Embed Size (px)
Citation preview
Kimia inti adalah ilmu yang mempelajari struktur inti dan bagaimana struktur ini mempengaruhi kestabilan inti serta peristiwa inti seperti keradioaktifan alam dan transmutasilain. Dalam kaitan ini adalah sukar untuk membedakan antara kimia inti dan fisika inti.
Reaksi kimia yang menyebabkan terjadinya perubahan susunan inti atom disebut reaksi inti atau reaksi nuklir (nucleus = inti). Reaksi ini terjadi secara spontan dan dapat juga terjadi karena buatan. Reaksi inti membebaskan energi berupa kalor dan radiasi yang sangat besar. Radiasi dan kalor itulah yang merupakan bahaya dan sekaligus kegunaan dari reaksi inti.
Keradioaktifan adalah proses atom-atom secara spontan memancarkan partikel atau sinar berenergi tinggi dari inti atom. Unsur yang dapat memancarkan sinar secara spontan itu disebut sebagai unsur radioaktif. Keradioaktifan pertama kali diamati oleh Henry Becquerel pada tahun 1896. Berikut unsur-unsur dalam sistem periodik yang bersifat radioaktif (berwarna merah).
PENDAHULUAN
Pada tahun 1895 Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923) dari Jerman menemukan bahwa apabila arus elektron (sinar katoda) menumbuk anoda akan timbul suatu cahaya (radiasi) yang dapat menyebabkan Fluoresensi (pendar cahaya). Radiasi tersebut dinamakan sinar X. Dinamakan demikian karena belum diketahui sifat-sifatnya.
Pada tahun 1896, Antoine Henry Becquerel menemukan garam uranium yang dapat memancarkan sinar yang dapat merusak plat photo yang ditutup dengan kertas hitam. Selain itu, sinar tersebut dapat pula menembus lempengan logam yang sangat tipis. Sinar tersebut diberi nama Sinar Radioaktif , sedangkan unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif disebut Unsur Radioaktif .
Pada tahun 1898 sepasang ahli kimia Marie Sklodovska Curre (1867-1934) dan suaminya Pierre Curie (1859-1906), mengamati bahwa radiasi dari Uranium dapat menyebabkan terbentuknya unsur baru.
SEJARAH UNSUR RADIOAKTIF
Istilah keradioaktifan (radioactivity) diusulkan Marie Curie untuk menggambarkan gejala yang paling mudah diamati yang menyertai perubahan inti atom tertentu yang dikenal dengan emisi radiasi pengion. Sinar yang dipancarkan disebut sinar radioaktif dan unsur yang memancarkan disebut unsur radioaktif. Pierre dan Marie Curie berhasil mengisolasi dua unsur baru yang terbentuk dari peluruhan unsur Uranium, kedua unsur tersebut diberi nama Polonium dan Radium
Setelah ditemukan unsur Uranium, Marie Sklodowska dan Pierre Curie menemukan unsur radioaktif lainnya yaitu polonium (Po) dan Radium (Ra). Polonium dan Radium merupakan isotop-isotop dari unsur uranium karena unsur-unsur tersebut merupakan hasil pemisahan dari bijih uranium. Isotop-isotop yang berasal dari unsur radioaktif disebut Radioisotop.
Marie Curie, penemu Polonium dan Radium yang meninggal karena sering terpapar radiasi unsur temuannya.
Akibat perkembangan cepat dalam bidang fisika dan kimia, para ilmuwan mulai memperhatikan inti atom setelah sekian lama hanya terpusat pada elektron. Akhirnya, mereka bisa membuktikan bahwa inti atom dapat berubah secara spontan disertai dengan pelepasan radiasi. Inti atom tersebut dinamakan nuklida radioaktif.
