bahan ajar radioaktif revisi
Post on 08-Dec-2014
163 Views
Preview:
TRANSCRIPT
BAB 21
KIMIA NUKLIR dan
KERADIOAKTIFAN
Unsur-unsur kimia umumnya mempunyai inti atom yang stabil,
tetapi ada pula yang kurang stabil seperti inti atom Po, At, Fr, Ra, Ac,Th, PA, U dan unsur-usur lain dengan massa tertentu.
Kimia nuklir merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang radioaktivitas, reaksi
nuklir, dan sifat-sifat nuklir.
A. Sejarah Penemuan Unsur- Unsur Radioaktif
Pada tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan sinar katode. Ia menemukan
bahwa tabung sinar katode menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus besar yang dapat
menghitamkan film foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar X tidak mengandung
elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik. Sinar X tidak
dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang gelombang yang
lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya.
Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen tersebut, maka Henry
Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidiki sinar X, tetapi secara
kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan. Pada penelitiannya ia
menemukan bahwa garam-garam uranium dapat merusak film foto
meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini
karena garam-garam uranium tersebut dapat mem ancarkan
suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini dinamakan radio
aktivitas spontan.
Pada Tahun 1897,salah seorang ilmuwan Inggris,
Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang
tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif.
Partikel-partikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-
sinar menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli
kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran
yang berbeda dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi
nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida secara alami
memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi tersebut.
Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel, selanjutnya dengan bantuan
suaminya Piere Curie berhasil memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih
uranium pada tahun 1898. Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan
penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai
menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif.
B. Sifat-sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur Radioaktif
Suatu atom memiliki ciri-ciri yaitu mempunyai nomor atom,
berlambang Z dan nomor massa, berlambang A. Nomor atom
dituliskan dengan angka diposisi bawah kiri dari symbol unsur, yang
menyatakan nomor atau jumlah proton dalam inti. Nomor massa
dituliskan dibagian atas sebelah kiri symbol unsur yang menyatakan nucleon, yaitu jumlah dari
proton dan netron.
Atom dengan nomor atom yang sama namun memiliki nomor massa yang berbeda disebut
isotop. Isotop-isotop di bumi ini ada yang bersifat stabil namun adapula yang tidak besifat stabil
atau cenderung bersifat radioaktif. Isotop ini disebut isotop radioaktif atau unsur radioaktif.
Unsur-Unsur radioaktif tersebut memiliki sifat-sifat fisika dan kimia sebagai berikut :
1. Sifat fisik unsur radioaktif
Inti atom terdiri atas 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.
Contoh
Massa sebuah atom 42 He yang ditentukan dengan spektrograf massa adalah 4,002603 sma.
Massa proton 1,007277 sma, massa elektron 0,0005486 sma, dan massa netron 1,008665 sma.
Massa atom 42 He terhitung adalah :
= (2 × 0,0005486 sma) + (2 × 1,007277 sma) + (2 × 1,008665 sma)
= 4,032981 sma
Defek massa = 4,032981 sma – 4,002603 sma
= 0,030378 sma
Massa ini merupakan ukuran energi pengikat neutron dan proton.Energi pengikat inti
merupakan energi yang diperlukan untuk menguraikan inti (energi yang dilepaskan jika inti
terbentuk). Energi pengikat inti dapat dihitung dengan mengalikan defek massa dalam satuan
massa atom per nukleon dengan faktor konversi massa energi yang besarnya 932 MeV/sma.
2. Sifat kimia unsur radioaktif
Mengalami peluruhan radioaktif
Pembelahan spontan
Mengalami transmutasi inti
C. Kestabilan Inti Atom
Suatu unsur menjadi tidak stabil atau bersifat radioaktif tidak terjadi begitu saja, ada
faktor-faktor tertentu yang dapat menyebabkan suatu unsure menjadi radioaktif, untuk itu suatu
unsur di alam perlu ditinjau kestabilan intinya.
Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa
petunjuk empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat
radioaktif/tidak stabil, yaitu:
1. Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
2. Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron
genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil
3. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.
C.1 Pita Kestabilan
Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang
disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung
untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan
pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.
