RADIOAKTIFKEGUNAAN RADIOAKTIF 8/7/2017 IR. STEVANUS ARIANTO 2 PENDAHULUAN Radio aktifitas adalah suatu gejala yang menunjukan adanya aktivitas inti atom,yang ...arianto.net/bahan/radio.pdf ·

8/7/2017

IR. STEVANUS ARIANTO 1

RADIOAKTIF

Oleh :STEVANUS ARIANTO

PENDAHULUAN

SIFAT-SIFAT UNSUR RADIOAKTIF

PANCARAN SINAR RADIOAKTIF

SINAR , ,

HVL BAHAN

STRUKTUR INTI ATOM

ENERGI IKAT INTI

KESTABILAN INTI ATOM

HUKUM PERGESERAN

TRANSMUTASI

DOSIS PENYERAPAN

WAKTU PARUH

REAKSI INTI

REAKSI BERANTAI

REAKSI FISI

REAKSI FUSI

KELUARGA RADIOAKTIF

ALAT-ALAT DETEKSI

REAKTOR ATOM

KEGUNAAN RADIOAKTIF

8/7/2017


PENDAHULUAN

Radio aktifitas adalah suatu gejala yangmenunjukan adanya aktivitas inti atom,yangdisebabkan karena inti atom tak stabil

Tahun 1896 seorang fisikawan Perancis.Henry Becquerel(1852-1908) untukpertama kalinya menemukan radiasi darisenyawa-senyawa uranium.

Fluoresensi yakni perpendaran suatu bahan selagi disinari cahaya.Fosforecensi yaitu berpendarnya suatu bahan setelah disinaricahaya, jadi berpendar setelah tak disinari cahaya.

SIFAT-SIFAT UNSURRADIOAKTIF

a.Menghitamkan film

b.Dapat mengadakan ionisasi

c.Dapat memendarkan bahan-bahan tertentu

d.Merusak jaringan tubuh

e.Daya tembusnya besar

8/7/2017


PANCARAN SINARRADIOAKTIF

suami istri PierreCurie(1859-1906),dan Marrie Currie(1867-1934), yangmenemukan 3 jenissinar pancaran yanglazim disebut sinar

,sinar dan sinar

SINAR , ,

Sinar adalah berkas yangmenyimpang ke keping negatif.

Sinar adalah berkas yangmenyimpang kearah kepingpositif

Sinar adalah berkas yang tidakmengalami simpangan di dalammedan listrik maupun medanmagnet.

Urutan naik daya tembus adalah : , ,

Urutan naik daya ionisasi adalah : , ,

x B

8/7/2017


HVL BAHANx

Io I

Sebuah sinar radioaktif denganintensitas Io, menembus bahanDengan ketebalan x, makaintensitasnya menjadi I :

.xoI I e

HVL sebuah bahan adalah : nilai x (tebal bahan) yangmenghasilkan intensitas sinar radioaktif setelah menembusbahan menjadi ½ Io.

.1 .2

xo oI I e 1ln . ln

2x e

ln 2x0,693HVL

= koefisien pelemahan bahan

Contoh soal

CONTOH SOALHVL

Sebuah benda mempunyai HVL 2 cm,Hitunglah intensitas sinar radioaktif yangmenembus bahan tersebut setebal 3 cm.

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALHVL

0,693HVL 0,693 0,3465 /2

cm

0,3465.3oI I e 1,0395ln ln oI I e

ln ln 1,0395oI I 0,3536o

II

0,3536 oI I

STRUKTUR INTI ATOM

neutron proton

inti terdiri dari Neutron dan proton.

10( )n 1

1( )p

AzX

Simbol inti atom

Z nomor atommenyatakan banyak proton

A nomor massa atomMenyatakan banyak proton

dan neutron

8/7/2017


ENERGI IKAT INTIProton dan proton akan timbul gaya tolak,karena mempunyai muatan positif yang sama.Namun dapat berkumpul dalam inti atom,Energi yang digunakan inti mengikat proton-proton disebut Energi ikat Inti/energi binding.

Energi ikat inti di dapat dari Deffek Massa, yaitupengurangan massa dari jumlah massa protondan netron dengan massa intinya.

