peluruhan radioaktif_1
Post on 16-Jan-2016
12 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
PELURUHAN RADIOAKTIF
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
SINGARAJA
2012
OLEH :
NI MADE DWI PURWATI (1113031036)
LUH GEDE EKA PRATIWI (1113031039)
I NYOMAN ANGGARA MAHARDIKA (1113031046)
PELURUHAN RADIOAKTIF
Indikator :
1. Ketidakstabilan inti atom
2. Fisi Spontan
3. Peluruhan Alfa
4. Peluruhan Beta
5. Peluruhan Gamma
Peluruhan radiokatif adalah peristiwa hilangnya energi dari inti atom yang tidak stabil
dengan memancarkan radiasi dan partikel‐partikel pengion. Peluruhan, atau hilangnya
energi ini akan menghasilkan jenis atom lain yang stabil. Ditinjau dari jenis dan besar
energinya, radiasi radioaktif dibedakan menjadi tiga macam (yang dinamakan sesuai
dengan urutan alphabet Yunani), yaitu radiasi alfa, beta, dan gamma. Semua hal diatas
akan diuraikan di bawah ini
1. Ketidakstabilan Inti Atom
Inti atom dikatakan stabil bila komposisi jumlah proton dan neutronnya sudah
”seimbang” serta tingkat energinya sudah berada pada keadaan dasar. Jumlah proton
dan neutron maupun tingkat energi dari inti-inti yang stabil tidak akan mengalami
perubahan selama tidak ada gangguan dari luar. Sebaliknya, inti atom dikatakan tidak
stabil bila komposisi jumlah proton dan neutronnya “tidak seimbang” atau tingkat
energinya tidak berada pada keadaan dasar.
Inti-inti atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan
neutronnya yang tidak seimbang ataupun karena tingkat energinya yang tidak berada
pada keadaan dasarnya, cenderung untuk berubah menjadi stabil. Bila ketidakstabilan
inti disebabkan karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak seimbang,
maka inti tersebut akan berubah dengan memancarkan radiasi alpha atau radiasi beta
(β). Kalau ketidakstabilannya disebabkan karena tingkat energinya yang berada pada
keadaan tereksitasi maka akan berubah dengan memancarkan radiasi gamma. Proses
perubahan atau transformasi inti atom yang tidak stabil menjadi inti atom yang lebih
stabil tersebut dinamakan peluruhan radioaktif.
Kestabilan inti atom ditandai dengan perbandingan jumlah proton dan neutron
dalam inti atom tersebut, jika (n/p) = 1, maka inti atom bersifat stabil. Jika (n/p) ≠ 1
maka inti atom tidak bersifat stabil. Bahan dengan inti atom yang stabil tidak dapat
memancarkan radiasi. Sebaliknya bahan dengan inti atom yang tidak stabil akan
meluruh sampai mencapai kestabilan, disertai pemancaran / radiasi ( berupa radiasi
alfa (α), beta (β), dan gamma (γ)).
2. Fisi Spontan
Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan nuklida radioaktif menjadi nuklida-
nuklida dengan nomor atom mendekati stabil karena tertumbuk oleh partikel inti lain.
Pembelahan nuklida ini disertai pelepasan sejumlah energi dan sejumlah neutron.
Reaksi fisi ini ada dua yakni rekasi fisi spontan dan reaksi fisi tak spontan. Reaksi fisi
spontan adalah sederetan pembelahan inti dimana neutron-neutron yang dihasilkan
dalam tiap pembelahan inti menyebabkan terjadinya pembelahan inti-inti yang lain.
Reaksi Fisi spontan ini sering disebut dengan reaksi fisi berantai. Salah satu contoh
reaksi fisi spontan yakni reaksi fisi U235. Pada awalnya sebuah neutron menumbuk inti
uranium-235 (U-235) dan menimbulkan reaksi yang menghasilkan produk fisi (Ba-141
dan Kr-92) serta 3 buah neutron. Dua dari tiga neutron hasil reaksi fisi itu kemudian
menumbuk inti U-235 lainnya dan menimbulkan reaksi fisi berikutnya (reaksi fisi
generasi kedua). Neutron hasil fisi dari reaksi fisi kedua ini diharapkan akan
menimbulkan reaksi fisi berikutnya (reaksi fisi generasi ketiga), dan selanjutnya kan
terjadi reaksi fisi dari generasi ke generasi secara kontinu. Pada reaksi fisi U235. Ini
dibutuhkan neutron lambat yang memiliki energi kinetik lemah. Berikut adalah
gambar reaksi fisi U235.