Nuklida dan NukloenPada tahun 1911 Rutherford menemukan teori inti untuk
menjelaskan struktur atom berdasarkan hasil percobaan tentang penghamburan sinar alfa. Sampai dengan tahun 1920 Rutherford dapat menjelaskan bahwa muatan inti adalah Ze dengan Z adalah nomor atom unsure dan e adalah muatan electron. Partikel-partikel dalam inti yang bermuatan positif ini diberi nama proton. Pada waktu itu W. D. Harkins, Ome Mason dan E. Rutherford secara terpisah tetapi dalam waktu yang bersamaan mengemukakan suatu anggapan bahwa di dalam inti mungkin terdapat partikel tak bermuatan yang bermassa satu satuan massa atom. Partikel ini di anggap sebagai hasil penetralan proton oleh electron. Pada tahun 1932 Chadewick berhasil menemukan partikel neutron yang merupakan kebenaran dari anggapan Rutherford pada tahun 1920 itu.
Dengan penemuan neutron maka dapat disimpulkan bahwa neutron merupakan massa pengikat proton dalam inti sehingga menghasilkan gaya tarik menarik yang mengimbangi gaya tolak Coulom antar proton yang bermuatan positif. Oleh karena itu inti terdiri dari neutron dan proton.jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah nomor atom (Z). Jumlah neutron dalam inti sama dengan bilangan neutron (N). Partikel-partikel penyusun inti yaitu proton dan neutron disebut nucleon. Jumlah nukleon atau jumlah proton dan neutron dalam inti
sama dengan bilangan massa (A),di manaA = N + Z
Setiap spesi nuklir yang ditandai dengan bilangan massa A,nomor atom Z dan bilangan neutron N disebut nuklida.
Z AXN
Tanda N biasanya tidak digunakan karena N + A – Z
Ada empat macam nuklida :
Nuklida stabilNuklida ini stabil atau keradioaktifannya tidak terdeteksi1
1H, 126C, 14
7N
Radionuklida alam primer. Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam.
23892U, waktu paro 4,5 x 109 tahun
Radionuklida alam sekunderNuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam. Waktu
paronya pendek dan dibentuk secara kontinu dari radionuklida alam primer.
Radionuklida alam terinduksiMisalnya 14
6C yang terbentuk karena antaraksi sinar kosmik dengan nuklida 14
7N di atmosfer.
Nuklida-nuklida dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok nuklida yaitu :
Isotop yaitu nuklida yang nomor atomnya (Z) sama tetapi N dan A berbeda. Dengan perkataan lain isotop-isotop suatu unsur, nomor atomnya sama, tetapi bilangan masanya berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh jumlah neutron yang berbeda.oleh karena sifat-sifat kimia suatu unsure bergantung pada nomor atomnya, maka isotop-isotop suatu unsure mempunyai sifat-sifat kimia yang sama.
32He, 4
2He, 126C, 14
6C115
50Sn, 11750Sn, 119
50Sn
Isobar ialah nuklida-nuklida yang bilangan massanya sama tetapi nomor atomnya berbeda. Oleh karena nomor atom isobar-isobar berbeda, sifat-sifat kimia dan fisikpun berbeda.
13052Te, 130
54Xe, 13056Ba
21081Th, 210
82Pb, 21083Bi, 210
84Po
Isoton ialah nuklida –nuklida yang mengandung jumlah neutron yang sama.oleh karena nomor atomnya berbeda maka isoton-isoton sifat-sifat fisika dan sifat kimia.
3014Si, 31
15P, 3216S
Kestabilan Inti
Kestabilan inti tidak dapat diramal dengan suatu aturan.namun,ada beberapa aturan empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang radioaktif :
Semua inti mengandung 84 proton (Z = 84) atau lebih tidak stabil
Aturan ganjil genapDi amati bahwa inti yang mengandung jumlah proton
genap dan jumlah neutron genap lebih stabil dari inti yang merngandung jumlah proton dan neutron yang ganjil.
JUMLAH PROTON-
NEUTRON
INTI YANG STABIL
Genap-genap 157
Genap-ganjil 52
Ganjil-genap 50
Ganjil-ganjil 5
Bilangan sakti (magic numbers)Dari berbagai pengamatan tentang kestabilan inti ditemukan
bahwa inti itu stabil jika dalam inti tersebut terdapat jumlah proton dan jumlah neutron sama dengan bilangan sakti (magic numbers)atau konfigurasi kulit-tertutup (closed shell configurations). Untuk proton dan neutron.
