1

PERTEMUAN IIIPERTEMUAN III

RADIOAKTIFITAS DAN PELURUHAN RADIOAKTIFITAS DAN PELURUHAN RADIOAKTIF RADIOAKTIF – Hukum Peluruhan – Aktivitas dan waktu paruh

radioaktif– Skema luruh

2

RADIOAKTIVITAS

3

Istilah dalam radioaktivitasIstilah dalam radioaktivitas Perubahan dari inti atom tak stabil menjadi

inti atom yang stabil: disintegrasi/peluruhan Proses disintegrasi selalu disertai dengan

pelepasan partikel kecil berkecepatan tinggi disebut partikel nuklir atau radiasi nuklir.

Sifat dapat memancarkan radiasi nuklir disebut radioaktivitas/keradioaktifan

Radiasi nuklir juga disebut sinar radioaktif Nuklida (inti atom) yang memiliki gejala

radioaktivitas disebut radionuklida

4

RADIOAKTIVITAS

Penemuan sinar X oleh Roentgen dan minat Becquerel terhadap peristiwa fluoresensi merupakan titik tolak dari perkembangan radioaktivitas

Inti atom tersusun oleh nukleon yang terdiri dari netron yang netral dan proton yang bermuatan positif

5

NUKLIDANUKLIDA

Nuklida (Inti atom): • inti atom ringan stabil bila n=Z• Inti atom tak stabil terdiri dari:

n/Z >> maka terlalu banyak netron n/Z << maka terlalu banyak proton Z > 83

Peta nuklida: letak nuklidaberdasar jumlah proton dan netron

XA

Z

X= simbol atomZ = nomor atomA = nomor massaN = A - Z

6

Peta Peta NuklidNuklid

aa

7

Bagaimana mencapai kestabilan inti ?

Pada n/Z >> (kelebihan netron) , melepaskan beta (-) atau merubah netron menjadi proton dan beta (-)

n p+ + -

P3215 S32

16 + -

Na2411 Mg24

12 + -

emiter beta

8

Pada n/Z << (kelebihan proton), Pada n/Z << (kelebihan proton), melepaskan positron (+) atau merubah

proton menjadi netron

positron ini tidak stabil dan akan bereaksi dengan elektron menghasilkan 2 foton

+ + e- 2 menangkap elektron pada kulit K P+ + e- n

P+ n + +

Kr7736 Br77

35 + +

Mg2312 Na23

11 + +

emitor positron

Zn6530+ e- Cu6529

9

Pada Z > 83, melepaskan partikel Pada Z > 83, melepaskan partikel alfaalfa

Radiasi nuklir selain dipancarkan alfa dan beta, juga hampir selalu dipancarkan gamma

Ra22688 Rn22286+ (He42)+2

10

Hipotesis Rutherford

Unsur radioaktif mengalami transformasi spontan

Perubahan itu disertai dengan pemancaran radiasi.

Proses radiasi ialah proses di dalam atom.

11

Sifat-sifat Radiasi

SINAR Dapat dihentikan dengan mudah oleh

hamburan logam AlMerupakan partikel yang berkecepatan

tinggi yaitu 1/10 kec. CahayaBermuatan positif dan identik dengan

helium

12

SINAR Mempunyai daya tembus 100 kali

sinar alfaIdentik dengan elektron, dengan

kecepatan hampir sama dengan c

13

SINAR

Daya tembus sangat besarTidak dibelokan oleh medan

magnetMerupakan gelombang

elektromagnetik seperti sinar X

14

SKEMA LURUHSKEMA LURUH

Perjanjian: Perjanjian: Produk turunan dari peluruhan alfa,

pemancaran proton, penangkapan elektron yaitu produk yang mempunyai no. atom kurang dari induk. Dan diperlihatkan di sebelah kiri induk.

Produk turunan dari peluruhan beta yaitu no. atom satu lebih besar dari induk diperlihatkan di sebelah kanan induk

15

Deret RadioaktifUnsur 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

16

Sebagai contoh inti induk uranium ( mengalami peluruhan berantai hingga mencapai inti stabil .

Selisih nomor massa inti induk A = 238 dan nomor massa inti stabil A’ = 206 adalah 32, dan selisih nomor atomnya 10.