3. Peluruhan Alfa
Peluruhan partikel alfa (2He4) terjadi pada nuklida-nuklida yang memiliki
nomor massa >79 dan perbandingan neutron dan protonnya lebih besar dari satu.
Adanya peluruhan sebesar satu partikel alfa pada nuklida, dapat menurunkan jumlah
massa nuklida sebanyak 4 nukleon yang dilakukan satu kali dan bukan secara
bertahap. Ini terjadi karena energi yang diperlukan lebih rendah dibandingkan dengan
memancarkan empat partikel nukelon secara bertahap. Dalam memancarkan partikel
alfa, nuklida selalu membebaskan energi sebesar 5.8 MeV. Energi peluruhan alfa akan
turun dengan bertambahnya jumlah massa nukleon dan akan naik dengan
bertambahnya jumlah muatan proton.
Berdasarkan penelitian Rutherfor pada Tahun 1906 didapatkan hubungan
kualitatif antara energi radiasi partikel alfa dan waktu paruh nuklida radioaktif yakni
semakin besar energi radiasi partikel alfanya maka semakin pendek waktu paruhnya.
Bila energi radiasi semakin besar maka jarak tempuh radiasi partikel alfa semakin
jauh. Hubungan tidak langsung antara waktu paruh dan jarak tempuh radiasi
dinyatakan dengan log L = a + b log R, dimana L adalah tetapan peluruhan partikel
alfa, a dan b adalah tetapan yang harganya ditentukan oleh jenis deret radioaktif, dan
R adalah jarak tempuh radiasi partikel alfa. Waktu paruh partikel alfa dapat
dinyatakan dengan rumus :
Menurut teori mekanika kuantum, partikel alfa yang berenergi rendah masih
dapat menerobos potensial penghalang coulomb yang ukurannya lebih tinggi dan
keluar dari nukleus. Peristiwa ini dikenal sebagai ‘tummeling effect’. Kemungkinan
ini akan menjadi lebih besar ketika jumlah nukleon bertambah dan lebih kecil bila
jumlah muatan proton bertambah. Dengan kata lain bila hasil komparasi antara jumlah
proton sangat besar, maka kecenderungan nuklida radioaktif berat meluruhkan
partikel alfa sangat besar. Peluruhan partikel alfa selalu diserta dengan pemancaran
radiasi gamma.
4. Peluruhan Beta
Nuklida – nuklida berat yang mempunyai nomor massa (A) ganjil dalam
menuju keadaan nuklida yang stabil cenderung meluruhkan satu partikel beta, tetapi
untuk nomor massa (A) genap lebih cenderung meluruhkan dua atau tiga partikel
betanya. Untuk menuju keadaan nuklida yang stabil tersebut dapat dilakukan satu dari
tiga tipe peluruhan partikel beta, yaitu peluruhan partikel beta yang bermuatan
negatif, peluruhan partikel beta yang bermuatan positif, dan penangkapan elektron.
Suatu nuklida mempunyai nomor massa (A) yang berisi terlalu banyak netron
daripada protonnya sehingga ada kecenderungan mengubah netronnya, misal yang
diubah satu netron (0n1) menjadi satu proton (+1p+), satu partikel beta (-1e0) dan satu
anti neutrino (-1v). Akibat dari contoh proses ini maka nomor nuklida (Z) akan
bertambah dengan satu angka, dan jumlah netron akan berkurang satu angka, dan
nomor massa nuklida (A) tetap. Proses ini disebut proses peluruhan beta.