( ) intDeffek massa massa proton massa netron massa i2

int( )ikat p n iE m m m c int( ) 931ikat p n iE m m m MeV

jouleKg Kg Kg

3.108 m/s

MeV sma sma sma

Contoh soal

CONTOH SOALENERGI IKAT INTI

Massa 19,9988 sma, massa proton= 1,007593 sma, massa netron = 1,008982sma, berapa joule energi ikatnya.

2010Ne

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALENERGI IKAT INTI

Banyak proton = 10 dan banyak netron = 20-10 = 10

10(1,007593 1,008982) 19,9988 931ikatE MeV

13 11155,43045 155.43045.1,6.10 2, 49.10ikatE MeV J

KESTABILAN INTI ATOMInti atom bersifat stabil jika :1. jumlah proton (Z) kurang dari 20 dan harga

N / Z sama dengan satu atau jumlah protonsama dengan jumlah neutron.

2. jumlah proton (Z) lebih dari 20 dan harga N / Zberkisar 1 - 1,6.

Nuklida-nuklida denganN/Z diluar pitakestabilan merupakannuklida tidak stabildisebut sebagai nuklidaradio aktif.

8/7/2017


HUKUM PERGESERAN

1A Az zX Y

Jika inti atom tidak stabil akan terjadi disintegrasi(peluruhan) yaitu keluarnya sinar , dan secaraspontan dari inti atom.

42

A Az zX Y A A

z zX X

WAKTU PARUH

SATUAN SETENGAH UMUR: (waktu paruh / half life time)

Adalah : Selang waktu agar unsur radioaktif itu stabil(tidak aktif lagi) disebut umur unsur radioaktif.

ln 2 0,693T = koefisien peluruhan

.0

tN N e

0 2tTN N

atau

N = zat yang sisa (belum meluruh)N

t

Contoh soal

8/7/2017


CONTOH SOALWAKTU PARUH

Setelah 60 jam suatu isotop natrium yangmemancarkan sinar , ternyata yangtinggal 6,25 %. Hitung waktu paruhisotop natrium ini.

JAWABAN CONTOH SOALWAKTU PARUH

2tT

oN N60

0,0625 2 To oN N

60( ) log 2 (log 6, 25) 2T

60 .0,30103 0,79588 2T

18,0618 1, 20412T

18,0618 151, 20412

T jam

8/7/2017


TRANSMUTASI

jika jumlah proton dan neutron yang menyusun intidapat kita rubah akan berubalah pula atom itu menjadiatom yang lain.merubah atom secara buatan lazim disebut TRANSMUTASI

Pada tahun 1959 Rutherford menempatkan preparat radio aktifyang memancarkan sinar didalam tabung yang berisi gasniterogen. 4 14 17 1

2 7 8 10N pPada tahun 1937 Chadwick menembaki logam beriliumdengan partikel-partikel dari unsur radioaktif.

4 9 12 12 4 6 0Be O n

DOSIS PENYERAPAN

Besar energi pengion yang diserap oleh materi yang dilaluisinar radioaktif tergantung pada sifat materi dan berkassinar radioaktif.

DOSIS PENYERAPAN adalah banyaknya energiradiasi pengion yang diserap oleh satu satuanmassa materi yang dilalui sinar radioaktif.Satuan dosis penyerapan adalahGray (Gy) atau rad.1 Gy = 1 joule/ Kg1Gy = 0,01 joule/ Kg1Gy = 100 rad

EDm

8/7/2017


REAKSI INTI

inti atom yang tidak bersifat radioaktif dapat diubahsehingga menjadi zat radioaktif (radioaktif buatan).yaitudengan jalan menembaki inti itu dengan partikel-partikel(ingat peristiwa transmutasi)yang mempunyai kecepatantinggi.Penembakan inti dengan kecepatan tinggi ini disebut :REAKSI INTI

reaksiE

4 Hukum yang berlaku dalam reaksi Inti1. Hukum kekekalan nomor atom2. Hukum kekekalan nomor massa3. Hukum kekekalan energi4. Hukum kekekalan momentum

HUKUM KEKEKALANNOMOR ATOM

B D F HA C E GX Y P Q

A + C = E + G

8/7/2017


HUKUM KEKEKALANNOMOR MASSA


B + D = F + H

HUKUM KEKEKALAN ENERGI


2( ) ( )reaksi X Y P QE m m m m c

( ) ( ) 931reaksi X Y P QE m m m m MeV

Joule Kg Kg Kg Kg 3.108

MeV sma sma sma sma Contoh soal

8/7/2017


CONTOH SOALREAKSI INTI

Perhatikan reaksi inti C-12 menjadi N-14 :

Jika massa 2He4=4,003 sma, massa 6C12=12,00 sma7N14=14,003 sma, 1p1=1,007 sma dan 0n1=1,008 sma, Hitunglah berapa joule energi yangDiserap pada reaksi tersebut.