Bilangan-bilangan ini adalah :Untuk proton: 2,8,20,28,50, dan 82Untuk neutron: 2,8,20,50,82 dan 126
Nuklida yang mempunyai neutron dan proton sebanyak bilangan sakti stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.Isotop-isotop yang stabil.
42He, 16
8O, 4020Ca, dan 208
82Pb
(bilangan sakti : 2,8,20,28,50,82 dan 126)
Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton, (N/Z)
Pita KestabilanDari sekian banyak isotop yang dikenal, hanya kurang lebih
seperempatnya yang stabil. Jika N dialurkan terhadap Z untuk semua isotop stabil diperoleh gambar seperti tertera pada gambar daerah yang terdapat inti stabil disebut pita kestabilan inti.
Inti-inti yang tidak stabil cendrung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan.
Bagi nuklida dengan Z = 20, perbandingan neutron terhadap proton sekitar 1,0 sampai 1,1 jika Z bertambah perbandingan neutron terhadap proton bertambah sekitar 1,5.
Daerah disekitar pita kestabilan,dimana terdapat inti-inti yang tidak stabil,dapat dibagi dalam tiga daerah :
Di atas pita kestabilan Z < 83, N/Z besar,atau daerah surplus neutron. Di daerah ini inti-inti mempunyai N/Z (perbandingan neutron proton)besar.
Untuk mencapai kestabilan inti :Inti memancarkan neutron
Hal ini jarang diamati karena berlangsung sangat cepat. Menurut perhitungan untuk memancarkan neutron, waktu paro inti 10-12 detik sehingga terlampau singkat untuk dapat dinikmati.
Memancarkan partikel betaDalam hal ini salah satu neutron dalam inti berubah
menjadi proton disertai dengan pemancaran partikel beta.n → p+ + e-
sebagai contoh :3
1H → 32He + e
Di bawah pita kestabilan Inti di daerah ini, Z < 83 dan N/Z kecil atau surplus proton.
Untuk mencapai kestabilan inti :Memancarkan positron
Dalam hal proton berubah menjadi neutron dan memancarkan positron.
2211Na → 22Ne + 0
1e
Penangkapan electron (EC)90
40Mo EC 9041Nb
Daerah di atas pita kestabilan (Z > 83) Inti di daerah ini surplus massa atau surplus neutron dan proton.untuk mencapai kestabilan, inti memancarkan partikel alfa.
22688Ra → 222
86Rn + 42 He
Untuk 23492U terjadi peluruhan dalam banyak tahap dan
gabungan pemancaran alfa dan beta.
Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipisDapat mengionkan gas yang disinariDapat menghitamkan pelat film.Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi)Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β,dan γ.Saat medan magnit nol (B = 0 T) tidak terjadi perubahan apapun pada sinar-sinar yang dipancarkanSaat diberikan medan magnit lemah, sejumlah berkas sinar dalam jumlah sedikit dibelokkan ke arah kutub selatan magnit, dan sebagian besar bergerak lurusSaat diberikan medan magnit yang cukup kuat, berkas sinar dalam jumlah yang cukup besar dibelokkan cukup kuat ke arah kutub selatan, sejumlah berkas sinar dibelokkan ke arah kutub utara, dan sebagian lagi diteruskanSaat diberikan medan magnit kuat, berkas sinar dalam jumlah yang cukup besar dibelokkan dengan kuat ke arah kutub selatan (S), sejumlah berkas lainnya dibelokkan ke arah kutub utara (U), dan beberapa berkas diteruskan
SIFAT - SIFAT SINAR RADIOKTIF
Sinar Alfa (α)
Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel ini dianggap sebagai inti helium karena mirip dengan inti atom helium. Sewaktu menembus zat,sinar α menghasilkan sejumlah besar ion. Oleh karena bermuatan positif partikel α dibelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Partikel alfa memiliki daya tembus yang rendah. Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 –10 persen kecepatan cahaya. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium 2He4
MACAM – MACAM SINAR RADIOAKTIF
Sinar Beta (β)Berkas sinar β terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan
negatif dan partikel β identik dengan elektron. Sinar beta mempunyai daya tembus yang lebih besar tetapi daya pengionnya lebih kecil dibandingkan sinar α . Berkas ini dapat menembus kertas aluminium setebal 2 hingga 3 mm. Partikel beta juga dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet , tetapi arahnya berlawanan dari partikel alfa. Selain itu partikel β mengalami pembelokan yang lebih besar dibandingkan partikel dalam medan listrik maupun dalam medan magnet. Hal itu terjadi karena partikel β mempunyai massa yang jauh lebih ringan dibandingkan partikel α.
