RADIOAKTIVITAS

HAMDANI,S.Pd

Inti atom stabil Inti atom tidak stabil

Jumlah proton (Z) lebih sedikit atau sama banyak dengan neutron (N)

Gaya inti lebih besar dibandingkan dengan gaya elektrostatis

Jumlah proton (Z) lebih besar dari jumlah netron (N)

Gaya elektrostatis jauh lebih besar di bandingkan dengan gaya inti

Gambar :Gaya elektroststis terjadi pada partikel yang berdekatan dan berjauhan

Gambar : Gaya Inti terjadi pada partikel yang saling berdekatan saja

Grafik kestabilan inti menunjukkan bahwa jumlah netron menjadi lebih besar dari jumlah proton

begitu nomor atom Z meningkat.

Suatu zat (unsur) akan menjadi radioaktif jika memiliki inti atom yang tidak stabil. Suatu inti atom berada dalam keadaan tidak stabil jika jumlah proton jauh lebih besar dari jumlah netron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil.

Apakah inti atom yang tidak stabil bisa berubah menjadi inti

atom yang stabil?

Jika bisa bagaimana caranya?

Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti atom tidak stabil menjadi inti atom yang stabil

Peluruhan radioaktif ada 3 yaitu peluruhan alfa,

peluruhan beta dan peluruhan gamma

Daya tembus sinar radioaktif:Sinar alfa < sinar beta < sinar gamma

Pada peristiwa peluruhan berlaku:

• Hukum kekekalan energi

• Hukum kekekalan momentum linier

• Hukum kekekalan momentum sudut

• Hukum kekekalan nomor massa

• Hukum kekekalan nomor atom

INTI INDUK (X)

INTI ANAK (Y)

PARTIKEL ALPARa22688

Rn22286

42

4222286

22688 RnRa

Peluruhan alfa

Ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa, inti tersebut kehilangan empat nukleon dua diantaranya adalah proton

88 p138 n

86 p136 n

2 p2 n

+

anak Induk sinar alfa

4242

YX AZ

AZ

4222286

22688 RnRa

X Y +

)( intintint iYixi mmmm

2intintint )( cmmmQ iYixi

)]()[()( ZmemYZmemXZmemm partikelYatomXatom

2)])()[()(( cZmemYZmemXZmemQ partikelYatomXatom

HeRnRa 42

22286

22688

)]2()86[()88( 42

22286

22688 meHemmeRnmmeRamm

HemRnmRamm 42

22286

22688

MeVmmmQ partikelYatomXatom 5,931)(

partikelYatomXatom mmmm

Energi yang dibebaskan menjadi

energi kinetik alfa dan energi kinetik anak.

A

AQEk

4

sesudahsebelum pp

)0(int xvdiamindukijika

vmvmvm YYxx

vmvm YY 0

)1..(....................Y

Y m

vmv

kkY EEQ

)2....(2

1

2

1 22 vmvmQ YY

2

2

2

1

2

1

vmm

vmmQ

YY

222

2

1

2

1

vmvm

mQ

Y

22

2

1

2

1

vmvmm

mQ

Y

kkY

EEm

mQ

kY

Em

mQ

1

kY

Y

Y

Em

m

m

mQ

kEA

AQ

4

44

Subtitusikan persamaan 1 dan 2

QA

AEk

4

Peluruhan beta

Peluruhan beta Dalam peluruhan beta sebuah netron berubah

menjadi sebuah proton atau sebaliknya

Partikel yang dipancarkan disebut partikel beta; dan kemudian partikel itu dikenal sebagai elektron

Elektron yang dipancarkan diperoleh dari elektron yang “diciptakan” oleh inti atom dari energi yang ada.

epn

Reaksi di atas kurang tepat karena pada reaksi ini energi, momentum dan momentum sudut tidak kekal

epn

Pauli melalui hipotesisnya mengusulkan suatu partikel baru yaitu netrino. Sehingga reaksinya menjadi:

epn

eNaNe 01

2311

2310

eThPa 01

23090

23091

Beta Minus

Beta Plus

Sifat-sifat anti-netrino:

• Muatannya netral

• Mempunyai spin = ½

• Mempunyai energi

• Tidak mempunyai massa

eYX A

ZAZ

011

memeNammeNemm )11()10( 2311

2310

eNaNe 01

2311

2310

emYmXmm i

AZi

AZ

01int1int

YmXmm AZ

AZ

NamNemm 2311

2310

MeVYmXmQ AZ

AZ 5,931)(

1. Carilah persamaan energi yang terjadi pada saat peluruhan beta plus!

2. Tentukan energi kinetik beta yang terjadi dengan asumsi energi kinetik neutrino minimum!

eThPa 01

23090

23091

Energi yang diperoleh dari defek massa berubah menjadi energi kinetik elektron dan energi netrino.Elektron akan mempunyai energi kinetik yang maksimum jika Energi netrino sama dengan nol.

MeVYmXmQelE AZ

AZk 5,931)()(

Energi kinetik maksimum sama dengan Energi yang berasal dari defek massa

PELURUHAN PROTON MERUPAKANSALAH SATU JENIS PELURUHAN BETA

enPe+ positron(elektron positif) netrino(anti anti-netrino)

PELURUHAN GAMMA

• Peluruhan gamma dapat terjadi pada peluruhan alpha dan beta ketika inti akhir masih berada pada keadaan eksitasinya.

• Peluruhan gamma adalah peristiwa pemancaran sinar gamma (foton) yang terjadi ketika suatu inti yang berada dalam keadaan tereksitasi kembali ke keadaan dasar (ground state).

• Energi sinar gamma yang dipancarkan sama dengan perbedaan energi antara dua tingkat energi dikurangi dengan energi kinetik inti yang terpental

Inti induk

Keadaan eksitasi

Keadaan dasar

oi EEE

oE

iE

REEE

REEE

oi EEE

2

2

2

1

MC

EER

Ei = energi keadaan eksitasiEO = energi keadaan dasarM = massa inti mula-mulaER = energi pentalan inti setelah peluruhanC = kecepatan cahaya

= beda energi keadaan eksitasi dengan keadaan dasarE