4 12 14 1 12 6 7 1 0He C N p n

JAWABAN CONTOH SOALREAKSI INTI

14 1 1 4 127 1 0 2 6( ) ( )diserapE mN mp mn mHe mC

{(14,003 1,007 1,008) (4,03 12,00)}931diserapE MeV

13 120,015.931 13,963.1,6.10 2, 2344.10diserapE MeV J J

8/7/2017


REAKSI BERANTAI

Reaksi yang berulang hanya berakhir akibat zat yangbereaksi itu habis atau berubah menjadi zat yang lain.

contoh : Reaksi berantai ENRICO PERMI (1937)235 1 140 94 1 192 0 54 38 0 0U n Xe Sr n n

10n

10n

10n

10n

10n

10n

10n

REAKSI FISI

adalah reaksi pembelahan dari sebuah intiatom menjadi dua bagian inti atom lain yangdisertai dengan pelepasan tenaga.

8/7/2017


REAKSI FUSI

adalah reaksi penggabungan 2 buah unsurringan disertai pengeluaran tenaga.

KELUARGA RADIOAKTIF

Ada 4 golongan keluarga radioaktif :

1. Thorium (4n)

2. Neptunium (4n + 1)

3. Uranium (4n + 2)

4. Aktinium (4n + 3)

8/7/2017


ALAT DETEKSI

a. Pencacah Geiger (penghitung Geiger Muller)detektor Geiger Muller yang memanfaatkan ionisasai menjadipulsa listrik.

b. Kamar kabut Wilson (Geiger Chamber)bubble chamber radiasi yang mengionkan akan meninggalkan jejakberupa gelembung-gelembung didalam hidrogen cairkita lihat hanyalah jejak lintasan, bukan radiasi yangmenimbulkan ionisasi.

c. Imulsi FilmGaris-garis sinar dari ketiga jenis radiasi, dapat juga dipelajaripada film fotografi.

d. Detektor Sintilasi Detektor sintilasi memanfaatkan cahaya yangtimbul pada interaksi radiasi.

REAKTOR ATOM

1942 ENRICO FERMI berhasil membuat reaksi fisi berantai yangdikendalikan. Berdasarkan hasil tersebut terciptalah reaktor nuklir,yaitu suatu alat untuk menimbulkan reaksi berantai yang terkendali.

Neutron-neutron yang terjadi pada reaksi fisi dikendalikanjumlahnya, sehingga energi yang timbul juga dapat dikendalikan.Energi yang ditimbulkan pada reaktor nuklir itu dapat dimanfaatkanuntuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia.

Banyak persoalan juga , yang berhubungan dengan reaktor atom :reaksi fisi yang terlepas di atmosfer, sisa dari bahan bakar, airpendingin yang sangat panas.

8/7/2017


FUNGSI REAKTOR ATOM

Berdasarkan fungsinya, reaktor nuklir dibedakan sebagaiberikut :Reaktor penelitian, yaitu reaktor yang dipergunakanuntuk penelitian di bidang fisika, kimia, biologi,pertanian, industri, kedokteran, dan di bidang teknologilainnya.Reaktor daya, yaitu reaktor yang dapat menghasilkantenaga listrik (PLTN).Reaktor produksi isiotop, yaitu reaktor yangdipergunakan untuk memproduksi radioisiotop, yangakan dipergunakan dalam bidang kedokteran, pertanian,industri dan sebagainya.

REAKTOR DI INDONESIA

Tiga reaktor itu adalah :Reaktor Triga Mark II di Bandung dengan daya 1 megawatt (Triga singkatan dari Training Research and IsotopProduction by General Atomic).Reaktor ini berfungsi untukpenelitian dan untuk memproduksi radioisotop.Reaktor Kartini di Jogyakarta. Reaktor dengan dayaoperasi maksimal 250 kilowatt, juga merupakan reaktorpenelitian dan produksi radioisotop.Reaktor serba guna di Serpong, dengan nama MPR 30(Multi Purpose Reactor) dengan daya operasi 30 megawatt.Reaktor ini berfungsi untuk latihan, penelitian danmemproduksi radioisotop.