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan-l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi 0
-1e. Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.
Sinar Gamma (γ)Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi
tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi 0
0y. Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron.
Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik. Beberapa proses peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel α atau β menyebabkan inti berada dalam keadaan energetik, sehingga inti selanjutnya kehilangan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik yaitu sinar gamma. Sinar gamma mempunyai daya tembus besar dan berkas sinar ini tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet. Sinar gamma mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek.
Peluruhan AlfaPeluruhan alfa atau radiasi alfa terdiri dari pancaran inti atom helium yang disebut partikel alfa dinyatakan dengan 42He. Setelah terpancar di udara
beberapa cm, partikel alfa bertabrakan dengan molekul udara. Kehilangan energy kinetic, menangkap electron dan membentuk atom helium yang netral. Partikel alfa tidak dapat menembus kulit manusia, tetapi dapat merusak kulit.
21084Po → 206
82Pb + 42He
MACAM – MACAM PELURUHAN
Peluruhan BetaPada peluruhan ini, neutron berubah menjadi proton.pada
proses ini tidak terjadi perubahan jumlah nucleon.Ada tiga macam peluruhan beta :Peluruhan negatron : di sini terjadi perubahan neutron menjadi proton dengan pemancaran electron negative atau negatron
10n → 1
1H + 0-1e
4019K → 40
20Ca + 0-1e
31H → 3
2He + 0-1e
Peluruhan positron :44
21Sc → 4420Ca + 0
1e54
27Co → 5426Fe + 0
1e
Penangkapan electron (penangkapan –K) : Proses ini jarang terjadi pada isotop alam, tetapi terjadi pada radionuklida buatan.
4422Ti + 0
-1e → 4421Sc
5023V + 0
-1e → 5022Ti
Peluruhan gamma60
27Co → 6027Co + γ
Proses ini sering kali disebut “transisi isomer”
Pemancaran neutron87
36Kr → 8636Kr + 1
0n
Pemancaran neutron terlambat
8735Br -1e 87
36Kr cepat 8636Kr + 1
0n
56 detik87
36Br disebut pemancar neutron terlambat
Pembelahan spontanProses ini hanya terjadi dengan nuklida-nuklida yang
sangat besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida yang massanya berbeda.
25498Cf → 108
42Mo + 14256Ba + 41
0n
Energi Pengikat IntiInti atom terdiri atas proton dan neutron. Massa suatu inti selalu lebih kecil dari jumlah
massa proton dan neutron. Selisih antara massa inti yang sebenarnya dan jumlah massa proton dan neutron penyusunnya disebut defek massa. Massa yang hilang ini merupakan ukuran energi pengikat neutron dan proton.
Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti (energi yang dilepaskan jika inti terbentuk) disebut energi pengikat inti.
Atom 5626Fe mengandung 26 proton, 30 neutron dan 26 elektron.
Massa dari partikel-partikel ini,p = 1,007277 µn = 1,008665 µe = 0,0005486Massa 56
26Fe menurut perhitungan:
= (26 x 1,007277) + (30 x 1,008665) + (26 x 0,0005486)= 56, 4634 µMassa 56
26Fe menurut pengamatan 55,9349 µ.