Bila suatu nuklida berat yang bernomor massa (A) tersebut memiliki jumlah
proton yang tidak jauh berbeda dengan netronnya ada kecenderungan mengubah
partikel protonnya. Sebagai contoh, bila yang diubah ini satu proton menjadi netron
dan satu partikel beta yang bermuatan positif (+1e0), satu massa neutrino yang
bermuatan positif (+1v) dan satu netron. Akibat dari peristiwa ini nomor nuklidanya
akan turun satu angka, jumlah netronnya bertambah satu angka, dan nomor massanya
tetap. Proses peluruhan partikel beta yang bermuatan positif disebut proses
peluruhan positron. Dampak dari peluruhan partikel positron atau beta positif ini
akan diikuti oleh proses anhilasi atau penghilangan energi sebesar 1,02 MeV yang
ekuivalen dengan dua kuanta radiasi gamma. Ini terjadi karena partikel positron yang
meluruh dari nuklida akan berinteraksi dan saling menetralkan dengan elektron yang
mengorbit di luar nukleus.
Arah meluruhnya partikel beta yang bermuatan negatif dapat menuju ke
nukleus dan berinteraksi dengan nukleon yang bermuatan positif atau proton. Dampak
terjadinya interaksi antara satu proton dan satu elektron maka jumlah netron akan
bertambah satu, jumlah proton berkurang satu dan disertai pembebasan energi sebesar
Eo. Besarnya Eo dapat ditentukan sebagai berikut:
Eo = E netron – E proton – E elektron
Dimana E = mc2
Elektron yang mudah memasuki nukleus adalah elektron yang menempati
orbital terdekat dengan nukleus, yaitu elektron dari orbital K. Kekosongan elektron di
orbital K akan segera diisi oleh elekron yang berasal dari orbital di atasnya, misal oleh
elektron dari orbital L. Perpindahan elektron dari orbital yang berenergi tinggi ke
orbital yang berenergi rendah akan disertai dengan pembebasan sejumlah energi yang
berwujud radiasi X.
Suatu nuklida berat lebih cenderung meluruhkan partikel beta daripada
partikel proton atau neutronnya. Ini disebabkan karena energi yang diperlukan untuk
meluruhkan satu proton atau satu neutron jauh lebih besar dibandingkan dengan
meluruhkan satu partikel beta. Bila nuklida berat meluruhkan satu partikel proton atau
netron diperlukan energi sebesar 5 MeV sampai dengan 8 MeV, dan bila meluruhkan
satu partikel beta hanya diperlukan energi sebesar 0,51 MeV.
5. Peluruhan Gamma
Setelah peluruhan alfa dan beta, inti biasanya dalam keadaan tereksitasi.
Seperti halnya atom, inti akan mencapai keadaan dasar (stabil) dengan memancarkan
foton (gelombang elektromagnetik) yang dikenal dengan sinar gamma (γ). Dalam
proses pemancaran foton inti, baik nomor atom atau nomor massa inti tidak berubah.
Setelah inti meluruh menjadi inti baru biasanya terdapat energi kelebihan pada ikatan
intinya sehingga seringkali disebut inti dalam keadaan tereksitasi. Inti yang kelebihan
energinya ini biasanya akan melepaskan energinya dalam bentuk sinar gamma yang
dikenal dengan peluruhan gamma, sinarnya ini adalah foton dan termasuk ke dalam
gelombang elektromagnetik yang mempunyai energi yang sangat besar melebihi
sinar X.
Peluruhan gamma (γ) merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan
energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat. Sinar gamma
dihasilkan oleh transisi energi inti atomdari suatu keadaan eksitasi ke keadaan dasar.
Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk
gelombang elektromagnetik. Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak memiliki
nomor atom (A=0) maka dalam peluruhan sinar-γ tidak dihasilkan inti atom baru.
Energi tiap foton adalah beda energi antara keadaan awal dan keadaan akhir inti, dikurangi
dengan sejumlah koreksi kecil untuk energi pental inti. Energi ini berada pada kisaran 100
KeV hingga beberapa MeV
DAFTAR PUSTAKA
Friedlander, Gerhart,dkk.(1981).Nuclear and Radiochemistry.New York:John Wiley &
Sons.
Kartowasono,Ngadiran,dkk.(2005).Radiokimia.Singaraja:IKIP Negeri Singaraja
Anonim.2012.Sains dan Teknologi.Diakses pada tanggal 18 September 2012 dari
http://zeniad.wordpress.com/2009/07/27/kestabilan-inti-atom/
Anonim.2012.Kestabilan Inti Atom.Diakses pada tanggal 18 September 2012 dari
http://fisika.ub.ac.id/web/sites/default/files/lab-
top related