Ini menunjukkan pola radiasi sinar radioaktif yang dihasilkan adalah 4n + 2, dengan adalah bilangan bulat.

Dengan demikian akan diperoleh empat deret peluruhan yang paling mungkin mengikuti aturan 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 (4 buah deret radioaktif)

Adanya deret radioaktif di alam memungkinkan lingkungan hidup kita secara konstan dilengkapi unsur-unsur radioaktif yang seharusnya sudah musnah, seperti yang memiliki waktu paruh 1600 tahun.

Jika dibandinghkan dengan umur bumi 5,0 x 109 tahun seharusnya sudah musnah.

Tetapi karena adanya deret Uranium dengan waktu paruh 4,47 x 109 tahun yang hampir sama dengan umur bumi, dalam beberapa langkah peluruhan menghasilkan unsur maka sampai saat ini masih ditemui di alam.

17

18

19

20

21

Radioaktivitas buatan

Tahun 1934 Irine Curie dan suaminya F. Joliot mengumumkan bahwa boron dan aluminium dapat dibuat radioaktif dengan jalan menembakinya dengan partikel alfa yang berasal dari polonium. Hasil penembakan ini memancarkan positron.

Partikel penembak yang lain adalah proton, netron, detron dan tritron

22

Hukum pergeseran radioaktif

Dikemukakan oleh Fajans dan Soddy pada tahun 1913 yang berbunyi:

Unsur yang memancarkan partikel alfa diperoleh nuklida yang baru yang muatannya berkurang 2 dan massanya berkurang 4, sehingga terbentuk unsur baru yang terletak dua tempat sebelah kiri.

Unsur yang memancarkan partikel beta, akan diperoleh nuklida baru yang massanya tak berubah dan muatannya bertambah satu.

23

Penurunan persamaan oleh E.von Schweidler

PELURUHAN RADIOAKTIF

p ~t p = probabilitas meluruht = selang waktu

p =t =tetapan perbandingan/ tetapan peluruhan

1- p =1- t

(1- t)2Selama 2 selang waktu

Selama n selang waktu (1- t)n

Karena nt= jumlah selang waktu seluruhnya

(1- t)n = (1- nt/n)n = (1- t/n)n lim (1+x/n)n = ex

n→~

Kemungkinan 1 atom tdk meluruh selama t

lim (1- t/n)n = e- t

n→~

24

Bila jumlah atom-ato semula(t=0) adalah No, mahka jumlah atom radioaktif yang masih ada setelah waktu t adalah:

N = No e- t

dN/dt = - No e- t = - N jika diintegrasikan diperoleh persamaan: ln N = -t + a jika t = 0 maka ln No = +a ln N = -t + ln No lnN/No = -t atau

2,303log N/No = - t

dengan No = jumlah atom mula-mula N = jumlah atom setelah waktu t

25

Waktu Paruh Yaitu waktu yang diperlukan bagi unsur radioaktif untuk Yaitu waktu yang diperlukan bagi unsur radioaktif untuk

meluruh hingga tinggal setengahnya dari semula. Waktu meluruh hingga tinggal setengahnya dari semula. Waktu paruh merupakan sifat khas yang dimiliki unsur radioaktif, paruh merupakan sifat khas yang dimiliki unsur radioaktif, dirumuskan dirumuskan = 0,693/t = 0,693/t1/21/2

Untuk maksud praktis bukan N yang diukur melainkan Untuk maksud praktis bukan N yang diukur melainkan aktivitas A yang dinyatakan:aktivitas A yang dinyatakan:

A = c A = c N utk c =1, maka A = N utk c =1, maka A = N N

C adalah faktor deteksi yang tergantung pada alat deteksi. C adalah faktor deteksi yang tergantung pada alat deteksi. Secara eksponensial dinyatakan Secara eksponensial dinyatakan

A = Ao eA = Ao e- - tt

26

Skema PeluruhanSkema Peluruhan

27

Satuan RadioaktivitasSatuan aktivitas adalah Curie (Ci).1 Ci = sejumlah zat radioaktif yang dapat

menghasilkan 3,700.1010 pelrhn/dtk Satuan SI dari radioaktivitas adalah Becquerel

yang didefinisikan sebagai satu disintegrasi per detik.

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.