RADIOAKTIF

Sejarah Penemuan

Sejarah penemuanRadioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

Jenis - jenis Sinar Radioaktif :

a.     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 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. 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 .

b.     Sinar beta( ß )

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 . 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 uadara kering dan dapat menembus kulit.Sinar beta dapat dihentikan dengan plat alumunium.

c.      Sinar gamma(γ )

Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya tembus besar. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron.

• Urutan daya ionisasi  α > β > γ

• Urutan daya tembus  α < β < γ

Peluruhan Radioaktif

Peluruhan radioaktifSatuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). 1 Bq = 1 peluruhan/detik

Inti tdk stabil→ meluruh → radiasi 

contoh:    Ra → Rn + a → He                Th → Pa +b → e                N → P + e

Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg terbentuk?

Jawab :Massa unsur baru = 239-4 = 235 dan muatannya = 94-2 =92Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)₉₄Pu²³⁹ → ₂He⁴ + ₉₂U²³⁵

Reaksi Transmutasi

Transmutasi inti atau transmutasi nuklir adalah perubahan suatu unsur kimia atau isotop menjadi unsur kimia atau isotop lain melalui reaksi nuklir. Di alam berlangsung transmutasi nuklir natural yang terjadi pada unsur radioaktif yang secara spontan meluruh selama kurun waktu bertahun-tahun dan akhirnya berubah menjadi unsur yang lebih stabil. Transmutasi nuklir buatan dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor fisi, reaktor fusi atau alat pemercepat partikel (particle accelerator). Transmutasi nuklir buatan dilakukan dengan tujuan mengubah unsur kimia atau radioisotop dengan tujuan tertentu. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari reaktor nuklir yang mempunyai umur sangat panjang dapat saja ditransmutasikan menjadi radioisotop yang lebih stabil dan memancarkan radioaktivitas dengan umur yang lebih pendek,untuk mengubah bahan yang tidak dapat membelah menjadi bahan fisil, atau mengubah radioisotop berumur sangat panjang menjadi radioisotop yang lebih pendek umurnya atau bahkan menjadi unsur stabil yang tidak memancarkan radioaktif. Bahan yang dapat diubah menjadi bahan fisil disebut sebagai bahan fertil. Reaksi nuklir transmutasi tersebut diantaranya adalah sebagai berikut.
 Transmutasi bahan fertil (thorium-232 dan uranium-238) menjadi bahan fisil (U-233 dan Pu-239):₀n¹ + ₉₀Th²³² → ₉₂U²³³ + 2 _-1e⁰ ₀n¹ + ₉₂U²³⁸ → ₉₄Pu²³⁹ + 2 _-1e⁰Transmutasi limbah radioaktif berumur panjang dari kelompok aktinida minor yaitu amerisium-241 (₉₅Am²⁴¹) menjadi bahan fisil kurium-243 (₉₆Cm²⁴³) agar dapat berfisi di dalam reaktor nuklir dari pada meluruh dengan memancarkan radioaktif yang berbahaya sebagai limbah nuklir: ₀n¹ + ₉₅Am²⁴¹ → ₉₆Cm²⁴² +  _-1e⁰  ₀n¹ + ₉₆Cm²⁴² → ₉₆Cm²⁴³ 

Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi
Definisi reaksi fusi adalah reaksi penggabungan beberapa inti ringan, disertai pengeluaran energy yang sangat besar. Proses ini merupakan kebalikan dari fisi, tetapi hasil terakhir sama yaitu energi yang dahsyat.
Perbedaan fisi dan fusi adalah pada prosesnya. Pada fisi, atom berat terbelah menjadi dua, sebaliknya pada fusi, atom ringan bergabung menjadi satu.
Dalam hal ini (fusi) yang berperan adalah hydrogen. Jika dua atom hydrogen digabung akan menghasilikan unsur lain yaitu helium dan energy yang besar. Namun, untuk menggabungkan dua unsur hydrogen sangatlah sulit, karena adanya gaya ikat inti (elektrostatik). Oleh karenanya satu-satunya jalan adalah memanasinya lebih dahulu agar inti atom terpisah dari elektron yang mengelilingnya.Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13,6 elektronvolt -- lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi fusi hidrogen menjadi helium.

