Kimia Inti dan Radiokimia

TRI SUCI HANDAYANI8136142023

PETA KONSEP

MATERI

LATIHAN SOAL

ANIMASI

Kimia inti?

• Kimia inti adalah ilmu yang mempelajaristruktur inti atom dan pengaruhnya terhadapkestabilan inti serta reaksi-reaksi inti yangterjadi pada proses peluruhan radio nuklidadan transmutasi inti

• Radiokimia: mempelajari zat radioaktif danpenggunaannya dengan teknik kimia.

• Kimia radiasi: bidang kimia yang mempelajariefek radiasi radioaktif terhadap materi.

KIMIA INTIInti atom:proton = 1.007276 sma 1 smaneutron = 1.008665 sma 1 sma

Simbol inti :A

Zket : Z = nomor atom = proton

A = nomor massa = p + n.

Contoh :

Berarti : no atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18

35

17

Unsur Radioaktif

Unsur atau zat radioaktif adalahunsur atau zat yang mempunyai intitidak stabil, sehingga dapat berubah

menjadi inti atom unsur lain

Penggolongan Nuklida

• Isotop kelompok nuklida dengan Z sama– Contoh: 82Pb204, 82Pb206, 82Pb207,82Pb208

• Isobar kelompok nuklida dengan A sama– Contoh: 6C14, 7N14, 8O14

• Isoton kelompok nuklida dengan N sama– Contoh: 1H3, 2He4

• Isomer inti nuklida dengan A dan Z samatetapi berbeda dalam tingkat energinya– Contoh: Co60m, Co60

Kestabilan inti

Faktor penentu kestabilan:

• Angka banding jumlah netron terhadap proton (n/p) yang terkandung dalam inti. Inti yang paling stabil adalah inti yang mempunyainomor atom sampai 20, memiliki n/p=1 (kestabilan diagonal)

• Pasangan nukleon yang ditunjukkan olehhukum genap-ganjil

• Energi pengikat inti pernukleon.

Jenis radiasi yang dipancarkan

Partikeldasar

Massa relatif

Muatan Simbol Jenis

Alfa 4 +2 , 2He4 Partikel

Negatron (beta)

0 -1 -, -1e0 Partikel

Positron 0 +1 +, +1e0 Partikel

Gamma 0 0 Gelombangelektromag

net

Proton 1 +1 1p1, 1H1 Partikel

Netron 1 0 0n1 Partikel

Energi Pengikat Inti

• Massa suatu inti selalu lebih kecil dari jumlahmassa proton dan netron.

• Berdasarkan hukum kesetaraan massa danenergi, selisih massa tersebut adalahmerupakan energi pengikat nukleon dalaminti.

• Semakin besar energi pengikat inti per nukleon, semakin stabil nuklidanya.

Jenis Peluruhan Radioaktif

• Peluruhan alfa

• Peluruhan beta

• Peluruhan gamma (transisi isomerik)

• Pembelahan spontan

• Pemancaran netron

• Pemancaran netron terlambat

Peluruhan alfa

• Partikel alfa terdiri atas 2 proton dan duanetron (partikel relatif besar).

• Agar suatu nuklida mampu melepaskanpartikel alfa, inti harus relatif besar.

• Contoh:

84Po210 82Pb206 + 2He4.

Peluruhan beta

• 3 jenis peluruhan beta:– Pemancaran negatron (beta negatif)– Pemancaran positron (beta positif)– Penangkapan elektron (electron capture, EC).

• Contoh:

19K40 20Ca40 + -1

0; Pemancaran negatron terjadi jika n/p > isobar yang lebih stabil, makadalam inti terjadi perubahan 1 n menjadi 1 p : 0n1

1H1 + -10 +

21Se44 20Co44 + +1

0.

22Ti44 + -1e0 21Se44.

Peluruhan Gamma (transisi isomerik)

• Transisi diantara isomer inti.

• Seringkali suatu inti berada pada tingkatkuantum diatas tingkat dasarnya (metastabil).

• Waktu paruh transisi isomerik kebanyakandalam orde <10-6 detik.

• Contoh:

27Co60m 27Co60 +

Pembelahan spontan

• Peluruhan dengan pembelahan spontan hanyaterjadi pada nuklida sangat besar.

• Nuklida yang sangat besar membelah dirimenjadi 2 nuklida yang massanya hampirsama disertai pelepasan beberapa netron.

• Contoh:

98Cr254 42Mp108 + 56Ba142 + 4 0n1

Pemancaran netron

• Prose peluruhan ini terjadi pada nuklida yang memiliki kelebihan netron relatif terhadap intiyang stabil.

• Contoh:

36Kr87 36Kr86 + 0n1

Pemancaran netron terlambat

• Proses peluruhan terjadi dengan didahuluioleh pemancaran negatron kemudiandilanjutkan dengan pemancaran netron.

• Contoh:

35Br87 36Kr87 + -1

0 36Kr86 + 0n1

35Br87 disebut pemancar netron terlambat

Reaksi Fisi

• Reaksi Fisi : reaksi pembelahan inti menghasilkannetron

• Setiap reaksi pembelahan inti selalu dihasilkanenergi sekitar 200 Mev.

• Netron yang dihasilkan dapat digunakan untukmenembak inti lain sehingga terjadi pembelahaninti secara berantai.

• Energi yang dihasilkan pada pembelahan 235 gram 235U ekivalen dengan energi yang dihasilkanpada pembakaran 500ton batubara.

Reaksi Fusi

• Reaksi penggabungan dua atau beberapa intiringan menjadi satu inti yang lebih berat.

• Reaksi fusi menghasilkan energi yang sangatbesar.

• Reaksi ini memiliki energi pengaktifan, terutamauntuk mengatasi gaya tolak menolak kedua intiyang akan bergabung.

• Reaksi hanya mungkin terjadi pada suhu sangattinggi, sekitar 100 juta derajat.

• Pada suhu tersebut tidak terdapat atom melainkan plasma dari inti dan elektron.

Reaksi Fusi

• Energi yang dihasilkan pada reaksi fusi sangatbesar.

• Energi yang dihasilkan cukup untuk menyebabkanterjadinya reaksi fusi berantai yang dapatmenimbulkan ledakan termonuklir.

• Energi fusi dari 1 kg hidrogen setara denganenergi pembakaran 20ribu ton batubara.

• Keuntungan reaksi fusi dibandingkan reaksi fisi:– Energi yang dihasilkan lebih tinggi– Relatif lebih “bersih”, karena hasil reaksi fusi adalah

nuklida-nuklida stabil.

Laju Peluruhan

• Rumus laju peluruhan

t/t1/2

Ket.

N0 = Zat Radioaktif mula-mula

Nt = Zat Radioaktif sisa

t = lamanya peluruhan

t1/2 = waktu paruh

Aplikasi Reaksi Inti dan Keradioaktifan

• Reaksi inti (fusi dan fisi) sebagai penghasil energi listrik.

• Penentuan umur (dating) batuan atau fosil.

• Dalam bidang kimia:– Analisis pengenceran isotop

– Analisis pengaktifan netron sebagai perunut dalammenentukan mekanisme reaksi kimia.

• Dalam bidang kedokteran, radioisotop digunakansebagai perunut dalam terapi kanker.

• Dalam bidang pertanian, radioisotop digunakansebagai perunut dan juga untuk memperoleh bibitunggul (pemuliaan tanaman).

Latihan

VIDEO