8/7/2017


BAGIAN-BAGIAN REAKTOR

KETERANGANREAKTOR ATOM

Bahan bakar.Bahan bakar sebagai sumber energi terdapat di dalam teras reaktor, yaitu berupaUranium-235. Uranium dibungkus dalam klongsong agar hasil radioaktif dari reaksi

fisi tetap terselubung (tidak terpancar keluar).

Moderator.Moderator berfungsi untuk menurunkan energi neutron dari energi tinggi keenergi thermal (rendah) melalui tumbukan. Biasanya bahan moderator yang

dipilih adalah unsur-unsur yang nomor massanya kecil, misalnya H2O (airringan), D2O (air berat) dan grafit, sekaligus sebagai pendingin primer.

Batang Kendali (pengontrol).Batang kendali terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menyerap

neutron sangat besar. Alat ini berfungsi untuk mengendalikan jumlah populasineutron yang terdapat di dalam teras reaktor, yang berarti pula

mengendalikan reaksi fisi dan energi yang terjadi. Bahan batang kendali yangbiasa dipergunakan adalah Kadmium, boron, dan hafnium.

8/7/2017


LANJUTAN KETERANGANREAKTOR ATOM

Perisai radiasi (Shielding)/ dinding pelindung.Perisai radiasi berfungsi untuk menahan radiasi yangdihasilkan proses pembelahan inti. Hal ini bertujuansupaya para pekerja dapat bekerja dengan aman di

sekitar reaktor.

Pendingin sekunder atau pemindahan panas.Alat ini berfungsi untuk memindahkan panas dari

pendingin primer. Panas dapat dipindahkan denganmengalirkan air ke tempat pemindah panas, kemudian

keluar reaktor untuk didinginkan.

KEGUNAAN RADIOISOTOP

Bidang kedokteran.Dengan menggunakan detektor, radioisotop di dalam tubuh manusia

dapat di deteksi :Adapun fungsi radioisotop adalah untuk :

Mengetahui keefektifan kerja jantung dengan menggunakan Sodium –24.

Menentukan lokasi tumor otak, mendekati tumor kelenjar gondok,dipergunakan Yodium – 131.

Penanganan penderita Leukimia, dengan Phosporus – 32.Penyembuhan kanker dan tumor dengan cara penyinaran, seperti sinar

x dan untuk steril alat-alat kedokteran.

8/7/2017


LANJUTANKEGUNAAN RADIOISOTOP

Bidang industri.Dengan menggunakan sinar gamma, dapat diketahui suatu pipa

logam dalam keadaan bocor atau tidak. Sinar gamma dapatdipancarkan dari radioisotop Cobalt – 60 dan Iridium – 192 yang

dilewatkan pada bagian logam yang diperiksa. Sinar gamma dapatdideteksi dengan menggunakan detektor. Dengan detektor ini dapat

diketahui keadaan logam bocor atau tidak.

Bidang hidrologi.Salah satu kegunaan radioisotop di bidang hidrologi adalah untuk

mengukur kecepatan aliran atau debit aliran. Dalam hal ini sebagaiperunut, diukur dari perubahan intensitas pancaran di dalam aliran

untuk jangka waktu yang sama.

LANJUTAN 2KEGUNAAN RADIOISOTOP

Bidang pertanian.Dengan radiasi sinar gamma dari Co-60 akan didapatkan

mutasi sel tumbuhan hingga dapat menimbulkangenerasi yang lebih baik dan mendapatkan bibit yang

lebih unggul daripada induknya.

Bidang industri.Contoh, kaos lampu petromaks menggunakan larutanradioisotop thorium dalam batas yang diperkenankan,

agar nyalanya lebih terang.

8/7/2017


PROFICIAT

Kamu telah mengikuti pembahasan radioaktif dan teknologinuklir, berlatihlah soal-soal, siapkan dirimu untuk test.

Documents

RADIOAKTIFKEGUNAAN RADIOAKTIF 8/7/2017 IR. STEVANUS ARIANTO 2 PENDAHULUAN Radio aktifitas adalah suatu gejala yang menunjukan adanya aktivitas inti atom,yang ...arianto.net/bahan/radio.pdf ·