energi nuklir juga dapat diperoleh dari proses fusi nuklir,yaitu proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi satu inti yang lebih berat.
PITA KESTABILAN ISOTOP
Tipe-tipe peluruhan Berdasarkan pita kestabilan maka peluruhan radioisotop dibedakan 3 type:
1) Radioisotop diatas pita memancarkan radiasi beta (β) 2) Radioisotop dibawah pita memancarkan positron atau tangkapan elektron. 3) Radioisotop dengan proton > 83 memancarkan alfa (α)
Penangkapan elektron pada kulit K elektron yang terdapat pada kulit K (kulit terdalam) dapat ditangkap oleh inti atom. Pada penangkapan elektron dari kulit K terjadi proses pembentukan neutron dan penggabungan antara satu proton dengan satu elektron. Apabila nuklida mengalami proses penangkapan elektron dari kulit K untuk membentuk nuklida stabil maka akan dihasilkan nuklida lain dengan nomor atom berkurang satu dibandingkan nuklida semula. contoh: 7 4
Be e Li 0 -1
90 42
7 3
Mo -01e 90 41Nb
Pemancar gamma () sinar gamma dipancarkan oleh inti yang tereksitasi. Pada berbagai peluruhan, inti yang dihasilkan dalam keadaan tereksitasi keadaan yang lebih stabil dicapai dengan pancaran sinar gamma.
Satuan aktivitas (laju peluruhan) 1. Disintegrasi per detik (dps) : banyaknya atom yang mengalami peluruhan setiap detik. 2. Bequerel (Bq) : banyaknya atom rafioisotop yang meluruh setiap detik. Satuan ini sama dengan dps (1 dps = 1 Bq). 3. Curie (Ci) menyatakan aktivitas suatu radioisotope yang setara dengan aktivitas 1 gram isotop radium (88Ba226 ) dengan waktu paro 1,62 x 103 tahun. Sehingga 1 Ci = 3,7 x 1010 atom/s atau 1 Ci = 3,7 x 1010 dps
dN dt
.N
Nt 2,303 log (tt t0 ) N0 dN dt
laju peluruhan
tetapan peluruhan Nt = jumlah radioisotop setelah meluruh No= jumlah radioisotop mula-mula
dN .N dt dN .N dt dN dt N Nt ln .(tt t 0 ) N0 Nt 2,303 log (tt t 0 ) N0
Waktu Paruh ( t½ ) = waktu yang diperlukan zat radioaktif menjadi setengahnya dari semula. Pada saat t = t ½ , maka Nt = ½ No sehingga
t1/ 2
0,693
Nt 1 2 N0
t
t1 / 2
Nt 2,303 log (t t t 0 ) N0 1 2 N0 2,303 log . .t1 / 2 N0 2,303 log 1 2 .t1 / 2 2,303.( 0,301) .t1 / 2 0,693 .t1 / 2 t1 / 2
0,693