Defek massa : 56, 4634 µ - 55,9349 µ = 0,5285 µEnergi pengikat inti 56
26Fe
0,5285 x 931 = 492 MeVEnerg pengikat inti 56
26Fe per nukleon = 492:56
= 8,79 MeV/nukleon
DERET KERADIOAKTIFAN
Nama deret JenisInti terakhir (mantap)
Anggota dengan umur paling panjang
Thorium 4n 208Pb 232Th
Neptunium 4n + 1 209Bi 237Np
Uranium 4n + 2 206Pb 238U
Aktinium 4n + 3 207Pb 235U
Peluruhan RadioaktifPeluruhan radioaktif mngikuti hukum laju reaksi orde
kesatu. Laju perubahan berbanding lurus dengan jumlah atom radioaktif yang tertinggal.-dN/dt =ʎNNuklida Waktu paro
23892 U 4,5 x 109 tahun
23793Np 2,2 x 106 tahun
146C 5730 tahun
9838Sr 19,9 tahun
31H 12,3 tahun
14056Ba 12,5 tahun
13153I 8,0 tahun
14057La 40 tahun
158O 118 detik
9436Kr 1,4 detik
Beberapa istilah penting untuk reaksi inti antara lain yaitu sasaran (target) proyeksi, fluks, penampang lintang dan keaktifan.Sasaran (target) : nutlida-nutlida yang ditembaki dengan partikel-partikel lainnya.Proyeksi : partikel-partikel bergerak yang digunakan untuk menembaki sasaran.Fluks : jumlah partikel bergerak yang melalui satuan luas per satuan waktu.Penampang lintang (cross section ) : keboleh jadian bahwa suatu reaksi nuklir tertentu akan berlangsung. Satuan yang digunakan ialah barm yang sama dengan 10-24 cm2.
ISTILAH DALAM REAKSI INTI
Kreatifan suatu cuplikan dinyatakan sebagai jumlah disintegrasi per satuan waktu. Kreatifan, A tidak lain adalah laju peluruhan dan berbanding lurus dengan jumlah atom yang ada.
A= ʎ NA= kreatifan. ʎ= tetapan peluruhan dan N adalah jumlah
atom yang ada.Kreatifan jenis: adalah jumlah disintegrasi persatuan
waktu per gram bahan radioaktifan dari 3,7 x 1010 diisintegrasi per detik.
KREATIFAN
Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi yang diperoleh jika urasium ditembak dengan neuron. Orto hahn dan F.strassman, berhasil mengisolasi suatu senyawa unsur golongan IIA, yang diperoleh dari penembakan uranium dengan neuron. Mereka menemukan bahwa jika uranium di tembak dengan neuron akan menghasilkan beberapa unsur menengah yang bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi.
9037Rb 144
55Cs + 210n
10n + 235
92 U 8735Br 146
57La + 310n
7230Zn 160
62Sm + 410n
Contoh reaksi fisi :235
92U + 10n 140
30Ba + 210n
23592U + 1
0n 9038Sr + 143
54Xe + 310n
REAKSI PEMBELAHAN INTI
Pada reaksi ini, terjadi proses penggabungan dan atau beberapa inti ringan menjadi lebih berat. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar dari energi yang dihasilkan dari reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang sama.
Suatu reaksi fusi fu: yang kini sedang dipelajari adalah reaksi antara deuterium dan litium sebagai bahan dasar.
21H + 3
1H 42He + 1
0n63Li + 1
0n 42He + 3
1H21H + 6
3Li 2 42He
Contoh reaksi fusi :21H + 2
1H 42He
21H + 3
1H 42He + 1
0n
4 11H 4
2He + 2 01e
REAKSI FUSI
Sebelum tahun 1940 hanya terdapat 92 unsur dalam sistem periodik. Unsur yang paling ringan adalah hidrogen (massa atom 1) dan unsur yang paling berat uranium (massa atom 238). Di antara 92 unsur itu, hanya 88 unsur yang terdapat di alam dan empat lainnya adalah unsur yang disintesis di laboratorium. Unsur teknisium (Z=43), prometium (Z=61), astat (Z=85) dan fransium (87) ditemukan antara tahun 1937-1945.
Sejak penemuan reaksi inti pertama ditemukan oleh Rutherford pada tahun 1919, dan ditemukan alat-alat untuk mempercepat partikel seperti siklotron, telah diusahakan untuk membuat unsur-unsur baru dengan nomor atom lebih dari 92.
