PELURUHAN RADIOAKTIF NANIK DWI NURHAYATI,S.Si,M.Si nanikdn.staff.uns.ac.id 081556431053
Istilah dalam radioaktivitas Perubahan dari inti atom tak stabil menjadi inti atom yg stabil: disintegrasi/peluruhan inti Proses disintegrasi selalu disertai dengan pelepasan partikel kecil berkecepatan tinggi disebut radiasi partikel nuklir/radiasi nuklir. Sifat dapat memancarkan radiasi nuklir disebut radioaktivitas/keradioaktifan Radiasi nuklir juga disebut sinar radioaktif Nuklida (inti atom) yang yg memancarkan radiasi nuklir disebut radionuklida 2
Radioaktivitas alam Inti tdk stabil meluruh radiasi Ra Rn + He Th Pa + e NP+e
226 88
Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti
Jenis Radiasi Simbol
No. Massa Muatan
Perub No massa
Perub No. Atom
Alfa
4
2
Berkurang 4
Berkurang 2
Beta
0
1-
Tetap
Tambah 1
Gamma
0
0
Tetap
Tetap
Contoh : Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg terbentuk? 239 94
Pu 42 He
235 92
U
Skema luruh (Decay scheme) dari Ra226
5
Bagaimana mencapai kestabilan inti ?
1.Peluruhan/pemancaran/melepaskan partikel alfa, Pada Z > 83 226 88
Ra
222 86
Rn
+ (4 2
He
)+2
Radiasi nuklir selain dipancarkan alfa dan beta, juga hampir selalu dipancarkan gamma
6
2. Peluruhan/ melepaskan partikel beta (-) atau merubah netron menjadi proton dan beta (-) n p+ + 32 15
P
24 11
Na
S + 24 M g + 12
32 16
emiter beta
7
3. Peluruhan/melepaskan positron (+) atau P+ n + + 77 77 Kr Br + + 36
23 12
35
Mg
23 11
Na + +
emitor positron
positron ini tidak stabil dan akan bereaksi dengan elektron menghasilkan 2 foton (2 ) + + e 2 disebut anihilasi 4. Penangkapan elektron Terjadi pada kulit K, L, M dst P+ + en 65 65 Zn + e 30
29
Cu
Kelebihan proton dlm inti dpt menarik elektron orbital dikulit K. proton dlm inti ditransformasikan jd neutron. Kekosongan diisi oleh kulit L dst disertai pancaran energi dlm bentuk sinar X 8
5. Peluruhan sinar gamma Berasal dari pengaturan kembali struktur inti dg jalan transisi antara tingkat energi inti.
9
Sifat-sifat Radiasi SINAR • Dapat dihentikan dengan mudah oleh hamburan logam Al • Merupakan partikel yang berkecepatan tinggi yaitu 1/10 kec. Cahaya • Bermuatan positif dan identik dengan helium Lebih jauh…. 10
SINAR • Mempunyai daya tembus 100 kali sinar alfa • Identik dengan elektron, dengan kecepatan hampir sama dengan c
Lebih jauh... 11
SINAR • Daya tembus sangat besar • Tidak dibelokan oleh medan magnet • Merupakan gelombang elektromagnetik seperti sinar X
Lebih jauh... 12
PELURUHAN RADIOAKTIF
Persamaan Peluruhan Radioaktif Secara matematis dinyatakan sebagai: N = No e- t dN/dt = - N No= Jumlah atom pada t=o
N = Jumlah atom pada t = tetapan peluruhan jika diintegrasikan diperoleh persamaan: 2,303log N/No = - t Nt = No e-
t
13
Waktu Paruh • Yaitu waktu yang diperlukan bagi unsur radioaktif untuk meluruh hingga tinggal setengahnya dari semula. Waktu paruh merupakan sifat khas yang dimiliki unsur radioaktif, dirumuskan = 0,693 t1/2 • Aktivitas radioaktif dinyatakan: A=N • . Secara eksponensial dinyatakan
At = Ao e-
t
14
9 5 238 92
B t1/ 2 U t1/ 2
= 8 x 10-19 detik = lama sekali
Contoh : 1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh? Jawab: Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagian Setelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagian Setelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagian Setelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 = (1/2)4 = 1/16 bagian Setelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 = (1/2)5 = 1/32 bagian
2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggal setelah 4 waktu paruh? Jawab: Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom Setelah n kali waktu paruh, tersisa (1/2)n bagian
Satuan Radioaktivitas • Satuan aktivitas adalah Curie (Ci). • 1Ci =sejumlah zat radioaktif yg dapat menghasilkan 3,7 x 1010 pelrhn/dtk = 3,7 x 1010 dps • Satuan SI dari radioaktivitas adalah Becquerel yang didefinisikan sebagai satu disintegrasi per detik, 1 Bq = 1 dps • Satuan rad adalah suatu pengukuran energi radiasi yang diserap (biasanya disebut dosis). Satu rad: penyerapan 100 erg oleh tiap gram zat yang disinari. Dalam sistem SI Gray atau Gy = 1 joule kg-1, Jadi 1 Gy = 100 rad.
17
Deret Radioaktif • Unsur radioaktif bisa berubah menjadi unsur radioaktif baru dan seterusnya sampai dihasilkan unsur yang stabil, dan membentuk suatu deret radioaktif. • Unsur-unsur dengan Z > 83 bersifat radioaktif yang digolongkan dalam 4 deret yaitu: • Uranium : 4n + 2 • Aktinium : 4n + 3 • Torium : 4n • Neptunium : 4n + 1 18
19
20
21
22