1. Di atas pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta
2. Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan partikel alfa
3. Di bawah pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan positron atau menangkap electron
C.2 Energi Pengikat Inti
Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti adalah energi ikatan inti (nuclear binding energy,
yaitu energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi komponen-komponennya, proton dan
neutron. Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama
berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti .
Konsep energi ikatan berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa
massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa nukleon.
Contoh : isotop fluorine (F), intinya memiliki 9 proton, 9 elektron dan 10 neutron dengan massa
atom yang terukur sebesar 18, 9984 sma.
Analisis perhitungan teoritis massa atom F:
Massa atom = (9 x massa proton) +(9 x massa elektron) + (10 x massa neutron)
= (9 x 1,00728 sma) + ( 9 x 0,000549 sma) + (10 x 1,00867)
= 19, 15708 sma
Harga massa atom F berdasarkan perhitungan ternyata lebih besar dibandingkan dengan
massa atom terukur, dengan kelebihan massa sebesar 0,1578 sma.
Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, elektron dan neutron disebut cacat
massa (mass defect).
Menurut teori relativitas, kehilangan massa muncul sebagai energi (kalor) yang dilepas ke
lingkungan. Banyaknya energi yang dilepas dapat ditentukan berdasarkan hubungan kesetaraan
massa-energi Einstein ( E = m c2).
ΔE = Δm c2
Dengan faktor konversi : 1 kg = 6,022 x 1026 sma
1 J = 1 kg m2/s2
Untuk atom F tersebut:
ΔE =( -0,1578 sma) (3x 108 m/s)2
= (-1,43 x 1016 sma m2/s2) x (1 kg/6,022 x 1026 sma) x (1 J/1 kg m2s2)
= -2,37 x 10-11 J
Ini merupakan banyaknya energi yang dilepas bila satu inti fluorin-19 dibentuk dari 9 proton dan
10 neutron. Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti menjadi proton dan neutron yang
terpisah adalah sebesar -2,37 x 10-11 J. Untuk pembentukan 1 mol inti fluorin, energi yang
dilepaskan adalah:
ΔE = (-2,37 x 10-11 J) (6,022 x 1023/mol)
= -1,43 x 1013 J/mol
Dengan demikian, energi ikatan inti adalah 1,43 x 1013 J/mol untuk 1 mol inti fluorin-19, yang
merupakan kuantitas yang sangat besar bila dibandingkan dengan entalpi reaksi kimia biasa yang
hanya sekitar 200 kJ.
D. Jenis-jenis Sinar Radioaktif dan Sifat-Sifatnya
1. Sinar Alfa ( α )
Sinar alfa merupakan partikel yang bermuatan positif dan bermassa empat kali massa
atom hidrogen. Partikel ini merupakan inti atom helium yang terdiri atas 2 proton dan 2
netron.
a. Mempunyai daya tembus kecil. Sinar α hanya mempunyai daya jangkau 2,8 sd 8,5 cm
dalam udara
b. Dapat membelok ke arah kutub negatif dalam medan listrik
c. Dapat mengionkan molekul yang melewatinya. Sinar alfa dapat menyebabkan
satuatau lebih elektron suatu molekul lepas sehingga molekul menjadi ion.
2. Sinar Beta ( β )
Sinar beta merupakan partikel yang identik dengan electron. Jadi, Sinar β bermuatan
negative dan bermasa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10 -4 satuan massa atom atau amu, diberi
simbol β atau e. sifat-sifat sinar beta adalah :⁰
a. Bermuatan listrik negatif, karena itu dalam medan listrik membelok ke kutub yang
positif.
b. Bergerak dengan kecepatan tinggi.
c. Mempunyai daya tembus yang jauh lebih besar dari sinar α. Sinar β dapat menembus
lempeng timbal ataulempeng aluminium yang cukup besar.
3. Sinar Gamma (ɣ)
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik, sejenis dengan sinar X, yaitu
berpanjang gelombang pendek. Sifat-sifat ɣ sinar adalah :
a. Tidak bermuatan listrik karena itu, tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.
b. Tidak mempunyai massa
c. Mempunyai daya tembus yang sangat kuat.