DAMPAK RADIOAKTIF

Pengertian atau arti definisi pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90-Th merupakan karsinogen tulang.Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini :

1. Pusing-pusing

2. Nafsu makan berkurang atau hilang
3. Terjadi diare
4. Badan panas atau demam
5. Berat badan turun
6. Kanker darah atau leukimia
7. Meningkatnya denyut jantung atau nadi
8. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih   yang jumlahnya berkurang

Penggunaan Radioaktif

A.    Bidang kedokteran

Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.Radioaktif juga digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran dan untuk terapi kanker dan tumor.

B.    Bidang lndustri

Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.Radioaktif juga digunakan untuk mengontrol ketebalan bahan,memeriksa cacat pada logam,dan untuk pengawetan bahan.

C.     Bidang Hidrologi.

1.Mempelajari kecepatan aliran sungai.

2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

D.    Bidang Biologis

1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.

2. Mempelajari reaksi pengesteran.

3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

E.     Bidang pertanian.

1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul

Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.

2) Pemuliaan tanaman

Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.

3) Penyimpanan makanan

Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.

Waktu Paruh

Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh unsur radioaktif untuk meluruh sehingga tinggal separuh dari jumlah semula.t1/2 = 0,693/λ
t1/2 = waktu paruh
λ = tetapan peluruhan
Nt/N0 = (1/2)^t/t1/2
Nt = banyak unsur setelah meluruh
N0 = banyak unsur mula-mula
t = waktu peluruhan
t1/2 = waktu paruh
contoh: 

Waktu paruh dari Au-198 adalah 3 hari, tentukan tetapan peluruhnya?                       

λ = 0,693/3     = 0,231   per hari  = 2,7 x 10^-7 per detik

Suatu unsur radioaktif X memiliki waktu paruh 400 tahun. Jika mula-mula terdapat 4 kg unsur X, berapa sisa unsur X setelah meluruh selama 1600 tahun?
Nt/N0 = (1/2)^t/t1/2

Nt/4 = (1/2)^1600/400

Nt/4 = (1/2)⁴Nt/4 = 1/16
Nt = 1/16 x 4
Nt = 1/4 Kg = 0,25 Kg

Kerjakan soal-soal berikut!

1.       Jelaskan bagaimana sejarah penemuan radioaktif!

2.       Sebutkan sifat-sifat sinar α,β dan γ !

3.       Suatu unsur radioaktif ₉₂U²³⁸ ditembak dengan 2 partikel sinar β sehingga menghasilkan unsur X dan memancarkan 2 partikel neutron.

Tuliskan reaksi transmutasi tersebut dan unsur apakah X?

4.       Apakah yang dimaksud dengan reaksi fisi dan fusi? Berikan contohnya!

5.       Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg menggambarkan deret peluruhan radioaktif:

a.       ₁₆S³²→ ₁₇Cl^---- + _-1e⁰                                  d. ₉₂U²³⁵ → ₉₀Th²³¹ + ….

b.      ₈O¹⁴ → ₇N¹⁴  + …..                                     e. ₁₁Na²³ + ₁H² → …. + ₁H¹

c.       ₉₆Cm²⁴⁶ + ₆C¹³ → ₁₀₂No²⁵⁴ + ….

6.       Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini:

a.  ₃Li⁷(p,g)₄Be⁸

b.  ₁₆S³³(n.p)₁₅P³³

c.  ₉₄Pu²³⁹(a,n)₉₆Cm²⁴²

d.  ₉₂U²³⁸(a,3n)₉₄Pu²³⁹

7.       Apakah bahaya dari radioaktif?

8.       Apakah yang dimaksud dengan limbah/sampah radioaktif?

9.       Sebutkan kegunaan radioaktif dalam bidang kedokteran dan pertanian!

10.   Unsur radioaktif Y sebanyak 20 Kg memiliki waktu paruh 20 tahun. Berapakah sisa unsur X setelah meluruh selama 80 tahun!