Fermi adalah orang pertama yang berusaha membuat unsur-unsur transuranium. Sebagai conoh jika 238
92U ditembaki dengan neutron maka akan terjadi transmutasi inti secara berurutan.
UNSUR-UNSUR BUATAN
UNSUR LAMBANG REAKSI
93 Np 23892U + 1
0n 23993Np + 0
-1c
94 Pu 23892U + 2
1H 23893Np + 2(1
-1n)
23893Np 238
94Pu + 0-1c
95 Am 23994Np + 1
0n 24095Am +0
-1c
96 Cm 23994Pu + 4
2He 24295Cm + 1
0n
97 Bk 24195Cm + 4
2He 24397Bk + 2(1
0n)
98 Cf 24296Cm + 4
2He 24598Cf + 1
0n
99 Es 23892Es + 42He 253
99Es + 7(01-c)
100 Fm 23892U + 17(1
On) 255100Fm + 7(0
-1c)
101 Md 25399Es + 4
2He 255101Fm + 8(0
-1c)
102 No 24696Cm + 12
6c 254102No + 4(1
0n)
103 Lr 25298Cf + 10
5 257
103Lr + 5(10n)
104 Unq 24294Pu + 22
10Ne 260
104Unq + 4(10n)
104 Unq 24998Cf + 12
6C 257104Unq + 4(1
on)
104 Unq 24998Cf + 13
6 259104Unq + 3(1
0n)
107 Unq 24998Cl + 15
7 260105Unq + 4(1
0n)
Energy dari Proses PembelahanReaksi rantai dapat dikontrol dalam reaktor nuklir dengan menggunakan boron
atau kadmium yang menangkap neutron thermal secara efisisen .pembelahan dari 0,0072 gram 235U dalam 1 gram uranium alamiah menghasilkan 576 MJ (160 kWh)ekivalen dengan kalor yang dihasilkan oleh 25 ton batubara.
Energy dari reaksi fusiPenggunaan dari reaksi telah menghasilkan sekurang-kurangnya dua macam
bom hidrogen3H +3H 4He + 1n + 17.6 MeV6H + 2H 2 4He + 22.3 MeV7Li + 2H 2 4He + 1n +14.1 MeVReaksi berlangsung pada suhu 106 0C ,oleh karena itu perlu disulut dengan reaksi
bom Fisi.Daya rusak bom ini ekivalen dengan 50 megaton TNT.
ENERGI NUKLIR DAPAT DIPEROLEH
Curie dan BecqurelSatuan keaktifan yyang dahulu digunakan adalah curie dengan lambang Ci. Satu curie
sama dengan laju disintegrasi yang terjadi dalam 1.0 g cuplikan radium yaitu sama dengan 37 milliard disintegrasi per detik.
1 Ci = 3,7 x 1010 disintegrasi/sSatuan SI untuk keaktifan adalah Becquerel dengan lambang Bq.1Ci = 3,7 x 1010 BqRad dan GrayUntuk menyatakan jumlah atau dosis. Di amerika satuan dosis yang umum digunakan
adalah rad dengan lambang rd ( rad = radiation absorted dose ).Satu rad setara dengan penyerapan 10-5 j per gram jaringan.Satuan SI untuk dosis adalah gray dengan lambang Gy.satu Gray setara dengan energy
sebanyak 1 joule yang diserap oleh setiap oleh setiap kg zat.1 rd = 10-5 j/g1 Gy = 1 j/kg1Gy = 100 rd
DOSIS RADIASI
Rem dan RBERadiasi neutron lebih berbahaya dari beta dengan energy dan
intensitas yang sama. Untuk membedakan pengaruh macam radiasi digunakan satuan rem, (Rem = radiation equivalen of man)
Satu rad sinar alfa lebuh merusak daripada satu rad sinar beta. Oleh karena itu rad biasanya dikalikan dengan factor yang mengukur kerusakan biologi relative yang disebabkan oleh radiasi . Faktor ini disebut RBE (Relative Biologycal Effectieness Radiation). Hasil kali rad dan RBE menghasilkan dosis efektif yang disebut rem. (Rontgen Equivalen for Man).