E. Peluruhan Radioaktif
Inti atom yang tidak stabil slalu mencari cara untuk menjadi stabil. Caranya adalah
dengan meluruh dan menjadi unsur lain dengan memancarkan sinar
alfa,beta,gamma,dll
1. Peluruhan Sinar Alfa
Rutherford menemukan bahwa radiasi sinar alfa terdiri dari gelombang partikel
yang ditolak oleh electrode bermuatan positif, namun dapat ditarik oleh electrode
bermuatan negative, dan mempunyai massa atau muatan yang sama seperti helium.
Partikel alfa terdiri dari 2 proton dan 2 netron.
Karena pemancaran dari sinar alfa, mengakibatkan inti kehilangan 2 proton dan 2
netron, hal ini mengurangi nomor masa dari inti sebanyak 4 dan nomor atom
sebanyak 2.
Karena pemancaran dari sinar alfa, mengakibatkan inti kehilangan 2 proton dan 2
netron, hal ini mengurangi nomor masa dari inti sebanyak 4 dan nomor atom
sebanyak 2.
Contoh :
2. Peluruhan Sinar Beta
Lebih lanjut Rutherford mengetahui bahwa radiasi sinar Beta merupakan
gelombang partikel yang ditarik oleh electrode positif, namun ditolak oleh electrode
bermuatan negative, dan mempunyai massa atau muatan yang sama seperti electron.
Pemancaran sinar Beta terjadi ketika netron yang terdapat dalam inti tiba-tiba
meluruh menjadi proton dan electron,yang kemudian dikeluarkan.
Contoh :
3. Peluruhan Sinar Gamma
Radiasi sinar Gamma tidak terpengaruh oleh medan magnet, tidak mempunyai massa,
dan radiasi elektromagnetiknya memiliki energy yang sangat tinggi dan memiliki
panjang gelombang yang sangat pendek. Radiasi sinar Gamma selalu mengikuti
pemancaran sinar alfa dan sinar beta oleh radionuklida, namun biasanya tidak
dituliskan karena sinar gamma tidak memiliki perubahan nomor massa ataupun
nomor atom dalam inti produknya.
4. Pemancaran Positron
Pemancaran Positron terjadi dengan cara perubahan proton dalam inti menjadi
netron dan positron, partikel ini dapat juga disebut dengan elektron positif. Positron
memiliki massa yang sama dengan electron namun dengan muatan yang berbeda.
Hasil dari pemancaran positron adalah mengurangi nomor atom dari inti produk
namun tidak ada perubahan dalam nomor massanya.
Contoh :
5. Penangkapan electron
Penangkapan electron adalah proses dimana inti menangkap electron pada orbital
dalam, kemudian diubah protonnya ke neutron. Nomor massa dari inti produk
tidak berubah, tetapi nomor atom berkurang 1, seperti pada pemancaran positron.
Contoh :
F. Transmutasi Nuklir
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.
Reaksi fisi dan reaksi fusi sebenarnya juga dapat digolongkan sebagai transmutasi inti, karena
dalam kedua reaksi nuklir tersebut terjadi perubahan inti atom yang dapat menyebabkan
perubahan unsur kimia atau isotop.
F.1 Reaksi fisi/pembelahan.
Reaksi fisi merupakan reaksi antara neutron dengan suatu nuklida dari atom
berat,menghasilkan 2 macam nuklida lain yang lebih ringan.
Pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn(1939). Fermi (1914) menemukan
transuranium dengan cara menembak Uranium menggunakan neutron. Neutron cepat adalah
neutron yang memiliki energi tinggi (energi kinetik) ± 14 MeV, dihasilkan dari generator
neutron, kemudian dilewatkan pada akselerator.
Reaksi yang terjadi dalam reaktor : (n*,2n). Nuklida yang bereaksi dengan neutron cepat
umumnya 92U238 .
92U238 + n* 56Ba138 + 37Rb99 + 2n
Reaksi fisi dengan neutron termal banyak dijumpai pada reaktor inti. Nuklida 92U235 paling sering
bereaksi fisi dengan neutron termal. Bila 92U235 ditembak dengan neutron termal akan
menghasilkan nuklida baru dengan 2 atau 3 neutron dan energi sebesar ± 200 MeV.
