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