Rem = rad x RBERem = gray/100 x RBESatu rem suatu macam radiasi akan menghasilkan pengaruh
biologi yang sama.
Dosis (rem) pengaruh0 – 20 tidak terdeteksi pengaruh klinik20 - 50 sedikit, pengurangan sementara butir darah
putih100 - 200 pengurangan yang banyak dari butir darah
putih500 mati (setengah dari bagian yang kena radiasi)
setelah 30 hari.
PENGARUH RADIASI
Penggunaan Isotop Dalam Bidang kimia
Ada beberapa kategori penggunaan isotop dalam analisis :Isotop radioaktif digunakan sebagai perunutZat yang akan diselidiki diubah menjdi isotop radioaktip dengan reaksi inti. Cara ini disebut analisa pengaktifan.Unsure yang akan ditentukan sudah bersifat radioaktif
PENGGUNAAN RADIOISOTOP
Bidang KedokteranPenggunaan radioisotop natrium – 24 dapat digunakan untuk mengikuti
peredaran darah dalam tubuh manusia.larutan 24NaCl disuntikkan kedalam darah dan aliran darah dapat diikuti dengan mendeteksi sinar yang dipancarkan ,sehingga dapat diketahui penyemburan dalam saluran darah.
Untuk mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid dapat digunakan radioisotop 131I.sedangkan radioisotop fosfor dapat dipakai untuk menentukan tempat tumor di otak.
Radioisotop 59 Fe dapat digunakan untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah dalam tubuh dan untuk menentukan apakah besi dalam makanan dapat digunakan dengan baik dalam tubuh. Sejak lama diketahui bahwa radiasi dari radium dapat dipakai untuk pengobatan kanker. Oleh Karena radium sangat mahal, maka kini dipakai isotop yang lain seperti kobalt – 60 . Oleh karena radiasi dapat mematikan sel kanker dan sel yang sehat maka diperlukan teknik tertentusehingga tempat disekeliling kanker mendapat radiasi seminimal mungkin.
Bidang PertanianDalam 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 batang yang lebih pendek.
Radioisotope fosfor dapat dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman.ada jenis tanaman yang mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk.untuk mempelajari perbandingan ini agar mengetahui efisiensi pengambilan fosfor dari pupuk digunakan pupuk yang mengandung fosfor yang radioaktif.
Bidang IndustriPengunaan radioisotop dalam bidang
industri antara lain untuk mendeteksi kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian atau pembongkaran beton. Penyinaran radiasi dapat digunakan untuk menentukan kehausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antar logam. Jika bahan ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang terdapat kehausan atau kekeroposan akan memberikan gambar yang tidak merata.
Pengukuran Waktu RadioaktifRadioisotop karbon – 14 terbentuk dibagian atas atmosfir dari
penembakan atom nitrogen dengan neutron yang terbentuk oleh radiasi kosmik.
714N + 0
1n 614 N + 1
1 H
Karbon radioaktif ini tersebar dipermukaan bumi sebagai karbon dioksida dalam udara dan sebagai ion hydrogen 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/s 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 paro 14C , 5730 tahun.
Teknik Perminyakan :Analisis vanadium (karakteristik lapangan minyak)Ilmu Ruang Angkasa :Studi batuan bulanPengendalian Polusi :Analisis unsur beracun dalam udara dan airObat-obatan :Pengaruh unsur renik dalam metabolismGeologi :Analisis unsurjarang dalam mineral identifikasi endapan mineral
untuk pertambanganElektronika :Mencari zat asing (pengotor) dalam bahan semi konduktor
untuk transistor.Kriminologi :Membandingkan unsur renik sebagai bukti untuk tertuduhPertanian :Deteksi pestisida pada hasil tanaman dan lingkunganOscanografi :Studi pola arus laut dan sedimentasiArkeologi :Penentuan komposisi kimia barang-barang purba.
PENGGUNAAN ANALISIS PENGAKTIFAN NEUTRON