92U235 + n 56Ba138 + 36Kr 96 + 3n + 200 MeV
Neutron baru yang dihasilkan mempunyai energi ± 2 MeV. Jika digunakan untuk reaksi fisi
selanjutnya neutron ini masih mempunyai energi yang cukup tinggi, sehingga perlu diperlambat
dengan moderator (misalnya: air, air berat, grafit, berilium) hingga ± 0,025 eV. Bila reaktor inti
dilengkapi moderator, maka reaksinya dapat dikendalikan dengan batang kendali untuk
menyerap neutron, dan reaksi berlangsung secara berantai.
APLIKASI FISI INTI
Bom Atom
Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor krusial
dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Satu bom atom yang
kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bom atom biasanya dibentuk dengan
menggunakan bahan peledak konvensional seperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian
terfisikan menjadi bersatu. Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan
mendorong bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebih
besar dibandingkan massa kritis.
Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima dan plutonium-
239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.
Reaktor Nuklir
Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah pembangkitan listrik
menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantai terbatas yang dilakukan dalam suatu
reaktor nuklir. Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:
a. Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H2O) sebagai moderator (zat yang dapat
mengurangi energi kinetik neutron).
b. Reaktor air berat. Menggunakan D2O sebagai moderator.
c. Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan bakar uranium, tetapi tidak
seperti reaktor nuklir konvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikan lebih
banyak daripada yang digunakan.
F.2 Reaksi fusi/penggabungan.
Reaksi fusi merupakan reaksi penggabungan inti-inti ringan menjadi inti baru yang lebih
berat. Reaksi ini hanya berlangsung pada suhu tinggi (juta °C), untuk memperoleh energi inti-
inti ringan dapat bergabung. Dalam proses penggabungan ini dihasilkan energi yang besar.
Diperkirakan energi yang dipancarkan matahari adalah hasil fusi nuklir inti-inti hidrogen
menjadi inti helium:
4 1H12He4 + 2 1e0
Reaksi fusi terjadi pada bom hidrogen, yang energi aktivasinya diperoleh dari reaksi fisi yang
terjadi dalam bom:
1H2 + 1H32He4 + 0n1 + energi
Sebagai sumber energi, penggunaan reaksi fusi lebih menguntungkan karena energi yang
dihasilkan lebih besar dan tidak menghasilkan isotop radioaktif. Isotop yang dihasilkan bersifat
stabil, misalnya helium. Kesulitannya, reaksi fusi terkontrol perlu tempat yang dapat menahan
suhu tinggi (± 50 juta°C sampai dengan 200 juta°C).
G. Dasar Perhitungan Laju Peluruhan
Kinetika Peluruhan Radioaktif
Semua peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama, sehingga laju peluruhan radioaktif
pada setiap waktu t adalah:
Laju peluruhan pada waktu t = λN
λ = konstanta laju orde pertama
N = banyaknya inti radioaktif pada waktu t
ln ( N tN 0
) = - λt
dengan waktu paruh : t1/2 = 0,693/λ
Waktu Paruh (Half Life)
Proses peluruhan atom radioaktif sebenarnya merupakan kejadian yang bersifat acak.
Akan tetapi jika jumlah atom radioaktif sangat besar maka peristiwa peluruhan tersebut dapat
dijelaskan seperti berikut.Dalam peluruhan radioaktif mengikuti hukum laju reaksi orde kesatu,
artinya laju peluruhan berbanding lurus dengan jumlah atom radioaktif yang tertinggal.Dengan
demikian laju peluruhan radioaktif setiap waktu (t) dapat dirumuskan seperti berikut.
Laju peluruhan = λ [N] ………………(1)
Keterangan :
λ = tetapan laju peluruhan
N = banyaknya inti radioaktif
Hasil integrasi dari persamaan 1, adalah sebagai berikut.
Nt = No . e- λt ………. (2)
Jika t = t 12
maka konsenterasi [Nt] adalah 12
[No]. oleh karena itu besarnya t 12
atau waktu paruh
dapat ditentukan seperti berikut.
12
No = No . e- λ t ½
12
= e- λ t ½ atau e λ t ½ = 2
λ = ln2
t 1/2 = 0,693t 1/2 atau t
12
= 0,693
λ
Keterangan:
N0 = jumlah zat radioaktif mula-mula
Nt = jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pada waktu t 1
2 T = waktu paruh
H. Kegunaan Isotop Radioaktif
1. Industri
a. Pengawetan Makanan
Radiasi sinar gamma juga dapat digunakan untuk mengawetkan makanan. Radiasi ini
membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada sayuran dan buah-
buahan.
b. Pengontrolan Ketebalan Bahan Ajar
Radiasi sinar gamma memberikan data dan mengontrol alat pengatur ketebalan
bahan. Cara kerjanya didasarkan atas prinsip bahwa intensitas sinar akan berkurang
bila sinar melalui benda, sesuai dengan ketebalannnya.
c. Penyelidikan tentang Kebocoran
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk penelitian tentang ada tidaknya
kebocoran.
d. Penyelidikan tentang Sambungan Dua Logam
Penggunaan zat radioaktif dapat membantu manusia untuk meneliti apakah
sambungan las antara dua logam misalnya, untuk kapal laut sudah baik atau masih
ada yang kurang. Konsep yang digunakan adalah bahwa intensitas sinar akan
berkurang bila sinar melalui benda. Jadi, bila ada kebocoran, maka intensitas sinar
radioaktif yang keluar sama dengan intensitas sinar radioaktif yang masuk.
2. Kedokteran
a. Pensterilan alat-alat kedokteran
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran.
Sebagai sumber radiasi adalah radioisotop Co-60 atau Cs-137.
b. Pengobatan penyakit
Pengobatan dengan menggunakan dampak radiasi disebut radioterapi. Orang yang
menderita penyakit tertentu dapat diobati dengan radiasi sinar gamma dari isotop Co-
60. Radioisotop P-32, yang memancarkan sinar beta dengan waktu paruh 14,3 hari,
digunakan untuk menyembuhkan penyakit pada sistem darah, yaitu polycythemia
ruba vera.
c. Penyelidikan efisiensi kerja organ tubuh
Isotop radioaktif dapat digunakan untuk menentukan letak tumor pada manusia. Otak
manusia sangat rumit sehingga sulit untuk mengetahui letak tumor otak. Oleh karena
itu, digunakan radioisostop I-131 yang disuntikkan ke dalam tubuh pasien.
3. Hidrologi
a. Kecepatan gerak lumpur
Untuk mengetahui kecepatan gerak lumpur dalam sungai, isotop radioaktif Na-24
dicampur dengan lumpur sungai. Isotop Na-24 memancarkan sinar gamma kemudian
dimasukkan ke dalam sungai pada tempat tertentu. Dengan mengukur radiasi yang
dipancarkan oleh isotop radioaktif para ahli dapat mengikuti perjalanan dan kecepatan
gerak lumpur.
b. Debit air sungai
I-131 dan Na-24 adalah isotop radioaktif yang tepat untuk mengetahui berapa jumlah
air sungai mengalir per detik atau debit air sungai. Selain itu, isotop-isotop tersebut
dapat digunakan untuk mengetahui pola aliran air permukaan, misalnya air danau dan
air laut daerah pantai.
4. Pertanian
a. Pemupukan
Untuk mengetahui tempat pemupukan yang tepat sehingga tanaman dapat tumbuh
dengan baik. Unsur karbon dalam pupuk urea diberi label 14. Isotop C-14 ini
memancarkan sinar beta dan berfungsi sebagai perunut. Pupuk kemudian
ditempatkan pada tempat yang berbeda-beda dalam tanah. Setelah beberapa hari
dapat diteliti keadaan tanaman dan beberapa banyak pupuk yang diserap oleh
tanaman.
b. Pemberantasan hama
Isotop radioaktif dapat merusak sel tubuh. Bila sel tubuh itu adalah sel kelamin, maka
radiasi yang efektif dapat menyebabkan kemandulan. Prinsip ini yang digunakan
untuk memandulkan hama jantan. Hama jantan yang telah dimandulkan dilepaskan ke
daerah yang terserang hama. Perkawinan antara hama jantan dan hama betina tidak
akan menghasilkan keturunan. Dengan demikian, perkembangbiakan hama akan
terganggu.
c. Mutasi pada tanaman
Penyinaran untuk memperoleh mutasi-mutasi pada tanaman dilakukan terhadap biji-
biji atau kecambah dari tanaman yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Hasilnya
bervariasi yang nantinya akan menghasilkan produk yang lebih baik dan memiliki
keunggulan lebih.
5. Biologi
Kegiatan dalam bidang biologi yang menggunakan radioisotope sebagai sumber radiasi
adalah kegiatan mengubah gen. Misalnya, gen pembawa warna. Radiasi pada gen
pembawa warna dapat menghasilkan aneka ragam warna bunga.
6. Kimia
Teknik perunut juga dapat digunakan dalam penyelidikan mekanisme reaksi. Misalnya,
dal esterifikasi antara alkohol dan asam karboksilat.
7. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir ( PLTN )
Banyak reaksi kimia yang membebaskan banyak kalor, tetapi reaksi inti atau reaksi
nuklir memberikan lebih banyak kalor. Energy yang sangat besar itu dapat digunakan
baik untuk menghasilkan atau merusak sesuatu. Pusat Tenaga Nuklir mengendalikan
reaksi nuklir sehingga energi yang dilepaskan dapat digunakan untuk pembangkit listrik.
Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah satu contoh yang sangat populer. PLTN
ini memanfaatkan efek panas yang dihasilkan reaksi inti suatu radioisotop , misalnya U-
235.
I. BAHAYA UNSUR RADIOAKTIF
Pengaruh Radiasi pada Mahluk Hidup Khususnya Manusia
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 90SR merupakan
karsinogen tulang dan 131J.
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 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
Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil
tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat
mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas
yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom.
Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang
dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.
Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan.
Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis
yang sama diterima pada waktu yang lebih lama.
Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau
radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau
terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga
mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.
Beberapa gejala akibat radiasi berlebih antara lain sebagai berikut.
1. Kerusakan somatik berbentuk lokal.
a. Kerusakan kulit berupa penyakit kulit
b. Kerusakan sel pembuat sel darah
c. Kerusakan sistem saraf
2. Kerusakan Genetis
Kerusakan genetis dapat mengakibatkan mahkluk menjadi steril atau mandul atau
terjadi kelainan pada keturunannya.
3. Kerusakan sel-sel lain
a. Lensa mata menjadi pudar ( mata katarak )
b. Leukimia ( kanker darah )
Contoh Soal :
1. Sebutkan 3 manfaat keradioaktifan dalam kehidupan sehari-hari ?
2. Sebutkan jenis-jenis peluruhan radioaktif ?
3. Waktu paruh peluruhan unsur radioaktif Bi-210 adalah 5 hari. Hitung:
a. tetapan peluruhan
b. waktu yang diperlukan agar 0,016 mg Bi-210 meluruh menjadi 0,001 mg!
Penyelesaian
1. Pensterilan alat-alat kedokteran
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran. Sebagai sumber
radiasi adalah radioisotop Co-60 atau Cs-137.
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk penelitian tentang ada tidaknya kebocoran
Kegiatan dalam bidang biologi yang menggunakan radioisotope sebagai sumber radiasi adalah
kegiatan mengubah gen. Misalnya, gen pembawa warna.
2. Peluruhan sinar alfa, sinar gama, sinar beta,pemancaran positron,penangkapan electron.
3. Diketahui : T12
= 5 hari
Nt = 0,001 mgNo = 0,016 mg
Ditanya : a. λ……..?b. t…….?
Jawab :
a. λ = 0,693T 1 /2 =
0,693432.000
= 1,6 x 106 /sekon
b.NtNo
= e- λt
0,0010,016
= e -1,6 x 106 t
0,0625 = e -1,6 x 106 t ln 0,0625 = -1,6 x 106 tt = 2,773/1,6 x 106 = 1.732.868 detik
top related